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

1、隨著科技的不斷進步，自汽車誕生的那天起，人們對汽車技術(shù)的研究就沒有停止過。近年來，對汽車技術(shù)的研究開始向智能化和自動化發(fā)展，智能車和自動駕駛技術(shù)應(yīng)運而生。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)，對車輛自動駕駛系統(tǒng)進行研究，整個系統(tǒng)有車道線自動識別系統(tǒng)與自動駕駛系統(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)計原則，完成了系統(tǒng)仿真測試。
　　在路徑識別部分，運用數(shù)字圖像處理技術(shù)，對車輛采集的路徑信息進行處理，創(chuàng)新性

2、提出了“雙對分最大類間方差濾波迭代算法”，實現(xiàn)并行閾值選取算法的設(shè)計，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)識別。本部分均以FPGA硬件實現(xiàn)，仿真結(jié)果表明對車道線識別具有良好的實時性與精確的識別精度。
　　在自動駕駛系統(tǒng)中，使雙目視覺技術(shù)與攝像原理相結(jié)合，針對車道線信息的特點，對雙目視覺原理中目標(biāo)點定位算法進行改進，實現(xiàn)車道線的二維圖像坐標(biāo)到世界坐標(biāo)的變換;在對車輛制動過程和超

3、車過程進行詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上，最終確定車輛安全車距計算模型;在系統(tǒng)控制部分中，根據(jù)車輛控制的特點和有經(jīng)驗駕駛員的經(jīng)驗，設(shè)計模糊規(guī)則庫和控制條件，實現(xiàn)車輛的自動控制功能。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、計算量大，所以采用FPGA中NIOSⅡ軟核實現(xiàn)。
　　在系統(tǒng)仿真階段，本文采用Modelsim軟件分別對系統(tǒng)的各個模塊進行前仿真，觀察波形并確定是否達(dá)到預(yù)期效果。最后運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)創(chuàng)立車輛模型和行駛環(huán)境，模擬真實