CN103500527A - 用于智能交通硬件在线仿真系统的缩微智能车架构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于智能交通硬件在线仿真系统的缩微智能车架构，其特征是：包括车模底盘、控制模块、传感器模块、无线通讯模块和电源模块，所述依次连接的控制模块、对道路环境的传感装置、无线通讯模块和电源模块置于车模底盘内，所述控制模块通过C#以及Halcon图像处理，具备环境感知、模式识别和规划决策的能力。有益效果：本发明较现有技术相比，采用与实车相似的原理，在实车上的可移植性强。缩微智能车是进行智能交通研究的在线仿真实体的关键元素，可以完成智能交通硬件在线仿真系统的全部实验，既在一定程度上实践了车联网技术对未来智能交通的影响，又借助于车联网技术对智能车群的多车交互协同的研究进行新的探索。
Description
技术领域
本发明属于智能车模型，尤其涉及一种用于智能交通硬件在线仿真系统的缩微智能车架构。
背景技术
日益增长的汽车数量与有限道路运输之间的矛盾、消费者与日俱增信息服务的需求与传统汽车封闭信息之间的矛盾、中国大城市“交通拥堵”的矛盾刺激了人们寻求以车联网为依托的智能交通技术来解决这些问题。
为了应对诸多交通难题，世界各国在智能车辆的研究方面也进入了加速发展阶段。目前，我国针对智能车的研究尚处于实验室阶段。将智能车置于正常的交通流中，让其服从交通规则、适应周边环境、与邻近车辆的进行交互行为，并做出适当决策是智能车驶上道路的先决条件，而当前研究的现状还与其相距甚远。针对这一难题，国内有科研机构开始着手多车交互协同技术的相关研究，旨在解决智能车视听觉信息识别中的注意力机制、多车交互协同中多源异构交互信息的融合、多车交互机制设计与行为决策等问题。
目前，国内对智能交通、车联网及多车交互协同等技术的研究多是进行软件仿真，还没有智能交通硬件在线仿真系统。我们现在主要利用缩微道路环境来进行研究试验。缩微道路环境是在缩微尺度下研究智能驾驶与智能交通不可或缺的载体，缩微道路环境设计遵循“场景可重构、现场可交互、试验可评估、异地可观看”的原则，如果能够对典型的地理区域、道路环境和特定时段，通过半实物仿真和虚拟现实技术，可以发现城市、城际交通车辆的数量、类型、分布、动力学行为和道路拥挤程度的关系，是当前智能驾驶硬件的关键问题之一。其中，缩微智能车是对智能车的仿真，是集控制、通信、网络、人工智能等技术于一体。面对智能车辆、车联网等高新技术快速发展背景，亟待研发一种缩微智能车，它将涉及诸多前沿性学科领域，如智能驾驶、智能交通、群体智能、多车交互协同、智能车车联网等。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术的不足，提供一种用于智能交通硬件在线仿真系统的缩微智能车架构，与车联网技术相结合，既在一定程度上实践了车联网技术对未来智能交通的影响，又借助于车联网技术对智能车群的多车交互协同的研究，进行智能交通研究的在线仿真。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种用于智能交通硬件在线仿真系统的缩微智能车架构，其特征是：包括车模底盘、控制模块、传感器模块、无线通讯模块和电源模块，所述依次连接的控制模块、对道路环境的传感装置、无线通讯模块和电源模块置于车模底盘内，所述控制模块通过C#以及Halcon图像处理，具备环境感知、模式识别和规划决策的能力。
所述控制模块包括中央处理系统及分别与其连接的传感器模块、舵机驱动模块、电机驱动模块、无线通讯模块和人机接口模块，所述舵机驱动模块与伺服舵机连接，所述电机驱动模块与直流电机连接。
所述中央处理系统包括核心控制模块和主控板控制模块。
所述传感器模块包括摄像头、红外光电管、超声波传感器、道路位置感应装置以及雷达，所述摄像头对车道线以及交通标志进行识别；所述红外光电管、超声波传感器以及雷达用于对道路障碍以及周围车辆的判定，所述道路位置感应装置是对缩微智能车当前所处的位置进行判定，所述传感器模块检测各种道路环境信息，并将采集的信息发送给中央处理系统。
所述缩微智能车与实际车型的缩小比例为1：10。
所述无线通信网由无线路由器和无线网卡收发设备搭建而成的Wi-Fi无线通信网。
所述供电模块分成7.2V和12V两路供电，其中AVR核心控制模块及电机、舵机、超声波、光电管采用7.2V供电；AMD G-T56N APU主控板控制模块及摄影头、雷达、无线通讯模块采用12V供电。
有益效果：本发明较现有技术相比，采用与实车相似的原理，在实车上的可移植性强。缩微智能车是进行智能交通研究的在线仿真实体的关键元素，可以完成智能交通硬件在线仿真系统的全部实验，既在一定程度上实践了车联网技术对未来智能交通的影响，又借助于车联网技术对智能车群的多车交互协同的研究进行新的探索。
附图说明
图1是缩微智能车整体连接原理框图；
图2是本发明的工作原理框图；
图3是缩微智能车控制模块连接框图；
图4是电源模块连接框图；
图5是缩微智能车软件框架流程图。
具体实施方式
下面结合较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。
实施例
缩微智能车是一款在道路环境中完全感知环境自身所处的道路环境，并做出自主规划的仿真实体。缩微智能车通过雷达数据采集程序、摄像头数据采集程序、超声波传感器数据采集程序、以及AVR核心控制模块程序发送给主控程序，主控程序汇总当前缩微智能车的道路位置、以及感应到的道路环境信息，结合当前智能车的行驶状态，做出决策规划，结合当前缩微智能车所处的行驶模式，下一时刻缩微智能车的行驶模式，并将速度信息，转向信息发送到AVR核心控制模块，AVR核心控制模块程序对缩微智能车进行反馈控制。其中AVR核心控制模块程序感应到的信息由红外光电管感应到的障碍信息、道路位置感应信息、以及电机调速器反馈的速度信息。
详见附图1-3，本发明提供了一种用于智能交通硬件在线仿真系统的缩微智能车架构架构，包括车模底盘、控制模块、传感器模块、无线通讯模块和电源模块，所述依次连接的控制模块、对道路环境的传感器模块、无线通讯模块和电源模块置于车模底盘内，所述控制模块通过C#以及Halcon图像处理，具备环境感知、模式识别和规划决策的能力。所述控制模块包括中央处理系统及分别与其连接的传感器模块、舵机驱动模块、电机驱动模块、无线通讯模块、人机接口模块和电源模块，所述舵机驱动模块与伺服舵机连接，所述电机驱动模块与直流电机连接。所述中央处理系统包括AVR核心控制模块和AMD G-T56N APU主控板控制模块。所述传感器模块包括两个摄像头，红外光电管，超声波传感器以及雷达，所述摄像头对车道线以及交通标志识别；所述红外光电管、超声波传感器以及雷达对道路障碍以及周围车辆的判定，所述道路位置感应装置是对缩微智能车当前所处的位置进行判定，所述传感器模块检测各种道路环境信息，并将采集的信息发送给中央处理系统。车模的底盘是On-Road最新款的经典漂移车Toyota Levin AE86，其仿真度高达90%以上，对真车的长、宽、高以及更多细节的忠实缩小（1：10），更加真实的模拟实车效果。所述无线通信网由无线路由器和无线网卡收发设备搭建而成的Wi-Fi无线通信网。所述电源模块分成7.2V和12V两路供电，其中AVR核心控制模块及电机、舵机、超声波、光电管采用7.2V供电；AMD G-T56N APU主控板控制模块及摄影头、雷达、无线通讯模块采用12V供电。
智能汽车系统通过视觉传感器来检测各种道路环境信息，并将采集的信息发送给中央处理系统。通过电调及传感器等的反馈将车体的行驶速度、加速度及行驶路况等信息传送给主控模块。同时，根据当前所取得的车体行驶信息和路面环境状况信息，经处理器经运算分析处理做出相应决策，并通过PWM信号控制直流电机和舵机进行相应动作，从而实现车体的转向控制和速度控制；
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。
Claims (7)
1.一种用于智能交通硬件在线仿真系统的缩微智能车架构，其特征是：包括车模底盘、控制模块、传感器模块、无线通讯模块和电源模块，所述依次连接的控制模块、传感器模块、无线通讯模块和电源模块置于车模底盘内，所述控制模块通过C#以及Halcon图像处理等软件，具备环境感知、模式识别和规划决策的能力。
2.根据权利要求1所述的用于智能交通硬件在线仿真系统的缩微智能车架构，其特征是：所述控制模块包括中央处理系统及分别与其连接的传感器模块、舵机驱动模块、电机驱动模块、无线通讯模块和人机接口模块，所述舵机驱动模块与伺服舵机连接，所述电机驱动模块与直流电机连接。
3.根据权利要求1或2所述的用于智能交通硬件在线仿真系统的缩微智能车架构，其特征是：所述中央处理系统包括核心控制模块和主控板控制模块。
4.根据权利要求3所述的用于智能交通硬件在线仿真系统的缩微智能车架构，其特征是：所述传感器模块包括摄像头、红外光电管、超声波传感器、道路位置感应装置以及雷达，所述摄像头对车道线以及交通标志进行识别；所述红外光电管、超声波传感器以及雷达用于对道路障碍以及周围车辆的判定，所述道路位置感应装置是对缩微智能车当前所处的位置进行判定，所述传感器模块检测各种道路环境信息，并将采集的信息发送给中央处理系统。
5.根据权利要求4所述的用于智能交通硬件在线仿真系统的缩微智能车架构，其特征是：所述缩微智能车与实际车型的缩小比例为1：10。
6.根据权利要求5所述的用于智能交通硬件在线仿真系统的缩微智能车架构，其特征是：所述无线通信模块是由无线路由器和无线网卡收发设备搭建而成的Wi-Fi无线通信网。
7.根据权利要求6所述的用于智能交通硬件在线仿真系统的缩微智能车架构，其特征是：所述电源模块分成7.2V和12V两路供电，其中核心控制模块及电机、舵机、超声波传感器、红外光电管采用7.2V供电；主控板控制模块及摄像头、雷达、无线通讯模块采用12V供电。
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