无人驾驶智能公交车控制系统设计

无人驾驶智能公交车控制系统设计

漆娇,李海英

江西工程学院338000

摘要：社会经济的高速发展大幅度提高了人们的生活质量水平，私家车的普及度越来越高，在给人们日常出行创造便利的同时，也造成了更为严重的环境污染问题。为了迎合国家所贯彻的节能减排理念，公共交通工具出行方式值得大力推广，以此来在降低环境污染的同时，实现石油资源的节约。在这样的情况下，无人驾驶智能公交车受到了社会各界的广泛关注。基于此，本文主要围绕无人驾驶智能公交车控制系统设计进行分析和探讨。

关键词：无人驾驶；智能公交；系统设计

引言：在现代化先进智能技术的支撑下，有利于实现物和物之间的连接以及信息交互。针对无人驾驶智能公交车而言，其主要是在车载传感系统的支持下对道路环境情况进行准确感知，在此基础上实现行车路线的自动规划，同时对车辆进行有效控制，最终到达目的地。无人驾驶汽车融合了多个现代化先进技术，能够充分表现出一个国家的科技水平，在推动社会经济发展方面有着非常好的发展前景。

一．无人驾驶智能公交车控制系统结构设计

系统从整体上能够划分成智能公交车站台系统与无人驾驶智能公交车系统两部分，并且该两部分都使用了单片机应用在系统控制方面，以此来使智能公交车能够拥有语音播报、寻迹以及测速等功能。

针对智能公交车系统在实际中应用的功能表现而言，主要包括以下几个方面：智能公交车利用其系统的循迹功能可以进行公交车以往运行路线的模拟；系统中所包含的测速模块能够在ZigBee无线传输模块的支持下进行车辆实时速度信息的传输，从而使站台能够了解公交车运行情况；在公交车运行到站台之后会进行特殊指令的发送，接下来采用语音方式对当前车辆所在位置信息进行播报，从而使乘客能够获取下车信息。而站台系统的功能实现主要表现在以下几个方面：系统中所包含的ZigBee无线传输模块能够获取公交车在运行过程中的速度信息；对于公交车运行过程中速度的显示；对公交车预计到达目的地时间的显示。

二．无人驾驶智能公交控制系统硬件设计

（一）测速模块电路设计

智能公交车直流电机一侧进行车轮的安装，而另一侧进行码盘的安装，实现车轮转速与码盘转速的有效控制，保持两者的均衡性。在测速模块的支持下便能够进行智能公交车行驶速度的测定，同时通过ZigBee无线传输模块进行时速信息的传输并且将信息展示在公交站台。

（二）语音播报模块电路设计

该模块主要是利用语音播报芯片来获取SD卡中的信息内容，进行相应信号的接收。若实际中的公交车和站台之间的距离为20厘米，那么在此时的ZigBee模块便会进行相应数据的发送，其所应对的管脚进行低电平的设置，将管脚和语言模块管脚之间进行有效衔接，在这样的情况下，如果排针所接收值是低电平持续100-200毫秒时，那么接下来语音模块便会处罚，从而提醒乘客下车。

（三）寻迹模块电路设计

该模块主要包括了红外发射管与接收管两个方面内容，在红外发射管进行红外线发射过程中，会被接收管所接收，在此时的DO端口置为低电平，其和MCU的IO进行连接。将IO口信号出现的变化作为依据，促使智能公交车能够发挥寻迹功能。图二为该模块应用原理。

（图1）寻迹模块电路原理图

（四）ZigBee无线传输模块电路设计

该模块的协调器实现了智能公交车ZigBee模块与站台ZigBee模块之间的组网，ZigBee模块能够将测速模块所获取的数据向站台模块进行传输，在此基础上站台控制器便会对所收集数据开展相应的处理工作，同时能够将相关数据信息有效展示在公交站的屏幕上。

三．无人驾驶智能公交软件系统设计

（一）测速模块软件设计

针对无人驾驶智能公交软件系统中所包含测速模块的设计加强了光栅法的应用，对直流电机转动轴进行圆盘的设置，在该圆盘中包含了数量较多的通光槽，在圆盘两侧位置进行了红外发送元件与接收元件的设置，电机转动过程中，红外接收元件会定期进行光照的接收，逐渐产生脉冲。在相应时间段中针对脉冲开展计数操作，这样便能够进行电机速度的计算。

（二）语音播报模块软件设计

通过使用百度语音来完成软件系统音频方面的设计，并且能够将该方面内容在SD卡中进行存储，使用了直流电源，各音频文件都有其相对应的触发端口，各触发端口所接收的低电平在保持100到200毫秒范围内的情况下，音频文件便会进行播放，表现出其语音下车提醒功能。串口信息接收界面如图2所示。

（图2）串口通信软件界面图

（三）寻迹模块软件设计

针对此方面开展设计工作的核心理念就是四个管脚分别进行两个电机正转以及反转的控制，对于无人驾驶智能公交车寻迹行驶方面，主要的依据是检测红外线接收管对于红外光的接收。

（四）ZigBee模块软件设计

针对智能公交车系统中所包含的ZigBee模块而言，其和站台ZigBee模块之间呈现的是一对多关系，在公交车运行过程中能够将其测速模块所获取数据传输给每一个站台，在这样的情况下站台显示模块便会进行公交车速度信息的显示，从而对公交车到达站台时间进行相应的计算。

（五）系统性能测试

在对无人驾驶智能公交车系统设计完成的基础上，针对该系统的应用性能开展全面的测试工作，最终发现系统的每一个功能模块都能够发挥其自身作用，能够很好地满足实际应用需求，达到了预期目标。

结束语：综上所述，本文主要进行了现代化先进技术支撑下无人驾驶智能公交车系统的设计，该系统中包含了中心控制单元与无线数据通信两个主要部分。在该系统运行过程中，系统各模块都能够发挥各自作用，促使智能公交车拥有良好的循迹功能、时速测量功能以及站台语音播报功能。该系统具有较强的安全性，实现无人驾驶智能公交车系统智能化，后续还需要相关研究人员针对该系统设计进行进一步完善。

参考文献：

[1]谭艳萍,邓广勇,谢荣华,张亚.基于物联网的无人驾驶智能公交车系统设计[J].信息系统工程,2022(03):32-35.

[2].“阿尔法巴”来了!“无人驾驶”智能公交系统深圳试运行[J].运输经理世界,2017(12):16-17.

[3]杨忠阳.无人驾驶试点也要守住安全底线[N].经济日报,2022-08-12(010).