全文总字数:7031字
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,但更值得关注的是,智能小车也逐渐走进民用生产经营,智能家居等领域。本课题为设计一款具有语音识别功能的智能小车,该智能车功能包括超声波避障,巡线行驶,语音控制。本课题在完成智能小车基本功能的搭建后,拓展几个扩展模块。主要研究课题包括避障原理及其算法,以及程序编写,巡线行驶的方案,语音识别算法及其程序,PWM电机调速。
关键词:智能小车;语音识别;避障;巡线行驶;PWM电机调速;
引言
本课题着力设计一款具有语音识别功能的智能小车,除语音识别功能外,还具有有超声波避障模块,巡线行驶模块,舵机控制模块,是一款综合性较强且具有交互感的智能小车。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,但更值得关注的是,智能小车也逐渐走进民用生产经营,智能家居等领域,因此,交互设计就显得尤为重要,语音识别功能能大大提高交互感,给人更好的体验。本课题主要涉及超声波避障算法及在智能小车上的运用,巡线行驶方案,语音识别算法及PWM电机调速。
2 研究现状
要求:国外智能车辆研究起步较早,相关研究从上世纪50年代起开始。20世纪80年代,西方发达国家对智能小车的研究逐渐扩大,在欧洲,普罗米修斯项目率先于1986年启动。1995 年,在北美洲,为了促进智能车辆的研究,加快智能车辆技术的实用化步伐,美国创立了国家自动高速公路系统联盟。1996年日本把重心放在自动车辆导航的方法研究上,同时美国也成立了高速公路先进巡航和辅助驾驶研究协会,整体提升了日本智能车辆技术的水平[1] 。20世纪90 到现在,智能车辆的研究更加深入,以无人驾驶为代表的新技术逐渐展露马角。
国内智能车辆研究起步较晚,直到1992年,国防科技大学研制成功了我国第一辆真正意义上的无人驾驶汽车。自此之后,国内的智能车研究也如火如荼的进行着。2014年,由清华大学自动化系牵头,北京交通大学,北京航空航天大学等多家单位参与合作的国家863计划主题项目“智能车路协同关键技术研究”验收会在河北清华发展研究院举行。随着21世纪度过两个10年,我国的智能车研究有了新的面貌,民用无人车送快递,无人车送外卖的运用正是研究成果的一重要体现。
相关研究成果
2.1.1 超声波避障
智能小车的避障功能是一个及其重要的功能,它能避免小车在行进过程中与道路物体发生碰撞,从而提高了整个系统的稳定性。
智能小车的避障通常有两种方案:一种则是超声波避障,超声波测距的原理比红外线更加简单,声波遇到障碍物会反射,声波的速度已知,所以只需要知道发射到接收的时间差,就能轻松计算出测量距离,再结合发射器和接收器的距离,就能算出障碍物的实际距离超声波测距相比红外测距,价格更加便宜,相应的感应速度和精度也逊色一些。对于太远的障碍物,精度也会随着声波的衰减而降低。此外,周围若有海绵等吸收声波的物体,或者有大风干扰的情况下,超声波将无法工作。
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