基于FPGA的智能小车控制技术

【摘要】：人类对智能机器人的研究已经有很长的历史,早期的智能机器人仅应用在航天领域;随着传感技术和控制算法的进步,智能机器人发展至今,已经应用在军事、工业控制、医疗和家居生活等各个领域,和人工作业相比,智能机器人具有工作速度快、成本低、安全指数高等优势。智能小车是智能机器人的典型代表,它集中运用导航技术、通信技术和人工智能等多种技术,是高新技术的综合体;智能小车还具有体积小、功耗低、可靠性好、操作简单等特点,通过对其进行特殊的设计可以实现特定功能。通过给智能小车加载红外传感器、图像采集传感器、气体传感器等信息采集装置,它能代替人类完成对有毒有害气体的采集、在军事作战中代替人类完成排雷任务、代替医生完成高精度手术等。本文设计并实现了一种基于FPGA开发板和SIM908模块的智能小车系统。在SOPC Builder软件中构建以CPU、存储器、定时器、Avalon总线、UART为核心的NIOS处理器,编程实现对SIM908模块GPS数据的接收以及指令数据的解析与处理,并根据指令计算电机驱动模块的控制参数;该参数通过在Quartus中搭建小车运动系统的外围控制电路驱动小车按照给定路径行驶。系统使用软硬件协同设计技术实现,GPS定位数据以及控制指令的解析由软件编程实现,而电机驱动与调整由FPGA上逻辑电路实现。小车最终能在指令的控制下完成定位并能按照给定路径行驶。
【关键词】：FPGA GPS定位 控制指令 NIOS处理器
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP23