基于电磁导航和视觉检测的智能交通演示系统
本文关键词： 智能交通系统 电磁导航 ZigBee无线通信 视觉检测 无线传感器网络 出处：《东北大学》2014年硕士论文 论文类型：学位论文
【摘要】：随着经济和社会的快速发展,车辆保有量迅速增加。智能交通系统(1TS)结合了先进的电子信息技术,是一种实时高效的交通管理系统,引起了国内外研究机构的高度重视。作为关键技术示范与验证的基础平台,建立缩比模型原型系统已成为目前ITS研究领域的重要手段。本文采用缩比城市沙盘和模型小车,结合高速摄像机、ZigeBee无线通信和视觉检测等技术,设计并实现了ITS动态演示系统。在总结国内外研究现状的基础上,本文依托短距无线通信设计了智能交通演示系统的整体架构,并给出了概念车模的硬件设计。为便于系统参数设置与状态监控,基于.NET平台开发了一款图形化显示界面,设计了无线数据通信协议,实现了上位机与下位机的通信。考虑到ZigBee通信具有自组织、短距离等特点,本文选用ZigBee协议组建智能交通演示系统的通信网络,并对组建的网络进行了测试。根据实际环境要求,本文采用电磁导航方式对小车进行导航,以PD控制算法实现了小车偏向纠正控制。为实现动态路径设置的功能,本文引入RFID标签建立交叉路口的数字标识,引导小车实现路口转弯与路径选择。针对行驶车辆状态、交通状况等信息的监控,本文开发了C#上位机软件,然后采用红外传感器实现了速度信息感知,通过检测红外调频信号判断当前路口的交通灯信号状态,引入高速摄像机构建了路口车流量的视觉检测,结合图像特征提取算法实现了小车图标识别和特征提取。对于小车位置监控,本文采用脉冲数与定点修正的方式,并进行了验证分析。在分析线性调频扩频技术(CSS)基本概念及特点的基础上,本文对CSS节点定位性能进行了大量的测试；结合无线传感器网络的定位跟踪算法,采用最小二乘定位算法和扩展卡尔曼滤波算法(EKF)实现了小车的轨迹跟踪,进而引入轨迹信息控制的思想改善了跟踪精度,实现了类似GPS的室内目标定位架构。实验结果表明,本文算法可获得较准确的小车轨迹,具有很强的环境适用性,在小车以0.4m/s速度和长度为2m的方形轨迹运动时,跟踪精度可达到0.179m。最后,对本文的研究工作进行了总结,并探讨了后续的改进方向。
[Abstract]:With the rapid development of the economy and society , the quantity of vehicles has increased rapidly . The intelligent traffic system ( 1TS ) combines advanced electronic information technology , it is a kind of real - time efficient traffic management system .
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U495;TN92
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，本文编号：1479932
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