智能小車立項(xiàng)申請(qǐng)書(shū)

1、項(xiàng)目類別項(xiàng)目編號(hào)A 曲阜師范大學(xué)大學(xué)生科技學(xué)術(shù)立項(xiàng)立項(xiàng)申請(qǐng)書(shū)項(xiàng) 目 名 稱： 適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境的無(wú)人操控智能小車設(shè)計(jì) 申 請(qǐng) 人： 孔令增 所 在 學(xué) 院： 信息科學(xué)與工程學(xué)院 專 業(yè) 年 級(jí)： 2013級(jí) 軟件工程 聯(lián) 系 電 話： 指 導(dǎo) 教 師： 李光順 吳俊華 申 請(qǐng) 日 期： 2014 年 10 月 30 日共青團(tuán)曲阜師范大學(xué)委員會(huì)大學(xué)生科技學(xué)術(shù)創(chuàng)新活動(dòng)領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室承 諾 書(shū)我保證如實(shí)填寫(xiě)本表各項(xiàng)內(nèi)容。如果獲準(zhǔn)立項(xiàng)，我與本項(xiàng)目組成員承諾嚴(yán)格遵守學(xué)校有關(guān)政策和規(guī)定，切實(shí)保證研究時(shí)間，按計(jì)劃認(rèn)真開(kāi)展研究工作，按時(shí)報(bào)送有關(guān)材料，取得預(yù)期研究成果。曲阜師范大學(xué)有權(quán)使用本申報(bào)書(shū)的所有數(shù)據(jù)和資料。

2、申請(qǐng)者(簽名)： 年 月 日確 認(rèn) 函我已經(jīng)認(rèn)真評(píng)閱了該小組的科研立項(xiàng)申報(bào)書(shū)，以及曲阜師范大學(xué)大學(xué)生科技學(xué)術(shù)創(chuàng)新活動(dòng)的相關(guān)規(guī)定和政策。我認(rèn)為該件作品具有一定的研究意義、創(chuàng)新性和可行性。如果獲準(zhǔn)立項(xiàng)，我將認(rèn)真負(fù)責(zé)地指導(dǎo)該項(xiàng)目小組成員按要求開(kāi)展研究工作，監(jiān)督項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)的使用情況，取得預(yù)期研究成果。 指導(dǎo)老師（簽名）： 年 月 日項(xiàng)目名稱適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境的無(wú)人操控智能小車設(shè)計(jì)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人姓名學(xué)號(hào)所在學(xué)院聯(lián)系電話任務(wù)分工簽名孔令增2013412331信息科學(xué)與工程學(xué)院整體規(guī)劃項(xiàng)目組成員李忠遠(yuǎn)2013412366信息科學(xué)與工程學(xué)院軟件編程董龍飛2013412263信息科學(xué)與工程學(xué)院軟件編程李忠楨 2013417

3、096信息科學(xué)與工程學(xué)院電路設(shè)計(jì)胡中秋2013412305 信息科學(xué)與工程學(xué)路設(shè)計(jì)孫 鑫2013412456 信息科學(xué)與工程學(xué)院軟件編程指導(dǎo)教師情況姓名李光順單位曲阜師范大學(xué)姓名吳俊華單位曲阜師范大學(xué)申報(bào)依據(jù)項(xiàng)目的意義及創(chuàng)新之處（限300字）意義：智能小車作為智能汽車的模型，通過(guò)傳感器感知外部環(huán)境信息,在復(fù)雜環(huán)境中實(shí)現(xiàn)自主作業(yè)。本項(xiàng)目將利用電磁、超聲波等傳感器構(gòu)建智能小車系統(tǒng)，在特定道路的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)對(duì)非特定環(huán)境（如人字形、十字、S形復(fù)雜道路，不規(guī)則障礙物，坡道）的識(shí)別和自主處理能力（如自主調(diào)速），加深對(duì)控制理論的研究。創(chuàng)新之處：1.本項(xiàng)目智能小車將采用Crotex-

4、M4內(nèi)核主控芯片，因此其對(duì)復(fù)雜問(wèn)題具有更強(qiáng)的處理能力。2.智能小車將裝載電磁、超聲波、光電等傳感器，采用基于模糊理論的多傳感器的數(shù)據(jù)融合結(jié)構(gòu)和方法進(jìn)行信息處理。3.通過(guò)無(wú)線傳感器實(shí)現(xiàn)小車與電腦之間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸，利用數(shù)據(jù)構(gòu)建模型，分析問(wèn)題。4.利用PID控制算法實(shí)現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境下的路徑優(yōu)化，避障控制及自主調(diào)速。該領(lǐng)域研究現(xiàn)狀分析（限500字）智能小車作為智能汽車的模型，是一類通過(guò)內(nèi)部、外部傳感器感知外部環(huán)境信息和自身狀態(tài),在復(fù)雜環(huán)境中實(shí)現(xiàn)自主作業(yè)的機(jī)器人系統(tǒng)。它集中運(yùn)用了單片機(jī)、傳感器、信息融合、通信接口、導(dǎo)航控制、人工智能以及自動(dòng)控制等一系列高新技術(shù)。 歐美國(guó)家的智能汽車相關(guān)技術(shù)已經(jīng)比較成熟，其

5、智能汽車已實(shí)現(xiàn)道路環(huán)境感知，視覺(jué)增強(qiáng)，前車距離控制以及和傳感器融合方面的技術(shù)。日本在研究防撞設(shè)備，前方防撞和車道偏離，車道定位系統(tǒng)，前車距離控制系統(tǒng)，自動(dòng)控制系統(tǒng)，障礙物報(bào)警系統(tǒng)，駕駛員打盹報(bào)警系統(tǒng)和夜間行人報(bào)警系統(tǒng)方面具有顯著成果。目前我國(guó)智能車系統(tǒng)的研究還處于起步階段，智能汽車的實(shí)際應(yīng)用還有很長(zhǎng)的路要走。在國(guó)內(nèi)的一些比賽中，出現(xiàn)了一些智能小車，能夠運(yùn)用紅外傳感器實(shí)現(xiàn)智能小車自主循跡運(yùn)行，運(yùn)用超聲波傳感器及多種算法來(lái)躲避障礙物，但這些智能車功能比較單一，智能化程度較低，并且只能適應(yīng)特定的環(huán)境，環(huán)境稍有變化，就難以自主識(shí)別。而真正的智能小車是要對(duì)復(fù)雜的環(huán)境做出判斷，適應(yīng)不斷變化的環(huán)境。因此，適

6、應(yīng)復(fù)雜環(huán)境智能車的研究對(duì)我國(guó)智能汽車的發(fā)展具有重要意義。研究?jī)?nèi)容與擬解決問(wèn)題（限300字）研究?jī)?nèi)容：1.Crotex-M4內(nèi)核芯片的使用。智能小車將采用Crotex-M4內(nèi)核的主控芯片，需要對(duì)主控芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)深入了解，熟練掌握內(nèi)部寄存器。2.多傳感器的數(shù)據(jù)融合。智能小車裝有電磁、超聲波等多個(gè)傳感器，對(duì)多傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合和處理是其一大難點(diǎn)。3.PID算法的使用。智能小車處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，如何運(yùn)用PID算法對(duì)融合之后的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，使其小車在運(yùn)動(dòng)中不斷調(diào)整姿態(tài)。4.數(shù)據(jù)分析通過(guò)無(wú)線通信，在電腦上位機(jī)獲取數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，以得出使智能小車達(dá)到最優(yōu)運(yùn)行狀態(tài)的各項(xiàng)參數(shù)。擬解決問(wèn)題：1. 環(huán)境信息的采集

7、2. 信息的融合處理3. 智能車的自主控制4. 確定智能車最優(yōu)運(yùn)行狀態(tài)的參數(shù) 項(xiàng)目研究可行性分析（限300字）技術(shù)分析：智能車的設(shè)計(jì)涉及模式識(shí)別、傳感技術(shù)、電子、控制、計(jì)算機(jī)、機(jī)械和電源等多個(gè)學(xué)科 。團(tuán)隊(duì)成員現(xiàn)狀分析：團(tuán)隊(duì)成員專業(yè)涉及計(jì)算機(jī)和電子領(lǐng)域，有相關(guān)技術(shù)研究經(jīng)驗(yàn)，并在電子設(shè)計(jì)大賽中獲得佳績(jī)，開(kāi)發(fā)過(guò)體質(zhì)測(cè)量系統(tǒng)，具有一定設(shè)計(jì)制作經(jīng)驗(yàn)，技術(shù)功底強(qiáng)硬。指導(dǎo)老師在嵌入式方向具有豐富的經(jīng)驗(yàn)。環(huán)境條件分析：實(shí)驗(yàn)室有研究所需設(shè)備器材，相關(guān)電子器件費(fèi)用在成員所能承擔(dān)范圍內(nèi)。 基本研究思路（限300字）硬件電路設(shè)計(jì)：1.功能分析。分析項(xiàng)目要實(shí)現(xiàn)的功能：復(fù)雜道路識(shí)別（S型道路，十字路，人字形路），障礙物識(shí)

8、別、坡道識(shí)別及其識(shí)別之后的處理。2.模塊結(jié)構(gòu)規(guī)劃。規(guī)劃系統(tǒng)中所需要的功能模塊。3.總體設(shè)計(jì)。分析系統(tǒng)處理流程，探索系統(tǒng)核心模塊的運(yùn)作。4.電路設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)核心模塊：電源模塊，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，最小系統(tǒng)，電磁傳感器模塊等。5.具體實(shí)現(xiàn)。進(jìn)行模塊搭建，制作出實(shí)體模型。6.調(diào)試分析。對(duì)智能車進(jìn)行適應(yīng)各種環(huán)境的多次調(diào)試，對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理，使智能車達(dá)到適應(yīng)不同環(huán)境的理想效果。軟件編程：軟件編程與硬件同步進(jìn)行，依托硬件進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。計(jì)劃進(jìn)度安排計(jì)劃所用時(shí)間：2014年11月至2015年6月。一、 分析項(xiàng)目要實(shí)現(xiàn)的功能，完成整體流程分析。（半個(gè)月完成）二、 設(shè)計(jì)功能模塊，進(jìn)行電路設(shè)計(jì)：包括電路圖繪制，pcb板制作及調(diào)試。（兩個(gè)半月完成）三、 研究核心芯片，編寫(xiě)各個(gè)模塊代碼，逐個(gè)實(shí)現(xiàn)模塊功能。（兩個(gè)月完成）四、 整合模塊，搭建系統(tǒng)，完成各個(gè)模塊的融合。（一個(gè)月完成）五、 系統(tǒng)整體測(cè)試階段，實(shí)驗(yàn)獲取測(cè)試數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)，完善算法。對(duì)本研究項(xiàng)目進(jìn)行整理，生成研究報(bào)告。（一個(gè)月完成）預(yù)期研究成果形式1、申請(qǐng)到專利或獲得專利申請(qǐng)?zhí)?、制作出實(shí)物（科技發(fā)明）3、調(diào)查報(bào)告 4、專業(yè)論文5、其他形式 （請(qǐng)注明）審查