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基于电磁导航和视觉检测的智能交通演示系统
| 论文题名： | 基于电磁导航和视觉检测的智能交通演示系统 |
| 关键词： | 智能交通;演示系统;软件设计;功能模块 |
| 摘要： | 随着经济和社会的快速发展，车辆保有量迅速增加。智能交通系统(ITS)结合了先进的电子信息技术，是一种实时高效的交通管理系统，引起了国内外研究机构的高度重视。作为关键技术示范与验证的基础平台，建立缩比模型原型系统已成为目前ITS研究领域的重要手段。本文采用缩比城市沙盘和模型小车，结合高速摄像机、ZigeBee无线通信和视觉检测等技术，设计并实现了ITS动态演示系统。 在总结国内外研究现状的基础上，本文依托短距无线通信设计了智能交通演示系统的整体架构，并给出了概念车模的硬件设计。为便于系统参数设置与状态监控，基于.NET平台开发了一款图形化显示界面，设计了无线数据通信协议，实现了上位机与下位机的通信。考虑到ZigBee通信具有自组织、短距离等特点，本文选用ZigBee协议组建智能交通演示系统的通信网络，并对组建的网络进行了测试。 根据实际环境要求，本文采用电磁导航方式对小车进行导航，以PD控制算法实现了小车偏向纠正控制。为实现动态路径设置的功能，本文引入RFID标签建立交叉路口的数字标识，引导小车实现路口转弯与路径选择。针对行驶车辆状态、交通状况等信息的监控，本文开发了C#上位机软件，然后采用红外传感器实现了速度信息感知，通过检测红外调频信号判断当前路口的交通灯信号状态，引入高速摄像机构建了路口车流量的视觉检测，结合图像特征提取算法实现了小车图标识别和特征提取。对于小车位置监控，本文采用脉冲数与定点修正的方式，并进行了验证分析。 在分析线性调频扩频技术(CSS)基本概念及特点的基础上，本文对CSS节点定位性能进行了大量的测试;结合无线传感器网络的定位跟踪算法，采用最小二乘定位算法和扩展卡尔曼滤波算法(EKF)实现了小车的轨迹跟踪，进而引入轨迹信息控制的思想改善了跟踪精度，实现了类似GPS的室内目标定位架构。实验结果表明，本文算法可获得较准确的小车轨迹，具有很强的环境适用性，在小车以0.4m/s速度和长度为2m的方形轨迹运动时，跟踪精度可达到0.179m。 最后，对本文的研究工作进行了总结，并探讨了后续的改进方向。 |
| 作者： | 杨兵 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 张云洲 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东北大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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