基于地磁导航的智能小车研制

发布时间：2017-05-07 11:14

  本文关键词：基于地磁导航的智能小车研制，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：导航技术一向是嵌入式系统的研究热点之一。特别是在20世纪末和21世纪初,伴随着通信、计算机、微电子等学科的高速发展,导航技术也变得越来越多样化和智能化。地磁导航是一种利用地磁场特征为参考的新兴导航定位技术,它在工业上的自动导引机器人、军事上的飞航导弹制导、或者科技中的未知地域探索等方面都有着良好的应用前景。本文通过查阅当代国内外大量有关地磁导航系统的文献与研究成果,分析并研究地磁导航技术的原理,而后考虑如何将这些理论研究付诸到实际应用中。本文以实现基于地磁导航的智能系统为研究目的,重点研究设计基于地磁导航的智能系统硬件平台,然后针对该硬件平台设计软件,并移植和优化导航控制和定位算法,完成系统上位机程序设计,最终完成基于地磁导航的智能小车系统的设计。本文主要研究工作如下:1.查阅国内外关于导航控制技术的大量文献,对比地磁导航技术与其他导航技术的优缺点,并深入研究分析地磁导航技术的原理。2.针对设计基于地磁导航的智能小车的研究目的,确定该系统的目的和功能需求,并将硬件平台划分为不同模块进行芯片选型、电路设计等研究,完成一个由以ARM内核的STM32F407微处理器、88W8686为无线传感器、LSM303DLHC为地磁传感器等模块组成的嵌入式系统,并设计完成该嵌入式系统的PCB布线和制版,最终完成基于地磁导航的智能小车硬件平台的搭建。3.研究和对比现有导航定位算法,并将其优化后移植到硬件平台上,验证优化后算法的实际可行性,完成智能地磁导航小车的基本设计。4.针对完成的智能地磁导航小车系统,研究并设计上位机程序,完成智能地磁导航小车的实时监测、控制功能和路径规划功能的设计,使得智能地磁导航小车系统实现良好的交互性能。基于以上研究成果,将基于地磁的导航定位技术应用到自主研发的智能小车中,完成智能小车系统的整体设计。研究成果表明,基于地磁导航原理的导航定位技术可以应用到工业背景下的自动导引机器人中,本文设计方案具有可行性。
【关键词】：地磁导航 定位技术 ARM 嵌入式系统 上位机
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP23;P318
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 国内外研究现状11-12
• 1.3 研究内容12-13
• 1.4 论文结构13-14
• 第二章 智能地磁导航小车原理14-21
• 2.1 导航技术简介14-16
• 2.2 地磁导航定位系统中的关键技术16-18
• 2.3 地磁导航定位技术原理18-19
• 2.4 章节小结19-21
• 第三章 智能小车的硬件电路设计21-42
• 3.1 地磁导航小车的功能分析及硬件结构设计21-22
• 3.2 微控制器模块22-28
• 3.3 地磁传感器模块28-30
• 3.4 电机模块和舵机模块30-34
• 3.5 无线定位模块34-37
• 3.6 电源模块37-39
• 3.7 章节小结39-42
• 第四章 智能小车的软件设计42-54
• 4.1 微控制器及IO初始化43
• 4.2 LSM303DLHC传感器模块驱动设计43-46
• 4.3 舵机和电机模块驱动程序设计46-49
• 4.4 无线网络模块驱动程序49-51
• 4.5 Lw IP轻量协议栈51-53
• 4.6 章节小结53-54
• 第五章 智能小车地磁导航定位算法设计54-63
• 5.1 智能小车的导航控制算法设计与实现54-57
• 5.2 智能小车的定位算法设计与实现57-62
• 5.3 章节小结62-63
• 第六章 上位机设计63-72
• 6.1 上位机程序结构设计63-64
• 6.2 上位机网络通讯模块设计64-68
• 6.3 上位机程序功能设计68-71
• 6.4 章节小结71-72
• 第七章 总结与展望72-74
• 7.1 总结72-73
• 7.2 展望73-74
• 参考文献74-78
• 作者在研究生期间发表的论文78-79
• 致谢79

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