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智能公路系统的车辆横向控制试验研究

作　者: 杨利兵
导　师: 严新平
学　校: 武汉理工大学
专　业: 载运工具运用工程
关键词: 智能公路系统车辆横向控制磁道钉车载传感器车载伺服机构
分类号: U491.116
类　型: 硕士论文
年　份: 2002年
下　载: 179次
引　用: 2次
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内容摘要

智能公路系统是借助通信系统、监控系统、光纤网络等基础设施，并对车辆实施自动安全检测、发布相关的信息以及实施实时自动操作的运行平台，它为公路运输提供了更为安全、经济、舒适、快捷的基础服务。车辆横向控制是智能公路系统研究的重要内容，与国外相比，我国在智能公路领域的研究还很薄弱。车辆的控制包括车辆的横向控制和纵向控制两方面，车辆的横向控制主要是进行方向盘伺服机构的控制，即使车辆能在无人驾驶的情况下，在预定的路线内自动行驶；车辆纵向控制主要研究车辆的速度控制，起动和制动控制。本文主要是针对车辆的横向控制进行研究。通过埋设在道路上的磁道钉作为车辆控制的诱导信号，由车载传感器进行信号的采集，把采集到的数据信息传送到车载计算机中，通过车载计算机的处理，发出执行指令，利用步进电机连接的方向盘伺服机构以实现车辆在无人驾驶的情况下保持车道的正常运行。为实现车辆横向控制的自动行驶功能，试验中自行研制了整套控制系统，包括软件系统和硬件平台，即诱导信号磁道钉的定型，车载传感器的研制，车载伺服系统的研制以及控制软件的编制。本文介绍了整套系统的构成，重点讨论了自行研制的车载传感器的具体参数以及工作原理；为配合试验中采集到的数据的去除干扰处理，制作了滤波放大电路。同时介绍了由合作单位北京吉普车有限公司开发的方向盘伺服机构。本项研究进行了大量的现场试验，通过试验不断地进行硬件平台和编制软件的修正设计，实现了车辆的横向控制。

全文目录

摘要  3-7
第1章绪论  7-12
  1．1 课题研究的意义和目的  7-8
  1．2 国内外研究现状  8-10
  1．3 课题的来源和背景  10
  1．4 本文的主要研究内容  10-12
第2章智能公路系统的横向控制  12-20
  2．1 智能公路系统（IHS）的定义  12-17
    2．1．1 国外智能公路系统的定义  12-13
    2．1．2 我国ITS标准体系框架中智能公路系统的定义  13-17
  2．2 智能公路系统（IHS）的横向控制  17-20
    2．2．1 横向控制涉及IHS的范围  17-18
    2．2．2 横向控制所用的电磁诱导方法  18-20
第3章车辆横向控制系统的硬件集成  20-42
  3．1 车辆横向控制的工作原理  20-23
    3．1．1 硬件系统的总体集成  20
    3．1．2 诱导装置及车载设备的工作原理  20-23
  3．2 车载传感器系统的研制  23-37
    3．2．1 诱导磁道钉的选择  23-25
    3．2．2 车载传感器的工作原理  25-27
    3．2．3 车载传感器的设计  27-30
    3．2．4 信号处理电路的设计  30-33
    3．2．5 车载传感器获取的信号的特点分析  33-37
  3．3 车载设备的集成  37-42
    3．3．1 工控机在车辆横向控制中的应用  37-38
    3．3．2 方向机控制伺服机构  38-42
第4章车辆横向控制模型及软件的研究  42-63
  4．1 车辆横向控制系统的特点  42-46
    4．1．1 车辆横向闭环控制  43-44
    4．1．2 复杂的车辆运动过程控制  44-45
    4．1．3 直线段和曲线段的控制方法  45-46
  4．2 直线段的车辆横向控制  46-50
    4．2．1 车辆传统控制与智能控制的比较  46-48
    4．2．2 车辆直线段的智能模糊控制  48-50
  4．3 曲线段的车辆横向控制  50-53
  4．4 控制软件实现  53-63
    4．4．1 数据的前期处理  53-57
    4．4．2 主要的功能模块及流程图  57-63
第5章车辆横向控制的试验结果  63-73
  5．1 试验概况  63
  5．2 试验的内容  63-64
  5．3 试验的考核指标  64
  5．4 试验步骤  64
  5．5 试验数据和波形的分析  64-72
  5．6 试验结论  72-73
第6章结论及展望  73-76
  6．1 初步结论  73-74
  6．2 研究展望  74-76
致谢  76-77
参考文献  77-80
攻读硕士学位期间科研成果  80

智能公路系统的车辆横向控制试验研究

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