CN109871023A - 体感遥控小车设备控制系统 - Google Patents

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CN109871023A CN201910235482.1A CN201910235482A CN109871023A CN 109871023 A CN109871023 A CN 109871023A CN 201910235482 A CN201910235482 A CN 201910235482A CN 109871023 A CN109871023 A CN 109871023A
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祝加雄
蒋强
常峰
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Leshan Normal University
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Abstract

本发明涉及一种体感遥控小车设备控制系统，包括：遥控设备、小车设备，遥控设备根据按键信号输出不同的不同控制指令，采集到启动信号后，遥控单片机开始采集姿态检测传感器模块的加速度和角速度数据，生成相应的遥控控制数据和遥控控制命令，并将遥控控制数据和遥控控制命令通过第一无线模块发送到小车设备的第二无线模块；小车单片机周期读取超声波模块的数值加以运算得到防撞避障的控制数据，同时循环获取第二无线模块接收的数据，然后解析控控制数据和遥控控制命令来控制小车设备的运行轨迹。

Description

体感遥控小车设备控制系统
技术领域
本发明具体涉及一种体感遥控小车设备控制系统。
背景技术
社会在随着科技的进步而进步，科技的进步也在潜移默化的改变着人们的生活。许多人性化设计的作品可以很容易地为人们解决自己无法完成的一些工作。体感遥控小车设备在一些特殊的环境下，例如地震后的搜救现场，有许多小空间或黑暗空间，人不能进入，只有用一些特殊工具代替人进入现场进行勘测情况以及物资运送任务。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种可操作性强、控制方便的的体感遥控小车设备控制系统。
本发明体感遥控小车设备控制系统，1、一种体感遥控小车设备控制系统，其特征在于，包括：遥控设备和小车设备；
所述遥控设备包括：遥控单片机，与所述遥控单片机电连接的姿态检测传感器模块、按键模块、TFT液晶显示屏、第一无线模块以及为遥控设备供电的第一电源模块；
所述小车设备包括：小车单片机，与所述小车单片机电连接的超声波模块、舵机模块、电机驱动模块、第二无线模块以及为小车设备供电的第二电源模块；
所述遥控设备的所述遥控单片机循环获取按键模块输出的按键信号，根据所述按键信号输出不同的不同控制指令，所述按键信号包括：启动、停止、采集参数，其中，采集到启动信号后，遥控单片机开始采集所述姿态检测传感器模块的加速度和角速度数据，生成相应的遥控控制数据和遥控控制命令，并将所述的遥控控制数据和遥控控制命令通过第一无线模块发送到小车设备的第二无线模块；采集到采集参数信号后，所述TFT液晶显示屏显示用户信息以及所述遥控设备和/或所述小车设备的设备参数；
所述小车单片机周期读取所述超声波模块的数值加以运算得到防撞避障的控制数据，同时循环获取第二无线模块接收的数据，然后解析所述的遥控控制数据和遥控控制命令来控制小车设备的运行轨迹。
进一步地，所述的第一无线模块、第二无线模块均为CC2500无线模块。
进一步地，采用互补数字滤波算法对加速度计和陀螺仪姿态传感器输出的采集数据进行数据矫正，所述互补数字滤波算法包括：给加速度计和陀螺仪姿态传感器输出的采集数据不同的权重加权然后求和，用陀螺仪得到的角度作为最优值，根据加速度的采样周期平均得到陀螺仪的修正数值。
借由上述方案，本发明体感遥控小车设备控制系统至少具有以下优点：
本发明采用角度传感器来检测遥控设备的姿态来控制小车设备的运行轨迹，这一技术也可能改变未来的汽车驾驶方式，为四肢有障碍的人士提供驾驶汽车的可能性；该体感遥控小车设备控制系统以MC9S12XS128单片机为控制核心，以MPU6050姿态检测传感器模块获得遥控设备的姿态数据，以CC2500无线模块主导数据传输的实现，并加入超声波模块达到控制系统的安全智能化。该系统能够完成用单片机对姿态传感器的数据采集和姿态结算、用无线模块将控制数据远程发送到小车设备端达到控制小车设备运行轨迹、用小车设备前端的超声波模块达到测距和防撞等功能。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1本发明体感遥控小车设备控制系统的遥控设备电路框图；
图2本发明体感遥控小车设备控制系统的小车设备电路框图；
图3本发明体感遥控小车设备控制系统的遥控设备流程图；
图4本发明体感遥控小车设备控制系统的小车设备端流程图；
图5本发明体感遥控小车设备控制系统的数字滤波算法程序流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明取缔了传统的机械旋钮式的按钮控制方向而采用了角度传感器来检测遥控设备的姿态来控制小车设备的运行轨迹，省去了传统遥控小车设备的繁琐操作过程，这一技术也可能改变未来的汽车驾驶方式，也为四肢有障碍的人士提供驾驶汽车的可能性。
实施例1
如图1至5所示，本实施例体感遥控小车设备控制系统，包括：遥控设备和小车设备；
所述遥控设备包括：遥控单片机，与所述遥控单片机电连接的姿态检测传感器模块、按键模块、TFT液晶显示屏、第一无线模块以及为遥控设备供电的第一电源模块；
所述小车设备包括：小车单片机，与所述小车单片机电连接的超声波模块、舵机模块、电机驱动模块、第二无线模块以及为小车设备供电的第二电源模块；
所述遥控设备的所述遥控单片机循环获取按键模块输出的按键信号，根据所述按键信号输出不同的不同控制指令，所述按键信号包括：启动、停止、采集参数，其中，采集到启动信号后，遥控单片机开始采集所述姿态检测传感器模块的加速度和角速度数据，生成相应的遥控控制数据和遥控控制命令，并将所述的遥控控制数据和遥控控制命令通过第一无线模块发送到小车设备的第二无线模块；采集到采集参数信号后，所述TFT液晶显示屏显示用户信息以及所述遥控设备和/或所述小车设备的设备参数；
所述小车单片机周期读取所述超声波模块的数值加以运算得到防撞避障的控制数据，同时循环获取第二无线模块接收的数据，然后解析所述的遥控控制数据和遥控控制命令来控制小车设备的运行轨迹。
本实施例，以MPU6050姿态检测传感器模块获得遥控设备的姿态数据，以 CC2500无线模块主导数据传输的实现，并加入超声波模块达到控制系统的安全智能化；用单片机对姿态传感器的数据采集和姿态结算、用无线模块将控制数据远程发送到小车设备端达到控制小车设备运行轨迹、用小车设备前端的超声波模块达到测距和防撞功能。
本实施例，采用角度传感器来检测遥控设备的姿态来控制小车设备的运行轨迹，这一技术也可能改变未来的汽车驾驶方式，为四肢有障碍的人士提供驾驶汽车的可能性；该体感遥控小车设备控制系统以MC9S12XS128单片机为控制核心，以MPU6050姿态检测传感器模块获得遥控设备的姿态数据，以CC2500无线模块主导数据传输的实现，并加入超声波模块达到控制系统的安全智能化。该系统能够完成用单片机对姿态传感器的数据采集和姿态结算、用无线模块将控制数据远程发送到小车设备端达到控制小车设备运行轨迹、用小车设备前端的超声波模块达到测距和防撞等功能。
本实施例，采用飞思卡尔半导体公司的MC9S12XS128单片机作为该设计的控制核心，通过TFT液晶显示个人信息及小车设备最大行驶速度等，小车设备端的最大行驶速度通过按键开关设置，而小车设备的前进后退及左右转向的控制数据我们则采用MPU6050运动传感器得到，最后采用CC2500无线模块将控制数据发送到小车设备端，由小车设备端主控芯片解析控制命令来控制小车设备的运行轨迹，并且在小车设备端加入了超声波模块以达到防撞避障的功能。
本发明遥控设备上采用的加速度计和陀螺仪姿态传感器在静态下的数据较为稳定的，可以直接用作控制数据。但是我们在操作遥控设备的时候不可能做到绝对的静止，在运动状态下的时候我们就要引入一些算法来弥补这些误差，陀螺仪的数值隔一段时间后会有积分误差的累加，会造成输出误差比较大，甚至达到无法使用的情况。而本系统中采用算法就是依照它们的特征扬长避短而进行姿态结算，每过一个周期就用加速度计数值去校准一下陀螺仪的积分数值。互补滤波算法的作用就是在短时间内用陀螺仪得到的角度作为最优值，根据加速度的采样周期平均得到陀螺仪的修正数值。短时间内，陀螺仪的数据更准确，它是占主导地位的；而长时间的时候加速度计瞬时值更加准确，在这个时候加大它的比重，互补滤波实质就是给他们不同的权重加权然后求和。从而构成互补数字滤波算法。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种体感遥控小车设备控制系统，其特征在于，包括：遥控设备和小车设备；
所述遥控设备包括：遥控单片机，与所述遥控单片机电连接的姿态检测传感器模块、按键模块、TFT液晶显示屏、第一无线模块以及为遥控设备供电的第一电源模块；
所述小车设备包括：小车单片机，与所述小车单片机电连接的超声波模块、舵机模块、电机驱动模块、第二无线模块以及为小车设备供电的第二电源模块；
所述遥控设备的所述遥控单片机循环获取按键模块输出的按键信号，根据所述按键信号输出不同的不同控制指令，所述按键信号包括：启动、停止、采集参数，其中，采集到启动信号后，遥控单片机开始采集所述姿态检测传感器模块的加速度和角速度数据，生成相应的遥控控制数据和遥控控制命令，并将所述的遥控控制数据和遥控控制命令通过第一无线模块发送到小车设备的第二无线模块；采集到采集参数信号后，所述TFT液晶显示屏显示用户信息以及所述遥控设备和/或所述小车设备的设备参数；
所述小车单片机周期读取所述超声波模块的数值加以运算得到防撞避障的控制数据，同时循环获取第二无线模块接收的数据，然后解析所述的遥控控制数据和遥控控制命令来控制小车设备的运行轨迹。
2.根据权利要求1所述的体感遥控小车设备控制系统，其特征在于，所述的第一无线模块、第二无线模块均为CC2500无线模块。
3.根据权利要求1所述的体感遥控小车设备控制系统，其特征在于，采用互补数字滤波算法对加速度计和陀螺仪姿态传感器输出的采集数据进行数据矫正，所述互补数字滤波算法包括：给加速度计和陀螺仪姿态传感器输出的采集数据不同的权重加权然后求和，用陀螺仪得到的角度作为最优值，根据加速度的采样周期平均得到陀螺仪的修正数值。
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