论文部分内容阅读
智能汽车涵盖了自动控制、图像处理、传感技术和模糊识别等多个领域,随着现代汽车技术与电子计算机技术的飞速发展,智能控制得到了越来越广泛的应用,智能汽车势必将成为交通系统以及汽车产业的发展趋势。本文基于单片机开发了一种利用CMOS摄像头识别路径的智能车控制系统,该智能车具有自动行驶、自动变速和自动停车等多种功能,是一项具有现实可行性和广阔应用前景的智能车技术。
本文以32位MK60X256VLQ100单片机为核心控制单元,设计了电源模块、图像采集模块和电机驱动模块等模块。采用LM2940和TPS7350稳压芯片给电路模块提供工作时所需的稳定电压,使用2片BTS7960组成全桥驱动芯片控制电机的正反转,采用200线光电编码器实时监测车速。
本智能车以OV7620数字摄像头提取道路信息,通过中值滤波、二值化算法、图像锐化算法等对图像进行处理,采用轮廓跟踪算法结合边沿检测法提取道路信息;采用各种控制策略对智能车的驱动、转向、速度和位置等进行控制,从而使智能车沿着提取的路径中心平稳快速的行驶,最终达到自动控制的目的。
在控制算法上,采用常规PID控制算法和模糊PID控制算法对电机控制,通过Matlab对PID控制参数进行整定,找出合适的控制参数,以提升电机的加减速性能。对于舵机转向系统采用模糊控制,通过设计的模糊控制器控制转向过程中偏差的产生,以提升舵机的转弯能力和转弯稳定性。
最后在SIMULINK中分别建立常规PID控制器、模糊控制器和模糊PID控制器模型,对其进行仿真,观察仿真曲线,选出最佳的电机和舵机控制方案。
实验表明,本文设计的智能控制系统具有良好的自适应性、实时性、稳定性和棒鲁性,满足智能车各项性能指标的要求,使智能车达到了11.5km/h的稳定循迹速度。