ITS智能车辆控制系统研究与实现

论文摘要

智能交通系统的快速发展与广泛应用,不仅能够有效地解决交通的拥堵,而且对提高交通安全,加快交通事故的处理与救援,改善客货运输管理与通行能力,减少环境污染等方面产生巨大的影响。研制一套模拟真实城市交通状态的智能交通演示开发平台,为开展交通领域前沿性研究提供物理平台和验证条件,对城市交通的发展具有重要的作用。论文从分析智能交通演示开发平台的功能结构入手,设计了平台建设的总体方案,并对各个子系统的功能进行了分析介绍,重点研究了车辆控制系统结构和方案。接着,论文对基于单片机的车辆运动控制方案进行了研究。针对小车直流电机的控制,文中分别采用PID控制、模糊控制算法进行了分析研究,通过对其控制性能的比较分析确定了模型车的控制策略。在保证测速精度和控制效果的基础上,实现了小车速度的平稳控制;以磁信号为诱导方式,文中设计了小车的诱导控制方案,并对磁定位算法及诱导控制策略进行了研究,实现了车辆的精确诱导控制。针对车辆在单车道上的跟驰行驶行为,论文设计了车辆跟驰系统方案,研制了车距检测模块,实现了车距的检测。研究了基于模糊控制的车辆跟驰控制算法,实现了车辆在单车道上的跟驰行驶;基于路标/DR的组合导航,设计了DR传感器模块和路标识别模块,实现了模型车的高精度定位,满足了演示开发平台对车辆位置精度的要求。论文研究所取得的成果,已经在实际建成的平台中得到了成功应用。实际运行结果表明,本文所设计的方案是可行的、正确的,达到了预期的设计要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 智能交通系统概述与相关技术介绍
• 1.2.1 智能交通系统的发展
• 1.2.2 ITS 的系统组成及关键技术介绍
• 1.3 本文主要研究内容与论文结构编排
• 第二章 ITS 演示开发平台及智能车辆系统方案研究
• 2.1 引言
• 2.2 ITS 智能交通演示开发平台总体方案
• 2.3 智能车辆控制系统方案设计
• 2.3.1 智能车辆控制系统功能要求
• 2.3.2 智能车辆系统总体方案设计
• 2.4 本章小结
• 第三章 车辆运动控制系统研究与实现
• 3.1 引言
• 3.2 车辆运动控制系统方案设计
• 3.3 车速控制模块研究与实现
• 3.3.1 速度控制策略研究
• 3.3.2 直流电机驱动模块设计与实现
• 3.3.3 速度检测模块设计与实现
• 3.4 车辆诱导控制研究与实现
• 3.4.1 车辆诱导方式选择
• 3.4.2 方向控制模块设计与实现
• 3.4.3 车辆诱导传感器模块设计与实现
• 3.4.4 智能车辆定位及诱导控制算法研究
• 3.5 本章小结
• 第四章 智能车辆跟驰系统研究与实现
• 4.1 引言
• 4.2 车辆跟驰系统方案设计
• 4.3 车辆跟驰控制算法研究
• 4.3.1 车辆跟驰行为状态分析
• 4.3.2 车辆跟驰控制算法建立
• 4.4 车距检测模块研制
• 4.4.1 车距检测方法对比与选择
• 4.4.2 光电传感器检测方法设计
• 4.4.3 光电传感器检测电路设计
• 4.4.4 车距检测系统测试与结果分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 智能车导航定位系统研究与实现
• 5.1 引言
• 5.2 智能车导航定位方案研究
• 5.2.1 室内定位方案研究
• 5.2.2 模型车导航定位系统方案设计
• 5.3 基于路标/DR 的智能车导航定位系统研究与实现
• 5.3.1 智能车辆导航系统航位推算算法
• 5.3.2 DR 传感器模块设计与实现
• 5.3.3 路标识别模块设计与实现
• 5.3.4 智能车中路标/DR 定位系统研究与实现
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 全文主要工作总结
• 6.2 后续研究工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文
• 附录 智能交通开发平台项目部分实物照片