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循迹小车自动驾驶系统设计与实现

目录

循迹小车自动驾驶系统设计与实现（1）．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

内容简述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

1.2研究内容与目标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

1.3文档结构安排．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

相关技术综述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

2.1自动驾驶技术发展现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

2.2车辆控制系统原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

2.3传感器技术及其应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

循迹小车硬件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

3.1机械结构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

3.1.1车身框架设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

3.1.2轮胎与悬挂系统．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19

3.2电气系统设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

3.2.1传感器模块布局．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

3.2.2电源管理与电池选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23

3.3控制系统硬件选型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

3.3.1主控制器选型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

3.3.2执行器驱动电路设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29

循迹小车软件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

4.1操作系统选择与配置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

4.2驱动程序开发．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

4.2.1电机控制算法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

4.2.2转向与制动控制逻辑．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

4.3导航与决策算法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37

4.3.1GPS数据采集与处理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39

4.3.2路径规划算法实现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42

4.3.3决策与控制策略制定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44

系统集成与测试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45

5.1硬件与软件集成过程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46

5.2功能测试与性能评估．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48

5.2.1基本功能测试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51

5.2.2高速与恶劣环境模拟测试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52

5.3系统故障诊断与处理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53

结论与展望．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．55

6.1研究成果总结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．56

6.2存在问题与改进措施．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．57

6.3未来发展趋势与研究方向．．．．．．．．．．．．．