智能车自主驾驶控制系统研制与试验

论文摘要

随着世界范围内汽车普及率的提高,汽车在极大地方便人们生活的同时也带来了大量问题,如交通安全问题、城市交通拥挤和环境污染等。运用高新技术,将现有的道路和车辆综合起来考虑,构建智能交通系统来解决交通问题是真正切实可行的办法。依靠车辆智能控制,提高道路车流密度,同时,减少控制对象,增加交通可控性,能有效减缓交通拥堵,增强交通安全。智能车辆作为智能交通系统的关键技术,是一个集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的复杂系统,如何利用其相关技术实现智能交通系统的效用,正处于不断发展与完善中。因此,利用各种先进实验交通技术构建研究平台是非常必要的。文中在建立1：10具有各种高速公路设施的模拟道路沙盘的基础上,以智能模型车(以下简称智能车)为研究对象,围绕着智能车自主驾驶控制系统的完成展开研究。搭建了一个基于TMS320F2812主控器的智能车控制系统的实验平台。概括介绍了智能车辆的发展现状；对智能车控制系统总体设计进行了讨论,确定了智能车控制系统的硬件组成,设计了智能车控制系统的硬件结构,包括转向舵机的改装和传感器的安装两个部分,完成了对智能车控制系统硬件的功能分析,从而确定了智能车控制系统的硬件设计和软件设计方案。智能车控制系统的硬件设计从电源转换模块设计开始,完成DSP最小系统,电平转换模块,舵机和电机驱动控制模块以及串口模块等的设计；同时智能车控制系统软件设计从DSP的片上功能入手,完成智能车控制系统软件主程序的初始化设置,接着对智能车自主驾驶所需的功能函数进行了设计,包括标识线识别,转向舵机控制和智能车速度控制算法三个方面；设计了智能车监控软件,可以显示和储存智能车在模拟道路沙盘上的运动信息。开展智能车自主驾驶试验,通过试验,验证了控制系统的有效性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 智能车辆关键技术
• 1.4 论文主要内容
• 1.5 论文结构
• 第2章 智能车控制系统总体设计
• 2.1 智能车硬件组成
• 2.1.1 车模
• 2.1.2 微处理器
• 2.1.3 舵机
• 2.1.4 传感器
• 2.2 智能车硬件结构设计
• 2.2.1 转向舵机的改装
• 2.2.2 CMOS摄像头安装
• 2.2.3 旋转编码器的安装
• 2.3 本章小结
• 第3章 智能车硬件电路系统设计与开发
• 3.1 硬件电路设计
• 3.1.1 电源转换电路
• 3.1.2 DSP最小系统
• 3.1.3 电平转换电路
• 3.1.4 舵机驱动电路
• 3.1.5 电机驱动电路
• 3.2 DSP开发工具
• 3.3 本章小结
• 第4章 智能车控制系统软件设计
• 4.1 系统软件总体结构
• 4.2 系统软件设计
• 4.2.1 主程序
• 4.2.2 标识线识别算法
• 4.2.3 舵机控制算法
• 4.2.4 速度控制算法
• 4.2.5 监控界面
• 4.3 本章小结
• 第5章 实验
• 5.1 实验平台概况
• 5.1.1 智能车控制系统硬件平台
• 5.1.2 模拟道路沙盘
• 5.1.3 智能车监控软件主界面
• 5.2 自主驾驶试验
• 第6章 总结与展望
• 6.1 论文总结工作
• 6.2 课题研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研情况
• 附录A 齿轮标准模数计算方法
• 附录B 试验数据