第二届 摄像头原理 北京理工大学 R(2)

5.1.3 当前车速提取.....................................................................................................................................53

5.1.4 黑线提取流程.....................................................................................................................................53

5.1.5 赛道信息判断.....................................................................................................................................57

5.2 赛车控制策略............................................................................................................................................58

5.4 实道调试....................................................................................................................................................58

5.4.1 开发环境简介.....................................................................................................................................62

第6章 总结.........................................................................................................................................................65

6.1 总结............................................................................................................................................................65

6.2 展望............................................................................................................................................................65

参考文献...............................................................................................................................................................68

附录A 赛车总体技术指标..................................................................................................................................70

附录B 程序源代码..............................................................................................................................................71

附录C 第二届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛规则..........................................................................78

IV

技术报告

第1章 引言 第1章 引言

1.1 智能车辆概述

智能车辆也叫无人车辆，是一个集环境感知、规划决策和多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统。它集中运用了计算机、现代传感、信息融合、通讯、人工智能及自动控制等技术，是典型的高新技术综合体。智能车辆在原车辆系统基础上主要由计算机处理系统、摄像机和一些传感器组成。摄像机用来获得道路图像信息，车速传感器用来获得车速，障碍物传感器用来获得前方、侧方、后方障碍物信息等，然后由计算机处理系统来完成对所获图像、信息的预处理、增强与分析识别工作，并对车辆的行驶状况做出控制。智能车有着十分广泛的应用前景，许多国家都在积极进行智能车辆的研究，最典型的运用就是在智能运输系统ITS上的应用。智能车辆在物流、军事等众多领域都有很广的应用前景。

1.2 智能车辆的研究

1.2.1 基于模糊控制理论的智能车辆研究

我们知道 ，操纵和控制车辆实质上可被看作是一复杂、时变、非线性大系统的控制过程，驾驶员对汽车的认识是建立在模糊认识的基础之上的，如对汽车速度的认识就是车速很快、快、较快、较慢、很慢，对汽车的转向操纵是左转大、左转小、零、右转小、右转大等。模糊理论是建立在人类思维模糊性的基础之上的，其特点是可以用模糊性的自然语言表示知识和用知识实现模糊推理，模糊控制的核心是在于它用具有模糊性的语言条件语句，作为控制规则去执行控制，控制规则往往是由对被控制过程十分熟悉的专门人员给出的，所以模糊控制本质上是一种专家控制，充分反映了人类的智能活动。所以，国内外的学者基于模糊控制理论对智能汽车开展了大量的研究工作。基 于模 糊 控制理论的车辆的引导控制系统的目标是使各车辆都装有该系统的车队保持前后车辆的合适车距，由引导车辆(Leading Vehicle)引导随后的车辆自动的行驶。车辆的动力学模型反映了车辆的纵向速度和加速度以及引起其变化的车辆轮胎的侧滑、道路等级、滚动阻力、空气阻力和减速器作用

1

技术报告

第二届全国大学生智能车竞赛技术报告

等影响因素的变化。车辆模糊引导控制系统利用了节气门开度值和引导车辆的即时速度，根据车辆的前视距离(Headway range)和前视距离的变化来确定模糊控制系统的输出对车速和转向进行控制，从而完成车辆的自动行驶。结果表明在车队行进过程中，对于速度的突然变化，模糊控制系统也能很好地工作。模糊汽赛车型和模糊驾驶员控制模型是在汽车——驾驶员——环境闭环系统的研究中，模仿人类驾驶员操纵和驾驶车辆的行为，取得了满意的效果。模糊汽赛车型和驾驶员控制模型是通过对驾驶员驾驶一辆切诺基而得到的实验数据(车速、加速度、方向盘转角、方向盘转角变化、横摆角速度等等)进行模糊辩识而形成的，实验结果也表明，其模糊汽赛车型和驾驶员模糊控制模型是可行的，在一定程度上反映了驾驶员的智能行为。还有的研究者对汽车预期轨迹驾驶员模糊决策模型进行了研究并进行了典型路况的仿真。随着驾驶员模型研究的深入和汽车智能驾驶系统研究的兴起，实际道路环境下驾驶员的操纵车辆的行为特性的研究及其数学模型的建立变得越来越重要，对汽车智能系统而言，合理地决策出汽车预期轨迹是进一步发展的焦点，基于模糊理论建立起汽车轨迹驾驶员模糊决策模型，该模型完全可以合理地控制汽车安全通过各种道路曲率变化的路段，为汽车辅助驾驶和智能驾驶中决策的研究提供了一条可行的途径。

1.2.2 基于人工神经网络技术的智能车辆研究

人工神经网络在更高层次上体现了人脑的智能行为，神经网络为解决非线性系统、模型未知系统的控制问题提供了新的思路。人工神经网络在智能车辆的研究中主要是用于智能驾驶员控制模型的建立，这种模型实质是一种智能控制系统，用于车辆的智能化操纵，部分或全部地代替人类驾驶员。美国密执根大学交通研究所提出的基于神经网络的汽车转向智能控制系统是人工神经网络在智能车辆研究中的一例。研究该系统的目的是，根据来自能反应当前车辆相对于路面边缘的位置和运动取向的传感器的信息，对驾驶员控制方向的模型进行模式辩识，以最终达到用神经网络模仿人的行为驾驶车辆的目的。它的工作原理是，车上装有一种既能向前“看”，也能向车体侧面“看”的测距装置，以便提供未来3

2

技术报告

第1章 引言 个时刻车体相对于公路边缘1,2和3点的侧位移s1 ,s2和s3,sl是未来0.1 s 时，车前端距道路边缘的距离;s2和s3分别为未来0.4s和0.7s时，当前车体的x轴线距道路边的距离。sl(t) ,s2(t)和s3 (t)是通过一台直径为2.54 cm的小型单色CCD摄像机获取的。摄像机安装在驾驶员侧的反光镜上。从车左前轮算起的纵向观测距离为前方70m。侧向观测范围是紧靠车身的1.7m处直到全路面宽 …… 此处隐藏：3882字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……