图1 四轮电动实验车                         图2 三轮电动实验车

无人驾驶编队试验车辆。主要有三台设备，两台四轮电动车，一台三轮电动车，设备实现的主要功能为单台设备的无人驾驶、轨迹跟踪，多台设备的编队驾驶、车距保持等功能。该系统是实验中心团队科研反哺教学的自研设备之一，与2021年完成开发，2022年正式投入学生实训和科技创新。

系统主要由差分GPS基站、管理控制中心、智能驾驶控制器等组成。加装多种传感器设备，对原有机械结构，电气系统进行相关改造，实现相关功能。系统利用差分GPS基站通过路径拟合算法实现路径规划；伺服驱动器、伺服电机、减速机结合角度传感器实现车辆的转向控制；GPS定位传感器以及用户接收机实现车辆自身的定位，无线通信组网实现车辆之间信息交互，实现车辆编队控制。

  实验车辆如图1-2所示。

1、差分GPS基站

（1）主要由基准站和用户接收机（移动站）组成，如图3所示。

（2）通过基准站进行观测，根据已知精密坐标与基准站GPS接收机计算出的坐标，计算出真实坐标与GPS定位得到的坐标的改正数，并由基准站实时将这一数据发送出去。用户接收机在进行GPS观测的同时，也接收到基准站发出的改正数，并对其定位结果进行改正，从而提高定位精度。为系统提供厘米级的定位精度。

图3 差分GPS基站与用户接收机

2、管理控制中心

（1）主要由ARM控制器和14寸步科触摸屏组成，如图4所示。

（2）ARM控制器设计3路串口，分别作为GPS定位传感器接口、无线通信模块接口、调试接口，设计1路485通讯接口，作为与人机交互界面触摸屏的通信接口。

（3）管理控制中心的主要功能为系统路径规划、下发系统控制指令、监视系统各项参数。

图4 管理控制中心

3、智能驾驶控制器

（1）主要由智能驾驶控制器和信息采集板组成，如图5所示。

（2）智能驾驶控制器主要有1路CAN通信，与信息采集板进行数据通信；1路485通信，通过无线通信模块与管理控制中心通信；8路数字量输入接口，8路数字量输出接口，实现相应控制。4路串口，用作开发备用。

（3）信息采集板主要有3路串口，分别用来采集角度传感器中角度信息，差分GPS定位信息，超声波传感器信息。1路CAN通信，将采集到的信息传输给智能驾驶控制器。

图5 智能驾驶控制器与信息采集板

4、机械改装部分

方向盘改造，主要设备为伺服驱动器、伺服电机、减速机、同步皮带轮及传动皮带组成。通过减速机用于降低伺服电机转速，增加力矩。同动轴与减速机动力输出轴通过同步带连接。通过控制伺服电机的转动带动方向盘旋转，从而实现车辆方向的自动控制，如图6所示。

图6 车辆方向盘改造

5、开设的实验项目

该设备已投入到智能驾驶实验室中，可以完成的主要实验项目有：

1）GNSS差分定位与信息解算

2）移动机器人速度与转向控制实验

3）移动机器人路径跟踪与PID控制

4）多智能体编队控制原理

5）基于Linux的嵌入式系统开发
  6）基于STM32的实时操作系统应用-基于Free_RTOS

7）基于STM32的实时操作系统应用-基于RT-Thread