EEPW论坛

作者：南京理工大学  周琪  李蒙  周帆

指导教师：吴益飞  郭建

      作品简介

　　摘要

　　本文以第五届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛为背景，在遵守竞赛规则的前提下，提出了智能汽车系统总体设计方案。通过深入学习汽车技术相关理论，对车体机械结构进行了详细分析和优化改造。

采用模块化设计思想，完成了系统硬件电路的设计，其主要包括核心控制模块、电源管理模块、传感器模块、电机驱动模块、存储器模块、人机接口模块、无线通信模块、放电器模块等。

为了提高系统运行性能，对转向控制策略、行驶速度控制策略及后轮驱动闭环PID 控制算法等进行了详细分析与设计。在此基础上，完成了系统软件的具体设计和实现。

最后，通过对实际系统的调试，智能车系统已能在测试赛道上快速运行，性能指标达到了预期效果。

关键词：智能汽车  路径检测  光电传感器  MC9S12XS128  PID

第一章 引言

1.1  课题研究背景及意义

智能车辆也叫无人车辆，是一个集环境感知、数据处理、决策控制和多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统，集中运用了计算机、传感技术、信息融合、通讯、人工智能及自动控制等技术，是典型的高新技术综合体^[19]。

智能车辆最主要特点是自动驾驶，即依靠汽车控制系统驾驶汽车，自动分析和处理汽车运行过程中遇到的各种情况，并根据系统自动获取的道路信息，实现从一个地点向另一个地点的移动。因此，智能车辆在原车辆系统基础上主要由计算机处理系统、道路信息获取系统和其它一些传感器组成。道路信息获取系统用来获得道路的各种信息，车速传感器用来获得车速，障碍物传感器用来获得前方、侧方、后方障碍物位置等，然后由计算机处理系统来完成对所获图像、信息的预处理、增强与分析识别工作，并对车辆的行驶状况做出判断与控制^[15,19,36]。

1.2  智能车发展概况

智能汽车的研究设计开发，可以从根本上改变现行汽车的信息采集处理、信息交换、行车导航与定位、车辆控制、汽车安全保证等技术方案与体系结构^[20,35]。伴随着传感器技术、信息融合技术、微电子技术、计算机与网络技术、自动控制技术、人工智能技术和无线通信技术等的快速发展，国内外对于智能车及其相关技术的研究成为热门，更多的国际公司、研究单位、科研院所投入到开发研究智能车的队伍中。

       从20世纪70年代，美欧等发达国家开始进行无人驾驶汽车的研究，大致可以分为三个阶段：军事用途、高速公路环境和城市环境^[16]。在军事用途方面，早在80年代初期，美国国防部就资助自主陆地车辆ALV（AutonomousLandVehicle）的研究，如图1.1。进入21世纪，为促进无人驾驶作战车辆的研发，减少在战役中的伤亡人数，从2004年起，美国国防部连续举办大挑战（Grand Challenge）比赛活动，对促进智能车辆技术交流与创新起到很大激励作用。随着现实需要，智能车辆的研究逐渐转向了民用领域，最早出现在高速公路应用领域。高速公路无人驾驶研究的典型代表有美国CMU大学的NavLab-5系统，意大利帕尔玛大学的ARGO系统和德国联邦国防大学的VaMP系统^[14]，如图1.2。这些针对高速公路的系统大多采用视觉导航，并获得了很大成功^[19]。由于环视境光照的复杂性，觉系统的可靠性和鲁棒性有待进一步提高，此类研究的离产品化还有一定的距离。

全文请访问：南京理工大学南理工光电1队技术报告.doc