CN109885055A

CN109885055A - 一种智能小车控制方法

Info

Publication number: CN109885055A
Application number: CN201910168829.5A
Authority: CN
Inventors: 罗翊恺
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-03-06
Filing date: 2019-03-06
Publication date: 2019-06-14

Abstract

本发明公开了一种智能小车控制方法，包括：电机驱动电路、语音电路等与处理器和电源连接；照明电路包括：光线接收单元，光敏电阻的一端与第一电阻的一端、光敏电阻的另一端与第三电阻的一端、第一三极管的发射极相连接地，第一电阻的另一端与第二电阻的一端、第四电阻的一端与电源相连，第二电阻的另一端与第三电阻的另一端相连，第一三极管的集电极与第四电阻的另一端、处理器相连；照明启动单元包括：第五电阻的一端与电源相连，第五电阻的另一端与第一发光二极管的阳极相连，第一发光二极管的阴极与第二三极管的发射极相连，第二三极管的集电极接地，第二三极管的基极通过第六电阻与处理器相连。提供一种功能多且成本低廉的智能玩具小车。

Description

一种智能小车控制方法

技术领域

本发明涉及智能小车技术领域，尤其涉及一种智能小车控制方法。

背景技术

在现有的玩具智能小车中，往往都是简单的进行避障、调整方向，增加过多的功能就会造成成本的增加，不易于进行市场扩大。但是随着对教育的重视，玩具智能小车也会起到对儿童认知的启发，因此提供一种功能多成本低的智能小车是需要解决的技术问题。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种智能小车控制方法，提供一种功能多且成本低廉的智能玩具小车。具体技术方案如下：

为达到上述目的，本发明实施例提供了一种智能小车控制方法，包括：处理器、电机驱动电路、语音电路、探测电路、显示电路、照明电路、电源、手环；

所述电机驱动电路、所述语音电路、所述探测电路、所述显示电路、所述照明电路和所述手环均与所述处理器和所述电源连接；

所述照明电路包括：光线接收单元和照明启动单元；

所述光线接收单元包括：光敏电阻、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一三极管；

所述光敏电阻的一端与所述第一电阻的一端、所述所述光敏电阻的另一端与所述第三电阻的一端、所述第一三极管的发射极相连接地，所述第一电阻的另一端与所述第二电阻的一端、所述第四电阻的一端与所述电源相连，所述第二电阻的另一端与所述第三电阻的另一端、所述第一三极管的基极相连，所述第一三极管的集电极与所述第四电阻的另一端、所述处理器相连；

所述照明启动单元包括：第五电阻、第六电阻、第二三极管、第一发光二极管；

所述第五电阻的一端与所述电源相连，所述第五电阻的另一端与所述第一发光二极管的阳极相连，所述第一发光二极管的阴极与所述第二三极管的发射极相连，所述第二三极管的集电极接地，所述第二三极管的基极通过第六电阻与所述处理器相连；

所述探测电路照射固定波段的红外光，从而增强识别用户手势的亮度；通过摄像头中的滤波片过滤除与红外补光器相同波长的光以外的其他波长的光线，采用摄像头捕捉与红外补光器相同波长的光通过滤波片形成的用户手势图像；

所述处理器执行如下步骤：

S1：处理器接收多个传感器发送的信号，判断当前所处环境的温度、和/或湿度、和/或气体浓度是否处在安全范围内；

S2：如果是，根据整车定义控制红外发射电路的工作模式同时收到接收电路的信号；

S3：获取手部的晃动、竖放、平放、倒放、左侧立、右侧立和A、B键的八种状态值；

S4：根据所接收的八种状态值，根据预先设置的状态值，确定控制汽车的前进、后退、左右漂移、左右转弯和停车，并把侦测的环境信息回传给手环并在手环的LED阵列上显示；

S5：根据发射电路，所述处理器在判断运行平面存在预设范尺寸范围内的物件是，发送动作信号至机械手，通过机械手进行物件拾取。

应用本发明的实施例，当白天或者黑夜可以通过光敏电阻以及照明启动单元的LED来完成自动夜间照明功能。

本发明的一种实现方式中，所述语音电路包括：第七电阻、声敏电阻、第八电阻、第三三极管、扬声器；

所述所述处理器与所述声敏电阻的一端，所述第七电阻的一端相连，所述第七电阻的另一端与所述电源相连，所述声敏电阻的另一端接地；

所述所述处理器与所述第三三极管通过所述第八电阻与所述第三三极管的基极相连，所述第三三极管的集电极接地，所述第三三极管的发射极与所述扬声器的一端相连，所述扬声器的另一端与所述电源相连。

应用本发明的实施例，通过声控功能，通过对声音的辨别来控制小车的停止和启动，并通过扬声器进行语音播报，形成语音的接收和播报双重功能，本发明的器件价格低廉，便于降低成本。

本发明的一种实现方式中，所述探测电路包括：至少有一组发射电路、至少一组接收电路、发射电路的组数与接收电路的组数相同；

其中，每一组发射电路包括：红外发射管、一连接所述处理器与所述红外发射管的电阻；

每一组发射电路包括：红外接收管、一连接所述处理器与所述红外接收管的电阻；

所述探测电路包括：第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第一发射管、第一接收管、第二发射管、第二接收管、第三发射管、第三接收管；

所述第九电阻的另一端与所述第一发射管的阳极相连；所述第十电阻的另一端与所述第二接收管的阴极相连；

所述第十一电阻的另一端与所述第一发射管的阳极相连；所述第十二电阻的另一端与所述第三接收管的阴极相连；

所述第十三电阻的另一端与所述第一发射管的阳极相连；所述第十四电阻的另一端与所述第三接收管的阴极相连；

所述第二接收管的阴极、所述第三接收管的阴极、所述第三接收管的阴极分别与所述处理器的数据端口相连。

通过布置多个红外接收和发射电路，根据红外光线的反射特性，对白色反光的物体，红外光线的反射亮将会多一点，而对黑色布反光的物体，红外反射量将会大量的减少，利用红外特性来完成对黑和白的判断，将这种接收到的红外光线的变化量转换为电压值传到主芯片中，从而完成智能寻迹。

本发明的一种实现方式中，所述电机驱动电路包括：第一马达驱动芯片、第二马达驱动芯片、第一马达、第二马达；

所述处理器通过所述第一马达驱动芯片与所述第一马达相连；

所述处理器通过所述第二马达驱动芯片与所述第二马达相连，

其中，第一马达驱动芯片和第二马达驱动芯片的型号为LG9110。

通过LG9110马达驱动芯片驱动两个直流电机，从而完成前进，后退，左转和右转。

本发明的一种实现方式中，还包括RS232通信模块，所述RS232通信模块由MAX232CPE芯片组成。

本发明的一种实现方式中，所述处理器为microbit或者AT89S51单片机。

附图说明

图1是本发明智能小车的一种电路示意图；

图2是本发明智能小车的控制流程示意图。

图3是本发明智能小车的另一种电路示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1至图2，本发明实施例提供了一种智能小车控制方法，其特征在于，包括：处理器IC1、电机驱动电路、语音电路、探测电路、显示电路、照明电路、电源；所述电机驱动电路、所述语音电路、所述探测电路、所述显示电路、所述照明电路均与所述处理器IC1和所述电源连接；

所述照明电路包括：光线接收单元和照明启动单元；

所述光线接收单元包括：光敏电阻B1、第一电阻R5、第二电阻R4、第三电阻R3、第四电阻R6、第一三极管V3；所述光敏电阻B1的一端与所述第一电阻R5的一端、所述所述光敏电阻B1的另一端与所述第三电阻R3的一端、所述第一三极管V3的发射极相连接地，所述第一电阻R5的另一端与所述第二电阻R4的一端、所述第四电阻R6的一端与所述电源相连，所述第二电阻R4的另一端与所述第三电阻R3的另一端、所述第一三极管V3的基极相连，所述第一三极管V3的集电极与所述第四电阻R6的另一端、所述处理器IC1相连；所述照明启动单元包括：第五电阻R7、第六电阻R14、第二三极管V2、第一发光二极管D2；所述第五电阻R7的一端与所述电源相连，所述第五电阻R7的另一端与所述第一发光二极管D2的阳极相连，所述第一发光二极管D2的阴极与所述第二三极管V2的发射极相连，所述第二三极管V2的集电极接地，所述第二三极管V2的基极通过第六电阻R14与所述处理器IC1相连。

需要说明的是，在现有的玩具智能小车中，往往都是简单的进行避障、调整方向，增加过多的功能就会造成成本的增加，不易于进行市场扩大。但是随着对教育的重视，玩具智能小车也会起到对儿童认知的启发，所以在普通小车的基础上，本发明通过增加光敏电阻，实现对当前光线强度的感知，从而根据当前感知的光线强度，光敏电阻B1的阻值发生变化，从而使得第一三极管V3的基极的基极电压发生变化，以及第一三极管V3的集电极电压发生变化，从而使得处理器IC1的P04的电压发生变化，进而处理器IC1根据P04接收到的电压确定P07的输出电压，从而确定发光二极管D2是否被点亮。

因此，通过现有技术预先在处理器IC1中设置一个阈值，从而在超过这个阈值的时候就启动自动点亮发光二极管D2。且元器件成本较低，又能够满足使用者对光线变化引起的认知，提高智能玩具车的多功能性。

需要说明的是，探测电路照射固定波段的红外光，从而增强识别用户手势的亮度；通过摄像头中的滤波片过滤除与红外补光器相同波长的光以外的其他波长的光线，采用摄像头捕捉与红外补光器相同波长的光通过滤波片形成的用户手势图像。

具体的，根据上述硬件布局，处理器执行如下步骤：

处理器接收多个传感器发送的信号，判断当前所处环境的温度、和/或湿度、和/或气体浓度是否处在安全范围内；已排除在当前环境的温度过高、湿度过大或者包含有毒气体超过一定浓度情况下进行小车的运行造成的危害以及对小车的损伤。

如果外部环境不影响小车的运行，根据整车定义控制红外发射电路的工作模式同时收到接收电路的信号。

本发明实施例中，用乐高科技件设计搭建汽车车身，四个电机和四个麦克纳姆轮是汽车的驱动部分，对于软件实现部分，MakeCode for micro:bit是基于微软开源项目MakeCode开发的图形化编程环境。

一种实现方式中，利用microbit板自带的多种传感器通过编程记录把手部的晃动、竖放、平放、倒放、左侧立、右侧立和A、B键的八种状态值，再把这八个状态值通过无线电发射出去。

根据发射电路，所述处理器在判断运行平面存在预设范尺寸范围内的物件是，发送动作信号至机械手，通过机械手进行物件拾取。

具体实现为，汽车上的microbit板接收八种状态值，用不同的状态值控制汽车的前进、后退、左右漂移、左右转弯和停车。然后汽车上microbit板把侦测的环境信息回传给手环并在手环的LED阵列上显示。

另一种实现方式中，所述语音电路包括：第七电阻R11、声敏电阻RL1、第八电阻R222、第三三极管V1、扬声器SB1；所述所述处理器IC1与所述声敏电阻RL1的一端，所述第七电阻R11的一端相连，所述第七电阻R11的另一端与所述电源相连，所述声敏电阻RL1的另一端接地。在声敏电阻RL1受周围的声音影响造成电阻值变化时，第七电阻R11、声敏电阻RL1串联连接点的电压发生变化，并传送到处理器IC1，通过现有技术判断接收到的电压值变化是否能够反映声音的大小达到实现启动或者关闭智能小车，如果达到，则进行智能小车的启动或者关闭。

所述所述处理器IC1与所述第三三极管V1通过所述第八电阻R222与所述第三三极管V1的基极相连，所述第三三极管V1的集电极接地，所述第三三极管V1的发射极与所述扬声器SB1的一端相连，所述扬声器SB1的另一端与所述电源相连。而同时，通过第三三极管V1提供的驱动电路使得扬声器SB1能够接收处理器IC1的语音信号进行播报，或者是进行报警。

传统的探测电路直接是通过发射管进行光线发射后并通过接收管进行接收，从而判断光线的路径，实现探路，这样就造成探测电路的灵敏度是依赖现有的硬件设计而无法进行调整的。为了解决这一技术问题，实现对探测的灵敏度调节，以适应不同的环境，本发明中所述探测电路包括：至少有一组发射电路、至少一组接收电路、发射电路的组数与接收电路的组数相同，所述探测电路包括：第九电阻R1、第十电阻R8、第十一电阻R6、第十二电阻R5、第十三电阻R3、第十四电阻R4、第一发射管V11、第一接收管V12、第二发射管V16、第二接收管V15、第三发射管V13、第三接收管V14；

所述第九电阻R1的另一端与所述第一发射管V11的阳极相连；所述第十电阻R8的另一端与所述第二接收管V16的阴极相连；所述第十一电阻R6的另一端与所述第一发射管V11的阳极相连；所述第十二电阻R5的另一端与所述第三接收管V13的阴极相连；所述第十三电阻R3的另一端与所述第一发射管V11的阳极相连；所述第十四电阻R4的另一端与所述第三接收管V14的阴极相连。

如图1中，发射管V16通过电阻R6与处理器的数据段相连，同时通过电阻与开关S2相连，通过开关S2的通或者是断的状态能够改变发射管V16的供电电压，从而改变发射管V16的状态，实现一路发射管的调节。

而第九电阻R1、第十三电阻R3可以分别与处理器的一个端口相连，该端口的电压可以通过处理器进行调节，从而改变发光二极管的发光。具体的，可以第九电阻R1、第十三电阻R3分别连接在不同的端口，也可以全部连接在一个端口，本发明在此不做赘述。

然后通过第二接收管V16的阴极、所述第三接收管V13的阴极、所述第三接收管V14的阴极分别与所述处理器IC1的数据端口相连，能够通过处理器IC1的数据端口接收接收管的电压/电流值，从而得到光线的改变，确定是否存在障碍物，如果存在通过处理器IC1进行调整电机的转速或者方向，从而调整智能小车的运行轨迹。

对于智能小车的运行方向和速度的调节是通过电机驱动电路来实现的，本发明的电机驱动电路包括：第一马达驱动芯片IC3、第二马达驱动芯片IC4、第一马达M1、第二马达M2；所述处理器IC1通过所述第一马达驱动芯片IC3与所述第一马达M1相连；所述处理器IC1通过所述第二马达驱动芯片IC4与所述第二马达M2相连。

如图3所示，通过正转信号和反转信号控制电机的正转和反转，从而实现小车运行方向的调节，具体的，还包括发光二极管D1-D8这八个发光二极管，用于实现对电路运行状态的显示，发光二极管接上拉电阻。

另外，还包括RS232通信模块，所述RS232通信模块由MAX232CPE芯片组成，所述RS232通信模块与所述处理器IC1相连。如图1所示，为通信模块的周边连接电路。

具体实现中，所述处理器IC1为microbit或者AT89S51单片机。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种智能小车控制方法，其特征在于，包括：处理器(IC1)、电机驱动电路、语音电路、探测电路、显示电路、照明电路、电源、手环；

所述电机驱动电路、所述语音电路、所述探测电路、所述显示电路、所述照明电路均和所述手环与所述处理器(IC1)和所述电源连接；

所述照明电路包括：光线接收单元和照明启动单元；

所述光线接收单元包括：光敏电阻(B1)、第一电阻(R5)、第二电阻(R4)、第三电阻(R3)、第四电阻(R6)、第一三极管(V3)；

所述光敏电阻(B1)的一端与所述第一电阻(R5)的一端、所述所述光敏电阻(B1)的另一端与所述第三电阻(R3)的一端、所述第一三极管(V3)的发射极相连接地，所述第一电阻(R5)的另一端与所述第二电阻(R4)的一端、所述第四电阻(R6)的一端与所述电源相连，所述第二电阻(R4)的另一端与所述第三电阻(R3)的另一端、所述第一三极管(V3)的基极相连，所述第一三极管(V3)的集电极与所述第四电阻(R6)的另一端、所述处理器(IC1)相连；

所述照明启动单元包括：第五电阻(R7)、第六电阻(R14)、第二三极管(V2)、第一发光二极管(D2)；

所述第五电阻(R7)的一端与所述电源相连，所述第五电阻(R7)的另一端与所述第一发光二极管(D2)的阳极相连，所述第一发光二极管(D2)的阴极与所述第二三极管(V2)的发射极相连，所述第二三极管(V2)的集电极接地，所述第二三极管(V2)的基极通过第六电阻(R14)与所述处理器(IC1)相连；

所述处理器执行如下步骤：

处理器接收多个传感器发送的信号，判断当前所处环境的温度、和/或湿度、和/或气体浓度是否处在安全范围内；

如果是，根据整车定义控制红外发射电路的工作模式同时收到接收电路的信号；

获取手部的晃动、竖放、平放、倒放、左侧立、右侧立和A、B键的八种状态值；

根据所接收的八种状态值，根据预先设置的状态值，确定控制汽车的前进、后退、左右漂移、左右转弯和停车，并把侦测的环境信息回传给手环并在手环的LED阵列上显示；

2.根据权利要求1所述的一种智能小车控制方法，其特征在于，所述语音电路包括：第七电阻(R11)、声敏电阻(RL1)、第八电阻(R222)、第三三极管(V1)、扬声器(SB1)；

所述所述处理器(IC1)与所述声敏电阻(RL1)的一端，所述第七电阻(R11)的一端相连，所述第七电阻(R11)的另一端与所述电源相连，所述声敏电阻(RL1)的另一端接地；

所述所述处理器(IC1)与所述第三三极管(V1)通过所述第八电阻(R222)与所述第三三极管(V1)的基极相连，所述第三三极管(V1)的集电极接地，所述第三三极管(V1)的发射极与所述扬声器(SB1)的一端相连，所述扬声器(SB1)的另一端与所述电源相连。

3.根据权利要求1所述的一种智能小车控制方法，其特征在于，所述探测电路包括：至少有一组发射电路、至少一组接收电路、发射电路的组数与接收电路的组数相同；

其中，每一组发射电路包括：红外发射管、一连接所述处理器(IC1)与所述红外发射管的电阻；

每一组发射电路包括：红外接收管、一连接所述处理器(IC1)与所述红外接收管的电阻；

所述探测电路包括：第九电阻(R1)、第十电阻(R8)、第十一电阻(R6)、第十二电阻(R5)、第十三电阻(R3)、第十四电阻(R4)、第一发射管(V11)、第一接收管(V12)、第二发射管(V16)、第二接收管(V15)、第三发射管(V13)、第三接收管(V14)；

所述第九电阻(R1)的另一端与所述第一发射管(V11)的阳极相连；所述第十电阻(R8)的另一端与所述第二接收管(V16)的阴极相连；

所述第十一电阻(R6)的另一端与所述第一发射管(V11)的阳极相连；所述第十二电阻(R5)的另一端与所述第三接收管(V13)的阴极相连；

所述第十三电阻(R3)的另一端与所述第一发射管(V11)的阳极相连；所述第十四电阻(R4)的另一端与所述第三接收管(V14)的阴极相连；

所述第二接收管(V16)的阴极、所述第三接收管(V13)的阴极、所述第三接收管(V14)的阴极分别与所述处理器(IC1)的数据端口相连。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种智能小车控制方法，其特征在于，所述电机驱动电路包括：第一马达驱动芯片(IC3)、第二马达驱动芯片(IC4)、第一马达(M1)、第二马达(M2)；

所述处理器(IC1)通过所述第一马达驱动芯片(IC3)与所述第一马达(M1)相连；

所述处理器(IC1)通过所述第二马达驱动芯片(IC4)与所述第二马达(M2)相连。

5.根据权利要求4所述的一种智能小车控制方法，其特征在于，还包括RS232通信模块，所述RS232通信模块由MAX232CPE芯片组成，所述RS232通信模块与所述处理器(IC1)相连。

6.根据权利要求5所述的一种智能小车控制方法，其特征在于，所述处理器(IC1)为microbit或者AT89S51单片机。