【正文】 必將迎來它的發(fā)展新時(shí)代。本設(shè)計(jì)智能車以鋁塑板為底板，車體輕盈，便于控制外形態(tài)；采用 12v 直流調(diào)速電機(jī)控制兩個(gè)車輪，實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn) 等?，F(xiàn)在的智能小車已在許多部門得到廣泛應(yīng)用。車內(nèi)的環(huán)境識(shí)別系統(tǒng)識(shí)別出道路狀況，測量前方車輛的距離和相對速度，相當(dāng)于駕駛員的眼睛；車載主控計(jì)算機(jī)和相應(yīng)的路徑規(guī)劃軟件根據(jù)計(jì)算機(jī)視覺提供的道路信息、車前車輛情況以及自身的行駛狀態(tài)，決 定是沿道路前進(jìn)還是換道準(zhǔn)備超車，相當(dāng)于駕駛員的大腦；接著，自動(dòng)駕駛控制軟件按照需要跟蹤的路徑和汽車行駛動(dòng)力學(xué)，向方向盤控制器、油門控制器和剎車控制器發(fā)出動(dòng)作指令，操縱汽車按規(guī)劃好的路徑前進(jìn)，起到駕駛員的手和腳的作用。美國俄亥俄州立大學(xué)的研究。 采用履帶控制 需要考慮的因素增加，例如變速比，齒輪安裝，同軸性，傳動(dòng)比，機(jī)械效率等問題，這一些都超過了設(shè)計(jì)的本質(zhì)問題（ RS232 串口控制），因此本方案也不適合本設(shè)計(jì)內(nèi) 容。因此對智能小車最基本的幾種軌跡形式的分析成為必要。 因此，由 x?和 y? 可以知道 每一步小車在橫向和縱向的位移，而由式 n????可以知道小車運(yùn)RS232 串口智能小車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13 動(dòng)的 每一步 與水平方向的夾角變化量。智能小車控制系統(tǒng)要求電機(jī)具有高可靠性，高精度，啟動(dòng)、停止和反向均能連續(xù)有效地進(jìn)行，具有良好的響應(yīng)性，運(yùn)行特性穩(wěn)定，良好的抗干擾能力，體積小，重量輕等。 例如他勵(lì)直流電機(jī)（ 勵(lì)磁繞組與電樞繞組無聯(lián)接關(guān)系，而由其他直流電源對勵(lì)磁繞組供電 ）、并勵(lì)直流電機(jī)（ 勵(lì)磁繞組與電樞繞組相并聯(lián) ， 電機(jī)本身發(fā)出來的端電壓為勵(lì)磁繞組供電 ， 勵(lì)磁繞組與電樞共用同一電源 ）、串勵(lì)直流電機(jī)（ 磁繞組與電樞繞組串聯(lián)后，再接于直流電源 ）、復(fù)勵(lì)直流電機(jī)（ 復(fù)勵(lì)直流電機(jī)有并勵(lì)和串勵(lì)兩個(gè)勵(lì)磁繞組，若串勵(lì)繞組產(chǎn)生的磁通勢與并勵(lì)繞組產(chǎn)生 的磁通勢方向相同稱為積復(fù)勵(lì)。 開發(fā)板 AT89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器。 在本次設(shè)計(jì)中也遇到了不少問題，其中最主要的是對于新接觸的問題完全失去了主動(dòng)能力，沒有任何的辦法克服，還給了自己借口逃避，但是由于指導(dǎo)老師的引導(dǎo)才進(jìn)入了題目，在此，謝謝 老師。本設(shè)計(jì)采用 vb 編程來實(shí)現(xiàn) RS232 串口智能小車控制系統(tǒng)，從而完成課題目標(biāo)。這就是直流電動(dòng)機(jī)的工作原理。與試驗(yàn)要求貼近，且省去了其他繁瑣的制作工藝過程 ，因此選用直流電機(jī)。其次介紹了部分的控制理論，使得我們面對目標(biāo)與過程更加清晰化，并且提供了一個(gè)平臺(tái)，一個(gè)理論依據(jù)。下面分析智能小車的弧線行走控制方法。 運(yùn)動(dòng)分析 移動(dòng)機(jī)器人要想走向使用，必須擁有能勝任的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，可靠的導(dǎo)航系統(tǒng)，精確的感知能力。 因此種方案雖然機(jī)動(dòng)性能好，但是造價(jià)較高且不容易操作，并且現(xiàn)在運(yùn) 用也只在越野車等高要求的你工作中使用。使用機(jī)器視覺來保證橫向和縱向的車輛控制。由于 JLUIV— 3 型 AGV 性能優(yōu)越，智能化程度高，屬國內(nèi)首創(chuàng)，必將會(huì)產(chǎn)生重大的社 會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)美國玩具協(xié)會(huì)的調(diào)查統(tǒng)計(jì)，近年來全球玩具銷量增幅與全球平均 GDP 增幅大致相當(dāng)。 Using vb based languages to realize control programming, the maneuverability is greatly increased, and the control of more and more easily and writeable only sex also have further improved。 國內(nèi)智能小車的研究現(xiàn)狀 RS232 串口智能小車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2 吉林大學(xué)智能車輛課題組長期從事智能車輛自主導(dǎo)航機(jī)理及關(guān)鍵技術(shù)研究。 MOBLAB 有以下主要特點(diǎn)：車輛前后裝備彩色攝像機(jī)，用來檢測輛外部環(huán)境；兩個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)字圖像處理器（利用相應(yīng)算法結(jié)構(gòu)，以 200ms一幅圖像速度分析圖像）； 4 個(gè)車載傳感器來測量橫向和縱向車輛加速度；在車輛左右側(cè)安裝的毫米波雷達(dá)感知道路左右兩側(cè)環(huán)境；兩個(gè) PC 處理器處理雷達(dá)和其他融 合的傳感器數(shù)據(jù)；德意志聯(lián)邦大學(xué)的研究。 本章小結(jié) 本章主要介紹了課題在理論和研究方面的意義，以及本設(shè)計(jì)主要的研究內(nèi)容。 2. 數(shù)學(xué)模型推導(dǎo) 根據(jù)上文對電機(jī)相關(guān)參數(shù) 的推導(dǎo)，下面將推到直流電機(jī)傳動(dòng)函數(shù)和結(jié)構(gòu)圖。因此這里只分析圓弧控制的情況。 智能小車運(yùn)動(dòng)機(jī)械控制方法 智能小車的控制方法有很種，本設(shè)計(jì)采用了最基本的 模糊控制理論，這個(gè)理論是由美國加利福尼亞大學(xué)著名教授查德提出的，經(jīng)過幾十年的發(fā)展已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步。線性的機(jī)械特性和調(diào)節(jié)特性有利于提高自控系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)精度。這時(shí)導(dǎo)體 cd 受力方向變?yōu)閺挠蚁蜃?，?dǎo)體 ab 受力方向是從左向右，產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩的方向仍為逆時(shí)針方向。 單片 機(jī)的其他功能端口因篇幅要求不在講述。 但在總的過程中，深刻領(lǐng)會(huì)了不準(zhǔn)備是不會(huì)成功的。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng) 可編程 Flash，使得 AT89S52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提 供高靈活、 超有效的解決方案。一般情況直流電動(dòng)機(jī)的主要?jiǎng)?lì)磁方式是并勵(lì)式、串勵(lì)式和復(fù)勵(lì)式，直流發(fā)電機(jī)的主要?jiǎng)?lì)磁方式是他勵(lì)式、并勵(lì)式和和復(fù)勵(lì)式 。步進(jìn)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是：步距誤差不會(huì)長期積累，適合運(yùn)用到數(shù)字控制系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)元件；缺點(diǎn)是：效率低，帶負(fù)載慣量的能力不強(qiáng)，雖然近幾年有所改善，但是價(jià)格昂貴，因此在一定程度上限制了其運(yùn)用范圍。以左右輪線速度分別計(jì)算智能小車瞬時(shí)轉(zhuǎn)速 ? ， 得 2rvRb?? ? 2lvRb?? ? 由以上兩式可得中心 G 點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度 v 為 ? ?122 rr l lrv R v v? ? ???????? ? ? ? ??? 再根據(jù) 2 mN??? 2 rmS N?? （ 其中 N 為光電傳感器的碼盤分度， m 為光電傳感器發(fā)送的脈沖個(gè) 數(shù)） 根據(jù)獲得的 n 時(shí)刻是右輪轉(zhuǎn)動(dòng)的距離 rnS? 和左輪轉(zhuǎn)動(dòng)的距離 rnS? ，將其代入航位公式求得 n?? ，然后求出 1n?? 。在智能小車直線行走過程中，在某時(shí)刻小車中心點(diǎn)RS232 串口智能小車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 11 O，假設(shè)這一時(shí)刻為 n 時(shí)刻，下一時(shí)刻為 n+1 時(shí)刻小車中心點(diǎn)變?yōu)?O’ 。 這種方案雖然控制簡單且與本設(shè)計(jì)內(nèi)容較為符合，但一體性不是很合適，采用這種方案需要兩個(gè)萬向輪控制前后平衡性，整個(gè)車體平面的控制，需要達(dá)到很高精確度，在小車運(yùn)動(dòng)過程中容易出現(xiàn)自鎖，方向不容易控制，需要對四個(gè)輪子整體性考慮。利用一臺(tái)安裝在后視鏡處的 CCD 攝像機(jī)，位置要盡可能高，車道檢測系統(tǒng)可以處理這樣的單幅灰度圖像。智能車輛的相關(guān)技術(shù)，也將為促進(jìn)輪式機(jī)器人的研究。智能車輛駕駛?cè)蝿?wù)的自動(dòng)完成將給人類社會(huì)的進(jìn)步帶來巨大的影響，例如能切實(shí)提高道路網(wǎng)絡(luò)的利用率、降低車輛的燃油消耗量，尤其是在改進(jìn)道路交通安全等方面提供了新的解決途徑。 目 錄 中文摘要 ???????????????????????????????? I 英文摘要 ?????????????????????????????? ? II 1 緒論 ???????????????????????????????? 1 課題在理論和實(shí)際應(yīng)用方面的 意義 主要研究內(nèi)容 國內(nèi)智能小車的研究現(xiàn)狀 國外智能小車的研究現(xiàn)狀 本章小結(jié) 2 總體設(shè) 計(jì) 方案對比分析 理論分析 數(shù)學(xué)建模 運(yùn)動(dòng)分析 智能小車運(yùn)動(dòng)機(jī)械控制方法 本章小結(jié) 3 電路部分 直流電機(jī)