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1、. . .基于GPS导航的自主行驶智能车模型设计毕业论文目 录摘 要 Abstract第一部分 调研报告11.1 学生教师简介 11.2 调研实证 11.3 毕业设计背景 21.3.1 车辆导航系统发展现状21.3.2 智能车发展现状31.4 企业概况 41.5 调研分析 41.6 结论 5参考文献 6第二部分 可行性论证报告72.1 设计目的72.2 方案论证72.2.1 发动机类型选择82.2.2 电池类型选择92.2.3 传动方案选择102.3 最终设计方案11参考文献 12第三部分 毕业设计计算书133.1 电动机选择 133.1.1 电动机类型选择133.1.2 电动机功率的计算13
2、3.1.3 电动机转速的计算143.2 计算总传动比和分配各级传动比 153.2.1 车辆总传动比的计算153.2.2 传动比的分配153.3 运动参数及动力参数的计算 163.3.1 各轴转速的计算163.2.2 各轴功率的计算163.2.2 各轴转矩的计算163.4 齿轮传动设计计算 173.4.1 圆柱齿轮传动设计计算173.4.2 锥齿轮传动设计计算223.5 传动轴设计和选择 253.5.1 万向联轴器样式选择253.5.2 传动轴设计263.5.3 转向机构设计26第四部分 智能车硬件设计294.1 系统硬件设计方案 294.1.1 ATmega2560-16U单片机介绍294.1
3、.2 ATmega2560-16U最小系统304.1.2 ATmega2560-16U最小系统304.1.3 I2c总线接口314.1.4 RS-232-C串口总线接口324.1.5 USB接口334.2 ATK-NEO-6M GPS模块 334.3 GY-86 10DOF传感器模块 354.3.1 HMC5883L磁场传感器354.3.2 MPU6050六轴陀螺仪36第五部分 智能车软件设计385.1 导航算法设计 385.1.1 导航原理385.1.2 程序流程图405.1.3 相关代码405.2 GPS程序设计 425.2.1 NMEA-0183协议425.2.2 程序流程图455.2.
4、3 相关代码455.3 六轴陀螺仪程序设计 475.3.1 基本原理475.3.2 程序流程图505.3.3 相关代码515.4 磁场强度传感器程序设计 525.4.1 基本原理525.4.2 程序流程图565.4.3 相关代码575.5 舵机控制程序设计 615.5.1 基本原理615.5.2 程序流程图635.5.3 相关代码63结 论66致 谢67参考文献68.参考资料.CONTENTS摘 要 Abstract1. Research report11.1 The introduction of students and teachers 11.2 Examine object evide
5、nce 11.3 Graduation design background 21.3.1 Current situation of the development of vehicle navigation system21.3.2 The current situation of the development of intelligent vehicles31.4 Company profile 41.5 Research analysis 41.6 Conclusion5Reference62. Feasibility report72.1 Design goal72.2 Porject
6、 approachment72.2.1 The engine type selection82.2.2 The battery type selection92.2.3 Transmission scheme selection102.3 The final design scheme11Reference123. Graduation design calculation133.1 Motor selection133.1.1 Motor type selection133.1.2 Calculation of motor power133.1.3 The calculation of mo
7、tor speed143.2 Calculate the total transmission ratio and distribution ratio at all levels 153.2.1 The calculation of gross vehicle transmission ratio153.2.2 The distribution of the velocity ratio153.3 The calculation of motion parameters and dynamic parameters 163.3.1 The calculation of the shaft s
8、peed163.2.2 The calculation of the shaft power163.2.2 The calculation of the shaft torque163.4 Gear transmission design and calculation 173.4.1 Cylindrical gear transmission design and calculation173.4.2 Bevel gear transmission design and calculation223.5 The shaft design and selection 253.5.1 Unive
9、rsal coupling style choice253.5.2 Design of the shaft263.5.3 Steering mechanism design264. Smart car hardware design294.1 The system hardware design 294.1.1 ATmega2560-16U chip introduction294.1.2 ATmega2560-16U minimum system304.1.3 I2c bus314.1.4 RS-232-C bus324.1.5 USB port334.2 ATK-NEO-6M GPS mo
10、dule 334.3 GY-86 10DOF sensor module 354.3.1 HMC5883L compass sensor354.3.2 MPU6050 gyro365. Smart car software design385.1 Navigation algorithm design 385.1.1 Navigation principle385.1.2 Program flow chart405.1.3 Reference code405.2 The GPS program design 425.2.1 NMEA-0183 agreement425.2.2 Program
11、flow chart455.2.3 Reference code455.3 Six axis of gyroscope program design 475.3.1 Fundamental475.3.2 Program flow chart505.3.3 Reference code515.4 The intensity of magnetic field sensors program design 525.4.1 Fundamental525.4.2 Program flow chart565.4.3 Reference code575.5 The steering gear contro
12、l program design 615.5.1 Fundamental615.5.2 Program flow chart635.5.3 Reference code63Conclusion66Thanks67Reference68.参考资料.第一部分 调研报告1.1 学生、教师简介表1-1 学 生 简 介专业班级学号卞用方机械电子工程机电11-22011022508表1-2 指 导 教 师 简 介姓 名工作单位职 称学校导师林海鹏科技大学副教授企业导师发展道通智能航空工程师1.2 调研实证图1-1 在道通科技实习1.3 毕业设计背景毕业设计题目：基于GPS导航的自主行驶智能车模型设计随着世
13、界科技与军事发展，以及电子计算机，控制理论，人工智能等学科的长足进步，移动机器人技术取得了突飞猛进的发展。特别是在我们赖以生存的陆地上，无人设备的研究十分广泛，自主行驶智能车属于陆地移动机器人的一种，目前也是全世界研究的热点。现如今在航天领域，人类登陆地外行星已不是难事，而智能车可以在外星球进行勘探，采集样本，采矿等工作；在军事领域，智能车可以代替士兵在高位地区完成侦查，救援，排雷等任务；在民用方面，自动或辅助驾驶可以减少驾驶员的工作量，避免疲劳驾驶，从而可以减少交通事故。智能车还可以让残疾人拥有自己的汽车，帮助他们自由行动。由此看来无论从人类科技的发展，军事或者民用领域上自主无人车研究都是大
14、势所趋。11.3.1 车辆导航系统发展现状目前，车辆导航技术已经比较成熟，尤其以美国发展最为先进，相对比较发达的国家都已经建立自己的ITS（Intelligent Transport System），我国智能交通系统发展在二十世纪九十年代，目前我国政府、企业和研究机构也高度重视ITS的发展和建立，同时也设立了自己的ITS机构2。卫星导航定位系统主要有有美国的全球定位系统GPS（Global Positioning System）、俄罗斯的全球导航卫星系统GNSS（Global Navigation Satellite System)、欧盟的伽利略导航卫星系统GALILEO（Galileo satellite navigation system）和我国自主研发北斗卫星导航系统BDS（BeiDou Navigation Satellite System）。对于GPS系统而言，美国已经制定出到2020年GPS的现代化规划。目前全球约有2000
