小车驾驶模式自动切换电控系统设计.docx

??

?

??

小车驾驶模式自动切换电控系统设计

?

?

?

?

?

??

?

?

?

摘要

近些年来科技飞速发展，汽车行业由原来的手动挡到现在的自动挡，操作不断在便民化。自动驾驶将是目前乃至未来一段时间需要不断探索的重大项目。

设计一款实用性强的自动驾驶小车，具备自动避开障碍物的功能。STM32单片机作为本设计的控制核心芯片，红外测距传感器测量小车与障碍物的距离和方向，舵机控制小车方向，电机控制小车的行驶速度，使小车能够更平稳的通过路段。通过改变小车行驶的状态来改变小车的驾驶模式，能够更方便民众的使用。在自动驾驶领域迈出一小步。

关键词：STM32；舵机；红外传感器

（一）研究目的

自动驾驶汽车是汽车行业的发展的热门，那安全问题就是这个重中之重。目前的自动驾驶汽车技术相比与国外，国内的发展还不能跟世界前沿比肩。在我国自动驾驶技术仍然相对落后的情况下，研究出一个简单的小车自动驾驶模式自动切换系统，不仅对我们平时驾车出行提供了方便，更能让我国的自动驾驶技术向前迈出一小步。

（二）研究内容

小车驾驶模式自动切换电控系统设计，就是在不依靠手动改变驾驶模式自动根据超声波避障模块、红外线避障模块以及倾角检测模块探测到的路况，通过STM32单片机芯片传输到电机驱动模块处调节小车的运行状态，得以改变小车的运行模式。使小车能够安全通过。

1.小车驾驶模式自动切换电控系统可以时刻扫描周围的环境，对小车周围的路况进行收集，在该系统中设置了HC-SR04，获取路面上的障碍物到小车的距离，还设置了红外传感器，对超声波传感器未检测到的距离进行检测。这样就能真实的反映出道路的现状，从而能更有效的调整驾驶模式。

2.小车驾驶模式自动切换电控系统会根据路况的崎岖程度对小车进行略微的调整，系统内安装了电机驱动模块来增大或减小轮胎的转速，从而加强轮胎的抓地力，增加小车的抗打滑能力。

3.小车驾驶模式自动切换电控系统在面对上下坡的时候会造成的车身倾斜，在小车倾斜的同时还需要避开障碍，这加大了避障的难度，在小车的模块中增添了倾角检测与主芯片控制车轮转速的联动会使小车在倾斜角上避障较为简便。

4.该系统总的是由STM32单片机芯片作总的控制，接收超声波避障模块、红外线避障模块以及倾角检测模块传来的电信号，再对电机驱动模块发出相应的电信号，使小车得相应的调节，来达到对各种路况都能平稳的通过。

5.小车驾驶模式自动切换电控系统具有很强的续航能力。供电模块将采用锂电池，充电接口将采用MicroUSB接口，用手机充电器就能完成充电，不需要专配充电器，以至于在没有带充电器的情况下也能找到替代的。

（三）国、内外研究现状和发展动态

在国内，2020年，国务院正式印发《新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）》，提出到2025年，我国高度自动驾驶汽车实现限定区域和特定场景商业化应用。力争经过15年的持续努力，高度自动驾驶汽车实现规模化应用，有效促进节能减排水平和社会运行效率的提升。与此同时，为共同推动中国智能网联汽车产业更大发展，在国家制造强国建设领导小组车联网产业发展专委会牵头下，各有关部门通力协作，已在政策法规、标准规范、技术创新、测试应用、国际合作等方面取得了显著成效。经过多年发展，我国正在构建“仿真测试-封闭测试场与开放道路测试-先导区及示范区”的多层级、渐进式智能网联汽车测试验证与示范应用体系。积极开展智能网联汽车场景库理论体系架构研究。国汽(北京)智能网联汽车研究院有限公司组织多家单位完成智能网联汽车场景库理论体系架构研究，进行中国实际道路的场景数据采集工作，为中国方案产业生态构建提供坚实理论依据和方法指导。[1]2020年4月，百度宣布在长沙全面开放ApolloRobotaxi服务，成为全国首个通过手机应用向公众开放的自动驾驶出租车服务。继长沙之后，ApolloRobotaxi还陆续在北京、沧州等地上线运营。2020年10月，百度Apollo宣布推出面向公众的自动驾驶出租车服务，同时获得北京市无人车路测资格。同年4月，高德地图宣布与自动驾驶公司AutoX共同开启无人驾驶网约车（RoboTaxi）项目；还有滴滴，在取得北京、上海、苏州和美国加州的自动驾驶公开道路测试牌照后,2020年6月底在上海首度开放自动驾驶网约车运营。2020年12月，文远知行发布了中国首份自动驾驶出租车乘客调研报告，文远知行Robotaxi共计完成出行14.7万次，服务乘客数超过6万人。[2]

在国外，自2016年以来，美国交通部制定并不断更新发布自动驾驶战略规划。2020年1月公布了《确保美国自动驾驶汽车技术的领导地位：自动驾驶汽车4.0》，提出整合交通部、司法部等政府部门在自动驾驶汽车产业发展方面的相关职能，将自动驾驶的开发工作列为各部