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基於可結構化模糊控制實現自動化駕駛之研究

為了解決遊戲方向盤支架的問題，作者李育昇 這樣論述：

在現今先進駕駛輔助系統(Advanced Driver Assistance Systems, ADAS)發展趨勢中，為了達到自動駕駛之目的，使車輛能穩定行駛於車道內是相當重要的一環。此項技術通常藉由多個攝像鏡頭偵測前方車道線，藉此判斷車輛是否穩定行駛於車道內，同時控制方向盤轉向力道，主動將方向盤做微幅修正，藉此達到自動駕駛之目的。然而，在傳統控制方法中，行車軌跡容易產生過多的擺動及振盪，並使駕駛因系統突如其來的轉動或大幅度修正方向盤而產生恐懼等負面情緒。因此，本研究專注於使車輛能穩定行駛於車道內，同時結合駕駛開車行為之方向盤控制系統。為了控制實車方向盤，本研究將高扭力步進馬達安裝於實車之腳

踏板後方，並透過鍊條與實車傳動軸相互連接，同時使用3D列印製作齒輪、底座及支架等相關零件。接著，在系統控制方面，利用可程式邏輯閘陣列(Field Programmable Gate Array, FPGA)晶片及單一個彩色影像數位相機，搭配本實驗室所開發之車道線追蹤系統，其輸出透過Arduino即時平行傳輸車道線之數據，同時藉由使用者介面視窗做即時監控。最終，經可結構化模糊控制(Reconfigurable Fuzzy Logic Control, RFLC)學習駕駛員開車之行為，調整輸出端之參數，使修正方向盤時，能更為人性化且更穩定行駛於車道內。根據本研究之實驗結果可分為室內與室外兩個部份。

前者，透過3D列印技術製作出效仿實車之步進馬達與方向盤連接之環境，並使用遊戲軟體模擬真實汽車駕駛環境，作為室內測試之依據。接者，透過高扭力步進馬達轉動實車傳動軸，藉此控制方向盤，行駛於校園內。當以最大時速20公里行駛於校園及遊戲時，本系統皆可於4秒內修正偏移車輛貼近車道中央，且於9秒內達到完全修正並穩定行駛，其與車道中心線誤差可達10公分以內。因此，透過本研究之即時控制及自我學習，對於未來自動駕駛具有很大的助益。