跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(18.205.192.201) 您好!臺灣時間:2021/08/05 11:02
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

我願授權國圖
: 
twitterline
研究生:蔡雨坤
研究生(外文):Yu-Kuen Tsai
論文名稱:車輛自動駕駛之模糊控制設計與實現
論文名稱(外文):Design and Implementation of Fuzzy Control for the Autonomous Vehicle
指導教授:徐保羅徐保羅引用關係
指導教授(外文):Pau-Lo Hsu
學位類別:碩士
校院名稱:國立交通大學
系所名稱:電機與控制工程系所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2007
畢業學年度:95
語文別:中文
論文頁數:61
中文關鍵詞:車輛自動駕駛模糊控制
外文關鍵詞:Autonomous VehicleFuzzy Control
相關次數:
  • 被引用被引用:5
  • 點閱點閱:290
  • 評分評分:
  • 下載下載:0
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
隨著汽車的普及率愈來愈高,智慧型運輸系統逐漸成為熱門的研究話題,而其中車輛的智慧型自動駕駛更是人類長久以來的夢想。本論文的研究目的即為車輛自動駕駛,讓車輛能夠偵測周圍環境的情況,自行判斷操作行駛到目的地。為了要得知車輛與週遭狀況,需要使用各種不同的感測器偵測;而要讓實驗車能夠自動駕駛,必須用不同的致動器操作車輛。因此本研究實際建立了一套自動駕駛系統架構,使用CAN整合雷射掃瞄器、加速度計與電子羅盤等感測器的資訊,傳輸至電腦進行自動駕駛控制的運算,然後將控制命令給予DSP操作方向盤、油門與煞車等致動器,達成車輛的自動駕駛。
傳統的比例控制器有準確性與穩定性不足的缺點,本論文提出使用模糊邏輯控制器來改善之。模糊邏輯控制器的設計是依據人類的直覺操作與專家的經驗推論,因此對於參數的變化有很強的適應性,而且能夠提供類似人類思考模式的控制,可以克服自動駕駛控制的困難。由實驗結果可以發現,模糊邏輯控制器可以改善比例控制器的不準確與震盪過大的缺點,而其中設計較詳細的模糊邏輯控制器,其改善自動駕駛的準確性與穩定性較多。本論文提出之自動駕駛系統,已應用於一實驗車(高爾夫球車)上,並於實際校園環境中完成障礙路徑之自動駕駛測試。
An automatic driving system for intelligent vehicles by detecting the environments through the integration of the laser scanner, accelerometer, and electronic compass has been developed in this thesis. All the steering wheel, the accelerator motor, and the brake of the vehicle have been integrated so that the vehicle can be controlled by a DSP microcontroller through the CAN (controller area network) bus efficiently.
Since the traditional P controller presents unreliable performance in real experiments, this thesis further proposed two fuzzy logic controllers, FLC_1 and FLC_2 with different number of fuzzy rules, to improve automatic driving performance. Experimental results indicate that both FLCs improve the accuracy and stability of the autonomous driving system. In addition, the more fuzzy rules are adopted in the FLC design, the better the performance of the real system can be obtained. This automatic driving system realized on a golf car has been tested successfully on complicated paths in NCTU campus to prove the feasibility of the proposed method.
中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iii
目錄 iv
表目錄 vii
圖目錄 viii

第一章 緒論 1
1.1 研究動機與目的 1
1.2 研究背景與發展概況 2
1.3 問題定義 3
1.4 研究方法 3
1.5 論文架構 4

第二章 車輛運動特性與自動駕駛系統架構 5
2.1 車輛運動特性 5
2.2 自動駕駛系統軟硬體架構 6
2.2.1 eZdspTM F2812 DSK 8
2.2.2 CAN Bus 10
2.3 感測器 12
2.3.1 雷射掃瞄器 12
2.3.2 加速度計 15
2.3.3 電子羅盤 19
2.4 致動器 22
2.4.1 方向盤 22
2.4.2 車輛動力馬達 26
2.4.3 煞車 28
2.5 控制系統 28

第三章 自動駕駛模糊控制系統 30
3.1 模糊邏輯控制器之簡介 30
3.1.1 模糊邏輯控制器之特點 30
3.1.2 模糊邏輯控制器之結構 31
3.2 模糊邏輯控制器之設計 32
3.2.1 模糊化 33
3.2.2 模糊規則庫 35
3.2.3 推論引擎 36
3.2.4 解模糊化 38
3.3 模糊邏輯控制器之改善結果 39

第四章 車輛自動駕駛之實現與實驗結果 42
4.1 實驗架設 42
4.2 實驗結果 43
4.2.1 通過一組障礙物:從左右100 cm處出發 43
4.2.2 連續通過三組障礙物:S形路徑 46
4.2.3 繞廣場一圈:長方形路徑 48
4.3 結果分析 50
4.3.1 準確性 51
4.3.2 穩定性 52
4.3.3 駕駛路徑 54
4.3.4 小結 55
第五章 結論與未來發展 56
5.1 結論 56
5.2 未來發展 57

參考文獻 59
[1] M. Tomizuka, “Advanced Vehicle Control Systems (AVCS) Research for Automated Highway Systems in California Path”, Proceedings of the IEEE Vehicle Navigation and Information Systems, pp. 41-45, 1994.
[2] S. E. Shladover, “Research and Development Needs for Advanced Vehicle Control Systems”, IEEE Micro, vol. 13, pp. 11-19, Feb. 1993.
[3] I. Masaki, “Machine-Vision Systems for Intelligent Transportation Systems”, IEEE Intelligent systems, pp. 24-31, 1998.
[4] T. Hessburg and M. Tomizuka, “Fuzzy Logic Control for Lateral Vehicle Guidance”, IEEE Control Systems Magazine, vol. 14, Issue 4, pp. 55-63, Aug. 1994.
[5] D. Yanakiev and I. Kanellakopoulos, “Longitudinal control of automated CHVs with significant actuator delays”, IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol. 50, Issue 5, pp. 1289-1297, Sept. 2001.
[6] A. Scheuer and T. Fraichard, “Continuous-Curvature Path Planning for Car-Like Vehicles,” Intelligent Robots and Systems, IROS '97, vol. 2, pp. 997-1003, 7-11 Sept. 1997.
[7] T. Fraichard and J. M. Ahuactzin, “Smooth path planning for cars,” Robotics and Automation, ICRA, vol. 4, pp. 3722-3727, 2001.
[8] T. Mart�瀋ez-Mar�瀋, “Optimal Path Planning for Car-Like Vehicles in the Presence of Obstacles,” Intelligent Transportation Systems, vol. 2, pp. 1161-1164, 12-15 Oct. 2003.
[9] L. Weng and D. Y. Song, “Path Planning and Path Tracking Control of Unmanned Ground Vehicles (UGVs),” System Theory, SSST '05, pp. 262-266, 0-22 March 2005.
[10] H. Surmann, J. Huser, and J. Wehking, “Path Planning for a Fuzzy Controlled Autonomous Mobile Robot,” Fuzzy Systems, IEEE, vol. 3, pp. 1660-1665, 8-11 Sept. 1996.
[11] T. H. S. Li, S. J. Chang, and Y. X. Chen, “Implementation of Human-Like Driving Skills by Autonomous Fuzzy Behavior Control on an FPGA-Based Car-Like Mobile Robot,” Industrial Electronics, IEEE Transactions, vol. 50, Issue 5, pp. 867-880, Oct. 2003.
[12] H. C. Lu and C. Y. Chuang, “The Implementation of Fuzzy-Based Path Planning for Car-Like Mobile Robot,“ Proc. of 2005 International Conference on MEMS, NANO and Smart Systems, ICMENS’05, pp. 467-472, Jul. 2005.
[13] M. C. Leu and T. Q. Kim, “Cell Mapping Based Fuzzy Control of Car Parking,” Robotics and Automation, 1998, vol. 3, pp. 2494-2499, 16-20 May 1998.
[14] I. Baturone, F. J. Moreno-Velo, S. S�鴨chez-Solano, and A. Ollero, “Automatic Design of Fuzzy Controllers for Car-Like Autonomous Robots,“ IEEE Transactions on Fuzzy Systems, vol. 12, pp. 447-465, Aug. 2004.
[15] C. S. Chiu, K. Y. Lian, and P. Liu, “Fuzzy Gain Scheduling for Parallel Parking a Car-Like Robot,” IEEE Trans. on Control Systems Technology, vol. 13, no. 6, pp. 1084-1092, Nov. 2005.
[16] J. P. Laumond, P. E. Jacobs, M. Taix, and R. M. Murray, “A Motion Planner for Nonholonomic Mobile Robots,” IEEE Trans. Robot. Automat., vol. 10, pp. 577-593, Oct. 1994.
[17] “USBCAN-III 智能CAN接口卡用��手�趖1.2,” 廣州周立功單片機發展有限公司, 2003.
[18] NI Developer Zone, http://zone.ni.com/devzone/cda/tut/p/id/6242.
[19] 陳維昭, “車輛駕駛操控輔助機構設計與控制,” 國立交通大學電機與控制工程學系碩士論文, 2004.
[20] 黃俊凱, “微機電感測器於地面車輛定位系統之應用,” 國立台灣科技大學機械工程系碩士論文, 2005.
[21] 范逸之, 江文賢, 陳立元, “C++ Builder與RS-232串列通訊控制,” 文魁, 2002.
[22] Welstead, Stephen T., “Neural network and fuzzy logic applications in C/C++,” New York/John Wilen & Sons, Inc. /c1994.
[23] G. F. Franklin, J. D. Powell and M. Workman, “Digital Control of Dynamic Systems,” third edition, ADDISION-WESLEY, 1996.
[24] C. T. Lin and C. S. G. Lee, “Neural Fuzzy Systems,” Prentice Hall., 1996.
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top