方程式賽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)(轉(zhuǎn)向系統(tǒng))
方程式賽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)(轉(zhuǎn)向系統(tǒng)),方程式賽車,轉(zhuǎn)向,系統(tǒng),設(shè)計(jì)
通用網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái): 無線傳感器導(dǎo)航的無人駕駛汽車 摘要 網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)(CPSs)整合了虛擬的網(wǎng)絡(luò)世界和現(xiàn)實(shí)世界。如今CPSs在應(yīng) 用和理論方面仍面臨巨大的挑戰(zhàn)。為了更好地促進(jìn)這一新興領(lǐng)域的發(fā)展,一種低 價(jià)的,利用無線網(wǎng)絡(luò)行駛的智能車輛實(shí)驗(yàn)平臺(tái)被設(shè)計(jì)出來用以驗(yàn)證相關(guān)方法和 理論。我們簡(jiǎn)單的回顧了CPSs,WSNs和無人駕駛車輛的研究歷程,藉由深度 分析了測(cè)試平臺(tái)和WSNs航行原則,硬件和軟件都得到了改進(jìn)。實(shí)驗(yàn)表明行駛精 度高于0.67m。根據(jù)這些,概略的提出未來發(fā)展方向,以及面臨的挑戰(zhàn)。 1.介紹 CPSs系統(tǒng)通過計(jì)算、通信和控制整合現(xiàn)實(shí)世界。CPSs系統(tǒng)應(yīng)用于包 和 , , 通 , 進(jìn) 車系統(tǒng),程 控制,能 , 表 , 控制, 系統(tǒng),制 ,控制 程,人 智能, 系統(tǒng)以 及通信 方面。 ?這一領(lǐng)域的應(yīng)用¢£? ¥?人,仍§面臨currency1'的挑戰(zhàn) 為了“?這一新興領(lǐng)域的發(fā)展,設(shè)計(jì)出一?通用測(cè)試平臺(tái)?? fifl 的。以無 線網(wǎng)絡(luò)–?行駛車輛為?,我們?cè)O(shè)計(jì)了軟件和硬件,· ?一臺(tái)低價(jià)的智能車 輛。這?平臺(tái)????的CPSs系統(tǒng),?于驗(yàn)證理論測(cè)試新方法,這?系統(tǒng)fi” 大?…‰(1)車輛和 WSNs? `′–被設(shè)計(jì)??ˉ?,價(jià)˙? 低(2)平 臺(tái)能測(cè)試大¨分 ?,?分 fi?表?。 2.WSNs和CPSs WSNsˇ—?一?? 的? 網(wǎng)絡(luò)更fi 。? 制和 的 能 的? ?用法和計(jì)算的 a 過在 的? 網(wǎng)絡(luò) 5-7] ?一? ? 的大的 ?。如今,WSNs 在??和o 地被用。CPSs ?今 的? 網(wǎng)絡(luò), ?們ˇ WSNs 更 。在 CPSs ,? ?的?能?一?控制回 一 關(guān)。 WSNs 出現(xiàn)于90 ?,在諸如軍事目標(biāo)的??和偵測(cè),–§災(zāi)害的預(yù) 警 學(xué),危險(xiǎn)環(huán)境探測(cè),地震預(yù)警 領(lǐng)域。在這些應(yīng)用 ,都 ?即時(shí)系統(tǒng) 如今,許'領(lǐng)域的應(yīng)用已??熟,但仍面臨currency1' ?,這些 ?主 包 拓?fù)?學(xué)結(jié)構(gòu)、通信 、 的實(shí)施,fi 池容 、 能 、能 回收、`靠的通信 和服務(wù),質(zhì) -數(shù)據(jù)處理,及其?方面 8]。近幾 來, CPSs 已?被美國(guó)政府 當(dāng)做一?新發(fā)展策略。CPSs 研究程 的目標(biāo)將深深地整合現(xiàn)實(shí)的和網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。一 些研究員在 CPSweek 和在CPSs主? 9] 上的國(guó)際的會(huì) 上從相關(guān)的研究學(xué)會(huì) 和大學(xué)討論對(duì)相關(guān)的觀念、技術(shù)、應(yīng)用提出挑戰(zhàn)。 3.無人 車 在近? ,智能 車已??為一?¥?人的領(lǐng)域,¥?更'的來–世界 各地的關(guān)注。在這些無人駕駛的車輛,視覺導(dǎo)航系統(tǒng) 起?重 的 用檢測(cè)的 理環(huán)境。 GPS和其?一些傳? ?子公司的 位和導(dǎo)航。如今,許'實(shí)際應(yīng)用 已付諸實(shí)施。 2getthere?人?速發(fā)展 通(PRT)?提供?? ,按需馬 停 蹄的 通運(yùn)輸方 。該系統(tǒng)由一些 的–? 車輛構(gòu)?[11]。同樣,ParkShuttle的 旅客捷運(yùn)系統(tǒng)連接”?城市[12]。[13]此外,蛇 RobuRide系統(tǒng)?無人駕駛車輛 為一?整體,無人車輛現(xiàn)在 能推 ?用,因?yàn)橐恍┘夹g(shù)上的局 ?。M. Li [14]提出了在緊急情況利用無線傳? 網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施 為CPS用于航行內(nèi)¨ 用戶。在這?系統(tǒng) ,主 來–于無線傳? 網(wǎng)絡(luò)的位置信息, GPS和觀測(cè) 系統(tǒng)提供配套基準(zhǔn)面。這種? 下的無線傳? 網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)航和上段提出的方法 同 無人駕駛車輛集?智能道 ,?一?? 的?征。 4.CPSs一?‰無人駕駛車輛導(dǎo)航與無線傳? 網(wǎng)絡(luò) 圖1 測(cè)試平臺(tái)結(jié)構(gòu)圖 圖2 無線傳感器智能車輛 4.1平臺(tái)架構(gòu) 對(duì)于大'數(shù)的研究?,一般及低價(jià)CPSs測(cè)試平臺(tái)進(jìn)行理論和實(shí)際的實(shí)驗(yàn)。 我們現(xiàn)fi的技術(shù),如無線傳? 網(wǎng)絡(luò),嵌入 系統(tǒng)和軟件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,進(jìn)行 了分析和討論了擬 的測(cè)試平臺(tái),從以下三?方面‰平臺(tái)架構(gòu),導(dǎo)航原理和高 速公 的應(yīng)用,這其 就包 許'挑戰(zhàn)。圖1 了測(cè)試平臺(tái)架構(gòu),這主 ?由 無線傳? 網(wǎng)絡(luò)和無人駕駛車輛。許'傳? …(?如 IEEE802.15.4/ZigBee),其?…?構(gòu) 無線網(wǎng)絡(luò)? 重·。與傳? …連接無 人駕駛車輛基準(zhǔn)無線傳? 網(wǎng)絡(luò)和進(jìn)一 處理的信息,以? 車輛的 。一 ?無人駕駛車輛包 GPS和視覺系統(tǒng),視覺系統(tǒng), 位系統(tǒng), 體主 為 位, 無人駕駛車輛主 于無線傳? 網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航。圖 無線傳? 的”?智能車輛。 2。 無人駕駛車輛無視覺系統(tǒng) ?通過無線傳? 網(wǎng)絡(luò)和GPS 位和導(dǎo)航。 Linux平臺(tái)的 系統(tǒng)。 4.2 導(dǎo)航原理 無人駕駛車輛的導(dǎo)航原理? 的。如圖3 ,這?制 的車輛 的無 線傳? 網(wǎng)絡(luò)。通過無線傳? 網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)航,無人駕駛車輛`以 ? 地方的平 表面上。 設(shè)從起…到 …的無人駕駛車輛 ?。實(shí)驗(yàn)¢, …的位置信息應(yīng) 該被發(fā) 到無人駕駛車輛進(jìn)行 , 一? 的 。在運(yùn)行的過程 無線傳? …實(shí)時(shí) 無人駕駛車輛與無線傳? 網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)。以這種方 , ?用? 到一?合理的 。據(jù)無人駕駛車輛的當(dāng)¢位置,無線傳? 通 信 ?¢£?合。如¥一?傳? 出?,§即重新配置無線傳? 網(wǎng)絡(luò)重·和。 圖 的currency1線。 3' 了“ 的運(yùn)? 。 4.3 應(yīng)用‰集?智能道 無人駕駛車輛 ??無線傳? 網(wǎng)絡(luò),嵌入 系統(tǒng), 的發(fā)展,一些新的? 方?,`以 應(yīng)用到無人駕駛車輛。fi用 fl提出的測(cè)試平臺(tái),我們 在運(yùn)行一?程 ,圖4 出的情況下公 ” – 許'無線傳? …·?的無線傳? 網(wǎng)絡(luò),提供 導(dǎo)航通過相關(guān)信息的 和處理。測(cè)試平臺(tái)的 ,無線傳? 導(dǎo)航的分??· 于無線傳? 網(wǎng)絡(luò)的 位精度、實(shí)時(shí)?能、控制算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)¥表明,無線傳? 導(dǎo)航的分????于0.67?。 圖3 無人車的導(dǎo)航原理 圖4 集成智能道路的無人駕駛車輛 5.從 同的?度研究研究 從 同的?度 于圖 5這?平臺(tái)的基礎(chǔ)上,?如系統(tǒng)? 分配,能 控制, – 控制,傳輸和?理 方面,基于? 的軟件設(shè)計(jì),系統(tǒng) ?,控制技術(shù) 進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證?!??合大'數(shù)的相關(guān)研究人員。 在過…的? ,許'研究都‰a于無線傳? 網(wǎng)絡(luò)。大 ??¥已 `在這一領(lǐng)域。§ ,′CPSs”??將虛擬的網(wǎng)絡(luò)世界與“實(shí)的 理世界結(jié)合的 ˉ出?…,為”?入了許'新的挑戰(zhàn)如實(shí)時(shí)?能,和控制方法。 圖5 從不同角度研究 6.挑戰(zhàn) CPSs?一?? ?的新領(lǐng)域,需 ? 各種 ?,在 同的˙¨體系結(jié) 構(gòu)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)從 同的?度,來 發(fā),?于連接的 理和網(wǎng)絡(luò)世界[1]。 ′CPSs”的挑戰(zhàn),?了上?提到的挑戰(zhàn), 包 ??,基于? 的 發(fā),控制 系統(tǒng)和ˇ合?a系統(tǒng),傳? 網(wǎng)絡(luò)和 ?網(wǎng)絡(luò),—用?,`靠?,– ? 方 面fi 驗(yàn)證[4]。高?能無人駕駛 車仍§面臨?一些關(guān) ?。此外,如 實(shí)現(xiàn) 新的方法和理論, ?一?關(guān) 的挑戰(zhàn)。車輛的速度與系統(tǒng)的?能 相關(guān)。 ??速度的 “,我們fl ¢實(shí)時(shí)?能 ?!?,fi許'因 ,如硬件 平臺(tái),設(shè)計(jì)方法, 系統(tǒng)的 應(yīng)速度。?此?外,無人駕駛車輛fl ˉ出– ?和`靠?,這?ˇ CPSs’更 ˙的。因此,應(yīng) §一? 新的方法,以¢證 系統(tǒng)的– ,無人駕駛車輛導(dǎo)航與無線傳? 網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用一 在進(jìn)行通過? 樣 的測(cè)試。 7.結(jié)論 CPSs在過…的幾 ,這一新興領(lǐng)域已?¥?了 ?的利 ,將 ?為未 來的a ?速發(fā)展。 ??速發(fā)展,我們?nèi)悦媾R新的 和 ?的挑戰(zhàn)。在這 ?fl? ,我們?o 論無線傳? 網(wǎng)絡(luò)和CPSs系統(tǒng), 設(shè)計(jì)通用,低價(jià)的測(cè) 試平臺(tái)。該平臺(tái)包 無線傳? 網(wǎng)絡(luò)的智能導(dǎo)航車輛,這被 應(yīng)用于測(cè)試和驗(yàn) 證相關(guān)理論。在此基礎(chǔ)上,一?? 的應(yīng)用程 ,集?智能道 無人駕駛車輛, 出 好的應(yīng)用¢£。? ,我們 結(jié)幾?研究 ?, 更深入的研究這一領(lǐng) 域。 ‰? ? ?? 國(guó) ? 學(xué)基 (??20090460769), ?大學(xué),? 理 大學(xué)( 2011ZM0070),國(guó) 基礎(chǔ)研究基 國(guó)–§ 學(xué)基 (??‰ 50905063), 省–§ 學(xué)基 會(huì), 國(guó)(S2011010001155?)的鼎a支£ 研究。 參考?料 [1]E. 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