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