matlab基于32位MCU的光电车控制算法研究与设计(2)

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4．2 速度控制 33

4．3 方向控制 39

4．4 本章小结 44

5 光电导引两轮自平衡智能车系统调试 45

5．1 系统分模块测试 45

5．2 系统联调 48

5．3 调试过程中遇到的问题和解决方法 49

5．4 本章小结 50

结论 51

致谢 52

参考文献 53

1 引言

本文主要是对32位MCU光电车的控制算法的研究与设计。在查阅国内外相关文献资料的基础上，了解国内外光电车的相关研究成果，设计出实验室环境下的基于线性CCD传感器的两轮自平衡光电智能车自主循迹方案。论文网

1．1 课题研究背景及意义

汽车工业发展至今已有100余年，从上世纪80年代以来，智能控制理论与技术在交通领域的运用日益广泛，智能车的概念应运而出[ ]。智能汽车是一种正在研究利用多传感器与智能公路技术实现的高科技新型汽车，它在网络环境下利用信息与智能控制技术使汽车能够自动识别道路，自主驾驶，自动调速等。

智能车辆即无人车辆，是集环境感知、决策控制、数据处理与多等级辅助驾驶功能于一体的综合系统，它运用了传感器技术、通讯、计算机、人工智能、信息融合及自动控制等技术[ ]。智能车辆的设计研发从根本上改变了汽车的信息采集处理、行车导航与定位、汽车安全保证等技术方案和体系结构。智能车辆在传统汽车的基础上添加了远程信息处理器，传感器和接收器，经由无线网络获取前方交通信息，选择最优化的行车路线，使汽车避免不断刹车、启动，降低油耗，节省行车时间[ ]。伴随着汽车工业的不断快速发展，越来越多的国际公司、研究单位投入到智能车的研究队伍之中。

两轮自平衡车采用两轮并排固定的方式，它的自平衡原理来自倒立摆的控制原理。倒立摆作为检验各种控制理论的理想模型，它具有非线性、多变量、强耦合的特点，是一个自然不稳定系统。因此，展开两轮自平衡智能车的研究十分有意义[ ]。

1．2 国内外智能车研究现状

1.2.1 国外研究现状

国外对智能车的研究起步较早。1954年，美国公司Barrett Electronics研发出世界第一台自动引导车辆系统AGVS（Automated Guided Vehicle System）。从20世纪90年代开始，智能车辆的研究进入了系统、深入、大规模的阶段，众多智能车辆被研发出来，其中具有代表性的是美国和欧洲发达国家的研究成果。

20世纪90年代，美国致力于研究无人地面车辆（UGV）系统。2009年，美国无人地面车辆在公路上行驶的最高时速为64km/h，在无明显植被覆盖的越野环境下，UGV最高时速可以达到32km/h，其夜间最高行驶速度可至16km/h [ ]。如图1.1所示，为“先锋哨兵”自主无人地面车辆(UGV)。它使用了先进的传感器和机器人技术，可以躲避障碍物，能与操作员或其他车辆进行交流。该车辆使用的一种传感器套件，可以识别并躲避障碍物，沿事先定好的路线进行巡逻。其使用的是DGPS导航系统，其他传感器系统包括前端和后端的摄像器等。

“先锋哨兵”自主无人地面车辆(UGV)