一種多傳感器智能循跡車模的製作方法

2023-05-27 03:11:21

一種多傳感器智能循跡車模的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及智能車領域，尤其涉及一種多傳感器智能循跡車模。包括帶車輪的底盤機構及設置在底盤機構上的行走機構、主控制機構和傳感器機構，行走機構包括後輪驅動機構和轉向機構，後輪驅動機構包括電機和編碼器，電機上電機齒輪通過卡裝在後輪輪軸上的傳動齒輪與編碼器上的編碼器齒輪相連；轉向機構包括舵機，舵機與前輪輪軸相連；主控制機構包括接收和發送信號的主控制器和與主控制器通信連接的電機驅動機構，主控制器包括主控制板和主控制晶片，主控制晶片的控制信號輸出埠與所述電機驅動機構的輸入埠連接，電機驅動機構的控制信號輸出埠分別與電機和舵機的控制埠連接；本實用新型誤差小，能準確預判路徑，提高運行效率。
【專利說明】一種多傳感器智能循跡車模
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及智能車領域，尤其涉及一種多傳感器信息融合智能循跡車模。
【背景技術】
[0002]目前現有的循跡車模由單種傳感器、控制器、電機驅動、電機所構成。控制器通過傳感器採集回來的信號判別車模是否偏離運行軌跡，當車模偏離運行軌跡時控制器發送矯正信號給電機驅動，通過左右電機差速調節車模運行方向，使運行軌跡得到矯正。現有技術的缺點在於:左右電機差速矯正誤差大，往往會矯正過頭或矯正不到位，車模不能對路徑進行預判及規劃，從而在運行過程中無法靈活的加減速度，同時車模過彎時車速會因為轉向輪產生的摩擦而降低，這些都會導致車模運行的效率低。
實用新型內容
[0003]本實用新型所要解決的技術問題是，克服現有技術的缺點，提供一種能精確矯正方向，快速預判規劃路徑的多傳感器智能車模，提高了運行效率和正確率。
[0004]為了解決以上技術問題，本實用新型涉及一種多傳感器智能循跡車模，包括帶車輪的底盤機構及設置在底盤機構上的行走機構、主控制機構和傳感器機構，車輪包括前輪5和後輪I,後輪I的輪軸上卡裝有傳動齒輪12,行走機構包括後輪驅動機構和前輪轉向機構，後輪驅動機構包括接收信號的電機9和編碼器10電機9輸出軸上設置有電機齒輪13,編碼器10輸出軸上設置有編碼器齒輪11，電機齒輪13通過傳動齒輪12與編碼器齒輪11相連，傳動齒輪設置在後輪的輪軸上；
[0005]前輪轉向機構包括接收信號的舵機4，舵機4與前輪5的輪軸相連；
[0006]主控制機構包括接收和發送信號的主控制器和與主控制器通信連接的電機驅動機構2，主控制器包括主控制板8和設置於主控制板8上的主控制晶片14，主控制晶片14的控制信號輸出埠與電機驅動機構2的輸入埠連接，電機驅動機構2的控制信號輸出埠分別與電機9和舵機4的控制埠連接；
[0007]傳感器機構包括設置在底盤機構上的雷射傳感器裝置18和設置在主控制機構上的攝像頭傳感器裝置3，雷射傳感裝置18和攝像頭傳感器裝置3傳送數據信號至主控制器。
[0008]本實用新型進一步限定的技術方案是:雷射傳感器裝置18包括四組雷射傳感器。
[0009]進一步的，主控制板8下固定有電池7。
[0010]本實用新型的有益效果是:1.本實用新型通過攝像頭傳感器和四組雷射傳感器對路徑進行實時監控使車模可以快速預判規劃路徑；2.本實用新型轉向機構中通過舵機調節轉向，同時在驅動機構中使用編碼器監測車速，提高了車模的運行效率和正確率；
3.整個車模結構簡單，可以自主完成傳感器信息融合與運行操作。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型結構俯視圖；[0012]圖2為本實用新型結構左視圖；
[0013]圖3為本實用新型後輪驅動結構圖；
[0014]圖4為本實用新型雷射傳感裝置運行狀態圖；
[0015]圖5為攝像頭傳感器識別黑線示意圖。
【具體實施方式】
[0016]實施例1
[0017]本實用新型涉及一種多傳感器智能循跡車模，結構如圖1和圖2所示，包括帶車輪的底盤機構及設置在底盤機構上的行走機構、主控制機構和傳感器機構，車輪包括前輪5和後輪I,後輪I的輪軸上卡裝有傳動齒輪12,行走機構包括後輪驅動機構和前輪轉向機構，後輪驅動機構包括接收信號的電機9和編碼器10電機9輸出軸上設置有電機齒輪13,編碼器10輸出軸上設置有編碼器齒輪11，電機齒輪13通過傳動齒輪12與編碼器齒輪11相連，傳動齒輪設置在後輪的輪軸上；
[0018]前輪轉向機構包括接收信號的舵機4，舵機4與前輪5的輪軸相連；
[0019]主控制機構包括接收和發送信號的主控制器和與主控制器通信連接的電機驅動機構2，主控制器包括主控制板8和設置於主控制板8上的主控制晶片14，主控制板8下固定有電池7，主控制晶片14的控制信號輸出埠與電機驅動機構2的輸入埠連接，電機驅動機構2的控制信號輸出埠分別與電機9和舵機4的控制埠連接；
[0020]傳感器機構包括設置在底盤機構上的雷射傳感器裝置18和設置在主控制機構上的攝像頭傳感器裝置3，雷射傳感裝置18和攝像頭傳感器裝置3傳送數據信號至主控制器。
[0021]車模運用舵機位置伺服原理實現轉向，其工作原理是:由主控制板8發出控制信號進入信號調製晶片，獲得直流偏置電壓。它內部有一個基準電路，產生周期為20ms，寬度為1.5ms的基準信號，將獲得的直流偏置電壓與電位器的電壓比較，獲得電壓差輸出。最後，電壓差的正負輸出到電機驅動晶片決定電機9的正反轉。這一過程實現了車模的精確轉向。
[0022]車模的行走機構如圖3，當車模前進時電機9正轉使電機齒輪13正轉，同時電機齒輪13帶動傳動齒輪12正轉，當車模後退時電機9使電機齒輪13反轉，同時電機齒輪13帶動傳動齒輪12反轉，並由編碼器10將採集道德車模前進和後退速度反饋給主控制板8。車模過彎時車速會因為前輪5轉向所產生的摩擦而降低，這時編碼器10會監測到車速低於設定值並反饋給主控制板8此信息，車模會因此而加速直到編碼器10監測到的車速與設定值一樣，這一過程解決了車模在過彎時的減速問題，降低了車模的過彎時間。
[0023]如圖4所示車模22的雷射傳感裝置運行狀態示意圖，圖示為雷射傳感器二 16和雷射傳感器三17檢測到了黑線19，表示車模正向行駛；當雷射傳感器一 15和雷射傳感器二 16或者雷射傳感器一 15檢測到黑線19時，表示車模要向左轉彎；當雷射傳感器三17和雷射傳感器四18或者雷射傳感器四18檢測到黑線19時，表示車模要向右轉彎。車模中的雷射傳感裝置6檢測黑線19所用檢測距離短，能使雷射傳感裝置6檢測速度快、精度高。這一過程實現了車模的精確行駛。雷射傳感器裝置18包括四組雷射傳感器。
[0024]圖5為經過二值化後攝像頭檢測機構3所看到的黑線19，「O」表示檢測到黑線19，「I」表示未檢測到。當「O」集中在中間列時，表示車模正向行駛，並不斷加速；當中間列的「 O 」往左偏時，電機9提前減速，車模向左轉彎；當中間列的「 O 」往右偏時，電機9提前減速，車模向右轉彎；當車模出彎時，攝像頭傳感器裝置3會提前檢測到，並加速出彎。這一過程說明了車模在各種情況下的速度變化，提高了車模的運行效率。
[0025]除上述實施例外，本實用新型還可以有其他實施方式，凡採用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本實用新型要求的保護範圍。
【權利要求】
1.一種多傳感器智能循跡車模，包括帶車輪的底盤機構及設置在底盤機構上的行走機構、主控制機構和傳感器機構，車輪包括前輪(5 )和後輪(I)，所述後輪(I)的輪軸上卡裝有傳動齒輪(12)，其特徵在於:所述行走機構包括後輪驅動機構和前輪轉向機構，所述後輪驅動機構包括接收信號的電機(9)和編碼器(10)，所述電機(9)輸出軸上設置有電機齒輪(13)，所述編碼器(10)輸出軸上設置有編碼器齒輪(11)，所述電機齒輪(13)通過傳動齒輪(12)與所述編碼器齒輪(11)相連，所述傳動齒輪設置在所述後輪的輪軸上； 所述前輪轉向機構包括接收信號的舵機(4)，所述舵機(4)與所述前輪(5)的輪軸相連； 所述主控制機構包括接收和發送信號的主控制器和與所述主控制器通信連接的電機驅動機構(2)，所述主控制器包括主控制板(8)和設置於所述主控制板(8)上的主控制晶片(14)，所述主控制晶片(14)的控制信號輸出埠與所述電機驅動機構(2)的輸入埠連接，所述電機驅動機構(2)的控制信號輸出埠分別與所述電機(9)和所述舵機(4)的控制埠連接； 所述傳感器機構包括設置在所述底盤機構上的雷射傳感器裝置(18)和設置在所述主控制機構上的攝像頭傳感器裝置(3)，所述雷射傳感裝置(18)和所述攝像頭傳感器裝置(3)傳送數據信號至所述主控制器。
2.根據權利要求書I所述一種多傳感器智能循跡車模，其特徵在於:所述雷射傳感器裝置(18)包括四組雷射傳感器。
3.根據權利要求書I所述一種多傳感器智能循跡車模，其特徵在於:所述主控制板(8)下固定有電池(7)。
【文檔編號】G01C21/34GK203376644SQ201320454412
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年7月26日 優先權日:2013年7月26日
【發明者】徐歡歡, 黃昊, 繆國鈞 申請人:南京工程學院