智能小车运动控制系统的设计与研究.pdf

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1、智能小车运动控制系统的设计与研究杨伟平，徐娅萍，毛金奎，周琴(西北工业大学机电学院，陕西西安710072)DesignandResearchontheControlSyetemoftheIntelligentVehicleYANGWei—ping，XUYa—ping，MAOJin—kui，ZHOUQin(SchoolofMechatronics，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’ai1710072，China)摘要：介绍基于IPC和DSP+CPLD运动控制都做一辆移动小车，针对性强，但是从成本、生产周器的智能小车，具有高实时性、在线调试和扩

2、展性。期等方面考虑，将这些研究所用到控制功能和接口运动控制器采用Bang—Bang控制和传统PID相结集合在一辆智能小车里更经济适用，故采用工业主合的双模控制，解决了智能小车运行的快速性和稳板和运动控制卡相结合的方式作为智能小车的核定性的要求。实验证明智能小车运行快速灵活，具心，使这些研究方向可以集成于一辆移动小车。有很好的稳定性和可控制性。1智能小车系统结构布局关键词：智能小车；DSP；CPLD；控制系统中图分类号：TP242．6典型的四轮差动转向式智能小车系统布局如图文献标识码：A1所示。其中，前面两轮为驱动轮，固定不可转向，文章编号：1001—2257(2013)01—0071

3、—03每个轮子有独立的直流电机驱动；后两轮为从动轮，Abstract：Thepaperintroducetheintelligent起支撑作用，在智能小车转向时可以自由转动。vehiclebasedontheIPCandDSP+CPLDmotion在智能小车前端装有视觉摄像头，车体前边上controller。withpropertiesofhighreal—timeper—端装有红外雷达，车体四周都装有超声波传感器，工formance，on—chipdebuggingandextensibility．业主板和运动控制卡都固定在车体内部，工业主板Themotioncontrollers

4、ystemadoptthedual—装有USB无线通信设备。modecontrolwhichcombinethebang——bangmeth—-odandthetraditionalPIDalgorithm，solvingthestabilityandrapidityofintelligentvehicle．Theex—perimentdemonstratethemotionofintelligentve—hicleisquicklyandflexible，satisfyingtherequire—mentofstability，accuracyandrapidity．Keyword

5、s：intelligentvehicle；DSP；CPLD；controlsyetem0引言CCD／COMS摄像头超声波传感器随着计算机技术和人工智能技术的发展，科研图1智能小车系统布局单位对智能小车的功能和控制的研究成为可能，如基于智能小车进行路径规划算法的研究、视觉导航2系统硬件设计算法的研究、超声波导航与避障的研究和自动导航2．1总体设计小车的研究等口]。现在很多科研机构每个研究方向智能小车控制系统总体设计如图2所示。硬件收稿Et期：2012—0g—O7以工业主板(IPC)和基于DSP和CPLD的运动控制《机械与电子~2013(1)·71·小车运器为核心，工业主板主要负责感知外

6、部环境、与远程b．在DSP系统开发时，需要对程序进行调试，控制机和运动控制卡的通信，根据感知到的信息迅设计外扩CY7ClO21CV33(64kx16)的SRAM，仿速控制小车运动；运动控制器负责运动控制、承担自真程序通过JTAG下载到外扩的SRAM中运行，而动导航小车循迹的任务、运动状态的交互和继续扩且程序的长度不受限制。展机械结构的信号输入输出等。C．对于DSP的I／O扩展，将CPLD映射到DSP的I／O空间，即DSP的地址总线A9～A15，数据总线D0~D7，同时CPLD的时钟由DSP的CLKOUT三维数字罗盘引脚提供40MHz的高速时钟，用DSP的Is片选8无02线．网ii卡g

7、1l工T业、I_，主士板烯语音接口广_—1CPLD，通过DSP的地址总线A9～A15、数据总线GPRS模块D0~D7、写选通WE、读选通RD完成DSP与CPID1f墓的双向通信。同时CPLD的地址译码电路，给D／A——苎_—]数字量转换模块提供片选和读写控制信号，给电机控制模i6路超声波传感器呻L。块提供电机使能和运转方向的控制信号，给运行指8~D／A输出运动控制器JcAN总线一示灯等提供开关量。i6路A／D输出3控制系统软件设计J坌丝皇查亟皇墅查丝皇l控