基于MC9S12XS128单片机的智能车控制系统的研究

论文摘要

智能车控制系统的研究涉及到了自动控制、人工智能、信息融合、传感器、图像处理及计算机科学等多门学科的内容,关于智能车控制系统的研究是当前最为活跃的研究领域之一。本论文所研究的智能车系统是以飞思卡尔半导体公司生产的16位单片机为处理器,以安装在车前部的7620型摄像头作为道路图像传感器,以H桥为电机驱动,以S3010型舵机为方向控制器的智能车系统。在道路信息的获取上,为了解决由摄像头硬件制约而造成的图像干扰问题,本论文对摄像头获取的图像进行了图像平滑、中值滤波等图像处理技术的处理,经过处理,图像的清晰度得到了有效的提高,从而为后续的各项控制提供了更为精准的控制参数。在智能车的控制上,针对不同的控制对象采取了不同的控制策略:在舵机的控制策略上采取了分类控制方式,即在本论文的研究中,对智能车所可能遇到的道路信息进行了详尽的分析,对于不同的路况进行了分类,从而对舵机采用分类控制方式,有效的提高舵机的响应速度。驱动电机的响应具有积分特性,符合PI控制方式,所以在对其控制时采取了PI控制,同时为了克服PI控制中适应能力差,控制参数不能自整定的缺点,在本论文中引入了模糊PI控制,使得对驱动电机的控制兼顾了精确与适应性强的优点。本论文在对智能车系统的研究上取得了一定的成果,但是还存在许多不完善的之处,需要进一步深入研究。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义
• 1.1.1 选题背景
• 1.1.2 课题研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究状况
• 1.2.2 国内研究状况
• 1.3 本论文主要研究的内容
• 第2章 智能车硬件系统研究
• 2.1 引言
• 2.2 智能车硬件系统
• 2.2.1 MCU 控制模块
• 2.2.2 电源管理模块
• 2.2.3 道路图像采集模块
• 2.2.4 转向模块
• 2.2.5 动力模块
• 2.2.6 速度采集模块
• 2.3 本章小结
• 第3章 图像处理研究
• 3.1 图像分析
• 3.2 图像处理
• 3.2.1 图像增强
• 3.2.2 图像分割
• 3.2.3 图像细化
• 3.2.4 交叉线识别
• 3.2.5 断点连接
• 3.3 本章小结
• 第4章 控制策略研究
• 4.1 角度控制策略
• 4.2 速度控制策略
• 4.3 智能车速度研究
• 4.3.1 智能车速度模型
• 4.3.2 PI 校正
• 4.4 模糊控制
• 4.4.1 模糊控制的基本概念
• 4.4.2 模糊控制器的设计方法
• 4.5 模糊PI 研究
• 4.5.1 模糊PI 控制器原理
• 4.5.2 模糊PI 控制器研究
• 4.6 本章小结
• 第5章 软件系统研究
• 5.1 软件系统结构
• 5.2 模块初始化
• 5.2.1 时钟模块初始化
• 5.2.2 PWM 模块初始化
• 5.2.3 ECT 模块初始化
• 5.2.4 IRQ 模块初始化
• 5.2.5 I/O 初始化模块
• 5.2.6 串行通信模块初始化
• 5.2.7 ADC 模块初始化
• 5.3 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢
• 作者简介
• 详细摘要