基于传感器寻迹的智能车研究

项目编号：福州大学本科生科研训练计划（SRTP）申请表项目名称：基于传感器寻迹的智能车研究申请者：林丽群所在院系：电气学院指导教师：王武联系电话：[phone]电子信箱：[e-mail]申请日期：2006-11-6福州大学教务处制填表说明1、本开题报告一律用计算打印，如实填写。2、SRTP立项时间一般为1年时间，起止时间为指每年12月起至第二年12月止。3、经审批立项后，本开题报告一式三份分存教务处，学院和课题组备案、归档。4、如填表有不明事宜，请与教务处实践科或学院本科教学办联系和咨询。联系电话：7894866简况项目名称基于传感器寻迹的智能车研究来源A自选B导师√类型A理科B√工科C管理D人文E法学F管理G其他起止年限2006年12月—2007年12月申请金额0．2万元项目负责人姓名林丽群性别A.男B.女√出生年月1985年6月所在院系电气学院专业电气工程与自动化专业年级04级指导教师姓名王武性别A.男√B.女出生年月1973.9所在院系电气学院职称讲师学位博士项目组主要成员姓名性别出生年月所在学院专业项目中的分工签字林丽群女1985.6电气学院电气工程与自动化整体设计苏国渊男1985．1电气学院电气工程与自动化电路设计林任男1987．4数计学院计算机软件设计黄晓生男1986．11电气学院电气工程与自动化车模调试陈昌鹏男1985．8电气学院电气工程与自动化整体设计养摘要（一七0字）研究主要内容及意义本项目意在参加全国大学生智模型车竞赛。该智能车以单片机控制为核心，可以自行寻迹行驶、以速度快慢为主要的评判指标。这涉及对电源管理、路径识别、电机驱动、转向控制、车速传感等硬件结构及软件控制等技术。主要研究嵌入式软件codewarrior和在线开发手段，自行设计和制做可以自行识别路径的方案、电机的驱动电路模型车的车速传感电路、车的转向伺服电机的驱动以及微软控制器Mc68s912dp256控制软件。其对学生在控制、模式识别、传感技术、汽车电子、电路，计算机、机械等方面。对控制方面有较高的要求，对学生知识的融合和实践动手的培养具有很大的促进作用。也是督促学生学习新知识和提高兴趣的好途径。一、立项的依据和意义（包括项目的研究意义、国内外研究现状分析，特色与创新之处并附主要参考文献及出处）随着社会的智能化，很多产品将走向智能化。汽车作为未来主流的交通工具其智能化及其他各种性能的提高将是未来汽车行业一个很好的发展方向。因此我们现在研究智能车就很有实际意义。今年的八月份在清华大学举办的第一界飞思卡尔智能车大赛也圆满结束。2000年智能车比赛首先由韩国汉阳大学承办开展起来，每年全韩国大约有100余支大学生队伍报名并准予参赛，至今已举办5届，得到了众多高校和大学生的欢迎，也逐渐得到了企业界的极大关注。智能车的研究不仅有助于大学生自主创新能力的提高，对于高校相关学科领域学术水平的提升也有一定帮助，最终将有助于汽车企业的自主创新，得到企业的认可。很多的交通事故都是由于司机的疏忽和疲劳导致判断失误而产生悲剧。因此我们构想的智能车能够实现无人驾驶，能够根据光电传感器来感知路面信息，从而作出判断的动作，这主要通过先进的传感技术和单片机的控制来实现。我们主要侧重研究智能车基于光电传感器的自主寻迹方式。参考文献：1《韩国智能模型车技术方案分析》黄开胜金华民蒋狄南清华大学汽车安全与节能国家重点实验室《》2《韩国FREESCALE杯大学生智能车比赛介绍》清华大学汽车工程系黄开胜二、研究目标、研究内容和拟解决的关键问题我们的智能车模型应该做到能够按给定的轨道快速稳定的行使，能转弯，能爬坡的运动自如的智能车。为此我们的系统中必须有能够较快速准确识别路径的传感器装置，该装置不仅能够识别直道和弯道，还必须把采集到的有关路径的参数传递给单片机处理，单片机迅速的发出指令，把路径的迅速判断、相应的转向伺服电机控制以及直流驱动电机的控制精密的地结合在一起，使整个系统协调一致。智能车主要通过光电传感器来识别路径，如何合理的布局传感器器及其个数，对智能车认路的准确性及反映速度影响很大。如何编程使传感器反馈过来的信息通过单片机来控制电机的运行状态达到按轨道行走的目的。三、预期的研究成果、成果的提供形式（论文、设计、产品、软件开发、专利、研究或调研报告等）、应用前景和效益分析我们的智能车模型应该做到能够按给定的轨道快速稳定的行使，能转弯，能爬坡，运动自如。成果的提供形式：一辆智能车模型，一份设计报告。四、拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析我们把整个智能车系统划分为以下几个模块：单片机控制模块、传感器路径识别模块、直流电机驱动模块、测速模块等。单片机模块是智能车控制的核心部分，它接受其他模块的输入信号后经软件处理后输出控制信号到其它模块。而传感器模块的安排的合理性又关系到智能车采集路面信息的准确性和快速性，是智能车准确、稳定、快速行使的重要因素。所以对传感器的研究就犹为重要。智能车在行驶的过程中，光学传感器模块会根据接收到的反射光的强度，通过比较器放大后输出，将其送至单片机的I/O接口，单片机获取数据分析后判断车子是否偏离轨道及黑线（路中央）的偏离程度。在车子偏离跑道的情况下，根据偏离跑道的距离，调整舵机的转角，使车子回到正确的轨道上。车子在行驶过程中如果速度过快容易在直道和弯道的过度区冲出跑道，而速度较低是虽然可以稳定运行，但在时间上却受到很大的影响。因此我们应该采用速度传感器来控制速度。它可以测出车子当前的速度决定直流电机的加速或减速，达到控制速度的目的。五、研究工作进度安排2006年12月~2006年12月底收集相关的资料，了解需要学习的软件与知识。2007年1月初~2007年3月底学习C++、单片机、传感技术2007年4月初~2007年4月底研究智能车的整体模型和采用的技术。2007年5月初~2007年7月底制作智能车模型及编写相关的软件。2007年8月初~2007年8月底调试及写技术报告。2007年9月初--2007年12月改进六、实现本项目最终目标已具备的条件（包括过去的研究工作基础，研究人员及协作条件，实验条件）目标：制作一辆性能较好的智能车，能实现快速行驶，正确的采集信号，灵敏的识别路径的功能以及灵活的转弯。并且争取参加2007年全国大学生智能车大赛。具备的条件：1有优秀的指导老师，可以提供建议和参考。2已经搜集了很多关于这方面的资料。3组成员学习成绩优秀（林丽群获得国家奖学金一次，学校一等奖学金4次；苏国渊获院二等奖学金一次；黄晓生，获校二等奖学金一次），动手能力强（林丽群代表福大获全国机器人大赛二等奖，2006.9获省电子设计竞赛二等奖；苏国渊获省电子设计竞赛二等奖），对科研兴趣很大，有过多次合作经历，有充裕从事该项目研究的时间。4参加过机器人大赛，对传感器以及智能控制有一定了解。5机电中心可以为我们提供实验的场所以及相关的技术指导。6有参加过智能车大赛的学长可以提供指导和帮助。七、申请项目经费预算表预算支出科目金额(万元)计算根据及理由1，电子元器件及车辆组成器件0.16因为要用到单片机，先进的传感器和电动机等性能较好的电子器件来做传感识别系统，测速系统，控制系统和总体车型的设计。电源电池0．02上网询价两个电机0．02上网询价单片机0．02上网询价传感器0．02上网询价速度测试仪0．04上网询价其他器件0．03如电阻、电容、电感、电路板、焊接工具和材料等等车辆组成结构0.012,印刷电路板加工0.02印刷电路板的设计与加工制作。3,购买参考书0.01购买相关的参考书，以便于更好的学习与设计。4,调研与网络通讯费0.01对相关产品与技术进行调研，参考一些技术文章，以及搜索相关资料费用。八、指导教师意见签名：年月日九、学院SRTP领导小组意见：组长（签名）：学院盖章：年月日十、学校SRTP领导小组意见：批准资助金额：负责人（签名）：教务处盖章年月日