道路自動(dòng)識(shí)別與控制的智能車系統(tǒng)的研究.pdf

1、智能車輛的研究涉及到電機(jī)及其控制、測(cè)量與計(jì)算機(jī)控制、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、傳感器、數(shù)據(jù)融合、車輛工程等諸多領(lǐng)域。本文所研究的智能車是智能汽車的模型，通過(guò)對(duì)車模的研究進(jìn)行智能汽車技術(shù)探索，進(jìn)而推動(dòng)智能汽車技術(shù)的發(fā)展。本文詳細(xì)介紹了為第四屆全國(guó)智能車大賽而準(zhǔn)備的智能車系統(tǒng)方案，著重介紹了做出的創(chuàng)新。
　　 本文分別從硬件和軟件兩方面介紹智能車的設(shè)計(jì)思路以及做出的改進(jìn)。在模塊化設(shè)計(jì)的思想下，把系統(tǒng)分解成多個(gè)功能模塊。本文詳細(xì)介紹了路徑信息采集模

2、塊、速度采集模塊等信息采集模塊和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和舵機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊等動(dòng)作執(zhí)行模塊的方案選取和電路設(shè)計(jì)原理，以及系統(tǒng)調(diào)試方法策略。
　　 此智能車在前人的基礎(chǔ)上，大膽創(chuàng)新并成功地解決了困擾已久的傳感器抗干擾、探測(cè)距離和探測(cè)精度的問(wèn)題。賽車達(dá)到前瞻達(dá)到50cm以上、精度1mm（路面黑線橫向探測(cè)間距）的探測(cè)性能。另外，用調(diào)制信號(hào)控制紅外發(fā)射管發(fā)光，提高了傳感器的抗干擾能力。
　　 本智能車以MC9S12DG128B[1][2]作為整個(gè)

3、系統(tǒng)處理信息和控制命令的核心，通過(guò)紅外傳感器獲取賽道信息，提取出黑線中心位置，并求得智能車偏離黑線的程度，區(qū)分出道路形狀，對(duì)此信息進(jìn)一步處理以控制舵機(jī)的轉(zhuǎn)向；通過(guò)速度傳感器獲得實(shí)時(shí)速度信息，利用增量式PID控制算法實(shí)現(xiàn)速度的閉環(huán)反饋控制。
　　 本智能車軟件上徹底突破了勻速控制這一困擾智能車性能提高的瓶頸。增量式PID勻速控制算法已經(jīng)具有較高的響應(yīng)速度、較低的靜態(tài)誤差和超調(diào)量。在此基礎(chǔ)上更是添加了方向與速度的擬合，解決了智能車在

4、跑道上運(yùn)行的最佳速度分配問(wèn)題，出色地完成了速度有效控制的任務(wù)。在此基礎(chǔ)上，提出了“多模式”方向速度控制理念，對(duì)智能車在行駛過(guò)程中的各種情況分別設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)措施。本智能車已具備對(duì)于不同形狀的道路實(shí)施相應(yīng)控制策略的能力，可快速穩(wěn)定地完成整個(gè)賽道的行程。并且方向控制算法濾掉小S彎，并實(shí)現(xiàn)了大S切彎，成功解決了智能車在進(jìn)彎和出彎時(shí)經(jīng)常容易出現(xiàn)的振蕩現(xiàn)象。
　　 秉著全局考慮的原則，對(duì)智能車機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。測(cè)試表明，該智能車能夠很好地跟隨黑