stm32机器人救援系统的软件设计及实现(3)

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国外也很重视智能交通的发展：包括美国 CMU 大学的 NavLab-5 系统，德国联邦国防军大学的 VaMP 系统，意大利帕尔玛大学的 ARGO 系统，法国的 CyberCars 系统等系统都是国外较典型的智能交通或智能车协作系统。美国国防部高级研究规划局(DARPA)自2004 年以来先后举行了三届智能车挑战赛，，这将进一步推动了智能车技术的发展。其中包括针对沙漠环境、城市道路环境下的智能车挑战赛，其中斯坦福大学的智能车 Stanley 和 CMU 的智能车BOSS 先后获得两届冠军。目前智能车能在复杂的模拟城市街道环境中自行驾驶，同时与其他智能车和 50 辆普通车辆之间进行较量。

1.3 发展趋势

2.系统整体设计

2.1 控制结构

多智能体控制结构和工业上的类似，可以大致分为分布式和集中式[9]。本课题采用分布式是控制系统，即每辆智能车都是一个完整的个体，可以自己进行信息处理与决策。相对于集中式只用一个控制器进行演算，自上而下控制其他执行机构的方法来说系统的冗余性和拓展性显著提升，即使控制器故障，其余智能体也不会瘫痪，甚至可以改变决策，主动协作来避免影响救援任务。

总体控制结构

小车控制框图

在此处上位机的作用有以下几点:

（1）本课题的智能车上并没有采用任何人机交互界面，因此需要上位机进行实时监控，否则当系统出现故障时无法得知问题出在何处，从而及时解决。

（2）上位机充当智能体网络的中转站，使智能体之间能顺利的相互通信。下文会对网络结构细讲。

（3）给出GPS目标位置作为设定值送给控制器，用于模拟发生灾情的地点。

便于在手动模式对智能车进行调试。

这里需要注意的是，上位机在系统自动运行并不给任何控制信号，也不干预下位机的决策，只进行信息中转站，监控和给定设定值的作用。所以并不违反对分布式系统的定义。

智能车采用GPS定位并用WIFI模块进行相互通讯，最终使各车之间互相知道各自的位置，通过自身的决策以避免在前往目标位置的路上碰撞。

2.2通讯网络设计

2.2.1 通信技术的选择

目前常用的无线通信手段有蓝牙(B1uetooth)、433无线传输技术、WIFI、Zigbee等。下图是网络上对几种主流无线通信技术的比较：

目前最主流的无疑是采用IEEE802.11无线通信协议也就是我们常说的WIFI技术，应用距离约在50—70m，稳定性强，具有可拓展性，就是成本略高。相比较而言，蓝牙模块距离偏短且不稳定，Zigbee技术处于试用阶段而且通信较慢。因此，本系统采用WI-FI通信。本次选用的WIFI模块为ATK-ESP8266。

2.2.2 网络结构设计来!自~751论-文|网www.751com.cn

WIFI模块采用TCP/IP协议栈，因此规定：

（1）必须有成对的server和client进行点对点通信。

（2）每个点必须有对应的ip地址和端口号。

（3）对于WI-FI信号来说，需要有作为基站的AP端，也就是我们平时所说的热点，和station。

综上所述，且考虑到所用WIFI模块的特性，在以下两种结构中选择。

环状网络

环状网络将每一个智能体同时作为AP和Station 同时将AP作为服务端，Station作为客户端，AP与Station各自拥有一个IP地址，也就是一辆车两个。每辆车的client与下辆车的server相连，并作为station自行搜索AP。这样的网络具有一定得冗余性，但是结构复杂，需要更多的代码去支持他，从而导致实时性下降。另一种就是树状结构。