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作者：湖北汽车工业学院 曾勇 甘永超 徐萍萍

指导教师：杨正才 姜斌

作品简介

　　第一章 引言

　　1.1 智能车的由来、应用前景

　　1953 年，美国Barrett Electric 公司制造了世界上第一台采用埋线电磁感应方式跟踪路径的自动导向车，也被称作“无人驾驶牵引车”。20 世纪60 年代和70 年代初，AGV 仍采用这种导向方式。但是，20 世纪70 年代中期，具有载货功能的AGV 在欧洲得到了应用并被引入到美国。这些自动导向车主要用于自动化仓储系统和柔性专配系统的物料运输。在20 世纪70年代和80 年代初，AGV 的应用领域扩大而且工作条件也变化多样，因此，新的导向方式和技术得到了更广泛的研究与开发。在最近的10-15 年里，各种新型AGV 杯广泛地应用于各个领域，单元式AGV 主要用于短距离的物料运输并与自动化程度较高的加工设备组成柔性生长线。例如，自动导向叉车用于仓储货物的自动装卸和搬运;小型载货式AGV 用于办公室信件的自动分发和电子行业的装配平台。除此之外，AGV 还用于搬运体积和重量都很大的物品，尤其是在制造过程中用于载货平台AGV 组成移动式输送线，构成整车柔性装配生产线。最近，小型AGV 应用更为广泛，而且以长距离不复杂的路径规划为主。AGV 从仅由大公司应用，正向小公司单台应用转变，而且其效率和效益更好。至此出现了智能车的概念。城市公共交通是与人民群众生产生活息息相关的重要基础设施。然而，目前世界上许多大城市都面临着由私人汽车过度使用而带来的诸多问题，例如道路堵塞、停车困难、能源消耗、噪声污染和环境污染等，这些问题严重降低了城市生活的质量。优先发展城市公共交通是提供交通资源利用效率，缓解交通拥堵的重要手段。国务院总理温家宝于2005 年10 月做出重要批示，要求优先发展城市公共交通，这是贯彻落实科学发展观和建设节约型社会的重要举措。大容量城市公共交通，如地铁、轻轨等，其最大优点是空间利用率和能源利用率较高。然而，由于缺乏足够的时间、空间、运行成本过高，难以大力推广和应用。回顾汽车发展的百年历史，不难发现其控制方式从未发生过根本性改变，即由人观察道路并驾驶车辆，形成“路-人-车”的闭环交通系统。随着交通需求的增加，这种传统车辆控制方式的局限性日益明显，例如安全性低(交通事故)和效率低(交通堵塞)。最新调查表明，95%的交通事故是由人为因素造成，交通堵塞也大都与驾驶员不严格遵守交通规则有关。如果要从根本上解决这一问题，就需要将“人”从交通控制系统中请出来，形成“车-路”闭环交通系统，从而提高安全性和系统效率。这种新型车辆控制方法的核心，就是实现车辆的智能化。智能车有着极为广泛的应用前景。结合传感器技术和自动驾驶技术可以实现汽车的自适巡航并把车开得开得又快又稳、安全可靠;汽车夜间行驶时，如果装上红外摄像头，就能实现夜晚汽车的安全辅助驾驶;他也可以工作在仓库、码头、工厂或危险、有毒、有害的工作环境里，此外他还能担当起无人值守的巡逻监视、物料的运输、消防灭火等任务。在普通家庭轿车消费中，智能车的研发也是有价值的，比如雾天能见度差，人工驾驶经常发生碰撞，如果用上这种设备，激光雷达会自动探测前方的障碍物，电脑会控制车辆自动停下来撞车不会发生了。

　　1.2 智能车大赛的介绍

　　1.2.1 大赛简介

　　受教育部高等教育司委托，高等学校自动化专业教学指导委员会负责主办全国大学生智能车竞赛。该项比赛已列入教育部主办的全国五大竞赛之一。首届“飞思卡尔”杯全国大学生智能车邀请赛于2006 年在清华大学成功举办。此项赛事，在韩国已举办过多届，其专业知识涉及控制、模式识别、传感技术、汽车电子、电气、计算机、机械等诸多学科，对学生的知识融合和动手能力的培养，对高等学校控制及汽车电子学科学术水平的提高，具有良好的推动作用。在前两届比赛中参赛选手必须使用大赛组委会统一提供的竞赛车模，以Freescale 公司生产的16 位微控制器MC9S12XS128 作为核心控制单元，我对用了MC9S12XS128 作为核心控制单元，自主构思控制方案及系统设计，包括传感信号采集处理、控制算法及执行、动力电机驱动、转向舵机控制等，最终实现一套能够自主识别路线，并且可以实时输出车体状态的智能车控制软硬件系统。各参赛队伍之名次以赛车现场成功完成赛道比赛时间排名。但与以往的比赛来看，今年又增大了难度，即要在车跑完两圈自动停在出发线的3 米内。本文所述的内容即为本届比赛而准本的技术方案。

全文请访问：湖北汽车工业学院CCD组鹰眼一号技术报告2011.doc。