基本信息
- 項目名稱：
- 基于自動駕駛技術(shù)的小型智能車的設(shè)計
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 隨著智能交通運輸系統(tǒng)(ITS)的迅速發(fā)展，作為ITS中一個重要組成部分的智能車輛已成為此領(lǐng)域的研究熱點。本設(shè)計從這方面出發(fā)著力于智能車的自動駕駛技術(shù)的設(shè)計與實現(xiàn)的研究。 系統(tǒng)采用視覺傳感器—攝像頭、超聲波傳感器、里程計等，感知車輛周圍環(huán)境，并根據(jù)所獲得的道路、車輛位置和障礙物信息，控制方法采用模糊PID算法，控制車輛的轉(zhuǎn)向和速度，從而使車輛能夠安全、可靠地行駛。
- 詳細介紹：
- 本設(shè)計所述基于CCD攝像頭路徑識別的智能車控制系統(tǒng)，以電動車為研究對象，通過車載CCD攝像頭動態(tài)攝取路面圖像，利用圖像識別技術(shù)識別場道路中的引導線，然后對引導線的位置偏差進行控制，控制車以設(shè)定目標速度沿導引線自動行駛?？刂品椒ú捎米赃m應模糊PID算法，實現(xiàn)了車輛安全、穩(wěn)定、快速的運行。并且利用超聲波測距儀實時監(jiān)測車輛各個方向與障礙物的距離，當距離小于警戒距離時控制器發(fā)出調(diào)整車輛方向的信號，使車躲避障礙物或停止。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 全球汽車工業(yè)持續(xù)增長，中國的汽車市場更以驚人的速度增長，當今半導體在汽車中的應用越來越普及，汽車電子化已經(jīng)成為行業(yè)的必然趨勢，自動駕駛技術(shù)可以使未來城市交通中車輛實現(xiàn)無人自動駕駛，將人置于車-路系統(tǒng)之外，從而極大的降低了事故率，有效的減少人員傷亡，為未來的城市提供了一種靈活、高效、安全、環(huán)保的新型公共交通工具。 本設(shè)計所述基于CCD攝像頭路徑識別的智能車控制系統(tǒng)，以電動車為研究對象，通過車載CCD攝像頭動態(tài)攝取路面圖像，識別道路中的帶狀導引線，控制電動車以設(shè)定目標速度沿導引線自動行駛，并且可以對障礙物作出判斷，根據(jù)情況控制車子繞行或者停止。
科學性、先進性
- 本設(shè)計以電動模型車為載體，自主制作了硬件系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上編程實現(xiàn)智能車的自主巡線運行，并且智能的判斷障礙物然后根據(jù)情況控制車子繞過障礙物或者停止運行。在控制算法上提出了模糊自適應PID控制舵機轉(zhuǎn)向，與傳統(tǒng)的控制方法相比大大的克服消除了舵機的滯后性，改善轉(zhuǎn)向性能，使轉(zhuǎn)向更加靈敏、對不同路況的適應性增強。在驅(qū)動電機的控制方面應用了模糊控制結(jié)合普通PID的控制方法，二維模糊分檔使檔位分配更加合理，速度適應性大大加強，車模運行更加平穩(wěn)，速度提高。并且利用超聲波測距儀實時監(jiān)測車輛各個方向與障礙物的距離，當距離小于警戒距離時控制器發(fā)出調(diào)整車輛方向的信號，使車躲避障礙物或停止。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 獲學?！疤桒B”科研立項獎
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 視頻 照片 實物
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 基于CCD攝像頭路徑識別的智能車控制系統(tǒng)，以電動車為載體，通過車載CCD攝像頭動態(tài)攝取路面圖像，識別道路引導線，控制電動車以設(shè)定目標速度沿引導線自動行駛，并且智能的判斷障礙物然后根據(jù)情況控制車子繞過障礙物或者停止運行。 實時采集傳感器信號，智能分析外部環(huán)境，路徑信息，自動實現(xiàn)方向控制及速度調(diào)節(jié)，是智能車控制系統(tǒng)的主要特點。本作品的電動車實現(xiàn)了按道路指定方向行駛，到達目的地后自動停車，行駛過程中自動規(guī)避一定范圍內(nèi)的障礙物的自動駕駛功能。其設(shè)計內(nèi)容涵蓋機械、汽車、電子、自動控制、計算機、傳感技術(shù)等多個學科的知識領(lǐng)域，作為一門新興的綜合技術(shù)，除了應用于智能交通外還可廣泛的應用于工廠自動料車、固定場地搬運車等技術(shù)領(lǐng)域, 具有良好的應用前景。
同類課題研究水平概述
- 美國國防遠景研究規(guī)劃局DARPA從2004年開始舉辦無人車大獎賽，以百萬美元的獎金吸引各大高校和企業(yè)參與無人駕駛車輛的研究工作。 根據(jù)研究人員的記錄，他們曾經(jīng)以為導航是比賽中比較難攻克的部分，結(jié)果卻發(fā)現(xiàn)這部分是很容易自動化的，相反對于“駕駛”這一人類最容易掌握的技能的自動化實現(xiàn)卻是最難的，要讓機器像人一樣的去駕駛顯然有很長的路要走，最頂尖的隊伍采用了比人類知覺還要靈敏的高級傳感器。往往人類認為最容易使用的技能恰恰是機器人最難實現(xiàn)的，比如學習能力和思考。 上海交通大學、法國國家信息與自動化研究所（INRIA）和葡萄牙Coimbra大學聯(lián)合組成的CyberC3項目組，重點研究面向城市環(huán)境的無人自動駕駛車輛，旨在為未來的城市提供一種靈活、高效、安全、環(huán)保的新型公共交通工具。經(jīng)過研究，人們發(fā)現(xiàn)如果能把人放置在車-路系統(tǒng)之外，便可以比較容易降低事故率。因此，車輛自動駕駛是智能交通系統(tǒng)的重要組成部分。 本設(shè)計主要研究關(guān)于小型智能車自動駕駛系統(tǒng)的實現(xiàn)問題。采用CCD攝像頭采集路況信息，MC9S12DG128B作為主處理芯片，給出了基于自動駕駛技術(shù)的小型車的整體硬件結(jié)構(gòu)及軟件編程，其中對軟件編程中的圖像處理、舵機控制和驅(qū)動電機控制做了深入的討論。針對智能車為非線性系統(tǒng)的特點，綜合模糊控制和PID控制的控制策略，在舵機和驅(qū)動電機的控制中采用兩種不同的模糊PID控制方法，使舵機控制更加精確，響應速度提高；驅(qū)動電機的調(diào)速性能得到很好的改善；此外，利用超聲波測距儀實時監(jiān)測車輛各個方向與障礙物的距離，當距離小于警戒距離時控制器發(fā)出調(diào)整車輛方向的信號，使車躲避障礙物或停止。
