基于電磁導(dǎo)航和視覺檢測的智能交通演示系統(tǒng).pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)和社會的快速發(fā)展，車輛保有量迅速增加。智能交通系統(tǒng)(ITS)結(jié)合了先進(jìn)的電子信息技術(shù)，是一種實時高效的交通管理系統(tǒng)，引起了國內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)的高度重視。作為關(guān)鍵技術(shù)示范與驗證的基礎(chǔ)平臺，建立縮比模型原型系統(tǒng)已成為目前ITS研究領(lǐng)域的重要手段。本文采用縮比城市沙盤和模型小車，結(jié)合高速攝像機(jī)、ZigeBee無線通信和視覺檢測等技術(shù)，設(shè)計并實現(xiàn)了ITS動態(tài)演示系統(tǒng)。
　　在總結(jié)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，本文依托短距無線通信設(shè)計了智能交

2、通演示系統(tǒng)的整體架構(gòu)，并給出了概念車模的硬件設(shè)計。為便于系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置與狀態(tài)監(jiān)控，基于.NET平臺開發(fā)了一款圖形化顯示界面，設(shè)計了無線數(shù)據(jù)通信協(xié)議，實現(xiàn)了上位機(jī)與下位機(jī)的通信?？紤]到ZigBee通信具有自組織、短距離等特點，本文選用ZigBee協(xié)議組建智能交通演示系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)，并對組建的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了測試。
　　根據(jù)實際環(huán)境要求，本文采用電磁導(dǎo)航方式對小車進(jìn)行導(dǎo)航，以PD控制算法實現(xiàn)了小車偏向糾正控制。為實現(xiàn)動態(tài)路徑設(shè)置的功能，本文引

3、入RFID標(biāo)簽建立交叉路口的數(shù)字標(biāo)識，引導(dǎo)小車實現(xiàn)路口轉(zhuǎn)彎與路徑選擇。針對行駛車輛狀態(tài)、交通狀況等信息的監(jiān)控，本文開發(fā)了C#上位機(jī)軟件，然后采用紅外傳感器實現(xiàn)了速度信息感知，通過檢測紅外調(diào)頻信號判斷當(dāng)前路口的交通燈信號狀態(tài)，引入高速攝像機(jī)構(gòu)建了路口車流量的視覺檢測，結(jié)合圖像特征提取算法實現(xiàn)了小車圖標(biāo)識別和特征提取。對于小車位置監(jiān)控，本文采用脈沖數(shù)與定點修正的方式，并進(jìn)行了驗證分析。
　　在分析線性調(diào)頻擴(kuò)頻技術(shù)(CSS)基本概念及特

4、點的基礎(chǔ)上，本文對CSS節(jié)點定位性能進(jìn)行了大量的測試;結(jié)合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的定位跟蹤算法，采用最小二乘定位算法和擴(kuò)展卡爾曼濾波算法(EKF)實現(xiàn)了小車的軌跡跟蹤，進(jìn)而引入軌跡信息控制的思想改善了跟蹤精度，實現(xiàn)了類似GPS的室內(nèi)目標(biāo)定位架構(gòu)。實驗結(jié)果表明，本文算法可獲得較準(zhǔn)確的小車軌跡，具有很強(qiáng)的環(huán)境適用性，在小車以0.4m/s速度和長度為2m的方形軌跡運(yùn)動時，跟蹤精度可達(dá)到0.179m。
　　最后，對本文的研究工作進(jìn)行了總結(jié)，并探討