基于摄像头的智能车控制系统的设计
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数字化摄像头在智能车控制系统中的应用摘要基于cmos数字化图像传感器ov7620所制作的摄像头,可用于智能车控制系统的构建。
在分析这类智能车控制系统的工作原理的基础上,提出相应的控制算法,设计并实现智能车控制软件。
关键词摄像头;智能车;控制系统中图分类号:tp273 文献标识码:b 文章编号:1671-489x (2012)33-0054-031 智能车与智能车导航系统随着科学技术的发展和人们对高质量生活的不断追求,众多与人们生活密切相关的智能化控制设备应运而生。
智能汽车是近几年来交通领域研究的一个热点。
人们希望将计算机、传感器、信息通信、人工智能及自动控制等技术应用于汽车制造之中,设计制造一种集环境感知、规划决策、自动驾驶等功能于一体的智能化汽车。
为了促进此项研究的开展,世界著名的制造公司开始与高等院校合作,吸引具有探索与创新精神的大学生参与智能汽车模型的设计与制作,并举行了一系列智能汽车设计竞赛。
2007年11月,美国第三届智能汽车大赛在加州维克托维尔举行。
参赛汽车根据车顶上可旋转的激光器和车两边可转动的摄像机检测路况信息,利用卫星导航为汽车定位,用人工智能系统判断出汽车的位置和去向,用自动化控制系统控制车辆运行的姿态。
车辆在整个运行过程中丝毫不受人为的干涉。
此次竞赛最长行程达到100多千米。
2005年11月,飞思卡尔半导体公司与中国教育部高等学校自动化专业指导分委员会签署双方长期合作协议书,协议书规定从2006年起,飞思卡尔将协办“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛。
该竞赛以汽车电子为背景,要求学生组成团队,协同工作,在规范标准的硬软件技术平台上,设计制作出一台以直流电为能源,以单片机为核心控制单元,以摄像头、光电传感器或电磁传感器为道路监测单元,能在规定赛道上快速行驶的智能小车。
时至2012年,该项竞赛已成功举办7届。
智能车能否正常行驶,导航系统是关键,智能车导航系统由路况监测系统、车辆卫星定位系统、行驶路线预设系统等三大部分构成。
第1章绪论1.1课题背景目前,在企业生产技术不断提高、对自动化技术要求不断加深的环境下,智能车辆以及在智能车辆基础上开发出来的产品已成为自动化物流运输、柔性生产组织等系统的关键设备。
世界上许多国家都在积极进行智能车辆的研究和开发设计。
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。
它具有道路障碍自动识别、自动报警、自动制动、自动保持安全距离、车速和巡航控制等功能。
智能车辆的主要特点是在复杂的道路情况下,能自动地操纵和驾驶车辆绕开障碍物并沿着预定的道路(轨迹)行进。
智能车辆在原有车辆系统的基础上增加了一些智能化技术设备:1)计算机处理系统,主要完成对来自摄像机所获取的图像的预处理、增强、分析、识别等工作。
2)摄像机,用来获得道路图像信息。
3)传感器设备,车速传感器用来获得当前车速,障碍物传感器用来获得前方、侧方、后方障碍物等信息。
智能车辆作为移动机器人的一个重要分支正得到越来越多的关注。
1.2国内外发展现状及趋势智能化作为现代社会的新产物,是以后的发展方向,他可以按照预先设定的模式在一个特定的环境里自动的运作,无需人为管理,便可以完成预期所要达到的或是更高的目标。
同遥控小车不同,遥控小车需要人为控制转向、启停和进退,比较先进的遥控车还能控制其速度,而智能小车,则可以通过计算机编程来实现其对行驶方向、启停以及速度的控制,无需人工干预,是一个集环境感知、规划决策,自动行驶等功能于一体的综合系统,它集中地运用了计算机、传感、信息、通信、导航、人工智能及自动控制等技术,是典型的高新技术综合体。
国外智能车辆的研究历史较长。
它的发展历程大体可以分成三个阶段:第一阶段20世纪50年代是智能车辆研究的初始阶段。
1954年美国Barrett Electronics公司研究开发了世界上第一台自主引导车系统AGVS (Automated Guided Vehicle System)。
车辆智能监控系统设计与实现随着科技的不断发展,汽车普及率逐渐增高,车辆交通安全问题也成为人们关注的焦点之一。
为了提高司机驾驶安全意识和道路交通安全水平,车辆智能监控系统应运而生。
本文将详细介绍车辆智能监控系统的设计与实现。
一、系统架构设计车辆智能监控系统主要由以下三部分构成:车载监控器,后台服务器和APP客户端。
车载监控器是系统的核心,安装在车辆上,主要通过摄像头、智能芯片和GPS 模块获取车辆实时信息和状态数据,并将数据传输到后台服务器。
后台服务器是整个系统的数据中心,负责存储处理车辆监控数据、实时监控和位置跟踪等功能。
同时也是车载监控器和APP客户端的数据中转站,保证实时数据传输和信息同步。
APP客户端是用户使用的应用程序,可以通过手机APP随时随地查看车辆位置、状态以及录像等信息。
用户还可以通过APP客户端与车载监控器进行实时通信,如视频拍摄和旁路录音等功能。
二、系统功能实现基于上述系统架构,车辆智能监控系统的功能主要包括以下几个方面:1.车辆实时监控:通过车载监控器实现车辆实时视频监控,配合GPS模块实现车辆位置追踪。
2.安全预警提示:通过车载监控器的智能芯片和传感器实现车辆安全预警功能,如疲劳驾驶、超速等。
一旦监测到不安全行为,系统会及时发出提示信息,提醒司机注意安全。
3.事故自动记录:系统会自动记录车辆行驶过程中发生的事故,如碰撞、刮擦等。
同时,系统还可以保存视频录像并标记车辆位置和时间,方便处理事故责任。
4.数据分析统计:系统可以收集车辆行驶数据并进行分析,如行驶里程、油耗、司机驾驶行为等。
数据统计分析可以帮助车主更好地管理车辆,如预防故障、降低油耗、优化运营等。
5.视频回放查看:用户可以通过APP客户端实时查看车载监控器录制的视频,同时还可以根据时间和位置查询历史视频,例如查看某段时间的车辆行驶录像。
6.远程控制操作:用户可以通过APP客户端发送指令控制车载监控器的拍摄和旁路录音等操作,并可以远程实时查看监控数据。
摘要随着我国科学技术的进步,智能化和自动化技术越来越普及,各种高科技也广泛应用于智能小车和机器人玩具制造领域,使智能机器人越来越多样化。
智能小车是一个多种高薪技术的集成体,它融合了机械、电子、传感器、计算机硬件、软件、人工智能等许多学科的知识,可以涉及到当今许多前沿领域的技术。
智能车是一个运用计算机、传感、信息、通信、导航、人工智能及自动控制等技术来实现环境感知、规划决策和自动行驶为一体的高新技术综合体。
它在军事、民用和科学研究等方面已获得了应用,随着人工智能技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展,智能控制必将迎来它的发展新时代。
计算机控制与电子技术融合为电子设备智能化开辟了广阔前景。
本文主要是以S3C2440作为核心处理器,以OV7620作为基本的传感器,通过摄像头采集回来的图像进行基本的图像处理,并与ARM9一起完成小车的控制,最终实现小车对小球的检测与跟踪。
文中的图像处理是本人自己的算法,通过对摄像头采集的数据以及小车的控制算法,来验证此次图像处理算法的正确性。
本论文还介绍了小车的基本构架,以及小车的控制算法。
同时还介绍了一些基本的电路,最后在结论中分析了小车的优点与缺点。
关键词:OV7620;S3C2440;摄像头程序;循迹小车;足球机器人、AbstractAs China's scientific and technological progress, intelligence and automation technology is becoming increasingly popular, is also widely used in various high-tech smart car and robot toys manufacturing areas to make intelligent robots become more diverse. Smart car is more than one kind of high-paying technology integration body, which combines mechanical, electronics, sensors, computer hardware, software, artificial intelligence, and many other disciplines of knowledge, can relate to many of today's cutting-edge areas of technology.Smart Car is a use of computers, sensors, information, communications, navigation, artificial intelligence and automatic control technology to achieve situational awareness, planning decision and automatic driving of high-tech complex. It is in the military, civilian and scientific research and other aspects of the application has been received, along with artificial intelligence technology, computer technology, automatic control technology, the rapid development of intelligent control will usher in a new era of its development. Computer control and electronic technology integration for the intelligent electronic devices has opened up broad prospects.This paper mainly as a core processor S3C2440 to as the basic OV7620 sensor, camera capture images back basic image processing, together with ARM9 complete control of the car, and ultimately the car on the ball detection and tracking. This paper is my own image processing algorithms, through the camera to capture the data as well as control of the car algorithm to verify the correctness of the image processing algorithms. This paper also describes the basic framework of the car, and my own car control algorithms. It also describes some of the basic circuit, the last car in the conclusion of the advantages and disadvantages.Keywords: OV7620,S3C2440,Camera, Ttracking car, Robot soccer目录第1章绪论 (1)1.1智能小车研究的意义与目的 (1)1.2 主要研究内容 (2)1.3国内外智能小车的研究现状 (2)第2章智能小车所使用的软件及硬件 (5)2.1 S3C2440处理器 (5)2.2 OV7620摄像头 (6)2.3 ADS开发环境 (7)第3章智能车方案 (10)3.1 方案可行分析性 (10)3.2控制系统方案设计 (10)3.3 目标识别及控制算法设计 (11)第4章基于ARM的智能车CCD检测控制系统实现 (12)4.1 智能车的架构实现 (12)4.1.1 底板制作 (12)4.1.2 电机选择以及驱动模块 (12)4.1.3 车轮以及电机安装 (13)4.1.4 摄像头安装 (13)4.1.5 小车的整体框图 (14)4.2 智能车关键单元设计与实现 (14)4.2.1摄像头驱动电路 (14)4.2.2小车电机驱动电路 (15)4.2.3供电电路 (15)4.2.4处理器与小车连接电路 (16)4.2.5显示电路 (16)4.3智能车软件设计 (16)4.3.1小车控制程序模块 (16)4.3.2图像采集程序模块 (19)4.3.3图像处理以及小车控制程序模块 (21)4.3.4图像显示模块 (29)4.4 智能车实际调试 (34)结论 (36)致谢 (38)参考文献 (39)附录A (41)附录B (49)第1章绪论1.1智能小车研究的意义与目的随着电子技术、计算机技术和制造技术以及汽车工业的迅速发展,关于汽车的研究也就越来越受人关注。