基于视觉反馈的智能小车系统研究

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1、摘要随着科学技术的飞速发展，机器系统正在向智能化和视觉化的趋势发展。智能移动机器人是一种集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多项功能于一体的高智能化机器系统，在工业、军事、家庭、医院等各种领域发挥着重要的作用。本文以一类功能和结构相对简单的智能小车为研究对象，针对智能小车系统的导航与控制问题开展研究工作。本文首先设计了智能小车系统平台，介绍了自主设计的智能小车系统的各个组成部分和功能，搭建了一个基于单目视觉反馈的智能小车系统。其次，研究了利用单目视觉检测道路引导线的导航方法，提出了一种单目视觉获得图像深度信息

2、的方法，并介绍了道路引导线的检测算法。实验结果表明，该单目视觉导航方法切实可行，所采用的图像处理算法简洁实用。然后，研究了智能小车系统的控制策略，利用视觉导航信息量大的优点，模仿人工预瞄驾驶行为，采用了预瞄PID控制策略控制小车，实现了小车在简单路径下的跟踪控制。根据人工驾驶行为实际上是一种模糊控制行为这一事实，本文利用了模糊控制策略实现了小车的运动控制。实验结果表明，采用模糊控制策略能够实现小车跟踪复杂的路径，并且控制过程平滑性好，是一种比较理想的控制策略。最后，本文介绍了智能小车系统的软、硬件设计，以及本文所作工

3、作的总结和今后需继续开展的工作。关键词智能小车，视觉导航，PID控制，模糊控制ABSTRACTWiththedevelopmentofscienceandtechnology,thedevelopingtrendformachinesystemistoimprovetheintelligentandvisualcapability．Mobilerobotisahi曲intelligentmachinesystemconstitutedbysensingmodule，planninganddecisionmodule，

4、controlandexecutingmoduleandSOon．Itisplayingimportantrolesinindustry,battlefield，homesandhospitals．Thisthesistakestheintelligentcarthatisamobilerobotwithsimplefunctionandstructureasresearchobject，andfocusesonthenavigationandcontrolproblemsofintelligentCarsystem

5、．Firstly,theintelligentCarsystemplatformisdesigned．Andthisthesisintroducestheconstitutepartandfunctionofintelligentcarsystembasedonvisualfeedback．Secondly'thenavigationapproachthatUSeSmonocularvisiontodetectroadleadinglineisresearched．Anovelapproachthatusesmono

6、cularvisiontogetimagede印informationispresented．Atthesametime，thedetectionalgorithmofroadleadinglineisalsointroduced．Theexperimentresultsshowthatproposednavigationapproachiseffectiveandimageprocessingalgorithmisquickandeffective．Thirdly,thisthesisresearchestheco

7、ntrolstrategyofintelligentCarsystem．BecausevisionnavigationCanobtainmuchmoreusefulinformation，byimitatingthepreviewdrivingbehaviorofhuman，apreviewPIDcontrolstrategyforpathtrackingisdeveloped．Consideringthefactthatdrivingbehaviorofhumanisfuzzycontrolprocess，anef

8、fectivefuzzycontrolmethodforpathtrackingisdeveloped．TheexperimentresultsshowthatthefuzzycontrolapproachearlnotonlymaketheintelligentCarfollowvariousreferencepaths，butalsomak