一種智能小車(chē)控制系統(tǒng)技術(shù)方案

本實(shí)用新型專(zhuān)利技術(shù)涉及一種智能小車(chē)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括模式選擇開(kāi)關(guān)、控制模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、自動(dòng)避障模塊、尋跡檢測(cè)模塊和為整個(gè)系統(tǒng)供電的電源模塊，所述控制模塊的輸出端口通過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊與直流電機(jī)連接，所述選擇開(kāi)關(guān)、自動(dòng)避障模塊、尋跡檢測(cè)模塊分別與控制模塊的各數(shù)據(jù)端口連接；所述電源模塊與控制模塊連接。該系統(tǒng)可廣泛采用市面玩具小車(chē)的車(chē)體作為載體，兼容性強(qiáng)，采用模塊化設(shè)計(jì)，可靠性高，具有良好的可擴(kuò)展性，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)避障和尋跡檢測(cè)等功能；本實(shí)用新型專(zhuān)利技術(shù)可用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)、導(dǎo)盲識(shí)別控制等領(lǐng)域，應(yīng)用范圍廣泛。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及一種智能小車(chē)控制系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
在智能小車(chē)的研究當(dāng)中，高端有智能機(jī)器人控制方面，從20世紀(jì)50年代國(guó)內(nèi)外很多高校和研究機(jī)構(gòu)參與研發(fā)，如美國(guó)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)機(jī)器人研究所完成了 Navlab系列自主車(chē)的研究，取得了顯著成就。國(guó)內(nèi)吉林大學(xué)1992年起開(kāi)始智能車(chē)輛方面的研究，利用多傳感器信息融合、人工智能、最優(yōu)化控制理論，深入研究在非結(jié)構(gòu)化道路環(huán)境下的路徑識(shí)別和跟蹤、安全車(chē)距保持等技術(shù)。還有低端有教學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和玩具應(yīng)用等方面，要求小車(chē)具有簡(jiǎn)單的功能，有一定的可靠性。在某些工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)、導(dǎo)盲識(shí)別控制和競(jìng)賽訓(xùn)練教學(xué)中，智能小車(chē)的功能定位介于二者之間，在具備自動(dòng)避障和尋跡檢測(cè)的同時(shí)，對(duì)小車(chē)有一定的精度、靈敏度、性?xún)r(jià)比、可靠性和可擴(kuò)展性的要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)目的在于提供一種具有較高的精度、靈敏度、性?xún)r(jià)比、可靠性和可擴(kuò)展性的智能小車(chē)控制系統(tǒng)，具體由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。一種智能小車(chē)控制系統(tǒng)，與設(shè)置在智能小車(chē)上的用于行走的直流電機(jī)連接，該系統(tǒng)包括模式選擇開(kāi)關(guān)、控制模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、自動(dòng)避障模塊、尋跡檢測(cè)模塊和為整個(gè)系統(tǒng)供電的電源模塊，所述控制模塊的輸出端口通過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊與直流電機(jī)連接，所述選擇開(kāi)關(guān)、自動(dòng)避障模塊、尋跡檢測(cè)模塊分別與控制模塊的各數(shù)據(jù)端口連接；所述電源模塊與控制模塊連接。所述的智能小車(chē)控制系統(tǒng)，進(jìn)一步設(shè)計(jì)在于，所述控制模塊為單片機(jī)。所述的智能小車(chē)控制系統(tǒng)，進(jìn)一步設(shè)計(jì)在于，所述驅(qū)動(dòng)模塊為驅(qū)動(dòng)芯片L298N。所述的智能小車(chē)控制系統(tǒng)，進(jìn)一步設(shè)計(jì)在于，所述自動(dòng)避障模塊為設(shè)有發(fā)光管與接收頭的漫反射式光電開(kāi)關(guān)。所述的智能小車(chē)控制系統(tǒng)，進(jìn)一步設(shè)計(jì)在于，所述尋跡檢測(cè)模塊為紅外光電傳感器。本技術(shù)有益效果在于該系統(tǒng)可廣泛采用市面玩具小車(chē)的車(chē)體作為載體，兼容性強(qiáng)，采用模塊化設(shè)計(jì)，可靠性高，具有良好的可擴(kuò)展性，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)避障和尋跡檢測(cè)等功能；本技術(shù)可用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)、導(dǎo)盲識(shí)別控制等領(lǐng)域，應(yīng)用范圍廣泛。附圖說(shuō)明圖I為本技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本技術(shù)的主程序流程圖。圖3為本技術(shù)的驅(qū)動(dòng)芯片L298N連接示意圖。圖4是本技術(shù)的自動(dòng)避障模塊的紅外線傳感器工作示意圖。圖5是本技術(shù)的尋跡檢測(cè)模塊的傳感器安裝示意圖。圖I中，I-控制模塊、2-選擇開(kāi)關(guān)、3-驅(qū)動(dòng)模塊、4-自動(dòng)避障模塊、5-尋跡檢測(cè)模塊、6-電源模塊。具體實(shí)施方式以下結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖與具體實(shí)施例對(duì)本技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明。如圖I所示，該智能小車(chē)控制系統(tǒng)，與設(shè)置在智能小車(chē)上的用于行走的直流電機(jī)連接，該系統(tǒng)包括模式選擇開(kāi)關(guān)、控制模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、自動(dòng)避障模塊、尋跡檢測(cè)模塊和為整個(gè)系統(tǒng)供電的電源模塊，控制模塊的輸出端口通過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊與智能小車(chē)的直流電機(jī)連接，選擇開(kāi)關(guān)、自動(dòng)避障模塊、尋跡檢測(cè)模塊分別與控制模塊的各數(shù)據(jù)端口連接；電源模塊與控 制模塊連接?？刂颇K為單片機(jī)。驅(qū)動(dòng)模塊為驅(qū)動(dòng)芯片L298N。自動(dòng)避障模塊為設(shè)有發(fā)光管與接收頭的漫反射式光電開(kāi)關(guān)。尋跡檢測(cè)模塊為紅外光電傳感器。選擇開(kāi)關(guān)包括開(kāi)關(guān)Sffl與開(kāi)關(guān)SW2。對(duì)照?qǐng)D2，控制模塊采用單片機(jī)STC89C52控制，按下電源開(kāi)關(guān)后，通過(guò)選擇開(kāi)關(guān)里的SWl和SW2選擇工作模式。若選擇尋跡模式，紅外尋跡傳感器工作，將小車(chē)放在預(yù)定好的路徑上，紅外對(duì)管將檢測(cè)黑色路徑線，若正對(duì)黑線，傳感器輸出低電平，單片機(jī)將檢測(cè)PO. 1-P0. 3的值，根據(jù)設(shè)計(jì)程序，做出直行或轉(zhuǎn)向指令，小車(chē)相應(yīng)直行或轉(zhuǎn)向。若選擇避障模式，紅外測(cè)距傳感器工作，發(fā)射頭發(fā)射紅外光，檢測(cè)距離參數(shù)，若遇到障礙，紅外光反射回來(lái)，接收器接收到后，傳感器輸出低電平，根據(jù)P3. 2-P3. 3的值執(zhí)行中斷程序，蜂鳴器報(bào)警，小車(chē)將避開(kāi)障礙物繞行。驅(qū)動(dòng)模塊控制小車(chē)前后共四個(gè)直流電機(jī)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)芯片L298N獨(dú)立實(shí)現(xiàn)各個(gè)直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)速的控制，如圖3所示。輸入端口接入控制信號(hào)，輸出端口接電機(jī)的兩端。當(dāng)輸入I和輸入2接入信號(hào)為“1、0”和“O、I”時(shí)，相對(duì)應(yīng)的電機(jī)分別正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)；當(dāng)兩個(gè)輸入管腳接入信號(hào)為“1、1”和“0、0”時(shí)，相應(yīng)電機(jī)停轉(zhuǎn)。使能引腳為高電平時(shí)，相應(yīng)輸入端口信號(hào)有效；反之，則輸入信號(hào)無(wú)效。在使能端接入方波信號(hào)，通過(guò)調(diào)整方波信號(hào)的占空比，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制，通過(guò)小車(chē)前排兩個(gè)車(chē)輪的轉(zhuǎn)速差實(shí)現(xiàn)智能小車(chē)的拐彎功能。自動(dòng)避障模塊采用漫反射式光電開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)避障，當(dāng)有障礙物，紅外光遇障礙物被反射經(jīng)透鏡照射到光敏傳感元件，由接收頭的高低電平判斷是否有障礙物。小車(chē)控制系統(tǒng)據(jù)此做出相應(yīng)控制，避免碰到障礙物，工作示意圖如4所示。小車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中，紅外傳感器發(fā)射紅外線，紅外探測(cè)距離大致為30cm，當(dāng)紅外線碰到障礙返回后，被接受器接受，傳感器將低電平輸?shù)絇3. 2 口，CPU執(zhí)行外部中斷，單片機(jī)執(zhí)行避障程序，小車(chē)左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)避開(kāi)障礙物后，中斷返回，小車(chē)?yán)^續(xù)執(zhí)行運(yùn)行。尋跡檢測(cè)模塊采用紅外光電傳感器，紅外光在黑色和白色反射率相差大的特性，識(shí)別黑線。若傳感器接受管正對(duì)白色路面，則其輸出電壓較高，若正對(duì)黑色的路徑標(biāo)志線，則輸出電壓較低，由此做到尋跡檢測(cè)，工作示意圖如圖5所示。紅外傳感器發(fā)射紅外線，若正對(duì)黑線時(shí)，光敏三極管不導(dǎo)通，經(jīng)運(yùn)算放大電路輸出低電平。反之，輸出高電平。單片機(jī)檢測(cè)PO. !-PO. 3 口的值，按設(shè)計(jì)程序，根據(jù)下面表格I做出相應(yīng)判斷。表格1 :本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種智能小車(chē)控制系統(tǒng)，與設(shè)置在智能小車(chē)上的用于行走的直流電機(jī)連接，其特征在于，該系統(tǒng)包括模式選擇開(kāi)關(guān)、控制模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、自動(dòng)避障模塊、尋跡檢測(cè)模塊和為整個(gè)系統(tǒng)供電的電源模塊，所述控制模塊的輸出端口通過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊與直流電機(jī)連接，所述選擇開(kāi)關(guān)、自動(dòng)避障模塊、尋跡檢測(cè)模塊分別與控制模塊的各數(shù)據(jù)端口連接；所述電源模塊與控制模塊連接。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種智能小車(chē)控制系統(tǒng)，與設(shè)置在智能小車(chē)上的用于行走的直流電機(jī)連接，其特征在于，該系統(tǒng)包括模式選擇開(kāi)關(guān)、控制模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、自動(dòng)避障模塊、尋跡檢測(cè)模塊和為整個(gè)系統(tǒng)供電的電源模塊，所述控制模塊的輸出端口通過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊與直流電機(jī)連接，所述選擇開(kāi)關(guān)、自動(dòng)避障模塊、尋跡檢測(cè)模塊分別與控制模塊的各數(shù)據(jù)端口連接；所述電源模塊與控制模塊連接。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：單慧琳，張銀勝，唐慧強(qiáng)，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：南京信息工程大學(xué)，
類(lèi)型：實(shí)用新型
國(guó)別省市：