基于FPGA的停车场引导算法硬件实现
发布时间：2021-01-23 23:50
随着汽车行业的发展,汽车数量大幅度增长随之而来的是停车难的问题。为了解决停车难的问题需要建立更多的,规模更大的停车场,随之而来的产生了智能化停车场,而在智能化停车场中对于车辆路径引导研究是一个重要问题。本文设计了一种基于FPGA的停车场路径引导算法硬件实现。本文采用并行处理数据的方式,通过栅格法对环境进行建模,以二进制粒子群算法（Binar Particle Swarm Optimization Algorithm,BPSO）作为路径引导核心算法,整体算法采用迭代方式实现,使用逐次逼近法以及查找表方式设计幂函数模块,充分利用FPGA上存储单元,减少了逻辑资源以及DSP的占用率。选用Quartus II和Modelsim作为开发环境,硬件实现平台为DE1开发板,使用Signal Tap II进行测试并采用VGA显示路径最终结果,本设计能够实现最佳路径引导,路径引导通过硬件平台验证平均时间为0.09s,与其他实现方法相比平均提升了约25倍。
【文章来源】：黑龙江大学黑龙江省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
栅格图
a)障碍物 b)离散处理后图 3-2 障碍物的离散化处理Fig. 3-2 Discretization of the obstacles)栅格地图为平面图所以不计算障碍物高度的影响，即建模时采用障碍影。栅格标识方法格化后的工作空间是二维的平面空间。假设的工作环境中障碍物参数，并且在进行路径规划过程中为静态规划，工作空间障碍不会发生变表示与计算方法如图(3-3)所示：)序号法栅格图的左下角开始计数，按照从左至右，从下到上的顺序依次排号
图 3-3 栅格序号与直角坐标示意图Fig. 3-3 Diagram of grid number and rectangular coordinates法表示比较直观，对于计算比较方便，但是在 FPGA 中对于 mod其优，所以本文在用栅格法对停车场路径引导环境建模与计算时采号法混合使用。对于地图的存储采用序号法存入 RAM 上，在一些坐标，所以为了可以将序号转换为坐标需要设计地址坐标转换电路型的建立建模的工作环境是二维平面环境，路径规划问题一般表达如下：设 N 中运动的汽车，位置可以用坐标(x,y)表示也可以使用序号来表空间设定为 G，根据计算得到的栅格颗粒度将空间 G 换分为一个个的栅格，设 G 空间中有障碍物，使用 1, 2, 3, …, 来表示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于改进蚁群算法的多AGV泊车路径规划[J]. 郭保青,郝树运,朱力强,余祖俊. 交通运输系统工程与信息. 2018(06)
[2]基于加权Voronoi图和自适应PSO算法的电动汽车充换电站联合规划[J]. 董彦君,闫志杰,马喜平,刘丽娟,张蕊萍,董海鹰. 电源学报. 2018(04)
[3]基于SSM的智能停车场管理系统的设计与实现[J]. 向露. 电子设计工程. 2018(13)
[4]基于模糊神经网络和粒子群优化算法的机器人路径规划研究[J]. 狄勇. 信息系统工程. 2018(06)
[5]基于改进混合粒子群优化算法的移动节点部署研究[J]. 朱正伟,刁小敏,郭晓,刘晨. 传感器与微系统. 2018(06)
[6]基于改进遗传算法的移动机器人路径规划的研究[J]. 葛勇,牛成水,杜美云,徐娟,张玉安. 青海大学学报. 2018(02)
[7]城市慢行交通安全问题成因及对策研究[J]. 潘晨月. 科技创新导报. 2018(04)
[8]基于改进蚁群算法的移动机器人路径规划研究[J]. 王志中. 机械设计与制造. 2018(01)
[9]智能停车库管理系统的设计与实现[J]. 郭宝忠,徐照明. 机械研究与应用. 2017(05)
[10]基于两点法的移动机器人局部路径规划算法[J]. 宋莉,李彩虹,朱宝艳,王小宇. 山东理工大学学报(自然科学版). 2018(01)
本文编号：2996152
【文章来源】：黑龙江大学黑龙江省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
栅格图
a)障碍物 b)离散处理后图 3-2 障碍物的离散化处理Fig. 3-2 Discretization of the obstacles)栅格地图为平面图所以不计算障碍物高度的影响，即建模时采用障碍影。栅格标识方法格化后的工作空间是二维的平面空间。假设的工作环境中障碍物参数，并且在进行路径规划过程中为静态规划，工作空间障碍不会发生变表示与计算方法如图(3-3)所示：)序号法栅格图的左下角开始计数，按照从左至右，从下到上的顺序依次排号
图 3-3 栅格序号与直角坐标示意图Fig. 3-3 Diagram of grid number and rectangular coordinates法表示比较直观，对于计算比较方便，但是在 FPGA 中对于 mod其优，所以本文在用栅格法对停车场路径引导环境建模与计算时采号法混合使用。对于地图的存储采用序号法存入 RAM 上，在一些坐标，所以为了可以将序号转换为坐标需要设计地址坐标转换电路型的建立建模的工作环境是二维平面环境，路径规划问题一般表达如下：设 N 中运动的汽车，位置可以用坐标(x,y)表示也可以使用序号来表空间设定为 G，根据计算得到的栅格颗粒度将空间 G 换分为一个个的栅格，设 G 空间中有障碍物，使用 1, 2, 3, …, 来表示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于改进蚁群算法的多AGV泊车路径规划[J]. 郭保青,郝树运,朱力强,余祖俊. 交通运输系统工程与信息. 2018(06)
[2]基于加权Voronoi图和自适应PSO算法的电动汽车充换电站联合规划[J]. 董彦君,闫志杰,马喜平,刘丽娟,张蕊萍,董海鹰. 电源学报. 2018(04)
[3]基于SSM的智能停车场管理系统的设计与实现[J]. 向露. 电子设计工程. 2018(13)
[4]基于模糊神经网络和粒子群优化算法的机器人路径规划研究[J]. 狄勇. 信息系统工程. 2018(06)
[5]基于改进混合粒子群优化算法的移动节点部署研究[J]. 朱正伟,刁小敏,郭晓,刘晨. 传感器与微系统. 2018(06)
[6]基于改进遗传算法的移动机器人路径规划的研究[J]. 葛勇,牛成水,杜美云,徐娟,张玉安. 青海大学学报. 2018(02)
[7]城市慢行交通安全问题成因及对策研究[J]. 潘晨月. 科技创新导报. 2018(04)
[8]基于改进蚁群算法的移动机器人路径规划研究[J]. 王志中. 机械设计与制造. 2018(01)
[9]智能停车库管理系统的设计与实现[J]. 郭宝忠,徐照明. 机械研究与应用. 2017(05)
[10]基于两点法的移动机器人局部路径规划算法[J]. 宋莉,李彩虹,朱宝艳,王小宇. 山东理工大学学报(自然科学版). 2018(01)
本文编号：2996152
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