智能小车硬件系统的设计(基于单片机)文献综述

 2021-11-08 22:17:17

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研究背景:从外观上看,智能小车系统主要表现为由一系列的硬件组成,包括组成车体的底盘、轮胎、舵机装置、马达装置、道路检测装置、测速装置和控制电路板等。智能小车是一种高新技术的集成体,它融合了机械、电子、传感器、计算机硬件、软件、人工智能等许多学科的知识,涉及到当今许多前沿领域的技术。

国内背景:智能小车的发展主要是在自动化控制领域,一些大中专院校为了培养学生动手及编程能力,同时提高学生的兴趣,为智能小车控制领域提供了环境。同时一些比较大型的比赛,如全国电子设计大赛开始采用这类的题目,虽然都是用小车,但是控制方式都是不一样的,再比如飞思卡尔杯智能汽车竞赛,采用先进的摄像头采集黑线线路,此时要求芯片的运算速度是非常高的。我国智能车辆技术方面的研究开始于20世纪80年代,虽然与发达国家存在一定的技术差距,但是我国也取得了一系列的成果,主要有:

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于2003年研制成功了我国第一辆自主驾驶轿车。该自主驾驶轿车在正常交通情况下,行驶在高速公路上最高稳定速度为12km/h,最高峰值速度可达到170km/h,并且具有超车功能,其总体技术性能和指标已经达到了世界先进水平。

上海交通大学应用现代控制理论设计出了一种自动驾驶汽车模型,该模型在汽车系统的动力学建模的基础之上,设计了自动驾驶的专项系统,它能根据弯道的弯曲变化程度实时的计算出车辆的转向盘角度,控制车辆按照预设道路行驶。

吉林大学设计并制造了一辆用CCD识别地面铺设的条状路标导航的智能车辆,车辆由图像识别、行驶、转向、制动、避障和其他辅助系统组成。目前,该车可以稳定的跟踪直线、弧线、S型线等轨迹自动行驶,车速可达20km/h。

只能车辆研究也是智能交通系统ITS的关键技术。目前,国内的许多高校和科研院所都在进行ITS关键技术、设备的研究,随着ITS研究的兴起,我国已形成了一支ITS技术研究开发的专业技术队伍。并且各个交通、汽车企业越来越加大对ITS及智能车辆技术研究的投入,整个社会的关注程度在不断提高。相信相关领域的共同努力,我国ITS及智能车辆的技术水平一定会得到很大的提高。

国外背景:国外智能车辆的研究历史较长,始于上世纪50年代,他的发展历程大致可以分为三个阶段:

第一阶段:20世纪50年代是智能车辆研究的初始阶段。1954年,美国Barrett Electronic 公司研究开发出了世界上第一台自主引导车系统,该系统只是一个运行在固定线路上的拖车式运货平台,但它却具有了智能车辆最基本的特征即无人驾驶。早起研制该系统的目的是为了提高仓库运输的自动化水平,应用领域仅局限于仓库内的物品运输,随着计算机的应用和传感器技术的发展,智能车辆的研究不断得到新的发展。

第二阶段:从80年代中后期,世界主要发达国家对智能车辆开展了卓有成就的研究,在欧洲,普罗米修斯项目于1986年开始了在这个领域的探索,在美洲,美国于1995年成立了国家自动高速公路系统联盟,其目标之一就是研究发展智能车辆的可行性,并促进智能车辆技术进入实用化,在亚洲,日本于1996年成立了高速公路先进巡航/辅助驾驶演剧协会,主要目的是研制自动车辆导航的方法,促进日本只能车辆的整体进步。进入80年代中期设计和制造智能车辆的浪潮席卷了全世界,一大批世界著名的公司开始研制智能车辆平台。

第三阶段:从90年代开始,智能车辆进入了深入、系统、大规模的研究阶段。最为突出的是,美国卡耐基梅隆大学机器人研究所一共完成了Navlab系列的自主车的研究,取得了显著的成就。

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