【正文】 成功我國第一輛自主駕駛轎車。該自主駕駛轎車在正常交通情況下的高速公路上，行駛的最高穩(wěn)定速度為13km/h,最高峰值速度達(dá)170km/h，并且具有超車功能，其總體技術(shù)性能和指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到世界先進(jìn)水平。（2）南京理工大學(xué)、北京理工大學(xué)、浙江大學(xué)、國防科技大學(xué)、該車裝有彩色攝像機(jī)、激光雷達(dá)、陀螺慣導(dǎo)定位等傳感器。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用兩臺Sun10完成信息融合、路徑規(guī)劃，兩臺PC486完成路邊抽取識別和激光信息處理，8098單片機(jī)完成定位計(jì)算和車輛自動駕駛。其體系結(jié)構(gòu)以水平式結(jié)構(gòu)為主，采用傳統(tǒng)的“感知建模規(guī)劃執(zhí)行”算法，其直線跟蹤速度達(dá)到20km/h，避障速度達(dá)到510km/h。智能車輛研究也是智能交通系統(tǒng)ITS的關(guān)鍵技術(shù)。目前，國內(nèi)的許多高校和科研院所都在進(jìn)行智能交通系統(tǒng)ITS（Intelligent Transport System）關(guān)鍵技術(shù)、設(shè)備的研究。隨著ITS研究的興起，我國已形成一支ITS技術(shù)研究開發(fā)的技術(shù)專業(yè)隊(duì)伍。并且各交通、汽車企業(yè)越來越加大了對ITS及智能車輛技術(shù)研發(fā)的投入，整個社會的關(guān)注程度在不斷提高。交通部已將ITS研究列入“十五”科技發(fā)展計(jì)劃和2010年長期規(guī)劃。相信經(jīng)過相關(guān)領(lǐng)域的共同努力，我國ITS及智能車輛的技術(shù)水平一定會得到很大提高。目前學(xué)術(shù)界對智能小車的研究也很多，桂林理工大學(xué)黃建能等[2]設(shè)計(jì)的無線遙控小車，其由四部分組成：主控模塊、無線通信模塊、電機(jī)驅(qū)動模塊和電源模塊。主控模塊采用STC89C52單片機(jī)作為處理器；無線通信模塊采用芯片 PT2262和 PT2272實(shí)現(xiàn)無線收發(fā)；用內(nèi)置兩個H橋的 L298芯片驅(qū)動直流電機(jī)實(shí)現(xiàn)對小車的控制，實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、后退，左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)以及加速、減速的動作。整個無線遙控小車系統(tǒng)具有體積小、成本低、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)，并具有一定的可擴(kuò)展性。于連國、李偉等[6]設(shè)計(jì)了自動往返的智能電動車，其采用 STC89C51 單片機(jī)作為小車的檢測和控制核心；使用紅外傳感器檢測跑道黑線并把反饋到的信號傳給單片機(jī)，能夠使小車在各區(qū)域均能按預(yù)定的速度行駛。智能小車設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述葛廣軍,楊帆[7]設(shè)計(jì)了一種能夠自動循跡的智能小車。該智能小車的控制系統(tǒng)以單片機(jī)MC912DG128為核心,由路徑識別、車速檢測、舵機(jī)控制、直流電機(jī)、電機(jī)驅(qū)動芯片LMD18200和電壓轉(zhuǎn)換芯片LM7525等模塊組成，并詳細(xì)闡述了控制系統(tǒng)的組成原理和軟硬件設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明：該控制系統(tǒng)具有循跡效果好、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。董濤,劉進(jìn)英等[8]設(shè)計(jì)并制作了一種具有紅外遙控、自動避障、智能尋徑等功能的智能小車，該車以玩具小車為車體,直流電機(jī)及其控制電路為整個系統(tǒng)的驅(qū)動部分，STC89C52單片機(jī)為整個系統(tǒng)的控制核心,采用IRM2638紅外一體接收頭接收控制信號實(shí)現(xiàn)對小車的遙控,加以多種傳感器以實(shí)現(xiàn)小車的自動避障與智能尋徑等功能，該小車還配備了兩塊數(shù)碼顯示管，以便實(shí)時觀察小車狀態(tài)。該小車工作穩(wěn)定，還可用于各種機(jī)器人比賽。姜寶華、齊強(qiáng)等[9]基于STC89C52RC單片機(jī)設(shè)計(jì)了一種遙控智能小車。小車具有自動、遙控兩種模式。該小車在遙控模式下小車可在1公里范圍遙控到達(dá)指定位置，并在手持設(shè)備上顯示小車位置坐標(biāo)；自動模式下在封閉環(huán)境輸入任意坐標(biāo)，小車可自動運(yùn)行到該位置?？梢灶A(yù)計(jì)，我國飛速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)實(shí)力將為智能車輛的研究提供一個更加廣闊的前景。我們要結(jié)合我國國情，在某一方面或某些方面，對智能車進(jìn)行深入細(xì)致的研究，為它今后的發(fā)展及實(shí)際應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。智能小車設(shè)計(jì)構(gòu)想智能車輛是集環(huán)境感知、規(guī)劃決策、多等級輔助駕駛等功能于一體的綜合系統(tǒng)，是智能交通系統(tǒng)的一個重要組成部分。本次設(shè)計(jì)對智能小車的控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一個基于路徑規(guī)劃處理的智能小車控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)智能小車最基本的兩個功能：循跡、避障。 主控系統(tǒng)方案1：采用可編程邏輯器件CPLD作為控制器。CPLD可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的 邏輯功能、規(guī)模大、密度高、體積小、穩(wěn)定性高、IO資源豐富、易于進(jìn)行功能擴(kuò)展。采用并行的輸入輸出方式，提高了系統(tǒng)的處理速度，適合為大規(guī)?？刂葡到y(tǒng)的控制核心。但本設(shè)計(jì)不需要復(fù)雜的邏輯功能，對數(shù)據(jù)的處理速度要求也不是非常高。且從使用及經(jīng)濟(jì)角度考慮我放棄了此方案。方案2：采用51單片機(jī)作為整個系統(tǒng)的核心[7]，用其控制行進(jìn)中的小車，以實(shí)現(xiàn)其既定的性能指標(biāo)。充分分析我們的系統(tǒng)，其關(guān)鍵在于實(shí)現(xiàn)小車的自動控制，而智能小車設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述在這一點(diǎn)上，單片機(jī)就顯現(xiàn)出來它的優(yōu)勢——控制簡單、方便、快捷。這樣一來，單片機(jī)就可以充分發(fā)揮其資源豐富、有較為強(qiáng)大的控制功能及可位尋址操作功能、價格低廉等優(yōu)點(diǎn)。因此，這種方案是一種較為理想的方案。綜上所述，我采用了方案二。 電機(jī)驅(qū)動模塊方案1：采用繼電器對電動機(jī)的開或關(guān)進(jìn)行控制,缺點(diǎn)是繼電器的響應(yīng)時間慢,易損壞,壽命較短,可靠性不高。方案2：采用電阻網(wǎng)絡(luò)或數(shù)字電位器調(diào)節(jié)電動機(jī)的分壓，從而達(dá)到分壓的目的。但電阻網(wǎng)絡(luò)只能實(shí)現(xiàn)有級調(diào)速，而數(shù)字電阻的元器件價格比較昂貴。更主要的問題在于一般的電動機(jī)電阻很小，但電流很大，分壓不僅回降低效率，而且實(shí)現(xiàn)很困難。方案3：采用功率三極管作為功率放大器的輸出控制直流電機(jī)。線性型驅(qū)動的電路結(jié)構(gòu)和原理簡單，加速能力強(qiáng)，采用由達(dá)林頓管組成的 H型橋式電路。用單片機(jī)控制達(dá)林頓管使之工作在占空比可調(diào)的開關(guān)狀態(tài)下，精確調(diào)整電動機(jī)轉(zhuǎn)速。這種電路由于工作在管子的飽和截止模式下，效率非常高，H型橋式電路保證了簡單的實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和方向的控制，電子管的開關(guān)速度很快，穩(wěn)定性也極強(qiáng)，是一種廣泛采用的 PWM調(diào)速技術(shù)。這種調(diào)速方式有調(diào)速特性優(yōu)良、調(diào)整平滑、調(diào)速范圍廣、過載能力大，能承受頻繁的負(fù)載沖擊，還可以實(shí)現(xiàn)頻繁的無級快速啟動、制動和反轉(zhuǎn)等優(yōu)點(diǎn)。因此決定采用使用功率三極管作為功率放大器的輸出控制直流電機(jī)。綜合考慮，本設(shè)計(jì)選擇了方案三。 循跡模塊方案1：采用簡易光電傳感器結(jié)合外圍電路探測，但實(shí)際效果并不理想，對行駛過程中的穩(wěn)定性要求很高，且誤測幾率較大、易受光線環(huán)境和路面介質(zhì)影響。在使用過程極易出現(xiàn)問題，而且容易因?yàn)樵摬考斐烧麄€系統(tǒng)的不穩(wěn)定。故最終未采用該方案。方案2：采用兩只紅外對管，分別置于小車車身前軌道的兩側(cè)，根據(jù)兩只光電開關(guān)接受到白線與黑線的情況來控制小車轉(zhuǎn)向來調(diào)整車向，測試表明，只要合理安裝好兩只光電開關(guān)的位置就可以很好的實(shí)現(xiàn)循跡的功能。方案3：采用三只紅外對管，一只置于軌道中間，兩只置于軌道外側(cè)，當(dāng)小車脫離軌道時，即當(dāng)置于中間的一只光電開關(guān)脫離軌道時，等待外面任一只檢測到黑智能小車設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述線后，做出相應(yīng)的轉(zhuǎn)向調(diào)整，直到中間的光電開關(guān)重新檢測到黑線（即回到軌道）再恢復(fù)正向行駛?，F(xiàn)場實(shí)測表明，小車在尋跡過程中有一定的左右搖擺不定，雖然可以正確的循跡但其成本與穩(wěn)定性都次于第二種方案。綜合考慮，本設(shè)計(jì)選擇方案二。 避障模塊方案1：采用一只紅外對管置于小車中央。其安裝簡易，也可以檢測到障礙物的存在，但難以確定小車在水平方向上是否會與障礙物相撞，也不易讓小車做出精確的轉(zhuǎn)向反應(yīng)。方案2：采用二只紅外對管分別置于小車的前端兩側(cè)，方向與小車前進(jìn)方向平行，對小車與障礙物相對距離和方位能作出較為準(zhǔn)確的判別和及時反應(yīng)。方案3：采用一只紅外對管置于小車右側(cè)。通過測試此種方案就能很好的實(shí)現(xiàn)小車避開障礙物，且充分的利用資源而不浪費(fèi)。綜合考慮，本設(shè)計(jì)選擇方案二。設(shè)計(jì)原理簡述 循跡原理這里的循跡是指小車在白色地板上循黑線行走，通常采取的方法是紅外探測法。紅外探測法，即利用紅外線在不同顏色的物體表面具有不同的反射性質(zhì)的特點(diǎn)，在小車行駛過程中不斷地向地面發(fā)射紅外光，當(dāng)紅外光遇到白色紙質(zhì)地板時發(fā)生漫反射，反射光被裝在小車上的接收管接收；如果遇到黑線則紅外光被吸收，小車上的接收管接收不到紅外光。單片機(jī)就是否收到反射回來的紅外光為依據(jù)來確定黑線的位置和小車的行走路線。紅外探測器探測距離有限，一般最大不應(yīng)超過15cm。對于發(fā)射和接收紅外線的紅外探頭，可以自己制作或直接采用集成式紅外探頭。當(dāng)小車在白色地面行駛時，裝在車下的紅外發(fā)射管發(fā)射紅外線信號，經(jīng)白色反射后，被接收管接收，一旦接收管接收到信號，那么圖中光敏三極管將導(dǎo)通，比較器輸出為低電平；當(dāng)小車行駛到黑色引導(dǎo)線時，紅外線信號被黑色吸收后，光敏三極管截止，比較器輸出高電平，從而實(shí)現(xiàn)了通過紅外線檢測信號的功能。將檢測到的信號送到單片機(jī)I/O口，當(dāng)I/O口檢測到的信號為高電平時，表明紅外光被地上的黑色引導(dǎo)線吸收了，表明小車處在黑色的引導(dǎo)線上；同理，當(dāng)I/O口檢測到的信號為低電平時，表明小車行駛在白色地面上。智能小車設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述開始前進(jìn)N是否檢測到黑線Y左轉(zhuǎn)Y判斷是否是左邊檢測到黑線N右轉(zhuǎn) 循跡流程框圖 紅外避障原理避障傳感器基本原理，和循跡傳感器工作原理基本相同，利用物體的反射性質(zhì)。在一定范圍內(nèi)，如果沒有障礙物，發(fā)射出去的紅外線，因?yàn)閭鞑ゾ嚯x越遠(yuǎn)而逐漸減弱，最后消失。如果有障礙物，紅外線遇到障礙物，被反射到達(dá)傳感器接收頭。傳感器檢測到這一信號，就可以確認(rèn)正前方有障礙物，并送給單片機(jī)，單片機(jī)進(jìn)行一系列的處理分析，協(xié)調(diào)小車兩輪工作，完成一個漂亮的躲避障礙物動作傳。躍遷到導(dǎo)帶，成為自由電子，同時產(chǎn)生空穴，電子—空穴對的出現(xiàn)使電阻率變小。光照愈強(qiáng)，光生電子—空穴對就越多，阻值就愈低。當(dāng)光敏電阻兩端加上電壓后，流過光敏電阻的電流隨光照增大而增大。入射光消失，電子空穴對逐漸復(fù)合，電阻也逐漸恢復(fù)原值，電流也逐漸減小。智能小車設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述開始前進(jìn)N左轉(zhuǎn)是否檢測到障礙物NY左紅外是否檢測到障礙物N左右紅外對管都檢測到障礙物YY右轉(zhuǎn)后退 紅外避障流程圖 總結(jié)及展望智能小車的研究、開發(fā)和應(yīng)用涉及傳感技術(shù)、電氣技術(shù)、電氣控制技術(shù)、智能控制等學(xué)科，智能控制技術(shù)是一門跨科學(xué)的綜合性技術(shù)，當(dāng)代研究十分活躍，應(yīng)用日益廣泛的領(lǐng)域。智能作為現(xiàn)代社會的新產(chǎn)物，是以后的發(fā)展方向，它可以按照預(yù)先設(shè)定的模塊在一個特定的環(huán)境里自動的運(yùn)行，可運(yùn)用于科學(xué)勘探等用途，無需人為的管理，便可以完成預(yù)期所要達(dá)到的或更高的目標(biāo)。智能機(jī)器人正在代替人們完成這些任務(wù)，凡不宜有人直接承擔(dān)的任務(wù)，均可由智能機(jī)器人代替，可以適應(yīng)不同環(huán)境，不受溫度、濕度等條件的影響，完成危險地段，人類無法介入等特殊情況下的任務(wù)，智能小車就是其中的一個體現(xiàn)。對于智能小車研究還可以從以下方向展開：在小車上裝攝像頭進(jìn)行實(shí)時視頻監(jiān)控采集，通過無線傳給遠(yuǎn)端的主機(jī)，主機(jī)可以發(fā)送命令給小車，執(zhí)行相應(yīng)的動作等等。還可以擴(kuò)展其他的模塊。就可以廣泛的應(yīng)用于科學(xué)研究、地質(zhì)勘探、危險搜索、智能救援等。智能小車設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述參考文獻(xiàn)[1] [J].無線互聯(lián)科技, 2011年3期 [2] Dickmanns E D, Seeing Passenger Car “VamorsP” Proc 1994 IEEE Symposia on Intelligent Press Piscataway,1994,10(5):6873 [3] Maurer ——An Advanced Platform for Visual Autonomous Road Vehicl :SPIEConfon Mobile Robots ,1994,12(3):239248 [4] Broggi A, Bertozzi M, Faseioli A et vehicle guidance:the experience of 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