1、毕业设计开题报告智能小车路径跟踪及防碰 撞控制系统开发指导老师：王登贵主讲人：税 静目录本课题的研究意义国内外研究现状与发展趋势本课题研究内容及拟解决的问题本设计的方框图各模块的作用一 本课题研究的意义 随着计算机技术、控制技术、信息技术的快速发展，工业的生产和管理进入了自动化、信息化和智能化时代，智能化已经成为时代发展的需要。智能汽车是一种正在研制的新型高科技汽车，这种汽车不需要人去驾驶，人只舒服地坐在车上享受这高科技的成果就行了。 在柔性自动化生产线、智能仓储管理及物流配送等领域。当生产现场环境恶劣时，人工不能完成的任务如物料运输和装卸等，可采用智能寻迹小车完成相应的任务。基于生产现场和日
2、常生活的实际需要，研究和开发智能小车寻迹系统具有十分重要的意义。该项目的研究可以应用于机车头灯自动寻迹、工厂自动化、仓库管理、智能玩具和民用服务等领域，可提高劳动生产效率，改善劳动环境 .二 国内研究动态 我国开展智能车辆技术方面的研究起步较晚，开始于 20世纪 80年代。而且大多数研究处在于针对某个单项技术研究的阶段。虽然我国在智能车辆技术方面的研究总体上落后于发达国家，并且存在一定得技术差距，但是我们也取得了一系列的成果，主要有： （ 1）中国第一汽车集团公司和国防科技大学机电工程与自动化学院与 2003年研制成功我国第一辆自主驾驶轿车。 （ 2）南京理工大学、北京理工大学、浙江大学、国防
3、科技大学、清华大学等多所院校联合研制了 7B.8军用室外自主车，该车装有彩色摄像机、激光雷达、陀螺惯导定位等传感器。 可以预计，我国飞速发展的经济实力将为智能车辆的研究提供一个更加广阔的前景。因此，对智能小车进行深入细致的研究，不但能加深课堂上学到的理论知识，更能将理论转化为实际运用，为将来打下坚实的基础。三 国外研究动态 从 20世纪 70年代，美欧等发达国家开始进行无人驾驶汽车的研究，大致可以分为二个阶段 :军事用途、高速公路环境和城市环境。在军事用途方面，早在 80年代初期，美国国防部就大规模资助自主陆地车辆 ALV （ Autonomous LandVehicle)的研究。 进入 21
4、世纪，为促进无人驾驶车辆的研发，从 2004年起，美国国防部高级研究项目局 (DARPA)开始举办机器车挑战大赛 (Grand Challenge)。该大赛对促进智能车辆技术交流与创新起到很大激励作用。 在 2005年的第二届比赛中，主办方只在赛前 2小时提供一张光盘，上面提供了比赛路线上 2935个 “ 路点 ” 的方位与海拔等详细资料。整个赛道有急转弯、隧道、路口还有山路，比赛要求参赛车辆能够自主完成全部路程。最终斯坦福大学的 “ 斯坦利” ，获得了第 1名。具有 6个奔腾 M处理器的电脑完成 “ 斯坦利” 的所有程序的处理。车辆移动时， 4个激光传感器、一个雷达系统、一组立体摄像头和一个
5、单眼视觉系统感知周围的环境 。 四 发展趋势 美国电气和电子工程师协会（ IEEE）预测，本世纪中叶前，无人驾驶汽车将占据全球汽车保有量的75%，汽车交通系统概念将迎来变革，交通规则、基础设施都将随着无人驾驶汽车的出现而发生剧变，智能汽车可能颠覆当前的汽车交通运输产业运作模式。汽车行业著名咨询机构 IHS发布预测报告称，“ 通过电脑系统实现无人驾驶的智能汽车 ” ，其发展速度正在赶超纯电动汽车， 2030年左右将走进寻常百姓家， 2040年销量将达到 1180万辆，占同期全球汽车市场总销量的 9%。以往在科幻大片中才能见到的无人驾驶汽车似乎离我们的现实生活越来越近了。五 本课题的基本内容 比较
6、与论证智能小车路径跟踪及防碰撞控制系统控制电路系统总体方案。 熟悉各种传感器、 51、 k60单片机的工作原理和特点。 实现智能小车控制电路的原理图设计。 设计 MK60DN512ZVLL10 主控模块，电机驱动模块，电源管理模块的 PCB板 实现智能小车自动寻迹。 实现智能小车避障功能。 实现智能小车遇障碍不能通过的情况下，蜂鸣器报警。六 拟解决主要问题 如何实现智能小车的转向闭环控制，灵活的控制车速。 如何实现智能小车的速度闭环控制，自动的控制智能小车加减速。 智能小车算法以及实现。 智能小车控制电路设计以及实现摄像头MK60DN256ZVLL10电机驱动速度检测陀螺仪辅助调试 电源管理蜂
7、鸣警报舵机转向本设计的方框图各模块的作用 MK60DN512ZVLL10 主控模块：智能车系统以 MK60DN512ZVLL10 为控制核心，将采集摄像头、编码器等传感器的信号，根据控制算法做出控制决策，驱动直流电机和舵机完成对智能汽车的控制并实现了单片机硬件的最优化设计和单片机资源的合理化使用。 摄像头模块：可以通过一定的前瞻性，提前感知前方的赛道信息，为智能汽车做出决策提供必要的依据和充足的反应时间。 电源管理模块：为整个系统提供合适而又稳定的电源。 电机驱动模块：驱动直流电机完成智能汽车的加减速控制。 速度检测模块：检测反馈智能汽车轮的转速，用于速度的闭环控制。 陀螺仪模块：用于坡道检测，辅助智能车过坡。 舵机转向模块：控制舵机，完成智能车转向控制。 辅助调试模块：主要用于智能汽车系统的功能调试、赛车状态监控
