CN110843774A - 一种智能化车辆自动转向系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能化车辆自动转向系统,包括自动转向装置、障碍物识别装置、导航装置、中央处理器、无线信号收发器以及云计算系统;自动转向装置包括转向杆、转向电机、齿条、齿轮、L型连接杆,转向杆设置在车辆前桥的侧面,转向杆上表面中部设置有齿槽,齿条固定安装在齿槽内,转向电机固定安装在前桥上并与中央处理器电连接,齿轮安装在转向电机的输出轴上,齿轮与齿条啮合,障碍物识别装置和导航装置分别与中央处理器电连接,中央处理器通过无线信号收发器与云计算系统通讯连接。本发明结构简单,成本低,具有导航装置和障碍物识别装置,在无人控制和与端口没有连接的情况下可以自主规划路线和躲避障碍物的功能。

Description

一种智能化车辆自动转向系统
技术领域
本发明涉及车辆转向技术领域,具体涉及一种智能化车辆自动转向系统。
背景技术
自动转向装置是无人驾驶车辆非常重要的部分,它能够自主地控制车辆转向角,使得车辆按照期望轨迹行驶。它是根据性能的需要进行研制和应用,常用于试验车、排爆车等不需要人员控制而自动作业的车,可以增加人员不能进入的环境的作业范围。
智能转向能够实时接收自动导航装置发出的转向控制指令,保证智能转向系统旋转至所期望的角度。国内外现有的自动转向装置集成于自动导航系统中,未提供开放的控制接口,价格昂贵,不适合用于危险作业。
发明内容
本发明的目的是提供一种智能化车辆自动转向系统,可以大幅降低成本,同时大大提升车辆的自转可靠性。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:一种智能化车辆自动转向系统,包括自动转向装置、障碍物识别装置、导航装置、中央处理器、无线信号收发器以及云计算系统;
所述自动转向装置包括转向杆、转向电机、齿条、齿轮、L型连接杆,所述转向杆设置在车辆前桥的侧面,前桥的两端设有U型槽口,所述L型连接杆从前桥两端的U型槽口穿过,一端通过螺栓与转向杆铰接,另一端固定在前桥法兰盘内,L型连接杆的中部通过螺栓与U型槽口上表面铰接,所述转向杆上表面中部设置有齿槽,所述齿条固定安装在齿槽内且与齿槽相适配,所述转向电机固定安装在前桥上并与所述中央处理器电连接,所述齿轮安装在所述转向电机的输出轴上,齿轮与齿条啮合,
所述障碍物识别装置和所述导航装置分别与所述中央处理器电连接,所述中央处理器通过所述无线信号收发器与云计算系统通讯连接。
优选的,所述障碍物识别装置包括CCD图像传感器和超声波距离传感器,所述CCD图像传感器和超声波距离传感器均匀分布在车辆四周,且所述CCD图像传感器和超声波距离传感器均至少为4个。
优选的,所述转向电机为正反转步进电机。
优选的,所述L型连接杆的一端通过螺栓与转向杆铰接。
优选的,所述L型连接杆的中部通过螺栓与U型槽口上表面铰接。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
1、通过中央控制器对转向电机转速的控制,从而控制转向角度,结构简单,可靠,节省成本,提高了效率。
2、齿条安装在转向杆上,转向杆可以置于桥的前后。
3、本发明具有导航装置和障碍物识别装置,在无人控制和与端口没有连接的情况下可以自主规划路线和躲避障碍物的功能。
附图说明
图1为本发明的智能化车辆自动转向系统的示意图;
图2为本发明的自动转向装置的结构示意图;
图中,1-前桥,2-转向杆,3-前桥法兰盘,4-转向电机,5-齿条,6-齿轮,7-L型连接杆,8-U型槽口。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示,本发明的一种智能化车辆自动转向系统,包括自动转向装置、障碍物识别装置、导航装置、中央处理器、无线信号收发器以及云计算系统。
如图2所示,所述自动转向装置包括转向杆2、转向电机4、齿条5、齿轮6、L型连接杆7,所述转向杆2设置在车辆前桥1的侧面,可以置于前桥1的前端或后端,前桥1的两端设有U型槽口8,所述L型连接杆7从前桥1两端的U型槽口8穿过,一端通过螺栓与转向杆2铰接,另一端固定在前桥法兰盘3内,L型连接杆7的中部通过螺栓与U型槽口8上表面铰接,所述转向杆2上表面中部设置有齿槽,所述齿条5固定安装在齿槽内且与齿槽相适配,所述转向电机4固定安装在前桥1上并与所述中央处理器电连接,所述齿轮6安装在所述转向电机4的输出轴上,齿轮6与齿条5啮合。所述转向电机4为正反转步进电机,由于正反转步进电机可以正反转而且转动精度高,因此选用正反转步进电机作为车辆的动力输出装置,从而使得车辆可以实现高精度转向,保证配送车辆安全行驶。中央处理器控制转向电机4的正反转,再通过齿轮6与齿条5的啮合实现对车辆转向的控制。
所述障碍物识别装置与所述中央处理器电连接,所述障碍物识别装置包括CCD图像传感器和超声波距离传感器,所述CCD图像传感器和超声波距离传感器均匀分布在车辆四周,且所述CCD图像传感器和超声波距离传感器均至少为4个。CCD图像传感器对障碍物反射的辐射信号进行采集,并将采集的障碍物图像像素转换成模拟数字视频信号传输给中央处理器,超声波距离传感器对障碍物反射的超声回波进行采集,并将采集的超声波信号转换成电压信号传输给中央处理器。
所述导航装置与所述中央处理器电连接,导航装置给转向系统提供行驶路径规划。
所述中央处理器通过所述无线信号收发器与云计算系统通讯连接,使得中央处理器可以通过无线信号收发器将障碍物识别装置传输过来的障碍物信息以无线信号的形式传输给云计算系统供云计算系统计算安全行驶区域,云计算系统也可以通过无线信号收发器将安全行驶区域传输给中央处理器,然后中央处理器根据接收到的安全行驶区域确定转向参数。
本发明的导航装置给转向系统提供行驶路径规划,在行驶过程中CCD图像传感器采集障碍物反射的辐射信号,并将采集的障碍物图像像素转变为模拟数字视频信号传输给中央处理器,超声波距离传感器对障碍物反射的超声回波进行采集,并将采集的超声波信号转换成电压信号传输给中央处理器,中央处理器将接收到的障碍物的大小,距离等信息以无线信号的形式传输给云计算系统,云计算系统计算安全行驶区域再通过无线信号收发器将其传输给中央处理器,然后中央处理器根据接收到的安全行驶区域、再结合车辆的长宽以及路线的规划,进行转向角度的计算,而后控制转向电机带动齿轮进行正反转动,通过控制电机转过的圈数,控制车辆的转向角度,在车辆避开障碍物后,中央处理器通过导航装置数据,对小车进行转向回正。

Claims (5)

1.一种智能化车辆自动转向系统,其特征在于,包括自动转向装置、障碍物识别装置、导航装置、中央处理器、无线信号收发器以及云计算系统;
所述自动转向装置包括转向杆(2)、转向电机(4)、齿条(5)、齿轮(6),所述转向杆(2)设置在车辆前桥(1)的侧面,前桥的两端设有U型槽口(8),所述L型连接杆(7)从前桥(1)两端的U型槽口(8)穿过,一端与转向杆(2)铰接,另一端固定在前桥法兰盘(3)内,L型连接杆(7)的中部与U型槽口(8)上表面铰接,所述转向杆(2)上表面中部设置有齿槽,所述齿条(5)固定安装在齿槽内且与齿槽相适配,所述转向电机(4)固定安装在前桥(1)上并与所述中央处理器电连接,所述齿轮(6)安装在所述转向电机(4)的输出轴上,齿轮(6)与齿条(5)啮合,
所述障碍物识别装置和所述导航装置分别与所述中央处理器电连接,所述中央处理器通过所述无线信号收发器与云计算系统通讯连接。
2.根据权利要求1所述的一种智能化车辆自动转向系统,其特征在于,所述障碍物识别装置包括CCD图像传感器和超声波距离传感器,所述CCD图像传感器和超声波距离传感器均匀分布在车辆四周,且所述CCD图像传感器和超声波距离传感器均至少为4个。
3.根据权利要求1或2所述的一种智能化车辆自动转向系统,其特征在于,所述转向电机(4)为正反转步进电机。
4.根据权利要求1或2所述的一种智能化车辆自动转向系统,其特征在于,所述L型连接杆(7)的一端通过螺栓与转向杆(2)铰接。
5.根据权利要求1或2所述的一种智能化车辆自动转向系统,其特征在于,所述L型连接杆(7)的中部通过螺栓与U型槽口(8)上表面铰接。
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