基于摄像头的智能小车决策系统研究

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1、大连理工大学硕士学位论文摘要随着汽车电子的迅猛发展，人们对安全、节能、环保以及智能化和信息化的汽车需求越来越大。智能汽车是智能交通系统(ITS)中的关键环节，智能汽车自主驾驶技术在公路管理、交通运输等方面有着广阔的应用前景，受到广泛的重视。本文以“飞思卡尔"全国智能车竞赛为背景，讨论了智能车系统的设计，在对智能车模型的车体机械结构以及硬件电路进行设计的基础上，对智能车自主行驶的决策系统以及控制算法进行了研究。论文首先对智能车的机械结构做了设计和改进。主要对主销后倾角、前轮外倾角、转向轮的定位参数、底盘离地间隙做了改进，系统重心选取做了优化调整。然后介绍了CMOS传感

2、器的基本原理与应用，并给出了基于OV6620CMOS数字图像传感器的摄像头的设计方案。其次，文章对智能车的硬件电路系统进行了设计与讨论。分别针对单片机最小系统、电源模块、电机驱动模块和无线通讯模块等部分电路进行设计。最后，采用图像处理算法提取赛道有效信息，在此基础上提出智能车的控制决策算法。由于智能车比赛赛道的复杂程度以及汽车动力学系统的非线性特征，传统的控制算法已经无法解决智能车在复杂赛道情况下的控制参数的不匹配问题。本文理论结合实际，提出了智能车的分数阶PID的控制算法，并进行了仿真实验。实验证明，所建立的决策系统具有实时性好，适应性强的特点。关键词：智能车；C

3、MOS图像传感器；分数阶PID基于摄像头的智能小车决策系统研究ResearchofDecisionSystemforSmartCarBasedonCameraAbstractWiththedevelopmentoftheautomotiveelectronics，peopleneedthecar、Ⅳimsecurity，energyconservation,environmentalprotection,intelligenceandinformationmoreandmore．Smartcal"systemisanimportantcomponentoftheIn

4、telligentTrafficSystem．Theself-drivingtechnologyofsmartCarhasagreatperspectiveinroadmanagementandtraffictransport．Inthispaper,thesystemofsmartisdesignedonthebackgroundof‘‘Freeseale'’NationalSmartCarTournamentandthedecisionmakingsystemforself-drivingandcontrolalgorithmisresearchedbasedo

5、nthemechanismandhardwareofthemodel．First,thedesignandimprovementofthemechanicalstructureofthesnlarterrmodelisdiscussed．Casterangle，toe-angleandtheparameterofsteerablewheelandthegapbetweenthechassisandthegroundarerectifiedandoptimized．Then,thepaperintroducedthebasicprincipleandapplicati

6、onofCMOSsensor．Furthermore，theblueprintofcamerabasedonCMOSsensorOV6620isstated．Third,thecircuitryofthesystemhasbeendiscussedincludingMCUmodel，powermodel，motordrivemodelandwirelesseomrmmicationmodule．Finally，theavailableinformationisextractedbydigitalimageprocessingalgorithmbywhichtheco

7、ntrollingalgorithmisdiscussed．Thetraditionalcontrollingalgorithmcannotsettletheproblemofparametersmismatchingbecauseofthecomplexityofthepathandthevehicledynamicsystem’Sstrongnonlinearity．ThispaperintroducedadecisionsystembyfractionalorderPIDcontrollercombining、ⅣitllconventionalPIDtoc