基于Zynq-SoC的多車協(xié)同系統(tǒng)建模與設(shè)計.pdf

1、多車協(xié)同系統(tǒng)作為智能交通中一個重要的研究熱點(diǎn)，是解決道路環(huán)境中多車輛協(xié)調(diào)控制切實有效的方法，有助于解決交通事故、道路阻塞和節(jié)能環(huán)保等實際問題。SoC（System on Chip）已經(jīng)發(fā)展為集處理器與FPGA（Field-Programmable Gate Array）于一體的全可編程片上系統(tǒng)，對于處理多車協(xié)同中的復(fù)雜數(shù)據(jù)交互具有硬件加速和靈活性高的優(yōu)勢，可以有效解決多車協(xié)同面臨的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)需融合、信息處理要求高、通信安全有隱患的問題，為

2、此，本文基于Zynq/SoC片上系統(tǒng)設(shè)計了多車協(xié)同系統(tǒng)模型，并在實驗室環(huán)境下提出了由多輛縮微智能車組成的模擬平臺對其進(jìn)行驗證。本文的主要研究內(nèi)容如下：
　?。?）設(shè)計了基于Zynq/SoC的多車協(xié)同系統(tǒng)模型，將基于Zynq構(gòu)建的單車系統(tǒng)與多車協(xié)同體系設(shè)計相融合，系統(tǒng)協(xié)同控制與車輛跟隨算法相結(jié)合，各個車輛之間采用ZigBee無線通信傳遞和交互數(shù)據(jù)，車輛能夠?qū)崟r感知周圍環(huán)境信息做出適當(dāng)調(diào)整，實現(xiàn)多車輛之間更快更安全的數(shù)據(jù)傳輸，保證了協(xié)

3、同系統(tǒng)的穩(wěn)定性和靈活性。
　?。?）提出了加入車車通信的領(lǐng)航跟隨算法，領(lǐng)航跟隨算法不需要全局信息更適合多車協(xié)同的設(shè)計，其核心思想是從車跟隨領(lǐng)航車配置好的期望位置和姿態(tài)進(jìn)行協(xié)同。針對領(lǐng)航算法中系統(tǒng)的魯棒性高度依賴于領(lǐng)航車的魯棒性，設(shè)計了基于領(lǐng)航跟隨法的PD控制算法，和車隊縱向控制算法，在開源軟件下對協(xié)同策略進(jìn)行了跟隨和車間距的仿真實驗，仿真結(jié)果驗證了算法的有效性。然后我們將協(xié)同算法封裝為Zynq標(biāo)準(zhǔn)的IP核，嵌入到多車協(xié)同系統(tǒng)中。<

4、br>　?。?）建立了基于 Zynq全可編程片上系統(tǒng)的SoC驗證平臺。為了驗證本文的多車協(xié)同系統(tǒng)，減少數(shù)值仿真的誤差，避免真車實驗復(fù)雜程度高、成本開銷大的問題，建立了由多輛縮微智能車組成的SoC驗證平臺。通過Vivado開發(fā)套件設(shè)計了基于Zynq-7000的縮微智能車，采用軟硬協(xié)同設(shè)計方法設(shè)計并實現(xiàn)了智能車的上位機(jī)和軟件系統(tǒng)，利用上位機(jī)可以實時觀察路況并控制智能車。將本文的協(xié)同算法移植到縮微車驗證平臺中，在實驗室環(huán)境下對協(xié)同系統(tǒng)進(jìn)行測試