پایان نامه هوشمند سازی خودرو (Word + PDF)

اختصاصی از یارا فایل پایان نامه هوشمند سازی خودرو (Word + PDF) دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فرمت فایل : WORD , PDF

تعداد صفحات: 112

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد “M.Sc.”
(مکاترونیک)

فهرست مطالب:
عنوان مطالب                                                                   شماره صفحه


چکیده    1
فصل اول:کلیـات    2
مقدمه    2
(1-2) تعریف خودروی هوشمند    3
(1-3) اهداف وضرورت های ساخت خودرو هوشمند    3
(1-4) مشکلات ومحدودیتهای موجود    4
فصل دوم: مروری بر مطالعات و تحقیقات انجام شده توسط محققان    5
(2-1)مقدمه    5
(2-2-2) فعالیت شرکت مرسدس    6
(2-2-3) فعالیت های شرکت گوگل    7
کمک رانند‌ه هوشمند‌    9
فصل سوم :مدل ها و روش تحقیق آشنایی با avr ومعادلات و محاسبات مداری    12
(3-1) توضیح بخش    12
فصل چهارم:بیان مسأله    13
(4-1)مقدمه    13
(4-2) بخش های اصلی سیستم کنترل هوشمند خودرو :    13
(4-2-1) نقشه خوان و مسیر یاب    14
(4-2-1-1) سیستم مکان یابی جهانی GPS    14
(4-2-1-1-1)نحوه عملکرد گیرنده ماهواره ای  GPS سریF  GT-720    16
(4-2-1-1-2) حافظه ها    26
(4-2-1-1-3)پروتکل SPI    28
(4-2-1-1-4)سیستم فایل FAT    31
(4-2-1-2) نقشه های دیجیتال(DM)    33
(4-2-1-3) سیستم اطلاعات جغرافیایی  (GIS)    37
(4-2-2) : ورودی های سیستم    38
(4-2-2-1)ماژول فاصله سنج خودرو    39
(4-2-2-2) ماژول سرعت سنج خودرو    45
(4-2-2-3) ماژول شتاب سنج خودرو    46
(4-2-2-3-1)سنسور ADXL330    46
(4-2-2-4) ماژول زاویه سنج مغناطیسی    52
(4-2-2-5) ماژول جایروسکوپ    52
(4-2-2-5-1)سنسور جایرو MPU-6050    52
ابعاد: 0.9 x 4 x 4 میلیمتر در قالب QFN    53
(4-2-2-6) ماژول دور سنج    55
(4-2-3) واحد پردازشگر    59
(4-2-3-1) میکروکنترلر    59
(4-2-3-2) میکروکنترلر سری AVR    62
(4-2-3-2-1) TinyAVR سری  ATtiny    62
AT90S سری کلاسیک    63
(4-2-3-2-3)  MegaAVR سری  ATmega    63
(4-2-3-2-4)  XMEGA  سری  ATxmega    63
(4-2-4) سیستم تعیین زاویه چرخ ها    68
(4-2-4-1) مقاومت الکتریکی    69
(4-2-4-1-1)پتانسیومتر    72
(4-2-5) گیربکس هوشمند    76
(4-3-2) چهار چرخ    79
(4-3-3)دارای رادار صوتی متحرک جهت تشخیص اشیا نسبت به خود می باشد:    81
(4-3-4) مجهز به GPS    82
(4-3-5) پردازشگر    83
(4-4) عملکرد روبات    84
(4-4-1)نحوه شناسایی موقعیت جغرافیایی (نسبت به مسیر ، مبداء و مقصد) و جهت حرکت    85
(4-4-1-1) دریافت اطلاعات از GPS    85
(4-4-1-2)استخراج داده های موردنیاز ازاطلاعات دریافتی.    86
(4-4-1-3)جستجو در نقشه دیجیتال و مقایسه داده های استخراج شده با داده های مسیر موجود در نقشه.    86
(4-4-1-4)یافتن نقطه بعدی موجود در نقشه.    86
(4-4-1-5)یافتن جهت حرکت بعدی با استفاده از بردار فرضی تشکیل شده بین دو نقطه.    87
(4-4-2)نحوه شناسایی شرایط محیطی روبات (تشخیص موانع و عوارض در صورت وجود)    88
(4-4-3)نحوه صدور فرآمین حرکتی روبات از مبداء تا مقصد    88
فصل پنجــــم:    91
(5-1) توضیح مدار الکترونیکی تشخیص زاویه فرمان :    92
پیوست ها    95


فهرست جدول ،کد ،فرمول
عنوان                                                                                       شماره صفحه
جدول4-1: تعیین مقدار خازن های خروجی بر حسب مقدار پهنای باند.......................................... 48
قطعه کد4-1 :نرم افزار تهیه شده به منظور خواندن اطلاعات دریافتی از GPS............................. 17
قطعه کد4-2:  دستورات بکارگیری کارت حافظه........................................................................ 33
قطعه کد4-3 :دستور معرفی رادار به پردازنده.............................................................................. 42
قطعه کد4-4 :  دستور معرفی ADXL330  به پردازنده........................................................... 49
قطعه کد4-5 :قطعه کد عملیات محاسبه دور در پردازنده......................................................... 57
قطعه کد4-6 :محاسبه زاویه چرخ های خودرو بر حسب درجه 79  فرمول4-1 :محاسبه فاصله شی تا دروازه............................................................................................................................. 74
فرمول4-1 :محاسبه فاصله شی تا دروازه.........................................................................................40
فرمول4-2 :عملیات محاسبه دور...................................................................................................... 56
فرمول4-3 :محاسبه جریان الکتذیکی............................................................................................. 69



فهرست نمودارها و فلوچارت
عنوان                                                                                         شماره صفحه
نمودار4-1 :معماری FAT................................................................................................................ 32
نمودار4-2 : نمودار تغییرات ولتاژ به جریان.................................................................................. 70
نمودار4-3 : نمودار مقاومت متغیر خطی و مقاومت متغیر لگاریتمی...................................... 71
نمودار4-4 :چهارچوب عملکرد روبات............................................................................................. 84
فلو چارت4-1 :فلوچارت کنترل سیستم......................................................................................... 67
فلوچارت 5-1 :نمایش نتیجه............................................................................................................ 91



فهرست اشکال
عنوان                                                                                       شماره صفحه
شکل2-1 : EN-V خودروی هوشمند جنرال موتورز..................................................................... 7
شکل4-1 :نحوه عمل کرد GPS...................................................................................................... 14
شکل4-2  :سخت افزار GPS سریF GT-720…...................................................................... 16
شکل4-3 :GPSنمونه سخت افزار ساخته شده جهت آشکار سازی داده های گیرنده................................................................................................................................................... 24
شکل4-4  :شماتیک سخت افزار ساخته شده............................................................................... 25
شکل4-5 :نمایش سخت افزار حافظه.............................................................................................. 26
شکل4-6 :نمایش پایه های سخت افزار حافظه............................................................................ 27
شکل4-7 :نحوه انتقال داده توسط SPI......................................................................................... 29
شکل4-8 :فایلی حاوی اطلاعات جغرافیایی (طول و عرض)  مراکز مهم................................ 35
شکل4-9 :فایل حاوی مختصات نقاط موجود در مسیر.............................................................. 36
شکل4-10 :نمایش نحوه عملکرد GIS.......................................................................................... 37
شکل4-11 :رادار صوتی..................................................................................................................... 39
شکل4-12 :نمایش عملکرد رادار صوتی......................................................................................... 40
شکل4-13 :نمایش شماتیک اتصال رادار به مجموعه................................................................. 41
شکل4-14 :سنسور ADXL330..................................................................................................... 46
شکل4-15 :نمایش شماتیک ADXL330.................................................................................... 49
شکل4-16 :سنسور جایرو MPU-6050........................................................................................ 53
شکل4-17 :دورسنج........................................................................................................................... 55
شکل4-18 :فرستنده – گیرنده IR................................................................................................. 56
شکل4-19 :میکروکنترلر سری AVR........................................................................................... 62
شکل4-20 :سخت افزار ویژه متصل به کامپیوتر (پروگرمر) که میکرو کنترلر در آن جای گرفته............. 68
شکل4-21 :مقاومت متغیر................................................................................................................ 70
شکل4-22 :پتانسیومتر...................................................................................................................... 72
شکل4-23 :شماتیک پتانسیومتر..................................................................................................... 73
شکل4-24 :موتور dc......................................................................................................................... 78
شکل4-25 :چرخهای فلکسی گلاس.............................................................................................. 80
شکل4-26 :باطری لیتیومی.............................................................................................................. 81
شکل4-27 :مثال................................................................................................................................. 82
شکل4-28 :مثال................................................................................................................................. 87
شکل4-29 :شماتیک عملکرد روبات............................................................................................... 89


فهرست نقشه ها
عنوان                                                                                      شماره صفحه

نقشه4-1 :مدار فرمان سخت افزار ساخته شده............................................................................ 25
نقشه4-2 :مدار فرمان اتصال حافطه به پردازشگر توسط مدار واسطه..................................... 30
نقشه4-3 :مدار فرمان اتصال رادار به پردازنده.............................................................................. 41
نقشه4-4 :مدار فرمان اتصالADXL330  به پردازنده............................................................... 47
نقشه4-5 :مدار فرمان پایه های ADXL330............................................................................... 48
نقشه4-6 :مدارفرمان دور سنج..........................................................................................................57



 
چکیده
موضوع پژوهش طراحی نمونه آزمایشی از (خودرو هوشمند) با مطالعه  زیر ساخت های موجود در حوزه مکانیک خودرو، ناوبری، ماهواره،مخابرات،الکترونیک و کامپیوتر می باشد. این سیستم با بهره گیری از اطلاعات متنوع(داده های محیطی، داده های ماهواره ای،نقشه های دیجیتالی،خروجی های مبدل های الکترو مکانیکی ، رادارهای متنوع و در نهایت پردازش آنها) قادر خواهد بود کنترل خودروای ایده ال را  به صورت کاملا هوشمند  و بدون دخالت نیروی انسانی فراهم آورد.اهداف این پژوهش شامل : الف ) ایجاد امکان رانندگی ایمن برای بخشش بخصوصی از افراد جامعه که با مشکلاتی همچون کم بینایی ، کم شنوایی و یا نقص عضو در اندام های حرکتی مواجه هستند  ب) تلاش در راستای بهبود مشکلات ترافیکی و کاهش هزینه های جانبی و مالی و... می باشد . که این امر جز با بهره گیری از تکنولوژی و دانش روز محقق نخواهد شد.
ابعاد طرح شامل ساخت ، توضیح چگونگی عملکرد و نحوه ی تلفیق بخش های کلی (نقشه خوان و مسیر یاب ، ورودی های سیستم ، پردازش گر مرکزی،سیستم تعیین زاویه چرخ ها و گیربکس هوشمند) می باشد.
 
   کلید واژه : خودروی هوشمند ، نقشه ، سیستم ، مکانیک                                   



فصل اول:کلیـات
مقدمه    
با توجه به رشد روز افزون جمعیت و افزایش ساخت و سازهای اداری و مسکونی گسترده  که منجر به افزایش مسافت های بین شهری و درون شهری شده است امروزه شاهد تغییرات وسیع در زندگی فردی و اجتماعی افراد هستیم . این تغییرات در دو بعد روانی و جسمانی مشهود بوده و آمار و نتایج تحقیق و پژوهش های پزشکی موءید این مهم می باشد. از جمله این موارد، مشکلات ناشی از زندگی در شهر های بزرگ می باشد که خود شامل  ترافیک شهری – افزایش  مسافت ها – آلودگی هوا - مشکلات ناشی از عدم رعایت قوانین ترافیکی – مسیر یابی غیر اصولی – خطا های فردی در حوزه رانندگی – فشارهای روحی و روانی افراد و .... می باشد . در چنین جامعه ای  احتمال بروز سوانح و حوادث رانندگی بسیار زیاد است. به عنوان نمونه آمار تلفات جاده ای  ارائه شده در  دهه گذشته بیش از بیست و پنج هزار کشته در سال می باشد . با توجه به موارد ذکر شده و تحقیقات صورت گرفته  می توان نتیجه گرفت که خطا های انسانی مهمترین عامل در بروز این حوادث می باشند. برای حل چنین مشکلی در این سطح که جزء دغدغه های کلان هر کشوری است. باید افراد عاری از هر نوع خطا در رانندگی باشند که این امر محالی است، زیرا افرادی که در چنین جوامعی زندگی می کنند ناخواسته مشکلات مربوطه گریبان گیر آنها خواهد بود. پس برای برون رفت از این معضل باید رو به ماشین های کرد که عاری از احساس و خستگی های ناشی از مشکلات روز مره باشند. گسترش علوم مختلف نظیر الکترونیک – کامپیوتر (نرم افزار)- مکانیک و هوش مصنوعی ما را قادر می سازد که با طراحی و ساخت سیستم های جامع کنترلی بر این مشکلات فائق آمده و موجب حذف کامل حوادث ناشی از خطاها ی فردی شویم.
(1-2) تعریف خودروی هوشمند
   این پژوهش به امکان سنجی طراحی یک نمونه آزمایشی از (خودرو هوشمند) با مطالعه  زیر ساخت های موجود در حوزه مکانیک خودرو – ناوبری – ماهواره – مخابرات – الکترونیک و کامپیوتر می پردازد. این سیستم با بهره گیری از دریافت  انواع اطلاعات ، از جمله – داده های محیطی – ماهواره ای – نقشه های دیجیتالی – سنسور ها وتجهیزات مکانیکال- رادارهای متنوع و غیره و در نهایت پردازش آنها قادر خواهد بود کنترل یک خودرو ایده ال را  به صورت کاملا هوشمند  و بدون دخالت نیروی انسانی به عهده گیرد. سیستم فوق الذکر میتواند تمامی نیاز های حمل و نقل  خواسته شده از سوی کاربر را  به نحو مطلوبی مدیریت نماید و در واقع ماشینی است که در عین هوشمندی قانون مدار نیز می باشد.
(1-3) اهداف وضرورت های ساخت خودرو هوشمند  
(1-3-1)از مهم ترین اهداف این پژوهش ایجاد امکان رانندگی ایمن برای بخشش بخصوصی از افراد جامعه که با مشکلاتی همچون کم بینایی ، کم شنوایی و یا نقص عضو در اندام های حرکتی مواجه هستند ، می باشد.
(1-3-2)تلاش در راستای بهبود مشکلات ترافیکی و کاهش هزینه های جانی و مالی . با توجه به مشکلاتی همچون تولید روز افزون خودرو ، رشد جمعیت ، وجود سطوح مختلف به لحاظ کیفیت رانندگی در سطح جامعه،  ناکافی و نامناسب بودن گذرگاههای(درون و برون) شهری به نسبت حجم کاربران ، همچنین کم اثر شدن اکثریت طرحهای ترافیکی و نهایتا بالا رفتن هزینه ها چه برای کاربران وچه برای مسئولین تحقق چنین هدفی میتواند بهترین پاسخ باشد.
(1-4) مشکلات ومحدودیتهای موجود
کم سابقه بودن اجرای چنین طرحی در کشور و دشواری دسترسی به نمونه های مشابه در دنیا ، نیاز به شناخت در زمینه علوم مختلف نظیر کامپیوتر ، مکانیک و الکترونیک ، بالا بودن هزینه ها، گستردگی ابعاد پروژه و محدودیت زمانی .