基本信息
- 项目名称：
- 基于PID算法和模糊控制技术的智能车设计
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 作品是基于PID算法和模糊控制技术的智能车，它以红外对管传感器、飞思卡尔XS128单片机为基础，通过采集路况信息，利用PID算法和模糊控制技术进行控制处理，将PID参数模糊化，使用模糊控制的查表法选择参数，加入算法转化成小车的舵机和电机的驱动能力，进行正确的转向和稳速的前进，实现智能控制的目的。该智能车的设计主要是为了实现正确的寻迹，帮助人们完成一些寻迹工作，减轻工作负担，具有一定的实用价值。
- 详细介绍：
- 为提高智能车路径识别和路径跟踪的准确性和稳定性，研究设计一款具有现实应用可行性和广阔应用前景的智能车。以单片机为控制核心，利用多组红外传感器完成小车对路径的识别，数字编码器完成智能车实时速度的采集，MC33886完成电机驱动，利用模糊控制技术和PID算法控制舵机的转向，达到智能车能以较高的速度沿既定路径前进。 课题采用MC9S12XS128作为核心控制单元，自主构思控制方案及系统设计，包括红外传感器信号采集处理、控制算法及执行、动力电机驱动、转向舵机控制等，完成智能车的工程制作及调试。最终完成后的智能车能够自主识别引线，巡线高速平稳行驶功能,能适应对硬件要求相对较低的场合。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 为提高智能车路径识别和路径跟踪的准确性和稳定性，研究设计一款具有现实应用可行性和广阔应用前景的智能车。以单片机为控制核心，利用多组红外传感器完成小车对路径的识别，数字编码器完成智能车实时速度的采集，MC33886完成电机驱动，利用模糊控制技术和PID算法控制舵机的转向，达到智能车能以较高的速度沿既定路径前进。 课题采用MC9S12XS128作为核心控制单元，自主构思控制方案及系统设计，包括红外传感器信号采集处理、控制算法及执行、动力电机驱动、转向舵机控制等，完成智能车的工程制作及调试。最终完成后的智能车能够自主识别引线，巡线高速平稳行驶功能,能适应对硬件要求相对较低的场合。
科学性、先进性
- 相比传统的智能车，本智能车： 1.控制精度高，实际测试已经达到了初步检测的目标，如果改进电路和传感器完全可以达到更高的精确率； 2.采用汽车工业广泛使用的飞思卡尔单片机XS128，为以后实际运用打下基础； 3.红外传感器用来检测外部路径的状况，从而控制舵机转向和电机速度； 4.利用模糊控制和PID算法对小车的偏差进一步处理，实现智能化控制小车。 智能车在国内有了一定的发展，但在人们生活中的应用还有一定的限度，国外市场对于智能车的开发已经有了很大的突破而且在航天民用等各个方面都有了很大的发展同时也取得了巨大的经济利益。国内的一些高端产品大部分可还是依靠国外的进口来维持，基于模糊控制技术的智能车设计为智能车的发展提供了一套优秀的方案。
获奖情况及鉴定结果
- 获得河南省挑战杯竞赛二等奖
作品所处阶段
- 已开发出基于PID算法和模糊控制技术的智能车
技术转让方式
- 转让给学校
作品可展示的形式
- 样品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 智能车是一个集环境感知、规划决策等功能于一体的综合系统，它在各个领域都具有广泛的应用前景。例如，在工业生产中，可以代替人类完成恶劣环境下的货物搬运、设备检测等任务；在军事上，大型的无人坦克冲锋陷阵，小型的昆虫机器人“间谍”到处爬行，少量的作战人员在安全的信息中心运筹帷幄，可以在危险地带代替人类完成侦察、排雷等任务；在民用上，可以作为导盲车为盲人提供帮助。 智能车在国内有了一定的发展，但在人们生活中的应用还有一定的限度，国外市场对于智能车的开发已经有了很大的突破而且在航天民用等各个方面都有了很大的发展同时也取得了巨大的经济利益。国内的一些高端产品大部分可还是依靠国外的进口来维持，基于模糊控制技术的智能车设计为智能车的发展提供了一套优秀的方案。
同类课题研究水平概述
- 由于智能车广阔的应用前景，已有很多的智能车生产厂商和芯片设计厂家，像飞思卡尔、MAXIM、TI、意法半导体（ST）等多家芯片机构介入智能车的研究，并开发出相应的芯片产品。 美国、韩国等一些发达国家的大学等教育机构都对大学生等一些爱好者举行了有关智能车类的比赛。国家教育部和工业信息化部联合开展引用飞思卡尔单片机为基础，已经连续举办了五届飞思卡尔智能车大赛，来鼓励广大大学生加入该项赛事。以推动国内智能车的发展。 基于PID算法和模糊控制技术的智能车设计是一个集环境感知、规划决策等功能于一体的综合系统。随着信息技术、电子技术的发展，智能车作为机器人的一个分支也将吸收这些成果，功能将更完善，新型的智能化更强的智能车都将被一步一步的被开发出来，它在各个领域都具有广泛的应用前景。例如，在工业生产中，可以代替人类完成恶劣环境下的货物搬运、设备检测等任务；在军事上，大型的无人坦克冲锋陷阵，小型的昆虫机器人“间谍”到处爬行，少量的作战人员在安全的信息中心运筹帷幄，可以在危险地带代替人类完成侦察、排雷等任务；在民用上，可以作为导盲车为盲人提供帮助；在科学研究方面，可以代替人类完成外星球勘探或者矿藏勘探等。总而言之，他对我们未来在生产实际中的应用有着很大的帮助。 我们此次设计的基于PID算法和模糊控制技术的智能车，即能应用于飞思卡尔智能车大赛，又能为推动国内智能车领域的智能化进程提供一套优秀的解决方案。
