智能车导航控制硬件设计与控制算法研究

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1、内蒙古大学硕士学位论文智能车导航控制硬件设计与控制算法研究姓名：张晖申请学位级别：硕士专业：模式识别与智能系统指导教师：刘永信20090520智能车导航控制硬件设计与控制算法研究摘要全国智能车大赛是教育部资助电气信息类专业的九大竞赛之一，2006年由教育部自动化专业教学指导委员会引进在国内举办，该竞赛旨在提高自动化专业相关研究生、本科生的创新精神、协作精神和工程实践能力。课题根据竞赛要求完成了赛车的电源、电机、舵机、速度检测、道路检测硬件的设计制作，对智能车的导航控制硬件和控制算法进行了研究。智能车有两种不同的硬件导航方式：红#l-$n视频，课题对视频导航的硬件、算法、以

2、及算法的单片机实现进行了重点研究。竞赛规定赛道由2．5cm宽黑色线条指示，红外导航硬件选用发射、接收一体式红外传感器RPR220来实现。通过黑色和白色反射强度的不同，来跟踪赛道。论文给出了红外导航系统的硬件设计、赛道检测和赛车控制的算法。视频导航硬件选用视频解码芯片SAA7113来实现。SAA7113完成从摄像头采集到的模拟信号转换成数字信号，并从中提取出行有效信号和奇偶场有效信号，设计算法对图像进行二值化、图像滤波、检测出赛道，研究导航算法给出赛车最佳路径以及电机的转速和舵机转角控制模式，实现最佳路线、车速控制策略。实测结果表明，课题设计的智能车导航系统可以准确地判断赛

3、道位置，导航、控制算法满足竞赛要求。基于两种导航系统的智能车均能准确跟踪赛道快速行驶。关键词：智能车，红外导航，视频导航，SAA7113，控制策略内蒙古人学硕L学位论文THEHARDⅥAI己EDESIGNANDALGORITHMRESEARCHFORNAVIGATIONCONTROLABOUTSM队RTCARABSTRACTThenationalsmartcarcompetitionisoneoftheninecompetitionsinelectricinformationfieldwhichfundedbytheEducationMinistry，anditisint

4、roducedbyAutomationSpecialtyTeachingInstructionCommitteeofEducationMinistryin2006．Thiscompetitionisaimedatenhancinggraduateandundergraduatestudents’innovativespirit，teamspiritandabilityofengineeringpracticewhorelatedtoautomationspecialty．Accordingtothedemandsofcompetition，thehardwaredesig

5、ningandmakingareaccomplishedinthisprojectforpower，motorcontrol，steeringgearcontrol，speeddetectingandroaddetecting．Thehardwareandcontrolalgorithmforsmartcarnavigationisalsoresearched．Therearetwodifferentmethodsforsmartcarnavigation：infraredandvideo．Itisfocusedonvideonavigationinthesis．Ther

6、oadisdenotedbyablacklinewideof2．5cmincompetitionrules．TheinfraredsensorI冲I也20whichlaunchandreceivea11．in．oneiSselectedfor．Theroadistrackedbycarthroughthedifferentcolorreflectionintensityofblackandwhite．Basedoninfrarednavigation，itiscompletedthathardwaredesign，thealgorithmforroaddetectsand

7、carcontrolinthesis．ThechipSAA713，avideodecoder，isusedinvideonavigation．Theanalog内蒙古人学硕上学位论文videosignalscollectionfromcameraisconvertedintodigitalthroughtheSAA713，andthevalidrowsignalsandparityfieldsignalsareextracted．Thealgorithmsaredesignedforimagethresholding，imag