外文翻譯--基于CMOS相機(jī)的智能汽車(chē)道路識(shí)別.doc

徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)外文翻譯學(xué)生姓名學(xué)院名稱(chēng)機(jī)電工程學(xué)院專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化指導(dǎo)教師2011年05月27日基于CMOS相機(jī)的智能汽車(chē)道路識(shí)別劉楚中國(guó)上海同濟(jì)大學(xué)自動(dòng)工程學(xué)院陳杰中國(guó)上海同濟(jì)大學(xué)自動(dòng)工程學(xué)院徐一凡中國(guó)上海同濟(jì)大學(xué)自動(dòng)工程學(xué)院羅峰中國(guó)上海同濟(jì)大學(xué)自動(dòng)工程學(xué)luo_摘要近幾年，智能輔助駕駛和導(dǎo)航越來(lái)越受到人們的關(guān)注，本文設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一種以CMOS相機(jī)作為傳感器的智能車(chē)道路識(shí)別系統(tǒng)，它可以完成道路識(shí)別和智能車(chē)導(dǎo)航功能，并說(shuō)明了CMOS相機(jī)的安裝和采樣過(guò)程。本文設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一套道路PC監(jiān)控系統(tǒng)和道路識(shí)別算法測(cè)試程序，它可以保證道路識(shí)別的精確性、快速性和自適應(yīng)性。一旦算法通過(guò)測(cè)試，那么該程序無(wú)需修改就可在嵌入式發(fā)展環(huán)境下直接應(yīng)用，也可在智能車(chē)微控制器上直接應(yīng)用。本文在PC機(jī)上設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一個(gè)3D道路模擬系統(tǒng)，它很容易為道路識(shí)別系統(tǒng)的模擬和測(cè)量建立各種道路軌跡。此外，各種實(shí)際道路同樣也可以在模擬系統(tǒng)上仿真。實(shí)驗(yàn)表明在這樣的測(cè)試環(huán)境下，道路識(shí)別運(yùn)算法在道路識(shí)別和路徑跟蹤是令人滿(mǎn)意的。本文研究可以豐富智能車(chē)道路識(shí)別算法的研究，也為發(fā)展視覺(jué)導(dǎo)航和無(wú)人駕駛提供支持。關(guān)鍵詞：CMOS照相機(jī)；智能車(chē)；道路識(shí)別；視頻采樣；道路模擬；算法測(cè)試1.系統(tǒng)介紹A道路識(shí)別的背景基于照相機(jī)一輛無(wú)人駕駛車(chē)的概念包括一個(gè)高度自動(dòng)化認(rèn)知和控制技術(shù)的新興語(yǔ)系，最后針對(duì)出租車(chē)常客為汽車(chē)體驗(yàn)用戶(hù)。連同其它的發(fā)展,它們一起被很多人視為是2020年車(chē)輛的主要技術(shù)進(jìn)展。道路識(shí)別是智能車(chē)交通感知和自主駕駛的前提，同時(shí)在機(jī)械視覺(jué)系統(tǒng)和智能導(dǎo)航領(lǐng)域被研究。許多系統(tǒng)通過(guò)攝像機(jī)能實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的無(wú)人駕駛。THMR-V（清華移動(dòng)機(jī)器人V）是一個(gè)能完美執(zhí)行在平坦道路上，并加速到150千米/小時(shí)的系統(tǒng)。然而，許多系統(tǒng)需要實(shí)際信息道路或靜態(tài)形象道路來(lái)測(cè)試無(wú)人駕駛的功能。在線測(cè)試的過(guò)程成本是昂貴的，因此低成本的CMOS相機(jī)模塊非常的適用于汽車(chē)工業(yè)，我們的目標(biāo)是開(kāi)發(fā)一個(gè)可擴(kuò)展的調(diào)試平臺(tái)，用于研究和開(kāi)發(fā)基于CMOS照相機(jī)的機(jī)械視覺(jué)和自身引導(dǎo)系統(tǒng)。通過(guò)這個(gè)系統(tǒng)，現(xiàn)實(shí)的公路電影可以用來(lái)測(cè)試道路識(shí)別功能；同時(shí)，結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化的路都道路也可以模擬，開(kāi)發(fā)人員可以修改虛擬CMOS相機(jī)的采樣參數(shù)以便于調(diào)試和驗(yàn)證運(yùn)算法則在道路識(shí)別功能中的重要性。道路識(shí)別設(shè)備和穩(wěn)定的算法是提高智能車(chē)穩(wěn)定性的關(guān)鍵。在這里,飛思卡爾16位單片機(jī)”MC9S12DG128B”(縮短為“S12)作為主機(jī)控制器。由于S12的運(yùn)算速度和記憶能力遠(yuǎn)低于電腦，所以采用640x480分辨率的黑白CMOS相機(jī)作為智能車(chē)輛的視頻傳感器。相較于其他路面?zhèn)鞲衅鳎珻MOS相機(jī)具有快速采集的能力，這為智能車(chē)提供了足夠的道路信息。詳細(xì)的參數(shù)指定表I。通過(guò)數(shù)據(jù)的收集和計(jì)算，車(chē)輛能夠快速確定駕駛道路。圖I展示怎樣安裝CMOS相機(jī)和框架。B硬件設(shè)計(jì)與抽樣算法智能車(chē)上的視頻采樣模塊由CMOS相機(jī)、視頻同步分離LM1881以及S12的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊組成。表格ICMOS傳感器參數(shù)模型參數(shù)圖像傳感器1/3英寸OmniVisionCMOS有效性像素分辨率：640*480水平定義32視角64度頻率50赫茲電源直流9V/100mA圖1.CMOS相機(jī)的安裝由于CMOS相機(jī)需要9伏電源,高過(guò)車(chē)電池電壓，所以采用電源轉(zhuǎn)換器MC34063使照相機(jī)正常工作。在安裝好相機(jī)后，需要采樣的視頻信號(hào)。這里L(fēng)M1881視頻同步分離器的使用，為智能車(chē)從視頻信號(hào)控制器提取定時(shí)信息。當(dāng)定時(shí)信號(hào)從LM1881芯片出現(xiàn)時(shí)，通過(guò)智能控制器內(nèi)部的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，智能控制器就能采樣信號(hào)。采樣信號(hào)通過(guò)S12芯片內(nèi)部的道路識(shí)別法則來(lái)處理，軌跡表面上的黑色線路用來(lái)跟蹤和分析，如圖2所示。CMOS相機(jī)的檢測(cè)頻率為50赫茲，視頻信號(hào)總是在20毫秒自轉(zhuǎn)一周，CMOS相機(jī)智能車(chē)輛視角范圍用來(lái)滿(mǎn)足高速運(yùn)行的需要和實(shí)時(shí)的處理。C模擬調(diào)試的方法由于智能車(chē)是一個(gè)實(shí)時(shí)系統(tǒng)，當(dāng)高速運(yùn)行時(shí)，調(diào)試的方法是有限的。同時(shí)，潛在的定位問(wèn)題也是難解決的。為了解決這個(gè)問(wèn)題，需要在PC機(jī)上建立測(cè)試模擬系統(tǒng)，通過(guò)智能車(chē)算法的動(dòng)態(tài)庫(kù)，調(diào)試過(guò)程就可以很簡(jiǎn)單的完成。用C語(yǔ)言編寫(xiě)的代碼語(yǔ)言，它具有如下優(yōu)點(diǎn)：1.C代碼可以很容易地適用到許多類(lèi)型的計(jì)算機(jī),使軟件開(kāi)發(fā)的微控制器系統(tǒng)并聯(lián)硬件設(shè)計(jì)。2.即使平臺(tái)改變，C語(yǔ)言編寫(xiě)的程序也可以直接移植。3.C代碼易于調(diào)試。基于C語(yǔ)言的可移植性，一旦該算法通過(guò)測(cè)試，它就可以不需要修改而直接滿(mǎn)足嵌入式發(fā)展環(huán)境，然后產(chǎn)生的目標(biāo)代碼就能在微控制器上正常運(yùn)行。圖3中講解了模擬調(diào)試的方法，運(yùn)算庫(kù)是微軟VisualC+的一個(gè)工具，通過(guò)收集，一個(gè)能通過(guò)仿真測(cè)試環(huán)境的測(cè)