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1、河河南南理理工工大大学学 毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）任务书 专业班级 学生姓名 一、题目 智能车控制系统设计 二、起止日期 年 月 日至 年 月 日 三、主要任务与要求 指 导 教 师 职称 学 院 领 导 签字（盖章） 年 月 日 河南理工大学毕业设计说明书 河河南南理理工工大大学学 毕业设计（论文）评阅人评语毕业设计（论文）评阅人评语 题目 智能车控制系统设计 评 阅 人 职称 工作单位 年 月 日 河南理工大学毕业设计说明书 河河南南理理工工大大学学 毕业设计（论文）评定书毕业设计（论文）评定书 题目 智能车控制系统设计 指 导 教 师 职称 年 月 日 河南理工大学毕业设计
2、说明书 河河南南理理工工大大学学 毕业设计（论文）答辩许可证毕业设计（论文）答辩许可证 答辩前向毕业设计答辩委员会（小组）提交了如下资料： 1、设计（论文）说明 共 页 2、图纸 共 张 3、指导教师意见 共 页 4、评阅人意见 共 页 经审查， 专业 班 同学所提交 的毕业设计（论文），符合学校本科生毕业设计（论文）的相关规定， 达到毕业设计（论文）任务书的要求，根据学校教学管理的有关规 定，同意参加毕业设计（论文）答辩。 指导教师 签字（盖章） 年 月 日 根据审查，准予参加答辩。 答辩委员会主席（组长） 签字（盖章） 年 月 日 河南理工大学毕业设计说明书 河河南南理理工工大大学学 毕业
3、设计（论文）答辩委员会（小组）决议毕业设计（论文）答辩委员会（小组）决议 电气 院（系） 自动化 专业 班 同学的毕业设计（论文）于 年 月 日进行了答辩。 根据学生所提供的毕业设计（论文）材料、指导教师和评阅人 意见以及在答辩过程中学生回答问题的情况，毕业设计（论文）答 辩委员会（小组）做出如下决议。 一、毕业设计（论文）的总评语 二、毕业设计（论文）的总评成绩： 三、答辩组组长签名： 答辩组成员签名： 答辩委员会主席： 签字（盖章） 年 月 日 河南理工大学毕业设计说明书 摘要 本文主要介绍了智能小车控制系统的软硬件设计及开发过程。车模系统 的简单工作原理是单片机收集红外传感器返回来的赛道
4、信息，通过相应运算 后，软件判断其有效性，结合控制算法控制随动舵机给出合理舵值，控制前 轮舵机转向，单片机再给出合适的 PWM 波占空比以控制电机转速。 小车设计主要包括硬件电路设计和软件控制设计两大部分。此智能车系 统采用模块化设计思想，完成了系统硬件电路的设计，其主要包括核心控制 模块、电源管理模块、电机驱动模块、舵机控制模块、车速检测模块、路径 识别模块等。本系统以 16 位微处理器 MC9S12DG128 为控制核心， MC9S12DG128 微控制器是 M68HCS12 系列 16 位单片机中的一种，其内部结构 主要有单片机基本部分和 CAN 功能块部分组成。 为了提高系统的运行性能
5、，对转向控制策略、行驶速度控制策略及后轮 驱动闭环 PID 控制算法策略等进行了详细分析与设计。在此基础上，完成 了系统软件的具体设计和实现。 关键字关键字：模块化 PID 单片机 PWM 1 - Abstract This paper mainly introduces the hardware and software of the control system of intelligent car design and development process. The simple models system working principle is to collect infrare
6、d sensor mcu return circuit information, through the corresponding operation, the software judge its effectiveness, combining control algorithm with dynamic steering gear control, reasonable front wheel steering gear control rudder values steering,mcu and then presents the right PWM waves occupies e
7、mptiescompared to control motor speed. Car design includes hardware circuit and software control design of two parts. The smart car system adopts the idea of modular design, complete the hardware circuit design, and its main including core control module, power management module, motor driver module
8、, steering gear control module, speed detection module, path recognition module, etc.This system to MC9S12DG128 as control core, M68HC12 series MC9S12DG128 microcontroller is one of 16 bit mcu, its internal structure is mainly a mcu basic parts and CAN function blocks parts. In order to improve the
9、operation of the system performance, the steering control strategy and speed closed-loop control strategies and rear wheel drive strategy of PID control algorithm is a detailed analysis and design. On this basis, completed the specific software system design and implementation. Key word: modular PID
10、 MCU PWM 河南理工大学毕业设计说明书 目录 1 1 绪论绪论 11 课题研究背景和意义 1.2 国内外研究现状. 1.3 论文主要内容及结构. 2 2 智能车硬件电路设计智能车硬件电路设计 2.1 设计目标 . 2.2 控制芯片 MC9S12DG128 电路设计 . 2.2.1 晶振及锁相环 2.2.2 复位电路 . 2.2.3 I/O 口分配. 2.3 电源管理单元 . 2.4 路径识别单元. 2.5 车速检测模块. 2.6 舵机控制单元. 2.7 直流驱动电机控制单元. 3 3 智能车软件设计智能车软件设计 3.1 路径的检测. 3.2 转角的控制. 3.3 车速的控制 . 3.3
11、.1 模糊控制设定速度 . 3.3.2 PID 控制调整速度 4 4 总结总结 致谢致谢 3030 河南理工大学毕业设计说明书 参考文献参考文献 3131 附录附录 A A 程序代码程序代码3232 1 - 1 绪论 11 课题研究背景和意义 随着世界范围内汽车普及率的提高，汽车在极大地方便人们生活的同时 也带来了大量问题，如交通安全问题、城市交通拥挤和环境污染等。解决交 通问题的直接办法是提高路网的通行能力。但是，就目前来看，汽车数量的 增加已经导致已有的道路远不能满足经济发展的需要，单纯地进行道路基础 设施的建设由于受到土地，经济成本，时间等多重因素的制约，不可能解决 交通问题，真正切实可
12、行的方法是如何提高现有道路的容量和效率。在这种 背景下，运用高新技术，将现有的道路和车辆综合起来考虑，构建智能交通 系统来解决交通问题的思想应运而生。智能交通系统是将先进的信息技术、 数据通讯技术以及计算机技术等有效地综合运用于整个交通管理体系和车辆 而建立起来的一种大范围、全方位发挥作用的、实时、准确、高效、先进的 运输系统。 智能车辆作为智能交通系统的关键技术，是一个集环境感知、规划决策、 多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统，它集中运用了计算机、现代传感、 信息融合、通信、人工智能及自动控制等技术，是典型的高新技术综合体。 然而，智能车辆系统是一个极为复杂的系统，如何利用相关的高新技术实
13、现 智能交通系统的效用，正处于不断发展与完善中。因此，利用各种先进实验 交通技术构建研究平台是非常必要的。 综上所述，通过对车辆智能化技术的研究和开发，可以提高车辆的控制 与驾驶水平，保障车辆行驶的安全畅通、高效。不断完善对智能化的车辆控 制系统的研究，相当于延伸扩展了驾驶员的控制、视觉和感官功能，能极大 地促进道路交通的安全性，对构建智能交通系统有着十分重要的意义。 河南理工大学毕业设计说明书 1.2 国内外研究现状 在世界科学界和工业设计界中，众多的研究机构都在研发智能车辆，其 中具有代表性的智能车辆包括： 美国 NavLab 系列智能车辆系统。该系统是由美国卡内基梅隆大学机 器人研究所研
14、制的。NavLabV 系统的车体采用 Pontiac 运动跑车。其传感 器系统包括视觉传感器系统、差分 GPS 系统、光纤阻尼陀螺和光码盘。计算 机系统包括 1 台 SparcLx 便携式工作站和 l 台 HCII 微控制器。工作站完成 传感器信息处理与融合、全局与局部路径规划；HCU 完成底层车体控制与安 全监控。目前 NaVLab 系列己发展到 NaVLab11。 德国 VaMoRsP 智能车辆系统。该系统由德国联邦国防大学和奔驰汽车 公司研制的。车体采用奔驰 500 型轿车。传感器系统包括由 4 个小型彩色 CCD 摄像机构成的两组主动式双目视觉系统、3 个惯性线性加速度计和角度 变化传
15、感器、测速表及发动机状态测量仪等。执行机构包括方向力矩电机、 电子油门和液压制动器等。计算机系统由基于 Transputer 的并行处理单元 和 2 台 PC-486 组成。用于图像特征抽取、物体识别、对象状态估计、行为 决策、控制计算、方向控制和信息通信、I/O 操作、数据库操作、图形显示。 两台 PC-486 主要用于软件开发和人机交互、数据登录等。 国内智能车辆研究由于起步晚，以及经济条件的制约，在智能车辆研究 领域与发达国家有一定的差距，目前开展这方面研究工作的单位主要包括一 些大学和科研机构，具有代表性的系统有： 7B8 智能车辆系统。该系统是由南京理工大学、北京理工大学、浙江 大学、国防科技大学、清华大学等多所院校联合研制，属于军用室外智能车 辆，于 1995 年底通过验收。车体是由国产跃进客货车改制而成，车上安装 了摄像机、激光雷达、陀螺惯导定位、超声波等传感器。计算机系统采用 2 台 SunlO 完成信息融合、黑板调度、全局、局部路径规划，2 台 PC 机完成 路边抽取识别和激光信息处理单片机完成定位计算和车辆自动驾驶。 清华大学 THMR 系列智能车辆系统。该系统是由清华大学计算机系智能
