嵌入式智能小車運動控制系統(tǒng)的研制.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,嵌入式系統(tǒng)在控制領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用,而基于嵌入式開發(fā)的智能車輛在智能交通系統(tǒng)(ITS)中也扮演著越來越重要的角色。本文以華南理工大學(xué)在廣州現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院的交通實驗室建設(shè)為背景,分析了智能小車的功能,并以Cortex-M3為主控制器,設(shè)計了一個集環(huán)境感知、規(guī)劃決策于一體的智能小車運動控制系統(tǒng)。
　　論文首先對智能小車的控制系統(tǒng)和各個功能模塊進行了詳細的分析,其次,根據(jù)小車的運動特性建立了其運動學(xué)模型,

2、為控制系統(tǒng)的設(shè)計提供了理論依據(jù),在跟蹤算法設(shè)計中,以車體偏離中心線的偏差與偏差率作為輸入設(shè)計了模糊控制器,結(jié)合光電傳感器反饋的速度值設(shè)計PID控制算法實行閉環(huán)控制,并使用Matlab工具進行仿真,驗證了模糊控制算法和PID控制算法的優(yōu)越性,再次,設(shè)計交通信號控制機與智能小車間的無線通信協(xié)議,實現(xiàn)智能小車對交通信號燈狀態(tài)的識別,最后,在Cortex-M3上移植uC/OS-II嵌入式實時操作系統(tǒng),編寫多任務(wù)程序?qū)χ悄苄≤嚨墓δ苣K進行管理,

3、提高了智能小車控制系統(tǒng)的實時性。
　　本論文的主要工作內(nèi)容如下:一、根據(jù)選用的主控制器和傳感器,設(shè)計了嵌入式系統(tǒng)控制電路。二、建立了智能小車的運動學(xué)模型,分別采用了模糊控制算法和PID算法對智能小車的舵機和驅(qū)動電機進行控制,并使用Matlab工具進行仿真實驗,驗證了控制算法的優(yōu)越性。三、分析了交通信號控制機系統(tǒng)的工作原理,并設(shè)計了信號控制機與智能小車之間的無線通信協(xié)議,實現(xiàn)了智能小車識別交通信號燈。四、通過移植uC/OS-II嵌入