基于单目视觉的无人驾驶汽车轨迹跟踪控制系统研究

发布时间：2025-03-30 06:18

　　无人驾驶汽车的轨迹跟踪控制系统对提高交通安全、减少因车辆频繁启停造成的环境污染及缓解驾驶员的疲劳驾驶起着重要作用。随着无人驾驶技术的深入研究,高效稳定且低成本的轨迹跟踪控制系统已成为无人驾驶汽车智能化和实用化的关键技术。在拥堵的城市工况下获取跟踪轨迹时,相比于卫星导航和惯性导航,单目视觉导航可以适用于空旷无遮挡的工况且有更好的经济性。围绕无人驾驶汽车中基于单目视觉导航的轨迹跟踪控制系统展开研究。在逻辑设计上,搭建LCM实时通信系统架构,根据研究内容将轨迹跟踪系统划分成车道线检测模块、轨迹跟踪控制模块、底层控制模块和整车执行模块四部分,明确各模块待解决的问题并确定通信协议接口。在方案实现上,1)针对车道线检测模块,选用单目摄像机作为车载视觉传感器,采用图像预处理、车道线边缘点集检测和三次B样条曲线拟合等方式进行车道线检测并给出车道中心线轨迹,从而实现视觉导航过程。2)针对轨迹跟踪控制模块,通过对车辆运动学和动力学模型的搭建,实现对基于车辆模型的模型预测控制算法和纯跟踪控制算法的研究,并设计出用以跟踪车道线检测模块给出的车道中心线轨迹的控制器,然后,由轨迹跟踪控制器决策出无人驾驶汽车速度与前...

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2.4数据传递部分功能代码

车道线检测模块以结构体Line_Point的形式把提取的跟踪点通过Channel1传轨迹跟踪控制模块；车辆轨迹跟踪控制模块将包含车速和方向盘角度的信息Can_Send形式通过Channel2传递到车辆底层控制模块；车辆底层控制模块的....

图2.6接收和发送的CAN报文结构体

图2.6接收和发送的CAN报文结构体2.2单目视觉摄像机性能分析及安装采取单目摄像机进行车道线检测，单目摄像机提供了丰富的光学信息，如车辆的轮廓信息、色彩信息等，而且单目摄像机造价低廉，在未来的自动驾驶技术推广过程中将有巨大的优势。车道线检测需要获知车辆与道路的位置关系....

图3.3高斯函数示意图

第三章基于单目视觉的车道线检测算法研究器中高斯平滑滤波器的方式。高斯平滑滤波器根据高斯函数形状选取权值，主要优点是去除满足正态分布的噪声，其一维高斯函数如式(3.2)所示。222()xgxe(3.2)二维高斯函数如式(3.3)所示：2222(,)xygxye(3.....

图3.4两种方式图像处理结果

(c)直方图均衡化、高斯滤波处理图图3.4两种方式图像处理结果图3.4(a)为从车载摄像机获取的一帧待处理的原始图像，图3.4(b)为对原始图像感兴趣区域进行选择，并对所选区域进行灰度分段线性变换，避免了色彩信息对车道线检测造成的影响。图3.4(c)为对经灰度变换图像....

本文编号：4038323