無人駕駛車輛終端控制的研究

　　本系統由于使用ARM7，ARM7是小型、快速、低能耗、集成式RISC內核，用于移動通信ARM7系列處理器是英國ARM公司設計的主流嵌入式處理器 做主要控制器，考慮到資源的利用，采用μC／OS-Ⅱ來作為操作系統。μC／OS-Ⅱ是一個完整的、可移植、可固化、可剪裁的占先式實時多任務內核。他用ANSI C語言編寫，包含一小部分匯編代碼，使之可以供不同架構的微處理器使用。μC／OS-Ⅱ可以管理64個任務，具有信號量、互斥信號量、事件標志組、消息郵箱、消息隊列、任務管理、時間管理和內存塊管理等功能。

　　μC／OS-Ⅱ軟件體系結構有3部分：

　?。?）μC／OS-Ⅱ核心代碼：包括10個C程序文件和1個頭文件，主要實現系統調度、任務管理、內存管理、信號量、消息郵箱和消息隊列等系統功能。此部分與處理器性能無關。

　?。?）μC／OS-Ⅱ配置代碼：包括兩個頭文件，用于裁減和配置μC／OS-Ⅱ。該部分與用戶實際應用相關。

　?。?）μC／OS-Ⅱ移植代碼：包括1個匯編文件、1個C程序文件和1個頭文件，這是移植μC／OS-Ⅱ所需要的代碼，與處理器無關。

　　在本系統中首先要進行系統移植，才能進行程序的調用。移植滿足了以下要求：

　?。?）處理器的C編譯器能產生可重入型代碼；

　　（2）處理器支持中斷，并且能產生定時中斷（10～100 Hz）；

　?。?）用C語言可以開／關中斷；

　?。?）處理器能支持一定數量的數據存儲硬件堆棧（可能是幾kB）；

　　（5）處理器有將堆棧指針以及其他CPU寄存器的內容讀出并保存到堆?；蛘邇却嬷腥サ闹噶睢?/p>

　　本系統軟件程序主要分為3個部分：輸入部分、控制部分和輸出部分。下面分別進行介紹。

　　輸入設備主要包括鍵盤、射頻識別讀卡器，以及構成輸入設備的接收系統：GPS／GIS接收器和GPRS模塊等。在車輛的行駛過程中，射頻識別模塊負責正確接收路況信息，鍵盤負責等待用戶接收車上用戶指令，GPRS模塊負責接收遠程工作站的數據信息，該模塊在啟動后主要是負責與工作站取得聯系，進行信息交流，并且不斷更新系統內部分路徑信息，方便車輛能夠及時轉向。GPS和GIS模塊則主要負責使系統能夠接收到車輛目前的準確位置。

　　輸出設備主要包括顯示屏等，通過顯示屏獲取車輛所在位置和路況信息等。他的主要作用在于根據要求輸出相應的高低電平來提供轉向所需要的電壓。實現原理是通過從標簽獲得數據信息使得系統產生高低電平，同時，系統必須將GPS模塊和GPRS模塊提供的數據通過人機界面顯示在屏幕上使得用戶能夠實時地看到車輛的信息，包括前方路況、車輛位置等。

　　控制部分是本系統的關鍵，流程圖見圖3。

　　控制部分的流程是這樣的：首先將操作系統下載到目標板，目標板初始化，并且設置各個模塊的中斷向量來保證各個模塊啟動后能夠正確運行。中斷優(yōu)先級的排序是讀卡器優(yōu)先級最高，其次是GPRS，最后是GPS。同時，顯示屏顯示操作界面，用戶可以輸入指令使得汽車啟動。當車輛啟動后，各模塊也隨之運行，系統程序將轉入查詢狀態(tài)，通過不斷掃描UART端口判斷是否有標簽進入識別區(qū)域。若進入標簽識別區(qū)域，讀卡器就會接收到射頻模塊識別到的條碼信號，判斷信號正確后，系統轉人中斷子程序。在中斷子程序中，系統會向GPIO端口提供相應的高低電平作為輸出信號來實現轉向。GPRS是隨著車輛啟動后就立即啟動的，這是因為他必須不斷更新監(jiān)控中心提供的路徑信息來保證車輛的正常行駛。當車輛停止時會發(fā)出電平信號，此時，系統轉入等待狀態(tài)，屏幕顯示操作界面，等待用戶進行下一步操作。

　　4 結束語

　　本方案經過測試仿真表明，自主轉向懸掛式獨軌車載在距離標簽10 m內能夠以915 MHz的頻率通過射頻模塊識別到前方軌道信息，而且能以115.2 kB／s的波特率與GPRS連接，然后接入GPRS網絡與遠端網絡監(jiān)控站實時通信，進行數據交換。同時，系統能夠作出判斷，發(fā)出控制信號。根據測試，該系統穩(wěn)定性高，實時性強，如果能應用到實際中，使用戶和工作站能夠了解車輛的工作狀態(tài)，對減少交通事故有很大的意義。

　　近年來，不少國家在開發(fā)無人駕駛汽車技術。這樣的汽車并非科幻電影中的道具，英國已經準備2010年就在部分機場投放這種無人罵駛汽車。在不久的將來，英國政府將修建專門的無人駕駛汽車公路：或者在一般公路上開辟無人駕駛汽車快速通道。有關專家表示，在解決城市交通問題上，無人駕駛汽車因不用司機而成本更低，而且這些汽車采用電力驅動，更加環(huán)保。無人駕駛汽車可和城市交通指揮中心聯網，選擇最好的路線，有效避免塞車。