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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于自動(dòng)駕駛技術(shù)的小型智能車(chē)的設(shè)計(jì)
- 來(lái)源：
- 第十一屆“挑戰(zhàn)杯”國(guó)賽作品
- 小類(lèi)：
- 機(jī)械與控制
- 大類(lèi)：
- 科技發(fā)明制作B類(lèi)
- 簡(jiǎn)介：
- 隨著智能交通運(yùn)輸系統(tǒng)(ITS)的迅速發(fā)展，作為ITS中一個(gè)重要組成部分的智能車(chē)輛已成為此領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本設(shè)計(jì)從這方面出發(fā)著力于智能車(chē)的自動(dòng)駕駛技術(shù)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的研究。 系統(tǒng)采用視覺(jué)傳感器—攝像頭、超聲波傳感器、里程計(jì)等，感知車(chē)輛周?chē)h(huán)境，并根據(jù)所獲得的道路、車(chē)輛位置和障礙物信息，控制方法采用模糊PID算法，控制車(chē)輛的轉(zhuǎn)向和速度，從而使車(chē)輛能夠安全、可靠地行駛。
- 詳細(xì)介紹：
- 本設(shè)計(jì)所述基于CCD攝像頭路徑識(shí)別的智能車(chē)控制系統(tǒng)，以電動(dòng)車(chē)為研究對(duì)象，通過(guò)車(chē)載CCD攝像頭動(dòng)態(tài)攝取路面圖像，利用圖像識(shí)別技術(shù)識(shí)別場(chǎng)道路中的引導(dǎo)線，然后對(duì)引導(dǎo)線的位置偏差進(jìn)行控制，控制車(chē)以設(shè)定目標(biāo)速度沿導(dǎo)引線自動(dòng)行駛。控制方法采用自適應(yīng)模糊PID算法，實(shí)現(xiàn)了車(chē)輛安全、穩(wěn)定、快速的運(yùn)行。并且利用超聲波測(cè)距儀實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車(chē)輛各個(gè)方向與障礙物的距離，當(dāng)距離小于警戒距離時(shí)控制器發(fā)出調(diào)整車(chē)輛方向的信號(hào)，使車(chē)躲避障礙物或停止。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 全球汽車(chē)工業(yè)持續(xù)增長(zhǎng)，中國(guó)的汽車(chē)市場(chǎng)更以驚人的速度增長(zhǎng)，當(dāng)今半導(dǎo)體在汽車(chē)中的應(yīng)用越來(lái)越普及，汽車(chē)電子化已經(jīng)成為行業(yè)的必然趨勢(shì)，自動(dòng)駕駛技術(shù)可以使未來(lái)城市交通中車(chē)輛實(shí)現(xiàn)無(wú)人自動(dòng)駕駛，將人置于車(chē)-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(lái)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(jì)所述基于CCD攝像頭路徑識(shí)別的智能車(chē)控制系統(tǒng)，以電動(dòng)車(chē)為研究對(duì)象，通過(guò)車(chē)載CCD攝像頭動(dòng)態(tài)攝取路面圖像，識(shí)別道路中的帶狀導(dǎo)引線，控制電動(dòng)車(chē)以設(shè)定目標(biāo)速度沿導(dǎo)引線自動(dòng)行駛，并且可以對(duì)障礙物作出判斷，根據(jù)情況控制車(chē)子繞行或者停止。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 本設(shè)計(jì)以電動(dòng)模型車(chē)為載體，自主制作了硬件系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上編程實(shí)現(xiàn)智能車(chē)的自主巡線運(yùn)行，并且智能的判斷障礙物然后根據(jù)情況控制車(chē)子繞過(guò)障礙物或者停止運(yùn)行。在控制算法上提出了模糊自適應(yīng)PID控制舵機(jī)轉(zhuǎn)向，與傳統(tǒng)的控制方法相比大大的克服消除了舵機(jī)的滯后性，改善轉(zhuǎn)向性能，使轉(zhuǎn)向更加靈敏、對(duì)不同路況的適應(yīng)性增強(qiáng)。在驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制方面應(yīng)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(yīng)性大大加強(qiáng)，車(chē)模運(yùn)行更加平穩(wěn)，速度提高。并且利用超聲波測(cè)距儀實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車(chē)輛各個(gè)方向與障礙物的距離，當(dāng)距離小于警戒距離時(shí)控制器發(fā)出調(diào)整車(chē)輛方向的信號(hào)，使車(chē)躲避障礙物或停止。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 獲學(xué)校“太陽(yáng)鳥(niǎo)”科研立項(xiàng)獎(jiǎng)
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無(wú)
作品可展示的形式
- 視頻 照片 實(shí)物
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 基于CCD攝像頭路徑識(shí)別的智能車(chē)控制系統(tǒng)，以電動(dòng)車(chē)為載體，通過(guò)車(chē)載CCD攝像頭動(dòng)態(tài)攝取路面圖像，識(shí)別道路引導(dǎo)線，控制電動(dòng)車(chē)以設(shè)定目標(biāo)速度沿引導(dǎo)線自動(dòng)行駛，并且智能的判斷障礙物然后根據(jù)情況控制車(chē)子繞過(guò)障礙物或者停止運(yùn)行。 實(shí)時(shí)采集傳感器信號(hào)，智能分析外部環(huán)境，路徑信息，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)方向控制及速度調(diào)節(jié)，是智能車(chē)控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)。本作品的電動(dòng)車(chē)實(shí)現(xiàn)了按道路指定方向行駛，到達(dá)目的地后自動(dòng)停車(chē)，行駛過(guò)程中自動(dòng)規(guī)避一定范圍內(nèi)的障礙物的自動(dòng)駕駛功能。其設(shè)計(jì)內(nèi)容涵蓋機(jī)械、汽車(chē)、電子、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)、傳感技術(shù)等多個(gè)學(xué)科的知識(shí)領(lǐng)域，作為一門(mén)新興的綜合技術(shù)，除了應(yīng)用于智能交通外還可廣泛的應(yīng)用于工廠自動(dòng)料車(chē)、固定場(chǎng)地搬運(yùn)車(chē)等技術(shù)領(lǐng)域, 具有良好的應(yīng)用前景。
同類(lèi)課題研究水平概述
- 美國(guó)國(guó)防遠(yuǎn)景研究規(guī)劃局DARPA從2004年開(kāi)始舉辦無(wú)人車(chē)大獎(jiǎng)賽，以百萬(wàn)美元的獎(jiǎng)金吸引各大高校和企業(yè)參與無(wú)人駕駛車(chē)輛的研究工作。 根據(jù)研究人員的記錄，他們?cè)?jīng)以為導(dǎo)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(dòng)化的，相反對(duì)于“駕駛”這一人類(lèi)最容易掌握的技能的自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)卻是最難的，要讓機(jī)器像人一樣的去駕駛顯然有很長(zhǎng)的路要走，最頂尖的隊(duì)伍采用了比人類(lèi)知覺(jué)還要靈敏的高級(jí)傳感器。往往人類(lèi)認(rèn)為最容易使用的技能恰恰是機(jī)器人最難實(shí)現(xiàn)的，比如學(xué)習(xí)能力和思考。 上海交通大學(xué)、法國(guó)國(guó)家信息與自動(dòng)化研究所（INRIA）和葡萄牙Coimbra大學(xué)聯(lián)合組成的CyberC3項(xiàng)目組，重點(diǎn)研究面向城市環(huán)境的無(wú)人自動(dòng)駕駛車(chē)輛，旨在為未來(lái)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(guò)研究，人們發(fā)現(xiàn)如果能把人放置在車(chē)-路系統(tǒng)之外，便可以比較容易降低事故率。因此，車(chē)輛自動(dòng)駕駛是智能交通系統(tǒng)的重要組成部分。 本設(shè)計(jì)主要研究關(guān)于小型智能車(chē)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)問(wèn)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(dòng)駕駛技術(shù)的小型車(chē)的整體硬件結(jié)構(gòu)及軟件編程，其中對(duì)軟件編程中的圖像處理、舵機(jī)控制和驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制做了深入的討論。針對(duì)智能車(chē)為非線性系統(tǒng)的特點(diǎn)，綜合模糊控制和PID控制的控制策略，在舵機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制中采用兩種不同的模糊PID控制方法，使舵機(jī)控制更加精確，響應(yīng)速度提高；驅(qū)動(dòng)電機(jī)的調(diào)速性能得到很好的改善；此外，利用超聲波測(cè)距儀實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車(chē)輛各個(gè)方向與障礙物的距離，當(dāng)距離小于警戒距離時(shí)控制器發(fā)出調(diào)整車(chē)輛方向的信號(hào)，使車(chē)躲避障礙物或停止。
