發(fā)布時間：2017-08-14 05:15

  本文關鍵詞：基于雙層模糊邏輯控制的智能小車研究

  更多相關文章： 智能小車 雙層模糊邏輯控制 模糊規(guī)則數 STM32 Matlab仿真

【摘要】：隨著科學的發(fā)展與進步,智能體的應用越來越深入到人類的日常生活之中,從智能家居到醫(yī)療助手,從“玉兔”號月球車到谷歌機器人AlphaGo,從軍用機器人到家用智能小車,人工智能已然在人類的生活中刻下了深深的烙印。智能小車作為人工智能的科學成果之一,在近年來的研究中得到了較好的發(fā)展和較大的技術提升。本文在前人研究的基礎上,對雙層模糊邏輯算法在無人駕駛智能小車上的應用開展研究,將眾多模糊輸入量分層輸入,降低模糊規(guī)則數的計算維度。選取STM32芯片作為主控制器,對主控芯片在智能小車硬件控制方面進行研究,并采用Keil MDK編程工具負責對小車避障活動的程序設計和代碼編譯。論文首先介紹了本課題的研究背景和意義,敘述了國內外學術界在智能小車領域取得的優(yōu)秀成果。接著基于動力學知識構建了智能小車的數學模型、軌跡定位坐標系和數學表達式,為后續(xù)的算法研究和程序編寫打下基礎。同時還詳細介紹了智能小車的各個硬件組成部分：包括電源系統(tǒng)、電機驅動模塊、常用傳感器、通信模塊、STM32主控芯片以及障礙物檢測模塊。然后論文著重介紹了雙層模糊邏輯控制的基本原理和算法組成,用Matlab軟件對基于雙層模糊算法的小車避障運動進行仿真模擬,并與傳統(tǒng)單層模糊算法進行比較,凸顯雙層算法的優(yōu)越性,仿真結果初步驗證了雙層模糊算法對于解決“維度災難”問題的有效性。在軟件設計部分采用了Keil MDK為軟件系統(tǒng)的開發(fā)工具,分別對小車障礙物探測模塊、電機驅動模塊、速度檢測模塊、CAN總線通信模塊等進行模塊化編程,各模塊間相對獨立,便于進行后續(xù)的更新與升級。論文最后對本課題的研究工作進行了總結,對后續(xù)的改進工作做出了展望。
【關鍵詞】：智能小車 雙層模糊邏輯控制 模糊規(guī)則數 STM32 Matlab仿真
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP242;TP273.4
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-20
• 1.1 引言11-13
• 1.2 智能小車國內外研究現狀13-16
• 1.2.1 國外智能小車的研究現狀13-14
• 1.2.2 國內智能小車的研究現狀14-16
• 1.3 智能避障技術的研究現狀16-18
• 1.4 本文研究的主要內容及主要工作18-20
• 第2章 智能小車的運動模型及硬件系統(tǒng)設計20-37
• 2.1 引言20
• 2.2 智能小車坐標系統(tǒng)及相關模型20-23
• 2.2.1 智能小車的模型假設20-21
• 2.2.2 智能小車的車載坐標系和全局坐標系建立21-22
• 2.2.3 智能小車的運動學模型22-23
• 2.3 智能小車硬件系統(tǒng)介紹23-32
• 2.3.1 智能小車物理組成23-24
• 2.3.2 小車控制方案簡介24-26
• 2.3.3 STM32F103芯片簡介26-29
• 2.3.4 電機驅動模塊29-31
• 2.3.5 CAN通信擴展模塊31-32
• 2.4 智能小車傳感器介紹32-36
• 2.4.1 超聲波測距傳感器33
• 2.4.2 紅外測距傳感器33-34
• 2.4.3 光電編碼器34-35
• 2.4.4 電子羅盤35-36
• 2.5 本章小結36-37
• 第3章 智能小車定位及避障算法研究37-57
• 3.1 引言37
• 3.2 模糊邏輯控制理論37-39
• 3.2.1 模糊邏輯控制的由來37
• 3.2.2 隸屬度函數的表述37-38
• 3.2.3 模糊集合與其運算38
• 3.2.4 模糊關系及其合成38-39
• 3.3 模糊邏輯控制的結構簡介39-44
• 3.3.1 模糊化處理40-41
• 3.3.2 模糊知識庫41-42
• 3.3.3 模糊推理與決策42-43
• 3.3.4 清晰化處理43-44
• 3.4 多層模糊邏輯控制44-46
• 3.4.1 “維數災難”問題44-45
• 3.4.2 多層模糊邏輯控制原理45-46
• 3.5 模糊系統(tǒng)在智能小車避障中的應用46-56
• 3.5.1 層模糊邏輯結構設計46-47
• 3.5.2 輸入量的模糊化處理47-48
• 3.5.3 模糊規(guī)則庫的構建48-51
• 3.5.4 軟件模擬仿真與實驗驗證51-56
• 3.6 本章小結56-57
• 第4章 智能小車軟件系統(tǒng)設計57-67
• 4.1 引言57
• 4.2 智能小車軟件開發(fā)環(huán)境57-59
• 4.2.1 Keil開發(fā)工具簡介57-58
• 4.2.2 J-Link仿真工具58-59
• 4.3 智能小車軟件系統(tǒng)程序編譯59-66
• 4.3.1 電機驅動模塊59-60
• 4.3.2 障礙物檢測裝置60-62
• 4.3.3 CAN總線通信62-64
• 4.3.4 速度檢測系統(tǒng)64-66
• 4.4 本章小結66-67
• 總結與展望67-69
• 致謝69-70
• 參考文獻70-73
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文73

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本文編號：670943