《電子技術應用》
您所在的位置:首頁 > 測試測量 > 業界動態 > SmartRIO基于CompactRIO的智能車快速原型開發平臺

SmartRIO基于CompactRIO的智能車快速原型開發平臺

2008-06-17
作者:李紅志

產品:
院校產品, LabVIEW, CompactRIO

挑戰:
所謂智能車" title="智能車">智能車是指在行駛過程中,車輛能夠自主識別路徑并自主控制轉向和車速,從而完成自動駕駛。在智能車自動駕駛控制算法" title="控制算法">控制算法的開發調試過程中,其挑戰在于選擇一個可以實現快速原型開發的軟硬件平臺。 在硬件方面,在智能車的控制中,由于要檢測實時賽道信息、當前車速、電池電壓并要實時控制智能車車速、方向等控制參量,因此需要有豐富的I/O" title="I/O">I/O通道,并且要求處理器能夠實現高速的實時控制算法。另外由于本智能車競賽中使用統一競賽車模的體積受限(30cm×20cm×15cm),需要這個控制原型開發平臺能夠承載在智能車模之內。在軟件方面,要求開發軟件與硬件平臺能夠無縫的連接,內含強大的數字信號處理以及控制的算法,操作界面友好,以便快速的開發調試。

解決方案:
整個快速原型開發平臺采用NI公司CompactRIO加LabVIEW實現。CompactRIO為帶有FPGA功能的高實時性嵌入式系統,并可同時配置多塊功能豐富的I/O模塊??刂扑惴ㄔ贚abVIEW中實現,并可下載在CompactRIO運行。

“通過CompactRIO,可以方便高效地對智能車使用的傳感器、驅動電路等硬件設備進行測試,也可以通過LabVIEW開發控制算法下載到CompactRIO中進行實車調試?!?/STRONG>

智能車比賽

受教育部高等教育司委托,高等學校自動化專業教學指導委員會負責主辦全國大學生智能車競賽。該項比賽已列入教育部主辦的全國五大競賽之一,于2006年舉辦了第一屆比賽。參賽選手使用大賽組委會統一提供的競賽車模,采用飛思卡爾16位微控制器MC9S12DG128 作為核心控制單元,自主構思控制方案及系統設計,包括傳感器信號采集處理、控制算法、電機驅動、轉向舵機控制等。比賽中智能車需要自主識別白色地板上的黑色路徑并自主控制轉向和驅動,從而完成沿線自動駕駛。參賽隊伍之名次由賽車現場成功完成賽道比賽時間為主。

快速原形

比賽中要求采用Freescale的S12系列單片機,在用單片機開發嵌入式系統時,存在效率低,成本高以及開發周期長等缺點,為此我們決定采用快速原型的開發方法,以一輛樣車為載體,將智能車原有的控制核心替換為NI公司的CompactRIO,并通過各種I/O模塊進行路徑探測傳感器、車速傳感器的信號采集以及驅動電機、轉向舵機的運動控制。用LabVIEW編寫車輛運行控制算法,將控制算法下載到CompactRIO中進行原型試驗,取得最優結果后再移植到S12芯片中。

智能車的工作模式如圖所示:紅外光電傳感器探測賽道信息,轉速傳感器檢測當前車速,電池電壓監測電路監測電池電壓,并將這些信息輸入控制器進行處理。通過控制算法來對車輛當前狀態進行判斷,并輸出控制信號" title="控制信號">控制信號實現對舵機轉向和電機加減速的控制,從而完成車輛的沿線自動駕駛。

?

?

?

圖1智能車的工作模式圖

?

(圖解)傳感器檢測量為賽道信息、當前車速和電池電壓,控制器對這些信息輸入進行處理,輸出控制信號控制轉向和驅動,從而實現車輛的沿線自動駕駛。

用CompactRIO作為控制器搭建的嵌入式系統來實現智能車的快速原形。CompactRIO的4個I/O模塊用于采集智能車傳感器信號以及控制驅動電機、轉向舵機等執行器。此外,還配有控制開關單元來進行人機交互,數碼管實時顯示賽車信息,并可在試驗結束后將所需要的數據通過網線傳到上位機" title="上位機">上位機中,從而可以對控制算法進行分析,優化控制策略。

平臺硬件構成

本平臺的硬件部分主要由5部分組成,分別為:模型車底盤、紅外光電路經探測傳感器、光電碼盤電機轉速傳感器、電機驅動及供電母板、CompactRIO嵌入式控制器。

其中,所采用的智能車底盤是奧奇1/10全數字比例電動遙控后驅模型賽車的底盤,紅外光電路經探測傳感器采用了15對紅外發光接收管,采用紅外光電管是為了減小可見光的影響,提高系統魯棒性。

為精確控制智能車的運動,需要檢測車輛的運動速度。轉速傳感器用來檢測車速。受車模機械結構的限制,須采用體積小、重量輕的速度傳感器,本車采用的是對射型光電傳感器方案。在電機輸出軸上加一齒盤,電機輸出軸的轉動帶動齒盤的轉動。將對射光偶發光和接受管放在碼盤兩側,碼盤轉動時,由于碼盤上的齒經過發光管發出的光線時,會阻礙光線傳播。所以接收管兩端的電阻會有很大的變化,這樣,在電路中,采樣電阻兩端的電壓就會有很大的變化。用處理器采集電壓脈沖單位時間內的個數,就會獲得電機轉速,從而獲得車速。

CompactRIO嵌入式控制器

實時嵌入式控制器采用CompactRIO-9004,而4個I/O模塊槽采用NI-9205、NI-9263、NI-9421以及NI-9472,分別控制模擬量輸入輸出以及數字量輸入輸出,其具體功能如下:

CompactRIO-9004:控制器,主要通過TCP/IP協議與上位機進行通訊,從而將控制程序進行編譯或下載,在實時系統中運行。此外,還可以通過網線或串口線將試驗過程中一些數據上傳到上位機中,進行分析和處理。

NI-9205:32路模擬量輸入,其中15路作為光電傳感器的信號輸入,1路作為車速傳感器輸入。

NI-9263:4路模擬量輸出,1路作為驅動電機PWM控制信號,1路作為舵機PWM控制信號。

NI-9421:8路數字量輸入,作為各個控制開關量的檢測。

NI-9472:8路數字量輸出,作為數碼管顯示控制信號。

?

?

圖2 cRIO潛入式系統組成圖

?

(圖解)由cRIO所搭建的嵌入式系統的組成,包括模擬量的輸入輸出和數字量的輸入輸出。

車輛運行控制算法

用圖形化編程軟件LabVIEW編寫了車輛運行控制算法??刂扑惴榛跔顟B的反饋控制,流程如下圖所示:

?

?

圖3 智能車控制算法簡圖

?

(圖解)初始化之后是一個基于狀態的反饋控制,控制算法通過對傳感器信號進行處理,控制執行器動作,不斷減小實際狀態和名義狀態之間的誤差。

首先是相關參數的初始化,然后通過輸入端口采集道路信息和車速信息,根據控制策略得出車輛運動的名義狀態和實際狀態,比較名義狀態和實際狀態的差,通過PID調節減小這個差值,然后通過輸出端口給出控制信號對驅動電機和轉向舵機進行控制,從而實現車輛行駛過程中的閉環控制。

為充分發揮控制器性能,控制算法中部分程序運行在FPGA上,部分程序運行在CompactRIO上。比如對傳感器信號的讀取、電機和舵機的輸出控制都是在FPGA上完成的。而PID調節、控制策略得到的名義狀態就是在CompactRIO上運行的。

實驗數據保存與分析

由于CompactRIO有較大的存儲空間,可以對車輛運行過程中所有參量進行完全的保存,在車輛停止后,可以用網線將所存儲的數據上傳到上位機,便于進行分析。通過同步分析整車狀態參數和控制信號,可以對控制算法進行分析,從而有針對性地改進控制算法,在最短的時間內實現控制算法的優化。最后再將優化之后的控制算法移植到單片機中,實現實車的開發。

?

?

圖4 數據分析界面

?

(圖解)實驗結束后,將實驗數據上傳到上位機,用調試軟件的數據分析模塊可以精細觀察任何時刻的目標參量和實際狀態參量,這樣就為優化控制算法提供了便利。如上圖中,上兩幅波形圖中的紅色曲線為目標參量,黃色曲線為實際參量。并且可以通過設定時間軸的坐標起始點和終止點來詳細觀察很短的時間段內的參量變化情況。

結論

??? 我們采用了NI公司 CompactRIO作為控制核心搭建了嵌入式控制系統,實現了智能車的快速原形。用LabVIEW編寫了控制算法,對智能車自動控制算法進行了設計和優化,極大提高智能車的開發效率。在2006年的全國大學生智能汽車邀請賽中,我們團隊在112支參賽隊中獲得全國第一名的好成績,2007年的此比賽中,我們在全國300多支參賽隊中獲得第六名的好成績。這些成績的取得,和我們采用了快速原形開發平臺是密不可分的。

本站內容除特別聲明的原創文章之外,轉載內容只為傳遞更多信息,并不代表本網站贊同其觀點。轉載的所有的文章、圖片、音/視頻文件等資料的版權歸版權所有權人所有。本站采用的非本站原創文章及圖片等內容無法一一聯系確認版權者。如涉及作品內容、版權和其它問題,請及時通過電子郵件或電話通知我們,以便迅速采取適當措施,避免給雙方造成不必要的經濟損失。聯系電話:010-82306118;郵箱:aet@chinaaet.com。
热re99久久精品国产66热_欧美小视频在线观看_日韩成人激情影院_庆余年2免费日韩剧观看大牛_91久久久久久国产精品_国产原创欧美精品_美女999久久久精品视频_欧美大成色www永久网站婷_国产色婷婷国产综合在线理论片a_国产精品电影在线观看_日韩精品视频在线观看网址_97在线观看免费_性欧美亚洲xxxx乳在线观看_久久精品美女视频网站_777国产偷窥盗摄精品视频_在线日韩第一页
  • <strike id="ygamy"></strike>
      • <del id="ygamy"></del>
        <tfoot id="ygamy"></tfoot>
          <strike id="ygamy"></strike>
          一区二区三区精品久久久| 欧美日韩精品一区二区天天拍小说| 亚洲国产黄色| 久久综合网络一区二区| 性色av一区二区三区红粉影视| 欧美四级电影网站| 国产女主播在线一区二区| 欧美日韩视频第一区| 性18欧美另类| 欧美在线免费视频| 欧美在线国产| 欧美色图一区二区三区| 国产日韩欧美日韩大片| 亚洲一区二区久久| 国产精品视频一二| 欧美午夜片欧美片在线观看| 一区精品在线播放| 欧美美女操人视频| 在线观看日韩av先锋影音电影院| 欧美成人情趣视频| 欧美一级大片在线观看| 99热在这里有精品免费| 国产精品日韩二区| 久久精品盗摄| 欧美国产精品人人做人人爱| 欧美日韩精品免费看| 久久婷婷国产综合国色天香| 免费在线观看成人av| 亚洲精品老司机| 亚洲影视中文字幕| 亚洲精品欧美极品| 亚洲毛片在线免费观看| 亚洲天堂成人| 在线综合亚洲| 欧美日韩成人综合天天影院| 久久久久久999| 国产日韩欧美成人| 欧美视频在线观看一区二区| 在线精品亚洲一区二区| 亚洲日本欧美日韩高观看| 亚洲作爱视频| 国一区二区在线观看| 亚洲啪啪91| 国产精品海角社区在线观看| 欧美在线视频免费观看| 亚洲欧美日韩精品久久亚洲区| 在线欧美日韩| 99精品视频一区二区三区| 欧美1区视频| 欧美一区2区视频在线观看| 亚洲免费观看高清完整版在线观看熊| 欧美精品1区| 欧美午夜久久| 久久综合成人精品亚洲另类欧美| 亚洲一二三区在线观看| 亚洲美女视频网| 国产一区观看| 激情视频一区二区三区| 欧美性感一类影片在线播放| 国产女人精品视频| 一本一本久久a久久精品牛牛影视| 激情一区二区| 亚洲精品国产拍免费91在线| 国语自产精品视频在线看抢先版结局| 国产综合精品一区| 欧美国产日韩精品免费观看| 欧美一区二区高清| 欧美h视频在线| 国产精品久久久久久户外露出| 欧美日韩视频在线观看一区二区三区| 美女91精品| 欧美日韩极品在线观看一区| 亚洲视频欧美在线| 最新成人av在线| 亚洲深夜福利| 久久久久久免费| 亚洲欧美在线免费观看| 麻豆91精品91久久久的内涵| 欧美极品色图| 久久婷婷亚洲| 久久久久久久久久久久久女国产乱| 久久久国产精品一区二区中文| 欧美好吊妞视频| 欧美jizzhd精品欧美喷水| 欧美日韩一区二区在线| 先锋亚洲精品| 国产午夜精品一区二区三区欧美| 午夜天堂精品久久久久| 亚洲日本免费电影| 中日韩午夜理伦电影免费| 欧美日韩亚洲国产一区| 国产精品一区亚洲| 国产伦精品免费视频| 国产一区二区三区久久悠悠色av| 欧美日韩中文字幕精品| 国产日韩欧美视频在线| 欧美成人第一页| 国产精品视频成人| 91久久精品日日躁夜夜躁国产| 欧美成人免费大片| 国产精品a级| 国产精一区二区三区| 日韩亚洲欧美一区二区三区| 亚洲福利视频网站| 亚洲精品久久久一区二区三区| 在线观看三级视频欧美| 在线观看一区二区视频| 国产精品亚洲成人| 亚洲深夜影院| 亚洲高清网站| 欧美激情精品久久久久久| 欧美午夜精品电影| 久久精品国产一区二区三区免费看| 国产精品一区二区久久久| 亚洲第一在线综合网站| 国产精品另类一区| 国产精品免费观看视频| 亚洲靠逼com| 亚洲精品视频在线播放| 一区二区三区四区五区视频| 亚洲视频一区二区在线观看| 亚洲国产三级| 亚洲午夜一级| 销魂美女一区二区三区视频在线| 欧美岛国在线观看| 国产精品美女久久久久av超清| 久久综合九色综合欧美就去吻| 国产精品第一页第二页第三页| 国产一区二区三区av电影| 欧美激情综合五月色丁香小说| 欧美1区免费| 国产精品成人免费视频| 亚洲美女黄色片| 亚洲已满18点击进入久久| 久久成人这里只有精品| 欧美激情免费观看| 久久久久久久一区二区三区| 久久久av水蜜桃| 欧美日韩中文精品| 免费亚洲一区二区| 国产亚洲美州欧州综合国| 久久久成人精品| 午夜激情久久久| 在线国产精品播放| 欧美国产欧美亚州国产日韩mv天天看完整| 久久天堂精品| 欧美福利一区二区三区| 亚洲区一区二| 欧美国产精品久久| 久久久av水蜜桃| 老司机精品视频网站| 激情伊人五月天久久综合| 亚洲高清资源| 日韩午夜视频在线观看| 亚洲国产天堂久久综合网| 久久天堂国产精品| 国产精品国产精品国产专区不蜜| 日韩视频精品在线| 国模私拍一区二区三区| 欧美—级a级欧美特级ar全黄| 国产区精品在线观看| 欧美黑人多人双交| 在线精品亚洲一区二区| 免费不卡亚洲欧美| 国产精品海角社区在线观看| 韩国av一区二区三区| 国产真实乱子伦精品视频| 欧美电影免费| 久久亚洲一区二区三区四区| 国产欧美精品一区二区色综合| 久久精品国产亚洲aⅴ| 中国女人久久久| av成人老司机| 免费不卡中文字幕视频| 午夜精品久久久久久| 亚洲一区二区三区四区五区午夜| 欧美本精品男人aⅴ天堂| 亚洲高清不卡av| 中国女人久久久| 伊人久久婷婷色综合98网| 亚洲国产1区| 在线观看亚洲a| 欧美二区在线| 一本色道久久综合精品竹菊| 欧美亚洲视频在线看网址| 国产欧美日韩高清| 亚洲一本视频| 欧美伊人久久大香线蕉综合69| 另类酷文…触手系列精品集v1小说| 欧美区日韩区| 精品动漫3d一区二区三区| 亚洲视频导航| 欧美日韩中文精品| 亚洲欧美bt| 亚洲人成在线播放网站岛国| 欧美freesex交免费视频| 麻豆乱码国产一区二区三区| 欧美国产成人在线| 一区精品在线播放| 男女精品视频| 亚洲一区二区三区在线播放| 在线精品福利| 欧美r片在线| 国产精品国产三级国产专区53| 狠狠操狠狠色综合网| 久久久久国产精品一区三寸| 一区二区三区欧美| 久久久精品一区| 午夜精品久久久久久久| 国产日韩欧美精品综合| 国产亚洲va综合人人澡精品| 模特精品在线| 欧美国产欧美亚州国产日韩mv天天看完整| 欧美激情一区二区三区不卡| 好男人免费精品视频| 午夜精品一区二区三区在线| 国模 一区 二区 三区| 一区二区三区四区五区精品视频| 玖玖玖免费嫩草在线影院一区| 国产欧美一区二区白浆黑人| 国产三区二区一区久久| 性色av一区二区三区红粉影视| 欧美影院在线播放| 欧美激情亚洲| 日韩视频免费大全中文字幕| 老司机一区二区| 欧美在线视频在线播放完整版免费观看| 久久综合一区二区| 免费欧美电影| 日韩视频精品在线观看| 久久人人爽国产| 国产美女一区| 亚洲一区国产精品| 日韩亚洲一区在线播放| 中日韩美女免费视频网站在线观看| 国产欧美日韩一区二区三区在线| 黄网站免费久久| 午夜久久久久久久久久一区二区| 国外成人在线| 国产日韩在线看片| 亚洲国产欧美日韩精品| 国产婷婷一区二区| 欧美肥婆在线| 国产精品高清一区二区三区| 亚洲级视频在线观看免费1级| 在线不卡中文字幕播放| 欧美日韩美女在线观看| 欧美夫妇交换俱乐部在线观看| 亚洲视频导航| 亚洲午夜小视频| 韩国三级在线一区| 另类av一区二区| 一区二区三区无毛| 很黄很黄激情成人| 欧美人与禽猛交乱配视频| 亚洲成色最大综合在线| 日韩视频一区二区| 欧美日韩精品是欧美日韩精品| 在线观看国产日韩| 91久久精品国产91性色tv| 99精品国产在热久久婷婷| 国内精品久久久久伊人av| 欧美黄色日本| 欧美诱惑福利视频| 亚洲精品少妇网址| 午夜精品亚洲| 亚洲丰满在线| 91久久久久久| 欧美精品少妇一区二区三区| 亚洲在线观看免费视频| 狠狠色丁香久久综合频道| 欧美性色视频在线| 欧美不卡视频一区发布| 亚洲国产婷婷香蕉久久久久久| 国产精品ⅴa在线观看h| 亚洲在线免费视频| 国产一在线精品一区在线观看| 久久天堂精品| 欧美日韩亚洲一区在线观看| 久久国产夜色精品鲁鲁99| 久热国产精品视频| 国产欧美一区二区在线观看| 国产一区二区三区日韩欧美| 国产欧美日韩精品丝袜高跟鞋| 国产精品亚洲第一区在线暖暖韩国| 国产美女精品视频免费观看| 在线亚洲自拍| 久久成人综合视频| 午夜视频久久久| 美女亚洲精品| 亚洲黄色av一区| 欧美日产一区二区三区在线观看| 亚洲自拍偷拍福利| 亚洲天堂av在线免费| 巨乳诱惑日韩免费av| 久久成人国产精品| 国产精品人成在线观看免费| 免费成人你懂的| 国产精品久久久久久久久免费樱桃| 91久久精品国产91久久性色| 欧美另类一区二区三区| 一区精品在线播放| 亚洲欧美日韩在线一区| 国产精品99免视看9| 国产精品久久久久久久久久三级| 久热国产精品视频| 男人的天堂成人在线| 亚洲视频专区在线| 久久婷婷国产综合精品青草| 99天天综合性| 亚洲欧美日本国产有色| 欧美激情一区二区三区不卡| 欧美日韩国产在线播放| 国内精品久久久久久久果冻传媒| 樱桃视频在线观看一区| 亚洲精品国产日韩| 亚洲电影观看| 亚洲午夜久久久久久久久电影院| 欧美成人第一页| 国产一区二区视频在线观看| 在线看国产日韩| 亚洲高清一区二| 亚洲一区二区在线播放| 日韩视频一区二区三区| 欧美大学生性色视频| 国产自产2019最新不卡| 国产偷国产偷精品高清尤物| 美国成人直播|