10t电动平车运行轨迹处理是程序的关键技术，本研究采用OTSU算法的二值化处理技术；切线判断主要采用处理好的轨迹进行切线的求值，切线算法为固定长度的横向偏差，如图3所示，计算出偏差值ef，根据偏差的大小和正负，判断车辆需要行进的方向，作为车辆的预设方向值；车辆方向控制以预设方向值作为参考，采集车辆轮架电机偏转的方向值进行闭环的控制，预设方向值为Dr，采样的方向值为Ds，方向偏差为Ed，相互关系为
根据偏差进行比例积分微分控制，以实现稳定快速的方向控制。
3.2 二值化处理
二值化处理是对获得的灰度色图形进行处理，以获得真实的轨迹图形，采用二值化算法，获得边界曲线，也是采集的运行曲线；实际工厂环境具有轨迹存在污点、颜色偏差、图形干扰、光线偏差等多种情况，本研究采用OTSU算法进行处理。
OTSU算法是由日本学者OTSU于1979年提出的一种对图像进行二值化的高效算法，是一种自适应的阈值确定的方法，又称大津阈值分割法，是最小二乘法意义下的最优分割。
本研究中算法的重点是选择合适阀值，进行边界辨识，而OTSU算法能够较好地解决这个问题，根据地面的轨道图形，可以有效分析污点、阳光对轨道的影响，本研究的轨道横坐标分为300个采样点，灰度值取值范围为0～200；根据OTSU算法计算出最优的阀值，判断轨道的边界，灰度值一半的分布如图4所示。
在算法设计中，Matlab中自带OTSU算法，调用即可
代码如下：
1 close;clear;clc;
2 I=im2double(imread('coins.png'));
3 k=graythresh(I); %得到最优阈值
4 J=im2bw(I,k); %转换成二值图，k为分割阈值
5 subplot(121);imshow(I);
6 subplot(122);imshow(J);
4 实验结果
根据上文分析过程进行了实验样机的设计，轨道铺设黑白相间的油漆，方便摄像头的拍摄，也可以连接红外传感器，摄像头采用常用的720P或1080P高清接口，摄像头拍摄轨道发送给小型工控机，目前使用10寸工控触摸一体机，配置N2853赛扬双核，2G内存，32G硬盘；工控机通过算法计算出工作要求，发送给比例阀（PRM2-06，通径06，压力至32MPa，流量至40L/min）。
控制系统包含普通摄像头、红外传感器、工控机、驱动板卡等设备，总成本不超过2000元人民币，量产后成本会进一步下降，具有低成本的优势。
视频处理采用二值化处理，获得的轨迹图形如图5所示，可以对阳光干扰、图形偏差等情况进行处理。
采用视频处理的技术，搭建10t的电动平车实验条件，实现10km／h的运行效果，具体车辆和轨迹如图6所示。
5 结论
本文提出的基于红外与视频结合的电动平车导航控制系统，只需要铺设黑白相间的轨道，对光照和环境的抗扰度很好，成本较低；在标识轨道的协助下，计算机算法也较简单，可以实现电动平车上通过低档的工控机实现；通过优化算法可以提高系统的抗扰度，并且可以辅助进行各种位置控制，具有结构简单、安全性高和成本较低的特点，非常适合电动平车的应用场合。
通过研究及实验验证，发现电动平车体积大、吨位重，转向和速度控制需要精确的控制模型，本课题组将继续深入研究电动平车自动导航的建模方法以及控制算法。
