礦用無軌膠輪車無人駕駛系統(tǒng)研究.pdf

1、近年來，隨著科學技術(shù)的迅速發(fā)展，無人駕駛車輛已成為當今汽車領(lǐng)域研究的新熱點，是未來汽車工業(yè)發(fā)展的主流方向。無人駕駛系統(tǒng)是集導航定位、環(huán)境感知、路徑規(guī)劃、行為決策控制等多種技術(shù)于一體的綜合系統(tǒng)。早在二十世紀五十年代，國外就開始無人駕駛車輛的研制，而現(xiàn)今世界無人駕駛車輛主要的研究方向是在高速公路環(huán)境和城市道路環(huán)境下的無人駕駛車輛的研制，而針對于特殊環(huán)境下的無人駕駛車輛至今少有人提及。
　　礦用無軌膠輪車作為煤礦井下輔助運輸?shù)闹匾M成部

2、分，是制約煤炭開采量及生產(chǎn)效率的瓶頸。礦井輔助運輸?shù)墓ぷ鳝h(huán)境較為惡劣，屬于高危環(huán)境，如何實現(xiàn)其無人駕駛，對于減少財產(chǎn)損失及人員傷亡率，降低運輸成本，提高采礦工作效率，具有重大的應用前景和戰(zhàn)略價值。本文所研究的礦用無軌膠輪車無人駕駛系統(tǒng)是針對地下巷道這一特殊環(huán)境進行的研究分析。
　　對現(xiàn)有無軌膠輪車進行機械結(jié)構(gòu)的改造設(shè)計，涉及到轉(zhuǎn)向機構(gòu)、踏板機構(gòu)和換擋機構(gòu)三部分，使用電機來取代人為操作，實現(xiàn)無人駕駛的行為操作。由于井下工作環(huán)境惡劣，

3、難以使用GPS對車輛位置進行定位，視覺傳感器避障方案也難以實現(xiàn)，因此本文采用超聲波傳感器和激光雷達傳感器實現(xiàn)對道路環(huán)境信息的檢測，采用霍爾傳感器測量車輛行駛速度，位置傳感器檢測換擋手柄位置信息，以51單片機作為控制系統(tǒng)的主控單元，實現(xiàn)對無軌膠輪車無人駕駛系統(tǒng)行駛操作的控制。
　　最后根據(jù)模糊控制和模糊自適應PID控制理論，使用MATLAB軟件建立模糊控制和模糊自適應PID控制仿真模型，實現(xiàn)對轉(zhuǎn)向電機的控制，結(jié)果表明本次設(shè)計能夠?qū)崿F(xiàn)