現(xiàn)代化智能駕駛系統(tǒng)的研究及應(yīng)用

梅倩雯++顧晨耀++顧林++魏明

摘要：現(xiàn)代智能駕駛系統(tǒng)的研究以高性能ARM Cortex M4架構(gòu)的STM32F407芯片為核心進(jìn)行研究，以實(shí)現(xiàn)通過(guò)傳感器感知道路環(huán)境、自行規(guī)劃行車(chē)路線(xiàn)并控制車(chē)輛行走等功能。

關(guān)鍵詞：駕駛系統(tǒng)；算法設(shè)計(jì)；無(wú)線(xiàn)通信

中圖分類(lèi)號(hào)：TP315 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2017）03-0062-01

伴隨著互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的來(lái)臨，智能化的現(xiàn)代生活給人們的衣、食、住、行等各個(gè)方面都帶來(lái)了無(wú)窮的便利。現(xiàn)代化智能駕駛系統(tǒng)的研究及應(yīng)用應(yīng)運(yùn)而生，本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)手機(jī)及電腦兩種方式的控制研究。

1 方案設(shè)計(jì)

（1）主控單元。采用STM32F407最小系統(tǒng)作為中央處理器，其處理速度能夠適應(yīng)各個(gè)功能模塊運(yùn)作及進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，具有運(yùn)算能力高處理速度快等特點(diǎn)。（2）各功能模塊類(lèi)型。各功能模塊均使用模塊化的集成模型，具有使用方便及工作性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，便于整體功能的實(shí)現(xiàn)。同時(shí)可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行功能模塊的選擇，測(cè)量精度高，誤差小，為后續(xù)數(shù)據(jù)處理奠定基礎(chǔ)。（3）PC端及手機(jī)端與主控單元的通信。引入服務(wù)器系統(tǒng)，具有實(shí)時(shí)性等優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)車(chē)聯(lián)網(wǎng)及遠(yuǎn)程遙控等設(shè)計(jì)目標(biāo)。引入藍(lán)牙，具有功耗低、安全性能好等優(yōu)點(diǎn)，控制距離約為20米。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（1）機(jī)械設(shè)計(jì)。小車(chē)底盤(pán)的設(shè)計(jì)。因亞克力板具備良好的耐候性、性能不易因外界環(huán)境而改變且加工性能良好等優(yōu)點(diǎn)，本項(xiàng)目選擇亞克力板進(jìn)行小車(chē)底盤(pán)的設(shè)計(jì)。（2）整體設(shè)計(jì)[1]。小車(chē)的外圍設(shè)備搭建見(jiàn)圖1所示。

3 軟件設(shè)計(jì)

通信設(shè)計(jì)框圖如圖2所示。

通過(guò)比較選擇STM32F407的最小系統(tǒng)展開(kāi)設(shè)計(jì)研究，圖2展現(xiàn)的是PC端及手機(jī)端通過(guò)不同的協(xié)議與服務(wù)器系統(tǒng)建立連接進(jìn)而對(duì)小車(chē)系統(tǒng)進(jìn)行控制。STM32F407最小系統(tǒng)采用C語(yǔ)言，開(kāi)發(fā)環(huán)境為ARM-MDK或IAR-EWARM。我們采用模塊化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了小車(chē)的超聲波就位、避障、PC端及手機(jī)端通過(guò)服務(wù)器或藍(lán)牙進(jìn)行小車(chē)控制等功能[2]。

（1）小車(chē)初始化：初始化即為對(duì)小車(chē)上所有外部設(shè)備（串口、IO口模式、超聲波、紅外傳感器、舵機(jī)等）進(jìn)行初始化。（2）小車(chē)控制：一、PC端及手機(jī)端通過(guò)服務(wù)器進(jìn)行小車(chē)控制：PC端控制小車(chē)：小車(chē)上安裝一個(gè)SIM卡通過(guò)2G或者4G連接到公網(wǎng)上以連接到服務(wù)器上，PC端也連接到服務(wù)器上就可以實(shí)現(xiàn)車(chē)聯(lián)網(wǎng)從而進(jìn)行小車(chē)的遠(yuǎn)程遙控。手機(jī)端控制小車(chē)：手機(jī)通過(guò)WIFI訪(fǎng)問(wèn)IP地址以連接到服務(wù)器進(jìn)而控制已連接到服務(wù)器上的小車(chē)。二、PC端及手機(jī)端通過(guò)藍(lán)牙進(jìn)行小車(chē)控制：小車(chē)上安裝藍(lán)牙服務(wù)端，PC端或手機(jī)端打開(kāi)藍(lán)牙構(gòu)建連接，進(jìn)而進(jìn)行小車(chē)控制。（3）小車(chē)功能：光感應(yīng)；方位檢測(cè)（陀螺儀）；紅外感應(yīng)；拍照攝像；溫濕度測(cè)量；超聲波測(cè)距。（4）控制界面設(shè)計(jì)（服務(wù)器控制模式）。（5）手機(jī)端控制界面。手機(jī)端的控制界面設(shè)有三個(gè)界面顯示：在第一個(gè)界面中首先顯示的是WIFI要訪(fǎng)問(wèn)的IP地址，另外顯示的是端口，且設(shè)有建立連接按鈕。建立連接后進(jìn)入第二個(gè)界面，可以看到小車(chē)狀態(tài)顯示（為自動(dòng)檔還是手動(dòng)檔），且設(shè)有小車(chē)地址顯示，設(shè)有小車(chē)自動(dòng)檔/手動(dòng)檔調(diào)整按鈕。按下小車(chē)狀態(tài)調(diào)整按鈕進(jìn)入第三個(gè)界面，此界面除了顯示小車(chē)行駛速度，且設(shè)有小車(chē)方向調(diào)整按鈕，從而實(shí)現(xiàn)小車(chē)行駛控制。

4 結(jié)語(yǔ)

本項(xiàng)目所設(shè)計(jì)的現(xiàn)代化智能駕駛系統(tǒng)通過(guò)紅外線(xiàn)感應(yīng)傳感器及超聲波測(cè)距傳感器實(shí)現(xiàn)了智能循跡功能，通過(guò)藍(lán)牙模塊及WIFI模塊實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程遙控功能，通過(guò)GPS定位模塊實(shí)現(xiàn)了GPS定位功能。完成的現(xiàn)代化智能駕駛系統(tǒng)是集環(huán)境感知、規(guī)劃決策、多等級(jí)輔助駕駛等功能于一體的綜合系統(tǒng)，綜合運(yùn)用了計(jì)算機(jī)、現(xiàn)代傳感、信息融合、無(wú)線(xiàn)通訊等自動(dòng)控制技術(shù)，適應(yīng)了現(xiàn)代生活的需求。

參考文獻(xiàn)

[1]方超，文娟，張昆明.基于AT89S52單片機(jī)的智能小車(chē)設(shè)計(jì)及制作[J].企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā).2011（12）：74.

[2]李曉麗.單片機(jī)與上位機(jī)串行通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].儀表技術(shù)，2010（7）：45-47.