Implementation och utvärdering av fildetektion för ett nedskalat självkörandefordon

According to reports from NHTSA, over 90% of all automobilecrashes occur due to driver error. The resultingcasualties could potentially have been avoided by implementingautonomous features in automobiles. One specificsituation that can be automated is lane keeping while drivingon the highway.The technology to allow autonomous driving on highwaysalready exists in consumer vehicles, such as the TeslaMotor’s Model S, but is limited to high-end vehicles. Thisbachelor thesis investigates how a simple control systemcan be designed in order to keep an autonomous vehiclecentered in a highway lane by using a single digital camera.The performance of the demonstrator was evaluatedby measuring the error of the calculated vehicle positionas well as the maximum lane positioning error for differentimage sampling frequencies.A miniature demonstrator vehicle was assembled fromoff-the-shelf components and custom parts. A digital camerawas used to capture the area in front of the vehicle.From this image, the road lane positions were extracted usinga combination of Canny edge detection and Hough lines.An approximate vehicle road position was calculated fromthe placement of the detected lanes in the visual field ofthe camera. The steering was regulated by a PID-controllerwhich used the lane position error to steer the vehicle.The final demonstrator software was able to process imagescaptured at up to approximately 15 frames per second,which led to an average lane positional error of roughly 10percent of the lane width. The calculated vehicle lane positionwas found to be of acceptable accuracy for this typeof demonstrator.The demonstrator performance was good within thescope of the project, and the implementation can probablybe applied to low-risk situations.Enligt siffror från amerikanska NHTSA, orsakas över 90%av alla bilolyckor av förarfel. De resulterande dödsfallenskulle ha kunnat förhindras genom att implementera autonomafunktioner i bilar. En specifik situation som kanautomatiseras är filhållning vid motorvägskörning.Teknologin för detta finns redan i vissa bilar på marknaden,exempelvis Tesla Motors Model S, men det är än sålänge begränsat till toppskiktet. Det här kandidatexamensarbetetundersöker hur man kan konstruera ett enkelt styrsystemför att hålla en bil inom en motorvägsfil med hjälpav en enda digitalkamera. Prestandan av vår demonstrationsprototypevaluerades genom att mäta felet av bilensplacering inom filen, samt det maximala placeringsfelet vidolika bilduppdateringsfrekvenser.Ett fordon i miniatyr sammanställdes från butiksköptakomponenter och skräddarsydda delar. En digitalkameraanvändes för att fånga området framför fordonet. Från dennabild kunde körfältslinjernas läge approximeras genom enkombination av Canny kantdetektion och Hough linjer. Bilensungefärliga körfältsposition beräknades från läget avkörfältslinjerna inom kamerans synfält. Styrningen kontrolleradesav en PID-kontroller som använde positioneringsfeletsom indata.Den slutgiltiga mjukvaran för fordonet klarade av attbehandla uppemot 15 bilder per sekund, vilket ledde tillett placeringsfel på cirka 10% av körfältets bredd. Denberäknade körfältsplaceringen ansågs vara tillräckligt noggrannför denna typ av demonstrator.Fordonsprototypens prestanda inom projektets ramarvar god, och den framtagna lösningen kan förmodligen tillämpasrakt av för situationer med låg risk