车辆自动驾驶仪本质上说,是一种基于自动控制技术的仿人驾驶机器人。它能方便快捷的安装在大多数车辆上,智能化地控制车辆的自主行驶。自动驾驶仪的研究是智能车辆发展的主要方向之一,在汽车试验和实际应用方面具有重要的意义。本文设计的自动驾驶仪控制系统是以飞思卡尔16位单片机为核心,通过控制执行机构可以对汽车的方向盘、换挡手柄、油门、离合器和制动踏板等进行协调操作,完成汽车在预定轨迹路径上的横向(方向)控制和纵向(速度)控制,最终实现自动驾驶功能。本文的研究内容主要分为控制策略的研究、硬件电路的设计、系统软件的设计和系统的实现,主要内容如下：(1)在控制策略的研究方面,分析了车辆自动驾驶的控制原理,建立了横向控制和纵向控制策略模型；基于“预瞄——跟踪”控制算法提出了一种改进的预瞄距离选取算法,减少了数据计算的复杂度；根据控制策略模型完成横向控制和纵向控制参数的计算。(2)在硬件电路的设计方面,从自动驾驶仪控制系统的功能需求和性能指标出发,在考虑了系统硬件抗干扰性的基础上,完成控制系统的硬件模块设计,主要包括最小系统、输入信号调理模块、CAN总线模块、按键和显示模块、数据记录模块等。(3)在系统软件的设计方面,根据控制系统所要实现的功能,在Code Warrior编译环境下编写系统所需要的软件,给出了软件的主体框架和各个功能模块的主要实现流程以及相关程序代码。为了提高系统软件的稳定性,本文移植了嵌入式实时操作系统μC/OS-II,根据任务的实时性确定其执行的优先级,完成了在μC/OS-II下系统任务的划分和建立。(4)在系统的实现方面,通过仿真测试和实车行驶测试验证控制系统的实时性和控制精度,测试结果表明,本文设计的控制系统能够实现预定轨迹的自动驾驶功能,但是需要进一步的完善。