行人横穿马路自动测试系统开题报告

全文总字数：2380字

1. 研究目的与意义

无人驾驶汽车已经越来越受关注，国内外学者围绕无人车驾驶技术展开了深入的研究，为了测试无人驾驶汽车车辆是否能够检测到横穿马路的行人并停车实时避让 ，设计行人横穿马路自动测试系统。

基于单车道，传感检测模块获取被测车辆的相对位置，并传送给单片机，单片机根据车辆的相对位置，通过数据收发模块将相应的控制命令发送给假人移动装置，假人移动装置接收到控制命令后，开始按照相关的要求进行运动，运动到指定位置自动停止。

由于该系统可以对于无人驾驶汽车进行检测，判断无人驾驶汽车停车避让的性能，具有很强的现实意义。

2. 国内外研究现状分析

国外研究概况：一：美国：美国于上世纪50年代开始对无人驾驶车辆进行研究，在1980年左右其技术得到高速发展。上世纪八十年代，美国陆军开始与国防高级研究计划局（DARPA）进行合作，开展了自主地面车辆（AVL）项目。1995年由卡耐基梅隆大学研制的Navlab-V智能车，完成了横穿美国东西部的无人驾驶试验。美国国防部门在上世纪九十年代末开始进行DEMO系列无人驾驶车辆的研制，总共研制出了十代DEMO无人车。 谷歌公司研制了七辆无人车，并于2010年对它们开展了城市实际道路测试。这些无人驾驶车辆可以进行正确的行驶，具有完备的感知能力和高水平的人工智能，无人车可以自动地识别信号灯、行人以及车辆等；二：欧洲：欧洲各国的无人驾驶车辆技术在世界上也是领先水平，他们在无人驾驶车辆及其相关领域进行了很多科学研究工作，比如PROMETHEUS计划和PREVENT计划。意大利帕尔玛大学研制的ARGO智能车也达到了很高的水平，2010年10月，ARGO试验车只用了极少次的人工干预，从罗马出发成功抵达上海，总共行驶了一万三千多公里，历时三个多月。德国柏林自由大学研制的无人驾驶车辆Made in Germany，从柏林勃兰登堡门出发，自主行驶到柏林国际会议中心后，又安全返回出发地，顺利通过了46个交通灯并绕过两处环岛，整个行程近20km，代表了目前无人驾驶车辆的世界最高水平。牛津大学研制的无人驾驶车辆Wildcat不使用GPS，它使用激光雷达和相机监控路面状况、交通状况、以及行人和其他障碍物，在崎岖山路上能实现自主行驶、堵车绕道；牛津大学另外研制的无人驾驶车辆RobotCar UK使用ipad处理数据、输出指令，不使用GPS，但是只能在熟悉环境下发挥作用，成本低廉，仅使用一套7750美元的立体像机和激光系统对汽车前方道路进行识别与定位，该无人驾驶车辆是为短途、常规驾驶的路途而设计的。 牛津大学研制的无人驾驶车辆Wildcat不使用GPS，它使用激光雷达和相机监控路面状况、交通状况、以及行人和其他障碍物，在崎岖山路上能实现自主行驶、堵车绕道；牛津大学另外研制的无人驾驶车辆RobotCar UK使用ipad处理数据、输出指令，不使用GPS，但是只能在熟悉环境下发挥作用，成本低廉，仅使用一套7750美元的立体像机和激光系统对汽车前方道路进行识别与定位，该无人驾驶车辆是为短途、常规驾驶的路途而设计的。

国内研究概况：上世纪八十年代，我国开始对智能移动机器人进行研究，1980年国家立项了遥控驾驶的防核化侦察车项目，哈尔滨工业大学、沈阳自动化研究所和国防科技大学三家单位参与了该项目的研究制造。八五期间，由北京理工大学、国防科技大学等五家单位联合研制成功了ATB-1（AutonomousTestBed-1）无人车，这是我国第一辆能够自主行驶的测试样车，国防科技大学也代表了国内自主车辆研究的较高水平，他们成功研制了无人驾驶汽车一一红旗CA7460，它根据前方障碍车辆的情况可以自动进行车道变换，其最高行驶速度可以达到四十七米每秒；THMR-V无人车由清华大学研制成功（Tsinghua Mobile Robot），它的最高行驶速度也可以达到四十二米/秒，除此之外，车辆还可以根据不同的驾驶场景选择高速公路和城区公路两种驾驶模式；由西安交大研制的Springrobot也是我国著名的无人车平台之一，其具有较高的车道线检测和行人检测能力。虽然我国的无人驾驶车辆及其相关技术在近些年得到了较为快速的发展，但是在环境建模、智能决策和车辆控制等方面都有所欠缺，与发达国家也还存在一定的差距，要实现真正的无人驾驶还需要很长的时间。对于无人驾驶车辆而言，能够实现运动障碍物自主避撞是其安全性和智能性的一个重要体现，所以研究无人驾驶车辆运动障碍物避撞系统就显得十分重要。

3. 研究的基本内容与计划

一：研究内容：根据横穿马路自动测试控制目标，研究一种最优控制方法，并用仿真验证控制方法的有效性，具体完成以下内容：1、行人横穿马路的各种状态；2、传感器的选择，主要包括接收芯片和反射芯片的选择；3、信号集成的方法；4、无人车对行人状态的反馈

二：研究计划：在全程大量阅读各类参考文献和相关设计上做以下工作：第1-2周：准备工作、确定设计方案明确毕业设计的目的、任务和要求；第3-4周：了解分析无人车背景、行人马路测试控制的原理；第5-6周：简历系统模型和控制框架；第7-10周：分析系统参数取值，编程最优控制算法并进行仿真验证；第11-14周：撰写设计说明书包括：前言、环境概况、设计依据、设计立意、总体设计及功能、规划、附图、附表等内容；第15周：毕业设计答辩。

4. 研究创新点

本课题以无人车的研究为基础，应用到具体道路状况，具有很强的现实意义，尤为突出对行人横穿马路状况的研究，对于无人驾驶汽车的避让性能具有很强的针对性测试。

本课题内容以传感器技术为基础，设计出假人移动装置和检测装置，假人移动装置包括电源模块、单片机、数据收发模块、驱动系统、小车底盘；检测装置包括电源模块、传感检测模块、单片机、数据收发模块。