单目视觉导航智能车系统研究与实现.pdf

分类号?????UDC????.十I初大学CENTRALSOUTHUNIVERSITY173‘17l-密级?????一编号?????硕士学位论文论文题目.??~学科、专业:????控制剩荤与工程???????..研究生姓名:?????马荛阶导师姓名及专业技术职务...???沙?莎?一教授????????..Specialty:￡Q邀!塑!S鱼i星堕垒曼鱼n鱼星廷gi堕曼垒!ingMasterDegreeCandidate:丛垦凼i曼Supervisor:&,所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了论文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名:堡薹堕日期:2￡!年上月坐日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部I、_规定送交学位论文,允许学位论文被查阅和借阅;学校可以公布学位论文的全部或部分内容,可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提供信息服务。摘要视觉导航智能车研究属于视觉伺服的范畴。针对典型的单目手眼视觉伺服系统,从视觉传感器的信息映射规律、系统设计与实现、视觉导航应用问题讨论及实验验证分析几个方面展开相关研究。信息映射规律。在一定的空间约束条件下,从导航场景中抽象出两类特殊平面并推导了相应的信息映射规律,然后在此基础上给出了两种单目视觉测距方法。系统设计和实现。主要包括硬件系统、软件系统和通信方式设计和实现。硬件部分改进了智能车运动控制中方向和速度调节的执行机构,并在CPLD中实现了关键的硬件电路;软件部分重在系统的二次开发功能,以动态库接口的形式开放了主程序中的可操作资源;通信部分则主要解决了智能车运动控制中软硬件通信的指令格式问题,并保证了控制对象的可扩展性。应用问题研究。其中视觉伺服流程分析对一般控制框图在时间上进行了微观解析并完成了PID控制器的设计;摄像头成像范围研究以精确的数学形式描述了场景中的可用区域;坐标变换关系推导为从图像中直接提取运动控制量提供了途径;最后的视觉导航方法研究则主要讨论智能车的运动控制方法及如何根据相对位置关系构建二次路标的问题。实验验证和分析。以导航路标提取和场景重建实验为基础,将相关技术综合运用到压线导航实验中。结果表明,在导航路径提取正确、压线偏移量符合计算规律及控制参数选择合理的条件下,系统能够在室内和室外环境下稳定运行。关键词单目视觉,导航智能车,场景重建,—eyevisualservosystem,thispaperisdoingresearchonrulesofinformationmapping,systemdesigningandimplementation,applicationofvisualnavigation,::Thispartincludesthatdesigningandimplementationofhardwaresystem,