无人驾驶路面检测智能车的研究开题报告

1. 研究目的与意义

我国政府非常重视无人驾驶技术的研究与开发，早在2015年初，国务院发布的《中国制造2025》文件中，就明确指出，到2020年，掌握智能辅助驾驶总体技术及各项关键技术，初步建立智能网联汽车自主研发体系及生产配套体系，目前看来，已基本完成目标。从发展趋势来看，在未来科技发展过程中，无人驾驶会是一个重要的发展方向，无人驾驶技术涉及到一个庞大的产业链，在各国以及各大高新技术公司在对无人驾驶技术的研发过程中，不仅会促进汽车产业的可持续发展和绿色发展，还会带动其他领域的发展。无人驾驶方便人名群众的同时，还能大幅度改善传统汽车的尾气排放污染和道路拥挤等困扰我国已久的问题，虽然在一些方面做不到百分之百安全，终究是利大于弊的。研究无人驾驶必然要对路面的安全状况清楚地掌握，因此路面检测功能也是一辆无人驾驶汽车的必要功能之一。并且这一功能便利的不仅是无人驾驶汽车用户，及时准确地发现和维护路面损坏，无论是对于交通安全还是对城市环境的美观，对人民的人身安全都是负责的。

2. 课题关键问题和重难点

避障方面，考虑到雷达系统容易收到外界因素影响，导致避障出现失误，所以我选择使用红外扫描来提供避障功能所需的数据。

路面检测方面，尽管边缘检测方法众多，但针对路面破损图像的检测却通常难以取得理想效果，这是由于路面破损图像的下列特性 ：①通过ccd(chargecoupled device，电荷耦合器件)摄像机拍摄的路面图像缺乏统一的光强背景；②路面破损在整张图像中的比例较低，易受噪声影响 ；③路面破损方向不规则。

因此，我选择使用图像二值化来处理车载相机拍摄的数据，理想情况下可以一定程度上解决上述问题。

3. 国内外研究现状（文献综述）

经过查阅相关文献资料，我了解到了在科学探索和紧急抢险中经常会遇到对与一些危险或人类不能直接到达的地域的探测，这些就需要用机器人来完成。而在机器人在复杂地形中行进时自动避障是一项必不可少也是最基本的功能。因此，自动避障系统的研发就应运而生。

查阅周游佳的《基于三维技术的道路综合检测车》一文，可知，无人驾驶在避障方面有许多复杂的现实问题，比如当车辆行驶在道路不平的区域时，由于车载相机收到视线禁锢，无法完全扫描到路面，再加上偏僻小道可能出现无法掌控的情况，如道路有杂物之类，针对越野条件的复杂性，选择了有代表性的水、石块或陡坡、树木等典型障碍物为检测目标，利用基于“无效数据点”的原理检测水塘，方法简单易行，结果可靠；利用基于“倾斜度检测”原理识别高于地平面的石头或陡坡等障碍物，该方法同样适用于低于地面的坑或深沟等危险地形的检测，试验证明基于“倾斜度检测”的方法可有效解决凹凸障碍物的检测与识别问题；利用基于“距离对比度”原理检 测无人驾驶车行驶前方树木或灌木丛类的障碍物，该方法简单有效，对此类障碍物的检测具有参考意义。

《适于路面破损图像处理的边缘检测方法》一文中提及，在路面检测车辆实际工作中，往往遇到一些技术问题，比如光强不统一，对比度太低，路面损坏方向不同对光线产生影响等等，实际改进的边缘检测方法在传统边缘检测的基础上引入图像预处理和边缘增强，而预处理中的背景校正和基于有效灰度区间的直方图变换是该方法抑噪的关键，其作用在图像二值化分割后表现得更为明显，背景校正和直方图变换可消除图像中的绝大多数噪声。

4. 研究方案

本系统一共分为两个功能模块，分别为无人驾驶避障和路面检测维修，功能划分为：

无人驾驶避障功能有：

1、雷达扫描数据采用处理：用于扫描行驶途中的障碍物的尺寸大小。

5. 工作计划

2023.01-2023.02 收集到的文献资料，确定系统的开发思路，完成开题报告。

2023.02-2023.03 拟定开发系统大纲，实现智能车的选型及相关信号扩展电路设计以及单片机与检测调理电路的接口设计。

2023.03-2023.04 完成软件设计并进行系统软硬件调试。