现代化智能驾驶系统的研究及应用

梅倩雯++顾晨耀++顾林++魏明

摘要：现代智能驾驶系统的研究以高性能ARM Cortex M4架构的STM32F407芯片为核心进行研究，以实现通过传感器感知道路环境、自行规划行车路线并控制车辆行走等功能。

关键词：驾驶系统；算法设计；无线通信

中图分类号：TP315 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）03-0062-01

伴随着互联网时代的来临，智能化的现代生活给人们的衣、食、住、行等各个方面都帶来了无穷的便利。现代化智能驾驶系统的研究及应用应运而生，本系统可实现手机及电脑两种方式的控制研究。

1 方案设计

（1）主控单元。采用STM32F407最小系统作为中央处理器，其处理速度能够适应各个功能模块运作及进行数据采集，具有运算能力高处理速度快等特点。（2）各功能模块类型。各功能模块均使用模块化的集成模型，具有使用方便及工作性能稳定等优点，便于整体功能的实现。同时可以根据实际需求进行功能模块的选择，测量精度高，误差小，为后续数据处理奠定基础。（3）PC端及手机端与主控单元的通信。引入服务器系统，具有实时性等优点，实现车联网及远程遥控等设计目标。引入蓝牙，具有功耗低、安全性能好等优点，控制距离约为20米。

2 系统设计

（1）机械设计。小车底盘的设计。因亚克力板具备良好的耐候性、性能不易因外界环境而改变且加工性能良好等优点，本项目选择亚克力板进行小车底盘的设计。（2）整体设计[1]。小车的外围设备搭建见图1所示。

3 软件设计

通信设计框图如图2所示。

通过比较选择STM32F407的最小系统展开设计研究，图2展现的是PC端及手机端通过不同的协议与服务器系统建立连接进而对小车系统进行控制。STM32F407最小系统采用C语言，开发环境为ARM-MDK或IAR-EWARM。我们采用模块化设计实现了小车的超声波就位、避障、PC端及手机端通过服务器或蓝牙进行小车控制等功能[2]。

（1）小车初始化：初始化即为对小车上所有外部设备（串口、IO口模式、超声波、红外传感器、舵机等）进行初始化。（2）小车控制：一、PC端及手机端通过服务器进行小车控制：PC端控制小车：小车上安装一个SIM卡通过2G或者4G连接到公网上以连接到服务器上，PC端也连接到服务器上就可以实现车联网从而进行小车的远程遥控。手机端控制小车：手机通过WIFI访问IP地址以连接到服务器进而控制已连接到服务器上的小车。二、PC端及手机端通过蓝牙进行小车控制：小车上安装蓝牙服务端，PC端或手机端打开蓝牙构建连接，进而进行小车控制。（3）小车功能：光感应；方位检测（陀螺仪）；红外感应；拍照摄像；温湿度测量；超声波测距。（4）控制界面设计（服务器控制模式）。（5）手机端控制界面。手机端的控制界面设有三个界面显示：在第一个界面中首先显示的是WIFI要访问的IP地址，另外显示的是端口，且设有建立连接按钮。建立连接后进入第二个界面，可以看到小车状态显示（为自动档还是手动档），且设有小车地址显示，设有小车自动档/手动档调整按钮。按下小车状态调整按钮进入第三个界面，此界面除了显示小车行驶速度，且设有小车方向调整按钮，从而实现小车行驶控制。

4 结语

本项目所设计的现代化智能驾驶系统通过红外线感应传感器及超声波测距传感器实现了智能循迹功能，通过蓝牙模块及WIFI模块实现了远程遥控功能，通过GPS定位模块实现了GPS定位功能。完成的现代化智能驾驶系统是集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统，综合运用了计算机、现代传感、信息融合、无线通讯等自动控制技术，适应了现代生活的需求。

参考文献

[1]方超，文娟，张昆明.基于AT89S52单片机的智能小车设计及制作[J].企业技术开发.2011（12）：74.

[2]李晓丽.单片机与上位机串行通信系统设计[J].仪表技术，2010（7）：45-47.