基于路徑規(guī)劃的智能小車控制系統(tǒng)探討

來(lái)愛(ài)華

摘 要為了對(duì)智能小車中所儲(chǔ)存的大量路徑數(shù)據(jù)以及復(fù)雜的圖像處理問(wèn)題進(jìn)行解決，引進(jìn)了一款基于路徑規(guī)劃的智能小車控制系統(tǒng)。只要對(duì)小車檢測(cè)過(guò)程中出現(xiàn)的路徑問(wèn)題以及相關(guān)的轉(zhuǎn)向控制角等數(shù)據(jù)之間存在的關(guān)系進(jìn)行推導(dǎo)，就能夠很好地對(duì)智能小車的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制，有效地提高整個(gè)小車控制系統(tǒng)的精確程度和實(shí)時(shí)性，并且用于路徑規(guī)劃的新方法具有很多優(yōu)點(diǎn)，主要就是計(jì)算量比較小、儲(chǔ)存的空間比較大，同時(shí)也更加能夠滿足實(shí)時(shí)性的系統(tǒng)要求。本文探析了對(duì)國(guó)內(nèi)智能小車的現(xiàn)狀，以及基于路徑規(guī)劃的智能小車控制系統(tǒng)。

【關(guān)鍵詞】路徑規(guī)劃 智能小車 控制系統(tǒng)

最近幾年，我國(guó)企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)處于逐漸提高的狀態(tài)中，也慢慢地加深了對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的要求，在這樣的科技研究環(huán)境下，智能車輛、開(kāi)發(fā)出來(lái)相關(guān)的智能產(chǎn)品也慢慢地成為柔性生產(chǎn)組織以及自動(dòng)化物流運(yùn)輸?shù)认嚓P(guān)高科技系統(tǒng)的重要設(shè)備。國(guó)際上，大多數(shù)的國(guó)家都在對(duì)智能車輛積極進(jìn)行開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)以及研究。在20世紀(jì)時(shí)，就已經(jīng)有移動(dòng)機(jī)器人的出現(xiàn)，雖然只是機(jī)器人學(xué)中的小部分，但是這樣的科技研究精神在智能小車的研究設(shè)計(jì)中依然存在，本文就針對(duì)基于路徑規(guī)劃的智能小車控制系統(tǒng)進(jìn)行了分析，受到了人們和研究者們的廣泛關(guān)注。

1 對(duì)國(guó)內(nèi)智能小車的現(xiàn)狀進(jìn)行研究分析

目前，智能交通系統(tǒng)中重點(diǎn)發(fā)展的部分就是智能車輛，這也是世界上相關(guān)車輛研究領(lǐng)域中的熱點(diǎn)，在不斷提高企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)以及不斷加深自動(dòng)化技術(shù)的要求時(shí)，大多數(shù)的工業(yè)部門已經(jīng)慢慢廣泛應(yīng)用了智能車輛。很多的發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家，智能車輛也已經(jīng)慢慢地實(shí)現(xiàn)商品化，這樣低廉成本的緣故，可以更加有利于人類工作得更好，同時(shí)，智能車輛也已經(jīng)慢慢地滲入到社會(huì)以及工業(yè)的每個(gè)層面中。

相對(duì)國(guó)外智能車輛的研究而言，我國(guó)這方面的技術(shù)研究比較晚，在20世紀(jì)80年代才開(kāi)始。而且大多數(shù)研究尚處在針對(duì)某個(gè)單項(xiàng)技術(shù)研究的階段，研究開(kāi)發(fā)了一個(gè)基于路徑處理的智能小車控制系統(tǒng)。由此可知，發(fā)達(dá)國(guó)家的社會(huì)以及政府能夠更加清楚地意識(shí)到智能車輛技術(shù)的優(yōu)越性。汽車研究機(jī)構(gòu)以及制造公司中，智能車輛實(shí)驗(yàn)的建立更加有利于樹(shù)立信心，廣闊的智能車輛市場(chǎng)前景吸引汽車公司投入大量的資金，有效地促進(jìn)了智能車輛的實(shí)用化進(jìn)程。在經(jīng)濟(jì)實(shí)力方面，我國(guó)應(yīng)該根據(jù)本國(guó)的具體情況進(jìn)行研究，有效地增強(qiáng)綜合國(guó)力以及各個(gè)行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，有利于居民生活水平的提高。

2 基于路徑規(guī)劃的智能小車控制系統(tǒng)分析

2.1 設(shè)計(jì)智能小車控制系統(tǒng)的思路

基于路徑規(guī)劃的智能小車控制系統(tǒng)分析，最主要的就是設(shè)計(jì)智能小車控制系統(tǒng)的思路，其中智能小車也僅僅是智能車輛研究中的小部分。智能小車的移動(dòng)機(jī)構(gòu)就是車輪，可以很完整地實(shí)現(xiàn)自主行駛作用，所以我們才將其稱作是智能小車。智能小車比較容易編程是由于其具有機(jī)器人所具備的那些基本特征。與此同時(shí)，智能小車和其它的遙控小車存在的不同之處就是，遙控小車的轉(zhuǎn)向、進(jìn)退以及啟停等都需要操作員對(duì)其進(jìn)行控制；然而，智能小車速度的控制、行駛方向以及啟停都能夠利用計(jì)算機(jī)編程進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，不需要人為地進(jìn)行干預(yù)。與此同時(shí)，操作若想對(duì)智能小車的行駛方式進(jìn)行改變，可以利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行程序或者某些數(shù)據(jù)的修改來(lái)實(shí)現(xiàn)。這也是智能小車最大化的特點(diǎn)，可以利用編程來(lái)對(duì)其進(jìn)行控制、以及對(duì)小車行駛方式進(jìn)行改變。研究智能小車控制系統(tǒng)的主要目的，就是讓小車更高自主地行駛。

2.2 分析智能小車控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

對(duì)于智能小車控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)而言，和其他的控制系統(tǒng)一樣都需要一個(gè)比較完整的控制系統(tǒng)，同時(shí)，對(duì)于系統(tǒng)的每項(xiàng)功能模塊要求都是要相互之間有著緊密的聯(lián)系，按照以上的具體流程以及功能之間結(jié)構(gòu)的關(guān)系，就可以很容易地確定比較系統(tǒng)的總設(shè)計(jì)方案。

2.2.1 智能小車控制系統(tǒng)中上位機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的分析

智能小車控制系統(tǒng)中上位機(jī)系統(tǒng)，用來(lái)負(fù)責(zé)對(duì)小車的行駛路徑進(jìn)行有效的處理，并且將其處理完整的重要數(shù)據(jù)信息傳輸發(fā)送到下位機(jī)。上位機(jī)系統(tǒng)所具備的硬件環(huán)境都是Pentium以上的CPU；內(nèi)存不少于32MB；顯示器分辨率很高；硬盤空間至少要保持130MB的空余，這樣可以創(chuàng)造更大的數(shù)據(jù)交換區(qū)。

2.2.2 智能小車控制系統(tǒng)中下位機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的分析

智能小車控制系統(tǒng)中下位機(jī)系統(tǒng)，只是負(fù)責(zé)對(duì)上位機(jī)所發(fā)出輸送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行接收，脈沖信號(hào)是由單片機(jī)正常產(chǎn)生的比較準(zhǔn)確，對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行工作的控制，依照預(yù)定的路徑讓驅(qū)動(dòng)小車前進(jìn)。通常情況下，單片機(jī)采取的是十六位微處理器SPCE06IA板，產(chǎn)自于臺(tái)灣凌陽(yáng)；步進(jìn)電機(jī)選取的是兩相永磁式，步距角相對(duì)比較標(biāo)準(zhǔn)。另外，還需采集數(shù)據(jù)的模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)小車的位姿重要信息進(jìn)行采集，以方便對(duì)系統(tǒng)的控制誤差進(jìn)行分析。對(duì)于串行通信方式而言，主要是用來(lái)接受下位機(jī)以及上位機(jī)間通信傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息，與此同時(shí)，串行通信的兩個(gè)方面都涉及到上系統(tǒng)以及下系統(tǒng)這兩個(gè)，再針對(duì)上系統(tǒng)以及下系統(tǒng)的具體特點(diǎn)和情況進(jìn)行硬件和軟件的設(shè)計(jì)。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，不管是從當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，以及研究理論方面的研究來(lái)說(shuō)，還是從汽車的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中以及工業(yè)發(fā)展中來(lái)分析，研究智能車輛都是必要經(jīng)歷的事情。然而，研究智能小車以及開(kāi)發(fā)相關(guān)的其他產(chǎn)品，都更加有利于促進(jìn)我國(guó)在技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展。由此可知，研制一種高效、智能以及便捷的智能小車控制系統(tǒng)，擁有著十分重要的科學(xué)理論價(jià)值以及重要的實(shí)踐意義。

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作者單位

湖北工程學(xué)院新技術(shù)學(xué)院 湖北省孝感市 432000