学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于ARM的智能小车的设计与研究

作　者: 刘崇翔
导　师: 高美凤
学　校: 江南大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: 智能小车 M2005-NU11 路径规划 无线通信
分类号: TP242.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 538次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


作为前沿的高新技术,智能小车(也就是轮式机器人)是一个涉及到多学科的综合系统,包括传感器技术、电子技术、自动控制、人工智能、机械工程、计算机科学等;目前正朝着高级智能的智能机器人方向进展。本文将重点介绍基于ARM的智能小车的运动控制、路径规划、避障算法,以及与计算机通信功能的研究。论文首先分析了智能小车的总体功能需求,然后介绍了硬件与软件部分的设计,硬件部分主要包括车体结构、控制器的选型以及控制器与外围传感器的接口电路,在外围采用模块化设计,主要包括电源模块、超声波测距模块、温度采集模块、烟雾检测模块、无线通信模块等;小车与计算机的通信采用CC1101无线收发模块,智能小车将采集到的温度、烟雾浓度以及超声波传感器测得的距离等数据通过无线通信传输到计算机。系统软件部分设计是在MiniARM提供的软件平台的基础上,利用系统提供的操作系统、硬件驱动支持库以及API函数直接进行硬件驱动程序的开发。软件设计主要包括小车的驱动程序、传感器的驱动程序的设计,模糊算法控制器的设计,以及计算机监测软件的设计。智能小车的路径规划方法主要包括:人工势场法、模糊逻辑算法、神经网络算法、遗传算法等,根据智能小车的硬件特点,选用模糊逻辑算法作为智能小车的避障算法。模糊逻辑算法构成方法简单、计算量小、节省系统资源、时性好,并进行Matlab-Simulink仿真。从仿真结果看,该控制算法成功的实现了避障。计算机监控软件采用VB编写,可以准确的反应环境温度,烟雾浓度的变化,并且可以显示小车的当前位置及运动轨迹,可以实现无线检测环境的功能。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章 绪论  8-14
  1.1 课题背景及意义  8-9
    1.1.1 课题背景  8
    1.1.2 课题意义  8-9
  1.2 课题研究现状  9-11
    1.2.1 国外研究现状  9-10
    1.2.2 国内研究现状  10-11
  1.3 移动机器人的关键技术  11-12
    1.3.1 导航与定位  11
    1.3.2 路径规划  11
    1.3.3 多传感器信息融合  11
    1.3.4 视觉信息处理的有效性  11-12
  1.4 本文研究的主要内容  12-14
第二章 智能小车的设计方案及运动模型  14-20
  2.1 智能小车设计需求分析  14
  2.2 智能小车的总体方案设计  14-16
    2.2.1 硬件方案设计  14-15
    2.2.2 软件方案设计  15-16
  2.3 智能小车运动学模型  16-18
    2.3.1 智能小车车体结构  16-17
    2.3.2 智能小车运动模型  17-18
  2.4 本章小节  18-20
第三章 智能小车硬件设计  20-34
  3.1 微处理器的选择  20-23
  3.2 电源及复位电路  23-25
  3.3 JTAG 调试电路  25
  3.4 蜂鸣器及电源指示电路  25-26
  3.5 数据采集电路  26-29
    3.5.1 温度采集电路  26-27
    3.5.2 烟雾采集电路  27-28
    3.5.3 超声波测距模块  28-29
  3.6 电机驱动电路  29-30
  3.7 无线收发模块与串行通信  30-33
    3.7.1 无线通信模块的原理  30-31
    3.7.2 串行通信接口电路  31-32
    3.7.3 无线模块应用示意图  32-33
  3.8 本章小结  33-34
第四章 智能小车系统软件设计  34-44
  4.1 嵌入式操作系统  34-35
  4.2 软件系统的集成开发环境  35-37
    4.2.1 在 ADS1.2 中使用 H-JTAG 调试  35-36
    4.2.2 MiniARM 工程模板介绍  36-37
  4.3 驱动库API 函数介绍  37
  4.4 应用程序的设计  37-43
    4.4.1 超声波传感器驱动  38-39
    4.4.2 温度传感器驱动  39-41
    4.4.3 烟雾传感器驱动  41-42
    4.4.4 电机驱动控制  42-43
    4.4.5 无线通信的软件设计  43
  4.5 本章小结  43-44
第五章 基于模糊控制的路径规划研究  44-54
  5.1 路径规划方法  44-45
  5.2 模糊控制的基本理论  45
  5.3 模糊推理系统的设计  45-51
    5.3.1 模糊控制器的输入输出  46
    5.3.2 模糊导航集合  46-47
    5.3.3 模糊推理规则库  47-49
    5.3.4 解模糊化  49-51
  5.4 基于SIMULINK 的仿真  51-53
  5.5 本章小结  53-54
第六章 计算机监测软件开发  54-60
  6.1 软件界面设计原则  54
  6.2 监测软件功能的设计  54-57
    6.2.1 串口的初始化  54-55
    6.2.2 表格与曲线的绘制  55-56
    6.2.3 定位及运动曲线显示  56-57
  6.3 通信协议  57-58
  6.4 本章小结  58-60
第七章 总结与展望  60-62
  7.1 总结  60
  7.2 展望  60-62
致谢  62-64
参考文献  64-67
作者在攻读硕士学位期间发表的论文  67-68
附录  68-70

相似论文

  1. 基于无线通信的弹载计算机系统BIT设计,TJ414
  2. 列车动态监控系统的研究,U284.48
  3. 动态环境下移动对象导航系统相关技术的研究,TP301.6
  4. 基于改进蚁群算法的机器人路径规划研究,TP242
  5. 基于RFID和GPRS的无线通信平台的医疗应用,R319
  6. 无线群控技术在团体操表演中的应用与研究,G837
  7. 移动WSN基于虚拟簇头数据收集策略的研究,TP212.9
  8. 小型无人搜救飞艇的控制系统研究,V249.1
  9. 基于ZigBee的实验室温湿度集中监测系统,TP274
  10. 移动机器人全覆盖路径规划算法的研究,TP242
  11. 类双曲壳的构建及应用,O185.1
  12. 基于WSN底层模块的LED汉字显示板的设计与应用,TN312.8
  13. 基于Robocup足球机器人路径规划与轨迹跟踪的研究,TP242
  14. 三坐标测量机的测量极值分析与路径设计,TH721
  15. 基于ARM的家用清洁机器人软件设计与研究,TP242
  16. 基于FPGA的小型足球机器人的控制系统研究,TP242
  17. 基于改进蚁群算法的移动机器人路径规划问题研究,TP242
  18. 井下人员无线定位系统设计,TN929.5
  19. 基于遗传算法智能小车路径规划的研究,TP242
  20. 复杂动态环境下的小型足球机器人路径规划研究,TP242
  21. 面向Internet的动态路径规划算法研究与应用系统设计,U116.2

中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 机器人技术 > 机器人 > 智能机器人
© 2012 www.xueweilunwen.com