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基于CMOS图像传感器的智能车设计与实现

作　者: 杨京峰
导　师: 杨英
学　校: 东北大学
专　业: 车辆工程
关键词: 智能车 CMOS 路径识别 PID控制
分类号: U463.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

汽车电子化被认为是汽车技术发展进程中的一次革命,汽车电子化的程度被看作是衡量现代汽车水平的重要标志,是用来开发新车型,改进汽车性能最重要的技术措施。就目前我国而言,汽车的智能化发展还不是很迅速,特别是在安全性、智能化、车与路之间交互信息等方面。智能车辆是室外轮式移动机器人在交通领域的重要应用,它从根本上改变了传统的车辆控制方式,可大大提高交通系统的效率和安全性。下面,分别从应用和技术方面对今后的发展趋势进行展望。从应用角度上看,该智能车已经能够在给定的实验室路线上行使,而且有了较好的速度和准确度,只是目前的路线还相对较为简单,没有考虑到实际道路中的复杂环境的影响,但该课题为以后的进一步研究打下坚实的基础。本智能车控制系统以单片机MC9S12DG128为核心元件,采用CMOS图像传感器进行路况信息采集,可进行路径识别和引导线形识别。通过视频亮度阈值的自适应调整、有效的图像分割和独特的硬件比较器确保了智能车路径识别传感信号的准确、稳定与快速。自制转速反馈模块以其轻盈小巧的机械特性、简洁的电气特性和相应的环形队列算法,精确实现了快速的车速检测并且不增加任何机械运动部件和机械负荷。直流电动机采用MC33886模块驱动稳定、有力。系统控制策略采用以PID控制为基础的切换控制方案,努力实现系统对快速行驶和稳定运行之间的最佳平衡,在不同的线形的行驶条件下,智能车基本上能按最优控制参数行驶,体现出了良好的动、静态特性。所选用的低压差电源管理芯片TPS7350和滤波、消噪方案,可使在7.2伏电池供电的条件下为系统的各功能模块提供了稳定、可靠的工作电源,为智能车的稳定工作提供了有力的保证。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章绪论  10-16
  1.1 课题背景  10-11
  1.2 智能车控制系统的分类  11-12
  1.3 国外智能车发展现状  12-13
  1.4 国内智能车发展现状  13-14
  1.5 课题研究的意义  14
  1.6 本文的组织结构  14-15
  1.7 本章小结  15-16
第2章智能车控制机构与控制方法的设计  16-24
  2.1 智能车控制机构设计  16-20
    2.1.1 摄像头的选择与安装  16-17
    2.1.2 摄像头的架设  17-19
    2.1.3 摄像头转向舵机的安装  19
    2.1.4 智能车底盘的改进  19-20
  2.2 智能车控制方法设计  20-23
    2.2.1 PID控制原理  20-21
    2.2.2 增量式PID控制方法  21
    2.2.3 模糊控制原理  21-23
    2.2.4 模糊控制原理的应用  23
  2.3 本章小结  23-24
第3章智能车系统硬件电路设计  24-36
  3.1 视频同步分离电路  24-26
  3.2 电机驱动电路  26-29
  3.3 电源管理电路  29-32
  3.4 转速测量电路  32-35
  3.5 本章小结  35-36
第4章智能车控制系统软件设计  36-52
  4.1 智能车主函数软件设计  36
  4.2 智能车路径识别方法的研究  36-48
    4.2.1 常规图像采集方式  37-44
    4.2.2 改进的图像采集方式  44-47
    4.2.3 两种图像采集方式对比  47-48
  4.3 切换控制  48-50
    4.3.1 切换系统的基本概念  48-49
    4.3.2 切换控制在本系统中的应用  49-50
  4.4 中断设计  50-51
  4.5 本章小结  51-52
第5章智能车调试及实现  52-58
  5.1 开发与调试工具  52-54
  5.2 调试过程  54-55
  5.3 测试及实现  55-57
  5.4 本章小结  57-58
第6章结论与展望  58-60
  6.1 结论  58
  6.2 展望  58-60
参考文献  60-64
致谢  64-66
攻读硕士期间发表论文情况  66

基于CMOS图像传感器的智能车设计与实现

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