智能汽车技术及应用

智能汽车技术及应用

智能车辆

绪论智能车辆是在电子信息技术和其他高新技术基础上发展起来的，它通过智能系统起到辅助驾驶的作用，使驾驶更为方便，利用多种传感器和智能公路技术实现最终达到无人驾驶。

智能汽车的产生与发展：对智能车辆的研究始上世纪世纪五十年代初美国一家公司开发出的世界上第一台自动引导车辆系统。在1974 年，瑞典一家轿车装配工厂与Schiinder －

Digitron 公司合作，研制出一种可装载轿车车体的AGVS ，并由多台该种AGVS 组成了汽车装配线，从而取消了传统应用的拖车及叉车等运输工具。.由于Kalmar 工厂采用AGVS 获得了明显的经济效益，许多西欧国家纷纷效仿Volvo 公司，并逐步使AGVS 在装配作业中成为一种流行的运输手段。20 世纪80 年代，伴随着与机器人技术密切相关的计算机。电子、通信技术的飞速发展，国外掀起了智能机器人研究热潮，其中各种具有广阔应用前景和军事价值的移动式机器人受到西方各国的普遍关注。

智能车辆的研究方向：A：驾驶员行为分析：研究驾驶员的行为方式、精神状态与车辆行驶之间的内在联系，建立各种辅助驾驶模型，为智能车辆安全辅助驾驶或自动驾驶提供必要的数据，如对驾驶员面部表情的归类分析能够判定驾驶员是否处于疲劳状态，是否困倦瞌睡等； B.环境感知：主要是运用传感器融合等技术，来获得车辆行驶环境

的有用信息，如车流信息、车道状况信息、周边车辆的速度信息、行车标志信息等；C. 极端情况下的自主驾驶：主要研究在某些极端情况下，如驾驶员的反应极限、车辆失控等情况下的车辆自主驾驶；D.规范环境下的自主导航：主要研究在某些规范条件下，如有人为设置的路标或道路环境条件较好，智能车辆根据环境感知所获得的环境数据，结

合车辆的控制模型，在无人干预下，自主地完成车辆的驾驶行为。 E.车辆运动控制系统

研究车辆控制的运动学、动力学建模、车体控制等问题； F.主动安全系统：主要是以防

为主，如研究各种情况下的避障、防撞安全保障系统等；G.交通监控、车辆导航及协作：主要研究交通流诱导等问题；H.车辆交互通信：研究车辆之间有效的信息交流，主要是各种车辆间的无线通信问题；I.军事应用：研究智能车辆系统在军事上的应用；J系统结构：研究智能车辆系统的结构组织问题；K.先进的安全车辆：研究更安全、具有更高智能化特征的车辆系统。

智能车辆的研究范围包括：计算机视觉、计算机视觉导航系统、传感器数据融合。

其应用背景有：智能交通系统、导航系统、电子收费系统、智能避撞系统。智能汽车将向信息化、移动互联的方向发展。

关键技术

智能汽车体系结构的设计：关键在于如何根据智能汽车的性能，划分智能汽车各个功能子系统的问题，这些子系统之间既相对独立，又存在信息流动，它们共同实现全系统的功能。

智能汽车的信息采集与处理技术：汽车在行驶过程中，必须得到的信息包括车辆自身状况的信息、道路信息、近邻行驶汽车的信息及导航定位信息等。这些信息一般被外界噪声所干扰，关键是精确、实时、有效地采集到这些信息，并进行处理。

智能汽车控制策略的设计：目前，在智能控制领域内，已经提出了模糊控制理论、神经控制理论、专家控制理论、分层递阶控制理论等智能控制方案。所有这些智能控制策略，其核心思想就是模仿人的思维和行动，去完成或部分完成只有人类专家才能完成的控制任务。设计一个“类人”的汽车控制器，是智能汽车控制策略研究中的终极方案。

但由于汽车驾驶任务的复杂性，研究设计这种汽车智能控制器的任务是十分艰巨的。智能汽车导驶

定位技术：智能汽车作为一种自动或半自动交通工具系统，在行驶过程中，需要时时检测，根据所检测的信息进行避障、导航。所以说，如何选择交通路线、如何识别道路、如何精确实时地确定自己的地理位置、如何记录自己的行车路线等问题，是当前研究的技术热点，而数字导驶技术就是解决这些问题的综合方案。从硬件上讲，车载计算机、控制器、显示器、数字地图、定位系统是必不可少的。

智能汽车导航技术

目前，在智能汽车应用中比较成熟的导航技术是INS/GPS 组合导航系统。在众多组合导航系统中，INS/GPS 组合导航系统更是发展迅速，在军用和民用领域均已获得广泛应用，而且愈来愈受到重视。

就INS/GPS 组合导航系统而言，除了要完成大量的导航解算工作外，还要完成控制、人机接口、与外部系统的通信等功能。由于导航系统对实时性要求较高，采用单片CPU 来实现上述功能是不现实的。在研制某弹载INS/GPS 组合导航系统时，针对弹载导航系统体积小、重量轻、功耗小的特点，设计了一种嵌入式高速处理系统。该系统采用TI 公司的TMS320VC33 和

TMS320F240 组成双DSP 系统，即由两个DSP 构成一个主从式系统完成相应功能。主从式系统设计的关键是主机与从机之间的数据通信。主从机之间的数据通信主要有串行、并行、DMA 及双口RAM 四种方式。综合各种通信方式的优缺点，考虑到导航系统实时性高、数据量大的特点，下面主要以双口RAM 器件CY7C028 作为共享存储器，通过独特的软件分区处理设计有效地实现了导航系统中的主计算机与从微型计算机之间的通信。

1.双口RAM 芯片CY7C028 的内部结构及工作原理：

CY7C028是低功耗 CMOS

型静态双口 RAM ,可与大多数高 速处理

器配合使用，无需插入等 待状态。采用

主从模式可以方便 地将数据总线扩展成 32位或更 宽。其内部功能框图如右图1

所 示。

双口 RAM 芯片CY7C028作为一种性能优越的快速通信器件，对大多CPU 的高速 数字系统中非常适用。其特点是：提供两套完全独立的数据线、地址线、读写控制线， 允许两个CPU 对双端口存储器同时进行操作；具有两套完全的中断逻辑，用于实现两 个CPU 之间的握手信号；具有完全独立的忙逻辑，可保护两个 CPU 对同一地址单元进 行正确的读写操作。为了避免两个 CPU 对同一地址单元进行访问时由于地址数据争用 而造成的数据读写错误，CY7C028主要提供了以下几种工作方式：

A. 硬件判优方式：

双口 RAM CY7C028具有解决两个处理器同时访问同一地址单元的硬件仲裁逻辑。 在双口 RAM 的两套控制线中，各有一个BUSY 引脚。当两端的CPU 不对双口 RAM 的 同一地址单元存取时，可正常存储；当两端的CPU 对双口 RAM 同一地址单元存取时， 哪个端口的存取请求信号出现后，则禁止其存取数据；在无法判定两个端口存取请求信号 出现的先后顺序时，控制线只有一个为低电平。这样，就能够保证对应于 BUSY=H 的 端口能进行正常存取，对应于 BUSY=L 的端口不能存取，从而避免了两个 CPU 同时竞 争地址资源而引发错误的可能。

B. 中断判优方式:

中断判优方式又称邮箱判优方式。 CY7C028 具有两套中断逻辑，通过两个 INT 引 脚分别接UH L.0再制 汕科I. ? mu K 7

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