基于fpga導(dǎo)盲小車控制系統(tǒng)研究與仿真設(shè)計(jì)

《基于fpga導(dǎo)盲小車控制系統(tǒng)研究與仿真設(shè)計(jì)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。

1、工學(xué)碩士學(xué)位論文基于FPGA導(dǎo)盲小車控制系統(tǒng)研究與仿真設(shè)計(jì)馮曉雪哈爾濱理工大學(xué)2016年3月國(guó)內(nèi)圖書(shū)分類號(hào):TP316.2工學(xué)碩士學(xué)位論文基于FPGA導(dǎo)盲小車控制系統(tǒng)研究與仿真設(shè)計(jì)碩士研究生：馮曉雪導(dǎo)師：靖固申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：工學(xué)碩士學(xué)科、專業(yè)：軟件工程所在單位：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院答辯日期：2016年3月授予學(xué)位單位：哈爾濱理工大學(xué)ClassifiedIndex:TP316.2DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringResearchandSimulationDesignoftheBlindGuidingSystemofDirec

2、tionAndSpeedIntegratedControlBasedonFPGACandidate：FengXiaoxueSupervisor：JingGuAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：SoftwareengineeringDateofOralExamination：March,2016University：HarbinUniversityofScienceandTechnology哈爾濱理工大學(xué)碩±學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：此處所提交的碩±學(xué)位論文《基于ＦＰＧＡ導(dǎo)盲小車控制系統(tǒng)研

3、究與仿真設(shè)計(jì)》，是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，在哈爾濱理工大學(xué)攻讀碩±學(xué)位期間獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。據(jù)本人所知，論文中除已注明部分外不包含他人已發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果。對(duì)本文研究工作做出貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均己在文中明確方式注明。本聲明的法律結(jié)果將完全由本人承擔(dān)。，作者簽名；曰期：么Ｗ年月０曰名獻(xiàn)書(shū)＾；＾１哈爾濱理工大學(xué)碩±學(xué)位論文使用授權(quán)書(shū)《基于ＦＰＧＡ導(dǎo)盲小車控制系統(tǒng)研究與仿真設(shè)計(jì)》系本人在哈爾濱理工大學(xué)攻讀碩±學(xué)位期間在導(dǎo)師指導(dǎo)下完成的碩±學(xué)位論文。本論文的研究成果歸哈爾濱理工大學(xué)所有，本論文的研究?jī)?nèi)容不得其他單位的名義發(fā)表。本

4、人完全了解哈爾濱理工大學(xué)關(guān)于保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)。校保留并向有關(guān)部口提交論文和電子版本，允許論文被查閱和借閱本人授權(quán)哈爾濱理工大學(xué)可Ｗ采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文，可公布論文的全部或部分內(nèi)容。本學(xué)位論文屬于保密，在年解密后適用授權(quán)書(shū)。！□不保＾。請(qǐng)?jiān)谏舷鄳?yīng)方框內(nèi)打Ｖ（）一作者簽名：屋疏嘆円期：年＾月７。曰導(dǎo)師簽名：曰期：年＾月矣曰哈爾濱理工大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文基于FPGA導(dǎo)盲小車控制系統(tǒng)研究與仿真設(shè)計(jì)摘要導(dǎo)盲輔具是為盲人及視覺(jué)障礙者提供安全行走的輔助工具。通常，人的各項(xiàng)活動(dòng)中70%以上依賴視覺(jué)，一旦視覺(jué)發(fā)生

5、障礙，不僅給生活、學(xué)業(yè)與工作帶來(lái)種種問(wèn)題，甚至寸步難行。因此，導(dǎo)盲輔具成為視障者一個(gè)重要的生活必需品。本文以FPGA應(yīng)用技術(shù)、定位與導(dǎo)航技術(shù)、數(shù)字圖像處理技術(shù)和智能控制為基礎(chǔ)，對(duì)導(dǎo)盲小車控制系統(tǒng)進(jìn)行研究與仿真設(shè)計(jì)。整個(gè)系統(tǒng)分為正常盲道行進(jìn)、避障行進(jìn)與十字路口行進(jìn)三種情況，分別提出對(duì)導(dǎo)盲小車進(jìn)行控制的控制算法。系統(tǒng)應(yīng)用了FPGA技術(shù)，在MATLAB中實(shí)現(xiàn)算法的仿真，并應(yīng)用QuartusII進(jìn)行波形的仿真。導(dǎo)盲小車在正常盲道上行進(jìn)過(guò)程中以預(yù)瞄與跟蹤理論為基礎(chǔ)，對(duì)盲道中線進(jìn)行檢測(cè)與跟蹤，創(chuàng)新性地提出了基于平面幾何約束的方向與速度綜合控制模型，在此基礎(chǔ)上提出了基于模糊規(guī)則的自校正

6、舵機(jī)控制算法，實(shí)現(xiàn)盲道小車在盲道上正常行進(jìn)；在盲道小車的整個(gè)行進(jìn)過(guò)程中系統(tǒng)都進(jìn)行障礙物檢測(cè)，采用“基于模糊控制的改進(jìn)BUG算法”實(shí)現(xiàn)導(dǎo)盲小車的避障行進(jìn)；在十字路口處首先進(jìn)行交通燈識(shí)別，對(duì)小車采集的交通燈狀態(tài)信息進(jìn)行處理，根據(jù)人行橫道交通燈的形狀特征確定交通燈區(qū)域，提出了“基于RGB與HIS閥值融合分割算法”，根據(jù)顏色特征和幾何特征提取感興趣區(qū)域，運(yùn)用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)操作提取候選區(qū)域特征并使用模板匹配，完成對(duì)交通燈的識(shí)別。各個(gè)階段的仿真結(jié)果表明，系統(tǒng)具有很強(qiáng)的實(shí)時(shí)性，能很好地實(shí)現(xiàn)正常盲道行進(jìn)、障礙物避障行進(jìn)和紅綠燈識(shí)別行進(jìn)過(guò)程控制，具有良好的實(shí)時(shí)性，并且該導(dǎo)盲系統(tǒng)能夠有效地節(jié)省時(shí)

7、間，控制效果好的優(yōu)點(diǎn)，能滿足盲道控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性要求。關(guān)鍵詞：FPGA；導(dǎo)盲綜合控制模型；自校正控制算法；模糊控制-I-哈爾濱理工大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文ResearchandSimulationDesignoftheBlindGuidingSystemofDirectionAndSpeedIntegratedControlBasedonFPGAAbstractGuideaidsisakindofauxiliarytoolforblindandvisuallyimpaired,itcanmakewalksafelyforb