基于arm与遗传算法的智能小车的设计与实现

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1、基于ARM与遗传算法的智能小车的设计与实现　　摘要：为了提高智能小车的智能化以及抗干扰性能和鲁棒性，介绍一种基于ARM与遗传算法的智能小车的设计。小车应用ST公司的32位单片机STM32F103芯片为控制器，同时外部连接红外传感器，并通过遗传算法整定PID参数，实现更好的循迹行驶。给出了部分硬件电路图和软件流程图、算法的流程图以及相关的源代码。实践证明，采用遗传PID算法的智能小车具有更强的抗干扰性、鲁棒性并且更具智能化。　　关键词：ARM/STM32F103；遗传PID算法；智能小车；智能整定　　中图分类号：TN9

2、29.1?34文献标识码：A文章编号：1004?373X（2015）19?0152?04　　Abstract：Toimprovetheintelligence，anti?interferenceperformanceandrobustnessoftheintelligentcar，thedesignofintelligentcarbasedonARMandgeneticalgorithmisintroduced.TheSTM32F103chipwith32?bitofSTMicroelectronicsisadopt

3、edasthecontrollerinthecar.Itisconnectedwithinfraredsensorbyouterjoin.PIDparameterisadjustedwithgeneticalgorithmtoachievethebettertrackingdriving.Thepartialhardwarecircuitdiagrams，softwareflowcharts，algorithmflowchartandtherelatedsourcecodeareprovidedinthispaper

4、.ThepracticeresultsprovethattheintelligentcarusinggeneticPIDalgorithmhas8betteranti?interferenceperformance，robustnessandintelligence.　　Keywords：ARM/STM32F103；geneticPIDalgorithm；intelligentcar；intelligentadjusting　　0引言　　随着科技的不断进步与发展，小车的智能化也在加速进行。本文使用的红外传感器[1]R

5、PR220光电开关性能优良、模块制作简单，完全能够胜任道路检测功能的实现，以及使用ST（意法半导体）公司的32位单片机芯片STM32F103RCT6[2?3]，其具有强大的资源和超高处理速度，能够很好地实现遗传算法在整定参数中的运算。　　近年来发展了遗传PID算法、模糊PID算法、神经网络PID算法等智能算法。遗传算法[4?5]（GA?GeneticAlgorithms）是一种新型的、通过模拟生物进化机制的随机搜索和优化方法，具有并行计算、全局收敛、编码操作等特点。遗传算法最大的特点就是：不需要知道如何去解决一个问题

6、，仅仅需要知道，用什么方式对可行解进行编码，使得它能够被遗传算法机制利用[6?7]。通过遗传算法智能整定三个重要参数：比例系数[Kp，]积分系数[Ki]和微分系数[Kd，]使其达到整定最优。　　综上所述，设计出一种基于ARM与遗传PID算法的智能小车，采用遗传算法，解决了PID参数整定困难的问题，从而使PID参数在一定条件下，得到智能整定最优。通过对比发现：使用遗传算法的智能小车，具有更强的适应性、抗干扰能力，并且这也是智能化向智能算法发展的方向。　　1设计原理8　　智能小车以32位的STM32F103RCT6芯片为

7、处理器，外部连接红外传感器（RPR220红外传感器）模块、电机驱动模块、电源模块，系统结构框图如图1所示。　　通过从红外传感器采样返回的数据，控制器使用遗传算法对PID中的三个重要参数：比例系数[Kp，]积分系数[Ki]和微分系数[Kd]进行智能整定，然后使用参数较为理想的PID控制算法，得到增量值返回给PWM输出，从而控制左右两个电机的转速和方向，控制小车沿黑线前行，使小车具有更强的环境适应能力、抗干扰能力以及鲁棒性。　　1.1控制器STM32F103　　本设计以STM32开发板为控制器，开发板选择的是32位的ST

8、M32F103RCT6芯片作为MCU，具有强大的运算能力，在对数据采集以及数据处理上能够达到相当高的精度，拥有的资源有：2个基本定时器、4个通用定时器、2个高级定时器、2个DMA控制器、12个通道、3个12位ADC、1个12位DAC等。对数据的精确采集，使得微处理器能够准确的掌握路况，对数据处理的强大运算功能使得微处理器能够流畅运行遗传算法。