汽车驾驶机器人控制系统总体设计+DSP程序(2)

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3.4 传感器 13

3.5电机驱动器 13

3.6 运动控制卡 14

3.7 本章小结 15

4 汽车驾驶机器人控制系统软件设计 16

4.1 控制系统上位机设计 17

4.2 控制系统软件界面设计 17

4.3 控制系统各模块设计 20

结论 25

致谢 26

参考文献 27

附录A 控制系统各模块程序 29

1 绪论

1.1 课题研究目的和意义

汽车驾驶机器人是能够代替试验人员，完成相关汽车测试实验的一种工业机器人。他具有重复性精度高，环境适应性强，操作反应快，可靠性高等特点。

随着经济的发展，国内拥有汽车的家庭越来越多。2016年汽车增长预计延续去年微增长的趋势，达到6%，汽车保有量达到2.83亿辆。日益增长的汽车数量势必给环境造成巨大的压力，因此研发排放量符合环保要求的汽车成为必然的趋势。同时国家也颁布并实施了汽车排放标准来限制尾气的排放，避免对环境和人造成有害影响。

GB18352-2001《轻型汽车污染物排放限值及测量方法^751!文`论^文'网www.751com.cn》中针对污染控制装置的耐久性试验——V 型试验，有如下要求：汽车要求完成80000km耐久性试验，地点选在测功机或者室外跑道上,行驶程序表有11个循环，单循环里程约为6km，在前9个循环中，车辆在每一个循环过程中，应停车4次，每一次发动机怠速15s；第10个循环，车辆应在89km/h 等速下运行；第11个循环，车辆开始从停止点以最大加速度加速到113km/h，到3km时正常使用制动器，将车速降为零，随15s 的怠速，然后第二次以最大加速度加速[1]。上述标准要求的试验时间长，循环车速频繁变换，必须不断地进行汽车的加速、稳速、减速和换挡，而且速度的变化和行驶的路程存在约束关系。若全部由实验人员来完成，首先恶劣的试验环境就会对人体造成伤害，其次由人操作的不确定因素太多，不能保证试验的客观性，准确性和重复性。汽车驾驶机器人可以解决这些问题，也是大部分国外企业的选择。

汽车驾驶机器人是一种准确度高、可靠性强的工业机器人，机电一体化程度较高，同时融合了传感器、计算机和控制工程等技术。而汽车驾驶机器人的控制系统负责机械腿和机械手协同合作，完成试验的规定动作，起到了核心的作用，好比人的大脑一样，因此，设计出合理有效的控制系统具有重大的意义。

1.2 国内外驾驶机器人研究现状

1.2.1 国外驾驶机器人研究现状

1.2.2 国内驾驶机器人研究现状

1.2.3 驾驶机器人控制系统研究现状

1.3 本课题的主要研究内容

本课题采用以DSP为核心形成下位机控制系统，再与PC机插卡进行通讯，结合所选的硬件和开发的运动控制程序来组成完整的驾驶机器人控制系统的设计。其中，DSP控制芯片负责运动控制计算分析、电机运动控制、传感器信号采集等任务。控制芯片将控制信号发送给电机驱动器，并将电机的运动信号进行处理，驱动器正确驱动电机，带动执行机构完成规定动作。传感器是对电机和执行机构的位置进行记录，并反馈给芯片进行处理。