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智能小车横向控制系统的设计与实现
| 论文题名： | 智能小车横向控制系统的设计与实现 |
| 关键词： | 智能小车;横向控制;摄像头图像采集;图像处理;模糊控制 |
| 摘要： | 随着汽车电子和智能控制技术的发展，智能车已经成为自动控制领域内的一个研究热点。智能车将先进的传感器技术、信息处理技术、计算机技术、数据通信技术、电控技术、信息显示技术等高新技术综合运用于一身，实现自动跟踪道路，自动识别前方障碍物，自主避让，最终实现自主导航，自动驾驶等功能，达到提高行车安全、增加道路通行能力的目标。 车辆横向控制是智能车控制系统研究的重要内容，指垂直于运动方向上的控制。智能车通过车载传感器采集的道路标线、道路障碍物的信息，识别出车辆与目标线的偏差，运用一定的控制模型、控制方法使车辆沿目标线行驶。车辆的横向控制可以躲避路侧障碍物，防止车辆侧面的摩擦从而提高车辆行驶的安全性，降低交通事故的发生率。 为实现小车的横向控制，对横向控制系统进行了整体设计，确定了系统硬件组成的设计方案，即主控芯片、信息采集传感器和舵机的选型，电源模块和通信模块的设计；设计了系统的软件流程。研究了道路信息的采集方法，通过主控制器DSP采集摄像头上获取的图像信息，同时研究了车体坐标系下摄像头的标定方法，得到摄像头纵向扫描距离、横向偏移距离与摄像头行数、列数之间的关系；研究了图像处理算法，介绍了图像二值化算法、图像滤波算法、标线识别算法的设计等。研究了小车的车体运动模型，推导出位置误差方程，从而确定了车体导航参数。同时以车体导航参数为基础，设计了模糊控制算法，并对模糊控制算法进行了MATLAB仿真，仿真结果表明：本文设计的模糊控制算法可以跟踪设定的轨迹。在道路交通系统模拟实验平台上进行了小车横向控制的相关试验工作，试验结果为：小车可以较好的完成单车道的识别以及直道、弯道的行驶。 |
| 作者： | 张蕊 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 导师： | 严新平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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