无人车转向控制系统软件设计—本科毕业设计论文

1、本科毕业设计(论文) 题目：无人车转向控制系统软件设计 院 （系）： 电子信息工程学院 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 学 生： 学 号： 指导教师： 2013年 06月本科毕业设计(论文) 题目：无人车转向控制系统软件设计 院 （系）： 电子信息工程学院 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 学 生： 学 号： 指导教师： 2013年 06月- 91 -西安工业大学毕业设计（论文）任务书院（系） 电子信息工程学院 专业 电气工程及其自动化 班 090415 姓名 学号 1.毕业设计（论文）题目： 无人车转向控制系统软件设计 2.题目背景和意义： 而智能无人车是现代自动化发展的一个重要代表，其需要实现自动导引功能和避障功能就必须要感知导引线和障碍物，实现自动识别路线，选择正确的行进路线，使用传感器感知路线并作出判断和相应的执行动作。基于视觉的道路识别系统是无人车安全行驶的前提和基础，在汽车发展、交通、军事等领域有广泛的应用前景。3.设计(论文)的主要内容（理工科含技术指标）：（1）分析比较当前国内外无人车的现状与优缺点，为本次无人车转向控制系统的设计提供依据。（2）设计无人车

2、转向控制系统的软件方案，确定该系统应该完成的任务。（3）无人车转向控制系统中PID控制算法的研究。（4）为了提高系统整体的可靠性和安全性，研究当前无人车电子转向控制算法等的问题。（5）对无人车转向控制系统进行软件编程。4.设计的基本要求及进度安排（含起始时间、设计地点）： 1.第二周第四周：进行文献检索，调研，可行性分析；了解无人车转向控制系统的相关知识；学习Keil u vision4的使用，学习C语言编程方法，为后续研究做好准备；2.第五周第七周：确定系统方案，确定所用器件的型号；3.第八周第十周：系统软件程序的编写；4.第十一周第十三周：完成软硬件调试，通过实验对系统进行优化；5.第十四周第十六周：总结，撰写论文；6.第十七周第十九周：准备答辩。5.毕业设计（论文）的工作量要求 实验（时数）*或实习（天数）： 图纸（幅面和张数）*： 其他要求： 指导教师签名： 年 月 日 学生签名： 年 月 日 系（教研室）主任审批： 年 月 日说明：1本表一式二份，一份由学生装订入附件册，一份教师自留。毕I-22 带*项可根据学科特点选填。 无人车转向控制系统软件设计摘 要随着科技的快速进步,

3、 电子计算机等高新科技与汽车技术也得到快速的发展，智能车就是这两者相结合的产物。本文以MC9S12XS128单片机为核心微处理控制器（MCU），设计和开发了无人车转向控制系统。本文系统总体设计方案如下，在整个控制系统中，单片机为核心部分，起主体控制作用；电源模块为单片机提供5V电源电压；速度检测模块通过光栅编码器来检测小车行进的速度；电磁感应模块有四个电感，其中包括三个横电感和一个竖电感。竖电感用来感应跑道中心的磁场从而确保不偏离跑道，两个横电感与十字电感用来确定小车转过的角度；电机模块为普通直流小电机，通过控制它实现小车的前进、后退以及不同的转速；舵机模块用来在弯道处使小车转过一定的角度，具体的角度可以通过编程实现；LCD模块用来显示当前转速，PWM输出值等。关键词：无人车；单片机；电机；舵机；转向控制 The software design of Unmanned vehicle steering control Abstract With the rapid development of science and technology,electronic computer and

4、 other high and new science and technology also get fast development, intelligent car is a combination of them.In this paper, an unmanned vehicle steering control is designed with MC9S12XS128 microcomputer.The system overall design as follows, as the core control portion, MC9S12XS128 microcomputer has the main control function. The power module supplies the 5V voltage. The speed detection module detects the speed of car through grating encoder. The electromagnetic induction module has four induc

5、tances,including two horizontal inductances,one vertical inductance and one cross inductance. The vertical inductance is used to detect the magnetic field of the runway center to prevent the car deviating the runway. The horizontal inductances and cross inductance are used to ensure the turning angle of the car, The motor module is normal small DC motor,we can achieve moving forward, moving back and several diffirent speed. The steering engine is used to turn a certain angle at the corner, we ca

6、n achieve the specific angle through programming. The LCD module is used to display the current speed and the output of PWM and so on.Key Words: unmanned vehicle; microcomputer;motor; steering engine; steering control目录中文摘要I英文摘要II1 绪 论11.1课题背景及意义11.2系统描述11.3国内外研究情况22系统总体方案的设计32.1设计要求32.2无人车转向控制系统的设计思路32.3无人车转向控制系统硬件结构图42.4无人车转向控制系统的功能53无人车转向控制系统算法研究63.1电机控制算法设计63.2舵机控制算法设计94系统软件设计114.1 本系统的软件开发环境与开发工具114.2 软件结构设计114.2.1 顺序程序设计124.2.2采用实时多任务操作系统124.3软件工作流程分析124.4无人车转向控制系统各个模块流程图144.4.1 主程序初始化流程图1

7、44.4.2 A/D采集模块流程图154.4.3中值平均滤波流程图154.4.4 PWM输出控制函数流程图175系统调试与分析225.1 系统仿真调试225.1.1 仿真内容225.1.2 调试、仿真环境225.1.3 调试步骤225.1.4 调试过程中遇到的问题及解决方法255.2无人车跑道调试265.2.1 调试内容265.2.2 调试过程中遇到的问题以及解决方法266 总结28参考文献29致谢31毕业设计（论文）知识产权声明32毕业设计（论文）独创性声明33附 录A 程序34附 录B 外文翻译62 1绪论 1 绪 论1.1 课题背景及意义1.题目背景：自第一台工业机器人诞生以来，机器人的发展已经遍及机械、电子、冶金、交通、宇航、国防等领域。近年来机器人的智能水平不断提高，并且迅速地改变着人们的生活方式。人们在不断探讨、改造、认识自然的过程中，制造能替代人工作的机器一直是人类的梦想。 而智能无人车是其中一个代表，其需要实现自动导引功能和避障功能就必须要感知导引线和障碍物，实现自动识别路线，选择正确的行进路线，使用传感器感知路线并作出判断和相应的执行动作。基于视觉的道路识别系统是无人车安全行驶的前提和基础，在汽车发展、交通、军事等领域有广泛的应用前景。2.研究目的、及意义：20世纪后半叶一来，浓缩着人类文明的汽车工业得到了迅速发展。作为现代主要交通工具的汽车，以其特有的优越性为现代社会的发展和人类生活条件的改善做出了巨大贡献，其发展速度越来越快。智能无人车辆是人类的伟大发明之一，在短短的50年内发生了日新月异的变化。随着计算机和控制计技术的发展，智能移动平台在军事、民用和科学研究等诸多方面得到了广泛的应用，工作环境也从单纯的室内环境变成了各种复杂的环境，包括地面、水下、空中甚至太空外等。在军事上，无人车可以代替人类在危险场所（如战场、化工污染和核污染场所、北极等）按照设计者的意图自动行驶至目的地，并代替人类完成侦查、排雷

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