计算机创新能力训练课程教学改革探索

针对地方院校计算机本科实践教学环节系统性较弱、创新意识与能力培养机制不足的问题,设计一套创新能力训练课程的实验模式,以智能车与数据采集实验装置为例,从软硬件及扩展结构设计阐述该创新实验模式在教学中的应用,并结合西安理工大学实际使用情况,验证该课程创新实验模式改革的可行性.     

基于反演法的智能车辆弯路换道轨迹跟踪控制

基于车辆的运动学模型,研究了具有非完整约束特性的智能车辆弯路换道的轨迹跟踪控制问题。结合弯曲车道的曲率半径,针对换道过程中车辆横向运动和纵向运动对换道轨迹的耦合作用,提出了一种适用于弯道的换道轨迹规划方法。根据换道轨迹,利用积分反演法,引入中间虚拟控制量,设计了轨迹跟踪控制算法,并用Lyapunov稳定性理论证明了控制系统的稳定性。仿真结果表明:该控制器可以保证车辆在弯路换道的轨迹跟踪误差一致有界收敛,且具有快速、准确跟踪和全局稳定的特性。     

基于最优控制理论的智能车辆轨迹生成方法

为了能够生成适应不同道路环境的动态轨迹,在最优控制理论的基础上进行了改进,在方法中建立了包括3个常用评价指标:时间、消耗能量和距离障碍物最短距离的动态评价函数,研究了不同权重系数对轨迹特征影响的规律,进而得出了启发式权重调整规则和调整流程。仿真结果表明,本文提出的基于最优控制理论的轨迹规划方法是有效可行的,得出的权重调整方法是正确的,使用本文方法可以生成适用于不同道路环境的动态行驶轨迹,且轨迹满足多种约束条件。     

基于视觉及多特征的前方车辆检测算法

针对现有视频车辆检测算法受光照、噪声等环境因素影响大,漏检和误检率高,难以同时满足鲁棒性及实时性的问题,提出了一种完整的前方车辆检测算法.该算法在改进的Hough变换提取车道线的基础上,首先对图像进行自适应二值化处理,通过腐蚀、膨胀法滤除干扰点;使用简洁有效的方法进行阴影线的合并及ROI区域的提取;算法利用目标区域内的信息熵、车尾对称性特征对感兴趣区域(region of interest,ROI)进行筛选和判别,降低了算法的漏检和误检率;使用改进的Robinson方向检测算子提取车辆边界,取得了较好的效果.结果表明:在处理分辨率为640×480的视频时,检测正确率89%,运算速度平均为17.6帧/s.     

从MC9S12D到MC9S12XS

从第四届全国大学生"飞思卡尔"杯智能车竞赛开始,竞赛组委会推荐使用MC9S12XS128单片机替代前三届竞赛中使用的MC9S12DG128。S12X是新一代双核单片机,制造工艺从0.25μm进步到0.18μm;总线频率从25MHz提高到40MHz;S12XS单片机保留了S12X CPU,去掉了另一个CPU-XGate,保留了技术进步,提高了性能,简化了操作。     

基于STM32单片机的多功能wifi视频智能灭火小车硬件设计

基于STM32单片机的多功能wifi视频智能灭火小车的避障功能,利用超声波传感器HY-SRF05一直向外发送超声波实现的,而循迹模式则是利用了TCRT5000传感器来完美实现的,小车前面装有两个TCRT5000传感器,多功能wifi视频智能灭火小车的悬崖避障则是由悬崖监测模块实现的,摄像头的上下左右的摆动则是通过两个舵机来控制。     

智能车转向系统的研究及设计

设计了一套适合无人驾驶智能车BJUT-Ⅳ的转向系统;该系统转向电机采用奇瑞A3电子式助力转向系统(EPS)的转向电机;增量式光电编码器对转向电机的位置以及转速进行检测;汽车转向柱上安装SX4300转角传感器,对方向盘的旋转角度进行检测;该系统采用RS-232实现控制器与上位机之间的相互通信;实验证明,BJUT-Ⅳ智能车可以在阻力最大条件下快速准确地实现转向动作;该转向系统设计合理、稳定性高、实时性强;同时,转向系统的成功应用为今后智能车底层控制奠定基础.     

基于视觉的车辆控制系统设计与实现

介绍了基于视觉的车辆控制系统的设计与实现,主要包括:机械结构、硬件电路、软件设计。在机械结构中,主要分析了硬件设备的安装与位置的选择,并解释了位置的不同对于小车的影响;在硬件电路中,重点介绍了舵机、鹰眼、液晶屏、MCU等供电电路的设计;在软件设计中,主要介绍了路径边线的提取,以及驱动电机的PID控制算法。测试表明,车模方向和速度控制方案可以使小车在赛道上正常行驶。     

基于摄像头的直立自平衡智能车设计

设计直立行走式循迹智能车的机械及控制系统;系统选用微控制器MK60为控制核心,利用陀螺仪和加速度传感器,采用互补滤波的方法计算车体的角度和角速度,通过比例微分算法控制智能车车轮的加速度来抵消车模运动倾向,实现智能车直立;单片机通过模拟摄像头进行赛道图像捕捉,采用边沿检测算法识别赛道中心线,计算与设定值的偏差,进而控制左右两个电机产生速度差,完成智能车的转向;经测试,智能车能够在保持直立同时,完成赛道识别,且运行平稳快速。     

基于电力线载波通信的环境监测与电器控制网络

设计以单片机为核心的室内环境数据采集与电器控制装置,运用现有单相电力线载波调制解调器实现PC机与该装置之间的数据通信,构成基于电力线载波通信的计算机环境监测与电器控制网络,用户可实时监测温湿度等环境数据,以PC机远程控制电器的运行,管理车间、仓库的照明、设备、空调等,在有效控制室内温湿度等的同时节能降耗,可广泛应用于智能车间、智能仓库等领域。