CN111852112A - 一种泊车机器人控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种泊车机器人控制系统，所述控制系统包括一主控制器；所述主控制器通过wifi网络与上位机连接；所述主控制器通过IO接口分别与检测系统，液压系统连接；所述主控制器通过PWM串口与轴距适应系统连接；所述主控制器通过usb转TTL接口连接激光测距传感器；所述主控制器通过PWM串口连接驱动系统。本发明的有益效果是，本发明验证了自动泊车机器人无需专人操作停车，也就不需要预留上下车空间，而且可以针对不同的车制定不同的车位宽度从而提高停车场的场地利用率。

Description

一种泊车机器人控制系统

技术领域

本发明涉及智能停车领域，具体涉及一种泊车机器人控制系统。

背景技术

近年来，我国汽车保有量增长迅速，据公安部交管局统计，截至2019年 底，全国机动车保有量达3.48亿辆，其中汽车2.6亿辆。与日益增长的汽车 保有量相比，停车设施建设增长缓慢，这就导致了停车难问题在很多大中城 市中日益严重，现有停车场越来越不能满足城市停车的需要。因此解决停车 难问题刻不容缓。

除了新建停车设施增长缓慢，现有停车设施利用效率低下也是停车难的 一个重要原因。传统停车场采用的停车方法是将停车场地划分为一个个的停 车位，每个车位对应一辆车，由于不同车辆的车宽不同且需要预留车内司机、 乘客的上下车空间等，所以车位宽度一般为2.5米，而车辆的宽度多在1.5-1.8 米之间，这就导致了停车场场地的利用率低下。而自动泊车机器人无需专人 操作停车，也就不需要预留上下车空间，而且可以针对不同的车制定不同的 车位宽度从而提高停车场的场地利用率。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种可以快速实现停车场泊车的机器人控制系 统模型。

本发明提供一种泊车机器人控制系统，所述控制系统包括主控制器；

所述主控制器通过wifi网络与上位机连接；

所述主控制器通过IO接口分别与检测系统，液压系统连接，并对夹持液压和 举升液压进行控制；

所述主控制器通过PWM串口与轴距适应系统连接；

所述主控制器通过usb转TTL接口连接激光测距传感器；

所述主控制器通过PWM串口连接驱动系统。

进一步的，所述主控制器为树莓派；

所述检测系统包括轴距检测，防撞开关，急停开关，夹持臂位置检测电 路，举升液压缸检测电路；

所述轴距适应电路包括步进电机驱动电路和步进电机；

所述驱动系统包括伺服驱动器1，伺服驱动电机1，伺服驱动器2，伺服 驱动电机2；

所述液压系统包括液压缸，夹持液压阀和举升液压阀。

进一步的，所述液压系统由1个电压为直流24V，电流为15A的液压泵、 6个夹持臂用液压缸以及8个举升用液压缸组成；液压泵负责将电能转换为液 压能提供给整个液压模块；6个夹持臂用液压缸配合泊车机器人最前端的一对 固定夹持臂完成对车辆轮胎的夹持操作，6个夹持臂用液压缸中的前两个由1 个液压阀控制，后面4个由另1个液压阀控制；8个举升用液压缸用于将待停 车辆举离地面，8个举升用液压缸以前后为区分，用2个液压阀控制。

进一步的，检测系统采用了LM393比较器对比光敏电阻上的电压和参考 电压，比较器采用集电极开路输出，通过一个上拉电阻拉高逻辑电平后与树 莓派的GPIO口相连，反相输入端电压下降到预设值时使比较器输出高电平信 号，获取检测到车轮信息，调节可调电阻，标定此检测电路的测量距离。

本发明的有益效果是:

本发明验证了自动泊车机器人无需专人操作停车，也就不需要预留开门 车空间，而且可以针对不同的车制定不同的车位宽度从而提高停车场的场地 利用率。

附图说明

图1本发明系统架构图。

图2为液压泵控制电路图。

图3为电磁阀控制电路图。

图4为轴距检测电路图。

图5为压力检测电路图。

图6为夹持臂复位检测电路图。

图7为举升距离检测电路图。

图8为举升复位检测电路图。

图9为步进电机驱动电路图。

图10为步进电机找零电路图。

图11为激光雷达电路图。

图12为伺服驱动器电路图。

图13为驱动器报文表图。

图14为12V稳压电路图。

图15为5V稳压电路图。

图16为电压检测电路图。

具体实施方式

本发明的发明思路是：通过对实际中的应用情景进行分析，设计一种基 于树莓派的泊车机器人控制系统，该系统主要分为了导航、轴距适应、液压 和驱动等子系统。导航系统主要是通过基于ROS的SLAM技术以及激光导航技 术实现了机器人的自动导航，轴距适应系统可通过各传感器检测出待停车辆 的轴距并进行针对性的调整以提高泊车机器人的适用性，液压系统可使机器 人具有夹持、举升车辆的能力，这使泊车机器人完成了搬运车辆的第一步搬， 而驱动系统可使机器人具有转移车辆的能力，这又使其完成了搬运车辆的第二步运。基于各子系统的相互配合，可使泊车机器人顺利完成泊车任务。

下面通过实施例来对本发明进行说明。

实施例1

泊车机器人的使用目的在于解决日常生活中的泊车问题，而市场上常见 的小汽车重量多在3吨以内，因此对于泊车机器人，需要其起重能力至少为3 吨，有鉴于此，本发明决定采用液压原理实现举升车辆操作和夹持轮胎操作。

泊车机器人的作业地点可能在车库各处且经常移动，因此有必要采用无 线通信方案与上位机进行通讯。本发明最终采用WIFI进行通信。

由于泊车机器人为全自动完成泊车任务，因此需要机器人能与环境进行 交互，也就是能对工作过程中的特定数据进行检测，如夹持臂的状态、举升 的高度等，同时，考虑到机器人的作业安全，需要加入碰撞检测以及急停开 关。

为了达到对不同轴距车辆均能进行搬运操作，做到最大的适应性以降低 成本，本发明需要采用轴距可调的方案以适应真实作业环境中的不同轴距， 而轴距的可调对机器人提出了以下两点要求：一是对车辆轴距的检测，二是 能对不同的轴距做出针对性的调整。

泊车机器人某种程度上可视为一种AGV小车，因此，自动导引功能是必 不可少的，现有导航方式可大致分为磁条导引、惯性导引、视觉导引、激光 导引几类。磁条导引是将磁条铺设在AGV小车行驶的路径上，通过在AGV小 车上安装磁导航感应器和地标传感器来实现导引和定位，虽然磁条引导简单 易行，但其也有不可忽视的缺点：需要将磁条铺设在地面上，所以容易被弄 脏或者损坏；惯性引导不依赖于外部信息因此不易受到外界干扰，但是其控 制性与实时性较差，更为关键的是，随着时间的推移，这种导航定位方式的 误差会因不断积累而扩大；视觉导航技术是通过摄像头获取环境中的图像信 息，然后通过车载计算机完成路径识别、跟踪控制等高层决策任务，它的优 点是地面路线设置简单，但其对环境光照的要求较高，且导航的可靠性差， 不能精确定位；而激光雷达是传统雷达与现代激光技术相结合的产物，在工 作时，激光雷达首先发射一束激光束，当激光束遇到障碍被反射后便会被接 收装置接收，然后对接收到的信号进行一定的处理，就可以得出障碍的距离、 方位等信息，结合当前激光雷达的角度就可以建立以探测点为中心、以雷达 扫描半径为最大区域的环境地图，同时，结合SLAM(同步定位与地图构建)技 术，就可以完成对泊车机器人的引导，且激光雷达具有如下优点：探测速度 快、精度高且无需安装辅助设备、抗干扰性强等。结合以上各引导方式的优 缺点和本设计以室内车库为应用环境，决定采用激光雷达以及SLAM技术对机 器人实现导引。

整个机器人的驱动方式为两轮差速驱动，通过两个伺服电机带动的轮子 运动，因此需要对两个伺服电机进行控制。

为了最大程度的节省人力，本发明需要采用可自动充电的设计，当空闲 无任务时自动运行至充电位进行充电。

下面对本发明的工作流程进行说明。

泊车机器人开机后检测液压系统状态，若液压系统处于工作状态则向上 位机报告，反之开启激光测距传感器，获取当前位置以及周围障碍物情况， 若没有检测到障碍则开始对夹持系统进行复位找零点操作，同时向上位机报 告当前位置及状态。

等待上位机的指令。

当接受到泊车指令后前往指定地点取车，到达指定地点后向上位机报告 并准备取车。

调整机器人位置以进入车底，同时检测车辆轴距。

根据检测出的轴距长度调整机器人前后夹持臂之间的距离。

调节完成后开始夹持车辆，完成夹持后开始举升车辆。

向上位机报告并前往指定停放地点。到达指定地点后向上位机报告并准 备停放。

检测剩余电量，如无需充电则重复2-7步，若需要进行充电则向上位机 进行充电请求，若请求通过前往指定地点进行充电，若请求未通过则前往最 近的应急处等待下一步指令。

下面对泊车机器人控制系统设计进行说明。

本发明采用了SLAM技术来实现对泊车机器人的导引，虽然SLAM技术导 引能力出众，但其在运行过程中却对处理性能有着较高的要求，同时，从移 动机器人的角度出发，又对轻量化提出了要求，综合考虑，本发明决定采用 树莓派3B作为核心控制器，相较于传统的单片机，树莓派性能出众，且其开 源库众多，可以方便快捷的实现多种程序功能的开发，且其体型小巧，可方 便的置于本发明中。

树莓派(英语：Raspberry Pi)，是一款基于Linux的微型电脑，它是由 注册于英国的树莓派基金会所开发的，其大小仅有85.60mm×53.98mm， 重量仅为45g，其所具备的接口与家用PC基本无异，共有4个USB2.0接口、 一个RJ45的10/100Mbps以太网接口、一个HDMI接口和40个GPIO口。

下面对本发明控制系统硬件总体规划进行说明。

基于前文所述，整个泊车机器人的控制系统以树莓派3B为核心控制器， 而外部控制可划分为以下几个模块：液压模块、通信模块、检测模块、轴距 适应模块、导航模块、驱动模块、电源模块。液压模块控制液压泵和各液压 阀的工作，通过树莓派的I/O实现；通信模块负责泊车机器人与上位机的通 信，通过WIFI实现；检测模块负责夹持臂的位置、举升液压缸的行程、车辆 轴距以及防撞开关和急停开关的检测，同样通过树莓派的I/O实现；轴距适 应模块在获取到检测模块的轴距数据之后，驱动步进电机调节泊车机器人的 轴距适应系统以匹配待停放车辆的轴距；导航模块由激光测距传感器组成， 通过USB转TTL模块与树莓派交换数据；驱动模块通过伺服驱动器控制两个 伺服电机带动整个泊车机器人；电源模块负责对上述各模块提供电能，同时， 该模块需要具有电量检测功能以实现自动充电功能。控制系统框图1如下所 示。

通信模块主要负责树莓派与上位机之间的通信，通过WIFI连接布置在停 车场内的无线路由与上位机构成一个局域网，然后将上位机设置为一个服务 器，树莓派作为一个客服端，实现实时上报泊车机器人的工作状态、位置等 信息。由于本设计采用的控制核心树莓派3B出厂时已内置WIFI功能，因此， 不再另外搭建WIFI电路。

这个泊车机器人的液压系统由1个电压为直流24V，电流为15A的液压泵、 6个夹持臂用液压缸以及8个举升用液压缸组成。液压泵负责将电能转换为液 压能提供给整个液压模块；而6个夹持臂用液压缸配合泊车机器人最前端的 一对固定夹持臂完成对车辆轮胎的夹持操作，这6个夹持臂用液压缸中的前 两个由1个液压阀控制，后面4个由另1个液压阀控制；8个举升用液压缸用 于将待停车辆举离地面，这8个举升用液压缸以前后为区分，用2个液压阀 控制。

由于液压泵和液压阀的功率较大，所以需要采用能控制大功率设备的电 气元件，而继电器和场效应管均能达到这个目的，但在实际应用中，电磁阀 需要经常开关，为了节省电量，液压泵也需要经常启停，因此对控制元件的 寿命提出了要求，继电器的电气寿命受限于其原理远不如场效应管，所以此 处采用大功率场效应管进行相应控制更加合适。最终液压模块的硬件设计如 下：使用型号为IRL530N的场效应管对液压泵进行控制，通过IRL530N的数 据手册得知其漏极电流ID可达17A，耐压VDSS可达100V，满足液压泵24V-15A的电源需求，其开启电压VGS为10V，而树莓派的GPIO口仅能输出3.3V电压， 因此不能直接对该场效应管进行控制，而为了达到控制效果，就需要对树莓 派GPIO口的信号进行放大，所以此处采用了三极管来实现树莓派对场效应管 的控制，同时，为了电路安全，对树莓派GPIO口输出的信号采用光耦隔离后 提供给三极管；对于电磁阀，可以依照液压泵的电路方案进行控制，不过， 液压阀相较于液压泵所需电流要小得多，因此场效应管需要另行选择，结合 电磁阀的工作电压以及工作电流，最终选择IRF5801进行控制，其漏极电流 ID为0.6A，耐压VDSS可达200V，开启电压VGS为10V。液压泵及电磁阀控 制电路如图2和图3所示。

电磁阀控制电路包括，第六电阻，第二十八电阻，第十二三极管，第一 光电耦合器，第二电阻，第十三极管，第五电阻，第十一三极管，第三电阻， 第九场效应管；

第六电阻第一端与树莓派GPIO端口连接，第二端与第十二三极管基极连 接；

第十二三极管集电极与第一光电耦合器第二端口连接，发射极接地；

第二十八电阻与第一光电耦合器第一端口连接；

第五电阻第一端与第一光电耦合器第三端口连接，第五电阻第二端接地；

第二电阻第一端与第一光电耦合器第四端口连接，第二电阻第二端与第 十三极管集电极连接；

第十三极管发射极接地；

第十一三极管基极与第二电阻第二端连接，第十一三极管发射极接地， 第十一三极管集电极与第九场效应管栅极连接；

第九场效应管漏极连接液压泵，第九场效应管源极接地。

电磁阀控制电路包括第四十三电阻，第三十九电阻，第十五光电耦合器， 第四十电阻，第十四三极管，第四十二电阻，第十五三极管，第四十一电阻， 第十三场效应管；

第四十三电阻与树莓派GPIO端口和第十六三极管基极连接；

第十六三极管集电极与第十五场效应管第二端连接，第十六三极管发射 极接地；

第十五场效应管第一端与第三十九电阻连接；

第四十电阻第一端与第十五场效应管第四端连接，第四十电阻第二端与 第十四三极管集电极连接；

第十四三极管基极与第十五场效应管第三端口和第四十二电阻连接，第 十四三极管发射极接地；

第十五三极管基极与第十四三极管集电极连接，第十五三极管发射极接 地；

第十三场效应管栅极连接第十五三极管集电极和第四十一电阻，第十三 场效应管漏极连接电磁阀，第十三场效应管源极接地。

下面对检测模块进行说明。

检测模块需要向控制器提供多个环境、状态信息，这样才能使泊车机器 人正常工作。

在夹持汽车轮胎之前，泊车机器人必须得到待停车辆的轴距信息，否则， 负责夹持前轮的前夹持臂与负责夹持后轮的后夹持臂之间的距离无论是大于 待停车辆的轴距还是小于待停车辆的轴距都会对车辆造成或大或小的损伤， 考虑到泊车机器人总是沿车辆的中轴线进入车底，这就意味着泊车机器人与 其车头相对的另一端总是会经过待停车辆的前后轮胎，因此，只要知道其与 轮胎相遇的时间，结合伺服电机的编码器数据和步进电机的行程信息，就可 以得出车辆的轴距，所以，轴距的检测也就是对车辆轮胎出现时间的检测以 及编码器和步进电机行程的检测，编码器和步进电机分别属于驱动模块和轴 距适应模块，因此本模块仅需进行对车辆轮胎的出现和离开进行检测。由于 搬运均是在交互区开始，而在这里除了待停车辆以外并不会有其他障碍物的 存在，因此对车辆轮胎的检测实际可以简化为一个对障碍物的检测过程，当 靠近轮胎时，相当于是检测到一个障碍，在离开轮胎时，相当于是障碍的消 失，所以可以采用常见的测距方法(如红外测距、超声波测距)实现对轴距 的检测，因此本设计拟采用红外测距方案，相较于超声波测距，其具有测距精度高、反应速度快、受温度影响小等优点。本设计采用了LM393比较器对 比光敏电阻上的电压和参考电压，而比较器是集电极开路输出，因此通过一 个上拉电阻拉高逻辑电平后与树莓派的GPIO口相连，其电路图如下所示，当 光敏电阻LDR3接收到的光线越强，则其阻值越低，而这又导致比较器的反相 输入端电压下降，与此同时比较器的正相输入端电压却又维持不变，当反相 输入端电压下降到一定值时，便会使比较器输出高电平信号，由此得知检测 到车轮。调节可调电阻，可以标定此检测电路的测量距离。

检测出轴距之后便可以开始对轮胎进行夹持操作，这时又需要对夹持操 作的完成与否进行检测，否则，夹持过少，会导致在举升车辆时不能达到预 定高度，这有可能会导致车辆轮胎与地面发生摩擦，夹持过多，又有可能对 轮胎挤压过度，超出轮胎的额定工作压力，因此需要对夹持臂与轮胎之间的 压力进行检测，因为夹持臂与车辆轮胎相接触的地方会安装一列滚轮来消除 夹持臂与轮胎之间的摩擦，所以不能对这个压力直接进行检测，而只能进行 间接的检测，本设计在上述滚轮的轴与夹持臂之间加入压力传感器，通过此处的压力就可以间接得出夹持臂与车辆轮胎之间的压力值，从而达到预期目 的，其电路图如下所示，其基本原理与前述的轴距检测电路相同，都是通过 将被测量转换为一个电阻值，当其阻值达到预设大小时，便可以使比较器输 出一个高电平，从而使得树莓派可以通过GPIO口知晓夹持臂是否夹持完成。

夹持臂在工作时，会因为夹持臂的加速而在压力传感器上产生一个干扰 力，这个力可由F＝m×g求得。若夹持臂上检测机构质量为10kg，且其在4秒 内完成从折叠到夹持的转变，则其加速度可近似认为是0.125πrad/s，而夹 持臂上传感器距旋转中心长度约0.3M，由以上信息，就可以求出此力为1.2N， 因此本发明可以选用量程为20kg的薄膜压力传感器。在将车辆举起之后，夹 持臂上所受到竖直方向的合力将会是整车的质量M，因此单一夹持臂所受到的 竖直方向的力约为M/8，而其所受的力约为45°指向轮心，因此夹持臂所受力为

若车重3吨，则此力为5197N，这显然超出了薄膜压力传感 器的量程，因此需要在传感器上叠加一个垫片防止应力集中。

对于夹持臂的复位状态则由夹持臂复位开关进行检测，当夹持臂收回到 泊车机器人内部时会触发复位开关，从而检测出是否正常复位。

在夹持臂完成夹持之后需要将车辆抬离地面一定的高度，这个高度过大 既会造成对系统能量的浪费，又会导致系统在抬升车辆上花费更多的时间， 这将会降低整个泊车机器人的工作效率，而抬升高度太小又会使得泊车机器 人的越障能力受到限制，所以需要对此过程的抬升距离进行检测，本设计在 这里运用了前述的红外测距电路检测这个距离。当红外接收管接收到预设的 光照强度之后，树莓派便可通过GPIO口获知已到达预定的举升位置，其电路 原理图如图7所示。

同前所述，对于举升功能的复位检测也可由复位开关加以检测，举升复 位检测电路如图8所示：

下面对轴距适应模块进行说明。

轴距适应模块负责对泊车机器人的轴距调节机构进行调节，同时还将负 责轴距调节机构的复位找零点。泊车机器人以车辆的前后轮为基准，整体划 分为了前后两个部分，这两个部分之间通过一个丝杠进行移动，两个导轨进 行导向，泊车机器人的轴距调节系统便是通过这个丝杠进行调整，而丝杠通 过步进电机驱动，驱动步进电机便可以调节泊车机器人的轴距使之与待停车 辆相匹配，因为步进电机可以通过改变脉冲个数来改变其运转的角度，因此 不用像伺服电机一样添加一个编码器来进行位置检测，可也是因为这个原因， 在系统重启之后并不能知道步进电机所处的准确位置，也就是没有掉电记忆 功能，这就要求步进电机必须得有一个找零系统让控制器得以知晓步进电机 的具体位置，所以需设置一个找零电路。最终轴距适应模块电路设计如图9 所示：

树莓派通过3个GPIO口来分别连接步进电机驱动器的PUL+(脉冲端+)、 DIR+(方向端+)、ENA+(使能端+)，同时，使用一个光耦隔离器来保证电路的 安全，而PUL-、DIR-、ENA-则采用共地的接法统一连接至地，另一端，将两 相四线步进电机的A相+、A相-、B相+、B相-分别连接至步进电机驱动器上 的对应端口，同时连接上步进电机驱动器的24V供电端口。

对于步进电机的找零，采用了两个限位开关来实现，因为泊车机器人整 体分为两个部分，而这两个部分之间的距离通过步进电机来进行调整，当这 个距离调整至零时，这两个部分便会相接触，在这时，通过在这两部分相接 触的地方提前设置一个碰撞开关或是接触开关便可以检测出步进电机是否已 经到达零位，而这也同时到达了硬件限位的效果，有效的防止了在两部分相 接触后步进电机仍然运转导致的碰撞的产生。

下面对导航模块进行说明

泊车机器人除了抬举车辆外，还负责转移车辆，因此它的正常运转离不 开导航的支持，而本设计中决定采用激光导航和SLAM技术进行导引。SLAM技 术通俗的来讲就是让机器人通过所搭载的激光雷达对所处的未知环境进行即 时的地图构建，同时通过机器人自身所获取到的各种传感器数据对自身进行 定位，获取自己在地图中的位置信息。对于地图构建所用的激光雷达采用现 有的成熟产品，并通过USB转TTL电路实现激光雷达与树莓派的串口通信， 激光雷达电路如下，通过PL2303芯片实现树莓派USB信号到激光雷达TTL信号的转换。而SLAM技术的定位则从泊车机器人的驱动机构伺服电机获取，将 在驱动模块中予以详细说明。

下面对驱动模块进行说明。

本设计采用的是两轮差速驱动的方式进行控制，在车头部位设置两个伺 服电机驱动轮，因此驱动模块就是对这两个伺服电机的控制，在此，选用了 市面上成熟的配套产品——伺服电机驱动器。本设计最终选用的驱动器为 roboteq公司的hbl2360a型驱动器，其报文表如图13所示。其支持双通道 输出，且每个通道的输出高达75A-60V，由于所选用的伺服电机驱动器通信方 式为RS232，而树莓派并不提供此接口，因此采用了将树莓派的USB口转换为 RS232接口的方法来实现通信，具体电路如下所示，树莓派的USB口通过与CH341T芯片连接将USB信号转换为RS-232信号，CH341T芯片再与MAX232连 接，对前者所发出的RS-232信号进行一次电平转换，然后就可以连接至伺服 驱动器，实现通信。

下面对电源模块进行说明。

电源模块需要为整个泊车机器人系统提供电能，而系统中各式各样的元 器件众多，所需的供电电压也不尽相同，因此，电源模块需要给树莓派和激 光传感器以及各类传感器提供5V的电压，其中树莓派额定电流为2A，激光传 感器额定电流为1A，各类传感器所需电流约为25mA/个，本系统共有传感器 16个，共需电流0.4A，因此，整个泊车机器人需要5V电源电流达到3.4A以 上；给场效应管提供12V的驱动电压、给电磁阀及液压泵提供24V的电压， 由于电源电压为24V，所以必须设计变压电路。除了供电外，电源模块还将负 责对电池进行充电，因此必须具备电压电测功能，当电压达到预定值时，向 上位机请求进行充电。最终电路设计如图14所示。

因为12V直流输出用于驱动场效应管，其所需要的功率不会太大，因此 选用7812作为稳压芯片，7812的输出电压为12V，输出电流可达1A，输入电 压最大可为35V，可见满足使用要求。

5V直流输出用于树莓派和各传感器的供电，据前所述，共需要3.4A的输 出电流。本设计采用7805芯片做稳压输出，其优点为电路简单、调试方便、 价格便宜，但其最大输出电流仅为1A，并不满足使用要求，因此需要外加一 个三极管扩流，其电路设计如图15所示，7805芯片输出电流Iox可由以下公 式得出：

式中VBE为三极管基极发射极电压，即电阻R两端的电压，IC为三极管 集电极电流，β为三级管放大倍数，IQ为7805的静态工作电流，其值通常为 4-8mA，可忽略不计，查阅BD712型号三极管的数据手册可知其VBE为1.5V， β可取8，所以Iox＝1.5/30+IC/8，由此可得(IC＝Iox×8－0.4)A，而该 电路输出总电流为Io为IC+Iox，因此Io＝Iox×9－0.4，而Iox可达1A， 因此该电路输出电流可达8.6A，满足使用要求。

对于电压的检测，因为被检测量为一个模拟量，而树莓派并没有配备A/D 转换端口，因此需要外接模数转换电路，本设计采用了PCF8591作为A/D转 换芯片，其通过I2C总线将电压信息反馈给树莓派，最终电路设计如图16所 示：

本发明的有益效果是，本发明验证了自动泊车机器人无需专人操作停车， 也就不需要预留上下车空间，而且可以针对不同的车制定不同的车位宽度从 而提高停车场的场地利用率。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本 领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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，均应包含在本发明的保护 范围之内。

Claims (4)

1.一种泊车机器人控制系统，其特征在于，所述控制系统包括一主控制器；

所述主控制器通过WiFi网络与上位机连接；

所述主控制器通过IO接口分别与检测系统，液压系统连接，并对夹持液压和举升液压进行控制；

所述主控制器通过PWM串口与轴距适应系统连接；

所述主控制器通过USB转TTL接口连接激光测距传感器；

所述主控制器通过PWM串口连接驱动系统。

2.如权利要求1所述的一种泊车机器人控制系统，其特征在于，

所述主控制器为树莓派主机；

所述检测系统包括轴距检测，防撞开关，急停开关，夹持臂位置检测电路，举升液压缸检测电路；

所述轴距适应电路包括步进电机驱动电路和步进电机；

所述驱动系统包括伺服驱动器1，伺服驱动电机1，伺服驱动器2，伺服驱动电机2；

所述液压系统包括液压缸，夹持液压阀和举升液压阀。

3.如权利要求1所述的一种泊车机器人控制系统，其特征在于，

所述液压系统由1个电压为直流24V，电流为15A的液压泵、6个夹持臂用液压缸以及8个举升用液压缸组成；液压泵负责将电能转换为液压能提供给整个液压模块；6个夹持臂用液压缸配合泊车机器人最前端的一对固定夹持臂完成对车辆轮胎的夹持操作，6个夹持臂用液压缸中的前两个由1个液压阀控制，后面4个由另1个液压阀控制；8个举升用液压缸用于将待停车辆举离地面，8个举升用液压缸以前后为区分，用2个液压阀控制。

4.如权利要求1所述的一种泊车机器人控制系统，其特征在于，

检测系统采用了LM393比较器对比光敏电阻上的电压和参考电压，比较器采用集电极开路输出，通过一个上拉电阻拉高逻辑电平后与树莓派的GPIO口相连，反相输入端电压下降到预设值时使比较器输出高电平信号，获取检测到车轮信息，调节可调电阻，标定此检测电路的测量距离。

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