文档介绍：设计(论文)
题目
基于单片机的简易智能车控制系统
设计(论文)
类型(划“√”)
工程设计
应用研究
开发研究
基础研究
其它
√
本课题的研究目的和意义
其专业知识涉及控制、模式识别、传感技术、汽车电子、电气、计算机、机械等多个学科,对学生的知识融合和实践动手能力的培养,对高等学校控制及汽车电子学科学术水平的提高,具有良好的长期的推动作用。随着赛事的逐年开展,将不仅有助于大学生自主创新能力的提高,对于相关学科领域学术水平的提升也有一定帮助,最终将有助于汽车企业的自创新,得到企业的认可。研究面向城市环境的无人自动驾驶车辆,旨在为未来的城市提供一种灵活、高效、安全、环保的新型公共交通工具。经过研究,人们发现如果能把人放置在车——路系统之外,便可以比较容易降低事故率。因此,车辆自动驾驶是智能交通系统的重要组成部分。
二、本课题的主要研究内容(提纲)
本课题要完成在基于单片机的自动控制器控制模型车在封闭的跑道上自主运行一圈,在保证模型车运行稳定及不跑出跑道的前提下,跑完一圈的时间越小越好。
具体的研究内容有:
道路识别模块的设计. 选择满足设计要求的传感器,进行相应的分析和计算
电机驱动模块的设计与实现。通过电机驱动模块控制驱动电机两端电压可以使模型车加速,也可对模型车减速,可以使用大功率晶体管、全桥或者半桥电路,输出PWM波形实现对于电机的控制。
舵机的设计与实现。
主控制器的选择。根据所选器件的兼容性,功耗要求等选择满足要求的控制器。
速度检测模块的设计。车速检测,对车速进行闭环反馈控制,选择合适的电路使模型车运行的更精确。
电源的设计。根据各个模块的电源要求设计所需要的稳压电源。
调试电路的设计。调试电路用于模型车开发调试阶段,可以显示模型车控制电路的各种信息以及工作参数,而且还可以对工作参数进行现场修改。
显示模块的设计。
9. 根据算法设计实现硬件电路的设计以及软件模块的设计。,软件模块的设计。软件部分主要有MSP430F149单片机的时钟初始化;PWM模块的应用;外部中断模块;定时器模块捕捉功能的实现;AD模块的应用;模糊PID控制算法的实现。

文献综述(国内外研究情况及其发展)
国外概况
美国国防远景研究规划局 DARPA 从 2004 年开始举办无人车大奖赛,以百万美元的奖金吸引各大高校和企业参与无人驾驶车辆的研究工作。2004 年的比赛在沙漠中进行。但在全长近 250 公里的路线上,最远的一队也仅仅跑了公里而已。2005年的比赛有 5 辆车完成比赛,斯坦福大学 Sebastian Thrun 教授带领的 Stanford RacingTeam 的 Stanley 赛车获得冠军,他们使用了一辆改装过的大众途锐 R5 柴油车。2006年的比赛难度再次加大,从沙漠移到了城市里,在加州的 Victorville,队伍完全被置身于真实的道路状况之中,包括避让,拥堵,加入车流和遵守交通规则等。卡内基梅隆大学最终获得冠军和 200 万美元的奖励,斯坦福获得第二名和 100 万美元,而第三名被维吉尼亚理工学院夺得。2007 年底在加利福尼亚维克托维尔举办了第三届智能汽车大赛。一款经过改装的智能化雪佛兰——太和运动型多功能车在无人操控的情况下行驶了 6 个小时,行程 60 英里(约 96 公里),夺得大赛冠军。美国国防部希望智能汽车最能够用于军事,以使士兵更加安全;汽车制造商认为,人工智能系统将能帮人们驾驶,最终完全承担驾驶任务;研究者希望他们的技术将有助于减少交通事故。韩国大学生智能模型车竞赛是韩国汉阳大学汽车控制实验室在飞思卡尔导体公司资助下举办的以 HCS12 单片机为核心的大学生课外科技竞赛。组委将提供一个标准的汽车模型、直流电机和可充电式电池,参赛队伍要制作一能够自主识别路线的智能车,在专门设计的跑道上自动识别道路行驶,跑完整个赛程用时最短且技术报告评分较高的参赛队为获胜者。制作智能模型车,要参赛队伍学习和应用嵌入式软件开发工具软件 Codewarrior 和在线开发手段自行设计和制作可以自动识别路径的方案、电机的驱动电路、模型车的车速传感电路、模型车转向伺服电机的驱动以及微控制器MC9S12DP256 控制软件编程,等等。其专业知识涉及控制、模式识别、传感技术、汽车电子、电气、计算机、机械等多个学科,对学生的知识融合和实践动手能力的培养,对高等学校控制及汽车电子学科学术水平的提高,具有良好的长期的推动作用。
随着赛事的逐年开展,将不仅有助于大学生自主创新能力的提高,对于相关学科领域学术水平的提升也有一定帮助,最终将有助于汽车企业的自创新,得到企业的认可。
上海交通大学、法国国家信息与自动化研究所(INRIA)和葡萄牙 Coimbra 大学联合