第一章：本章主要讲述了本课题的研究背景、研究意义以及目前国内外智能车的发展状况，最后讲述了本文的工作内容。

第二章：本章主要讲述了对于信标导引智能车的总体设计。首先，对信标导引智能车的设计进行需求分析，接着，对信标导引智能车的总体组成结构进行阐述，完成了核心器件选型工作，最后，对信标导引智能车工作原理进行简介。论文网

第三章：本章主要完成了对系统的模型搭建工作，本章建立了小车的二自由度模型，并对于小车的后轮驱动和前轮转向进行建模，基本上明确了系统的模型框架，为下一章算法的编写提供依据。

第四章：本章主要完成对前轮控制算法、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，并在MATLAB中仿真验证算法的正确性和可行性。

第五章：本章主要对智能车软件方面进行设计，并从软件的总体设计与详细设计两方面分别进行设计。软件的总体设计包括搭建软件的总体架构、确定软件的工作时序以及设计软件的工作流程图。软件的详细设计包括初始化模块设计、中断控制模块设计、超声波测距模块设计、信标识别模块设计、电机控制模块设计以及舵机控制模块设计。

第六章：本章主要完成了系统的分模块调试工作，同时，就调试过程中遇到的各种问题给出了相应的解决方案。

2  信标导引智能车总体设计

2。1  信标导引智能车需求分析

信标越野组作为今年“恩智浦”杯全国大学生智能车竞赛新项目，其有着全新的竞赛规则，智能车采用信标导引方式运行，它需要在最短的时间内到达场内随机分布的五个信标，且每当到达某一信标安全范围内，当前信标熄灭，下一信标随机闪烁，重复此过程十次，以最终总的时间来评定比赛胜负。信标越野组赛道图如图2。1所示。

图2。1 信标越野组赛道图

按照比赛的规则，这也就意味着：

（1）智能机器人需要准确判断发光信标的位置，发光信标发出的光为40kHZ红外光与红色可见光，智能机器人可利用摄像头来获得信标的位置，可是直接利用摄像头采样获得的位置受外界环境影响很大，因此，此时应将摄像头加上滤光片使得摄像头只接收信标发出的红外光即可；

（2）摄像头加滤光片以后采集得到的图片存在噪点，软件设计时需要采用相应的滤波算法，且在图像处理过程中需要考虑外界环境的影响，去掉伪目标点，准确确定发光信标的位置，之后，采用跟随算法使得智能车跟随信标方向运行；

（3）单个摄像头采集信标位置死区偏大，信标检测过程耗费时间周期将过长，所以，可采用双摄像头加摇头舵机的方案使得目标检测耗时大大缩短；

（4）在智能车行进过程中，不发光信标便成为障碍物，此时，需要考虑避障问题，可采用基于超声波传感器与模糊控制的智能避障算法，同时，我们应该考虑到如何结合摄像头与超声波传感器数据区分障碍物与发光信标；

（5）在智能车转弯时，若不采用后轮左右轮差速，只依靠前轮舵机转弯，转弯半径将十分大，所以，此处考虑利用后轮左右轮差速与前轮舵机转弯结合的方法，所以此处需选取c车模，c车模如图2。2所示。

图2。2  c车模

2。2  信标导引智能车系统组成结构与工作原理

2。2。1  信标导引智能车系统组成结构

根据上述需求分析，可以将信标导引车系统划分为以下八个模块：电源模块、核心控制器模块、图像采集模块、超声波避障模块、速度检测模块、电机及舵机驱动模块、上下位机通信模块以及人机接口模块。系统组成结构图如图2。3所示。