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基于智能模糊控制的汽车自动驾驶系统

基于智能模糊控制的汽车自动驾驶系统

基于智能模糊控制的汽车自动驾驶系统

第14卷 第12期微 机 发 展Vol.14 No.122004年12月             MicrocomputerDevelopment              Dec.2004

基于智能模糊控制的汽车自动驾驶系统

王英健1,王玉凤2,范必双1

(1.长沙理工大学电气与信息工程学院,湖南长沙410076;2.长沙理工大学计算机与通信工程学院,湖南长沙410076)

摘 要:针对汽车驾驶这一复杂系统,提出了一种基于智能模糊控制的方案。该控制方案可以实现汽车自动驾驶到设定的或任意的目标位置。汽车任意时刻的位置和目的地的坐标值可由GPS获得。系统用MATLAB进行仿真,并获得令人满意的效果。

关键词:汽车驾驶;模糊控制;全球定位系统;MATLAB

中图分类号:TP273+.5      文献标识码:A       文章编号:1005-3751(2004)12-0019-02

TheSystemofAutomaticDriveBasedonIntelligentControl

WANGYing2jian1,WANGYu2Bi2(1.SchoolofElectricandInformationUniv.,Changsha410076,China;2.SchoolofComputerandEng.ofSci.andTechn.,Changsha410076,China)

Abstract:Acontrolispresentedinthispaperforthecomplicatedsystemofautomaticdrive.Itcanmakethecardrivetothedefineddestinationoranychosenposition.Thevalueofcoordinateforthepresentpositionandthedesti2nationofcarcanbeobtainedfromtheGPS.ThesimulationofthesystemiscarriedoutwithMATLAB,andtheresultissatisfactory.Keywords:automaticdrive;fuzzycontrol;GPS;MATLAB

0 引 言

自1994年由美国国防部发布全球定位系统(GPS)以来,其GPS导航技术在民用市场的发展速度远远超出了其系统设计者想象。尤其是近年来,随着微电子技术的迅速发展和GPS的芯片制造成本迅速下降,GPS导航技术的应用领域已经扩展到各个领域。进入20世纪90年代后期,随着信息技术和通信技术的发展,以GPS导航和地图数据匹配技术为基础的汽车导航产品开始进入市场,并以高速增长,目前已成为GPS最大的消费市场[1]。

汽车是现代的主要交通工具,在发达国家汽车已进入家庭。自动驾驶系统是交通体系中最重要的部分之一,一方面它可以推动在机器人自主导航方面的研究进程,在航天和水下机器人的应用中起到重要的作用;另一方面这种技术在未来的智能交通系统中的运用既可以避免驾驶员因判断和操作失误而引起的交通事故,又可以最终实现无人驾驶。模糊控制

[2]

的一个重要应用对象。

汽车自动驾驶是一个比较复杂的问题,难以建立精确的数学模型,用数学解析式描述。如果采用模糊控制器,通过一些不精确的观察,执行一些不精确的控制,这个问题就容易解决。

1 模糊控制原理

1.1 汽车自动驾驶系统描述

假设汽车在某地行驶,设计一个基于模糊控制的汽车驾驶系统,从而实现不管汽车原始位置在何处,都能使汽车自动驾驶到设定的或任意的目标位置。其中,汽车任意时刻的位置和目的地的坐标值可以由GPS获得。根据模糊规则进行推理,选择一条最优路线行驶,到达目标位置。

如图1所示,汽车的位置的三个状态变量(x,y,<)可以准确地确定下来。把汽车的方向设为其中轴线朝着前轮的方向,这里<是汽车正向与水平位置的夹角(x轴正向

与汽车正向的转角),θ为汽车的控制量(这里θ是汽车前轮的方向到汽车方向的转角,逆时针为正,顺时针为负,且

θ≤π-π/2≤/2)。假设终点到小车连线的方向与汽车的正向夹角为α,汽车实际的正向与最终要求正向的夹角为

β,终点位置与汽车目前位置的水平偏差和垂直偏差分别为△x、△y。

是上个世纪诞生的一种基于语义规

则的人工智能,随着这项技术的日益成熟,在人类生产活动的各个领域得到了日益广泛的应用,自动驾驶便是其中

收稿日期:2004-05-28

),男,湖南长沙人,硕士生导师,主要研究作者简介:王英健(1958—

方向为智能控制。

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