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智能车实验平台路径跟随控制器设计与实现

宋林杰  
【摘要】:智能车辆的研究涉及多方面内容,如多传感器融合、机器视觉感知、路径规划、路径跟随控制、人机交互等。一个灵活高效、支持多种类型传感器的配置、满足多种实验场景需求的实验平台可以更高效地为智能车辆的研究提供支持,这对智能车辆的研究至关重要。为了便于智能车辆相关技术的研究,本文基于分布式多传感器融合方案设计了一个智能车辆实验平台。本文设计的实验平台系统架构通过对不同类型传感器的合理分布实现实验平台对周围环境的360度范围检测。为了满足不同实验场景的需求,本文通过冗余设计方式在实验平台上设置了多处传感器安装位置,根据不同的实验场景可以对传感器的布置方案做出灵活、方便的调整。实验平台采用集成化设计方法,对车辆进行了较少的改装,各模块与车辆本身的结合更为紧密。实验平台的控制方式采用线控方式,通过车辆总线就可以实现对实验平台的运动控制,与传统的控制方式相比,不需要对车辆进行机械改装,控制更方便,控制精度和实时性更高。在智能车辆实验平台基础上,本文设计并实现了实验平台的路径跟随系统。整个系统基于嵌入式处理器进行开发,可以对车辆实施有效控制,也可以通过车辆CAN总线获取车辆的有效信息。该系统基于Pure-Pursuit模型实现路径跟随算法,可以对主控制器生成的可执行路径进行有效的路径跟随。本文针对所设计的实验平台进行各模块的功能测试,包括对车辆电源系统、数据采集系统的测试,对车辆方向、油门、刹车控制可靠性的测试。在此基础上对路径跟随系统进行实车测试,并对测试结果进行分析。


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