基于图像传感器的智能车控制系统开发

作     者：郝帅 

作者单位：大连理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：潘学军

授予年度：2011年

学科分类：08[工学] 0835[工学-软件工程] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：路径检测 智能车 模糊控制 图像处理 免疫反馈 

摘      要：智能汽车作为众多高新技术的综合载体,在智能交通系统中的扮演着重要的角色。本文以全国大学生智能汽车竞赛为背景,对智能车控制系统进行研究和设计。采用Freescale16位微处理器作为核心控制芯片,基于数字图像传感器采集视频图像,通过对采集的图像进行处理分析,获取道路信息,自主识别行驶路线,并结合测速反馈实现对车体的闭环控制,使智能车能够在规定的跑道上安全、快速地行驶。 论文的主要工作如下： 首先,针对控制要求对智能车系统的机械结构进行改造。结合现代汽车的相关理论,通过实验的方式对智能车底盘、前轮定位参数、齿轮传动机构、后轮及差速器进行了调整;讨论了图像传感器的安装原则与位置校正;分析了转向舵机对智能车系统产生的影响,为图像传感器与转向舵机设计出了合理、可靠的安装方式。 其次,文章对智能车系统的硬件电路进行了设计。分别对核心控制模块、电源管理模块、图像采集模块、电机驱动模块、舵机驱动模块、测速功能模块等部分的电路进行设计,保证智能车具有良好、稳定的硬件支撑。 最后,在智能车系统的软件设计中,给出了系统软件的总体架构,介绍了图像采集的流程,针对道路的特征给出了图像处理及路径识别的算法,从建模的角度对智能汽车的控制策略进行了分析和研究,在此基础上,借鉴生物免疫反馈机理并结合模糊理论,提出了一种模糊免疫自适应PID控制器,使智能车在高速行驶状态下的具有良好的目标轨迹跟踪性能。