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作者：西北工业大学 张明 李超然 程立
指导教师：曲仕茹 陈小锋

作品简介

　　摘要

　　智能汽车应用环境感知、决策计划、计算机图像技术、自动控制技术等技术，使汽车具有自动识别行驶道路,自动驾驶,自动调速等功能。

　　本论文以小型智能汽车大赛为背景，制作能自主识别路径，快速、稳定行驶在跑道上的智能模型车。文章先介绍了系统总体设计思路，然后分别阐述了硬件、软件的设计与实现，以及机械调整和系统调试，最后总结了遇到的各种问题。本控制系统采用 Freescale 16位微控制器作为核心控制单元，通过处理摄像头的信号来控制转向，并接收车速传感器的反馈信号对车速加以控制。为了提高智能车特性，我们对系统进行了创造性的优化：其一，硬件上，采用新单片机MC9S12XS128作为控制器，采用数字式和模拟式摄像头兼容的方案;采用四片BTS7960来驱动电机，很好的解决了一片驱动芯片驱动电流小，温度高的问题。其二，舵机控制将弯道预判、模糊控制算法进行结合。其三，独立设计了控制电路板，利用高精度传感器——编码器测速，运用基于PID思想的Bang-Bang控制相结合的方式实现了速度闭环控制。其四，充分利用单片机现有模块进行编程，同时拨码开关、状态指示灯等方便了算法调试。

　　智能车的控制系统需要硬件、软件以及机械等方面相互协调，所以在系统设计过程中需要不断的调整与完善。

　　第一章引言

　　1.1 智能车大赛背景以及前景

　　1.1.1 智能汽车的研究背景

　　智能汽车的研究始于 1953 年，美国Barrett Electric 公司制造了世界上第1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”(Automated Guided Vehicle, AGV)。随着生产技术的发展和自动化程度的提高，传统制造业的生产方式发生了深刻的变化。为节约成本、缩短生产周期，柔性生产系统和工厂自动化等先进的生产方式逐渐发展起来。其中，AGV 则成为物流系统环节搬运设备的代表。

　　1.1.2 智能汽车的应用

　　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应巡航并把车开得又快又稳、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;它也可以工作在仓库、码头、工厂或危险、有毒、有害的工作环境里，此外它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，智能车的研发也是很有价值的，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，撞车就不会发生了。在我国，智能车的研究也开展地如火如荼，并取得了丰硕成果。如清华大学计算机系智能技术与系统国家重点实验室在中国科学院院士张钹主持下研制的新一代智能移动机器人：THMR—V(TsingHua Mobile RobotV)清华V型智能车，兼有面向高速公路和一般道路的功能。在国外智能汽车也受大很大的关注，从2004年起，美国国防部高级研究项目局(DARPA)开始举办机器车挑战大赛(Grand Challenge)。该大赛对促进智能车辆技术交流与创新起到很大激励作用。

全文请访问：西北工业大学-翱翔队技术报告.pdf。