CN102320248A - 一种用于导游车的智能导游系统 - Google Patents

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季诺
陈龙虎
谷雪连
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University of Shanghai for Science and Technology
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Abstract

本发明公开了一种用于导游车的智能导游系统，包括主控制器，与其分别连接的CMOS摄像头、GPS车载定位器和电机驱动器，该电机驱动器的输出端与步进电机连接，还包括分别与主控制器和电机驱动器连接的Buck变换器及与该Buck变换器连接的太阳能模块。具有机器视觉和GPS导航功能的智能导游系统，在导盲、军事、勘探、抢险救灾中具有举足轻重的作用，实现一种游客自主旅游，智能车辅助导游的概念。

Description

一种用于导游车的智能导游系统
技术领域
本发明涉及电子信息应用技术领域，特别是涉及一种用于导游车的智能导游系统。 
背景技术
随着电子技术和计算机技术的发展，智能车有了长足的发展，其工作涉及面较广，在很多场合有不可替代的应用。但大多数智能车工作任务相对单一。 
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种用于导游车的智能导游系统，使小型智能车可实现多种工作任务。 
本发明的技术解决方案如下： 
一种用于导游车的智能导游系统，包括主控制器，该主控制器分别与CMOS摄像头、GPS车载定位器和电机驱动器连接，该电机驱动器的输出端与步进电机连接，其特征在于还包括分别与所述的主控制器、电机驱动器连接的Buck变换器及与该Buck变换器连接的太阳能模块。 
所述的太阳能模块包括依次连接的超级电容、锂电池和太阳能光伏板，该太阳能光伏板的输出端与所述的Buck变换器连接。 
与现有技术相比，本发明的技术效果如下： 
第一、利用太阳能作为动力能源。太阳能具有无污染、无噪音及维护简单的优点，在解决未来电动机车，飞行器，人造卫星等许多领域有着广泛的应用。但是以目前的科技水平，太阳能电池的发电效率还处于比较低的阶段，利用太阳能作为动力源之一，将太阳能光伏发 电和锂电池的配合应用，增强导游车的续航能力。 
第二、采用光电传感器中的CMOS摄像头作为检测装置，并通过相应的算法，使得导游车具有机器视觉，通过该视觉可方便地运算前进的路线，从而控制车辆的自动行驶勘探。 
第三，采用GPS车载定位器，导游车可以根据GPS发出指令进行转向，结合视觉避障可以实现无人驾驶。 
附图说明
图1是本发明用于导游车的智能导游系统的结构示意图。 
图2是本发明用于导游车的智能导游系统的流程图。 
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。 
请参阅图1，图1是本发明用于导游车的智能导游系统图。如图所示，一种用于导游车的智能导游系统，包括主控制器3，该主控制器3分别与CMOS摄像头1、GPS车载定位器2和电机驱动器4连接，该电机驱动器4的输出端与步进电机5连接，其特征在于还包括分别与所述的主控制器3、电机驱动器4连接的Buck变换器6及与该Buck变换器6连接的太阳能装置。所述的太阳能装置包括依次连接的超级电容9、锂电池8和太阳能光伏板7，该太阳能光伏板7的输出端与所述的Buck变换器6连接。 
导航与避障： 
导航部分采用彩色CMOS摄像头1对前方的障碍物进行搜索，将CMOS摄像头1传入的信号进行透视变换，透视变换后得到垂直于地面的图，这时把变换后的图像进行颜色处理。通过判断颜色得到障碍物的具体位置，并运用相应的蔽障算法得到比较合适的运行路线绕过障碍物。 
具体是将经过透视变换后的图像颜色值的YUV信号转化为RGB信号，再分别把三值颜色信号在门限值内进行判断，如果判断后的值都满足判定条件，就认为这个点符合障碍物的像素，当检测完所有符合条件的点后，就可以通过导游车运行的算法判断出障碍物相对于导游车的位置，从而计算出合适的行驶路线避开障碍物。 
子系统的工作流程为：启动自动导航功能，判断检测光照是否正常。检测结束后，主控制器3通过GPIO口和电源模块，控制导游车运行。驱动CMOS摄像头1产生视频信号，采用色彩判断方法处理图像数据，首先确定目的地，然后判别前方路径范围内是否有障碍物，并进行锁定。当靠近到障碍物一定距离时，通过COMS摄像头得到的图像信号和一定的算法，主控芯片控制导游车两个轮子转速差，计算出前进的蔽障路线。然后，继续前进。 
控制导游车蔽障算法： 
导游车主控芯片得到CMOS摄像头传来的信号，进行颜色检测，从而找到障碍物并对其锁定。靠近障碍物后，再计算出障碍物离中心线的位置，从而计算出运行路线。具体做法如下： 
首先，通过CMOS摄像头得到信号，获得图像的边界位置，并将其与摄像头中心位置做差。 
假设导游车得到CMOS传感器的图像，此时A点为障碍物的边界点，黑线为导游车的中心线，通过计算A点和中心线之间的距离D，将D值通过一定的PID运算转换为PWM控制信号，控制导游车的两车轮转速差，实现绕过障碍物行驶的功能。此时的位置应控制导游车向左转绕开障碍物。 
太阳能电源模块： 
电源模块将太阳能光伏板和锂电池串联后，末端接入一个Buck变换器，使输出电压稳定。 
GPS车载定位器： 
使用任何一款国产车载GPS，语音提示简单，便于将语音指令传 送给主控制器。GPS能够进行卫星定位、路径规划，以及清晰、准确随时真人语音导航，快速目的地检索：七种方式快速检索并确定目的地可以计划您的出行，定义多个中转点或者回避点到达目的地上百万的兴趣点可供查询，如加油站、超市、银行等等。内置电子地图：支持各种地图安装，全国1500多个城市电子地图。 
改造时，将接喇叭的I/O引出接单片机，让单片机转换成STM32能够识别数字信号，通过查表法，找出对应的方向指令，再传送给STM32。 
经实验表明，本发明用于导游车的智能导游系统，具有机器视觉和GPS导航功能，在导盲、军事、勘探、抢险救灾中具有举足轻重的作用，游客自主旅游，智能车辅助导游的概念。 

Claims (2)

1.一种用于导游车的智能导游系统，包括主控制器（3），该主控制器（3）分别与CMOS摄像头（1）、GPS车载定位器（2）和电机驱动器（4）连接，该电机驱动器（4）的输出端与步进电机（5）连接，其特征在于还包括分别与所述的主控制器（3）、电机驱动器（4）连接的Buck变换器（6）及与该Buck变换器（6）连接的太阳能模块。
2.根据权利要求1所述的用于导游车的智能导游系统，其特征在于所述的太阳能模块包括依次连接的超级电容（9）、锂电池（8）和太阳能光伏板（7），该太阳能光伏板（7）的输出端与所述的Buck变换器（6）连接。
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