CN105629978A - 智能小车及其控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种智能小车的控制系统，包括控制装置和轨迹检测装置；控制装置与轨迹检测装置连接；轨迹检测装置用于检测智能小车与预设轨迹之间的位置关系；控制装置用于根据智能小车与预设轨迹之间的位置关系，调整智能小车的电机的工作情况，以使得智能小车与预设轨迹之间的位置关系满足预设要求。上述智能小车的控制系统，能够控制智能小车根据预设轨迹智能行走。本发明还公开一种智能小车。
Description
技术领域
本发明涉及智能控制领域，尤其涉及一种智能小车及其控制系统。
背景技术
传统的智能玩具车在行走时，通常需要用户实时对其进行遥控，或需要固定的运行轨道才能正常行走。在没有用户实时对其进行遥控或没有固定的运行轨道供其行走的情况下，传统的智能玩具车还不能自动循迹行走。
发明内容
基于此，有必要提供一种能够自动循迹行走的智能小车及其控制系统。
一种智能小车的控制系统，包括控制装置和轨迹检测装置；所述控制装置与所述轨迹检测装置连接；
所述轨迹检测装置用于检测所述智能小车与预设轨迹之间的位置关系；
所述控制装置用于根据所述智能小车与预设轨迹之间的位置关系，调整所述智能小车的电机的工作情况，以使得所述智能小车与预设轨迹之间的位置关系满足预设要求。
在其中一个实施例中，还包括信息讲解装置；所述信息讲解装置与所述控制装置连接；
所述轨迹检测装置还用于在检测到所述智能小车达到预设位置时，向所述控制装置发送与所述预设位置对应的信息讲解信号；
所述控制装置还用于获取与所述信息讲解信号对应的讲解信息，并通过所述信息讲解装置进行播放。
在其中一个实施例中，所述控制装置包括存储模块；所述存储模块用于存储所述讲解信息；
其中，所述讲解信息为一条以上。
在其中一个实施例中，所述存储模块为Flash存储器。
在其中一个实施例中，所述信息讲解装置包括功放芯片和喇叭；所述功放芯片的输入端与所述控制装置连接，所述功放芯片的输出端与所述喇叭连接。
在其中一个实施例中，所述控制装置包括单片机；所述单片机包括PWM模块、ADC模块、DAC模块和spi模块；
所述PWM模块与所述智能小车的电机连接，所述ADC模块与所述轨迹检测装置连接，所述spi模块与所述存储模块连接，所述DAC模块与所述信息讲解装置连接。
在其中一个实施例中，所述轨迹检测装置包括一个以上的红外发送/接收一体管。
一种智能小车，包括上述任意一种智能小车的控制系统。
在其中一个实施例中，所述智能小车的预设轨迹为设置在基底上的轨迹线，且所述基底的灰阶亮度与所述轨迹线的灰阶亮度具有预设差值。
在其中一个实施例中，所述轨迹线在预设位置设置有条码，所述条码包括多条相互间隔的条码线，所述条码线与所述轨迹线垂直；
所述智能小车的控制系统的轨迹检测装置，检测所述条码中各条条码线，生成信息讲解信号；所述信息讲解信号中包括所述轨迹检测装置检测到的相邻两条条码线的时间间隔；
所述控制装置将所述信息讲解信号转换为二进制码，根据所述二进制码获取对应的讲解信息，并通过所述信息讲解装置进行播放。
上述智能小车及其控制系统，轨迹检测装置检测智能小车与预设轨迹之间的位置关系，控制装置根据智能小车与预设轨迹之间的位置关系，调整智能小车的电机的工作情况，以使得智能小车与预设轨迹之间的位置关系满足预设要求，从而能够控制智能小车根据预设轨迹智能行走。进一步的，上述智能小车的控制系统还能控制智能小车在达到预设地点时进行相关信息的讲解，实用价值大。
附图说明
图1为本发明智能小车的控制系统一个实施例的结构示意图；
图2为本发明智能小车一个实施例中的预设轨迹及条码示意图；
图3为本发明智能小车另一个实施例中的预设轨迹及条码示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明智能小车及其控制系统的具体实施方式进行说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参见图1，一个实施例中，智能小车的控制系统可以包括控制装置200和轨迹检测装置100。具体的，控制装置200和轨迹检测装置100相连接。轨迹检测装置100用于检测智能小车与预设轨迹之间的位置关系。控制装置200用于根据智能小车与预设轨迹之间的位置关系，调整智能小车的电机400的工作情况，以调整智能小车的运动方向，使得智能小车与预设轨迹之间的位置关系满足预设要求，最终达到使智能小车沿预设轨迹运行的效果。
进一步的，参见图1，智能小车的控制系统还可以包括信息讲解装置300。信息讲解装置300与控制装置200连接。轨迹检测装置100在检测到所述智能小车达到预设位置时，向控制装置200发送与预设位置对应的信息讲解信号。控制装置200获取与该信息讲解信号对应的讲解信息，并通过信息讲解装置300进行播放。
本实施例中，讲解信息可以为地理位置信息和/或动植物信息等。其中，讲解信息可以预存在控制装置200中。具体的，参见图1，控制装置200可以包括单片机210和存储模块220。讲解信息可以预存在存储模块220中。讲解信息为一条以上。一个预设位置可以对应一条讲解信息。单片机210根据信息讲解信号从存储模块220中获取对应的讲解信息，通过信息讲解装置300进行播放讲解。一个实施例中，存储模块220可以为Flash存储器，即闪存存储器。闪存存储器具有数据传输速度较快、体积较小和散热较少等优点，且成本也不高。
一个实施例中，单片机210可以包括ADC(AnalogtoDigitalConverter，模拟数字转换)模块、PWM(PulseWidthModulation，脉宽调制)模块、DAC(DigitaltoAnalogConverter，数字模拟转换)模块和spi(SerialPeripheralInterface，串行外设接口)模块。其中，ADC模块与轨迹检测装置100连接，用于接收轨迹检测装置100检测到的智能小车与预设轨迹之间的位置关系，并转换为数字信号。PWM模块与智能小车的电机连接，用于根据智能小车与预设轨迹之间的位置关系控制智能小车的电机的工作情况，以使得智能小车与预设轨迹之间的位置关系满足预设要求。spi模块与存储模块220连接，用于获取存储模块220中的讲解信息。DAC模块与信息讲解装置300连接，用于将讲解信息转换成模拟信号，并发送至信息讲解装置300进行播放讲解。
作为一种可实施方式，信息讲解装置300可以包括功放芯片310和喇叭320。其中，功放芯片310的输入端与控制装置200连接，功放芯片310的输出端与喇叭320连接。具体的，功放芯片310的输入端可以与单片机210的DAC模块连接，将DAC模块发送来的数字信号进行放大后，通过喇叭320播放。
作为一种可实施方式，轨迹检测装置100可以为一个以上的红外发送/接收一体管。预设轨迹可以为设置在基底上的轨迹线。基底的灰阶亮度与轨迹线的灰阶亮度具有预设差值。具体的，预设轨迹可以为设置在白色基底上的黑色轨迹线。该黑色轨迹线具有一定的宽度。控制装置200根据各个红外发送/接收一体管与预设轨迹之间的左右位置关系，调整智能小车的电机的工作情况。其中，左右是以智能小车沿预设轨迹的行走方向为描述基准的。
以下通过一个具体实例对上述智能小车的控制系统进行详细说明。
本实施例中，轨迹检测装置100可以包括5个红外发送/接收一体管，但并不限于5个红外发送/接收一体管。按照智能小车行进的方向，5个红外发送/接收一体管由左至右依次为红外发送/接收一体管1、红外发送/接收一体管2、红外发送/接收一体管3、红外发送/接收一体管4和红外发送/接收一体管5。对应的，单片机210的ADC模块需要具有至少5路ADC引脚。每个红外发送/接收一体管对应一路ADC引脚。
智能小车的工作过程为：
首先，各个红外发送/接收一体管检测与黑色轨迹线的位置关系信号，并发送给ADC模块。
然后，ADC模块将该位置关系信号转换为数字信号，单片机210根据该数字信号判断智能小车与预设轨迹的位置关系，并通过PWM模块控制智能小车的电机。
例如，当红外发送/接收一体管1或者红外发送/接收一体管2位于黑色轨迹线位置时，其它的红外发送/接收一体管都会偏离出黑色轨迹线。此时，智能小车相对于预设轨迹偏右，PWM模块可以控制智能小车的右边电机和左边电机的工作情况，从而实现智能小车进行左转。当红外发送/接收一体管5或者红外发送/接收一体管4位于黑色轨迹线位置时，其它的红外发送/接收一体管都偏离出黑色轨迹线。此时，智能小车相对于预设轨迹偏左，PWM模块控制智能小车的右边电机和左边电机的工作情况，从而实现智能小车进行右转。
进一步的，当只有红外发送/接收一体管1在黑色轨迹线位置的时候，记录智能小车处于偏右状态。当只有红外发送/接收一体管5在黑色轨迹线位置的时候，记录智能小车处于偏左状态。且偏左状态和偏右状态只有在红外发送/接收一体管2、红外发送/接收一体管3和红外发送/接收一体管4中至少一个红外发送/接收一体管处于黑色轨迹线位置的时候才会清除。基于上述设定，当五个红外发送/接收一体管都处于白色基底位置的时候，如果记录有智能小车处于偏左状态，就控制智能小车右转；如果记录有智能小车处于偏右状态，就控制智能小车左转。这样就现实了小车按照固定规则行走的功能了。上述过程实现了智能小车按照预设轨迹行走。
最后，在红外发送/接收一体管检测到智能小车达到预设位置时，向ADC模块发送与预设位置对应的信息讲解信号，单片机210获取与信息讲解信号对应的讲解信息，通过信息讲解装置300进行播放。
参见图2和图3，预设轨迹中的轨迹线在预设位置处设置有条码，箭头所指方向为智能小车的行走方向。该条码包括多条相互间隔的条码线，条码线与轨迹线垂直。轨迹检测装置100检测条码中各条条码线，生成信息讲解信号。信息讲解信号中包括轨迹检测装置100检测到的相邻两条条码线的时间间隔。控制装置将信息讲解信号转换为二进制码，根据二进制码获取对应的讲解信息，并通过信息讲解装置300进行播放。
具体的，红外发送/接收一体管检测到条码中的黑色条码线，生成信息讲解信号。ADC模块将信息讲解信号转换解析成二进制码。例如，两条黑色条码线之间的时间间隔小于预设值时，可以对应二进制码0；两条黑色条码线之间的时间间隔大于预设值时，可以对应二进制码1。图2中，ADC模块将信息讲解信号转换成“00100”。图3中，ADC模块将信息讲解信号转换成“00010”。其中，不同的二进制码对应不同的讲解信息。本实施例中，单片机210还包括计时模块，具体可以为定时器，用于记录两条黑色条码线之间的时间间隔。
讲解信息可以根据具体需要进行设置。例如，二进制码00100可以对应故宫，对应的讲解信息可以为故宫的相关信息。二进制码00010可以对应长城，对应的讲解信息可以为长城的相关信息。当然，二进制码还可以对应其他信息，例如动植物品种等。智能小车的控制系统还可以在信息讲解装置300进行播放讲解时，控制智能小车停止行走。
上述智能小车的控制系统，轨迹检测装置检测智能小车与预设轨迹之间的位置关系，控制装置根据智能小车与预设轨迹之间的位置关系，调整智能小车的电机的工作情况，以使得智能小车与预设轨迹之间的位置关系满足预设要求，从而能够控制智能小车循迹行走，且还能在达到预设地点时进行相关信息的讲解，实用价值大。
一个实施例中，智能小车可以包括上述任意一种智能小车的控制系统，且具有上述智能小车的控制系统所具有的优点。其中，上述智能小车可以用于儿童玩具或景点讲解等方面。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种智能小车的控制系统，其特征在于，包括控制装置和轨迹检测装置；所述控制装置与所述轨迹检测装置连接；
所述轨迹检测装置用于检测所述智能小车与预设轨迹之间的位置关系；
所述控制装置用于根据所述智能小车与预设轨迹之间的位置关系，调整所述智能小车的电机的工作情况，以使得所述智能小车与预设轨迹之间的位置关系满足预设要求。
2.根据权利要求1所述的智能小车的控制系统，其特征在于，还包括信息讲解装置；所述信息讲解装置与所述控制装置连接；
所述轨迹检测装置还用于在检测到所述智能小车达到预设位置时，向所述控制装置发送与所述预设位置对应的信息讲解信号；
所述控制装置还用于获取与所述信息讲解信号对应的讲解信息，并通过所述信息讲解装置进行播放。
3.根据权利要求2所述的智能小车的控制系统，其特征在于，所述控制装置包括存储模块；所述存储模块用于存储所述讲解信息；
其中，所述讲解信息为一条以上。
4.根据权利要求3所述的智能小车的控制系统，其特征在于，所述存储模块为Flash存储器。
5.根据权利要求2所述的智能小车的控制系统，其特征在于，所述信息讲解装置包括功放芯片和喇叭；所述功放芯片的输入端与所述控制装置连接，所述功放芯片的输出端与所述喇叭连接。
6.根据权利要求3所述的智能小车的控制系统，其特征在于，所述控制装置包括单片机；所述单片机包括PWM模块、ADC模块、DAC模块和spi模块；
所述PWM模块与所述智能小车的电机连接，所述ADC模块与所述轨迹检测装置连接，所述spi模块与所述存储模块连接，所述DAC模块与所述信息讲解装置连接。
7.根据权利要求1至6任意一项所述的智能小车的控制系统，其特征在于，所述轨迹检测装置包括一个以上的红外发送/接收一体管；
所述控制装置根据各个所述红外发送/接收一体管与所述预设轨迹之间的左右位置关系，调整所述智能小车的电机的工作情况；
其中，所述左右以所述智能小车沿所述预设轨迹的行走方向为描述基准。
8.一种智能小车，其特征在于，包括权利要求1至7任意一项所述的智能小车的控制系统。
9.根据权利要求8所述的智能小车，其特征在于，所述智能小车的预设轨迹为设置在基底上的轨迹线，且所述基底的灰阶亮度与所述轨迹线的灰阶亮度具有预设差值。
10.根据权利要求9所述的智能小车，其特征在于，所述轨迹线在预设位置设置有条码，所述条码包括多条相互间隔的条码线，所述条码线与所述轨迹线垂直；
所述智能小车的控制系统的轨迹检测装置，检测所述条码中各条条码线，生成信息讲解信号；所述信息讲解信号中包括所述轨迹检测装置检测到的相邻两条条码线的时间间隔；
所述控制装置将所述信息讲解信号转换为二进制码，根据所述二进制码获取对应的讲解信息，并通过所述信息讲解装置进行播放。
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