基于單目視覺的智能車速度模糊控制系統(tǒng)

針對尋線智能車的行駛速度控制模型難以建立的問題，本文以道路復(fù)雜度和轉(zhuǎn)向舵機(jī)
的角度偏差為系統(tǒng)輸入量，設(shè)計了一種基于單目視覺的尋線智能車速度模糊控制系統(tǒng)。運(yùn)行結(jié)果表明，該智能車系統(tǒng)具有行駛速度快、穩(wěn)定性好和魯棒性強(qiáng)等特點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：移動機(jī)器人；尋線智能車；單目視覺；模糊控制
尋線（line-following）機(jī)器人是機(jī)器人學(xué)科中一個歷久彌新的研究課題。尋線智能車作
為尋線機(jī)器人的一種形式，由于其硬件實(shí)現(xiàn)的易行性，更是經(jīng)常成為各種自主導(dǎo)航和路徑規(guī)劃研究的平臺。
智能車的自主尋線運(yùn)動依賴于自身的尋線傳感器，目前常用的尋線傳感器分為非視覺傳
感器（如光電傳感器，激光傳感器）和視覺傳感器（如圖象傳感器）兩類。文獻(xiàn)[1，2]采用的引導(dǎo)線檢測方法為在車身的前方或下方架設(shè)光電管陣列，利用光的調(diào)制原理完成對引導(dǎo)線的檢測，此種基于非視覺傳感器的檢測方法工作原理簡單，易于實(shí)現(xiàn)，但在實(shí)際應(yīng)用中也存在著一些不可忽視的缺點(diǎn)，主要有：（1）傳感器檢測范圍有限，檢測信號存在著較大的滯后，在高速和復(fù)雜的尋線過程中容易出現(xiàn)振蕩甚至失穩(wěn)。（2）檢測點(diǎn)有限，傳感器返回的信息比較離散，直接影響了控制的精度。（3）傳感器檢測到的信息過于單一，不容易實(shí)現(xiàn)智能化的控制算法。相比之下，視覺傳感器接近于人的視覺系統(tǒng)，有效檢范圍大，圖象信息豐富，因此能夠有效的解決上述問題。
尋線移動機(jī)器人通常被要求能夠在未知環(huán)境中自主執(zhí)行各種任務(wù)[3]，在一些高實(shí)時性場
合，要求機(jī)器人移動準(zhǔn)確可靠的同時，對機(jī)器人的移動速度也提出了較高的要求。因此，對移動機(jī)器人速度控制問題的研究具有廣泛的應(yīng)用價值。本文以輪式移動機(jī)器人為研究對象，采用圖象傳感器作為視覺機(jī)構(gòu)，設(shè)計了一種基于單目視覺的智能車速度模糊控制系統(tǒng)，該智能車系統(tǒng)能根據(jù)道路的復(fù)雜度和自身的行駛姿態(tài)，以合理的速度準(zhǔn)確穩(wěn)定的沿著引導(dǎo)線自主運(yùn)動。