3。1  小车二自由度模型建立 10

3。2  后轮驱动模型建立 11

3。3  前轮转向模型建立 14

3。4  本章小结 15

4  信标导引智能车控制算法设计 16

4。1  前轮转向控制算法设计 16

4。2  后轮驱动控制算法设计 21

4。3  信标识别算法设计 22

4。4  路径规划与避障算法设计 27

4。5  本章小结 30

5  信标导引智能车软件设计 31

5。1  信标导引智能车软件总体设计 31

5。2  初始化模块设计 36

5。3  中断控制模块设计 39

5。4  超声波测距模块设计 41

5。5  信标识别模块设计 42

5。6  电机控制模块设计 46

5。7  舵机控制模块设计 46

5。8  本章小结 47

6  系统调试 48

6。1  分模块调试 48

6。2  问题与解决 52

6。3  本章小结 53

结  论 54

致  谢 55

参 考 文 献 56

附录A 信标导引车实物图 58

1  引言

1。1  课题研究背景

科技的发展推动着时代的进步，时代的进步又进一步加速了科技的发展。自20世纪以来，自动控制理论成为人类社会发展的导向标，其在人们生活的方方面面均起着重要的指导作用。可是，伴随着时代的进步、科学技术的发展，新的更为复杂的控制问题亟待解决，经典控制理论体系此时显现出了其控制弊端，因此，新时代下，经典控制理论体系应寻求新出路。自动控制新出路之一就是实现控制系统的智能化，这也将是今后数十年世界科技的发展方向[1]。

智能机器人是一种相对智能的综合系统，往往集多种功能为一体，比如：环境感知的功能、动态决策的功能、动态规划的功能以及行为控制的功能等等[2]。它在各种复杂危险的环境中均有重要的用途，以谷歌旗下的机器大狗LS3为例，它可以很好地完成负重前行，躲避障碍物等任务，有希望在以后的军事行动中发挥巨大作用。对于智能机器人的研究现在多以车型机器人为主，以前只存在于科幻小说中的智能车已慢慢走入生活[3]。中国机器人大赛和“恩智浦”杯智能汽车竞赛等科技竞赛是当今大学生接触智能机器人的一个很好的平台，同时，也是中国紧跟世界智能机器人发展潮流的重要方针。

图1。1 谷歌机器大狗LS3

1。2  国内外发展现状

1。3  本文研究内容及工作安排

本文主要完成基于信标引导的智能车控制算法研究与软件设计工作。首先，通过对智能车设计的需求分析，完成核心器件的选型以及智能车的搭建；其次，对智能车进行数学建模，完成智能车前轮控制算法、后轮驱动算法、信标识别算法以及路径规划和避障算法的设计；然后，以算法为指导搭建软件的各个模块，实现软件的编写；最后，完成系统的调试工作。本文的具体安排如下：