摘要：随着经济的快速发展人工搬运货物已经不能满足社会的需要，目前世界上许多国家都在积极进行智能车辆的研究和开发设计。智能小车，是指通过内部和外部传感器以识别外部环境信息及其自身状态，在有障碍的复杂环境中，通过动态决策和规划，以实现自主运动从而完成相应操作的机器人系统。它融合了传感器、信息融合、通信接口、导航控制人工智能以及自动控制等一系列高新技术。从某种意义上来说，智能搬运小车的技术水平的高低反映了这个国家的综合技术实力。
具有自动循迹、避障和可控行驶等诸多功能，且可以根据实际需求来不断完善、增加特色化功能的智能小车改善了许多相关产业的工作形式，提升了工作效率，也大幅度影响并提高了人们的生产生活质量
本文主要通过对目前主流的智能小车设计方法进行总结，分析智能小车各个部分的设计方法。
关键词：智能小车 树莓派 路径规划 避障
引言
自动化和信息化是当今世界的发展趋势,伴随着自动化和信息化技术的不断进步,出现了机器人技术。各科研机构和学术单位陆续研发出各种类型的工业机 人,智能小车作为工业机器人中一个重要研究方向,日益引起人们的关注。一般来说,智能小车可以实现按照预先设定的轨迹自动完成循迹功能,在一些复杂恶劣以及人类无法正常工作的环境中,智能小车可以进行此类探测任务。目前,智能小车广泛应用于国防科技、工业生产、仓储、物流等相关领域,并且发挥了巨大的作用[4]。
智能小车是利用通信、信息传输、导航、遥感、 人工智能、自动控制等高端技术实现对周围环境的感知、规划和智能驱动的高新技术综合体，在科研、民用和军用方面大量应用，也为处理道路交通 安全提供了新的思路。它涉及电子、机械学、光 学、力学等方面的知识，在国家或地方大学生电子 设计竞赛中经常会出现智能小车集光、机、电于一 体的课题研究。简单的智能小车，在各种传感器 相互协同下，利用已经开发好的系统可以实现自 行行走，如前进、后退、左转、右转、加速、减速、避 障等[2]
2 研究现状
目前在智能小车控制系统的设计上，方法和形式是具有多样性的，在智能化、自动化、多样化、实用化等方面已经取得了巨大成就。并且很多设计已经在诸多行业中取得了应用。以下将分析目前智能小车各个部分常用的设计方1
2.1国外研究现状
早期的智能小车出现于19世纪50年代，由美国 Barrett公司设计研发，作为简单的搬运机器人被应用于工业生产中以提升物料运输效率，降低工人劳动强度[9]。这一革命性的发明拉开了智能小车时代的序幕，其相关研究在发达国家开始呈现蓬勃发展的趋势。关于小车“智能化”的概念是美国的一些科学家于上世纪 60 年代提出来的，而国外许多大型的科技公司、研究所纷纷在智能小车领域的研发投入大量财力、精力和人力。其中最具代表性的有微软、谷歌以及 IBM 三家公司，他们连续推出自己公司设计出的新型智能小车。随着科技水平的提高，人们开始对智能小车的路径自动规划和智能避障等方向进行研究[20]。
科学家们普遍认为，在设计智能小车的过程中，如何实现自主避障功能是非常重要的。他们希望智能小车能够采集到复杂多变的环境信息，并以此为依据对避障规划进行分类：①局部规划，在智能小车所处环境未知的情况下，以采集到的实时环境信息为依据来分析数据并进一步规划路径；②全局规划，显然地，这是在小车行车路径中的所有障碍物的信息数据均已获取的情况下制定最为科学合理的路径[12]。为了实现智能小车有效地避开障碍，J. Holland 在 70 年代以进化论中的“物竞天择、适者生存”为依据提出了著名的遗传算法[27]，顾名思义，就是借助变异、交叉以及选择等对程序的运算过程进行控制。
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