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案例范本
适应复杂环境的无人操控智能小车设计
添加时间: 2022/5/12 14:02:27 来源: 作者: 点击数:815

称:  

项目的意义及创新之处(限300字)

意义:

智能小车作为智能汽车的模型,通过传感器感知外部环境信息,在复杂环境中实现自主作业。本项目将利用电磁、超声波等传感器构建智能小车系统,在特定道路的基础上,加强对非特定环境(如人字形、十字、S形复杂道路,不规则障碍物,坡道)的识别和自主处理能力(如自主调速),加深对控制理论的研究。

创新之处:

1.本项目智能小车将采用Crotex-M4内核主控芯片,因此其对复杂问题具有更强的处理能力。

2.智能小车将装载电磁、超声波、光电等传感器,采用基于模糊理论的多传感器的数据融合结构和方法进行信息处理。

3.通过无线传感器实现小车与电脑之间的实时数据传输,利用数据构建模型,分析问题。

4.利用PID控制算法实现复杂环境下的路径优化,避障控制及自主调速。

该领域研究现状分析(限500字)

智能小车作为智能汽车的模型,是一类通过内部、外部传感器感知外部环境信息和自身状态,在复杂环境中实现自主作业的机器人系统。它集中运用了单片机、传感器、信息融合、通信接口、导航控制、人工智能以及自动控制等一系列高新技术。
   欧美国家的智能汽车相关技术已经比较成熟,其智能汽车已实现道路环境感知,视觉增强,前车距离控制以及和传感器融合方面的技术。日本在研究防撞设备,前方防撞和车道偏离,车道定位系统,前车距离控制系统,自动控制系统,障碍物报警系统,驾驶员打盹报警系统和夜间行人报警系统方面具有显著成果

目前我国智能车系统的研究还处于起步阶段,智能汽车实际应用还有很长的路要走。国内的一些比赛中出现了一些智能能够运用红外传感器实现智能小车自主循迹运行,运用超声波传感器及多种算法躲避障碍物但这些智能车功能比较单一,智能化程度较低,并且只能适应特定的环境,环境稍有变化,就难以自主识别。而真正的智能小车是要对复杂的环境做出判断,适应不断变化的环境。因此,适应复杂环境智能车的研究对我国智能汽车的发展具有重要意义。

研究内容与拟解决问题(限300字)

研究内容:

1.Crotex-M4内核芯片的使用。智能小车将采用Crotex-M4内核的主控芯片,需要对主控芯片内部结构深入了解,熟练掌握内部寄存器。

2.多传感器的数据融合。智能小车装有电磁、超声波等多个传感器,对多传感器的数据进行融合和处理是其一大难点。

3.PID算法的使用。智能小车处于运动状态,如何运用PID算法对融合之后的数据进行处理,使其小车在运动中不断调整姿态。

4.数据分析通过无线通信,在电脑上位机获取数据,进行数据分析,以得出使智能小车达到最优运行状态的各项参数。

拟解决问题:
1. 环境信息的采集
2. 信息的融合处理
3. 智能车的自主控制
4. 确定智能车最优运行状态的参数

 

项目研究可行性分析(限300字)

技术分析:智能车的设计涉及模式识别、传感技术、电子、控制、计算机、机械和电源等多个学科

团队成员现状分析:团队成员专业涉及计算机和电子领域,有相关技术研究经验,在电子设计大赛中获得佳绩,开发过体质测量系统具有一定设计制作经验,技术功底强硬。指导老师在嵌入式方向具有丰富的经验。
环境条件分析:实验室有研究所需设备器材,相关电子器件费用在成员所能承担范围内。

基本研究思路(限300字)

硬件电路设计:

1.功能分析。分析项目要实现的功能:复杂道路识别(S型道路,十字路,人字形路),障碍物识别、坡道识别及其识别之后的处理。

2.模块结构规划。规划系统中所需要的功能模块。

3.总体设计。分析系统处理流程,探索系统核心模块的运作。

4.电路设计。设计核心模块:电源模块,电机驱动模块,最小系统,电磁传感器模块等。

5.具体实现。进行模块搭建,制作出实体模型。

6.调试分析。对智能车进行适应各种环境的多次调试,对各种数据进行分析整理,使智能车达到适应不同环境的理想效果。

软件编程:

软件编程与硬件同步进行,依托硬件进行程序设计。

计划进度安排

计划所用时间:2014年11月至2015年6月。

一、 分析项目要实现的功能,完成整体流程分析。(半个月完成)

二、 设计功能模块,进行电路设计:包括电路图绘制,pcb板制作及调试。(两个半月完成)

三、 研究核心芯片,编写各个模块代码,逐个实现模块功能。(两个月完成)

四、 整合模块,搭建系统,完成各个模块的融合。(一个月完成)

五、 系统整体测试阶段,实验获取测试数据,分析数据,完善算法。对本研究项目进行整理,生成研究报告。(一个月完成)

预期研究成果形式

1、申请到专利或获得专利申请号

2、制作出实物(科技发明)

3、调查报告

4、专业论文

5、其他形式                    (请注明)

审查意见

(包括:审查项目的科学意义、实用价值、研究工作基础、经费预算合理性、申请者业务素质、研究能力和科学作风)

指导老师意见

智能小车的设计涉及多个领域,具有深入研究的意思。在立项之初,应当规范研究范围,快速、准确地找准定位进行研究。注意时间安排的合理性和人员分配合理性。不但要注重理论的深刻,更要注重实际应用的可行。最后,要对数据进行科学的统计和分析,制作出分析报告。

负责人(签字):       单位(公章)  

2014年   10月   30日          

所在学院意见

负责人(签字):      单位(公章)

                                                                           

年   月   日         

学校审查意见

负责人(签字):     单位(公章)

年   月   日        

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