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关键词:电动小车 智能 自动控制 单片机技术 ARM嵌入式 PWM调速驱动摘要:随着电子信息技术以及计算机技术的发展,智能小车的功能也越来越强大,智能小车可以按照预先设定的模式在特定的环境中完成相应的动作,基于嵌入式系统的智能小车,拥有较强的稳定性与实时性。智能小车在军事、科研、物流、救灾等领域已经大显身手。但是,如果脱离人的指令,让电动小车实现自动控制成为了现在工业领域的关注点。自动化是综合了计算机、控制理论、接口技术、信息和传感技术等多学科而形成的高新技术。此次电动小车控制系统基于ARM平台,控制方式为单片机。本文将从电动小车其自动控制系统的发展历史、研究现状和发展前景等方面进行综述。本文在对现有成果进行总结的基础上,简要分析当前电动小车及其自动控制系统所需要深入研究的问题,并对其今后的深层次应用提出合理性假想。
1 引言
随着电子技术、计算机技术和制造技术的飞速发展,数码相机、DVD、洗衣机、汽车等消费类产品越来越呈现光机电一体化、智能化、小型化等趋势。智能化作为现代社会的新产物,是以后的发展方向,他可以按照预先设定的模式在一个特定的环境里自动的运作,无需人为管理,便可以完成预期所要达到的或是更高的目标。智能小车,也称轮式机器人,是一种以汽车电子为背景,涵盖控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多科学的科技创意性设计,一般主要路径识别、速度采集、角度控制及车速控制等模块组成。一般而言,智能车系统要求小车在白色的场地上,通过控制小车的转向角和车速,使小车能自动地沿着一条任意给定的黑色带状引导线行驶[1]。智能小车运用直流电机对小车进行速度和正反方向的运动控制,运用直流电机对小车进行速度和正反方向的运动控制,通过单片机来控制直流电机的工作,从而实现对整个小车系统的运动控制。
智能车辆的发展需要许多方面的技术支撑,不仅包括传感器技术、图片采集及处理技术和人工智能技术,还包括计算机技、自动化控制与驱动技术等,这些技术的发展为智能车辆技术的发展奠定了基础。目前,智能车辆的研究多是集中在自动驾驶方面,在以后的研究中,智能车辆在军事和科学研究中的应用将来越多。智能车辆的发展是目前各国研究的重点,也是智能技术的一个重要发展方向,它代表着人们对于安全和智能车辆的一种需求。随着支撑智能车辆技术的不断发展与完善,智能车辆的研究也在不断推进与完善,在以后的研究中,对于紧急情况的强应变能力、对于各种不同甚至极端环境的良好适应性是智能车辆需要突破的重点方向。
2 电动小车发展历史及国内外研究现状
2.1 国外研究现状
国外智能车辆的研究历史较长,始于.上世纪50年代。它的发展历程大体可以分成三个阶段[13][14][15]。
第一阶段,20世纪50年代是智能车辆研究的初始阶段。1954年美国Barrett Electronics公司研究开发了世界上第一台自主引导车系统AGVS(Automated Guided Vehicle System)。该系统只是一个运行在固定线路上的拖车式运货平台,但它却具有了智能车辆最基本的特征即无人驾驶。早期研制AGVS的目的是为了提高仓库运输的自动化水平,应用领域仅局限于仓库内的物品运输。随着计算机的应用和传感技术的发展,智能车辆的研究不断得到新的发展[6]。
第二阶段,从80年代中后期开始,世界主要发达国家对智能车辆开展了卓有成效的研究。在欧洲,普罗米修斯项目于1986年开始了在这个领域的探索。在美洲,美国于1995年成立了国家自动高速公路系统联盟(NAHSC),其目标之一就是研究发展智能车辆的可能性,并促进智能车辆技术进入实用化。在亚洲,日本于1996年成立了高速公路先进巡航/辅助驾驶研究会,主要目的是研究自动车辆导航的方法,促进日本智能车辆技术的整体进步。进入80年代中期,设计和制造智能车辆的浪潮席卷全世界,一大批世界著名的公司开始研制智能车辆平台。
第三阶段,从90年代开始,智能车辆进入了深入、系统、大规模研究阶段。最为突出的是,美国卡内基梅隆大学(Caregie Mellon University)机器人研究所一共完成了Navlab系列的10台自主车(Navlab1-Navlab10)的研究,取得了显著的成就。
目前,智能车辆的发展正处于第三阶段。这一阶段的研究成果代表了目前国外智能车辆的主要发展方向。
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