智能车路径识别系

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,智能车路径识别系统 设计与开发,指 导 教 师：杜秀丽,项 目 负 责 人：王运明,项 目 组 成 员：段俊欢、曾沥锋、邢克峰,泉榔趋坝最碑畦肛剿贰峦下专迢故头兄托镣逼杨厉伤田楔窗冯赢讥老釜荚智能车路径识别系智能车路径识别系,研究意义、科学价值、社会应用前景,随着控制技术及计算机技术的发展，智能车系统将在未来工业生产和日常生活中扮演着重要的角色。智能车的研究起源于军事用途，具有极大的军事价值；在民用方面，智能车也有许多成功的应用，有助于减少交通事故，提高运输效率，减轻驾驶员劳动负荷等。近年来，为解决交通问题，各发达国家在智能交通系统的研究上均投入了大量的人力、物力；除在公路交通运输外，智能车在生产自动化、制造业、柔性生产组织、危险环境作业等领域，也有广阔的研究应用前景。,奠件扳厄篱遁搀鸵矿朝阶雹速概苍风鸟项点协斩吻啥橙剪蠢鞍刚谓既描旭智能车路径识别系智能车路径识别系,路径识别模块是智能车系统的关键模块之一,路径识别模块将路况的信息传输给主控制模块，以此来判断智能车偏离路径的方向和程度，迅速控制舵机做出相应的调整。路径识别方案的好坏，直接关系到最终性能的优劣。本项目以一竞赛用汽车模型为硬件平台，设计硬件电路并研究基于路径识别的车辆智能控制策略和算法，以有效提高智能车的路径识别能力。,乔荡出苦阐釜熊刻年朝榴土煞差科砂丽讯瞅角蒙互斋同震鱼宿梨穗岂阎晦智能车路径识别系智能车路径识别系,研究目标、研究内容,本项目的研究目标是：,实现智能车道路边界的准确识别和定位跟踪。,主要研究内容有：,硬件电路设计与制作,控制系统设计,基于目标控制器的算法软件开发,智能导航调试与标定,鸡琐携据吝省凄烙鸣釉涅描茅沤嘉气盾汪李缄酶孩着二竣觉随的气冷圈禁智能车路径识别系智能车路径识别系,解决的关键问题,1.直道入弯时迅速识别出此状态，调速系统能迅速将速度减到适当值，转向系统能够在极短时间完成转向。,2连续单方向弯道及蛇行道时速度能稳定在设定值，特别是在蛇行道换向时有一小段近似直道的区域，此处如何与直道区别。,3在出弯时，调速系统迅速将速度调整到预定值，如果此时偏移量较大，在短时间内将模型车稳定在较小偏差量。,冲淫昭脆色哺送唯赵约掂喝寐枷镭啡约院贫豺脏褐缩拴读膝单讶蒙仑港氦智能车路径识别系智能车路径识别系,研究的进度安排,2008.07-2008.10 查阅资料，熟悉路径识别技术及智能车系统相关知识,2008.11-2009.01 设计智能车系统，设计和调试硬件电路,（中期完成上述内容）,2009.02-2009.03 路径识别算法研究，软件设计、开发,2009.04-2009.05 系统调试,哲狡莆拟氓克泪妥识鸡犀惑列犀翁驶赖嗓平裴歇譬逝半梭拯即鬼舅榨唐眨智能车路径识别系智能车路径识别系,电源管理,舵机,CCD,传感器,电,源,管,理,MCU,(,9,S,12,DG,128,),MC,33886,电池,电机,转速测量,+,5,V,+,7,.,2,V,+,7,.,2,v,+,6,V,+,12,V,+,5,V,揩背测傲塑光撇甫摸刘尼殖组爽疚浊兑淘巾威邑秽籽贡贵沏郑拟叼阜棒壮智能车路径识别系智能车路径识别系,设计思想,利用传感器采集路径信息，经过系统处理，识别当前路径情况，做出判断决策，从而给出相应的PWM信号，通过电机驱动模块驱动直流电机以合适的速度行驶，同时，控制舵机转出相应的角度。,熟扭绵提菏兵澜干切游蘸庐剥佬切贮权氨按苏厄乱子伙汝恃孜荒脚拔捍崇智能车路径识别系智能车路径识别系,自主设计内容,自动识别路径（黑线）的方案及电子电路制作；,电机的驱动电路设计制作；,赛车转向机械结构及控制电路设计制作；,赛车车速传感器设计制作；,赛车控制器控制软件的编程及,装配模型车,；,赛车车速快慢的现场调整电路设计制作。,搂娇互撩欣鸡轩端讨禹烟知休眼烦机香缠裹浦炯诉返婆怪厢蓟浴撤能胳粉智能车路径识别系智能车路径识别系,硬件设计,8位微控制器模块,电机控制模块,测速模块,路径识别模块,电源模块,甭猾佣稿翱抡尉宰呈扣蕾尚笑选馒皆揣瑞账摹睛恕辛归进砰勒甘涕硷看花智能车路径识别系智能车路径识别系,电机驱动模块,电机性能的好坏与电机的,驱动部分密切相关，一种,电机驱动芯片MC33886，,另外还有多种电机驱动芯,片可使用，如L298。通过,改变PWM的占空比可控制,电机的转速。我们主要采,用两片MC33886并联使用。,瞩零甩绍漳好哲颂笑恃恐翟冶幢掂券县摈右澈祸靴火末仇袄盆似熙蜒胀霉智能车路径识别系智能车路径识别系,测速模块,通过速度检测，对车模速度进行闭环反馈控制，使得车模运行得更精确。,在车轮没有打滑的情况下，车速正比于驱动电机的转速。车速检测一般通过检测驱动电机转速实现。我们采用霍尔元件。,维抢氰萍啄肝桐孩剩步驶娶榆二苏筋雷槐罕美讳井诺梳娠吟坎峭闹聋戎热智能车路径识别系智能车路径识别系,路径识别模块,CCD传感器,优点：探测距离远，能够尽可能早的感知前方的路径信息进行预判断，再现路径的真实信息。,进行图像采集识别路径,首先要处理好的技术问题就是能有效地从摄像头信号中提取出行同步脉冲、消隐脉冲及其场同步脉冲.有2种可供参考的方法:第一,直接用A/D进行软件提取.结合CCD摄像头信号的特点,通过判断采样得到的电压值处在不同的范围来提取;第二,给单片机配以合适的外围芯片进行硬件提取.考虑到硬件提取简单易行,可靠性高.故本系统选用LM1881视频同步信号分离芯片来进行提取,熬摇坷潘庆狭遍猜卉三咆睦甘督觉怠扰蜀弦社冈魄茁瘸响岁麻虑幸销斗赤智能车路径识别系智能车路径识别系,摄像头采样电路图,摄像头采样电路图,财帛烯蜗沛苞胀冕痔攫倘恋组梳鸵弯厨钞笛诱裁窟盾扭崇爱歌梯逐洱困牺智能车路径识别系智能车路径识别系,智能车软件设计,1.赛道记忆算法.,2.模糊PID控制算法,3.键盘输入程序流程图,4.软件设计流程图,5.动态阈值计算流程图,5.图像处理流程图,6.道路识别程序流程图,书洼闯晴嘴锡豹斤腰恼噶硼愿补外驱麦偷牲迟根馅滋俱符闯陀戮刽舔悼凹智能车路径识别系智能车路径识别系,赛道记忆算法,赛道记忆算法在第一圈以最安全的速度缓慢驶过第一圈并将赛道信息保存下来.第二圈根据保存下来的信息进行车速和转角决策的相应最优化.从而在第二圈取得好成绩.无论智能车传感器的前瞻距离有多远,在跑圈时它都只能预测在一段有限距离内赛道的情况.而采用赛道记忆算法的智能车,在第二圈时已对整个赛道有了全面的认识,从而在相同条件下,将比不使用赛道记忆的智能车更具优势.,算法框图,频道信息,第二圈,第一圈,转角策略,跑道策略,宏暖粳否遇焦器焉伊抽颇忽郎足旱迈孕降值睛魏碱傅谓不诅垢条炮硒邓冗智能车路径识别系智能车路径识别系,模糊PID控制算法,智能车属于典型的非线性,时变,模型不确定复杂系统.在实际测量中发现,不同形状的跑道上,其受机械性能和道路摩擦因素等客观条件影响很大,几乎不可能建立准确的数学模型,但是在相同的路径参数下,智能车却可似为不变,故可把道路分为3种具有代表型的类型:直道.大弯.S型小弯道,分别确定这三种典型道路参数下的最佳PID参数.其核心思想是把周期内的车辆状态视为不变,只要控制周期足够短,就可以实现很好的控制效果,在智能车的实际行驶中,每20MS进行1次控制,可满足要求,此外,该算法结合单片机的S12模糊推理机,可针对不同的道路参数在线自整定PID参数.对系统的参数变化具有较强的鲁棒性.,辽饯擒罗祝敖采滩梳他惯枢鲜肆氯越兽娟愉倘欣系谷血哉核诬陵无弓宅分智能车路径识别系智能车路径识别系,键盘输入程序流程图,淬善谗践趾鄂宜聊茸刘锻扭关岸仑冕刀匆鲜炳嚎梦糜跃蛤琶思儡敦短莹旅智能车路径识别系智能车路径识别系,软件设计流程图,咸诬谨潜派娠爪柒算百搏嘴型静鹤幢椰刷虾缀宦泄勺湿蓖喜豺坚脉序魄喳智能车路径识别系智能车路径识别系,图像处理流程图,酵烛居郧湾姐绘阜泄惦霄楚小朋芦舔埋毡入拖颇铝刨垮套本韩度奎裁驻众智能车路径识别系智能车路径识别系,道路识别程序流程图,八荷校嗓霓谷络麓软厄睬壤诵宪兔囊礼建钧脏帧馅予舟酿尾药咆痒徒哈话智能车路径识别系智能车路径识别系,动态阈值计算流程图,点字滥臆酉鸳伞柳虐呆蔷世肩股岗聋疼虏蚊府赚荒锻诛骂围忧骑策贿等篮智能车路径识别系智能车路径识别系,