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)出一通用測試平臺(tái) fifl 的。以無 線網(wǎng)絡(luò)行駛車輛為，我們設(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)證理論測試新方法，這系統(tǒng)fi” 大（1）車輛和 WSNs 被設(shè)計(jì)，價(jià) 低（2）平 臺(tái)能測試大分 ，分 fi表。 2.WSNs和CPSs WSNs一 的 網(wǎng)絡(luò)更fi 。 制和 的 能 的 用法和計(jì)算的 過在 的 網(wǎng)絡(luò) 5-7 一 的大的 。如今，WSNs 在和 地被用。CPSs 今 的 網(wǎng)絡(luò)， 們 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，災(zāi)害的預(yù) 警 學(xué)，危險(xiǎn)環(huán)境探測，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 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)行測試和驗(yàn)證?！焙洗髷?shù)的相關(guān)研究人員。 在過的 ，許研究都于無線傳 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 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)和合系統(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 出 和靠，這 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 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 論無線傳 網(wǎng)絡(luò)和CPSs系統(tǒng)， 設(shè)計(jì)通用，低價(jià)的測 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 學(xué)基 （20090460769）， 大學(xué)， 理 大學(xué)（ 2011ZM0070），國 基礎(chǔ)研究基 國 學(xué)基 （ 50905063）， 省 學(xué)基 會(huì)， 國（S2011010001155）的鼎支 研究。 參考料 1E. 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