基于MATLAB车辆防碰撞系统仿真
摘要
为了解决汽车车辆防碰撞系统的信息传感、目标检测及识别跟踪问题,本文基于传感器融合算法,开展了如下工作:
首先,比较了适用于汽车车辆防碰撞系统中用来目标检测的传感器差别,本文选用雷达和视觉融合作为车辆防碰撞系统的传感器,详细介绍了毫米波雷达和视觉在车辆防碰撞系统中的主要功能。
并设计了一种基于毫米波雷达和视觉相机的车辆前方目标精确检测的方法,通过对毫米波雷达和视觉相机输出的目标进行数据预处理,使其能精确识别前方目标,并通过试验进行了验证。
Abstract
In order to solve the problem of information sensing, target detection, identification and tracking of vehicle anti-collision system, this paper carried out the following work based on sensor fusion algorithm:
Firstly, the difference of sensors used for target detection in vehicle anti-collision system is compared. In this paper, radar and vision fusion are selected as the sensors of vehicle anti-collision system, and the main functions of millimeter-wave radar and vision in vehicle anti-collision system are introduced in detail.
A precise detection method of vehicle forward target based on millimeter-wave radar and vision camera is designed. By preprocessing the data of the target output by millimeter-wave radar and vision camera, it can identify the target in front of the vehicle accurately, and it is verified by experiments.
Secondly, according to the driving characteristics of the vehicle, the motion state of the vehicle in front of the vehicle is analyzed and studied, and the target motion model of the vehicle in front of the vehicle is established. The characteristics of several target motion models are compared, and then the appropriate target motion model is selected for the theoretical analysis of target tracking. According to the characteristics of vehicle forward target movement, a simulation model was built under Simulink software environment, and the target tracking simulation and comparison test were carried out.
Keywords: Vehicle collision prevention; Millimeter wave radar; Visual camera; Fusion algorithm; simulation
目录
摘要............................................................................................................................. I
Abstract.................................................................................................................... II
第一章 绪论............................................................................................................. 1
1.1 研究课题背景........................................................................................... 1
1.2 国内外发展现状....................................................................................... 2
1.3 课题研究意义........................................................................................... 4
1.4 仿真工具MATLAB/Simulink简介........................................................ 4
1.5 课题的研究内容及章节安排.................................................................. 6
第二章 基于毫米波雷达的汽车防碰撞系统...................................................... 8
2.1 汽车防碰撞系统简介............................................................................... 8
2.2 毫米波雷达简介....................................................................................... 9
2.3 毫米波雷达结构及原理........................................................................... 9
第三章 基于视觉的汽车防碰撞系统................................................................. 12
3.1 车辆检测基础算法................................................................................. 12
3.1.1 HOG特征描述符......................................................................... 12
3.1.2 SVM算法原理............................................................................. 13
3.2 相关滤波算法......................................................................................... 15
第四章 目标识别及跟踪算法............................................................................. 17
4.1 前方目标跟踪原理................................................................................. 17
4.2 车辆检测跟踪算法框架........................................................................ 18
4.3 车辆检测的类型..................................................................................... 19
4.3.1 只包含检测算法的类型............................................................. 19
4.3.2 先检测后跟踪算法的类型......................................................... 19
4.4 常见的车辆检测算法............................................................................. 20
4.4.1 基于特征的方法......................................................................... 20
4.4.2 基于机器学习的方法................................................................. 21
4.4.3 基于光流的方法......................................................................... 21
4.4.4 基于模型的方法......................................................................... 22
4.5 常见的车辆跟踪算法............................................................................. 22
4.5.1 基于三维模型的方法................................................................. 22
4.52 基于 Kalman 滤波的方法......................................................... 23
第五章 基于MATLAB车辆防碰撞系统建模仿真设计................................ 24
5.1 车辆防碰撞系统的模型搭建................................................................ 24
5.1.1 车辆防碰撞系统控制器与传感器融合.................................... 25
5.1.2 车辆与环境搭建......................................................................... 27
5.2 车辆防碰撞系统的仿真分析................................................................ 28
5.3 本章小结.................................................................................................. 34
第六章 总结........................................................................................................... 35
参考文献................................................................................................................. 36
致 谢................................................................................................................. 38
第一章 绪论
1.1 研究课题背景
1.2 国内外发展现状
1.3 课题研究意义
1.4 仿真工具MATLAB/Simulink简介
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