嵌入式系统在智能控制领域的应用

嵌入式系统在智能控制领域的应用

汽车从诞生之日起，就备受人们的喜爱。因为它，人们的出行变得很方便。汽车技术的发展至今经历了一个多世纪，但高速发展应该在最近半个世纪。汽车的防撞、ABS技术以及智能辅助驾驶等，都是在近几十年发展起来的。

虽然汽车技术有了很大发展，但是人们对汽车功能的要求也在上升。近几年来，交通事故频繁发生，人们急切盼望有一种技术能够代替人工驾驶，人工智能系统将能帮助人们驾驶，最终完全承担驾驶任务。这样自动驾驶的研究掀起了一轮高潮。

自动驾驶技术是汽车技术的发展热点之一，被视为与汽车环保技术同样重要。所谓“智能车辆”，就是在普通车辆的基础上增加了先进的传感器、控制器、执行器等装置，通过车载传感系统和信息终端实现与人、车、路等的智能信息交换，使车辆具备智能的环境感知能力，能够自动分析车辆行驶的安全及危险状态，并使车辆按照人的意愿到达目的地，最终实现替代人来操作的目的。

智能车其实就是“无人驾驶”车辆，它通过环境感知、行为处理和执行控制等一系列过程，在不同的道路环境下进行自主行驶。智能汽车首先有一套导航信息资料库，存有全国高速公路、普通公路、城市道路以及各种服务设施的信息资料；其次是GPS定位系统，利用这个系统精确定位车辆所在的位置，与道路资料库中的数据相比较，确定以后的行驶方向；道路状况信息系统，由交通管理中心提供实时的前方道路状况信息，如堵车、事故等，必要时及时改变行驶路线；车辆防碰系统，包括探测雷达、信息处理系统、驾驶控制系统，控制与其他车辆的距离，在探测到障碍物时及时减速或刹车，并把信息传给指挥中心和其他车辆；紧急报警系统，如果出了事故，自动报告指挥中心进行救援；无线通信系统，用于汽车与指挥中心的联络；自动驾驶系统，用于控制汽车的点火、改变速度和转向等。目前，无人驾驶汽车所需要的技术已基本具备。

无人驾驶汽车不仅能给人们的长途旅行带来革命性变革，大大减少交通堵塞和交通事故，并在工业和军事领域都有很大的发展空间。工业上可以代替人工劳动，在危险地带减少伤亡率。军事上，战地车辆实现无人驾驶，这样伤亡率也会大幅度下降。嵌入式智能技术广泛地应用，因此对它的研究具有重大的现实意义。

目前，无人驾驶汽车领域的研究已经能够在具有一定标记的道路上为司机提供辅助驾驶系统甚至实现无人驾驶，这些无人驾驶汽车的设计通常依靠特定道路标记完成识别，通过推理判断模仿人工驾驶进行操作。

城市公共交通是与人民群众生产生活息息相关的重要基础设施。然而，目前世界上许多

大城市都面临着由私人汽车过度使用二带来的诸多问你，例如道路堵塞、停车困难、能源消耗和环境污染等，这些问题严重降低了城市生活质量。优先发展城市公共交通是提高交通资源利用效率，缓解交通拥堵的重要手段。大容量城市公共交通，如地铁、轻轨等，其最大优点是空间利用率和能源利用率较高。然而，由于缺乏足够的时间、空间、运用灵活性，在客流量不足的情况下，系统效率将大大降低，运营成本过高，难以大力推广和应用。回顾汽车发展的百年历史，不难发现其控制方式从未发生过根本性改变，即由人观察道路并驾驶车辆，形成“路-人-车”的闭环交通系统。随着交通需求的增加，这种传统车辆控制的局限性日益明显，例如安全性和效率低。最新调查表明，95%的交通事故是由人为因素造成，交通堵塞也大都与驾驶员不严格遵守交通规则有关。如果从根本上解决这一问题，这就需要将“人”从交通控制系统中请出来，形成“车-路”闭环交通系统，从而提高安全性和系统效率。这种新型车辆控制方法的核心，就是实现车辆的智能化。

智能车有着极为广泛的应用前景。结合传感器技术和自动驾驶技术可以实现汽车的自适应巡航并把车开的又快又稳、安全可靠；汽车夜间行驶时，如果装上红外摄像头，就可以实现夜晚的安全辅助驾驶；也可以工作在有毒有害的危险环境里，此外还能担当起无人值守的巡逻监视、物料运输、消防灭火等任务。在普通的家庭轿车消费中，智能车的研发也是很有价值的，比如雾天能见度差，人工驾驶经常发生碰撞，如果用上这种设备，激光雷达回自动检测前方的障碍物，电脑会控制车辆自动停下来，撞车就不会发生。

智能汽车是一种正在研制的基于嵌入式系统的新型高科技汽车，这种汽车不需要人去驾驶，人只舒服地坐在车上享受这高科技的成果就行了。因为这种汽车上装有相当于汽车的“眼睛”、“大脑”和“脚”的电视摄像机、电子计算机和自动操纵系统之类的装置，这些装置都装有非常复杂的电脑程序，所以这种汽车能和人一样会“思考”、“判断”、“行走”，可以自动启动、加速、刹车，可以自动绕过地面障碍物。在复杂多变的情况下，它的“大脑”能随机应变，自动选择最佳方案，指挥汽车正常、顺利地行驶。

无人驾驶的智能汽车将是新世纪汽车技术飞跃发展的重要标志。可喜的是，智能汽车已从设想走向实践。随着科技的飞速发展，相信不久的将来，我们都可以领略到智能汽车的风采。