作者 李延斌 牛雷 佟贺 陆军航空兵学院根底部(北京 101123)
李延斌，出生于1977年5月，男，硕士研讨生，副教授，研讨方向为核算机运用;牛雷，出生于1984年1月，男，讲师，研讨方向为核算机运用;佟贺，生于1980年10月，女，硕士研讨生，讲师，研讨方向为嵌入式。
摘要：本论文研制了一种运用STM32作为微处理器的具有主动路途规划、主动驾驶、长途遥控等功用的智能车主动驾驶体系。该体系分为手持端和车载端两部分，用户能够经过手持端在地图上对智能车的目的地进行设置，车载端选用A*算法主动规划出路途，由GPS的地舆方位信息和九轴传感器JY-901模块的磁场信息为辅佐，操控舵机和电机使智能车主动驾驶至目的地。
0 导言
主动驾驶技能是当今世界最抢手的研讨方向之一，因其智能快捷和安全安稳遭到越来越多的顾客喜欢。各国政府期望经过主动驾驶技能的老练来处理冗杂的交通问题。我国从20世纪80年代开端进行主动驾驶轿车的研讨，现在现已跻身世界先进水平。
本论文首要对依据GPS导航体系的智能车主动驾驶体系进行研讨探究和规划，终究规划完成了依据GPS卫星导航体系的可进行主动路途规划、主动驾驶、长途遥控等功用的智能车主动驾驶体系。
1 整体规划方案
智能车主动驾驶体系分为手持端和车载端两部分。手持端是主动驾驶仪的人机交互部分，车载端是智能车部分。手持端和车载端之间选用NRF24L01+PA+LNA模块进行无线通讯进行可达1 km以上的长途操控。
智能车主动驾驶仪首要两个以STM32F103为微处理器的开发板、GPS模块、SD存储卡模块、外部FLASH模块、JY-901模块、NRF24L01+PA+LNA无线模块、电机驱动模块、电源模块、舵机、电机等硬件组成。
手持端经过触屏挑选智能车的作业形式，作业形式共分为两种，一是主动驾驶形式，二是遥控车形式。当挑选智能车形式后接纳智能车的GPS坐标信息，在地图上显现出实时方位，之后在地图进行目的地的设置，一起将目的地坐标发送给智能车。智能车得到目的地坐标后选用A*算法主动规划出最短路途，并在手持端显现出规划的路途。手持端挑选运转后车载端后依照规划的路途以GPS的方位信息和九轴传感器JY-901模块的磁场信息为辅佐，操控舵机和电机主动驾驶到目的地。在运动过程中手持端能够实时监控智能车的方位和运转状况。在运转过程中能够切换成遥控的方法对智能车进行长途。假如挑选了遥控形式，则切换到遥控界面。经过触碰界面上的提示汉字，来完成对智能车的方向操控。操控方向分为跋涉、撤退、左前、右前、左后、右后。转向的视点能够经过触碰的时刻来操控。
2 智能车主动驾驶体系硬件规划
2.1 手持端规划
主动驾驶体系手持端硬件运用秉火STM32F103开发板、3.2寸接触式LCD和一个NRF24L01+PA+LNA模块组成，供电选用锂电池供电。主动驾驶仪手持端能够完成地图的显现、智能车实时方位和状况显现、目的地的设定和途径规划和遥控等功用。
手持端经过接触式LCD进行触控，并经过LCD进行地图、可选路途、最短路途、操作提示汉字的显现和车载端实时方位、状况显现，详细结构详见图1。
经过外部FLASH存储接触式LCD的接触校准系数，运用SD卡存储地图和汉字字库。运用STM32内部FLASH存储地舆信息数组。当无线通讯模块处于接纳状况时依据显现状况接纳车载端发送的实时方位、状况、规划的最短路途等信息。当无线通讯模块处于发送状况时依据显现状况发送目的地方位，形式挑选信号、遥控操控信号等信息。
2.2 智能车主动驾驶体系车载端规划
车载端硬件在小车平台上运用正点原子STM32MINI开发板、GPS模块、GPS天线、JY-901模块、一个NRF24L01+PA+LNA模块、舵机、电机驱动模块、电源模块组成，供电选用7.2V聚合物电池供电，详细硬件结构见图2。主动驾驶仪车载端首要完成GPS定位、最短路途的核算、智能车磁航向核算、主动驾驶、获取运动状况信息等功用。
车载端经过GPS模块和GPS天线供给GPS数据，JY-901模块供给磁场数据。运用STM32对传感器数据进行交融。当无线通讯模块处于发送状况时将方位和状况信息和规划的路途发送给手持端。当无线通讯模块处于接纳状况时接纳手持端宣布的目的地方位、形式挑选信号、遥控操控信号等信息。
3 主动驾驶仪体系软件规划
3.1 手持端软件规划
主动驾驶体系手持端部分的软件完成的功用有：显现地图、汉字和智能车在地图上的方位。经过触屏及汉字提示对手持端进行操作。依据地舆信息数组，显现可跋涉路途和最短路途，为车载端供给路网坐标，经过手持端对车载端进行遥控。在运转中实时显现智能车的状况和方位。经过触碰接触屏产生一次中止，完成对状况函数的切换，改动显现屏的显现状况和无线通讯模块的通讯状况，软件流程见图3。
智能车主动驾驶仪手持端共规划九种显现状况。显现布景一直为地图。显现状况图片见附录。为添加显现作用，显现包含像素坐标点在内的周围四个坐标。汉字显现为黄色字符，布景色为黑色。产生触碰时在主函数中产生中止，记录下接触点的坐标。当触点坐落提示字显现范围内时，依据提示字改动显现状况。为添加用户体会，在接触到提示字时提示字由黄色变为赤色。当产生触碰时，显现状况函数从头运转，进行显现状况的转化。操作流程如图4所示。
3.2 车载端软件规划
主动驾驶仪车载端的软件部分完成的功用有：运用A*算法核算出最短路途，并发送给手持端。依据GPS和磁传感器信息，操控舵机和电机按规划路途主动驾驶到目的地的功用。并发送实时方位和状况、规划的路途等信息。接纳手持端对智能车的遥控操作信号，车载端软件主函数流程图如图5所示。
为了完成在手持端地图上显现方位的功用，需求对地舆坐标系和像素坐标系进行转化。依据像素坐标、瓦片坐标和地舆坐标的几许联系，规划地舆坐标系和像素坐标系的转化程序， 转化流程图6所示。
综上所述，经硬件规划和软件规划，终究完成了智能车主动驾驶体系的研制，图7、8分别为手持端和车载端，图9为手持端地图，经屡次实验验证，智能车主动驾驶体系运转作用杰出。
参考文献：
[1]李燕.GPS丈量中坐标体系及坐标系的转化[J].华北国土资源，2008,3：62~63.
[2]佚名. 我国研制的无人驾驶轿车顺畅经过实验[J]. 立异年代, 2011(9):15-15.
[3]张淑清，等.嵌入式单片机STM32规划及运用技能[M].北京：国防工业出版社，2016.
[4]张学昕. 具有自主巡航功用的四旋翼飞行器规划[D]. 哈尔滨理工大学, 2016.
本文来源于《电子产品世界》2018年第11期第61页，欢迎您写论文时引证，并注明出处。
