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LOGO 智能车设计 徐汉 谢代钰 裴云庆 * 智能汽车的研究意义 21世纪的汽车概念将发生根本性的变化。将来的汽车将转变为带有一些辅助机械的机电一体化装置。同时，通过带有传感器，接收器等装置能够获取前方交通状况信息，引导汽车加速或减速，使汽车运行时更加平稳。开展智能汽车技术的研究与开发工作具有重要意义。今天主要简单介绍一下“飞思卡尔”全国智能车竞赛的智能车设计。 硬件 智能汽车设计基础 软件 智能汽车设计基础--硬件 电路设计 2 传感器系统 1 传感器系统 1 光电式传 感器 2 图像传感器 3 测速传感器 智能汽车设计中涉及到的传感器主要有三种：光电式传感器、图像传感器和测速传感器。 光电式传感器 光电式传感器是利用光电器件把光信号转换成电信号的装置。光电式传感器工作时，先将被测量转换为光量的变化，然后通过光电器件再把光量的变化转换为相应的电量变化，从而实现非电量的测量。光电式传感器的核心（敏感元件）是光电器件，光电器件的基础是光电效应。 各种光电传感器 图像传感器 智能车路径识别模块中的摄像头的重要组成部分就是图像传感器。图像传感器可实现可见光、紫外线、X射线、红外光等的探测，是现代视觉信息获取的一种基础器件。 图像传感器 测速传感器 光电式脉冲编码器可将机械位移、转角或速度变化转换成电脉冲输出，是精密数控采用的检测传感器。光电编码器的最大特点是非接触式，此外还具有精度高、响应快、可靠性高等特点。 光电式脉冲编码器结构 光电式脉冲编码器实物图 电路设计 电路设计主要包括电源系统，电机驱动电路和传感器接口电路 电源系统 电机驱动电路 传感器接口电路 智能汽车设计基础—软件 在智能车系统的设计中，硬件是基础，没有一个好的硬件平台，软件就无法运行。对于智能车系统来说，软件的核心是控制算法。而完成这些任务的编程语言有汇编语言和C语言。软件部分是整个智能车系统的灵魂。这里主要简单介绍介绍核心控制算法的原理。 最小系统原理图 控制算法 1 PID控制算法 2 模糊控制算法 3 其它智能控制算法 PID控制算法 PID控制器的原理是根据系统的被调量实测值与设定值之间的偏差，利用偏差的比例、积分、微分三个环节的不同组合计算出对广义被控对象的控制量。 常规PID控制系统原理框图 模糊控制算法 模糊控制的最重要特征是不需要建立被控对象精确的数学模型，只要求把现场操作人员的经验和数据总结成较完善的语言控制规则，从而能够对具有不确定性、不精确性、噪声以及非线性、时变性、时滞等特征的控制对象进行控制。 模糊控制基本结构图 其它智能控制算法 在智能车控制系统中，控制算法最普遍的就是上面讲到的PID和模糊控制算法，但也有些参赛队用到其他的智能控制算法，如记忆算法。赛道记忆算法的基本方法是：在第一圈以最安全的速度慢速驶过一圈，将赛道的信息保存下来，第二圈根据保存下来的信息进行车速和转向控制策略的最优化，从而在第二圈取得好成绩。 在智能车系统的设计中，硬件是基础，没有一个好的硬件平台，软件就无法运行。同样，没有好的算法也不能实现很好地运行。所以，要把硬件和软件结合起来，才能获得好的成绩。 * LOGO