过程手册基于机器视觉的智能汽车路径识别方法设计与实现.docx
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过程手册基于机器视觉的智能汽车路径识别方法设计与实现
防灾科技学院
毕业设计过程控制及成绩评定手册
题 目
基于机器视觉的智能汽车路径识别方法设计与实现
学生姓名
学 号
系别
防灾仪器系
专业
电气工程及其自动化
班 级
开题时间
2012年12月20日
答辩时间
2013年6月6日
指导教师
职称
开题、指导和成绩评定工作流程图
工作职责说明
一、指导教师工作职责
1.审定学生的选题并指导学生撰写开题报告,帮助学生制定方案和进度计划;
2.定期检查学生的工作进度和工作质量,指导时间每周不少于2学时;对在校外做综合实践的学生,指导教师要与学生保持密切联系,及时指导学生解决理论上的难点和实践中的技术性难题;
3.重视学生文献检索和文献分析等基本功的训练,帮助学生掌握基本的科研方法,指导学生规范地撰写毕业设计、论文或综合实践报告。
4.根据学生的工作态度、工作能力以及毕业设计(论文、综合实践报告)的质量,如实评价学生表现,公正地评定学生毕业设计(论文、综合实践)过程和成绩,认真填写《指导教师评语表》。
5.针对学生的毕业设计(论文、综合实践报告)提出全面修改意见,指导学生做好答辩前的准备工作。
二、评阅教师工作职责
1.根据学生的毕业设计(论文、综合实践报告)质量,客观公正地评定成绩,认真填写《评阅教师评阅意见表》;
2.对审阅成绩不合格的毕业设计(论文、综合实践报告)要说明原因并提出修改意见。
三、学生职责
1.在教师指导下认真做好开题前的调研和各项准备工作,参考有关文献,综合应用所学的知识和技能,选定毕业设计(论文、综合实践)课题;
2.在教师指导下认真完成开题报告,并按计划独立开展毕业设计(论文、综合实践)工作,收集整理相关研究资料,开展实验、实践或调研活动,实事求是地做好实验和实践记录;
3.按撰写规范撰写毕业设计、论文或综合实践报告;
4.按时按要求参加毕业设计(论文、综合实践)考核;
5.按学院《档案工作规范及实施细则》的要求,装订毕业设计(论文、综合实践报告)材料,交系办公室存档。
开题报告书
一、本项设计的性质及目标
设计性质:
毕业设计,该题目来源于学科竞赛,设计中部分内容在校内完成、部分内容在校外完成。
本设计课题研究领域涉及机器视觉、图像处理、自动道路识别方法研究,汽车模型及传感器设置、道路传感器设置、汽车控制模块设计等工作,设计工作包含了硬件、软件、算法、机械等内容,涉及知识广泛,设计者需对在校学习的理论知识融会贯通,因此,通过该设计可加深设计者对理论知识的理解,加强其实际动手能力,培养其创新能力。
设计目标:
通过学习了解机器视觉的工作原理、图像处理等的相关基础知识,根据智能小车硬件设计特点,应用图像采集软件、智能车上位机全功能软件、CodeWarrior软件对自动轨迹识别方法进行设计并完成其硬件实现,使智能小车可沿特定赛道自动行驶。
二、要解决的主要问题
1、了解机器视觉的工作原理及应用场合;
2、学习不同图像处理方法的原理及其应用,包括图像压缩、图像增强、图像复原等;
3、模型汽车的搭建,道路传感器设置设计;
选用合适的摄像头作为机器视觉传感器,采集图像信息。
4、分析摄像头检测原理,并对应用不同原理实现道路自主识别方案进行设计;
5、应用飞思卡尔半导体公司的16位微控制器,完成智能汽车核心控制模块设计及道路自主识别方案的实现;
6、电机、舵机驱动电路以及编写相应软件。
三、设计方案
本次设计的目的主要是针对特定的行驶赛道,完成智能小车自动道路识别方法的设计及其实现,涉及图像的采集、滤波、平滑处理等。
本设计具体的设计流程及设计方案如下:
1.系统总体设计
利用小车模型、电机、舵机、摄像头、电池、控制板、驱动板、转换板、光电编码器构成基本的搭建硬件,在其上运行软件,使得智能车自主行驶。
基本构造见下图:
2.自动路径识别方法设计及实现
根据智能小车结构特点及行驶赛道特点,对自动路径识别方法进行设计,并完成其硬件实现。
同时对电机、舵机驱动电路程序进行编译。
四、设计计划及进度安排:
2012.12.01~2012.12.20:
搜集、查阅相关资料,撰写开题报告;理解课题,完成开题报告;
2012.12.21~2013.05.03:
完成基于机器视觉探测系统图像实时处理软件平台设计;
2013.05.04~2013.05.18:
撰写毕业设计(论文)初稿;
2013.05.19~2013.05.31:
修改毕业设计(论文),完成终稿,打印装订论文及整理相关资料;
2013.06上旬:
准备答辩相关材料,进行毕业论文答辩。
五、拟查阅的主要参考文献
[1]王宜兴.嵌入式系统原理与实践例程[M].机械工业出版社2011.
[2]凌阳科技.PID调节控制做电机速度控制[Z].凌阳科技公司.
[3]马潮编著.AVR单片机嵌入式系统原理与应用实践[M].北京航空航天大学出版社.2007.
[4]刘金琨.智能控制(第2版)[M].电子工业出版社.2009.
[5]ConzalezRC,WoodsRE,阮秋琦(译).数字图像处理(第2版)[M].电子工业出版社.2007.
[6]宋胜利.智能控制技术概论[M].国防工业出版社.2008.
[7]熊慧,魏翼鹰,黄加勇,陈华伟.基于图像识别的循迹车路径识别算法研究[J].天津工业大学学报..
[8]智能小车设计指导(第二版)[Z].河海大学计算机与信息学院(常州)学生科协.
[9]马潮编著.AVR单片机嵌入式系统原理与应用实践(第2版)[M].北京航空航天大学出版社.2011.
[10]林立,张俊亮.单片机原理及应用:
基于Proteus和KeilC(第2版)[M].电子工业出版社.2013.
[11]张秀关.单片机与计算机串口通信实践[M].电子工业出版社.2013.
[12]陈桂明等.应用MATLAB语言处理数字信号与数字图像[M].科学出版社.2000.
[13]姜志海,赵艳雷,陈松.单片机的C语言程序设计与应用:
基于Proteus仿真.第2版[M].电子工业出版社.2011.
[14]刘榴娣等.实用数字图像处理[M].北京理工大学出版社.2001.
[15]D.Caro.AutomationNetworkSelection[C].ISA-TheInstrumentation,Systems,andAutomationSociety,ResearchTrianglePark,NC,2003.
[16]N.P.Mahalik.FieldbusTechnology:
IndustrialNetworkStandardsforReal-TimeDistributedControl[C].Springer-Verlag,Berlin,2003.
[17]J.Albus.ApplicationofanEfficientforLocating3DModelsin2DImages[C].AutomaticTargetRecognitionVIII,ProceedingSPIE,3371,April,1998.
[18]D.Forsyth.ANovelColorConstancyAlgorithm[J].ImternationalJournalofComputerVision,5,1990.
[19]B.Funt,G.Finlayson.ColorConstancyColorIndexing[J].IEEETransactionsonPatternAnalysisandMachineIntelligence,17(5),1995.
[20]D.German,B.Jedynak.AnActiveTestingModelforTrackingRoadsinSatelliteImages[J].IEEETransactionsonPatternAnalysisandMachineIntelligence,18
(1),1996.
[21]吴纪超.机器视觉图像中目标提取识别算法研究[D].河北农业大学,2010.
[22]乔文.基于图像序列的目标检测与跟踪方法的研究[D].河北大学.2010.
[23]白颖杰.基于机器视觉的图像处理与特征识别方法的研究[D].重庆大学.2010.
[24]陈显峰.机器视觉系统中图像对准方法的研究[D].太原理工大学.2010.
[25]张晓萌,付燕.图像分割技术研究[J].科技情报开发与经济.2007(18).
[26]张阳.MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统[M].电子工业出版社2010.
是否同意该生开题:
□是□否
指导教师签名:
年月日
中期检查表
学生姓名
学号
题目
基于机器视觉的智能汽车路径识别方法设计与实现
工作
进展
(一)学习和了解了机器视觉的工作原理及应用场合;
(二)学习了不同图像处理方法的原理及其应用,包括图像压缩、图像增强、图像复原等;
(三)完成了模型汽车的搭建,道路传感器设置设计;摄像头以及相关元器件的选型;
(四)学习摄像头检测原理,并对应用不同原理实现道路自主识别方案进行比较,确定了最优方法;
(五)选定了微控制器,完成了智能汽车核心控制模块的设计及道路自主识别方案的实现;
(六)电机、舵机驱动电路设计与实现以及编写相应软件;
(七)构建论文初步结构。
教师
指导
情况
在设计中,老师给予以下几方面的指导:
(一)对不同图像处理方法的原理及应用,包括图像压缩、图像增强、图像复原等进行指导;
(二)对摄像头检测原理进行指导;
(三)对如何选择核心处理器进行指导;
(四)对怎样进行图像黑线的提取、如何选择最优算法和最优算法的实现进行了细心指导。
存在
问题
及
解决
措施
中期检查
成绩
□优秀□良好□中等□及格□不及格
指导教师签名:
年月日
指导教师评语表
评阅考核点
学习态度和工作量
态度认真,作风严谨,工作量饱满,按期圆满完成规定的任务
参考文献
能独立查阅文献和调研,具有收集、整理信息及获取新知识的能力,引用文献有广泛性和相关性,数量与范围符合相关要求;撰写规范,符合规定,译文准确,质量好
设计能力
具有担负专门技术工作的初步能力;能熟练运用专业理论、知识和技能分析解决实际问题,设计方案合理可行,数据准确可靠,论证充分,理论分析与计算正确;有较强的动手能力、分析能力和现代技术应用能力
文本质量
结构严谨,层次清晰,结论正确,技术用语准确;行文流畅,语句通顺;格式符合规范要求;图表完备、整洁,符号统一,编号齐全
图表质量
结构合理,工艺可行;图样符合国家标准;图面质量高,工作量饱满
设计水平
对与课题相关的理论或实际问题有较深刻的认识,有深入的(或新的)见解,有一定的综合性(应用性或创新性)
评定成绩
平时成绩
成果成绩
总分
指
导
教
师
评
语
指导教师(签字):
年月日
评阅人评阅意见表
评阅考核点
选题质量
选题符合专业培养目标;与科学研究、工程或实际紧密结合;有一定综合性(应用性或创新性);工作量饱满,难度适中
参考文献
能独立查阅文献和调研,具有收集、整理信息及获取新知识的能力,引用文献有广泛性和相关性,数量与范围符合相关要求;撰写规范,符合规定,译文准确,质量好
设计能力
具有担负专门技术工作的初步能力;能熟练运用专业理论、知识和技能分析解决实际问题,设计方案合理可行,数据准确可靠,论证充分,理论分析与计算正确;有较强的动手能力、分析能力和现代技术应用能力
文本质量
结构严谨,层次清晰,结论正确,技术用语准确;行文流畅,语句通顺;格式符合规范要求;图表完备、整洁,符号统一,编号齐全
图纸质量
结构合理,工艺可行;图样符合国家标准;图面质量高,工作量饱满
设计水平
对与课题相关的理论或实际问题有较深刻的认识,有深入的(或新的)见解,有一定的综合性(应用性或创新性)
同行评阅成绩
成果成绩
总分
评
阅
人
评
语
同行评阅教师(签字):
年月日
答辩资格审查表
该生的毕业设计是否按要求修改:
□是□否
是否审查过该生的答辩准备情况:
□是□否
是否同意该生进行答辩报告:
□是□否
指导教师(签字):
年月日
答辩记录表
答辩时间
年月日
答辩地点
考核小组成员
姓名
职称
单位
备注
答辩秘书
答辩记录
答辩成绩评定表
评阅考核点
选题质量
选题符合专业培养目标;与科学研究(工程或实际)紧密结合;有一定综合性(应用性或创新性);工作量饱满,难度适中
设计能力
具有担负专门技术工作的初步能力;能熟练运用专业理论、知识和技能分析解决实际问题,设计方案合理可行,数据准确可靠,论证充分,理论分析与计算正确;有较强的动手能力、分析能力和现代技术应用能力
文本质量
结构严谨,层次清晰,结论正确,技术用语准确;行文流畅,语句通顺;格式符合规范要求;图表完备、整洁,符号统一,编号齐全
图纸质量
结构合理,工艺可行;图样符合国家标准;图面质量高,工作量饱满
设计水平
对与课题相关的理论或实际问题有较深刻的认识,有深入的(或新的)见解,有一定的综合性(应用性或创新性)
答辩
能简明阐述设计思想和内容,思路清晰,语言表达准确、顺畅,分析归纳科学、合理,结论严谨;回答问题有理论依据,基本概念清楚,逻辑性强,能抓住要点,对主要问题回答准确、有深度;仪态端庄,自然得体
考
核
小
组
评
语
评定成绩
考核小组组长签名:
年月日
毕业设计综合成绩评定表
综合评定成绩
毕业设计(论文、综合实践)考核委员会主任签名:
年月日