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    qq游戏欢乐升级:基于GPS的智能车自动驾驶系统的研制

    作者:李延斌 牛雷 佟贺 时间:2018-10-25来源:电子产品世界收藏
    编者按:本论文研制了一种使用STM32作为微处理器的具有自动路线规划、自动驾驶、远程??氐裙δ艿闹悄艹底远菔幌低?。该系统分为手持端和车载端两部分,用户可以通过手持端在地图上对智能车的目的地进行设置,车载端采用A*算法自动规划出路线,由GPS的地理位置信息和九轴传感器JY-901??榈拇懦⌒畔⑽ㄖ?,控制舵机和电机使智能车自动驾驶至目的地。

    欢乐升级网页版 www.rqcx.net 作者 李延斌 牛雷 佟贺 陆军航空兵学院基础部(北京 101123)

    本文引用地址://www.rqcx.net/article/201810/393374.htm

      李延斌,出生于1977年5月,男,硕士研究生,副教授,研究方向为计算机应用;牛雷,出生于1984年1月,男,讲师,研究方向为计算机应用;佟贺,生于1980年10月,女,硕士研究生,讲师,研究方向为嵌入式。

    摘要:本论文研制了一种使用作为微处理器的具有自动、自动驾驶、远程??氐裙δ艿?a class="contentlabel" href="//www.rqcx.net/news/listbylabel/label/智能车自动驾驶">智能车自动驾驶系统。该系统分为手持端和车载端两部分,用户可以通过手持端在地图上对智能车的目的地进行设置,车载端采用A*算法自动规划出路线,由的地理位置信息和九轴传感器JY-901??榈拇懦⌒畔⑽ㄖ?,控制舵机和电机使至目的地。

    0 引言

      自动驾驶技术是当今世界最热门的研究方向之一,因其智能便捷和安全稳定受到越来越多的消费者喜爱。各国政府希望通过自动驾驶技术的成熟来解决繁杂的交通问题。中国从20世纪80年代开始进行自动驾驶汽车的研究,现在已经跻身世界先进水平。

      本论文主要对基于导航系统的系统进行研究探索和设计,最终设计完成了基于卫星导航系统的可进行自动、自动驾驶、远程??氐裙δ艿闹悄艹底远菔幌低?。

    1 总体设计方案

      智能车自动驾驶系统分为手持端和车载端两部分。手持端是自动驾驶仪的人机交互部分,车载端是智能车部分。手持端和车载端之间采用NRF24L01+PA+LNA??榻形尴咄ㄐ沤锌纱? km以上的远程控制。

      智能车自动驾驶仪主要两个以F103为微处理器的开发板、GPS???、SD存储卡???、外部FLASH???、JY-901???、NRF24L01+PA+LNA无线???、电机驱动???、电源???、舵机、电机等硬件组成。

      手持端通过触屏选择智能车的工作模式,工作模式共分为两种,一是自动驾驶模式,二是??爻的J?。当选择智能车模式后接收智能车的GPS坐标信息,在地图上显示出实时位置,之后在地图进行目的地的设置,同时将目的地坐标发送给智能车。智能车得到目的地坐标后采用A*算法自动规划出最短路线,并在手持端显示出规划的路线。手持端选择运行后车载端后按照规划的路线以GPS的位置信息和九轴传感器JY-901??榈拇懦⌒畔⑽ㄖ?,控制舵机和电机自动驾驶到目的地。在运动过程中手持端可以实时监控智能车的位置和运行状态。在运行过程中可以切换成??氐姆绞蕉灾悄艹到性冻?。如果选择了??啬J?,则切换到??亟缑?。通过触碰界面上的提示汉字,来实现对智能车的方向操控。操控方向分为前进、后退、左前、右前、左后、右后。转向的角度可以通过触碰的时间来控制。

    2 智能车自动驾驶系统硬件设计

      2.1 手持端设计

      自动驾驶系统手持端硬件使用秉火F103开发板、3.2寸触摸式LCD和一个NRF24L01+PA+LNA??樽槌?,供电采用锂电池供电。自动驾驶仪手持端可以实现地图的显示、智能车实时位置和状态显示、目的地的设定和路径规划和??氐裙δ?。

      手持端通过触摸式LCD进行触控,并通过LCD进行地图、可选路线、最短路线、操作提示汉字的显示和车载端实时位置、状态显示,具体结构详见图1。

      通过外部FLASH存储触摸式LCD的触摸校准系数,使用SD卡存储地图和汉字字库。使用STM32内部FLASH存储地理信息数组。当无线通信??榇τ诮邮兆刺备菹允咀刺邮粘翟囟朔⑺偷氖凳蔽恢?、状态、规划的最短路线等信息。当无线通信??榇τ诜⑺妥刺备菹允咀刺⑺湍康牡匚恢?,模式选择信号、??乜刂菩藕诺刃畔?。

      2.2 智能车自动驾驶系统车载端设计

      车载端硬件在小车平台上使用正点原子STM32MINI开发板、GPS???、GPS天线、JY-901???、一个NRF24L01+PA+LNA???、舵机、电机驱动???、电源??樽槌?,供电采用7.2V聚合物电池供电,具体硬件结构见图2。自动驾驶仪车载端主要实现GPS定位、最短路线的计算、智能车磁航向计算、自动驾驶、获取运动状态信息等功能。

      车载端通过GPS??楹虶PS天线提供GPS数据,JY-901??樘峁┐懦∈?。使用STM32对传感器数据进行融合。当无线通信??榇τ诜⑺妥刺苯恢煤妥刺畔⒑凸婊穆废叻⑺透殖侄?。当无线通信??榇τ诮邮兆刺苯邮帐殖侄朔⒊龅哪康牡匚恢?、模式选择信号、??乜刂菩藕诺刃畔?。

    3 自动驾驶仪系统软件设计

      3.1 手持端软件设计

      自动驾驶系统手持端部分的软件实现的功能有:显示地图、汉字和智能车在地图上的位置。通过触屏及汉字提示对手持端进行操作。根据地理信息数组,显示可行进道路和最短路线,为车载端提供路网坐标,通过手持端对车载端进行???。在运行中实时显示智能车的状态和位置。通过触碰触摸屏产生一次中断,实现对状态函数的切换,改变显示屏的显示状态和无线通信??榈耐ㄐ抛刺?,软件流程见图3。

      智能车自动驾驶仪手持端共设计九种显示状态。显示背景始终为地图。显示状态图片见附录。为增加显示效果,显示包括像素坐标点在内的周围四个坐标。汉字显示为黄色字符,背景色为黑色。发生触碰时在主函数中产生中断,记录下触摸点的坐标。当触点位于提示字显示范围内时,根据提示字改变显示状态。为增加用户体验,在触摸到提示字时提示字由黄色变为红色。当发生触碰时,显示状态函数重新运行,进行显示状态的转换。操作流程如图4所示。

      3.2 车载端软件设计

      自动驾驶仪车载端的软件部分实现的功能有:使用A*算法计算出最短路线,并发送给手持端?;贕PS和磁传感器信息,控制舵机和电机按规划路线自动驾驶到目的地的功能。并发送实时位置和状态、规划的路线等信息。接收手持端对智能车的??夭僮餍藕?,车载端软件主函数流程图如图5所示。

      为了实现在手持端地图上显示位置的功能,需要对地理坐标系和像素坐标系进行转换。根据像素坐标、瓦片坐标和地理坐标的几何关系,设计地理坐标系和像素坐标系的转换程序, 转换流程图6所示。

      综上所述,经硬件设计和软件设计,最终完成了智能车自动驾驶系统的研制,图7、8分别为手持端和车载端,图9为手持端地图,经多次实验验证,智能车自动驾驶系统运行效果良好。

      参考文献:

      [1]李燕.GPS测量中坐标系统及坐标系的转换[J].华北国土资源,2008,3:62~63.

      [2]佚名. 我国研发的无人驾驶汽车顺利通过试验[J]. 创新时代, 2011(9):15-15.

      [3]张淑清,等.嵌入式单片机STM32设计及应用技术[M].北京:国防工业出版社,2016.

      [4]张学昕. 具有自主巡航功能的四旋翼飞行器设计[D]. 哈尔滨理工大学, 2016.

      本文来源于《电子产品世界》2018年第11期第61页,欢迎您写论文时引用,并注明出处。



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