ステレオ・カメラや超音波距離センサーを使用したロボットカー教育用実験キットの開発

使用立体摄像头和超声波距离传感器开发机器人汽车教育实验套件

• 批准号: 16H00383
• 负责人: 小野 雅晃
• 金额: $ 0.33万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16H00383/
• 关键词: 白線認識; 追従走行; 障害物回避

研究の目的 : 近年、ロボットカーの研究が日本でも海外でも盛んに行われている。ロボットカーの基礎技術として、車が走るレーンを認識するための白線認識技術、前車との車間距離を保って走行するための追従走行技術、障害物を回避する障害物回避が挙げられる。これら、ロボットカーに必要不可欠な認識処理技術の基礎を習得するための学生実験用キットを製作する。研究結果 : 全長30cm程度のミニ・ロボットカーを製作した。ミニ・ロボットカーには、制御用の基板としてXilinx社のARMプロセッサ付きFPGAであるZynqチップを使用したZYBOボードを搭載した。また、ミニ・ロボットカーの前輪2個にそれぞれギア付きモーターを使用して、そこに車輪を取り付けた。FPGAにPWM制御回路を実装してモーターの制御を行った。ミニ・ロボットカーには、ステレオカメラと超音波距離センサを搭載してある。白線認識方法 : 白線をカメラで撮影し、その画像にガボール・フィルタ処理を施した。ガボール・フィルタは、FPGA部分にハードウェアとして実装してあり、その処理画像をZynqのARMプロセッサで解析し、左右の車輪をPWMで制御して白線間を走行することができた。追従走行の実現方法 : 前走車にマーカーを取り付けて、追従車はカメラで撮影したマーカーの大きさが一定になるように追従する方法を採用した。マーカーは赤色の周りを水色で囲んであり、その赤色の大きさが一定で、しかも同じ位置に来るように追従車を制御し、追従させることができた。HSV-RGB変換回路をFPGAに搭載して、ARMプロセッサで同じ位置にマーカーが見えるようにPWMで車輪を制御した。障害物回避方法 : 超音波距離センサを使用して、障害物を認識した。そして、カメラにより障害物の色を判定してロボットカーに対して、どちらに避けたら理想的かを判定し、障害物を回避することができた。FPGAに超音波距離センサ・インターフェース、HSV-RGB変換回路を実装して、ARMプロセッサで解析し、障害物を回避した。

Purpose of the study: In recent years, research on Japanese and overseas enterprises has been carried out. The basic technology of the vehicle, the white line recognition technology, the distance between the front vehicle and the vehicle, the pursuit technology, the obstacle avoidance, the obstacle avoidance, etc. The basic knowledge of processing technology must be acquired by students. Research results: 30cm in length and 30 cm in height. Xilinx's ARM platform is equipped with Zynq platform. The two front wheels of the vehicle are used for the first time and the wheels are used for the second time. FPGA PWM control loop implementationミニ·ロボットカーには、ステレオカメラと超声波距离センサを搭载してある。White line recognition method: white line, white line. Zynq's ARM analysis and PWM control of the left and right wheels The method of tracking and running: the method of tracking and running is adopted. The color of the red is red, the color of the red is red, and the color of the red is red. HSV-RGB switching circuit is equipped with FPGA, ARM and PWM at the same position. The method of avoiding the obstacle: ultrasonic distance is used to recognize the obstacle. The color of the obstacle is determined by the color of the obstacle, and the color of the obstacle is determined by the color of the obstacle. FPGA ultrasonic distance measurement, HSV-RGB conversion loop implementation, ARM remote sensing analysis, obstacle avoidance

项目成果

カメラを使用した画像認識により白線間を走行するロボットカーの製作

使用相机进行图像识别，生产在白线之间行驶的机器人汽车

• 发表时间: 2017
• 作者: 一色優太;岡侑吾;益岡葵;今井一雅;上田真也;高田拓;小野 雅晃
• 通讯作者: 小野 雅晃