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汽车主动防撞系统研究

作　者: 肖永茂
导　师: 师帅兵
学　校: 西北农林科技大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 汽车主动安全行车安全距离图象处理专家系统
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 188次
引　用: 2次
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内容摘要

随着汽车的大规模生产、使用和公路等级的不断提高,特别是高速公路的飞速发展,汽车的行驶速度逐渐加快,汽车安全问题越来越受到人们的重视。因此,研究汽车主动防撞系统对提高汽车行驶的安全性,避免事故的发生有重要的理论意义和实用价值。本论文在分析现有研究基础上,提出建立基于热红外成像传感器的汽车主动防撞系统,汽车正常行驶时,该系统不发生作用,当汽车与目标物之间距离小于相应行驶条件下设定的安全距离时,系统发出报警信息,提示驾驶员采取相应措施,及时避免事故的发生。在对汽车制动过程分析的基础上,得出汽车制动距离的一般模型。依据汽车制动距离模型的要求和目标物的运动类型得出汽车安全距离模型,给出安全距离的计算方法。道路附着系数是计算安全距离的重要参数之一,但道路附着系数由于路面条件不同很难实际测量。利用回忆对比的方法修改附着系数,将经典理论数据输入神经网络,并对模型进行训练巩固,在不同路面类型进行制动实验获得实验数据,将测得实验值与理论数值进行对比修正,使系统内的附着系数值和实际附着系数越来越接近,为准确计算汽车安全距离提供依据。将热红外成像传感器采集的图像用灰度增强法进行增强,并对图像进行分割以突出目标物。由于图像分割后,还可能有次目物体影响判断,因此对分割后的图像进行形态学处理,有效地将目标图像区域从场景区域中分割出来。通过投影成像关系,重新构建立体视图从而测出目标物的距离,并给出目标物的运动类型判断公式。建立了汽车防撞专家系统,设计了专家系统推理机和知识库。将汽车安全行驶的知识规则以及安全行驶的推理策略导入专家系统,以汽车驾驶知识作为辅助指导操作在危险情况下进行报警避免汽车碰撞。并依据汽车在实际行驶的需要设计了信号采集、信号处理、修改参数和报警提示等模块的系统程序。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-16
  1.1 研究背景和意义  8-9
  1.2 几种车用防撞系统的比较  9-12
    1.2.1 汽车防撞系统的原理  9-10
    1.2.2 超声波方式  10
    1.2.3 雷达方式  10-11
    1.2.4 激光方式  11
    1.2.5 热红外方式  11-12
  1.3 国内外研究现状  12-14
    1.3.1 国外研究现状  12-13
    1.3.2 国内研究现状  13-14
  1.4 论文主要研究的内容和技术路线  14-16
    1.4.1 主要的研究内容  14
    1.4.2 技术路线  14-16
第二章制动距离与行车安全距离研究  16-22
  2.1 汽车制动过程分析和制动距离计算  16-18
    2.1.1 汽车制动过程分析  16-18
    2.1.2 制动距离计算  18
  2.2 汽车防撞安全距离模型  18-21
    2.2.1 汽车防撞安全距离模型的确定原则  18-19
    2.2.2 距离模型的建立  19-21
    2.2.3 距离参数的确定  21
  2.3 小结  21-22
第三章基于神经网络的道路类型研究  22-31
  3.1 道路类型研究的意义  22
  3.2 路面附着系数的研究方法  22-23
  3.3 BP神经网络  23-30
    3.3.1 BP网络结构  23-24
    3.3.2 BP算法的数学描述  24-26
    3.3.3 BP网络参数选择  26-27
    3.3.4 神经网络的学习  27
    3.3.5 反向传播网络BP 算法的限制与不足  27-28
    3.3.6 反向传播网络BP 算法的改进  28-29
    3.3.7 神经网络结构及设计  29-30
  3.4 小结  30-31
第四章基于图像处理的目标物检测  31-42
  4.1 图像处理研究的内容  31-32
  4.2 图像处理的方法  32-37
    4.2.1 图像增强技术  32-34
    4.2.2 基于灰度分割的图像分割  34-36
    4.2.3 形态学图像处理  36-37
  4.3 目标物实时检测  37-38
  4.4 目标物距离测定  38-41
    4.4.1 成像中的空间关系  38-39
    4.4.2 结构化道路的目标物距离测量  39-41
  4.5 目标物运动类型的判断  41
  4.6 小结  41-42
第五章汽车防撞专家系统  42-51
  5.1 专家系统的结构  42-43
  5.2 汽车防撞专家系统结构  43-44
  5.3 安全优先级与常规任务求解  44-45
  5.4 开发工具选择  45-46
    5.4.1 采集软件Labview 和运算软件MATLAB  45
    5.4.2 数据库软件Access  45-46
  5.5 系统的主流程图和主要功能模块系统  46-50
    5.5.1 系统的主流程图  46-48
    5.5.2 系统的主界面  48
    5.5.3 信号采集模块设计  48-49
    5.5.4 信号处理  49
    5.5.5 报警提示  49-50
    5.5.6 修改参数  50
  5.6 小结  50-51
第六章结论与展望  51-53
  6.1 结论  51
  6.2 创新  51
  6.3 展望  51-53
参考文献  53-57
致谢  57-58
作者简介  58

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