试析自动引导车道路识别与跟踪控制研究

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1、分类号：!丛3蛆：型生S呈一傅级：一一——一⋯．单伊代码：一．_10364一一j’oj，SQ3Q828Ql!窟微雇业大学学位论文自动引导车道路识别与跟踪控制研究TheResearchofRoadRecognitionandTrackingControlonAutomatedGuidedVe：hicle研究生：但墅壹指导教师：氇篮莲麴攫合作指导教师：甲请学位门类级别：王堂亟±专业名称：盔些圭11=越丝工猩研究方向：至牺兰崔所在学院：工堂院答辩委员会主席：2f莲兰芝二二零零六年六月摘要自动引导车(AutomatedGuidedVehicle

2、，简称AGV)能够在具有一定地形特征的环境中顺利到达期望目的地或沿期望路径行驶。路径跟踪是任何一种AGV所必须具备的基本功能，这也是AGV导航的目的。AGV的导航能力和路径跟踪的精度主要受控制策略和实时控制性能的影响。为了提高AGV的导航能力，文中在AGV车体结构的基础上，进行了初步改进，白行研制了带有视觉导航系统的自动引导车实验平台，开发了实时控制软硬件，并运用运动学理论，建立了车辆的运动学模型。根据车辆载重量及各种运动要求，对电机、蓄电池等部件进行了选型设计。图像处理技术是自动引导车研究中的一个关键技术，本文应用VisualC++语

3、言二次开发了图像采集软件，使视觉系统具有图像采集、路标识别、控制电机的功能，解决了图像处理过程中的噪声消除、边缘提取、车辆的位置信息分析等问题。跟踪控制技术是自动引导车研究中的另一个关键技术，如何设计出一种跟踪误差小、动态响应快、能适应多种复杂环境、且具有较好鲁棒性能的控制系统是十分重要的。应用Matlab／Simulink建立了车辆的拟人控制系统模型，并对控制系统进行了仿真与分析，修正了控制器的控制参数。仿真计算结果表明该算法能够满足自动引导车导航控制系统的要求。该拟人控制系统使自动引导车具备对各种路径跟踪的适应能力，具有较好的抗噪声

4、干扰能力和控制效果。为验证理论分析和仿真结果，本文设计了控制算法软件，实现了各种算法的功能，在多种工况下进行自动引导车跟踪控制实验，实验结果表明了所研究的自动引导车视觉导航控制系统是有效可行的，不仅可以有效地进行实时控制，而且具有跟踪误差小，动态响应快等特点。关键词：自动引导车视觉导航图像识别拟人控制仿真AbstractAutomatedGuidedVehicles(AGV)havemanypotentialapplicationsinmanufacturing，medicine，spaceandmilitaryfieldsetc．AG

5、Vcallsuccessfullyreachitsdestinationormovealongadesiredpathinanenviroltmentcharacterizedbyaterrain．PathtrackingisabasicabilityofAGv，whichisalsothegoalofAGVguidance．Thecontrolstrategyandreal·timearetwomainfactorstonavigationcapabilityandtrackingprecisionofAGVinordertoimpr

6、ovethecapabilityandflexibilityinnavigating，thethesismakesanimprovementbasedontheprimarystructureofAGV．AndanAGVexperimentplatformwithvisualnavigationsystemisdoneandareal-timecontrolsystemofintegratedbysoftwareandhardwareisdeveloped．Applyingthetheoryofkinematics，thekinemat

7、icsmodelofAGVbodyisgiven．AccordingtotheloadofAGVandkinematicsdemands，thestyleofthemotorandbatteryhasbeenchose．TheimageprocessingisakeytechniqueamongtheresearchesofAGV．TheimagecollectioncardisdevelopedusingVisualC++language．makingitimplementimagecollection，landmarkrecogni

8、tionandmotorcontrol，whichresolvestheproblemssuchasnoiseelimination，theedgeofthemarklineobtainingandthel