rs232串口智能小車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)-大學(xué)畢業(yè)論文畢業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)位論文范文模板參考資料-文庫吧資料
2024-12-07 06:10本頁面
【正文】 微分，即分 為 k 步來 ? 完成需要行走的路線，每一步轉(zhuǎn)過的角度為 ? 。 RS232 串口智能小車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12 圖 6 智能小車以半徑為 R 的弧線運(yùn)動(dòng) 如圖 6 所示， ICC 為小車曲線運(yùn)動(dòng)的圓心， n 時(shí)刻到 n+1 時(shí)刻小車的中心 分別為 O 和 O’ ,與水平方向的夾角分別為 ??n? 和 ? ?1n? ? 。如果先給出小車的起始位置、終點(diǎn)位置和弧線的圓心位置（即給出了圓 弧的半徑），則這段圓弧就被確定下來。因此這里只分析圓弧控制的情況。 2. 智能小車的弧線行走 沿一弧線行走是智能小車運(yùn)動(dòng)軌跡的一種常見情況。 圖 5 直線控制情況 若要使智能小車直線行走即保持 ? ? ? ?1nn???? ，根據(jù)? ? ? ?1 nnn? ? ?? ? ? ?，其中 n?? 為在 n+1 時(shí)刻的變動(dòng)量，根據(jù)條件可知， 0n???，然而根據(jù) ? ?11n n nSSb? ?? ? ? ? ?（ b 為 2 個(gè)驅(qū)動(dòng)輪之間的橫向距離， nS? 和 1nS?? 分別是右輪和左輪從 n 時(shí)刻到 n+1 時(shí)刻之間行走的距離，當(dāng)車輪正向轉(zhuǎn)動(dòng)是為正值反轉(zhuǎn)時(shí)為負(fù)值）。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’ 。下面對幾種簡單的運(yùn)動(dòng)軌跡形式進(jìn)行分析。而每一復(fù)雜的運(yùn)動(dòng) 都是有若干個(gè)簡單運(yùn)動(dòng)合成，也就是說智能小車 能走出什么樣的軌跡完全是由最基本的基本的運(yùn)動(dòng)軌跡形式擬合而成。對于智能小車來講，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)是其控制系統(tǒng)的關(guān)鍵一環(huán)，而精確的位置知識則是這一環(huán)節(jié)的基本的問題。 由上面各式，可以得到以 ??Mt? 為輸出量 ， ??aUt為輸入量的? ? ? ? ? ?MM L G es dtT t T t J dt???RS232 串口智能小車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10 有關(guān)直流電機(jī)的微分 方程如下式： ? ? ? ? ? ?? ? ? ?22LM a a a LMa Ge s M E Md T tK U t L R T tdtdtL J K K tdt? ?? ? ?? 對上式進(jìn)行拉普拉斯變換，可得 ? ? ? ? ? ?? ? ? ?2M a a L a La G e s M M E MK U s L s T s R T sL J s s K K s? ? ?? ? ? ? ? 將個(gè)參數(shù)值代入上式整理后可得 ? ? ? ? ? ?? ?? ?8 9 82 10 10 10 146 3 841 0aLMU s s T ss s s? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? 分別令 ? ? 0aUs? 和 ? ? 0LTs? 可得 ? ? ? ?? ? 81 2 2 .9 1 08 .3 6 1 4 6 3 8 4 1 0Ma sGs U s s s? ??? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? 982 28 .8 1 0 1 .5 4 1 08 .3 6 1 4 6 3 8 4 1 0Ma s sGs U s s s? ? ? ? ??? ? ? ? ? 上式 ??1Gs是以速度為輸出電樞電壓為輸入是的傳遞函數(shù) ， 式??2Gs是以速度為輸出負(fù)載轉(zhuǎn)矩為輸入時(shí)的傳遞函數(shù)。 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。一次選用第四種方案。 平面度較容易達(dá)到，方便控制，容易實(shí)現(xiàn)，并且操作流暢，完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求 。 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。 圖 2 第三種方案 采用兩個(gè)萬向輪 （如圖 3） 前后控制方向，通過差速控制來實(shí)現(xiàn)小車的轉(zhuǎn)彎與前進(jìn)后退等其他功能。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)主要是研究串口控制智能小車，如果采用履RS232 串口智能小車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6 帶只會(huì)徒增成本，并且控制進(jìn)一步難以實(shí)現(xiàn)。 采用四輪機(jī)構(gòu)需要變速裝置，機(jī)構(gòu)需要精確安裝， 并且機(jī)構(gòu)需要考慮齒輪之間的間隙，變速比齒輪選擇等問題，操 作較為困難，安裝且不是很方便，現(xiàn)在市場有直接帶變速的直流電機(jī)，操作方便簡單，且易實(shí)現(xiàn)控制，使操作更流暢。 RS232 串口智能小車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5 2 總體設(shè)計(jì) 方案對比分析 本設(shè)計(jì)主要有三種方案進(jìn)行對比分析： 第一種方案 采用四輪 驅(qū)動(dòng) （如圖 1） 來實(shí)現(xiàn)小車的左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)以及前進(jìn)后退等功能。 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。如果檢測到左右車道標(biāo)志線，就可以利用左右標(biāo)志線來估計(jì)車道中心線；否則也可以利用估計(jì)的車道寬度及相關(guān)可視標(biāo)志來估算中心線。前幾幀檢測的車道標(biāo)志線數(shù)據(jù)也用來決定下一步興趣熱點(diǎn)區(qū)域，以簡化圖像處理。利用一臺安裝在后視鏡處的 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。美國俄亥俄州立大學(xué)智能交通研究所所研發(fā)的三輛智能原型車輛，配備不同的傳感器來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)融合和錯(cuò)誤檢測技術(shù)：基于視覺的系統(tǒng)；雷達(dá)系統(tǒng)（檢測與車道的橫向位置）；激光掃描測距器（障礙物檢測）；其他傳感器，如側(cè)向雷達(dá)、轉(zhuǎn)向陀螺儀。這是一個(gè)雙目視覺系統(tǒng)，具有極高的穩(wěn)定性，同時(shí)還包括一些其他種類的傳感器：三個(gè)加速度計(jì)、一個(gè)車輪位置 編碼器（可作為里程表或速度計(jì)），在 VaMoRs 車中， GPS 接收機(jī)可以實(shí)現(xiàn)車輛位置的初步估算。 1988 年，在都靈的 PROMETHEUS 項(xiàng)目第一次委員會(huì)會(huì)議上，智能車輛維塔（ VITA， 7t）也進(jìn)行了展示，該車可以自動(dòng)停車、行進(jìn)，并可以向后車傳送相關(guān)駕駛信息。在 1985 年，第一輛 VaMoRs 智能原型車輛就已經(jīng)在戶外高速公路上以 100km/h 的速度進(jìn)行了測試。 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。在世界科 學(xué)界和工業(yè)設(shè)計(jì)界中，眾多的研究機(jī)構(gòu)正在研發(fā)智能車輛，其中具有代表性的智能車輛包括意大利 MOB－ LAB 的研究。 1974 年，瑞典的 Volvo Kalmar 轎車裝配工廠與 Schiinder－ Digitron 公司合作，研制出一種可裝載轎車車體的 AGVS，并由多臺該種 AGVS 組成了汽車裝配線，從而取消了傳統(tǒng)應(yīng)用的拖車及叉車等運(yùn)RS232 串口智能小車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 輸工具。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。 另外，我國清華大學(xué)、北京理工大學(xué)等單位也正在研發(fā)智能車輛。轎車自主駕駛的基本原理是仿人駕駛。中國第一汽車集團(tuán)公司和國防科技大學(xué)機(jī)電工程與自動(dòng)化學(xué)院于 2020年 7月研制成功 我國第一輛自主駕駛轎車。課題組已開發(fā)出 JLUIV— JLUIV— JLUIV— 3 三種型號的自動(dòng)引導(dǎo)車輛，其中JLUIV— 3 實(shí)用型視覺導(dǎo)航 AGV 已投入工廠進(jìn)行中試，并得到吉林省科委“新型視覺引導(dǎo)
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