【文章內(nèi)容簡介】 ............................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 5 工作總結(jié) ...................................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 5． 1 工作總結(jié) ............................................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 5． 2 不足與展望 ......................................................................................................................... 9 致謝 ................................................................................................................................................. 9 參考文獻(xiàn) ....................................................................................................................................... 10 附錄 ............................................................................................................................................... 11 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 1 1 緒論 引言 現(xiàn)在人們很想擁有一種能夠自動駕駛，而且能夠適應(yīng)多種復(fù)雜路面情況和并且沿著指定道路 (軌跡 )運行的機動車。經(jīng)過多年的努力，隨著企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)逐步提升，自動化控制技術(shù)不斷加深，電子智能控制在汽車工業(yè)上的應(yīng)用越來越普遍，人們的這一暢想終于有希望實現(xiàn)?，F(xiàn)在，世界上很多國家都在智能車輛領(lǐng)域進(jìn)行研究和設(shè)計。 智能小車的研究則是移動機器人的一種，是一項包含計算機技術(shù)、傳感技術(shù)、通訊技術(shù)、自動控制技術(shù)，人工智能技等技術(shù)的綜合系統(tǒng)。如今的智 能小車技術(shù)的發(fā)展主要有兩大特點：首先，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大；其次，智能化的程度越來越高。它的功能主要是能夠自動識別道路，自動控制車速，自動轉(zhuǎn)向等。智能小車具有環(huán)境感知的能力，規(guī)劃決策的能力和多級輔助的駕駛能力，其主要優(yōu)點是在較為復(fù)雜的道路情況下，自動駕駛車輛能夠沿著指定的道路行駛，非常適合在人類無法活動的環(huán)境中工作。作為智能交通系統(tǒng) (ITS)中重要部分，智能小車的相關(guān)技術(shù)已經(jīng)滲透到當(dāng)今社會中的各個領(lǐng)域，并且也成為該領(lǐng)域中的研究熱點。 課題的選題背景 隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，尤其是高速公路交通的發(fā)展，汽車的 速度越來越快，路面狀況越來越擁擠，交通事故越來越頻繁，汽車智能化的相關(guān)研究也就越來越備受關(guān)注。與此同時，在消防、照明和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的環(huán)境中引進(jìn)智能小車也引起社會各界的廣泛的關(guān)注。因為智能小車在不同環(huán)境下進(jìn)行檢測的同時，必須要對其自身所處的復(fù)雜環(huán)境下的運動實時控制，所以就需要一個強大的軟硬件平臺來實現(xiàn)系統(tǒng)智能化的要求。 20xx年 2月，我國提出《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》，文中提出，智能機器人是重點發(fā)展領(lǐng)域，并且納入國家的十一五計劃。智能小車的設(shè)計系統(tǒng)是一類以智能行走機器人為背景，涉及到自動控制技術(shù)、模式 識別、驅(qū)動技術(shù)、傳感與信息處理技術(shù)、人工智能、計算機技術(shù)、機械設(shè)計等多學(xué)科的一個綜合設(shè)計。智能小車技術(shù)不僅使傳統(tǒng)工業(yè)的生產(chǎn)和研究發(fā)生了本質(zhì)性的變化，對人類社會生活產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，智能小車系統(tǒng)在幾乎每個領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用前景。例如，在日常生活中，智能小車可以替代導(dǎo)盲犬解決盲人的行走問題；在軍事中，智能小車可以讓人類能在非常危險地帶完成像排雷、偵察等任務(wù)；在工業(yè)中，智能小車可以在一定程度上幫助人類在復(fù)雜環(huán)境中完成貨物搬運、設(shè)備檢測等任務(wù)；在科學(xué)研究方面，智能小車甚至可以在外星球完成勘探采樣等任務(wù)。 智能機器人已經(jīng) 研究了幾十年了，但是關(guān)于智能機器人的定義各國并沒有統(tǒng)一的定論。其主要原因是因智能機器人而衍生的新技術(shù)、新概念發(fā)展的特別快，另一個原因是智能機器人有關(guān)“人”的概念而難以劃分。我國學(xué)者對機器人的定義是：“機器人是一類自畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 2 動化的機器，但是這種機器具備一些與人相似的智能能力，例如規(guī)劃能力、感知能力、協(xié)同能力和動作能力，是一類具有高度靈活性的自動化的機器。并且對于機器人的分類，國際上也沒有統(tǒng)一的意見，我國將機器人分為兩類：即特種機器人和工業(yè)機器人 。工業(yè)機器人是主要應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)方面，像機械手臂，自動化生產(chǎn)設(shè)備等，特種 機器人則主要面向娛樂、服務(wù)、農(nóng)業(yè)、軍用等。本課題研究的智能循跡小車是屬于特種機器人，是一種隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，尤其是信息技術(shù)、計算機技術(shù)、電子技術(shù)、人工智能的飛速發(fā)展，成為了智能小車系統(tǒng)的實現(xiàn)的技術(shù)基礎(chǔ)?，F(xiàn)在，智能小車的技術(shù)在民用汽車領(lǐng)域中主要應(yīng)用于碰撞預(yù)警系統(tǒng)、智能速度適應(yīng)、防撞及自動操作、輔助駕駛系統(tǒng)等。智能小車在軍事活動中的應(yīng)用則更加典型和廣泛。 車輛智能化是今后汽車工業(yè)的發(fā)展趨勢，也是智能化、安全性要求越來越高的汽車工業(yè)的發(fā)展方向。隨 著信息技術(shù)和計算機技術(shù)的高新技術(shù)的發(fā)展，以及神經(jīng)模糊技術(shù)、模糊控制技術(shù)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等新的控制技術(shù)的發(fā)展，將來智能小車系統(tǒng)將會有突破性的進(jìn)展。智能小車的實用性是是智能車輛發(fā)展的前進(jìn)方向，環(huán)境適應(yīng)性好、應(yīng)變能力強的智能車輛將是今后的研究重點。 本課題研究目的和意義 本課題研究的是“高性能循跡小車的設(shè)計與實現(xiàn)”，希望智能小車上的系統(tǒng)應(yīng)用于解決現(xiàn)實中問題。智能小車是輪式機器人的一種，非常適合工作在那些人類無法工作的環(huán)境中。如美國的“勇氣”號和“機遇”號智能車主要任務(wù)是火星勘測，它們已經(jīng)分別在其著陸區(qū)域附 近找到火星上過去曾有過水的證據(jù)。目前，世界各國都在重點發(fā)展的智能交通系統(tǒng) ITS(Intelligent Transportation System)主要的內(nèi)容就是研究智能小車，這也是未來汽車工業(yè)發(fā)展的目標(biāo)。隨著自動化技術(shù)發(fā)展和生產(chǎn)工藝提高，智能小車已經(jīng)開始在不同領(lǐng)域解決現(xiàn)實問題：智能小車的研究有利于自動行駛車輛的研究。人們一邊在享受汽車帶來的便利的，一邊也開始關(guān)注其所帶來的巨大問題。跟據(jù)美國公路交通安全管理局?jǐn)?shù)據(jù)指出，80％的擦碰事故都是應(yīng)為駕駛員注意力不集中。汽車的智能化可以大大減少駕駛員的工作量，減少由 于疲勞駕駛帶來的安全問題；可以適應(yīng)復(fù)雜的天氣狀況，減少交通事故的發(fā)生；聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)衛(wèi)星技術(shù)可以通知車輛合理的避開擁堵，達(dá)到科技治堵；并且可以降低車輛油耗、治理大氣污染等。因此，智能駕駛車輛將是今后汽車工業(yè)的發(fā)展趨勢。智能車輛駕駛必將會給人類生活帶來巨大改變。智能小車技術(shù)也已在許多工業(yè)生產(chǎn)部門得到廣泛應(yīng)用。它們比人類有更好的可靠性，而且價格實惠，特別適合在人類無法工作的環(huán)境中工作。智能小車技術(shù)正在逐漸的融入我們的社會，必將發(fā)揮更加大的作用。 智能小車在軍事上也有著廣泛應(yīng)用。智能小車特別適合在危險環(huán)境中使用，可以代 替軍事人員完成偵查任務(wù)，避免軍事人員傷亡。智能小車在生活中也有廣泛應(yīng)用。在西方發(fā)達(dá)國家，智能小車已經(jīng)被用來幫助身體殘疾人，通過人體和智能小車相互感應(yīng)，幫助殘疾人執(zhí)行日常活動。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷高速發(fā)展，我們可以遠(yuǎn)距離控制家中的智能小車執(zhí)畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 3 行指定的任務(wù)，例如清掃家具、控制家電等，任何任務(wù)都可以通過計算機編程來完成。對于智能小車來說，它功能實現(xiàn)主要由研究路徑識別，速度采集、角度控制及車速控制等功能模塊組成，它是一個集環(huán)境感知、研究輔助駕駛等功能于一體的綜合系統(tǒng)。本實驗中的工作環(huán)境為小車在白色軌道上，通過速度控制和 角度控制，使其自主地沿著一條指定的黑色引導(dǎo)線行駛。 綜上所述，開發(fā)和研究智能、安全和靈敏度高的智能小車已經(jīng)成為各國各界不斷追逐的目標(biāo)。隨著現(xiàn)代計算機技術(shù)和工業(yè)產(chǎn)品的不斷更新，這為智能小車提供了技術(shù)上的支持，從模擬集成電路和傳感器，到高級微處理器，使智能小車的智能性得到飛躍性提升。其核心是自動控制系統(tǒng)，它是一個由傳感器和處理器組成的網(wǎng)絡(luò)，可以對路徑識別、速度感應(yīng)以及對路面情況做出反應(yīng)，并自動調(diào)節(jié)行駛方向和速度，而無需遙控，能自行分析判斷。本課題對于解決現(xiàn)實問題有很大幫助，有很強的研究價值。 國內(nèi)外智能車的發(fā)展現(xiàn)狀 ． 研制智能小車大致經(jīng)過三個階段： 第一階段就是可編程的示教再現(xiàn)型智能小車。因為其不具有傳感器，所以要不能接收外界的信息，在行駛過程中但不能根據(jù)外界環(huán)境的改變而調(diào)整自身，因此其應(yīng)用范圍很狹窄。 第二個階段是具有一定的自適應(yīng)能力和感知功能的智能型小車。