全天候车载驾驶员监控系统相机设计

为了监控驾驶员的异常驾驶行为,提升驾驶的安全性,设计了一款全天候车载驾驶员监控系统相机。对该相机涉及的RGB-IR CMOS图像传感器、双通道带通滤光片镜头、硬件电路及主动式红外照明等方面进行了研究。首先分析了RGB-IR CMOS图像传感器红外增强特性;其次根据应用场景及适配的图像传感器确定了镜头的设计参数,完成了镜头光学结构设计与优化,并选取了合适的双通道带通滤光片;接着完成了相机硬件电路的整体设计;最后评测了该相机的彩色、红外成像性能及图像在算法中的有效性。实验结果表明,该相机可以实现日间高清彩色成像和夜间高清红外成像,符合车规级性能标准,图像能实现10~15 m长距离传输,另外相机还具有成本低、稳定性高等优势。

基于模糊避障算法的履带式搬运机器人的设计

以HC-SR04超声波传感器模块获取机器人周围环境信息,以链式叉车作为搬运货物的执行机构,以STM32F103单片机作为机器人控制器,设计了一种自动搬运并且避障的小型履带式搬运机器人;针对局部静态环境下多障碍物对系统避障的复杂性,引入了模糊控制算法,通过对机器人与障碍物之间的距离进行模糊化,建立模糊规则,实现搬运机器人的避障控制;为了提高机器人的稳定性及避障的可靠性,对直流电机建立了数学模型,并利用积分分离PID算法进行仿真,最后实验结果表明该算法提高了直流电机的控制性能。