智能循迹小车

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智能循迹小车___设计报告

智能循迹小车___设计报告

智能循迹小车___设计报告设计报告:智能循迹小车一、设计背景智能循迹小车是一种能够通过感知地面上的线条进行导航的小型机器人。

循迹小车可以应用于许多领域,如仓库管理、物流配送、家庭服务等。

本设计旨在开发一款功能强大、性能稳定的智能循迹小车,以满足不同领域的需求。

二、设计目标1.实现循迹功能:小车能够准确地识别地面上的线条,并按照线条进行导航。

2.提供远程控制功能:用户可以通过无线遥控器对小车进行控制,包括前进、后退、转向等操作。

3.具备避障功能:小车能够识别和避开遇到的障碍物,确保行驶安全。

4.具备环境感知功能:小车能够感知周围环境,包括温度、湿度、光照等参数,并将数据传输给用户端。

5.高稳定性和可靠性:设计小车的硬件和软件应具备较高的稳定性和可靠性,以保证长时间的工作和使用。

三、设计方案1.硬件设计:(1) 采用Arduino控制器作为主控制单元,与传感器、驱动器等硬件模块进行连接和交互。

(2)使用红外传感器作为循迹传感器,通过检测地面上的线条来实现循迹功能。

(3)使用超声波传感器来检测小车前方的障碍物,以实现避障功能。

(4)添加温湿度传感器和光照传感器,以提供环境感知功能。

(5)将无线模块与控制器连接,以实现远程控制功能。

2.软件设计:(1) 使用Arduino编程语言进行程序设计,编写循迹、避障和远程控制的算法。

(2)设计用户界面,通过无线模块将控制信号发送给小车,实现远程控制。

(3)编写数据传输和处理的程序,将环境感知数据发送到用户端进行显示和分析。

四、实施计划1.硬件搭建:按照设计方案中的硬件模块需求,选购所需元件并进行搭建。

2.软件开发:根据设计方案中的软件设计需求,编写相应的程序并进行测试。

3.功能调试:对小车的循迹、避障、远程控制和环境感知功能进行调试和优化。

4.性能测试:使用不同场景和材料的线条进行测试,验证小车的循迹性能。

5.用户界面开发:设计用户端的界面,并完成与小车的远程控制功能的对接。

智能循迹小车

智能循迹小车

智能循迹小车的引言概述智能循迹小车是近年来兴起的一种智能机器人,它能够通过内置的传感器和程序,自动识别和跟踪预定的路径。

这种小车使用了先进的计算机视觉技术和控制算法,能够在各种环境中准确地进行循迹。

智能循迹小车在许多领域中都得到了广泛的应用,包括工业自动化、物流运输、仓储管理等。

本文将对智能循迹小车的原理、技术和应用进行详细阐述。

智能循迹小车的原理和技术1. 传感器技术a. 摄像头传感器:通过摄像头传感器,智能循迹小车可以捕捉环境中的图像,并进行图像处理和识别。

b. 距离传感器:距离传感器可以帮助智能循迹小车感知周围环境中的障碍物,并避免碰撞。

c. 地盘传感器:地盘传感器用于检测小车在路径上的位置和姿态,以便进行准确的定位和导航。

2. 计算机视觉技术a. 特征提取:通过计算机视觉技术,智能循迹小车可以从摄像头捕捉的图像中提取关键特征,例如路径轮廓、颜色等。

b. 物体识别:利用深度学习算法,智能循迹小车可以识别环境中的物体,例如道路标志和交通信号灯,以便做出相应的反应。

c. 路径规划:根据图像处理和物体识别的结果,智能循迹小车可以计算出最优的路径规划,以达到快速而安全地循迹的目的。

3. 控制算法a. PID控制算法:智能循迹小车使用PID控制算法来实现精确的速度和方向控制,以便按照预定的路径进行循迹。

b. 路径校正算法:当智能循迹小车发现偏离路径时,会通过路径校正算法对速度和方向进行调整,以便重新回到预定的路径上。

智能循迹小车的应用1. 工业自动化a. 生产线物料运输:智能循迹小车可以自动将物料从一个地点运输到另一个地点,减少人力成本和提高生产效率。

b. 仓储管理:智能循迹小车可以在仓库中自动识别货物并进行搬运和分拣,提升仓储管理的效率和精确度。

2. 物流运输a. 快递配送:智能循迹小车可以在城市道路上按照预定的路径进行循迹,实现快递的自动配送和准时派送。

b. 高速公路货物运输:智能循迹小车可以在高速公路上准确无误地进行循迹,减少人为驾驶过程中的车祸风险。

2024年度-智能循迹小车设计

2024年度-智能循迹小车设计

智能循迹小车设计目录•项目背景与意义•系统总体设计•循迹算法研究•控制系统设计•调试与测试•项目成果展示•总结与展望01项目背景与意义智能循迹小车概述定义智能循迹小车是一种基于微控制器、传感器和执行器等技术的自主导航小车,能够按照预定路径进行自动循迹。

工作原理通过红外、超声波等传感器感知周围环境信息,将感知数据传输给微控制器进行处理,微控制器根据预设算法控制执行器调整小车行驶状态,实现循迹功能。

随着工业自动化的发展,智能循迹小车在生产线、仓库等场景中的应用需求不断增加。

自动化需求教育领域需求娱乐领域需求智能循迹小车作为教学实验平台,在高等教育、职业教育等领域具有广泛应用前景。

智能循迹小车可以作为玩具或模型车进行娱乐竞技活动,满足消费者休闲娱乐需求。

030201市场需求分析通过本项目的研究与实践,掌握智能循迹小车的核心技术,包括传感器技术、微控制器技术、控制算法等。

技术目标将智能循迹小车应用于实际场景中,提高生产效率、降低成本、提升产品品质等方面的效益。

应用目标通过智能循迹小车的研发与教学应用,培养学生动手实践能力、创新精神和团队协作能力。

教育意义推动智能循迹小车相关产业的发展,促进就业和经济增长,提升国家科技竞争力。

社会意义项目目标与意义02系统总体设计主控制器传感器模块电机驱动模块电源管理模块总体架构设计01020304负责接收和处理传感器数据,控制小车运动。

包括红外传感器、超声波传感器等,用于感知环境和障碍物。

驱动小车前进、后退、转弯等动作。

为整个系统提供稳定可靠的电源。

硬件选型及配置选用高性能、低功耗的微控制器,如STM32系列。

选用高灵敏度、低误差的传感器,如红外反射式传感器、超声波测距传感器等。

选用高效、稳定的电机驱动器,如L298N电机驱动板。

选用合适的电池和电源管理芯片,确保系统长时间稳定运行。

主控制器传感器模块电机驱动模块电源管理模块初始化模块传感器数据处理模块运动控制模块调试与测试模块软件功能划分负责系统启动时的初始化工作,包括硬件初始化、参数设置等。

智能循迹小车答辩问题

智能循迹小车答辩问题

引言概述:智能循迹小车作为一种集机械、电器、计算机技术于一体的智能装置,能够通过识别地面线路的特征自主导航。

在近年来得到广泛关注的智能交通领域中,智能循迹小车作为一种智能交通工具备受瞩目。

本文通过对智能循迹小车的答辩问题的详细阐述,对其原理、应用及未来发展进行全面分析。

正文内容:一、智能循迹小车的原理1.1传感器技术在智能循迹小车中的应用1.2如何实现循迹导航功能1.3智能循迹小车的导航算法及流程1.4智能循迹小车的基本工作原理1.5循迹小车中常用的传感器类型及其工作原理二、智能循迹小车的应用2.1智能循迹小车在工业自动化中的应用2.2智能循迹小车在仓储物流中的应用2.3智能循迹小车在城市交通中的应用2.4智能循迹小车在智能家居中的应用2.5智能循迹小车在医疗保健中的应用三、智能循迹小车的优势及挑战3.1智能循迹小车的优势分析3.1.1提高工作效率和准确性3.1.2减少人力成本和劳动强度3.1.3可以应对复杂环境和不确定性3.2智能循迹小车的挑战分析3.2.1对传感器精度要求较高3.2.2对环境适应能力的要求3.2.3需要解决的安全与隐私问题四、智能循迹小车的未来发展4.1智能循迹小车的技术演进趋势4.2智能循迹小车的市场前景与发展方向4.3智能循迹小车与其他智能交通系统的结合4.4智能循迹小车在领域的应用五、智能循迹小车的发展趋势与挑战5.1智能循迹小车的发展趋势分析5.1.1多模态传感器融合技术的应用5.1.2智能循迹小车与无线通信技术的结合5.1.3人机交互技术在智能循迹小车中的应用5.2智能循迹小车的发展挑战与解决方案5.2.1传感器故障和数据处理问题5.2.2安全性和隐私保护的挑战5.2.3法律法规和道德伦理问题总结:智能循迹小车作为一种集机械、电器、计算机技术于一体的智能装置,具有广阔的应用前景。

本文从智能循迹小车的原理、应用、优势与挑战以及发展趋势与挑战等方面进行了全面的阐述。

未来,智能循迹小车将继续发展,不断提高自身的性能,为各个领域带来更多的便利与效益。

基于单片机的智能循迹小车设计

基于单片机的智能循迹小车设计

基于单片机的智能循迹小车设计智能循迹小车是一种基于单片机控制的小型车辆,通过传感器检测路面信息,结合预设路线实时调整行驶方向,实现自动循迹行驶。

智能循迹小车在无人驾驶、智能物流、探险救援等领域具有广泛的应用前景。

智能循迹小车的硬件主要包括单片机、传感器、电机和电源。

其中,单片机作为整个系统的控制中心,负责接收传感器信号、处理数据并输出控制指令;传感器用于检测路面信息,一般选用红外线传感器或激光雷达;电机选用直流电机或步进电机,为小车提供动力;电源为整个系统提供电能。

智能循迹小车的软件设计主要实现传感器数据采集、数据处理、控制指令输出等功能。

具体来说,软件通过定时器控制单片机不断采集路面信息,结合预设路线信息进行数据分析和处理,并根据分析结果输出控制指令,实现小车的自动循迹。

为提高智能循迹小车的稳定性和精度,需要对算法进行优化。

常用的算法包括PID控制、模糊控制等。

通过对算法的优化,可以实现对路面信息的精确检测,提高小车的循迹精度和稳定性。

为验证智能循迹小车的实际效果,需要进行相关测试。

可以在平坦的路面上进行空载测试,检验小车的稳定性和循迹精度;可以通过加载重量、改变路面条件等方式进行负载测试,以检验小车在不同条件下的性能表现;可以结合实际应用场景进行综合测试,以验证智能循迹小车在实际应用中的效果。

测试环境的选择要具有代表性,能够覆盖实际应用中可能遇到的各种情况。

测试过程中要保持稳定的行驶速度,以获得准确的测试数据。

对于测试过程中出现的问题,要及时记录并分析原因,以便对系统进行改进。

测试完成后,要对测试数据进行整理和分析,评估系统的性能表现,提出改进意见。

通过以上测试,我们发现基于单片机的智能循迹小车在循迹精度、稳定性等方面表现良好,能够满足实际应用中的需求。

同时,通过对算法的优化和硬件的改进,可以进一步提高小车的性能表现。

本文介绍了基于单片机的智能循迹小车的设计和实现过程。

通过合理选择硬件和优化软件算法,实现了小车的自动循迹功能。

智能循迹小车ppt文档全文预览

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REPORTING
THANKS
感谢观看
别和跟踪。
优化控制算法
采用PID控制、模糊控制等算法, 提高小车行驶的稳定性和准确性。
完善硬件设计
优化电路设计、电机驱动、电源 管理等硬件模块,提升小车性能。
拓展应用场景
将智能循迹小车应用于仓储物流、 智能家居等领域,验证其实用性
和可靠性。
未来研究方向探讨
多传感器融合技术
研究如何将多种传感器信息进行融合, 提高小车的环境感知能力和适应性。
调试技巧和优化策略
调试技巧
在调试过程中,可以采用分模块调试的方法,逐个验证每个模块的功能是否正常;同时,可以利用串口通信等手 段,实时输出调试信息,帮助定位问题。
优化策略
针对循迹算法的优化,可以采用动态阈值调整的方法,提高轨迹检测的准确性;针对电机控制的优化,可以采用 PID控制算法,提高小车的行驶稳定性和速度控制精度。此外,还可以通过硬件升级、算法改进等手段,进一步 提高智能循迹小车的性能。
深度学习技术应用
探索深度学习在智能循迹小车中的应 用,如通过神经网络实现更复杂的路 径规划和决策。
多车协同控制技术
研究多辆智能循迹小车之间的协同控 制策略,实现更高效、灵活的群体协 作。
智能化与自主化
进一步提升小车的智能化水平,如实 现自主导航、避障、路径规划等功能, 使其更加适应复杂环境。
2023
2023
REPORTING
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2023
目录
• 智能循迹小车概述 • 智能循迹小车硬件设计 • 软件编程与算法实现 • 性能测试与结果分析 • 挑战与解决方案探讨 • 总结与展望
2023
PART 01

智能循迹避障小车设计

智能循迹避障小车设计智能循迹避障小车的核心功能在于能够沿着特定的轨迹行驶,同时能够避开行驶过程中遇到的障碍物。

要实现这两个功能,需要在硬件和软件两个方面进行精心设计。

在硬件方面,首先是小车的车体结构。

通常选用坚固且轻便的材料,以保证小车的稳定性和灵活性。

车轮的选择也很重要,需要具备良好的抓地力和转动性能。

传感器是实现智能循迹避障功能的关键部件。

对于循迹功能,常用的是光电传感器或摄像头。

光电传感器通过检测地面上的反射光来判断轨迹,而摄像头则可以通过图像识别技术获取更精确的轨迹信息。

在避障方面,超声波传感器或红外传感器是常见的选择。

超声波传感器通过发射超声波并接收反射波来测量与障碍物的距离,红外传感器则通过检测障碍物反射的红外线来实现避障功能。

控制模块是小车的大脑,负责处理传感器采集到的数据,并控制电机的运转。

常用的控制芯片有单片机,如 Arduino 或 STM32 等。

电机驱动模块则用于将控制模块输出的信号转换为电机所需的驱动电流,以实现小车的前进、后退、转弯等动作。

电源模块为整个小车系统提供稳定的电力供应。

一般选择可充电的锂电池,其具有较高的能量密度和较长的续航能力。

在软件方面,编写高效可靠的程序是实现智能循迹避障功能的关键。

首先是传感器数据的采集和处理程序。

对于光电传感器或摄像头采集到的轨迹信息,需要进行滤波、放大等处理,以提高数据的准确性和可靠性。

对于超声波传感器或红外传感器采集到的避障数据,需要进行距离计算和障碍物判断。

控制算法是软件的核心部分。

对于循迹功能,常用的算法有 PID 控制算法。

通过不断调整电机的转速和转向,使小车能够准确地沿着轨迹行驶。

对于避障功能,通常采用基于距离的控制策略。

当检测到障碍物距离较近时,及时控制小车转向或停止,以避免碰撞。

电机控制程序负责根据控制算法的输出结果,精确控制电机的运转。

这需要对电机的特性有深入的了解,以实现平稳、快速的运动控制。

为了提高小车的性能和稳定性,还需要进行系统的调试和优化。

智能循迹小车实验报告

智能循迹小车实验报告一、实验目的本次实验旨在设计并实现一款能够自主循迹的智能小车,通过传感器检测路径信息,控制小车的运动方向,使其能够沿着预定的轨迹行驶。

通过本次实验,深入了解自动控制、传感器技术和单片机编程等方面的知识,提高实际动手能力和问题解决能力。

二、实验原理1、传感器检测本实验采用红外传感器来检测小车下方的黑线轨迹。

红外传感器由红外发射管和接收管组成,当发射管发出的红外线照射到黑色轨迹时,反射光较弱,接收管接收到的信号较弱;当照射到白色区域时,反射光较强,接收管接收到的信号较强。

通过比较接收管的信号强度,即可判断小车是否偏离轨迹。

2、控制算法根据传感器检测到的轨迹信息,采用 PID 控制算法(比例积分微分控制算法)来计算小车的转向控制量。

PID 算法通过对误差(即小车偏离轨迹的程度)进行比例、积分和微分运算,得到一个合适的控制输出,使小车能够快速、准确地回到轨迹上。

3、电机驱动小车的动力由直流电机提供,通过电机驱动芯片(如 L298N)来控制电机的正反转和转速。

根据控制算法计算出的转向控制量,调整左右电机的转速,实现小车的转向和前进。

三、实验器材1、硬件部分单片机开发板(如 STM32 系列)红外传感器模块直流电机及驱动模块电源模块小车底盘及车轮杜邦线、面包板等2、软件部分Keil 等单片机编程软件串口调试助手四、实验步骤1、硬件搭建将红外传感器模块安装在小车底盘下方,使其能够检测到黑线轨迹。

将直流电机与驱动模块连接,并安装在小车底盘上。

将单片机开发板、传感器模块、驱动模块和电源模块通过杜邦线连接起来,搭建好实验电路。

2、软件编程使用单片机编程软件,编写传感器检测程序、控制算法程序和电机驱动程序。

通过串口调试助手,将编写好的程序下载到单片机开发板中。

3、调试与优化启动小车,观察其在轨迹上的行驶情况。

根据小车的实际行驶情况,调整 PID 控制算法的参数,优化小车的循迹性能。

不断测试和改进,直到小车能够稳定、准确地沿着轨迹行驶。

智能循迹小车

智能循迹小车随着科技的飞速发展,无人驾驶技术逐渐成为现代交通领域的重要组成部分。

其中,智能循迹小车作为一种先进的无人驾驶车辆,具有广泛的应用前景。

本文将介绍智能循迹小车的基本原理、系统构成、设计方法以及应用场景。

智能循迹小车通过传感器感知周围环境,包括道路标志、其他车辆、行人等信息,再通过控制系统对感知到的信息进行处理和分析,制定出相应的行驶策略,最终控制车辆的行驶。

其中,循迹小车通过特定的传感器识别道路标志,并沿着标志所指示的路径行驶,实现自动循迹。

传感器系统:用于感知周围环境,包括道路标志、其他车辆、行人等信息。

常见的传感器包括激光雷达、摄像头、超声波等。

控制系统:对传感器感知到的信息进行处理和分析,制定出相应的行驶策略,并控制车辆的行驶。

常用的控制系统包括基于规则的控制、模糊控制、神经网络等。

执行机构:根据控制系统的指令,控制车辆的行驶速度、方向等。

常见的执行机构包括电机、舵机等。

电源系统:提供电力支持,保证小车的正常运行。

常用的电源包括锂电池、超级电容器等。

硬件设计:根据需求选择合适的传感器、控制系统、执行机构和电源等硬件设备,并对其进行集成设计,保证各个设备之间的兼容性和稳定性。

软件设计:编写控制系统的程序,实现对车辆的控制。

常用的编程语言包括C++、Python等。

在软件设计中需要考虑如何处理传感器感知到的信息,如何制定行驶策略,以及如何控制执行机构等方面的问题。

调试与优化:通过实验测试小车的性能,发现问题并进行优化。

常见的调试和优化方法包括调整控制系统的参数、更换硬件设备等。

智能循迹小车具有广泛的应用前景,主要包括以下几个方面:交通管理:用于交通巡逻、交通管制等,提高交通管理效率。

应急救援:在灾难现场进行物资运输、人员疏散等任务,提高应急救援效率。

自动驾驶:作为无人驾驶车辆的样机进行研究和发展,推动自动驾驶技术的进步。

教育科研:用于高校和研究机构的科研项目,以及学生的实践和创新项目。

单片机应用——智能循迹小车设计

单片机应用——智能循迹小车设计智能循迹小车是一种基于单片机技术的智能机器人,它可以自动跟随线路进行行驶,具有很高的应用价值,被广泛地应用在工业控制和家庭娱乐等领域。

本次智能循迹小车的设计采用的是AT89C51单片机,通过巧妙的编程和外接传感器的配合来实现小车的自动识别和跟踪线路的功能。

下面我们来具体阐述一下智能循迹小车的设计过程。

一、硬件设计智能循迹小车的硬件系统包括电机驱动电路、传感器电路、控制板电路、电源电路等几个部分。

其中,电机驱动电路是实现小车行驶的关键,它通过外接减速电机来带动小车的轮子,从而实现前进、后退、转弯等基本动作。

传感器电路则用来检测小车当前所处的位置和前方的路况,从而将这些信息传递给单片机进行处理。

控制板电路是整个硬件系统的核心部分,它包括AT89C51单片机、EEPROM存储器、逻辑电路等。

其中,AT89C51单片机是控制整个系统的“大脑”,它通过编写相应的程序来实现小车的跟踪功能。

EEPROM存储器则用来保存程序和数据,以便实现数据的长期存储。

逻辑电路则用来实现各个硬件组件之间的协调工作,从而保证整个系统的正常运转。

二、软件设计软件设计是智能循迹小车系统中最为关键的一环,它直接决定了小车的行驶效果。

为了实现小车的自动跟踪功能,我们采用了双路反馈控制系统,并在此基础上进行了进一步优化和改进。

具体来说,我们先使用PID算法对传感器采集到的数据进行处理,得到当前位置和偏差值。

然后再通过控制电机的转速和方向,使小车能够自动跟随线路前进。

三、应用价值智能循迹小车是一种非常实用的机器人,它具有很高的应用价值。

例如,在农业生产中,可以利用智能循迹小车来进行田间作业,大大提高工作效率和质量;在家庭娱乐方面,智能循迹小车可以作为一种智能玩具,为人们带来更加丰富的娱乐体验。

四、总结通过本次智能循迹小车的设计,我们不仅深入了解了单片机及传感器的原理和应用,而且具备了一定的硬件和软件开发能力。

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智能循迹小车
⒈介绍
⑴背景
智能循迹小车是一种基于技术的智能,具备自主导航和循迹功能。

它能够通过使用传感器和算法,根据预定的轨迹或标记物进行自动导航。

⑵目的
本文档的目的是提供关于智能循迹小车的详细功能说明和操作指南,以便用户能够更好地理解和使用该产品。

⒉功能
⑴自主导航
智能循迹小车可以通过内置的导航算法和传感器来自主导航。

它可以检测周围环境,并根据设定的目标点来规划最佳路径进行移动。

⑵循迹功能
智能循迹小车还具备循迹功能。

它可以通过跟踪地面上的标记线或颜色来进行自动导航,以达到所定义的轨迹或目的地。

⑶避障功能
为了保证安全行驶,智能循迹小车还具备避障功能。

它可以通过激光或红外线传感器来检测前方障碍物,并采取相应的措施进行规避。

⑷远程控制
用户还可以通过远程控制设备(如方式或电脑)来控制智能循迹小车的移动、停止和变向等操作,以满足特定需求。

⒊硬件配置
⑴主控板
智能循迹小车的主控板负责控制各种传感器、执行器和通讯设备的工作。

它采用先进的处理器和存储器,并提供丰富的接口和扩展能力。

⑵传感器
智能循迹小车配备多种传感器,包括但不限于红外线传感器、激光传感器、摄像头等,用于感知周围环境和实时定位。

⑶执行器
智能循迹小车还配备了多种执行器,如电机、舵机等,用于控制车轮的旋转和转向。

⒋软件配置
⑴导航算法
智能循迹小车的导航算法通过分析传感器数据和环境信息,实
现智能的路径规划和导航功能。

它基于各种算法和机器学习技术,
能够适应不同的道路和环境。

⑵远程控制系统
智能循迹小车配备了远程控制系统,通过与用户的设备进行通信,实现远程操作和控制。

用户可以通过方式或电脑上的应用来实
现远程控制。

⒌操作指南
⑴启动与连接
首先,确保智能循迹小车的电源供应正常,然后将其与远程控
制设备进行配对。

步骤可以参考用户手册中的说明。

⑵自主导航
一旦连接成功,用户可以选择自主导航模式,并根据需要设定
目标点。

智能循迹小车将使用内置的导航算法自动规划路径并行驶
到目标点。

⑶循迹功能
用户可以选择循迹模式,并在地面上设置标记点或线。

智能循
迹小车将通过摄像头或其他传感器来检测标记物,并进行自动导航。

⑷远程控制
如有需要,用户可以使用远程控制设备来进行手动控制。

通过
应用程序,用户可以控制智能循迹小车的方向、速度、停止等操作。

⒍附件
本文档附带以下附件:
●用户手册:详细介绍智能循迹小车的功能和操作方法。

●API文档:提供了与智能循迹小车进行通信和控制的接口说明。

⒎法律名词及注释
●无人驾驶:指无需人类干预的车辆自主行驶的技术和系统。

●:指通过机器模拟人类智能的理论和应用技术。

●版权:指对作品的使用和传播的权利,由法律保护。

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