1. 研究目的与意义
研究背景:随着信息化时代到如今工业化时代数十年的发展与科技的不断突破,信息技术、机器人技术、人工智能技术得到了飞速发展[1]。智慧小车作为智能化领域重要的组成部分,在交通运输、物流输送、工业生产、军事行动、地外天体探测等领域起到了至关重要的作用。智慧小车是一个集行为控制与执行、动态路径规划与决策以及环境感知的智能系统。实现小车自主导航、避障、路径跟随控制,对于以后的深入研究有一定的辅助作用[2]。
关于智慧跟踪小车的研究状况可以追溯到20世纪50年代。在美国的一家电子公司于1954年开发出了世界上第一台自主引导的无人驾驶车辆。在这一时期,人们刚刚开始接触智慧小车,虽然这个系统只能在固定的线路上进行直线行驶,自动化水平较低,但这却是智慧小车研究道路上的长足进步。在这之后,关于智慧小车的研究成果如同雨后春笋般的涌现,还具备了一定的指挥功能:可以自主的完成一定的推理,并对路径进行规划和控制。到了20世纪80年代中后期,随着计算机和传感器技术的飞速发展,科研人员在原有的设备和路径上进行改造优化,在欧洲以及北美等一些发达地区已经将智慧小车控制系统已经在高速公路上投入使用,取得了巨大的成就,促使了智慧小车技术不断深入于各个实用领域中。90年代之后智慧小车的研究取得了更快的发展,美国卡内基梅隆大学研究的Navlab系列智能汽车在传感器传输速度,图像处理和车辆横向运动方面取得了卓越的研究成果,这意味着智慧小车已经不仅仅局限于科学研究和工厂所使用,它开始进入我们的日常生活之中。
2. 研究内容与预期目标
主要研究内容:
- 研究跟踪小车的现状[10],明确研究目的,设计整个系统结构[11];
- 对设计的整个系统进行分析,确定设计系统原理,制定初步方案;
- 搭建系统硬件平台,结合超声波技术、视觉识别技术和电机控制技术,实现基本功能[12];
- 根据硬件系统,设计智慧小车跟踪系统软件的程序;
- 对软件系统和硬件系统进行调试,通过树莓派实现控制操作,实现系统方案的设计[13]。
预期目标:
3. 研究方法与步骤
研究方法:
- 查阅相关资料和文献,从中整理并总结出实现方法,为课题的研究做充分的准备[14];
- 通过学习,掌握相关外围电路的设计以及树莓派和软件的开发[15];
- 多次设计分析,通过实验完成对课题的研究。
研究步骤:
4. 参考文献
[1]吕彦卿. 室内智能小车的轨迹跟踪控制研究[D].大连理工大学,2021.
[2]周南. 基于图像识别的智能小车路径跟随系统设计[D].湖南大学,2016.
[3]刘伟丽. 自动跟随小车控制系统[D].长春理工大学,2013.
5. 工作计划
(1)01.01—03.01课题调研,了解相关技术和要求;
(2)03.02—03.15查阅资料,撰写并提交开题报告;
(3)03.16—04.15硬件系统设计与实现;
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