文档介绍：中学组一等奖优秀作品无人驾驶车辆在实际应用中的可行性探讨 2新一代城市车辆定位和交通传感监控管理系统 11无人机航测相机自动控制器 16第二届“北斗杯”全国青少年科技创新大赛优秀作品(中学组)科技小论文无人驾驶车辆在实际应用中的可行性探讨作者:张加炘指导教师:李娱(大连市第八高级中学,大连沙河口116021)【摘要】无人驾驶,在科技日新月异的今天已经不是一个新鲜的事儿了。无人驾驶系统早已在世界很多城市的轨道交通中得到广泛的运用。如丹麦的哥本哈根、新加坡、德国的纽伦堡等已经投入使用运营,但这种无人驾驶系统还仅限于在城市的轨道交通中应用,如地铁、轻轨等有轨的交通工具,它与真正的无人驾驶汽车还有相当一段距离,要想实现汽车的无人驾驶,要比现在的轨道交通工具的无人驾驶系统复杂的多,因为真正的汽车的无人驾驶要考虑行车路线是不固定的,路面状况是不确定的,要有对突发事件的判断等等。在系统中要设计诸如:如果采集和分析即时的路面状况的模块,如何自动控制汽车的运行的模块等等。而开发无人驾驶汽车系统毫无疑问是有重大意义的,这不仅由于无人驾驶车辆系统在现代交通中可提供更舒适的出行方式、节省人工,高可靠性、减少事故等优点,还可使其应用于军事领域,掌握战争的主动权,减少人员伤亡。本系统由六大模块组成:一、路面信息的采集模块;二、全球定位系统;三、路面信息的存储模块;四、采集模块与存储模块信息的对比运算模块;五、驾驶指令模块;六、机械传动控制模块。【关键词】汽车无人驾驶(PilotlessAutodriving)、北斗卫星导航系统(PASS)NavigationSatelliteSystem)、路面信息采集(RoadSurfaceInformationSearching) 路面信息采集模块这个模块的功用在于采集即时路面信息,也可称为环境感知,车辆行驶过程中,路面可能出现的各种障碍,如:红绿灯,各种行车线,行车标志,行人与动物,其它运行中的车辆,地面凹陷等等,这些路面即时信息需要即时通知车辆的对比运算模块,使车辆在高速运行中做出及时的判断,如汽车行驶过程中的急停,前进,后退,加速等行车方式做出判断。这种路面信息的采集必需及时、准确、快速,否则对于正在高速运行中的汽车来说,后果是不堪设想的,这其中尤其重要的是对交通标志的识别。交通标志可分为主标志和辅助标志二大类,这些标志中每个标志代表着不同的含义和指令,车辆要准确判定这些意义和指令。交通标志的识别是计算机视觉中通用物体识别与检测的一个特殊情况,一方面可以借鉴计算机经典视觉识别的算法,另一方面又对实用性、准确性等提出了更高的要求。那么怎么解决即时信息的采集呢?我们设想可以用摄像机和激光雷达的方式进行采集,在汽车的各处安装多个摄像机,采集来自不同方向的路面即时信息,并且摄像机不是只限定固定方向,在主要部位与特殊部位的摄像头应该可以转动,另外如需应用于军事行动,如:侦察,汽车应安装远红外摄像头,利于夜间在黑暗中的行驶及信息采集。。本系统利用北斗全球定位系统,由属于北斗的卫星网,向地球不断发射定位及时间信号,在地球上的任何一个北斗接收机,只要接收到其几颗卫星的信号,并经过计算处理后,就可以报出该接收机所在的准确地理位置(经度、纬度、高度)、时间和运动状态(速度、航向),北斗定位系统将提供准确的车辆行驶过程中的地理位置。。车辆行驶中,短时间内就会产生大量的路面信息,这些信息必须有停留的空间和时间,这就需要有一个相当容量的存储空间,用于存储尚在使用中的路面即时信息。在路面信息采集模块中,即时采集到的信息对于正在行驶中的车辆并不全部有用,其中有大量与车辆行驶无关的信息,但仍需要存储并经过判断、运算后,才能得出有关与无关的结论,并且有些即时信息不是即时无用,后续就不会有用的信息,这部分信息可能会在车辆行驶一段时间后仍然有用。如:由安装在车尾部的摄像机采集到的车辆后侧的路面状况,车辆在行驶中,某车离行驶中的车辆的距离,数秒后该车与行驶中车辆的距离,对于行驶中的无人驾驶车辆做出急停、加速、减速等判断都是十分重要的。所以路面信息的存储需要一个相当容量的存储空间,对于该空间信息的清除,可以通过定义时间和经过运算后判断某信息为无效、存储空间已满自动清除最初的信息的方式予以删除。,加上全球定位系统提供的信息,进入信息存储模块,但这些信息并不能直接应用于车辆的行驶,还要进行一个数模信号的转换过程,将摄像机、激光雷达等信息采集工具提供的模拟信号转换为计算机系统能够识别的数字信号后,再经过对比运算模块的数据运算处理,才能对车辆的行驶发出正确的指令。运动规划与决策是智能