基于摄像头7620的路径识别系统【自动化毕业论文开题报告外文翻译说明书】.zip
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自动化毕业论文开题报告外文翻译说明书
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基于摄像头7620的路径识别系统【自动化毕业论文开题报告外文翻译说明书】.zip,自动化毕业论文开题报告外文翻译说明书
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毕 业 设 计（论 文）任 务 书1本毕业设计（论文）课题应达到的目的： 通过毕业设计，使学生能够通过综合运用所学的专业知识为相关行业的应用需求提供解决方案。在此过程中，提高学生提出问题、分析问题和解决问题的能力，锻炼学生的实践动手能力。具体包括以下几方面： 1. 综合运用专业理论知识分析解决实际问题的能力。 2. 针对研究对象进行调查研究以及查阅检索相关中外文献的能力。 3. 定性与定量相结合的独立研究与论证的能力。 4. 制定设计方案和实验方案、仪器设备的选型、安装、调试以及采集和分析处理实验数据的能力。 5. 使用科研工具包括使用专业设备、计算机和专业软件的能力。 6. 撰写设计说明书和论文的能力。 2本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）： 1.本设计应完成基于摄像头7620的路径识别系统的设计，内容包括：1）在基于飞思卡尔K60的视频信息采集及控制系统中，使用普通CMOS黑白摄像头搭建系统的硬件平台；2）利用单片机对采集到的视频信号进行轨迹识别，并将处理结果在上位机显示出来；3）能正确使用轨迹识别结果控制小车进行移动。 2按时完成开题报告书。 3按时完成毕业设计外文参考资料。 4能够圆满完成指导老师布置的课题任务，设计方案合理，能够体现一定的创新性。 5按时参加答辩，在答辩前各项规定的资料要齐全。 毕 业 设 计（论 文）任 务 书3对本毕业设计（论文）课题成果的要求包括图表、实物等硬件要求： 1. 按期完成一篇符合金陵科技学院论文规范的毕业设计说明书（毕业论文），能详细说明设计步骤和思路； 2. 能有结构完整，合理可靠的设计方案； 3. 能够将所涉及的相关算法阐述清楚； 4. 通过实验对相关算法进行验证和比对，并给出相关结论。 4主要参考文献： 1 向婷,季奥颖,陈进军. 数字式摄像头OV7620在智能车上的应用J. 传感器世界,2013,09:41-43. 2 于丰华. 基于K60的智能汽车控制系统的研究D.吉林农业大学,2014. 3 王宏旭. 基于飞思卡尔智能车的视频导航控制技术研究D.沈阳理工大学,2014. 4 黄凯龙. 基于飞思卡尔单片机的智能车及其调试系统设计D.湖南大学,2014. 5 陶俊杰,梅航,谭振湘,赵增涵. 基于摄像头ov7620图像的处理J. 信息与电脑(理论版),2014,06:173-174. 6 费琛. 基于图像传感器的智能循迹小车研究与实现D.安徽工程大学,2013. 7 陈昊. 智能车视觉导航中路径识别技术的研究D.武汉理工大学,2010. 8 赵吉涛. 基于嵌入式系统的移动机器人数字路标识别D.燕山大学,2012. 9 于丰华,雷宇桥,胡玉杰,朱凤武. 基于OV7620循迹的智能车算法研究J. 微型机与应用,2013,17:69-71+76. 10 朱凤武,于丰华,韩雨,雷宇桥,胡玉杰. 基于摄像头循迹的智能汽车路径识别研究J. 中国农机化学报,2013,05:256-259. 11 韦士飞,张建锋,门思鹏. 基于单目视觉的智能寻迹小车设计与实现J. 宝鸡文理学院学报(自然科学版),2013,03:289-293. 12 滕彦飞. 基于K60系统板的智能小车控制系统设计D.青岛理工大学,2014. 13 董秀成,杨栩. 基于视觉的智能车道路检测与转向控制策略研究J. 西华大学学报(自然科学版),2010,02:135-140. 14 刘鸣,张翰林,隆昌宇. 基于CMOS传感器的智能车赛道自动寻迹系统J. 光机电信息,2010,10:59-62. 15 滕彦飞,郝魁. 自主巡线智能小车控制系统设计J. 青岛理工大学学报,2015,01:114-117+124. 16 雷永刚,吴文静. 基于图像的智能循迹小车设计J. 农机使用与维修,2015,05:30-32. 毕 业 设 计（论 文）任 务 书5本毕业设计（论文）课题工作进度计划：2015.11.102015.12.13 调研、收集相关资料、对学生进行初步辅导，拟题、选题、填写任务书。 2015.12.152015.12.31 学生查看任务书，为毕业设计的顺利完成，进行前期准备。 2016.01.092016.04.05 学生在指导教师的具体指导下进行毕业设计创作；拟定论文提纲或设计说明书（下称文档）提纲；撰写及提交开题报告、外文参考资料及译文、论文大纲。 2016.04.062016.04.10 提交中期课题完成情况报告给指导教师审阅；各专业组织中期检查（含毕业设计成果验收检查）。 2016.04.112016.05.10 进行毕业设计文档撰写。 2016.05.142016.05.29 毕业设计（论文）小组答辩，完成毕业设计的成绩录入 2016.05.302016.06.07 根据答辩情况修改毕业设计（论文）的相关材料，并在毕业设计（论文）管理系统中上传最终稿，并且上交纸质稿。 2016.06.072016.06.30 各系提交本届毕业设计（论文）的工作书面总结及相关材料。 所在专业审查意见：通过负责人： 2015 年 12 月21 日 毕 业 设 计（论文） 开 题 报 告 1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写不少于1000字左右的文献综述： 在半导体技术日渐发展的今天，电子技术在汽车中的应用越来广泛，汽车 智能化已成为行业发展的必然趋势。汽车智能化被认为是汽车技术发展进程中 的一次革命，汽车智能化的程度被看作是衡量现代汽车水平的重要标志，是用 来开发新车型，改进汽车性能最重要的技术措施。有研究认为智能汽车作为一 种全新的汽车概念和汽车产品，在不久的将来会成为汽车生产和汽车市场的主流产品。 智能车摄像头路径识别系统在无人驾驶汽车方面有着广泛的应用前景，当前Google 无人汽车在这方面做地比较好，还是比较成熟。另外像JEEP自由光系列车已经能做到自动停车，这依赖于摄像头识别路径系统。 1，PID是一个闭环控制算法。因此要实现PID算法，必须在硬件上具有闭环控制，就是得有反馈。比如控制一个电机的转速，就得有一个测量转速的传感器，并将结果反馈到控制路线上，下面也将以转速控制为例。目前这个算法使用最多的，还有鲁棒控制算法等等，下面介绍一下PID经典算法。 （1）PID是比例(P)、积分(I)、微分(D)控制算法。但并不是必须同时具备这三种算法，也可以是PD,PI,甚至只有P算法控制。我以前对于闭环控制的一个最朴素的想法就只有P控制，将当前结果反馈回来，再与目标相减，为正的话，就减速，为负的话就加速。现在知道这只是最简单的闭环控制算法。（2）比例(P)、积分(I)、微分(D)控制算法各有作用： 比例，反应系统的基本（当前）偏差e(t)，系数大，可以加快调节，减小误差，但过大的比例使系统稳定性下降，甚至造成系统不稳定； 积分，反应系统的累计偏差，使系统消除稳态误差，提高无差度，因为有误差，积分调节就进行，直至无误差； 微分，反映系统偏差信号的变化率e(t)-e(t-1)，具有预见性，能预见偏差变化的趋势，产生超前的控制作用，在偏差还没有形成之前，已被微分调节作用消除，因此可以改善系统的动态性能。但是微分对噪声干扰有放大作用，加强微分对系统抗干扰不利。积分和微分都不能单独起作用，必须与比例控制配合。 本文设计的智能车系统以K60微控制器为核心控制单元，基于CCD摄像头的图像采样获取赛道图像信息，提取赛道中心线，计算出小车与黑线间的位置偏差，采用PID控制算法调节驱动电机的转速，结合特定算法分析前方赛道信息实现对模型车运动速度的闭环控制。为了提高模型车的速度和稳定性，我们用上位机、键盘液晶模块等调试工具，通过一系列的调试，证明该方案是确实可行的。在该实验过程中，我了解了智能车系统的软硬件结构、设计开发过程及我们的创新。具体表现在电路的创新设计，以及算法方面的独特想法。在 整个过程，培养了我们对电路的设计、软件的编程、系统的调试等各个方面的路的设计、软件的编程、系统的调试等个方面的能力，锻炼了我们知识融合、能力，锻炼了我们知识融合、实践动手，创新的能力，对我今后的学习工作都有着积极的影响。 智能车系统有着极为广泛的应用前景。结合传感器技术和自动驾驶技术可以实现汽车的自适应巡航并把车开得又快又稳、安全可靠；汽车夜间行驶时，如果装上红外摄像头，就能实现夜晚汽车的安全辅助驾驶；他也可以工作在仓库、码头、工厂或危险、有毒、有害的工作环境里，此外他还能担当起无人值守的巡逻监视、物料的运输、消防灭火等任务。在普通家庭轿车消费中，智能车的研发也是很有价值的，比如雾天能见度差，人工驾驶经常发生碰撞，如果用上这种设备，激光雷达会自动探测前方的障碍物，电脑会控制车辆自动停下来，撞车就不会发生了。 参考文献 (1)张云生实时控制系统软件设计原理及应用 M北京国防工业出版社1998.12. (2)张乃尧，阎平凡神经网络与模糊控制M北京.清华大学出版社.1998 (3)王耀南智能控制系统 M 长沙.湖南大学出版社. 1996. (4)王宜怀，朱仕浪嵌入式技术基础与实践（第三版）M 北京清华大学出版社2013.8 (5)余小琴，沈文苗扩展卡尔曼滤波算法初值选取方法J 声学与电子工程2012第1期 (6)张文春汽车理论M北京机械工业出版社2005. (7)谭浩强著C程序设计北京：清华大学出版社，2003 (8)尹怡欣，陶永华新型PID控制及其应用北京：机械工业出版社，1998年. (9)卓晴,黄开胜，邵贝贝，学做智能车M.北京:北京航天航空出版社,2007 (10)刘莹，吴宗泽机械设计教程（第2版）北京机械工业出版社2009 (11)阎革勇，冯玉才，宋恩民，刘宏，梁鸯地图自动识别系统中识别提取虚线的算法及实现 (12)张男，张迪洲，李永科智能车路径识别系统对虚线的预测拟合处理 (13)谭浩强，C语言程序设计M.清华大学出版社，2006.1 (14) 陶永华，新型PID控制及其应用.2002 (15)周金萍等MATLAB6.5 实践与提高，中国电力出版社 (16)易大义，“计算方法M”, 浙江大学出版社，1995 (17)俞斯乐著，“电视原理”，国防工业出版社，2005.8.1 毕 业 设 计（论文） 开 题 报 告 2本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）： A直接边缘检测算法提取路径采用逐行搜索的算法中心线提取算法的基本思想为： (1)中心扩散搜索，找到黑点记录黑点当前列值； (2)两边都有直接求和平均求出中心值； (3)只找到一边时，根据图像修正值俩确定中心值； (4)两边都没有时，可以认为是在十字交叉处根据前面的状态和当前黑 线的延伸趋势来确定中心值； (5)另外由于图像数据量大，全部扫描一遍会浪费很多时间，我们采取 各行扫描避免整行逐点扫描，以节约时间； B速度控制对速度的控制我们参考了采用增量式PID 算法，将经过图象处理后得到的 赛道中心线和对应的速度PID 参照速度处理成二次曲线的关系。并且参照前瞻 量动态改变二次曲线中最高点（直道的最高速度）和最低点（弯道的最低速度） 大小；在实际测试中，小车在直道和弯道相互过渡加减速比较灵敏，没有明显 速度变化，且与舵机转向控制配合较好，路径也有了很好的提升；这样一来整 个系统也就变得优美统一。要使智能车能够平稳快速地运行，需要有高效稳定的控制算法对车模速度 进行闭环反馈控制，于是我们使用了鲁棒性很好的经典PID 控制算法，配合使 用理论计算和实际参数补偿的办法即可消除外界各种因素的影响，使得车模运行得更稳定。 C 路径优化虽然在速度控制上引入了二次曲线控制但在后期调试发现，智能车在弯道 上路径并不是很完美。经过反复调试研究，决定用加权平均算法，通过提取出整场所有有效行的中心线后，结合事先给定的权重计算出 中心线的加权平均，作为本场的中心引导线。这样一来车辆在过弯时路径有了很大的提升，切弯还算完美。 毕 业 设 计（论文） 开 题 报 告 指导教师意见：1对“文献综述”的评语：文献综述内容较为充实，对智能汽车行业的发展做了介绍，并结合自身的认识和体会对课题重点研究的路径识别技术和PID技术进行了介绍，对相关技术进行了对比。 2对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：本课题工作主要是智能小车路径识别系统的设计，包括：使用普通CMOS黑白摄像头搭建系统的硬件平台；利用单片机对采集到的视频信号进行轨迹识别；最后通过演示对所设计的功能进行验证。本设计的工作量和工作难度适中。 3.是否同意开题： 同意 不同意 指导教师： 2016 年 03 月 04 日所在专业审查意见：同意 负责人： 2016 年 03 月 22 日application prospect. The design of smart car control system are studied, based on path planning is a process of the intelligent car control system2.1 theory is put forwardThe progress of science and technology of intelligent led products, but also accelerated the pace of development, MCU application scope of its application is increasingly wide, has gone far beyond the field of computer science. Small to toys, credit CARDS, big to the space shuttle, robots, from data acquisition, remote control and fuzzy control, intelligent systems with the human daily life, everywhere is dependent on the single chip microcomputer, this design is a typical application of single chip microcomputer. This design by implementing the driverless car, on the tests, by the reaction of the single chip microcomputer to control the car, make its become intelligent, automatic forward, turn and stop function, after continuing the perfection of this system also can be applied to road testing, security patrol, can meet the needs of society.In design, the use of the sensors to detect road surface condition, sensor central sea are faint and adopts a comparing amplifier amplification, and the signal input to the controller, the controlled end using stepper motor, because of the step motor is controlled electrical pulse, as long as the output from the controller to satisfy stepper motor merits of fixed control word. In operation of stepping motor and a driving circuit, it also to join a drive circuit in the circuit, each function module is different to the requirement of power supply current, the power supply part set up conversion circuit, so as to meet the needs of the various parts. After comparison choice element, design the circuit principle diagram and the circuit board, and do the debugging of hardware, system software and hardware is often the combination of organic whole. Software, on the use of the 51 single-chip timer interrupt to control pavement test interval and the car movement and speed. Due to take that road is simple, it is using more traditional assembly language for programming. For the correctness of the program design, using a commonly used keil c51 simulation software simulation validation, the last is integrated debugging of software and hardware, and prove the correctness and feasibility of the design scheme.2.2 electronic intelligent car design requirements(1)electricvehiclescanbe；2.3thegeneralconceptiono；Using89c51asthecarscont；2.3.1designideas；Intelligentcarisabrancho；2.3.2controlsystemstruct；Accordingtotheabovedesig；PCcontrolsyst(1) electric vehicles can be able to according to the course to run all the way; (2) electric vehicles can store and display the number of detected metal and sheet metal to the starting line in the distance; (3) are accurately electric cars after exercising all the way to the display of the electric vehicle the entire exercise time; (4) electric cars cant collisions with obstacles in the process of exercise.2.3 the general conception of computer network teaching websiteUsing 89 c51 as the cars control unit, sensor eight-way from outside, in the front of the car, as a black belt in the process of the car into the garage detecting element, at the rear end of the car when connected to eight-channel infrared sensors as the car pulled out of the garage of a black belt in detecting element, the LJ18A3-8 - Z/BX inductive proximity switch as garage iron detecting element, the microcontroller after receiving sensor detects the signal through the corresponding procedures to control the car forward, backward, turn, so that the cars performance indicators meet the requirements of the design.2.3.1 design ideasIntelligent car is a branch of intelligent vehicle research. It with wheels as mobile mechanism, to realize autonomous driving, so we call it the smart car. Smart car has the basic features of robot, easy to programming. It with remote control car the difference is that the latter requires the operator to control the steering, rev. Stop, and in a more advanced car remote control can control the speed (common model of the car belongs to this type of remote control car); While the smart car can be done by computer programming for the car stop, driving direction and speed control, without human intervention. Operator the smart car can be changed through a computer program or driving some of the data to change its type. This can be controlled through programming, change the way of car driving feature is the biggest characteristic of the smart car. Smart car control system of the research purpose is to make the car drive has higher autonomy. If any given car a path, through the system, the car can get system of path after image processing of data moving and Angle (a), and can travel scheduled path, according to the displacement and Angle information2.3.2 control system structure analysisAccording to the above design idea, the structure of the intelligent car control system can be divided into two layers The planning layerPC control system, the planning layer provides global information was driving the car, including path processing module and communication module. To solve the basic problem with itUse what tools to deal with the car path graph;Car movement model is established to calculate the data required for car driving;Car movement model is established to calculate the data required for car driving;Behavior layerLower machine control system, the behavior is the underlying structure of the intelligent car control system, realize the real-time control of the car driving, it includes communication module, motor control module and data acquisition module. It is to solve the basic problems are:Receiving, processing, PC sends data information;Design of stepping motor control system;Car displacement and Angle of the information collected, positioning, analysis of error control system;2.3.3 the total design schemeBy the system structure has the smart car control system of the process:Start AutoCAD drawing, or choose a closed curve as the car path, pick up the car starting $path graphTo choose the path of the graphics processing, make the car turning of edges on the minimum turning radius in circular arc transitionGenerate a new path graphics, simulation of car movement process;Calculate the displacement and driving car need wheel Angle, and then sends the data to the machineUnder the machine after receiving data, through software programming to control the car wheel rotation speed and Angle, so that it is in accordance with the scheduled path forwardA complete control system requirements of the system is closely linked to each function module, according to the order process and the relationship between them, the total design scheme of the system is available.2.4 design of basically has the following several modulesInformation collection modules: information collection part is composed of photoelectric detection and operation amplifier module, photoelectric detection were tracing test and speed test of two parts. Will detect the signal after budget amplifier lm324 amplification module plastic for SCM processing, its core part is several photoelectric sensor.Control processing module, processing module is a stc89c52 MCU as the core, the microcontroller will be collected from the information after the judgement, in accordance with the predetermined algorithm processing, the processing results to the motor driver and liquid crystal display module, makes the corresponding action.Perform modules: module consists of liquid crystal display (LCD), motor drive and motor, buzzer of three parts. Are handled will microcontroller LCD real-time display of the result, convenient for users to understand the current state of the system in time, motor driver based on single chip microcomputer instruction for the two motor movements, can according to need to make the corresponding action such as acceleration, deceleration, turning and parking, in order to achieve the desired purpose. Buzzer is mainly according to the requirements in a specific location to make a response to the report. references1 naijing editor, development status and trend of mobile robot J. Robot technique and application, 2001 (3)2 party macro editor, intelligent vehicle system summary of development and its key technology J. Highway traffic science and technology, 2002 (4)3 editor, fhwa research and prospects of intelligent vehicle J. Journal of Shanghai auto, 20024 Wang Rongben editor, summary of intelligent vehicle research in the world J. Highway traffic science and technology, 2001 (105 Wang Jiannong editor. Autonomous navigation of mobile robot research R. Robot, 1996 Dickmanns, E.D A.Z app. Auto high speed road vehicle guidance J. Computer, 19877 yao preferred editor, intelligent car escapes and path planning D. Master thesis of southeast university. 20058 naijing editor, c.langton development status and trend of mobile robot J. Robot technique and application, 2001 (3) Ming with, 9 Bai Jingliang robot engineering M. 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