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基于uCOS无人车控制平台的研究与实现

吴金亮  
【摘要】:随着智能移动设备技术的发展,无人化操作在生活中运用广泛,无人车是其代表之一,集中在民用和军事的应用上。和传统的有人驾驶相比较,无人驾驶不会出现长时间驾驶的疲劳,可以进入危险的工作场所等优点。无人车包括车本体、控制器、信息采集、软件算法等重要单元组成,以上各部分都会影响无人车的正常行驶。在本文中主要围绕设计一辆适合校园行驶的无人车,无人车设计需要考虑到无人车本体、控制器、驱动结构、信息采集等方面。在无人车本体的选择上综合了机械改造的难以程度和驱动方式。在控制器设计上考虑了系统的扩展性、处理能力和集成难易程度。在驱动结构设计上综合了机械改造的难易度、驱动方式和控制难易度。在信息采集上考虑了场景的信息量、获取方式和多传感器信息的综合。在综合以上信息后;无人车的本体选择了电驱动的沙滩车,控制器的设计以ARM框架的STM32处理器为核心,驱动结构选择了电机与同步带的结构,信息数据采集以摄像头、测距、位置等传感器为基础,以DSP、MCU、ARM处理器做分布式数据处理。该无人车的设计是以电驱动的沙滩车为基础,在此之上分功能分模块设计,简化设计中的复杂度。首先进行沙滩车本体的分析,在车体上以简单有效的方式进行必要的机械改造。一、首先设计转向电机的安装位置以及要满足足够的空间安装同步带和同步轮的传动结构。二、设计制动系统的结构和安装位置。其次,分析无人车的控制和获取信息的方式,确定硬件的组成结构,采用模块化设计,包括主控制器模块、电源管理单元、显示和信号灯单元、图像采集单元、信号采集单元、转向和刹车电机单元、电机驱动单元。再次,在上述需求分析和硬件模块单元的基础上,进行软件流程图设计,其包括主控制板程序设计、图像采集软件算法设计、信号采集软件设计、数据传输协议、无人车决策和控制。最后,在设计好以上硬件和软件的基础上,进行了软硬件间的联合调试。本文结合具体道路环境,设计了有针对性的算法来采集信息和控制车辆的行驶。实现软硬件的扩展和裁剪,便于无人车稳定的行驶。


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