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文献综述： |
智能车控制的手机APP设计。
无线控制是利用无线遥测遥控终端设备，取代现场总线，无线控制远端设备的一种方式。它可以实现对被控目标的非接触遥远控制，在工业控制、航空航天、家电领域应用广泛。无线遥控和无线传输系统与有线和红外设备相比提高了移动自由度。由此使无线遥控装置和无线传输系统在工业领域的应用越来越多。相对电缆连线的优点在于安装成本低（无需布线、不用地下工程、没有电缆槽），提高了灵活性并降低了维护成本。 无线控制移动机器人可广泛应用于工业，国防，航空航天以及服务型行业，如灾害性处理，工业上危险地区的数据采集和故障处理，国防上无人驾驶战车等。随着我国人口老龄化和现代人工作，生活节奏加快，人类在家居和服务型行业也迫切需要助手。移动机器人是一个不错的选择。 无线遥控系统和数据无线传输系统在工业界和大工业环境中有着越来越多的应用的可能。在厂房公用设施方面如工业用门、门形框架、升降柜、照明和平台的控制等。在工业中如机器控制、装置控制、转运装置、压力机控制、地面和空中传送系统、动态仓储等。在建筑和道路修建以及农业方面也可通过无线遥控系统使工作能够更加顺利地进行。 基于手机wifi技术的智能小车已手机作为手持终端，通过传输指令控制新型玩具小车，操作与携带都及其方便。基于wifi的控制系统不仅可以用来控制小车，稍作改动就可以用来控制电脑，家用电器，甚至探测，排爆机器人等，具有广阔的应用前景。
在世界科学界和工业设计界中，众多的研究机构都在研发智能车辆，其中具有代表性的智能车辆包括： 美国NavLab系列智能车辆系统。该系统是由美国卡内基·梅隆大学机器人研究所研制的。NavLab．V系统的车体采用Pontiac运动跑车。其传感器系统包括视觉传感器系统、差分GPS系统、光纤阻尼陀螺和光码盘。计算机系统包括1台SparcLx便携式工作站和l台HCII微控制器。工作站完成传感器信息处理与融合、全局与局部路径规划；HCU完成底层车体控制与安全监控。目前NaVLab系列己发展到NaVLab．11。 德国VaMoRs—P智能车辆系统。该系统由德国联邦国防大学和奔驰汽车公司研制的。车体采用奔驰500型轿车。传感器系统包括由4个小型彩色CCD摄像机构成的两组主动式双目视觉系统、3个惯性线性加速度计和角度变化传感器、测速表及发动机状态测量仪等。执行机构包括方向力矩电机、电子油门和液压制动器等。计算机系统由基于Transputer的并行处理单元和2台PC-486组成。用于图像特征抽取、物体识别、对象状态估计、行为决策、控制计算、方向控制和信息通信、I/O操作、数据库操作、图形显示。两台PC-486主要用于软件开发和人机交互、数据登录等。 国内智能车辆研究由于起步晚，以及经济条件的制约，在智能车辆研究领域与发达国家有一定的差距，目前开展这方面研究工作的单位主要包括一些大学和科研机构，具有代表性的系统有： 7B．8智能车辆系统。该系统是由南京理工大学、北京理工大学、浙江大学、国防科技大学、清华大学等多所院校联合研制，属于军用室外智能车辆，于1995年底通过验收。车体是由国产跃进客货车改制而成，车上安装了摄像机、激光雷达、陀螺惯导定位、超声波等传感器。计算机系统采用2台SunlO完成信息融合、黑板调度、全局、局部路径规划，2台PC机完成路边抽取识别和激光信息处理．单片机完成定位计算和车辆自动驾驶。 清华大学THMR系列智能车辆系统。该系统是由清华大学计算机系智能技术与系统国家重点试验室在国防科工委和国家863计划的资助下研制的。THMR—III的车体选用BJl022面包车改装而成。该车上集成了二维彩色摄像机、磁罗盘光码盘定位、GPS、超声等传感器。计算机系统采用Sun Spark 10 l台、PC-486 2台和8098单片机数台。Sun完成任务规划，根据地图数据库信息进行全局规划，l台PC机完成视觉信息处理，另1台PC完成局部规划、反射控制及系统监控，数台8098完成超声测量、位置测量、车体方向速度的控制。控制系统采用多层次“感知一动作”行为控制及基于模糊控制的局部路径规划及导航控制。目前THMR系列已发展到THMR-V。 吉林大学JLUIV系列智能车辆系统。该系统是由吉林大学智能车辆课题组在国家自然科学基金、教育部博士基金等资助下研制的。JUTIV-Il型智能车的车载传感器系统有CCD摄像机、三维激光测距仪、GPS定位系统、远、近距离避障传感器，制动拉压力传感器、光电编码器等。计算机系统采用1台Pentium-III工业控制计算机，完成车辆的传感信息获取、周围环境感知、图像处理、导航路径识别及决策控制。目前JLUIV系列已发展到JUTIV-III。 飞思卡尔杯全国大学生智能汽车竞赛就是在这样的背景下应运而生的。比赛由国家教育部高等学校自动化专业教学指导分委员会主办，飞思卡尔半导体公司协办。由组委会提供统一的车模和单片机，要求各参赛队在不改变车模的底盘结构的前提下，通过选择适当的检测方案和控制算法，使车模能够在专门设计的跑道上自主地识别路线行驶，单圈行驶时间最短的赛车获胜。这样，通过提供一个相同的比赛平台，各参赛队伍必须仔细研究车模的数学模型和控制方案，从检测和控制的角度来解决这个问题。
通过阅读课题相关文献，发现在智能车控制的手机APP设计中，手机和智能小车的通信方法用的比较多的主要有WiFi，红外和蓝牙这三种技术。 由于安卓系统的开源性和可操作性，以及系统的流畅性和大量的可选择设备，使得安卓系统在智能手机市场上占了比较大的市场份额，wifi信号在无障碍环境中传输一般为50米左右，室内有障碍的情况下为15米左右，用它作为控制信号，其性能远远优于红外和蓝牙信号，采用红外技术发射不可见的光波的系统和无线通信系统相比有着明显的缺点：一方面在发射器和接收器之间不能有障碍物，另一方面有效作用距离也受到限制。 对于使用电缆或红外线的遥控系统来说，在接收器的方向性和距离方面都有较大的限制。而与此相反，无线遥控系统可以提供最佳的运动自由度。 现在通过应用最先进的无线数据传输技术可以免去繁琐的设计和安装工作了。工业的数据无线调制解调器可以双向传输数字、模拟、串行和CAN数据，传输距离可达到300m。这种数据无线调制解调器的数据传输是在DECT和433Hz的基础上实现的。采用微调控制装置可以快速和灵活地实现满足客户特定要求的应用。成套配置的无线调制解调器可以灵活和安全地实现许多各种不同应用领域的数据传输任务。 在众多文献论述基于WiFi无线通信技术的智能车控制的手机APP设计时，使用的原理和方法大同小异，都可分为硬件设计和软件设计。 在硬件设计中，系统主要由手机，无线收发模块，单片机，电机驱动模块，智能车和摄像头组成。手机作为上位机负责接收无线收发模块传递过来的数据，显示小车所处的实时环境，发出控制小车的指令。无线收发模块通过串行口发送给车载的单片机，单片机接收到信号后，进行相关处理，再经过电机驱动模块控制智能小车移动，同时小车的摄像头将运行的情况记录下来，通过单片机发送给无线收发模块，再通过WiFi发送至手机端显示。 在软件设计中，手机端可以发送的控制命令一般有前进，向左，向右，后退和调速等等，然而读者认为通过扩展控制命令或是将原始控制命令组合成一个序列，可以大大丰富手机APP端功能；此外，没有文献提到通过计算机视觉技术来对智能小车自动控制，应该说，通过智能小车摄像头发送回来的环境信息，不仅能给用户提供方便，它还可以给计算机进行分析来得到一些有用的信息，比如小车前进方向是否有悬崖或者墙壁，道路是否平坦等等，这些有用信息可以避免智能小车遭到损坏。这是读者认为在该课题中可以优化的一个方向。 参考文献： 1 张英平, 沈先乐等. 基于手机WIFI的智能车控制系统设计[J], 通化师范学院学报, 2015(10) 2 高正中, 赵丽娜等. 基于摄像头的智能车控制系统设计[J], 自动化与仪表, 2015(6) 3 崔阳, 郭旭东, 羊寿南. 基于STM32的无线智能车控制与数据采集系统设计[J], 传感器世界, 2015(7) 4 缑新科, 王能才. 基于PID神经元网络的智能车控制系统研究[J], 自动化与仪器仪表, 2014(1) 5 李旭东, 廖中浩, 孟娇. 基于CMOS摄像头的智能车控制系统设计及实现[J], 吉林大学学报(信息科学版), 2013(7) 6 杨秀春, 游林儒. 具有路径记忆功能的智能车控制系统[J], 计算机工程, 2011(2) 7 郝帅. 基于图像传感器的智能车控制系统开发[D], 大连理工大学, 2011.10 8 张兆惠. 基于微处理器的智能车控制系统开发与研究[D], 大连理工大学, 2008.12 9 李小军. 智能手机APP软件开发：Android[M], 华南理工大学出版社, 2015.1 10 牛海涛. 手机应用开发[M], 科学出版社有限责任公司, 2017.3 11 Carol炒炒. 一个APP的诞生--从零开始设计你的手机应用[M], 电子工业出版社, 2016.8 |
