道路运输的重要性日益凸显,传统的车辆行驶模式使道路交通资源日益紧缺,同时也造成了人力资源与能源的浪费。在当前时代背景下,智能小车队列系统作为一种新兴的技术模式手段,具有多方面的优势:一方面,其充分利用现有的道路资源,有效缓解交通阻塞:另一方面,其可以大幅提高驾驶的安全性,减少交通事故的发生。因而智能车辆队列系统已经被视作解决交通问题的一个重要途径。
实践内容
1.前期筹划
经过团队对相关资料的查找发现,国内外许多学者对汽车队列进行了深入的研究。考虑到汽车的结构复杂,因此团队将其简化为智能小车。在前期筹划中,团队以前人的指引为基础,对团队如何在这个红海赛道获得竞争力进行了深入探讨,同时,团队成员在实现差异化赛道弯道超车,探索红海领域新蓝海的问题进行了严谨的论证分析。
在实践项目中,先对头车和跟随小车的硬件系统进行搭建,包括电机驱动模块、电源供电系统、避障模块、通讯模块等。随后分别对头车和从车控制模块的软件程序进行设计。最后实地测试,实现智能小车队列循迹巡航。
理论上车队行驶时,能够实现加减速、行驶方向控制等功能的完全自动化,并且在行驶过程中编队成员具有相同的速度、加速度,相邻小车可以保持较小且稳定的间距,这大大提高了车队行驶的稳定性。在以后的项目研究可为将来复杂的多车协同控制及实车队列控制提供理论和实践基础。
2.前往公司调研
北京峰智睿联科技有限公司是一家持续快速发展的高新技术企业,专业从事智能高效动力系统产品设计、生产与销售,以及新能源汽车大数据平台开发与大数据分析。总部位于北京,并在山西长治建立了现代化的生产基地,形成了完善的研发、生产、营销、服务体系。
团队前往北京总部参观,考察学习北京峰智睿联科技有限公司所研发的道路车辆无人驾驶系统。该系统支持全国车辆的控制,支持BD/GPS定位,获取当前实时位置信息,可与其他设备共享位置数据;远程修改上传周期,IP端口等,可实现远程开关锁、升降窗、闪灯鸣笛等;可采集车辆开关量、模拟量以及整车CAN总线数据,支持CAN报文转发;发生报警前30秒和后30秒,可以按10ms为一个周期密集采集和上传报文,以便故障分析使用。
在与峰智科技硬件工程师马工的交流下,我们实践项目的通讯模块计划采用HC-05实现车与车之间的通讯。
3.智能小车队列搭建
基于我们平时所学51单片机,c语言课程,Python语言等,购买课外资料。采取意大利开源电子平台arduino平台,运用Arduino开源平台、ZigBee无线通信协议、Android智能终端及相关传感器模块搭建智能小车队列系统。
该系统通过传感器收集红外线信号和声波的反射信号,收集小车队列行进中的位置信息和路面信息,将其传输到头车上的上位机控制系统中。通过ZigBee无线通信搭建网关,联系并且控制从车(下位机控制系统)。在主车上进行信息处理,并向从车发布信号。通讯模块接收到命令后,将其传输到从车上,搭建起车—车信息交互系统。从车通过执行上位机传递的指令,可以进行自动行驶,及时修正运动线路,与其他编队成员保持较小且稳定的间距,进行循线运动。
实践总结
此次社会实践,在樊老师指导下,团队五人基于在课程中学习的51单片机、电子工艺技术、c语言的基础上,再次深入学习单片机相关知识,学习智能小车知识,将所学的C语言、Python语言应用到实践中。并且实现智能队列小车控制,采取zigbee智能网关搭建通讯系统。
将主车的探测信息通过zigbee控制发送到从车的控制板、拓展板上,控制电机、舵机实现巡线避障功能。
实践感想
在暑期的社会实践过程中,团队将课程所学知识实践到真正的小车系统上。系统性的学习了传感器数据处理分析,将理论知识转换为生产应用。经历了十几年的理论学习,不止一次的被告知理论知识与实践是有差距的,但我们一直没有把这句话当真,也没有机会来验证这句话的实际差距到底有多少。此次外出去峰智公司考察学习,我们了解到了一些先进的生产技术,见识了当前阶段较为先进的技术设备,充分地认识到了动手能力和严谨的工作作风对于项目推进的重要性,同时,充分意识到了重视质量、经济观念、团队交流和理论联系实际等素质对于团队协作效益的提升。在此次社会实践中,团队开辟新赛道,开创新打法,充分发挥个人能力与团队协作相结合的重要优势,成功实现了在差异化赛道的弯道超车。同时,团队重视理论知识的实践应用,在知识成果的应用转化方面实现了空前突破,最终在提升个人能力的同时增进了集体荣誉感,收获了一次成功的社会实践。