面向移動(dòng)感知節(jié)點(diǎn)的智能小車設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、面向移動(dòng)感知節(jié)點(diǎn)的智能小車是一個(gè)集智能行駛、周邊環(huán)境數(shù)據(jù)收集、路徑規(guī)劃抉擇等功能于一體的綜合系統(tǒng)。這種智能小車可以應(yīng)對多種路況，較少地受環(huán)境限制，在一些人類無法或者不方便進(jìn)入的環(huán)境中去實(shí)現(xiàn)環(huán)境數(shù)據(jù)感知的功能。
　　本文旨在搭建起面向移動(dòng)感知節(jié)點(diǎn)的智能小車平臺(tái)，使得智能小車可以由車載傳感器快速獲取周邊環(huán)境數(shù)據(jù)，并上傳至上位機(jī)，方便用戶觀察以及算法分析。該智能小車平臺(tái)支持單輛車的循跡、避障、跟隨等基本功能，以及對攝像頭所采集視頻數(shù)據(jù)的

2、獲取、處理，同時(shí)支持多輛智能小車組網(wǎng)，由上位機(jī)集中管控組網(wǎng)內(nèi)多輛小車。
　　本文的主要工作如下:
　　(1)首先，具體給出了面向移動(dòng)感知節(jié)點(diǎn)的智能小車平臺(tái)的設(shè)計(jì)方案，針對智能小車的應(yīng)用需求、所選模塊特性，將整個(gè)智能小車平臺(tái)設(shè)計(jì)為51單片機(jī)主控系統(tǒng)與ARM嵌入式圖像處理的組合形式。實(shí)現(xiàn)了主要包括基于STC11F32XE芯片的智能小車主控系統(tǒng)以及基于樹莓派ARM A53芯片的圖像處理系統(tǒng)的智能小車平臺(tái)，具體說明了主控核心板中各個(gè)

3、模塊的硬件電路設(shè)計(jì)以及性能參數(shù)、工作方式的選擇，說明了各個(gè)模塊的接口。
　　(2)其次，將智能小車平臺(tái)的軟件設(shè)計(jì)部分劃分為用戶層、系統(tǒng)功能層以及網(wǎng)絡(luò)接口層這三部分，實(shí)現(xiàn)了對智能小車的控制、與上位機(jī)通信以及攝像頭所采集數(shù)據(jù)的圖像處理。
　　(3)然后，在搭建好上述智能小車平臺(tái)的基礎(chǔ)上，分析智能小車在路徑規(guī)劃方面的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。在完成了經(jīng)典路徑規(guī)劃算法:人工勢場法、蟻群算法的MATLAB仿真驗(yàn)證基礎(chǔ)上，提出自己的改進(jìn)，并由MAT

4、LAB仿真驗(yàn)證改進(jìn)的有效性。將改進(jìn)后的人工勢場法與改進(jìn)后的蟻群算法相結(jié)合，提出基于改進(jìn)后的人工勢場蟻群算法的路徑規(guī)劃方法，并且由MATLAB驗(yàn)證新算法的性能。
　　(4)最后，提出一套可將上述路徑規(guī)劃算法具體實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)方案。通過角速度、線速度等傳感器完成對智能小車當(dāng)前坐標(biāo)的定位，再配備KS103超聲波模塊與紅外模塊保障當(dāng)前路況的可行性，將當(dāng)前坐標(biāo)不斷地上傳至上位機(jī)，上位機(jī)根據(jù)當(dāng)前坐標(biāo)與終點(diǎn)坐標(biāo)不斷進(jìn)行路徑修正，并將新路徑下載至單片