智能交通系統(tǒng)(its)的概念是美國(guó)智能交通學(xué)會(huì)于1990年提出的,它將先進(jìn)的信息技術(shù)、通信技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、電子技術(shù)及計(jì)算機(jī)處理技術(shù)綜合運(yùn)用于整個(gè)運(yùn)輸管理系統(tǒng)中,通過對(duì)交通信息的采集、傳輸和處理,對(duì)交通運(yùn)輸進(jìn)行協(xié)調(diào)和管理,建立起實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的綜合交通運(yùn)輸管理體系,從而提高了交通效率和安全了,實(shí)現(xiàn)性交通運(yùn)輸服務(wù)和管理的智能化。
　　
　　智能車輛的導(dǎo)航與定位、自動(dòng)駕駛與控制和車輛的預(yù)警防碰等智能交通系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究,近年來受到國(guó)內(nèi)外越來
越廣泛的關(guān)注,也取得了豐碩的成果。但真正的實(shí)驗(yàn)研究還是很少,基本上只進(jìn)行了仿真試驗(yàn)。鑒于理論上的模擬和實(shí)際應(yīng)用情況可能相差甚遠(yuǎn),選擇了具有智能性、易擴(kuò)展性和移動(dòng)性等優(yōu)點(diǎn)的車型移動(dòng)機(jī)器人作為its關(guān)鍵技術(shù)的研究平臺(tái)中的主　要部分——車輛模擬器。
　　
　　本文所闡述的移動(dòng)機(jī)器人sjtnc-1,就是面向its提出的�？紤]到關(guān)鍵技術(shù)研究中需進(jìn)行大量的計(jì)算,如模糊控制、卡爾曼濾波和路徑導(dǎo)引等,并且系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性要求很高,所以采用數(shù)字信號(hào)處理器(dsp)作為移動(dòng)機(jī)器人主控cpu。
　　
　　1 tms320lf2407a簡(jiǎn)介

　　tms320lf2407a(以下簡(jiǎn)稱f2407)是ti公司在tms320系列dsp的基礎(chǔ)上,專為數(shù)字電機(jī)控制而設(shè)計(jì)的。除了具有一般dsp的改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu)、多總線結(jié)構(gòu)和流水線結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)外,它還采用高性能靜態(tài)cmos技術(shù),電壓從5v降為3.3v,減少了功耗。并且指令執(zhí)行速度提高到40mips,幾乎所有指令都可以在25ns的單周期內(nèi)完成。如此高的運(yùn)算速度使其可以通過采用高級(jí)控制算法如模糊控制、卡爾曼濾波以及狀態(tài)控制等來提高系統(tǒng)的性能。而且,它具有電機(jī)控制應(yīng)用所必需的外設(shè),如:32k片內(nèi)flash、2k單訪問ram、串行外設(shè)接口(spi)、串行通信接口(sci)、兩個(gè)事件管理模塊、16通道雙10位a/d轉(zhuǎn)換器和can控制器模塊。
　　
　　2 移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)
　　
　　考慮到該移動(dòng)機(jī)器人是面向its的,所以采用的是車型結(jié)構(gòu)(四輪結(jié)構(gòu))。前兩輪通過減速比為8:1的齒輪減速機(jī)構(gòu)與轉(zhuǎn)向電機(jī)進(jìn)行連接,實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)器人的轉(zhuǎn)向功能;后兩輪通過減速比為6:1的齒輪減速機(jī)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行連接,實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)。電機(jī)的選型可根據(jù)實(shí)際情況選擇小型步進(jìn)電機(jī)或小型直流電機(jī)。這里選用的是瑞士minimotor公司生產(chǎn)的直流電機(jī),這種電機(jī)具有體積小、轉(zhuǎn)矩大等特點(diǎn)。
　　
　　3 移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)

　　3.1 無(wú)線通信模塊

　　mc35是德國(guó)西門子公司生產(chǎn)的可二次開發(fā)的支持gprs的雙頻gsm模塊,可以通過標(biāo)準(zhǔn)串口與pc機(jī)相連。本系統(tǒng)用mc35作為移動(dòng)機(jī)器人與上位機(jī)的通信模塊。它具有g(shù)prs技術(shù)帶來的一切優(yōu)點(diǎn),如一直在線和提供高速價(jià)廉的數(shù)據(jù)傳送服務(wù)等。該產(chǎn)品的特性如下:
　　
　　·支持雙頻:egsm900/gsm1800
　　
　　·支持gprs class8協(xié)議
　　
　　·支持?jǐn)?shù)據(jù)、語(yǔ)音、短消息和傳真服務(wù)
　　
　　·采用電路交換方式,最大傳送速率為14.4kbps
　　
　　·支持的電壓范圍:8v～30v
　　
　　·采用標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)接口
　　
　　·體積:65mm×74mm×33mm
　　
　　·重量:130g
　　
　　3.2 驅(qū)動(dòng)模塊

　　3.3 4轉(zhuǎn)1串口通信模塊

　　3.4 定位傳感器

　　3.4.1 dgps接收機(jī)

　　3.4.2 數(shù)字羅盤和車速傳感器

　　采用honeywell公司的hmr 3300數(shù)字羅盤作為移動(dòng)機(jī)器人的方向檢測(cè)傳感器。其主要技術(shù)指標(biāo)為:(1)1度航向精度,0.1度分辨率;(2)0.5度重復(fù)性;(3)±60度傾斜俯仰范圍;(4)15hz響應(yīng)時(shí)間;(5)-40±85度工作溫度;(6)6～15v直流電壓。
　　
　　同時(shí)采用用于大眾汽車公司桑塔納2000型轎車的霍爾車速傳感器作為移動(dòng)機(jī)器人的車速傳感器。其工作原理是以霍爾傳感器為變換元件,將機(jī)械旋轉(zhuǎn)量轉(zhuǎn)化為電脈沖信號(hào)輸出。主要技術(shù)指標(biāo)為:(1)輸出波形為矩形脈沖,占空比為50%;(2)每旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生6個(gè)脈沖;(3)額定電壓為12v。
　　
　　4 電源模塊

　　電源模塊需分別給各傳感器、dsp芯片、其它芯片和電機(jī)供電。其中,磁羅盤、碼盤和dgps接收機(jī)使用12v直流電壓,dsp芯片使用3.3v直流電壓,其它芯片使用5v直流電壓,還有電機(jī)電源使用12v直流電壓。所以,采用1節(jié)12v的直流蓄電池(4ah),直流5v通過st半導(dǎo)體公司的l7805和擴(kuò)流用的功率管實(shí)現(xiàn),dsp芯片用3.3v電源采用on半導(dǎo)體公司的1smb5913bt3實(shí)現(xiàn)。f2407正常工作時(shí),所有電源管腳都為3.3v;寫入flash存儲(chǔ)器時(shí),vccp引腳為5v供電;復(fù)位時(shí),復(fù)位電路會(huì)產(chǎn)生一個(gè)10μs寬度的持續(xù)低電平使芯片復(fù)位

　　5 控制器程序結(jié)構(gòu)

　　5.1 串口通信模塊

　　5.2 路徑引導(dǎo)模塊

　　5.3 驅(qū)動(dòng)電機(jī)和轉(zhuǎn)向電機(jī)控制模

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