智能循跡小車的製作方法

2023-05-30 12:29:26

專利名稱：智能循跡小車的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於機器人自動引導技術領域，涉及一種智能循跡小車。
背景技術：
計算機視覺技術自起步至今已有近20年的歷史，最早由美國麻省理工學院Marr 教授等人率先開始奠基工作。隨著自動化技術的發展而逐漸發展和完善。美國NI公司生產的高性能IMAQ Vision平臺，能匹配實際生產需要的工業視覺檢測系統。而計算機視覺技術實模式識別的一個分支。模式識別在生產生活的各個方面都有著廣闊的應用前景。智能汽車，是一種集環境感知、規劃決策自動行駛等功能於一體的綜合系統，集中地應用到自動控制、模式識別、傳感器技術、汽車電子、電氣、計算機、機械等多個學科，是典型的高新技術綜合體，具有重要的軍用及民用價值。目前，智能車領域的研究已經能夠在具有一定標記的道路上為司機提供輔助駕駛系統甚至實現無人駕駛。這些智能車的設計通常依靠特定的道路標記完成識別，通過推理判斷模仿人工駕駛進行操作。通常，智能車接受輔助定位系統提供的信息完成路徑規劃，如由GPS等提供的地圖，交通擁堵狀況，道路條件等信息。而我們的智能小車與實際的智能車密切相關，雖較為簡單，但同樣涉及多方面知識， 仍能達到預期的研究效果。
發明內容本實用新型的目的是提供一種智能循跡小車，解決了現有技術中存在的循跡精度低的問題。本實用新型採用的技術方案為一種智能循跡小車，包括MC9S12XSU8控制器、車速檢測模塊、直流電機、後輪、MC33886驅動模塊、舵機、前輪、電源電路、0V6620圖像採集模塊和RS232通信模塊；電源電路的輸出端與0V6620圖像採集模塊的輸出端與MC9S12XS128 控制器的輸入端連接，RS232通信模塊的輸入端與MC9S12XSU8控制器的輸入端連接； MC9S12XS128控制器的輸出端分別與舵機和MC33886驅動模塊的輸入端連接，舵機的輸出端與前輪連接；MC33886驅動模塊通過直流電機與後輪連接，直流電機還通過車速檢測模塊與MC9S12XSU8控制器的輸入端連接。本實用新型的有益效果是，它可自動按照既定路線進行行走，無需人為操控，且簡化了 CCD等傳感器的複雜控制算法和電路，在滿足需求的前提下，實現了算法，電路和成本的最優化。

圖1為本實用新型的結構框圖。圖中，1. MC9S12XS128控制器，2.車速檢測模塊，3.直流電機，4.後輪，5. MC33886驅動模塊，6.舵機，7.前輪，8.電源電路，9. 0V6620圖像採集模塊，10. RS232通信模塊。
具體實施方式

以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型進行詳細說明。如圖1所示，本實用新型提供一種智能循跡小車，包括MC9S12XSU8控制器1、車速檢測模塊2、直流電機3、後輪4、MC33886驅動模塊5、舵機6、前輪7、電源電路8、0V6620 圖像採集模塊9和RS232通信模塊10。電源電路8的輸出端與0V6620圖像採集模塊9的輸出端與MC9S12XSU8控制器1的輸入端連接，RS232通信模塊10的輸入端與MC9S12XS128 控制器1的輸入端連接；MC9S12XSU8控制器1的輸出端分別與舵機6和MC33886驅動模塊5的輸入端連接，舵機6的輸出端與前輪7連接；MC33886驅動模塊5通過直流電機3與後輪4連接，直流電機3還通過車速檢測模塊2與MC9S12XSU8控制器1的輸入端連接。 MC33886驅動模塊5用於驅動直流電機3帶動後輪4轉動，MC33886驅動模塊5的作用是將恆定的直流電源電壓(電池電壓)調製成頻率一定，寬度可變的PWM脈衝電壓序列， 從而改變輸出平均電壓的大小。為了增強驅動直流電機3的能力，可將兩片MC33886驅動模塊5並聯。而為了提高控制精度，則可將MC9S12XSU8控制器1內部的PWM2和PWM3兩個通道8位寄存器聯成16位寄存器，並從PWM3通道輸出脈衝。同理，可將PWM4和PWM5兩個通道8位寄存器也聯成16位寄存器，也從PWM5通道輸出脈衝，PWM2和PWM3通道與引腳 PP3和PP5復用，MC9S12XS128單片機的PP3和PP5引腳輸出的P麗脈衝經器件6附37光耦隔離後，通過信號mi和IN2進入MC33886 H橋輸入端，MC33886 H橋輸出端OUTl和0UT2 分別接直流電機3電樞兩端，從而控制直流電機3的四象限運行。為了構成閉環系統，需要檢測小車的速度，本實用新型中的反饋通道採用了歐姆龍公司的增量型旋轉編碼器E6A2CS3C，並採用五線制(三根脈衝線，2根電源線)，解析度為 200P/R。本實用新型採用的是FutabaS3010型號的舵機6，該舵機6實質上是一個位置隨動系統，它由舵盤，減速齒輪組，位置反饋電位計，直流電機和控制電路組成，通過內部位置反饋，可使它的舵盤輸出轉角正比於給定控制信號，這樣，在負載力矩小於其最大輸出力矩的情況下，它的輸出轉角就會正比於給定的脈衝寬度。FUtabaS3010型號的舵機6的接口是三根線，黑色線(接地)，紅線(電源線)和白線(控制信號線)。為了提高舵機的響應速度， 一般選擇最大的工作電壓7. 2V，並將單片機內部PWMO和PWMl兩路8位輸出級聯成一個16 位PWM輸出，然後從PWMl通道輸出脈衝。同時由於PWMl通道和引腳PPl復用，因此，引腳 PPl便可輸出控制脈衝給舵機6。本實用新型採用0V6620圖像採集模塊9來採集路面信息，MC9S12XS128控制器1 則分析和處理圖像數據，識別道路中央黑色引導線，MC9S12XSU8控制器1還可以根據前方黑色引導線距車體中心線之間的偏差輸出控制信號給舵機6和MC33886驅動模塊5，進而控制小車的前輪7和後輪4，進而控制小車，以實現快速穩定的循跡行駛。
權利要求1. 一種智能循跡小車，其特徵在於包括MC9S12XSU8控制器(1)、車速檢測模塊(2)、 直流電機(3)、後輪(4)、MC33886驅動模塊(5)、舵機(6)、前輪(7)、電源電路(8)、0V6620 圖像採集模塊(9)和RS232通信模塊(10)；電源電路(8)的輸出端與0V6620圖像採集模塊(9)的輸出端與MC9S12XSU8控制器(1)的輸入端連接，RS232通信模塊(10)的輸入端與MC9S12XSU8控制器(1)的輸入端連接；MC9S12XSU8控制器(1)的輸出端分別與舵機 (6)和MC33886驅動模塊(5)的輸入端連接，舵機(6)的輸出端與前輪(7)連接；MC33886 驅動模塊(5 )通過直流電機(3 )與後輪(4 )連接，直流電機(3 )還通過車速檢測模塊(2 )與 MC9S12XS128控制器(1)的輸入端連接。
專利摘要本實用新型提供一種智能循跡小車，電源電路的輸出端與OV6620圖像採集模塊的輸出端與MC9S12XS128控制器的輸入端連接，RS232通信模塊的輸入端與MC9S12XS128控制器的輸入端連接；MC9S12XS128控制器的輸出端分別與舵機和MC33886驅動模塊的輸入端連接，舵機的輸出端與前輪連接；MC33886驅動模塊通過直流電機與後輪連接，直流電機還通過車速檢測模塊與MC9S12XS128控制器的輸入端連接。其有益效果是，它可自動按照既定路線進行行走，無需人為操控，且簡化了CCD等傳感器的複雜控制算法和電路，在滿足需求的前提下，實現了算法，電路和成本的最優化。
文檔編號G05D1/02GK201965486SQ20102066272
公開日2011年9月7日 申請日期2010年12月16日 優先權日2010年12月16日
發明者劉歡 申請人:西安理工大學