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自动控制综合设计
——无人驾驶汽车计算机控制系统
指导老师：
学校：
姓名：
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目录
一设计的目的及意义
二智能无人驾驶汽车计算机控制系统背景知识
三系统的控制对象
四系统总体方案及思路
1系统总体结构
2控制机构与执行机构
3控制规律
4系统各模块的主要功能
5系统的开发平台
6系统的主要特色
五具体设计
1系统的硬件设计
2系统的软件设计
六系统设计总结及心得体会
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一设计目的及意义
随着社会的快速发展，汽车已经进入千家万户。汽车的普及造成了交通供
需矛盾的日益严重，道路交通安全形势日趋恶化，造成交通事故频发，但专家往
往在分析交通事故的时候，会更加侧重于人与道路的因素，而对车辆性能的提高
并不十分关注。如果存在一种高性能的汽车，它可以自动发现前方障碍物，自动
导航引路，甚至自动驾驶，那将会使道路安全性能得到极大提高与改善。本系统
即为实现这样一种高性能汽车而设计。
二智能无人驾驶汽车计算机控制系统背景知识
智能无人驾驶汽车是一个集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能
于一体的综合系统，它集中运用了计算机、现代传感、信息融合、通讯、人工智
能及自动控制等技术，是典型的高新技术综合体。目前对智能汽车的研究主要致
力于提高汽车的安全性、舒适性，以及提供优良的人车交互界面。近年来，智能
车辆已经成为世界车辆工程领域研究的热点和汽车工业增长的新动力，很多发达
国家都将其纳入到各自重点发展的智能交通系统当中。
通过对车辆智能化技术的研究与开发，可以提高车辆的控制与驾驶水平，保
障车辆行驶的安全通畅、高效。对智能化的车辆控制系统的不断研究完善，相当
于延伸扩展了驾驶员的控制、视觉和感官功能，能极大地促进道路交通的安全性。
智能车辆的主要特点是以技术弥补人为因素的缺陷，使得即便在很复杂的道路情
况下，也能自动地操纵和驾驶车辆绕开障碍物，沿着预定的道路轨迹行驶。
三系统的控制对象
（1）系统中心控制部件（单片机）可靠性高，抗干扰能力强，工作频率最
高可达到25MHz，能保障系统的实时性。
（2）系统在软硬件方面均应采用抗干扰技术，包括光电隔离技术、电磁兼
容性分析、数字滤波技术等。
（3）系统具有电源实时监控、欠压状态自动断电功能。
（4）系统具有故障自诊断功能。
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（5）系统具有良好的人性化显示模块，可以将系统当前状态的重要参数（如
智能车速度、电源电压）显示在LCD上。
（6）系统中汽车驱动力为500N时，汽车将在5秒内达到10m/s的最大速度。
四系统总体方案及思路
1系统总体结构
整个系统主要由车模、模型车控制系统及辅助开发系统构成。
智能车系统的功能模块主要包括：控制核心模块、电源管理模块、路径识别
模块、后轮电机驱动模块、转向舵机控制模块、速度检测模块、电池监控模块、
小车故障诊断模块、LCD数据显示模块及调试辅助模块。每个模块都包括硬件和
软件两部分。硬件为系统工作提供硬件实体，软件为系统提供
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