基于机器视觉的智能车辆避撞预警算法
基于数电自动循迹智能小车
设计题目：基于数电的循迹小车 2014年09月10日
目录 目录....................................................................................................3.. 摘要 (4) 1. 设计任务与要求 (5) 1.1 基本功能 (5) 2.系统设计方案 (5) 2.1小车循迹原理…………………………………………………………………………5. 2.2控制系统总体设计 (6) 3.系统方案 (6) 3.1循迹传感器模块………………………………………………………………………6. 3.1.1红外传感器的简介………………………………………………………………7.. 3.1.2比较器LM324简介 (7) 3.1. 3具体电路 (8) 3.1.4传感器的安装 (8) 3．2控制器模块 (9) 3.2.1稳压芯片的工作原理 (9) 3.2.2继电器的工作原理 (9) 3.3电机与驱动模块 (10) 3.4自动循迹小车的总体设计 (11) 4．设计体会 (11) 5.参考资料 (12)
基于数电的循迹小车 内容摘要:本着从简到繁的原则，我们制作一款由数字电路来控制的智能循迹小车，在组装过程中我们不但能熟悉机械原理还能逐步学习到：光电传感器、电压比较器、电机驱动电路等相关电子知识。 关键词：循迹小车，传感器，电机驱动 1.设计任务与要求 1.1 基本功能 ①设计一个基于直流电机的自动循迹小车，使小车能够自动检测地面黑色轨迹，并沿着黑色轨迹行驶。 ②当小车走在白色轨道时，保持原来速度行驶；当遇到黑线时，说明小车跑偏，通过继电器将开关打到低电压一路，使小车差速行驶，并
电磁循迹
基 于 电 磁 感 应 的 循 迹 小 车 的 设 计作者：陈
一、硬件设计 1、传感器模块由10mh的电感与电容并联组成谐振电路用于检测轨道中的 电线产生的交变磁场。由于传感器转换得到的电信号为交流信号且较为 微弱，难以被AD模块采集利用，所以需经过检波运放电路处理后输入AD 模块再给单片机。因为其信号频率为20kHz，因此可以采取包络检波将其 峰值转换为直流信号，再经过LM358运算放大器进行电压放大（采用电 压反馈放大）。 2、此次单片机选用51单片机，型号为stc89c52，其操作简单，价格低廉， 性能也足以满足设计所需，但由于其片内资源有限，无自带AD模块，所 以外加一个16位4路AD模块ADS1115。 3、电机驱动模块采用常见的LM298N用于驱动直流电机，并且给其12V供电 可引出5v给单片机供电，解决电源问题。 检波放大电路图如下：
单片机与AD 模块连接图如下： 二、 软件设计 是 即A1-A2<设定值 调试测得 否 是 否 是 开始 IIC 协议读取左右两 路AD 数字量A1、A2 直行命令 A1==A2 A1>A2 A1 ..\参考资料\ADS1115中文资料.pdf 主要通过IIC时序读取返回值，需要配置三个寄存器， 详见参考资料。 三、调试 数码管显示返回数值，在跑道上纪录直道，左右转各自的数值范围，用于程序调试最终适应相关跑道。（因完成的比较仓促，并未运用PID算法，在低速下足以循迹） 四、附录 电路仿真图： 实物图： 参考程序： # include <> # include <> #define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit pwm_r = P2^0; sbit pwm_l = P2^1; sbit SDA = P1^0; sbit SCL = P1^1; sbit DU = P2^6; 关显示 0x6F, 0x77, 0x7C, 0x39, 0x5E, 0x79, 0x71, 0x40, 0x80, 0x00 }; /*==================================== 数码管位选码 ====================================*/ //第1位2位 3位 4位 5位 6位 7位8位 uchar code T_COM[] = {0xfe, 0xfd, 0xfb, 0xf7, 0xef, 0xdf, 0xbf, 0x7f};//数码管位 “两客一危”车辆主动安全防控方案（新版） 根据《中国统计年鉴》的数据分析，近年来我过机动车交通事故发生量虽然呈下降趋势，但总量还是较大，死亡人数不断攀升与汽车保有量和交通事业发展密切相关。 “两客一危”车辆事故典型案例 曲靖市麒麟区“1.06”公路客运车辆交通事故 1月6日，何某某驾驶“云DY0868”号小型客车（车辆使用性质：公路客运），核载8人，实载8人，由曲靖市麒麟城区驶往麒麟区越州镇方向。10时37分，当车行驶至国道326线K1066+100处时，与一辆电动自行车相撞，造成1人死亡。双版纳州勐海县“1.12”公路客运车辆交通事故 1月12日，杨某某驾驶西双版纳昆曼运输有限责任公司“云K72202”号小型客车（车辆使用性质：公路客运），核载8人，实载1人，沿西景线由勐遮镇 驶往勐海县县城方向。00时01分许，当车行驶至西景线K3066+300处时，与同向步行的行人发生碰撞，造成1人死亡。 昭通市巧家县“1.20”危化品运输车辆交通事故 1月20日，罗某某驾驶曲靖达力物流有限责任公司“云D57063”号重型厢式货车（车辆使用性质：危化品运输）,由巧家县白鹤滩镇野鸭塘村驶往水富市方向。19时30分许，当车行驶至昆缓线K19+950处时，与行人相撞，造成1人死亡。 文山州广南县“1.28”公路客运车辆交通事故 1月28日,陈某某驾驶云浮市汽车运输集团有限公司云浮分公司“粤W09909”号大型普通客车（车辆使用性质：公路客运）,核载49人，实载2人，由西畴县驶往广南县珠街镇方向。18时25分许，当车行驶至广马线K114+400路段时，与对向伏某某驾驶的“云HU1171”号普通二轮摩托车相刮撞，造成1人死亡。昭通市镇雄县“1.14”公路客运车辆交通事故 1月14日，赵某某驾驶镇雄县安达运输有限责任公司“云CD4713”号小型客车（车辆使用性质：公路客运），核载8人，实载1人，由以勒镇驶往镇雄县县城方向。14时许，当车行驶至镇雄县林口乡干秋村路段时，与行人相撞，造成1人受伤。 昆明市“1.31”旅游客运车辆交通事故 1月31日6时47分，梁某驾驶云南省交通旅游总公司“云AL5297”号北方牌大型普通客车（未载乘客），沿昆明市东风东路行驶至建工大厦附近路段时，与沿人行横道正在横过东风东路的行人相撞，造成1人死亡。 楚雄州禄丰县“1.09”公路客运车辆交通事故 1月9日，杨某某驾驶楚雄交通运输集团有限公司禄丰农村客运分公司“云E28287”号中型普通客车，核载19人，实载18人，由禄丰驶往碧城方向。16时59分许，当车行驶至禄罗线K28+500处时，车辆向右侧翻于路外，造成5人受伤。 昭通市威信县“1.18”公路客运车辆交通事故 1月18日，王某驾驶毕节市久安通达旅游客运有限公司“贵F23278”号宇通牌大型普通客车（车辆使用性质：公路客运），核载39人，实载25人，沿猫 城市行车安全距离控制警报系统 摘要 开车出门，安全是第一位的。在城市里，车祸已不是一件新闻，几乎每天都有发生。车辆刮擦、追尾、倒车等更是被开车人称之为“家常便饭”。所以在追尾和擦伤越来越频繁，该系统就是为了解决这类问题而设计的。该系统用目前最性价比最好的AT89S51单片机，采用抗光度、湿度等环境因素干扰较强的超声波原理。单片机控制超声波发射并开始计时，当检测到接收信号时就停止计时然后就算出时间差，在结合超声波在空间里传输的速度就可以算出距离，结果可以通过数码管显示出来，如果距离小于设定值就报警提醒驾驶员。在反光镜看不到的位置，驾驶员通过这种设备可以知道该盲区的状况。 该产品(模型)成本低，抗干扰能力强，拓展性好，体积小巧，面向大众易推广。它除了用于行车还可以在防檫、倒车防撞中，也可用于如液位、井深、管道长度的测量等场合。 关键词：单片机、超声波、信号处理、警报器。 1 前言 现在对都市有车族来说，其主要行车路线是城市道路。城市道路的特点是车流量大、车辆密度大、新手多、红绿灯多、自行车多、行人多，加上有的出租车频繁违章，路况相对比较复杂。城市道路状况复杂，紧急情况多，一旦前车急停，跟车过近和只盯前车都很容易追尾；退一步说，即便您自己反应敏捷，急刹车得力，也很难保证后车司机是否同样眼疾手快，不会撞到您的爱车。所以这两个毛病于前于后都危险，故提前预知对驾驶员很重要。虽然现在市面上有很多高科技的防撞系统，但其高额的费用让普通用车族望而却步，据了解市场上的汽车防撞雷达一般定价都在6000-8000元之间，针对这种情况，我们提出了实用且成本低的设计概念：从司机的主观能动性出发，提高司机驾驶的警惕性，从而达到降低交通事故的目的。即我们的创新作品--城市行车安全距离控制警报系统。 一、城市行车安全距离控制警报系统的设计与实现 1. 方案设计 方案论证： 1.1用声波测距 超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为340m/s，根据计时器记录的时间t，就可以计算出发射点距障碍 机器视觉算法开发软件----HALCON HALCON是世界范围内广泛使用的机器视觉软件，用户可以利用其开放式结构快速开发图像处理和机器视觉软件。 HALCON提供交互式的编程环境HDevelop。可在Windows,Linux,Unix下使用，使用HDevelop可使用户快速有效的解决图像处理问题。HDevelop含有多个对话框工具，实时交互检查图像的性质，比如灰度直方图，区域特征直方图，放大缩小等，并能用颜色标识动态显示任意特征阈值分割的效果，快速准确的为程序找到合适的参数设置。HDevelop程序提供进程，语法检查，建议参数值设置，可在任意位置开始或结束，动态跟踪所有控制变量和图标变量，以便查看每一步的处理效果。当用户对于机器视觉编程代码完成后，HDevelop可将此部分代码直接转化为C++,C或VB源代码，以方便将其集成到应用系统中。 HALCON提供交互式的模板描述文件生成工具HmatchIt,。可交互式地为一个模型定义一个任意形状的感性趣区域，HmatchIt优化给出此创建模型的合适参数, 自动生成模板描述文件以供程序调用，快速为基于形状匹配和结构匹配的用户找到实现目标识别和匹配应用的合适的参数设置。 HALCON提供支持多CPU处理器的交互式并行编程环境Paralell Develop, 其继承了单处理器板HDevelop的所有特点，在多处理器计算机上会自动将数据比如图像分配给多个线程，每一个线程对应一个处理器，用户无需改动已有的HALCON程序，就立即获得显 著的速度提升。 HALCON中HDevelop Demo中包含680个应用案例，根据不同的工业领域，不同的用法和算法分类列出，用户可以根据自己的需求方便的找到相对应的类似案例，快速掌握其函数用法。 HALCON提供的函数使用说明文档，详细介绍每个函数的功能和参数用法，提供在不用开发语言（VC,VB,.NET等）下的开发手册，而且提供一些算法（例如3D）的原理性介绍，给用户的学习提供帮助。 特点：原型化的开发平台，自动语法检查； 动态察看控制和图标变量； 支持多种操作系统； 支持多CPU； 支持多种文件格式； 自动语言转化功能； 与硬件无关，可支持各种硬件； 应用领域：医学图像分析； 2D/3D测量； 立体视觉； 匹配定位； 光学字符识别； Blob分析； 龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/a818386801.html, 智能电磁循迹小车的硬件设计与实现 作者：陈文仙庞荣 来源：《商情》2011年第29期 【摘要】本智能车依据交流信号能够产生磁场（电磁感应）的原理，采用LC 谐振回路感应电磁信号寻迹方案，同时配合光电编码盘、电机、舵机、电池以及相关驱动电路来进行信息的处理，以达到路径识别的目的，并通过PID 方式对电机和舵机进行相关调节，最终以闭合回路的形式控制模型车高速稳定地在跑道上行驶。 【关键词】电磁感应 PID 路径识别闭环控制 1引言 本文以第六届全国大学生智能汽车竞赛为背景，为了保证智能汽车能够具有迅捷的速度、远而清晰的前瞻以及较高的灵敏度与稳定性，从硬件方面对系统进行了优化。 2智能汽车控制系统总体设计 2.1总体设计思路。依据电磁感应的原理我们用LC 谐振回路为传感器来采集信号，之后 用运放对采集到的信号进行放大，最终将此信号送给单片机进行处理。在控制策略方面，主要包括转向控制和速度控制。对于舵机的转向控制，我们采取经典的位置式PD 算法。对于电机的速度控制策略，采用PID 调节的同时引入反转制动刹车电路。各个方面的之间的联系如图所示。 2.2系统硬件结构。此智能车采用谐振回路定位系统来跟踪前方的赛道，通过谐振回路将检测到了信号进行放大，送给外部A/D 进行数据的处理，最后送给MC9S12XS128 进行相应的运算，然后将计算得到的数据送给舵机和电机，对其进行相应的控制。其中所用的硬件结构包括：电源模块、MC9S12XS128 系统、传感器模块、电机驱动模块、无线模块。 3智能汽车机械系统调整与改造 在对智能车几个月来的研究，我们发现在规则允许范围内，适当优化机械结构可以带来事半功倍的效果。 根据长期的调试，我们发现对于前轮倾角、悬挂、后轮的差速做调整会使车行驶时有更好的效果。 车辆安全行驶要点（雨天驾驶） 一、路面附着系数与车轮打滑的关系 逢雨天气，直接影响行驶安全的主要因素是视线受阻和路面变化，比如，雨水洒落使风窗玻璃和后视镜模糊不清、潮湿路面的光线反射、路面发滑等。 (1)雨天驾驶车辆，视线不清。 (2)道路滑溜，制动效能明显下降。 路面和轮胎间的附着系数减小，制动距离明显增加(80％以上)。 干燥水泥路面，附着系数0.7-1.0；打滑程度：不滑； 下雨开始时，附着系数0.3-0.4；打滑程度: 最滑； 潮湿水泥路面，附着系数0.4-0.6; 打滑程度:比较滑。 雨天行车，由于路面湿滑，车辆容易发生横滑或侧滑，此时切不可急转转向盘或紧急制动，应利用发动机制动减速。 二、雨天必须减速行驶 在干燥路面驾驶，车速提高，车轮与路面间的附着力(俗称“抓地力”)几乎没有变化。而雨天，当车辆在潮湿路上行驶，车轮的抓地力则随车速的增加而急剧变小，很容易发生“水滑“，此时，不要急踩制动踏板或猛打转向盘。(一)在潮湿路面上的车速与安全的关系。 雨天快速行车，轮胎和路面之间形成“水膜”时，汽车的转向和制动将有失效的危险，如同惊险的水上滑板一般…… 积水深度0.5毫米，极限车速应控制在每小时135公里以下； 积水深度1.0毫米，极限车速应控制在每小时95公里以下； 积水深度1.5毫米，极限车速应控制在每小时80公里以下； 积水深度2.0毫米，极限车速应控制在每小时65公里以下； (二)雨天驾驶，除视线障碍是行车不安全的因素外，由于雨中或雨后路面变湿，车轮容易打滑，给驾驶员操作增加的各种困难更不容忽视。 防滑的有效措施： 1．减速慢行。遇大雨、暴雨等视线极差时，最高车速不得超过每小时20公里。 机器视觉 基于visual C++ 的数字图像处理 摘要 机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。它通过图像摄取装置将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来获取信息。本文主要介绍的是数字图像处理中的一些简单应用，通过对图像进行滤波、增强、灰度变换、提取特征等处理来获取图像的信息，达到使图像更清晰或提取有用信息的目的。 关键字：机器视觉、灰度图处理、滤波、边缘提取、连通区域 目录 摘要 (2) 目录 (3) 1 概述 (4) 2技术路线 (4) 3实现方法 (5) 3.1灰度图转换 (5) 3.2 直方图均衡化 (6) 3.3均值滤波和中值滤波 (6) 3.4灰度变换 (7) 3.5拉普拉斯算子 (8) 4 轮廓提取 (9) 5 数米粒数目 (15) 6 存在的问题 ................................................................................................ 错误！未定义书签。 7 总结 ............................................................................................................ 错误！未定义书签。 8 致谢 ............................................................................................................ 错误！未定义书签。参考文献 . (17) 车辆防碰撞预警系统简介 周洋2120130512 随着公路交通网络的不断扩大，汽车工业现代科技的不断发展，汽车给人类生活做出了很大贡献，但与此同时也出现了交通事故、交通堵塞、环境污染、能源浪费等诸多不可避免的问题。以交通事故为例，据国家安监总局网站消息，2011年全国道路交通伤亡事故约21.1万起，死亡人数6.2万人，追尾事故在整个交通事故中占很大的比例 , 如中国高速公路追尾事故数约占总事故数的 33 . 4%, 美国高速公路上发生的追尾碰撞事故约占事故总数的24 %。这些交通事故在造成巨大的经济损失的同时，也加剧了对紧张的道路和医疗资源的不必要的占用。 智能车辆系统可以通过环境感知传感器辨识车辆所处环境的状态来掌握道路、周围车辆、行人和交通信号等驾驶环境信息，根据这些信息进行分析、规划和决策，并通过车辆底层控制系统实现车辆自动导引，有助于改善车辆行驶安全性，提高车辆智能化和减少交通堵塞等。 车辆碰撞预警系统是智能交通体系的重要研究内容，受到了广泛的关注。车辆碰撞预警系统利用现代信息技术、传感技术来扩展驾驶员的感知能力，将感知技术获取的外界信息（如车速、与其障碍物的距离等）传递给驾驶员，同时在路况与车况的综合信息中辨识是否构成安全隐患。一旦发现危险情况及时向驾驶员提供警报，为驾驶员争取一定的反应时间，提高车辆安全性与可靠性，是减少驾驶员人为因素造成交通事故的重要手段。所以研究一种实时、可靠、适应性好的车辆防碰撞预警系统是提高车辆行驶安全的一项非常重要的内容。车辆防碰撞预警系统要求在行驶中检测车辆前、后方的车辆或障碍物的信息，如己车的速度、加速度，相关车的速度、加速度，两车之间的距离等参数，用相关的安全距离模型进行追尾碰撞判断，做出不报警、报警和制动处理。 国外对于高速公路车辆防碰撞的研究始于20世纪80年代末，研究主要以德国、美国和日本为代表。我国在这方面的研究起步较晚，与发达国家有一定的差距，目前开展这方面研究工作的单位主要包括一些大学和科研机构，如国防科技大学、清华大学、吉林大学、中科院沈阳自动化研究所、长安大学等。 1994年，Daimler-Benz 公司的员工提出基于前方雷达探测汽车前方障碍物信息的一种前方碰撞预警系统[1]。通过分析，他们认为汽车前方碰撞主要受到驾驶员反应时间的影响。该系统利用雷达对汽车的前方区域进行实时扫描，并通过相应的软件实时处理扫描得到的前方障碍物的信息，而汽车本身行驶的参数如车速、方向盘转角、油门踏板和制动踏板等则由安装在车上的相应的传感器获得。通过这些信息可以计算出本车与前方车辆的相对距离和安全距离，经过比较认为危险的时候，给出驾驶员警告信息。 2005年，美国通用公司首次展示了车对车信息交换技术V2V(Vehicle-to- Vehic)系统。它以GPS定位系统为基础，搭配着无线通讯仪器，能够时时的提醒驾驶者是否有车辆出现在视线盲点和入弯处，除此以外它还能统计诸如速度、方 1、相机的信噪比、SNR=1时（光强可探测到的最小光强，绝对灵敏度），动态增益为光强.sat/光强.min（dB/位），量子效率是波长的函数：η=η（λ）--CCD比CMOS灵敏，动态范围大。 2、数据结构：图像、区域和亚像素轮廓 图像：彩色摄像机采集的是每个像素对应的三个采样结果（RGB三通道图像）、图像通道可被看作一个二维数组，设计语言中的表示图像的数据结构；两种约定：离散函数（点对点）R→R n、连续函数：R2→R n。 区域：可以表示一幅图像中一个任意的像素子集，区域定义为离散平面的一个任意子集：R ∈Z2，将图像处理闲置在某一特定的感兴趣区域（一幅图像可被看作图像所有像素点的矩形感兴趣区域）。二值图像特征区域：用1表示在区域内的点，用0表示不在区域内的点；行程表示法：每次行程的最小量的数据表示行程的纵坐标、行程开始和行程结束对应横坐标值。行程编码较二值图像节省存储空间（行程编码保存在16位整数，须要24个字节，而采用二值图像描述区域，每个像素点占1个字节，则有35个字节）。行程编码保存的只是区域的边界。为描述多个区域，采用链表或数组来保存采用形成编码描述的多个区域，每个区域的信息是被独立保存和处理的。 亚像素轮廓：比像素分辨率更高的精度（亚像素阈值分割或亚像素边缘提取）。轮廓基本上可被描述成多表型，然后用排序来说明哪些控制点是彼此相连的，在计算机里，轮廓只是用浮点数表示的横和纵坐标所构成的数组来表示。 3、图像增强：硬件采集的图像质量不好，可应用软件进行增强。 灰度值变换：由于光源照明的影响，局部的图像会产生对比度与设定值不一致，需要局部的去增强对比度。为提高变换速度，灰度值变换通常通过查找表（LUT）来进行（将灰度输入值变换后输出保存到查找表中），最重要的灰度值变换是线性灰度值比例缩放：f(g)=ag+b（ag 表示对比度，b表示亮度）。为了自动获取图像灰度值变换参数a、b的值，通过图像感兴趣区域的最大与最小灰度值设置出a、b的值（灰度值归一化处理）。灰度直方图表示某一灰度值i出现的概率。对于存在很亮和很暗的区域，图像归一化时需要去除一小部分最暗、最亮的灰度值（用2个水平线截取区域），再进行图像归一化处理，将对比度提高（鲁棒的灰度归一化处理）。 辐射标定：传感器收集的能量与图像实际灰度值的关系是非线性时候（一般需要是线性的，提高某些处理算法的精确度），对非线性相应求其逆响应的过程就是辐射标定。取q=？对响应函数求逆运算得到线性响应，求q的过程既是标定。 图像平滑：抑制由于多种原因产生的图像噪声（随即灰度值）。干扰后灰度值=图像灰度值+噪声信号（将噪声看作是针对每个像素平均值为0且方差是б2的随机变量），降噪方法之一、时域平均法，采集多幅图像进行平均，标准偏差将为原来的1/根号n，求的平均值后，将任意一幅图像减去平均，即为该幅图像的噪声；方法之二、空间平均操作法，通过像素数(2n+1)*(2m+1)的一个窗口进行平均操作，会使边缘模糊（计算量非常大，进行(2n+1)*(2m+1)次操作）；方法之三、递归滤波器，在前一个计算出的值的基础上计算出新的值，较方法一速度快了30倍；满足所有准则（平滑程度准则t，以及XXs滤波）的高斯滤波器：高斯滤波器是可分的，所以可以非常高效率的被计算出来，能够更好地抑制高频部分。若更关注质量，则应采用高斯滤波器；若关注执行速度，首选使用均值滤波器。 傅里叶变换：将图像函数从空间域转变到频率域，可以再进行频率高低的滤波操作平滑。 4、插值算法：图像被放大不清晰时，通过插值增加放大的增多的像素 智能循迹小车总体设计方案 整体设计方案 本系统采用简单明了的设计方案。通过高发射功率红外光电二极管和高灵敏度光电晶体管组成的传感器循迹模块黑线路经，然后由AT89S52通过IO口控制L298N驱动模块改变两个直流电机的工作状态，最后实现小车循迹。 系统设计步骤 （1)根据设计要求，确定控制方案； （2)将各个模块进行组装并进行简单调试； （3)画出程序流程图，使用C语言进行编程； （4)将程序烧录到单片机内； （5)进行调试以实现控制功能。 系统基本组成 智能循迹小车主要由AT89S52单片机电路、循迹模块、L298N驱动模块、直流电机、小车底板、电源模块等组成。 (1)单片机电路：采用AT89S52芯片作为控制单元。AT89S52单片机具有低成本、高性能、抗干扰能力强、超低功耗、低电磁干扰，并且与传统的8051单片机程序兼容，无需改变硬件，支持在系统编程技术。使用ISP可不用编程器直接在PCB板上烧录程序，修改、调速都 方便。 （2）循迹模块：采用脉冲调制反射红外发射接收器作为循迹传感器，调制信号带有交流分量，可减少外界的大量干扰。信号采集部分就相当于智能循迹小车的眼睛，有它完成黑线识别并产生高、低平信号传送到控制单元，然后单片机生成指令来控制驱动模块来控制两个直流电机的工作状态，来完成自动循迹。 （3）L298N驱动模块：采用L298N作为点击驱动芯片。L298N具有高电压、大电流、响应频率高的全桥驱动芯片，一片L298N可以分别控制两个直流电机，并且带有控制使能端。该电机驱动芯片驱动能力强、操作方便、稳定性好，性能优良。L298N的使能端可以外接电平控制，也可以利用单片机进行软件控制，满足各种复杂电路的需要。另外，L298N的驱动功率较大，能够根据输入电压的大小输出不同的电压和功率，解决了负载能力不够的问题。 浅析车辆主动安全预警系统 1、前言 近年来，全国各地先后发生多起重特大道路交通事故，给公众的生命财产造成了重大损失，也产生了恶劣的社会影响。安全一直是汽车发展的重点，在道路基础设施日趋完善、安全度提升空间受限的情况下，车辆的安全性得到越来越多的重视。 车辆安全技术通常可分为主动安全技术和被动安全技术。主动安全技术是指基于先进的防范措施，避免事故发生的技术。被动安全技术则是在事故发生过程中及事故发生后，尽量减少损害的方法和措施。近年来随着安全气囊、安全带等传统被动安全设施在性能改进方面遭遇到诸多瓶颈，车辆主动安全相关技术迎来了顺势发展的黄金时机。相对于在事故发生后设法降低事故伤害与财产损失，如果在事故前可以对车辆运动状态进行实时监测，并在必要时进行干涉或预警，具有更为深远的现实意义。对大量交通事故的分析表明，80%以上的车祸是由于驾驶员反应不及时引起的，超过65%的车辆相撞属于追尾相撞，其余则属于侧面相撞和正面相撞。有关研究表明，若驾驶员能够提早1 s 意识到有事故危险并采取相应的措施，则90%的追尾事故和60%的正面碰撞事故都可以避免。 提高车辆的主动安全水平，在事故发生之前对可能的危险作出反应，帮助驾驶员避免事故的发生，车辆主动安全技术能够基于先进的防范措施，通过应用多种车载主动安全装置，保持车辆在行驶中稳定性和车辆的可控性，在不安全因素出现时提前进行反应，从而避免或减少交通事故的发生，降低交通事故引发的人员伤亡和财产损失。 提高车辆的主动安全水平，不仅要在事故发生时尽量减少人员受伤的机率，更重要的是要在轻松和舒适的驾驶条件下帮助驾驶者避免事故的发生。道路交通系统是由人、车、路、环境及管理等要素构成的复杂系统，各要素的基本特征及要素间的耦合水平决定了系统的安全度。 2013-2014 (2)建模实践论文题目：安全行车距离 队员1 :顾可人，0918180227 队员2：榕，0918180228 队员3 :金重阳，0918180226 建模实践论文成绩考核表 指导教师签字： ________________ 摘要 随着高速公路的发展和个人汽车拥有量的增大，高速公路交通事故量也随之增加。在诸多高速公路交通事故中，汽车追尾事故就占30% —60%,并且它造成的损失占高速公路交通事故急损失的60%。从而可见避免高速公路追尾事故的发生是我国急需解决的重要问题。导致高速公路追尾交通事故的主要原因是驾驶员未能保持安全的车间距离，所以预防高速公路追尾事故的有效措施之一，就是发明以高速公路最小安全行车车间距离数学模型为基础的高速公路追尾碰撞预防报警系统。我们将应用初等方法，揭示在公路上驾驶司机应该选择刹车的最佳时间和最佳距离。控制车距的影响因素：反应时间，车速，车身重，路面状况等。此模型将回答2S法则适不适用的问题，提供了司机在行驶中应注意的各种事项，有利于交通的安全与便捷。司机在驾驶过程中遇到突发事件会紧急刹车，从司机决定刹车到汽车完全停止住汽车行驶的离称为刹车距离，车速越快，刹车距离越 长。就要对刹车距离与车速进行分析，它们之间有怎样的数量关系？正常的驾驶条件对车与车之间的跟随距离的要求是每10英里的速率可以允许一辆车的长度的跟随距离，但是在不利的天气或道路条件下要有更长的跟随距离。做到这点的 一种方法就是利用2秒法则，这种方法不管车速为多少，都能测量出正确的跟随距离。看着你面前的汽车刚刚驶过的一个高速公路上涂油柏油的地区或立交桥的影子那样的固定点。然后默数“一千零一，一千零二”，这就是2秒。如果你在默数完这句话前到达这个记号，那么你的车和前面的车靠的太近了。上述的方法做起来很容易，但是，它只是一个粗略的、模糊的判断，而且在一些意外情况它是没用的。我们需要是用更多的细节并清楚地解决和说明问题，这时我们需要对它做一个科学的数学分析和数学建模来应对各种可能的问题。 关键词：安全行车，反应距离，刹车距离，车速 主动安防预警+驾驶状态监控+视频监控三合一4G车载 终端，车辆年检必备 一、产品概况 产品名称：车载视频监控终端 产品型号：BSJ-GF06T 产品尺寸：： L172mm*W188mm*H59mm 车载视频监控终端（汽车行驶记录仪）BSJ-GF06T采用符合标准单DIN结构设计。功能集行业最全，支持音视频录像、行驶数据记录、IC卡登签、数据打印、实时监控等功能。车载视频监控终端符合部标北斗协议（JT/T 794-2011、JT/T 808-2011）、国标协议（GB/T 19056-2012）、部标视频协议（JT/T 1076-2016、JT/T 1078-2016）等国家相关政策标准，支持与第三方平台无缝对接。 二、产品功能及特色 ◆集成ADAS高级驾驶辅助系统、DSM驾驶员监测系统 ◆音视频录像：6路720P高清视频实时存储与上传；音频输入最大支持5路，输出最大支持2路。 ◆大容量存储：支持1块2.5寸硬盘（固态/机械）和2张SD卡循环存储 ◆符合协议：部标北斗协议（JT/T 794-2011、JT/T 808-2011）、部标视频协议（JT/T 1076-2016、JT/T 1078-2016）、国标协议（GB/T 19056-2012） ◆远程对讲：支持远程实时对讲 ◆外接AV屏：1路CVBS输出，外接AV显示屏 ◆扩展接口：透传口外接油杆、广告屏、计价器、评价器、车顶灯、安全模块等外设 ◆手机有线连接：通过USB连接高级助手（APP），可灵活配置设备参数，标定主动安全智能防控系统，方便摄像头角度调整及故障查询 三、主要功能说明 多媒体功能 ◆一块硬盘+双SD卡（单卡最大128G） ◆支持6路720P 高清视频采集，其中2路接ADAS与DSM摄像头 ◆支持事件触发存储并上传视频 ◆支持最高6路视频实时上传与回放、历史视频一键搜索；任一时段视频回放及远程下载 ◆支持1路CVBS输出，对接AV显示屏 语音及通话功能 ◆支持TTS语音播报，预警报警提醒、设备异常提示等 校第五届大学生数学建模竞赛 A题 关于车辆安全行车距离的模型 摘要 本文基于题目所给的数据，综合分析了各种影响安全行车距离的因素，建立起车辆停止的安全距离的数学初等模型，得出了较为合理的计算结果。对于问题（1），首先，我们以国际经验值公式为基础，建立了模型（一），并从相关资料中得出模型的各个参数的波动范围，解析了各种因素是如何影响安全行车距离的，具有一定的参考价值。其次，为了能准确地给出具体的数值来确定安全行车距离，我们改进并简化了该模型，以速度为主要参数，建立起模型（二）。在模型（二）中，我们把安全行车距离近似看为制动距离。以题目所给的实际数据，进行多项式拟合，得到了二次项的系数k的值为0.0260，并用excel绘图，将模型所得曲线与实际数据的散点图进行比较，得出结果的拟合情况良好。 对于问题（2），在模型（二）的基础上，把安全行车距离分为两部分即制动停车距离和安全停车间距。安全停车间距定为5英尺。将问题给出的速度40公里/小时和80公里/小时化为英制单位分别是36.4（英尺/秒）和72.8（英尺/秒），运用以上算法得到安全距离分别为66.7英尺和195.5英尺。 关键词：数学初等模型、excel软件、国际经验公式、安全行车距离模型 一、问题的重述 随着人们生活水平的不断提高，马路上行驶的车辆也越来越多，交通事故的发生也在不断提高。针对严重的道路交通情况，为了保障人民的生命安全，在遇到紧急情况时就需要司机能够迅速停下车辆，避免交通事故发生。安全行车距离是指在车辆行驶过程中两辆车之间必须保持的最小距离，以免在紧急刹车时两辆车相撞。 问题（1）请参考已知的数据（或自己收集资料）建立让车辆停止的安全距离的数学模型。 问题（2）结合1的模型，给出速度是40公里/小时和80公里/小时的安全行车距离。 二、问题的分析 所谓的安全行车距离就是指在同一条车道上，同向行驶前后两车间的距离（即后车车头与前车车尾间的距离），保持既不发生追尾事故，又不降低道路的通行能力。安全行车距离主要取决于制动停车距离。制动停车距离又包括反应距离和刹车距离。对于反应距离，也就是当车辆行驶状态发生变化时，驾驶员从看到变化到用脚踩刹车，直到刹车系统产生制动力并开始制动时，汽车在该时段内行驶的距离；而刹车距离即指车辆在刹车系统产生的制动力下开始制动，到运动状态停止时所行驶的距离。除了制动停车距离外，安全行车距离还应加上安全停车间距，即两车停止运动时的距离。理想状态下该距离为0，出于安全考虑，本文取值为5英尺。 影响汽车安全行车距离的主要因素有车辆的行驶速度、驾驶员的反应能力、路面的状况、天气的变化、载重量以及车辆的制动系统的结构等。而车辆的行驶速度是其中最为关键的因素。 对于问题（1），要求参考已知的数据（或自己收集资料）建立让车辆停止的安全距离的数学模型，即所建立的安全行车距离模型能保持既不发生追尾事故，又不降低道路的通行能力。首先，因为速度是影响汽车安全行车距离中最为关键的因素，所以我们根据一般的经验值公式，建立起模型（一），以描述速度与汽车安全行车距离之间的大概关系，并确定了相关参数的波动范围。其次，由于理论值与实际参数的不确定性，我们改进了该模型，以速度为主要参数，建立起模型（二），并以问题所给的相关数据进行拟合，得出新的拟合系数k的具体值。通过excel绘图，将模型所得曲线与实际数据的散点图进行比较，分析得出拟合情况良好。 对于问题（2），我们结合问题（1）的模型（二），将相关的数据化为相同的单位，代入其中，求解出相应结果。 三、模型的假设与符号的说明 3.1 模型的假设 （1）假设所采用的资料数据都是真实可靠的； （2）假设汽车在刹车过程中未出现故障； （3）假设汽车刹车过程中未遇到因事故引起的公路扭曲等路况； 电子信息专业实验报告 课程电子信息系统综合设计实验MCU部分实验题目智能机器小车设计实验总分 学生姓名学号 学生姓名学号 学生姓名学号 实验时间地点分组 电子信息学院专业实验中心 目录 一、摘要 二、题目要求 三、软硬件设计方案 四、各部分电路的作用及电路工作原理分析 五、系统调试与实验结果 六、实验结果 七、拓展功能 八、参考资料 九、附录 一、摘要 摘要:智能循迹小车主要由单片机模块、传感器模块、电机驱动模块以及电源模块组成，小车具有自主寻迹的功能。本次设计我们采用STC89C52单片机作为控制芯片，传感器模块采用红外光电对管和比较器实现，能够识别黑白两色路面，电机模块由L293D芯片和两个减速直流电机构成，组成了智能车的动力系统，电源采用7.2V的直流电池，经过系统组装，从而实现了小车的自动循迹的功能。 关键词智能小车 STC89C52单片机 L293D芯片红外光对管 二、题目要求 “智能寻迹机器小车设计”，要求采用MCS-51单片机为控制芯片，设计出一个能够识别并沿着以白底为道路色，宽度5mm左右的黑色胶带制作的不规则的封闭曲线为引导轨迹行进的智能寻迹机器小车。 三、软硬件设计方案 1、硬件部分 可分为四个模块：单片机模块、传感器模块、电机驱动模块以及电源模块。 1.1、单片机模块 单片机模块为小车运行的核心部件，起控制小车的所有运行状态的作用。本次小车的设计我们小组采用的是ATMEL公司的STC89C52RC单片机。STC89C52RC是一种低损耗、高性能、CMOS八位微处理器，片内有4k字节的在线可重复编程、快速擦除快速写入程序的存储器，能重复写入/擦除1000次，数据保存时间为十年。其程序和数据存储是分开的。 STC89C52RC单片机介绍： 1.什么是机器视觉 【概述】 机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉系统是指通过机器视觉产品(即图像摄取装置,分ＣMＯS和CCD两种)将被摄取目标转换成图像信号,传送给专用的图像处理系统,根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号;图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征,进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。 机器视觉系统的特点是提高生产的柔性和自动化程度。在一些不适合于人工作业的危险工作环境或人工视觉难以满足要求的场合,常用机器视觉来替代人工视觉;同时在大批量工业生产过程中,用人工视觉检查产品质量效率低且精度不高，用机器视觉检测方法可以大大提高生产效率和生产的自动化程度。而且机器视觉易于实现信息集成,是实现计算机集成制造的基础技术。 正是由于机器视觉系统可以快速获取大量信息，而且易于自动处理,也易于同设计信息以及加工控制信息集成,因此,在现代自动化生产过程中,人们将机器视觉系统广泛地用于工况监视、成品检验和质量控制等领域。【基本构造】 一个典型的工业机器视觉系统包括：光源、镜头、CCＤ照相机、图像处理单元(或图像捕获卡）、图像处理软件、监视器、通讯／输入输出单元等。 系统可再分为： 主端电脑(HosｔComputer) 影像撷取卡(FｒameＧrabbｅr)与影像处理器影像摄影机CＣTV镜头显微镜头照明设备：Halogen光源LＥＤ光源 高周波萤光灯源闪光灯源其他特殊光源影像显示器 LＣD 机构及控制系统 PLC、PC-Ｂasｅ控制器 精密桌台伺服运动机台 【工作原理】 机器视觉检测系统采用CCD照相机将被检测的目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息,转变成数字化信号,图像处理系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，如面积、数量、位置、长度,再根据预设的允许度和其他条件输出结果,包括尺寸、角度、个数、合格/不合格、有/无等,实现自动识别功能。 【机器视觉系统的典型结构】 一个典型的机器视觉系统包括以下五大块：１.照明 照明是影响机器视觉系统输入的重要因素,它直接影响输入数据的质量和应用效果。由于没有通用的机器视觉照明设备,所以针对每个特定的应用实例，要选择相应的照明装置,以达到最佳效果。光源可分为可见光和不可见光。常用的几种可见光源是白帜灯、日光灯、水银灯和钠光灯。可见光的缺点是光能不能保持稳定。如何使光能在一定的程 基于S T M的智能循迹小 车的设计 TYYGROUP system office room 【TYYUA16H-TYY-TYYYUA8Q8- 燕山大学 课程设计说明书 题目：基于STM32的智能循迹小车的设计 学号： 说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。 年月日 基于STM32的智能循迹小车的设计 贺红红 理学院12级智能传感器 摘要：主要分析了基于STM32的小车控制系统的设计过程，此系统主要包括STM32控制器、按键控制电路、电机驱动电路、红外探测电路等。以STM32为主控芯片及其外围扩展电路实现系统整体功能，用红外探测电路实现小车循迹功能，小车速度由PWM波控制，控制电动小车的速度及转向，从而使小车顺利通过直线，虚线，十字路口，S弯，实现循迹功能。在硬件设计的基础上实现了电机控制功能，LED显示功能，以及小车简单循迹的软件设计方案。 关键字：STM32 电机传感器 PWM KEIL Design of intelligent tracking car based on STM32 Abstract:. Mainly analyzes the design process of the car control system based on STM32, this system mainly includes the STM32 controller, button control circuit, motor drive circuit, infrared detection circuit, etc. STM32 as main control chip and extend the peripheral circuit to realize the whole system function, the function of infrared detection circuit is used to implement the car tracking, vehicle speed is controlled by a PWM wave, control the speed of the electric car and steering, which makes the car pass straight line, dotted line, intersection, S bending, realize the tracking function. On the basis of the hardware design to realize the function of motor control, LED display function, and software design scheme of simple car tracking. Keywords:STM32、 The motor、 The sensor、 PWM、 KEIL. 学习目的 1. 学习STM32工作原理及使用方法； 2. 学习计算机程序设计； 3. 学习编程并掌握软件调试。二〇二〇年十一月十八日 学习软件 Keil uVision、串口猎人 学习任务 学会利用STM32和红外线传感器设计智能循迹小车“两客一危”车辆主动安全防控方案(新版)
城市行车安全距离控制警报系统
机器视觉算法开发软件----HALCON
智能电磁循迹小车的硬件设计与实现
《车辆行驶安全》.doc
机器视觉算法基础(DOC)
车辆防碰撞预警系统01
机器视觉算法笔记
智能循迹小车总体设计方案
浅析车辆主动安全预警系统
数学建模安全行车距离
主动安防预警+驾驶状态监控+视频监控三合一4G车载终端,车辆年检必备
关于车辆安全行车距离的模型
智能循迹小车报告
机器人视觉算法-参考标准答案
基于STM的智能循迹小车的设计