近年来,经济的高速发展促进了交通道路的发展,国家对道路建设的投资不断加大,同时也促进了道路维护业的发展。作为道路维护中的重要环节,道路划线工作变得十分繁重,且面临着巨大的挑战。目前,我国的道路标线设备自动化程度较低,以人工手推简易划线机和乘架式划线机为主,效率低下,无法根据实际需求进行多种标线类型的喷涂。而且现有的标线设备定位准确与否都取决于工人的操作经验和技术水平,主观因素影响较大。因此研究设计一款可以喷涂道路标线和字符的智能道路标线设备对于促进道路标线产业升级和满足市场需求具有重要意义。本文将ARM与图像处理技术相结合,研究设计了具有自动喷涂、自动定位功能的道路标线机控制系统,包括喷涂模块的控制、喷头的定位和标线机运动的控制。喷头部分采用单排阵列式喷头,多个喷头等间距排列,与电磁阀相连接,通过电磁阀的开闭,控制不同的喷头喷出划线漆,从而满足道路标线的喷涂需求。硬件部分介绍了标线设备控制系统的组成和主要功能,包括STM32F103VET6控制器及其最小系统、视频采集模块、上位机通讯模块、喷涂模块和行进模块,并给出了相应的电路设计。喷涂模块的控制程序分为两部分:调用和处理。首先从存储模块中读取待喷涂字符或标线的点阵地址和喷涂参数,根据点阵地址从设计好的字库中提取相应的点阵数据,放入缓存阵列,然后喷头模块通过PWM调制方式,驱动电磁阀在不同位置开关,从而喷出选择的字符或标线。喷头的定位取决于标线设备的位置,因此需要对其运动进行控制。道路标线设备在行进时,纵向位置由编码器确定,横向位置由图像处理获得。横向位置参数的获取主要包括三个阶段:图像预处理、道路边缘线检测与提取、定位与控制决策。在图像预处理阶段,通过摄像头拍摄采集道路信息,并上传至上位机进行灰度化、滤波处理和阈值分割,将道路与背景进行区别。采用Canny算法和Hough变换检测道路边缘线并将其提取出来,再结合摄像机的成像规律,进行二维道路图像到三维空间的道路重建,实时计算位置参数,从而控制标线设备的行驶与运动。最后,对道路标线设备的控制系统进行实验验证。结果表明,智能道路标线设备能够识别和提取多种路况下的道路边缘信息,确定位置参数,并且能够喷涂出比较完整的标线和图形。