交通信息系统实验指导书
交通信息系统实验指导书
【实验目的】（一）视频检测技术实验，要求学生：掌握：视频检测技术的检测方法与技术了解：视频检测技术的检测原理及过程（二）智能微缩车实验：通过本单元的开发实训，要求学生：掌握：车联网系统有关新技术了解：车联网新技术在智能交通系统中的集成应用【实验内容】（一）视频检测技术实验：主要内容：1.闯红灯自动记录系统集成实验前端图像采集部分、数据处理部分、传输部分、中心管理部分。2.交通流检测与信号控制集成实验（1）通过仿真软件及实验模拟电子线路板作为辅助手段，使用线圈检测器作为检测设备与信号控制器进行集成；（2）通过仿真软件及实验模拟电子线路板作为辅助手段，使用视频检测器作为检测设备与信号控制器进行集成：（3）视频监控系统的集成；上述实验内容包括设备连接、系统配置、系统输入输出分析、系统调试。（二）智能微缩车实验主要内容：1.熟悉智能小车硬件设计。2.学习智能小车的软件使用方法，学会软件的编写、调试与下载。3.编写第一个智能小车程序。4.编写智能小车移动程序。5.编写复杂的智能小车路径规划程序。【实验要求】（一）视频检测技术实验：主要要求：1.闯红灯自动记录系统集成实验要求学生掌握闯红灯自动记录系统的原理，了解闯红灯自动记录系统的业务需求，熟悉闯红灯自动记录系统结构，掌握闯红灯自动记录系统接口技术。2.交通流检测与信号控制集成实验要求学生理解和掌握现场控制系统的连接方式、系统集成方法、调试技术等。（二）智能微缩车实验主要要求：1.熟悉智能小车的硬件开发平台与软件开发环境2.掌握智能小车路径规划程序设计。【实验进度计划】（一）视频检测技术实验：6学时
【实验目的】 （一）视频检测技术实验，要求学生： 掌握：视频检测技术的检测方法与技术 了解：视频检测技术的检测原理及过程 （二）智能微缩车实验：通过本单元的开发实训，要求学生： 掌握：车联网系统有关新技术 了解：车联网新技术在智能交通系统中的集成应用 【实验内容】 （一）视频检测技术实验： 主要内容： 1. 闯红灯自动记录系统集成实验 前端图像采集部分、数据处理部分、传输部分、中心管理部分。 2.交通流检测与信号控制集成实验 （1）通过仿真软件及实验模拟电子线路板作为辅助手段，使用线圈检测器 作为检测设备与信号控制器进行集成； （2）通过仿真软件及实验模拟电子线路板作为辅助手段，使用视频检测器 作为检测设备与信号控制器进行集成； （3）视频监控系统的集成； 上述实验内容包括设备连接、系统配置、系统输入输出分析、系统调试。 （二）智能微缩车实验 主要内容： 1．熟悉智能小车硬件设计。 2. 学习智能小车的软件使用方法，学会软件的编写、调试与下载。 3. 编写第一个智能小车程序。 4. 编写智能小车移动程序。 5. 编写复杂的智能小车路径规划程序。 【实验要求】 （一）视频检测技术实验： 主要要求： 1. 闯红灯自动记录系统集成实验 要求学生掌握闯红灯自动记录系统的原理，了解闯红灯自动记录系统的业务 需求，熟悉闯红灯自动记录系统结构，掌握闯红灯自动记录系统接口技术。 2.交通流检测与信号控制集成实验 要求学生理解和掌握现场控制系统的连接方式、系统集成方法、调试技术等。 （二）智能微缩车实验 主要要求： 1．熟悉智能小车的硬件开发平台与软件开发环境。 2．掌握智能小车路径规划程序设计。 【实验进度计划】 （一）视频检测技术实验：6 学时
工作进度安排：1.闯红灯自动记录系统集成实验2学时前端图像采集部分、数据处理部分、传输部分、中心管理部分。要求学生掌握闯红灯自动记录系统的原理，了解闯红灯自动记录系统的业务需求，熟悉闯红灯自动记录系统结构，掌握闯红灯自动记录系统接口技术2.交通流检测与信号控制集成实验4学时（1）通过仿真软件及实验模拟电子线路板作为辅助手段，使用线圈检测器作为检测设备与信号控制器进行集成：2学时（2）通过仿真软件及实验模拟电子线路板作为辅助手段，使用视频检测器作为检测设备与信号控制器进行集成；1学时（3）视频监控系统的集成；1学时上述实验内容包括设备连接、系统配置、系统输入输出分析、系统调试；要求学生理解和掌握现场控制系统的连接方式、系统集成方法、调试技术等。（二）智能微缩车实验2学时工作进度安排：（1）智能小车的硬件开发平台与软件开发环境。1学时（2）智能小车路径规划程序设计。1学时【实验考核方法】考核内容：听课、实验态度、操作能力、数据分析与实习报告的准确度。考核方式：基础知识和实际操作能力相结合。考核要求：数据检索准确全面、准确处理数据、提交完整的实验报告。成绩组成：理论学习20%，调查数据40%，数据处理分析20%，实验报告20%。【实验报告要求】(一)1.闯红灯自动记录系统集成实验前端图像采集部分、数据处理部分、传输部分、中心管理部分。要求学生掌握闯红灯自动记录系统的原理，了解闯红灯自动记录系统的业务需求，熟悉闯红灯自动记录系统结构，掌握闯红灯自动记录系统接口技术。2.交通流检测与信号控制集成实验（1）通过仿真软件及实验模拟电子线路板作为辅助手段，使用线圈检测器作为检测设备与信号控制器进行集成：（2）通过仿真软件及实验模拟电子线路板作为辅助手段，使用视频检测器作为检测设备与信号控制器进行集成；（3）视频监控系统的集成：上述实验内容包括设备连接、系统配置、系统输入输出分析、系统调试：要求学生理解和掌握现场控制系统的连接方式、系统集成方法、调试技术等。（二）智能小车实验平台配备有5种传感器，对环境的感知能力很强。执行器配备有二只高性能直流电机、一只喇叭和一只2*16字符的液晶显示器。整个小车通过Motorola公司8位单片机来进行控制。智能小车的硬件结构如下图所示：
工作进度安排： 1.闯红灯自动记录系统集成实验 2 学时 前端图像采集部分、数据处理部分、传输部分、中心管理部分。 要求学生掌握闯红灯自动记录系统的原理，了解闯红灯自动记录系统的业 务需求，熟悉闯红灯自动记录系统结构，掌握闯红灯自动记录系统接口技术。 2.交通流检测与信号控制集成实验 4 学时 （1）通过仿真软件及实验模拟电子线路板作为辅助手段，使用线圈检测器 作为检测设备与信号控制器进行集成；2 学时 （2）通过仿真软件及实验模拟电子线路板作为辅助手段，使用视频检测器 作为检测设备与信号控制器进行集成；1 学时 （3）视频监控系统的集成；1 学时 上述实验内容包括设备连接、系统配置、系统输入输出分析、系统调试； 要求学生理解和掌握现场控制系统的连接方式、系统集成方法、调试技术等。 （二）智能微缩车实验 2 学时 工作进度安排： （1）智能小车的硬件开发平台与软件开发环境。1 学时 （2）智能小车路径规划程序设计。1 学时 【实验考核方法】 考核内容: 听课、实验态度、操作能力、数据分析与实习报告的准确度。 考核方式：基础知识和实际操作能力相结合。 考核要求：数据检索准确全面 、准确处理数据、提交完整的实验报告。 成绩组成：理论学习 20%，调查数据 40%，数据处理分析 20%,实验报告 20%。 【实验报告要求】 （一） 1.闯红灯自动记录系统集成实验 前端图像采集部分、数据处理部分、传输部分、中心管理部分。 要求学生掌握闯红灯自动记录系统的原理，了解闯红灯自动记录系统的业务需求，熟悉 闯红灯自动记录系统结构，掌握闯红灯自动记录系统接口技术。 2.交通流检测与信号控制集成实验 （1）通过仿真软件及实验模拟电子线路板作为辅助手段，使用线圈检测器作为检测设 备与信号控制器进行集成； （2）通过仿真软件及实验模拟电子线路板作为辅助手段，使用视频检测器作为检测设 备与信号控制器进行集成； （3）视频监控系统的集成； 上述实验内容包括设备连接、系统配置、系统输入输出分析、系统调试；要求学生理解 和掌握现场控制系统的连接方式、系统集成方法、调试技术等。 （二）智能小车实验平台配备有5种传感器，对环境的感知能力很强。执行器配备有二 只高性能直流电机、一只喇叭和一只2*16 字符的液晶显示器。整个小车通过Motorola 公司 8位单片机来进行控制。智能小车的硬件结构如下图所示：
稳压与低电4只碰撞传感器压复位系统电机2只直流电机收动2只红外传感器BUSN外部存储器LCDV2只光敏传感器T喇肌云单片机2只光电编码器直流1只直流电机驱动或何服电机1只麦克风各种外部ASBUS串口扩展卡总线通讯1、第一个VJC 程序，Hellorobot!双击桌面上的VJC1.5开发版图标，进入了智能小车编程界面。VJC1.5开发版支持流程图程序和交互式C语言（JC）程序。下面我们就用VJC1.5开发版的流程图为智能小车编写第一个程序“Hello，robot！”。这个程序要求在能力风暴的液晶显示屏LCD上显示“Hello,robot!"我们要编写的程序如图4-1左图所示：主程序显示123Hello,robot!显示信息：结束C广a）点击工具栏中的按钮，新建一个程序；123b）用鼠标将“执行器模块库”中的1显示模块拖入到流程图生成区，放在主程序模块正中的下边沿的位置，看看“主程序”模块与“显示”模块之间是不是有箭头连接，有则说明连接上了，否则再调整一下“显示”模块的位置。c）右键点击“显示”模块，就会出现如图4-1右图（部分）所示的对话框，请将显示信息由HI改写为Hello，robot！设定完毕，按确定就可以了！d）在“程序模块库”中选择结束模块，将它连在“显示”模块之后，这样整个程序
1、第一个 VJC 程序，Hello robot！ 双击桌面上的VJC1.5 开发版图标，进入了智能小车编程界面。VJC1.5 开发版支持流程图 程序和交互式C 语言（JC）程序。 下面我们就用VJC1.5 开发版的流程图为智能小车编写第一个程序“Hello,robot!”。这 个程序要求在能力风暴的液晶显示屏LCD 上显示“Hello,robot!” 我们要编写的程序如图 4-1 左图所示： a) 点击工具栏中的 按钮，新建一个程序； b) 用鼠标将“执行器模块库”中的 模块拖入到流程图生成区，放在主程序模块 正中的下边沿的位置，看看“主程序”模块与“显示”模块之间是不是有箭头连 接，有则说明连接上了，否则再调整一下“显示”模块的位置。 c) 右键点击“显示”模块，就会出现如图 4-1 右图（部分）所示的对话框，请将显 示信息由HI 改写为Hello,robot!设定完毕，按确定就可以了！ d) 在“程序模块库”中选择结束模块，将它连在“显示”模块之后，这样整个程序
就编写完成了，按工具栏中的“保存”，将程序保存在VJC目录下！e）将智能小车与计算机连接起来（用串口连接线，一端接计算机的九针串口，一端接智能小车后面控制面板上的下载口）。f）将智能小车的“开关”按钮打开，使智能小车处于开机的状态。工g）按VJC界面中的按钮，待看到“下载成功！”字样时，取下串口连接线，将机器人放在平稳的地方，按智能小车头顶上的“RUN”按钮，智能小车的液晶显示屏上就会显示出Hello,robot！下面我们用JC语言编同样的程序，并对JC编程的相关知识作个简单介绍：void main()1printf("Hello robot!\n")1·main是主函数，每一个JC程序总是从main函数开始执行的；main函数的开始和结尾分别有个“【”和“}”·viod可以理解为“不带返回值”；所以第一句就可以理解为一个程序的“开头”。·printf函数的作用是：向输出设备（这里是指LCD显示器）输出若干个任意类型的数据。那么printf一句的含义就是把Helo，robot！输出到智能小车的液晶显示屏上。·程序中每一句结尾都要加“；”这是C语句结束的标志。如果你把上面这段程序下载到智能小车中去，智能小车就会显示Hello，robot！每个VJC的图形模块都代表一组JC代码。2、让智能小车动起来下面我们就尝试着让智能小车动起来。在VJC1.5开发版执行器模块库中有一专门控制智能小车“移动”的模块，这里我们就用它来编写一个智能小车直线行走的程序。要求：先让智能小车以速度100前进3秒，再让智能小车以速度-60后退5秒，再在原地以功率80旋转1秒。（如图4-2所示）示范操作步骤如下：2.1在VJC1.5开发版窗口中编写流程图
就编写完成了，按工具栏中的“保存”，将程序保存在VJC 目录下！ e) 将智能小车与计算机连接起来（用串口连接线，一端接计算机的九针串口，一端接 智能小车后面控制面板上的下载口）。 f) 将智能小车的“开关”按钮打开，使智能小车处于开机的状态。 g) 按 VJC 界面中的 按钮，待看到“下载成功！”字样时，取下串口连接线，将机 器人放在平稳的地方，按智能小车头顶上的“RUN”按钮，智能小车的液晶显示屏上就 会显示出Hello,robot! 下面我们用JC 语言编同样的程序，并对JC 编程的相关知识作个简单介绍： void main( ) { printf("Hello robot!\n"); } • main 是主函数，每一个JC 程序总是从main 函数开始执行的；main 函数的开始和 结尾分别有个“｛”和“｝” • viod 可以理解为“不带返回值”；所以第一句就可以理解为一个程序的“开头”。 • printf 函数的作用是：向输出设备（这里是指LCD 显示器）输出若干个任意类型 的数据。那么printf 一句的含义就是把Hello,robot!输出到智能小车的液晶显示屏上。 • 程序中每一句结尾都要加“；”这是C 语句结束的标志。 如果你把上面这段程序下载到智能小车中去，智能小车就会显示Hello,robot! 每个 VJC 的图形模块都代表一组 JC 代码。 2、让智能小车动起来 下面我们就尝试着让智能小车动起来。 在VJC1.5 开发版执行器模块库中有一专门控制智能小车“移动”的模块，这里我们就用 它来编写一个智能小车直线行走的程序。要求：先让智能小车以速度100 前进3 秒，再让智 能小车 以速度-60 后退 5 秒，再在原地以功率 80 旋转 1 秒。（如图 4-2 所示） 示范操作步骤如下： 2.1 在 VJC1.5 开发版窗口中编写流程图
a）编写流程图：用鼠标将“执行器模块库”中的“移动”模块移到流程图生成区并与主程序模块连接上；b）设置时，右击“移动”流程图模块，在弹出框中输入移动速度为100、时间为3；c）再用鼠标将“执行器模块库”中的“移动”模块移到流程图生成区并连接；d）在流程图的末端位置；e）设置第二个“移动”流程图模块，点击右键在弹出框中输入移动速度为-60、时间为5；f）再将“执行器模块库”中的“转向”模块连接到程序中，点击右键进入设置对话框分别设置速率和时间为：80和1g）再将“程序模块库”中的“任务结束”移入到流程图生成区并连接在程序的末尾。void maino主程序tdrive(100,0);N移动wait(3.000000);stopO:drive(-60.0);T1移动wait(5.000000);stopO;转向Ydrive(0.80):wait(1.000000);9结束stopO:了点击“工具栏”中的“编辑JC程序代码”按钮，切换到JC代码界面，可以对此界面中显示的JC代码进行修改，比如我们可以让智能小车后退7秒，那么我们就可以把程序中与“移动”模块相对应的参数5.000000修改为7.000000。2.2保存源代码程序点击工具栏中的“保存”按钮，输入文件名，按“确定”。2.3程序下载此时，能力风暴要处于开机状态，并且串口连接线已与计算机连接。点击“工具”中的“下载当前程序”按钮，就会出现下载对话框，等待出现“下载成功！”字样，说明程序已经下载到能力风暴里了。2.4运行程序将串口连接线取下，将智能小车带到安全的地方，按智能小车身上的“运行”键，能力风暴智能智能小车就按程序要求快速前进3秒，再后退7秒，然后再旋转1秒。2.5走出规则轨迹下面我们让能力风暴在地上走出一个规则的轨迹。void roundo
a) 编写流程图：用鼠标将“执行器模块库”中的“移动”模块移到流程图生成区并与 主程序模块连接上； b) 设置时，右击“移动”流程图模块，在弹出框中输入移动速度为 100、时间为3； c) 再用鼠标将“执行器模块库”中的“移动”模块移到流程图生成区并连接； d) 在流程图的末端位置； e) 设置第二个“移动”流程图模块，点击右键在弹出框中输入移动速度为-60、时间 为5； f) 再将“执行器模块库”中的“转向”模块连接到程序中，点击右键进入设置对话框， 分别设置速率和时间为：80 和 1 g) 再将“程序模块库”中的“任务结束”移入到流程图生成区并连接在程序的末尾。 点击“工具栏”中的“编辑JC 程序代码”按钮，切换到JC 代码界面，可以对此界面 中显示的JC 代码进行修改，比如我们可以让智能小车后退7 秒，那么我们就可以把程序中 与 “移动”模块相对应的参数5.000000 修改为7.000000。 2.2 保存源代码程序 点击工具栏中的“保存”按钮，输入文件名，按“确定”。 2.3 程序下载 此时，能力风暴要处于开机状态，并且串口连接线已与计算机连接。点击“工具”中的 “下载当前程序”按钮，就会出现下载对话框，等待出现“下载成功！”字样，说明程序已 经下载到能力风暴里了。 2.4 运行程序 将串口连接线取下，将智能小车带到安全的地方，按智能小车身上的“运行”键，能力风暴 智能智能小车就按程序要求快速前进3 秒，再后退7 秒，然后再旋转1 秒。 2.5 走出规则轨迹 下面我们让能力风暴在地上走出一个规则的轨迹。 void round()
drive(60,30);wait(10.0);stopO;m能力风暴逆时针走直径约一米的圆形路径。voidrectangle()1inti,for(i=0; i<4; i++)1drive(100,0),wait(1.0);drive(0,60);wait(0.2);1stop0),1能力风暴逆时针走约一米见方的正方形路径。其中wait(0.2)是能力风暴转90度弯所需要的时间。该值和转弯速度以及能力风暴的电机有关，需要实际调整，此外地面的摩擦力也有影响。利用waitO函数是控制电机工作的常用方法
{ drive(60,30); wait(10.0); stop(); } 能力风暴逆时针走直径约一米的圆形路径。 void rectangle() { int i; for(i = 0; i < 4; i++) { drive(100,0); wait(1.0); drive(0,60); wait(0.2); } stop(); } 能力风暴逆时针走约一米见方的正方形路径。其中wait(0.2)是能力风暴转90度弯所需要的 时间。该值和转弯速度以及能力风暴的电机有关，需要实际调整，此外地面的摩擦力也有影 响。利用 wait()函数是控制电机工作的常用方法