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基于多源信息融合算法的巴士快速公交导航系统仿真研究

作　者: 许舟洲
导　师: 杜子学；彭中波
学　校: 重庆交通大学
专　业: 车辆工程
关键词: BRT 视觉处理 模糊控制 二值化 仿真
分类号: TP202
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 22次
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内容摘要


快速公交系统(Bus Rapid Transit)简称BRT ,是一种介于快速轨道交通与常规公交(Normal Bus Transit,简称NBT)之间的新型公共客运系统,是一种大运量交通方式,通常也被人称作“地面上的地铁系统”。它运用汽车为公众提供了更快捷更有效的服务。通常来说,BRT是通过改进组织方式、车辆构造和调度方式达到的,BRT的目的就是更有效地为公众服务。本文就BRT的智能控制问题的多项类容进行了研究和探讨。BRT的智能控制,主要集中在了两个方面:一是视觉图像的处理问题,即对车载摄像机获取的图片、视频进行准确、快速的分析与处理;二是车辆控制策略问题,即对应车辆运行情况,进行诸如加速、减速、刹车、转弯、停靠站等等问题的控制。本文主要就以上两方面的问题展开了研究。BRT的智能控制,首先就在于对图片的视觉处理上,及时、准确的视觉图像处理,以获得准确的信息是智能控制的前提。对于视觉处理问题,本文没有采取常用的彩色图像处理技术,而是根据BRT运行的专车专道的特点,结合模糊控制理论,提出了一种简化版的二值化图像处理办法来应对BRT车辆在直行过程中的图像处理问题,这种方法简单直观,可以有效地处理BRT车辆直行状况下的视觉图片处理问题。而对于控制方面,结合二值化图像处理方法,本文尝试用模糊算法来进行控制,并重点讨论了一下车辆进站的控制策略,然后在MATLAB和SIMPACK上进行了仿真计算,并运用自行走小车对BRT的控制进行了实物的仿真,验证本文提出的车辆进站控制策略的正确性与可行性。在文章的最后,本文就提出的图像处理和控制问题进行了展望,提出了一些后续工作的建议。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章 绪论  8-19
  1.1 BRT 的背景及研究的意义  8-13
    1.1.1 快速公交系统的概念  8-9
    1.1.2 快速公交系统的历史背景及现状  9-12
    1.1.3 快速公交系统在中国  12-13
  1.2 车辆的智能控制现状  13-17
    1.2.1 汽车智能控制及相关概念  13-14
    1.2.2 车辆智能控制技术的发展现况  14-16
    1.2.3 车辆智能控制系统的关键技术及相关问题  16-17
  1.3 研究方法  17-19
第二章 数学基础  19-27
  2.1 模糊集合及运算  19-21
    2.1.1 模糊子集的定义  19-20
    2.1.2 模糊子集的运算  20-21
  2.2 隶属函数  21-22
  2.3 模糊关系  22-23
    2.3.1 模糊矩阵  22-23
    2.3.2 模糊关系  23
  2.4 模糊逻辑与模糊推理  23-27
    2.4.1 命题与二值逻辑  24
    2.4.2 模糊命题与模糊逻辑  24-25
    2.4.3 模糊推理  25-27
第三章 BRT 视觉算法处理  27-48
  3.1 道路图像理解算法  27-39
    3.1.1 图像特征选择  28-30
    3.1.2 直方图分割  30-33
    3.1.3 道路检测、阴影检测和水迹检测  33-37
    3.1.4 道路区融合  37-39
  3.2 道路图像识别的简化法  39-44
    3.2.1 图片预处理  40-41
    3.2.2 图片中物体的处理  41-44
  3.3 用二值化法处理BRT 视觉问题  44-46
    3.3.1 图像的二值化  44-45
    3.3.2 BRT 视觉系统的处理  45-46
  3.4 小结  46-48
第四章 BRT 的智能控制  48-70
  4.1 模糊控制基础  48-55
    4.1.1 模糊控制的基本思想  48-50
    4.1.2 模糊控制系统的组成  50-51
    4.1.3 模糊控制的基本原理  51-55
  4.2 直线行驶时的控制  55-58
    4.2.1 模糊控制器的结构设计  56
    4.2.2 模糊控制器规则的确定  56-58
  4.3 自动停靠站的控制  58-69
    4.3.1 基于模糊控制理论的BRT 自动停靠站  58-60
    4.3.2 MATLAB 仿真研究  60-62
    4.3.3 SIMPACK 仿真研究  62-67
    4.3.4 自行走小车实验  67-69
  4.4 小结  69-70
第五章 结论  70-72
  5.1 结论  70
  5.2 不足与展望  70-72
致谢  72-73
参考文献  73-76
在学期间发表的论著及取得的科研成果  76

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 一般性问题 > 设计、性能分析与综合
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