[发明专利]一种基于RTOS的汽车自动行驶模拟系统及其方法

说明书

本发明涉及一种基于RTOS的汽车自动行驶模拟系统及其方法，通过在自主开发的智能小车上安装微处理器、磁场检测传感器、速度位移传感器、无线通信模块、左右直流电机驱动模块、人机交互模块以及搭载有嵌入式实时操作系统的存储模块，使能在成本较低的情况下真实的模拟出自动驾驶汽车面对复杂的道路情况所做出的刹车，转弯等操作，为以后的真实路测提供数据上的支撑。另外，智能小车由各自的嵌入式操作系统负责任务调度，而不是由某个服务器统一管理和监控，具有较强自主性。最后，采用线性最优二次型控制方法得到最优的状态矩阵和权重矩阵，使在车队改变状态的情况下，既能保持一定的安全范围，又能使跟随车辆的速度有较快的相应速率。

技术领域

本发明涉及模拟汽车自动行驶的技术领域，具体涉及一种基于RTOS的汽车自动行驶模拟系统及其方法。

背景技术

近年来比较火热的无人车赚足了人们的关注度，人们在感叹科技发展迅速的同时，时不时传来在人们驾驶无人车并开启自动驾驶模式时由于技术没有十足的完善从而导致悲剧的发生。

本发明与现有发明相似的方案就是中国专利CN202394091U公开的一种车辆的自动编队行驶系统，包括一个领队车辆和由领队引领的多个编队车辆，每个车辆安装有无线通信模块，雷达模块，定位模块和整车控制器。但是出于安全方面的考虑，其真实的车辆在高速运行的时候可能会造成危险的交通事故，所以很多公司对于真实的路测持比较谨慎的态度。

通过在智能小车上安装例如激光雷达，红外探测等一系列传感器，组成小车编队，可以模仿真实路况下汽车的启停，转弯，减速，避让等一系列动作。因此，本发明采用自主开发的智能小车代替真实车辆，搭建了一个基于RTOS的汽车自动行驶模拟系统。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种低成本、真实还原实境、做出的反应比真人模拟驾驶时延更低、更加安全的基于RTOS的汽车自动行驶模拟系统。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：

一种基于RTOS的汽车自动行驶模拟系统，包括智能小车、安装在智能小车上的微处理器、磁场检测传感器、速度位移传感器、无线通信模块、左右直流电机驱动模块、人机交互模块以及搭载有嵌入式实时操作系统的存储模块；

其中，所述智能小车安装有左右直流电机，通过左右直流电机进行驱动；

所述微处理器通过A/D接口读入磁场检测传感器输出的电压，并分别通过测速接口和USART接口与速度位移传感器和无线通信模块连接；

所述左右直流电机驱动模块连接于微处理器和汽车的左右直流电机之间；智能小车获取环境信息后，微处理器经过运算发出2个PWM波至左右直流电机驱动模块，控制左右两个直流电机。通过改变PWM波(脉冲宽度调制：一种利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术)的占空比，改变两个直流电机的速度实现智能小车的转向，加减速，启停控制等。

所述人机交互模块通过I/O接口与微处理器连接；

所述存储模块中搭载的嵌入式实时操作系统通过微处理器来运行。

进一步地，所述速度位移传感器为旋转增量式编码器，智能小车的运动速度和运行里程通过旋转增量式编码器进行检测，为准确获得运动速度和运行距离采用在车体上加装与道路接触的测速轮，再将旋转增量式编码器的转轴和测速轮同轴连接。

进一步地，所述无线通信模块为ZigBee无线通讯模块。

进一步地，所述微处理器为STM32微处理器。

为实现上述目的，本发明另外提供一种用于所述基于RTOS的汽车自动行驶模拟系统的方法，具体模拟过程如下：