基于单片机的多功能智能小车的设计【文献综述】

毕业设计开题报告

电子信息工程

基于单片机的多功能智能小车的设计

1前言部分（阐明课题的研究背景和意义）

1.1课题研究背景

当前，在企业生产技术不断提升、对自动化技术要求不断加深的背景下，智能车以及在智能车基础上开发出来的产品已成为自动化物流运输、柔性生产组织等系统的关键设备。世界上很多国家都在积极进行智能车的研究和开发设计。移动机器人是机器人学中的一个重要分支，出现于20世纪60年代。当时斯坦福研究院SRI的Nils Nilssen和Charles Rosen[1]等人，在1966年至1972年中研制出了取名Shakey的自主式移动机器人，目的是将人工智能技术应用在复杂环境下，完成机器人系统的自主推理、规划和控制。从此，移动机器人从无到有，数量不断增加，智能车作为移动机器人的一个重要分支也越来越多的受到关注。1.2课题研究意义

智能车致力于提高汽车的安全性、舒适性、适应性和提高优良的人车交互界面，是世界车辆工程领域研究的热点和汽车工业增长的新动力。随着企业生产技术的不断提高以及对自动化技术要求的不断加深，智能车已在许多工业部门获得了广泛的应用。在发达国家，有些智能车已实现商品化。由于成本低廉，环保，交通安全性高，慢慢地它已逐步渗入到工业和社会的各个层面：

（一）智能车在智能运输系统ITS上的应用[2]

这是智能车最典型的应用，智能车自动行驶功能的研究对增强车辆的智能性意义重大。智能车驾驶任务的自动完成将给人类社会的进步带来巨大的影响，例如：

（1）汽车的智能化可以减轻驾驶员的工作量；

（2）切实提高道路网络的利用率，为改进道路提供新的解决途径；

（3）有利于缓解交通状况，减轻交通拥挤与交通阻塞；

（4）降低车辆的燃油消耗量，提供舒适、安全的人车环境。

（二）智能车在物流运输方面的应用

智能车在自动仓库、码头、搬运、涂装等物流作业部门也发挥了关键作用，它最适合在那些人类无法工作的环境中工作。采用建立在智能车技术基础上的仓库智能车物流运输平台来完成物流的自动运输，既可以提高运输效率，又可以避免有害物质对人体的伤害，有效地完成有毒环境下的作业[3]。

（三）智能车在军事领域方面的应用

在未来战争中，智能车可以代替人员在核、生物、化学污染区进行侦察、巡逻、对污染进行采样，可以更加准确的搜集、掌握相关信息，可以有效地避免人员伤亡，提高执行任务的效率和安全性[4]。另外，无人驾驶的进攻性武器系统是现代军事技术的发展方向之一，智能车的发展为无人攻击车辆提供技术平台。军用智能车辆主要有五种功能[5]：

（1）侦察、监视和目标搜索；

（2）城市地形的军事行动；

（3）爆炸物处理；

（4）安全巡逻；

（5）反雷战。

由此可见，智能车在军事领域有着重要的应用价值。

（四）智能车在社会生活中的应用

在西方发达国家，智能车已广泛应用于医疗福利服务、商场超市服务、家庭服务等领域。其中的某些应用有望在今后两三年内实现商业化，并进入普通家庭[6]。可以看出，无论是从学科发展、理论研究的角度，还是从汽车工业发展以及市场竞争的角度看，对智能车的研究都是必要的。而智能车研究及相关产品开发也将有利于我国在此领域技术发展与进步。因此，研制一种智能、高效的智能车控制系统具有重要的实际意义及科学理论价值。

作为电信专业的学生，非常有必要通过对实际产品的设计和制作，了解现代IT产品的开发全流程。全面提高知识的综合应用能力，掌握从系统、电路，到芯片各个层次的设计和实现手段。基于上述原因，我选择此设计课题，在此设计过程中，将会用到多门学科的理论知识，复习和巩固了以前所学的知识，更重要的是培养了发现问题、分析问题、解决问题的能力，还锻炼了动手能力，是一次

很好的实践，对以后的学习和工作也会有所帮助。

2主题部分（阐明课题的国内外发展现状和发展方向，以及对这些问题的评述）智能小车是一个集环境感知、规划决策，自动行驶等功能于一体的综合系统。它集中地运用了计算机、传感、信息、通信、导航、人工智能及自动控制等技术，是典型的高新技术综合体[7]。下面简单介绍智能车的研究现状。

2.1国外发展现状和发展方向

国外智能车的研究历史较长，始于上世纪50年代[8]。它的发展历程大体可以分成三个阶段：

第一阶段20世纪50年代是智能车研究的初始阶段。1954年美国Barrett Electronics公司研究开发了世界上第一台自主引导车系统AGVS（Automated Guided Vehicle System）。该系统只是一个运行在固定线路上的拖车式运货平台，但它却具有了智能车最基本的特征即无人驾驶。早期研制AGVS的目的是为了提高仓库运输的自动化水平，应用领域仅局限于仓库内的物品运输。随着计算机的应用和传感技术的发展，智能车的研究不断得到新的发展。

第二阶段从80年代中后期开始，世界主要发达国家对智能车开展了卓有成效的研究。在欧洲，普罗米修斯项目于1986年开始了在这个领域的探索。在美洲，美国于1995年成立了国家自动高速公路系统联盟（NAHSC），其目标之一就是研究发展智能车的可行性，并促进智能车技术进入实用化。在亚洲，日本于1996年成立了高速公路先进巡航/辅助驾驶研究协会，主要目的是研制自动车辆导航的方法，促进日本智能车技术的整体进步。进入80年代中期，设计和制造智能车的浪潮席卷全世界，一大批世界著名的公司开始研制智能车平台。

第三阶段从90年代开始，智能车进入了深入、系统、大规模研究阶段。最为突出的是，美国卡内基海隆大学机器人研究所一共完成了Navlab系列的10台自主车的研究，取得了显著的成就。

目前，智能车的发展正处于第三阶段[9]。这一阶段的研究成果代表了当前国外智能车的主要发展方向。在世界科学界和工业设计界中，众多的研究机构研发的智能车具有代表性的有：

德意志联邦大学的研究 1985年，第一辆VaMoRs智能原型车辆在户外高速公