侧方位自动泊车小车设计.doc

1、摘 要随着汽车产业的不断升级，各家汽车公司和科技公司的新技术层出不穷，人工智能，自动驾驶，新能源等新兴技术也逐步步入人们的日常生活之中。自动泊车既是汽车自动化和智能化进程中的核心技术之一，也是给人们提供了极大便利的一项技术。其中侧方位停车是一种使用频率很高的停车方式，本文针对侧方位泊车这一实用性课题进行设计研究，探索相关的硬件设备及其相应的软件设计，以常见的智能小车为机械平台，结合传感器技术、电机舵机控制技术以及相应的软件技术为一体来实现小车的各种功能。本设计主要开发一个能自动侧方位泊车，自动避障和无线遥控的智能小车控制系统。设计以由红外线传感器的自动泊车、红外线自动避障、蓝牙遥控组成的硬件模

2、块结合软件设计组成多功能智能小车，共同实现小车的前进倒退、转向行驶、检测障碍物后停止、人工遥控、自动根据车位泊车等功能。本设计以智能小车为平台模拟汽车相应模块的功能，进行实物仿真测试，经过实验调试小车能够实现正常行驶与停止、蓝牙控制、自动避障、自动泊车等功能，达到了预期的目标和要求，对于实际的汽车自动化和智能化设计有一定的实用和参考价值。关键词: 泊车，智能小车，红外传感器，蓝牙AbstractWith the upgrade of automobile industry, the endless new technology is developed by many automobile c

3、ompanies and scientific and technical corporation. New technology like artificial intelligence, automatic drive, new energy technology is step into our daily life. Automatic drive is not only a core technology for automate and intelligentise of automobile, but also a convenient technology for our da

4、ily life. The parallel parking is the one of most used functions of parking ,this article conducts the design and research on this practicability project ,explore the design of relevant hardware device and its corresponding software structure. Based on a normal intelligence car platform, combined wi

5、th sensor , electric motor , servo and Bluetooth technology and its corresponding driven software to achieve various functions of the car .This design mainly develop control system of auto parking, avoiding obstacle, Bluetooth control for an intelligence vehicle .The system use infrared sensor modul

6、e to conduct auto parking and avoiding obstacle ,the Bluetooth module to control and driver module to power the motor and servo ,to realize the functions like moving forward and backward, turn right and left, control the motor speed and turning angle , detect the obstacle ,remote control ,automatic

7、parking.This design use intelligence vehicle to simulate the functions of automobile, whose module divide into different simulation test. After the test of various experiments shows that the intelligence vehicle can achieve the regular drive and stop ,Bluetooth control, avoid obstacle itself and aut

8、o parking which can provide some practical and reference value for the automate and intelligentize of real automobile.Key words: parallel parking ，intelligence vehicle ，infrared sensor ，Bluetooth目 录1 绪论51.1 研究背景51.2 国内外研究现状71.3 论文的研究内容与组织结构72 硬件系统综合设计92.1智能小车行驶系统102.1.1智能小车动力系统102.1.2 智能小车转向系统122.2智

9、能小车信息采集模块132.2.1 红外避障传感器的原理132.2.2 红外避障传感器的结构142.3智能小车通讯系统152.3.1 蓝牙通信原理152.3.1 蓝牙通信过程173 智能小车软件设计与实现183.1 Arduino软件综合系统193.1.1 Arduino电机马达驱动193.1.2 Arduino舵机驱动203.1.3 多路红外传感器的数据采集及分析213.1.4 蓝牙通讯的接受与发送223.2 Android软件综合系统223.2.1 基于Android的蓝牙通讯233.2.2 智能小车控制程序254 路径规划设计14.1 实际泊车路径分析14.2泊车路径模型分析24.3智能小

10、车泊车路径规划3结论1参考文献1致谢11 绪论1.1 研究背景随着智能汽车概念的兴起，相关的技术也在不断地升级与融合之中，无人驾驶汽车的概念也随之被不断提及，相关的产品也不断的推出。无人驾驶汽车是自动化载具的一种，具有传统汽车的运输能力。作为自动化载具，自动驾驶汽车不需要人为操作即能感测其环境及导航。完全的自动驾驶汽车仍未全面商用化，大多数均为原型机及展示系统，部分可靠技术才下放至商用车型。而在众多无人驾驶技术中，自动泊车是人们平时使用频率很高的一种技术，汽车用户几乎每天都会面对这种情况，并且大部分车辆损坏的原因，多半不是重大交通事故，而是在泊车时发生的碰撞，这给用户带来了很多损失与不便。因此

11、，关于自动泊车的技术，各家汽车公司和科技公司也在不断地推陈出新，不断地优化和提升自动泊车的性能与使用体验。同时，世界各国政府也相继出台了很多政策与目标，推动相关技术的发展，进一步推动了汽车自动化智能化的进程。自动驾驶汽车的展示系统可追溯至1920年代及1930年代间，第一辆能真正自动驾驶的汽车则出现于1980年代。1984年，卡内基美隆大学推动Navlab计划与ALV计划；1987年，梅赛德斯-奔驰与德国慕尼黑联邦国防大学共同推行尤里卡普罗米修斯计划。从此以后，许多大型公司与研究机构开始制造可运作的自动驾驶汽车原型。21世纪以后，伴随着资讯科技的进步，更是突飞猛进，特斯拉汽车率先推出了特定环境

12、下的自驾车，而汽车工业人士估计2030年以前就会量产出现。目前，美国国家公路交通安全管理局（NHTSA）已提出正式的分类系统：等级0：即无自动。驾驶随时掌握著车辆的所有机械、物理功能，仅配备警报装置等等无关主动驾驶的功能也算在内。等级1：驾驶人操作车辆，但个别的装置有时能发挥作用，如电子稳定程式（ESP）或防锁死刹车系统（ABS）可以帮助行车安全。等级2：驾驶人主要控制车辆，但系统阶调地自动化，使之明显减轻操作负担，例如主动式巡航定速（ACC）结合自动跟车和车道偏离警示，而自动紧急煞停系统（AEB）透过盲点侦测和汽车防撞系统的部分技术结合。等级3：驾驶人需随时准备控制车辆，自动驾驶辅助控制期间

13、，如在跟车时虽然可以暂时免于操作，但当汽车侦测到需要驾驶人的情形时，会立即回归让驾驶人接管其后续控制，驾驶必须接手因应系统无力处理的状况。等级4：驾驶人可在条件允许下让车辆完整自驾，启动自动驾驶后，一般不必介入控制，此车可以按照设定之道路通则（如高速公路中，平顺的车流与标准化的路标、明显的提示线），自己执行包含转弯、换车道与加速等工作，除了严苛气候或道路模糊不清、意外，或是自动驾驶的路段已经结束等等，系统并提供驾驶人“足够宽裕之转换时间”，驾驶应监看车辆运作，但可包括有旁观下的无人停车功能。（有方向盘自动车）等级5：驾驶人不必在车内，任何时刻都不会控制到车辆。此类车辆能自行启动驾驶装置，全程也

14、不须开在设计好的路况，就可以执行所有与安全有关之重要功能，包括没有人在车上时的情形，完全不需受驾驶意志所控，可以自行决策。（无需方向盘自动车）现在大部分商用的汽车已经达到了等级1的标准，部分高级一些的智能汽车达到了等级2的水准，有些先进一些的智能汽车已经能够达到等级3的水准，但是仍然有一些安全上的隐患，一些科技公司的测试车型在测试中可以达到等级4，但是距离真正的自动驾驶仍然有不小的差距，要消除相应的的安全隐患，汽车产业还有不少的路要走。同样，自动驾驶技术中的自动泊车技术也是如此，大部分的汽车还没有装载自动泊车装置，部分高级汽车装载了泊车辅助系统，例如倒车雷达，倒车传感器等，先进一些的智能汽车搭

15、载了自动泊车辅助系统，但是这种系统并不是全自动的，用户还是要亲自控制，系统只是告诉用户停车的时机而已。因此，设计开发一种响应速度快，经济实用且稳定可靠的智能汽车自动泊车系统也理所当然地成为自动驾驶技术研究和开发设计的焦点。本文就侧方位自动泊车这一课题开展了相应的研究与设计，主要以常见的智能小车平台模拟真实的汽车平台，通过搭建相应的泊车模块及其附加系统，以模拟和测试真实环境下的自动泊车的泊车系统。本文所搭建的智能小车平台，是一个集光机电以及计算机一体化的系统，通过计算机技术融合了信息通讯，传感，自动控制，自动测量等技术来完成小车的智能驾驶与自动泊车的目标。1.2 国内外研究现状随着专用短程通讯技术和传感器技术，车辆控制技术越来越成熟，像自动驾驶，无人驾驶技术，从实验室走向实际应用的步伐正在加快。比如特斯拉、谷歌、百度等等相继进行了无人驾驶技术相关的测试。其研究过程可以划分为三个阶段：首先是泊车过程中驾驶员感知增强 ，这类系统使用各类障碍传感器，增强用户对于周围环境的感知能力以及感知范围，例如超声波传感雷达，运用超声波传感器探测即将撞到的障碍物，在要撞到之前向用户发出提醒。这类产品已经在市场上广泛的运用。其次是基于超声传感器的简单自动泊车系统，利用传感器实现侧向停车位的检测，并控制车辆完成停车动作。系统通过相关的传感器探测出车位