数字形态学滤波器与智能车路径记忆

　　在数字图形处理领域中，数学形态学主要用于非线性变形，它可以局部地修改信号的几何特征，并提供有关信号的几何特征信息。根据不同的信号的形态特征，可以采用不同的数学形态学运算对信号进行处理，这些数学形态与运算都被视为数学形态滤波器。在这种应用方法中，每一个信号都被视为适当的维数的欧几里德空间中的集合。数学形态滤波器被定义为集合的运算，它使信号的图形变形，以提供关于其几何结构的数字化信息。对于被视为集合的二进制信号，腐蚀、膨胀、开运算和闭运算是最简单的形态运算。这些滤波器还可以引申到多维信号中去。此时，形态滤波器利用的是灰值图的数学形态运算的定义。下面将探讨如何将数学形态滤波器应用到舵机转角信号(一维数字信号)的处理中，实现去除脉冲噪声和减小扰动，以及在单片机上编程实现和快速运算的方法。

　　数学形态滤波器通常是用在二维图形的处理，为把数学形态滤波器推广到一维的信号的处理中，下面再介绍一下腐蚀、膨胀、开运算和闭运算这一个基本运算在一维信号处理中的定义：

　　设H、K分别为h[n]和k[n]的定义域，长度分别为N和M，一般N>M。H和K均为整数集合。

　　h[n]指包含舵机转角信号的数字化序列，k[n]指结构元素序列。

　　h被k腐蚀：

　　采用数字形态滤波方法，还要选用合理的算法。其中，如何选取模板序列的长度是关键，如果模板序列过长会将有用信号当作噪声滤除，过短则达不到滤除噪声的目的。在采样速率一定的情况下，序列的长度与时间成正比，这要求模板的长度要小于模型车的最小转弯时间，大于舵机扰动的最长时间。第一圈让模型车匀速通过，这样处理有两个优点：

　　1) 可以固定最小转弯时间，从而确定模板的长度。非匀速通过时速转弯时间不定，要求模板长度可变，从而造成后续处理复杂，稳定性不高。