文档介绍：分类号学号 M200971890
学校代码 1 0 4 8 7 密级
硕士学位论文
基于瑞萨 MCU 高速智能车模的
设计与实现
学位申请人:顾强
学科专业:控制理论与控制工程
指导教师:何顶新副教授
答辩日期:
A Thesis Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for the
Degree of Master of Engineering
Design and Implementation of the High-Speed
Car-Like Mobile Robot Based
on Renesas MCU
Candidate : Gu Qiang
Major : Control Theory and Control
Engineering
Supervisor : Prof. He Dingxin
Huazhong University of Science & Technology
Wuhan 430074,
February, 2012
独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得
的研究成果。尽我所知,除文中已经标明引用的内容外,本论文不包含任何其他
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体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
学位论文作者签名:
日期: 年月日
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本论文属于
不保密□。
(请在以上方框内打“√”)
学位论文作者签名: 指导教师签名:
日期: 年月日日期: 年月日
华中科技大学硕士学位论文
摘要
轮式移动机器人技术为工业界带来了持续的创新和高效的生产,并一直是学术研
究的重点。而智能车是轮式移动机器人技术与现代汽车技术结合的产物。随着智能车
技术的不断发展,汽车智能化已成为发展趋势。智能车技术可以实现包括识别道路、
自动驾驶等一系列功能,并且自动泊车技术已经应用于汽车工业。当前,通信技术、
传感器技术、嵌入式技术、自动控制技术的不断发展革新,极大地推动了智能车研究
的进步,也为智能车的设计和开发带来了新的挑战。本文以自制车模作为载体,设计
智能车模控制系统,并采用瑞萨单片机为核心,实现高速轨迹跟踪。
本文建立智能车模的运动学模型,提出两种不同的系统设计方案,通过仿真分别
测试不同系统的性能。在综合比较系统性能和复杂程度后,选择更稳定和简单的设计
方案加以实现。通过分析此方案的系统需求,本文提出高速智能车模的实现方案。文
中论述的智能车模由控制系统、舵机、光电传感器、编码器、4 台直流电机和自制碳纤
维机械结构组成。控制系统核心为瑞萨 H8/3048 单片机,通过采集光电传感器和编码
器的信号,计算智能车模的行驶姿态和速度,控制舵机和 4 台直流电机,实现高速轨
迹跟踪。
实验证明,整个系统拥有出色的动态性能和稳定性。同时,经过进一步的研究开
发,这台高速智能车模可以扩展为通用化移动机器人研究平台。也可以通过优化智能
车模的模型,进而建立相关仿真实验平台用于研究和应用。
关键词: 智能车模系统仿真嵌入式系统
I
华中科技大学硕士学位论文
Abstract
Wheeled mobile robot technology has brought continued innovation and efficient
production for industry, and has been a focus of academic research. Car-like mobile robot
(CLMR) is bination of wheeled mobile robot technology and modern automotive
technology.