基于FPGA的車輛自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的研究與仿真設(shè)計(jì).pdf

1、隨著科技的不斷進(jìn)步，自汽車誕生的那天起，人們對(duì)汽車技術(shù)的研究就沒(méi)有停止過(guò)。近年來(lái)，對(duì)汽車技術(shù)的研究開始向智能化和自動(dòng)化發(fā)展，智能車和自動(dòng)駕駛技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。本文以FPGA應(yīng)用技術(shù)和數(shù)字圖像處理技術(shù)為基礎(chǔ)，對(duì)車輛自動(dòng)駕駛系統(tǒng)進(jìn)行研究，整個(gè)系統(tǒng)有車道線自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)與自動(dòng)駕駛系統(tǒng)兩部分組成。系統(tǒng)應(yīng)用FPGA技術(shù)采用自頂向下的層次化設(shè)計(jì)原則，完成了系統(tǒng)仿真測(cè)試。
　　在路徑識(shí)別部分，運(yùn)用數(shù)字圖像處理技術(shù)，對(duì)車輛采集的路徑信息進(jìn)行處理，創(chuàng)新性

2、提出了“雙對(duì)分最大類間方差濾波迭代算法”，實(shí)現(xiàn)并行閾值選取算法的設(shè)計(jì)，完成路況圖像的二值化處理;應(yīng)用創(chuàng)新性提出的“基于行逼近的最小二乘曲線擬合算法”完成車道線系統(tǒng)識(shí)別。本部分均以FPGA硬件實(shí)現(xiàn)，仿真結(jié)果表明對(duì)車道線識(shí)別具有良好的實(shí)時(shí)性與精確的識(shí)別精度。
　　在自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中，使雙目視覺(jué)技術(shù)與攝像原理相結(jié)合，針對(duì)車道線信息的特點(diǎn)，對(duì)雙目視覺(jué)原理中目標(biāo)點(diǎn)定位算法進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)車道線的二維圖像坐標(biāo)到世界坐標(biāo)的變換;在對(duì)車輛制動(dòng)過(guò)程和超

3、車過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上，最終確定車輛安全車距計(jì)算模型;在系統(tǒng)控制部分中，根據(jù)車輛控制的特點(diǎn)和有經(jīng)驗(yàn)駕駛員的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)模糊規(guī)則庫(kù)和控制條件，實(shí)現(xiàn)車輛的自動(dòng)控制功能。在本部分中，由于坐標(biāo)變換、路徑規(guī)劃和控制算法情況復(fù)雜、計(jì)算量大，所以采用FPGA中NIOSⅡ軟核實(shí)現(xiàn)。
　　在系統(tǒng)仿真階段，本文采用Modelsim軟件分別對(duì)系統(tǒng)的各個(gè)模塊進(jìn)行前仿真，觀察波形并確定是否達(dá)到預(yù)期效果。最后運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)創(chuàng)立車輛模型和行駛環(huán)境，模擬真實(shí)