基于单目视觉的智能车速度模糊控制系统

针对寻线智能车的行驶速度控制模型难以建立的问题，本文以道路复杂度和转向舵机
的角度偏差为系统输入量，设计了一种基于单目视觉的寻线智能车速度模糊控制系统。运行结果表明，该智能车系统具有行驶速度快、稳定性好和鲁棒性强等特点。
关键词：移动机器人；寻线智能车；单目视觉；模糊控制
寻线（line-following）机器人是机器人学科中一个历久弥新的研究课题。寻线智能车作
为寻线机器人的一种形式，由于其硬件实现的易行性，更是经常成为各种自主导航和路径规划研究的平台。
智能车的自主寻线运动依赖于自身的寻线传感器，目前常用的寻线传感器分为非视觉传
感器（如光电传感器，激光传感器）和视觉传感器（如图象传感器）两类。文献[1，2]采用的引导线检测方法为在车身的前方或下方架设光电管阵列，利用光的调制原理完成对引导线的检测，此种基于非视觉传感器的检测方法工作原理简单，易于实现，但在实际应用中也存在着一些不可忽视的缺点，主要有：（1）传感器检测范围有限，检测信号存在着较大的滞后，在高速和复杂的寻线过程中容易出现振荡甚至失稳。（2）检测点有限，传感器返回的信息比较离散，直接影响了控制的精度。（3）传感器检测到的信息过于单一，不容易实现智能化的控制算法。相比之下，视觉传感器接近于人的视觉系统，有效检范围大，图象信息丰富，因此能够有效的解决上述问题。
寻线移动机器人通常被要求能够在未知环境中自主执行各种任务[3]，在一些高实时性场
合，要求机器人移动准确可靠的同时，对机器人的移动速度也提出了较高的要求。因此，对移动机器人速度控制问题的研究具有广泛的应用价值。本文以轮式移动机器人为研究对象，采用图象传感器作为视觉机构，设计了一种基于单目视觉的智能车速度模糊控制系统，该智能车系统能根据道路的复杂度和自身的行驶姿态，以合理的速度准确稳定的沿着引导线自主运动。