基于LabVIEW的车道保持系统研究

• 作 者: 肖灵芝
• 机 构: 合肥工业大学
• 出 处: 合肥工业大学
• 发表日期: 2011年期
• 关键词: 车道保持系统 标识线识别 PID控制 虚拟现实 车辆控制系统

随着社会高速发展,不可避免地带来了许多问题,如交通拥挤、交通事故、能源紧缺及环境污染等。如果现存的交通事故频发、交通拥挤等问题得不到及时解决,社会的发展必将受到制约。因此,通过开发先进车辆控制系统来提高其车辆安全性具有相当重要的意义。　　
先进车辆控制系统的功能子系统种类很多,车道保持系统则是其中一个分支,因此车道保持系统也是汽车安全技术领域的一个研究热点。本文在充分总结车道保持系统国内外研究现状的基础上,对车道标识线识别、控制算法、虚拟试验等方面进行了深入的研究。　　
首先,研究了一种结合道路特征的车道标识线边缘检测方法。根据车道方向的特征,采用改进的45°和135°方向模板Sobel算子分别对道路图像的左半部分和右半部分进行车道标识线边缘检测。与其他方法相比,该方法在一定程度上可以更有效地进行车道标识线边缘检测,同时对图像中非车道标识线边缘的检测能够进行抑制。　　
其次,采用了模糊自适应PID控制算法对车道保持系统进行仿真研究。采用此方法对车道保持系统进行仿真建模并与常规PID控制算法进行仿真对比分析。仿真结果表明,采用模糊自适应PID明显优于常规PID控制,能够更好地满足实时控制的要求。因此,该算法可以作为车道保持控制器设计的一种有效控制方法。　　
再次,实现了将实时仿真技术和虚拟现实技术应用于车道保持系统的研究。在LabVIEW环境下分别建立了七自由度非线性车辆动力学模型以及车道保持系统模型,并在3DMAX环境下建立了车辆虚拟试验场景;借助Matlab虚拟现实工具箱实现了虚拟试验场景和实时仿真平台的连接。通过虚拟试验,车辆的运动状态在虚拟试验场景中得到了直观准确的再现。　　
最后,基于电动汽车平台进行了实车试验。对整个试验系统进行设计,包括硬件和软件两部分内容;通过试验前面介绍的部分理论和方法得到了验证。