CN112486166A - 一种智能探测车用控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种智能探测车用控制系统，包括探测检测模块、硬件电路模块、算法设计模块、姿态变化模块、车速调节模块和辅助调节模块，所述测检测模块与所述硬件电路模块电性连接，所述硬件电路模块与所述算法设计模块电性连接，所述算法设计模块与所述姿态变化模块相连接，所述硬件电路模块和所述算法设计模块均还与所述车速调节模块相连接，所述算法设计模块还与所述辅助调节模块相连接。与现有技术相比，本发明具有能对路况进行智能识别，从而避开障碍物，实现无目的探索式行进，更加灵活，能够躲避突然的意外，适应更多地形与环境，重要信息及时交互采集等优点。
Description
技术领域
本发明涉及智能小车技术领域，尤其是涉及一种智能探测车用控制系统。
背景技术
智能小车系统以迅猛发展的汽车电子技术为背景，涵盖了电子，计算机，机械，传感技术等多个学科。同时，当今机器人技术的发展日新月异，其应用于考古，探测，国防等众多领域。从某种意义上来说，机器人技术反映的是一个国家综合技术实力的高低，而智能小车是机器人的雏形，因此，对智能小车控制系统的研究与制作将有助于推动智能机器人控制系统的发展。一些发达国家已经把机器人设计制作竞赛作为创新教育的战略手段。全国电子竞赛与各省电子竞赛几乎每次都有智能小车方面的题目，全国各大高校也都重视该项目的研究。
在考古、探测等领域中，人类有时需要面对一些险恶的环境，为了完成任务人类必需采取严密的保护措施，但这样十分麻烦，而且即使是有保护措施，也不能保证探测人员百分百的安全。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种智能探测车用控制系统，实现无目的探索式行进，即使是人类不能进入的危险环境，智能车也可以轻松自主驶入，自动避开障碍物，便于让智能车以最快的安全速度进行转向，对智能车实时车速以及探测目标等重要信息进行上传及下载，从而进行交互采集，再将这些信息发送到算法设计模块进行计算，从而使智能车系统更加稳定高速，进一步提升了智能车性能。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种智能探测车用控制系统，包括探测检测模块、硬件电路模块、算法设计模块、姿态变化模块、车速调节模块和辅助调节模块，所述探测检测模块与所述硬件电路模块电性连接，所述硬件电路模块与所述算法设计模块电性连接，所述算法设计模块与所述姿态变化模块相连接，所述硬件电路模块和所述算法设计模块均还与所述车速调节模块相连接，所述算法设计模块还与所述辅助调节模块相连接。
进一步地，所述的探测检测模块包括激光雷达传感器、红外探测传感器、加速度传感器、摄像头传感器和九轴姿态传感器。
进一步地，所述的激光雷达传感器、红外探测传感器、加速度传感器、摄像头传感器和九轴姿态传感器均与所述硬件电路模块内部的传感器接口模块电性连接。
进一步地，所述的硬件电路模块包括传感器接口模块、编码器测速模块、电机驱动模块、GPS模块以及电源管理模块。
进一步地，所述的传感器接口模块包括激光雷达传感器接口、红外探测传感器接口、加速度传感器接口、摄像头传感器接口和九轴姿态传感器接口。
进一步地，所述的激光雷达传感器、红外探测传感器、加速度传感器、摄像头传感器和九轴姿态传感器各自对应分别与所述的激光雷达传感器接口、红外探测传感器接口、加速度传感器接口、摄像头传感器接口和九轴姿态传感器接口电性连接。
进一步地，所述的传感器接口模块GPS模块以及电源管理模块均与所述算法设计模块电性连接。
进一步地，所述的编码器测速模块和电机驱动模块均与所述车速调节模块电性连接。
进一步地，所述的辅助调节模块包括蓝牙模块和WIFI模块。
进一步地，所述的蓝牙模块和WIFI模块均与所述算法设计模块电性连接。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明设计有算法设计模块，能根据探测检测模块收集的图像等信息对路况进行智能识别，从而避开障碍物，实现无目的探索式行进，即使是人类不能进入的危险环境，智能车也可以轻松自主驶入；本发明的算法设计模块还具备记忆算法，记忆算法使得智能车能够快速返回起点，因此，对于一些探测人员不能进入的危险场所，可以由本发明的智能车进入探测并完成特定的任务，相较于探测人员采取严密的保护措施才能进入，本发明探测更加方便，也大大减低了探测人员的风险；
2、本发明设计有姿态变化模块，可利用动态平衡让车模根据不同的地形和环境而进行姿态变化，甚至在需要时候还可以直立运行，这使得智能车更加灵活，能够躲避突然的意外，适应更多地形与环境，有利于更好地完成任务，而且本发明设计有完整的智能车车速控制系统，能够使智能车以最快的安全速度进行转向，相对而言更加安全、快速；
3、本发明设计有辅助调节模块，能够利用蓝牙或者无线转串口工具，对智能车实时车速以及探测目标等重要信息进行上传及下载，从而进行交互采集，再将这些信息发送到算法设计模块进行计算，从而使智能车系统更加稳定高速，进一步提升了智能车性能。
附图说明
图1为本发明的系统结构示意图；
图2为本发明系统中的传感器接口模块的结构示意图。
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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。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的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
具体实施例
如图1所示，本发明一种智能探测车用控制系统，包括探测检测模块、硬件电路模块、算法设计模块、姿态变化模块、车速调节模块和辅助调节模块，探测检测模块与硬件电路模块电性连接，硬件电路模块与算法设计模块以及车速调节模块电性连接，算法设计模块与车速调节模块、辅助调节模块以及姿态变换模块电性连接。
具体的，探测检测模块包括激光雷达传感器、红外探测传感器、加速度传感器、摄像头传感器和九轴姿态传感器，九轴姿态传感器和加速度传感器用于感受智能车当前的姿态与平稳程度，激光雷达传感器、红外探测传感器以及摄像头传感器用于对现场环境进行物体识别。
具体的，探测检测模块通过激光雷达传感器、红外探测传感器、加速度传感器、摄像头传感器以及九轴姿态传感器与硬件电路模块内部的传感器接口模块电性连接。
具体的，硬件电路模块包括传感器接口模块、编码器测速模块、电机驱动模块、GPS模块以及电源管理模块，GPS模块用于定位，电源管理模块用于为智能车供电。
具体的，如图2所示，传感器接口模块包括激光雷达传感器接口、红外探测传感器接口、加速度传感器接口、摄像头传感器接口和九轴姿态传感器接口。
具体的，激光雷达传感器与激光雷达传感器接口电性连接、红外探测传感器与红外探测传感器接口电性连接、加速度传感器与加速度传感器接口电性连接、摄像头传感器与摄像头传感器接口电性连接，九轴姿态传感器与九轴姿态传感器接口电性连接。
具体的，硬件电路模块通过传感器接口模块、GPS模块以及电源管理模块与算法设计模块电性连接，算法设计模块用于接收并记忆硬件电路模块传递的信息，便于进行道路侦测以及利用记忆算法使得智能车能够快速返回起点。
具体的，硬件电路模块通过编码器测速模块和电机驱动模块与车速调节模块电性连接，进而对智能车车速系统进行闭环控制。
具体的，辅助调节模块包括蓝牙模块和WIFI模块。
具体的，辅助调节模块内部的蓝牙模块和WIFI模块均与算法设计模块电性连接，用于重要信息进行交互采集。
本发明的具体原理及应用过程如下：
本系统的探测检测模块通过内部的九轴姿态传感器和加速度传感器感受智能车当前的姿态与平稳程度，通过内部的激光雷达传感器、红外探测传感器以及摄像头传感器对现场环境进行物体识别，再通过硬件电路模块内部的传感器接口模块将这些信息发送给算法设计模块，算法设计模块首先对这些信息进行存储记忆，再将图像进行二值化处理，继而对二值化图像进行边缘计算，构建图像边缘，拟合智能车道路边缘曲线，计算偏差，调节输出脉冲，从而决定是否转向，当小车遇到障碍需要转向时，算法设计模块会控制姿态变化模块进行转向，还会控制车速调节模块调整智能车的最佳转向速度，其中姿态变化模块利用动态平衡使车模实现快速变向，而车速调节模块利用编码器测速模块对车速进行实时测速，再采用PID控制算法，计算车速，进而控制输出pwm，并通过控制电机驱动模块调整智能车速度。本发明的GPS模块可以确定当前位置，并将位置信息发送到算法设计模块进行处理，本发明设置的辅助调节模块与算法设计模块电性连接，它可以接收算法设计模块实时发送的位置、车速等信息，再利用蓝牙模块或者WIFI模块将这些重要信息进行交互采集，从而使智能车系统更加稳定高速，另外，算法设计模块还可以利用记忆算法，对已探测的道路信息进行记忆，便于完成任务之后的快速往返。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种智能探测车用控制系统，其特征在于，包括探测检测模块、硬件电路模块、算法设计模块、姿态变化模块、车速调节模块和辅助调节模块，所述探测检测模块与所述硬件电路模块电性连接，所述硬件电路模块与所述算法设计模块电性连接，所述算法设计模块与所述姿态变化模块相连接，所述硬件电路模块和所述算法设计模块均还与所述车速调节模块相连接，所述算法设计模块还与所述辅助调节模块相连接。
2.根据权利要求1所述的一种智能探测车用控制系统，其特征在于，所述的探测检测模块包括激光雷达传感器、红外探测传感器、加速度传感器、摄像头传感器和九轴姿态传感器。
3.根据权利要求2所述的一种智能探测车用控制系统，其特征在于，所述的激光雷达传感器、红外探测传感器、加速度传感器、摄像头传感器和九轴姿态传感器均与所述硬件电路模块内部的传感器接口模块电性连接。
4.根据权利要求3所述的一种智能探测车用控制系统，其特征在于，所述的硬件电路模块包括传感器接口模块、编码器测速模块、电机驱动模块、GPS模块以及电源管理模块。
5.根据权利要求4所述的一种智能探测车用控制系统，其特征在于，所述的传感器接口模块包括激光雷达传感器接口、红外探测传感器接口、加速度传感器接口、摄像头传感器接口和九轴姿态传感器接口。
6.根据权利要求5所述的一种智能探测车用控制系统，其特征在于，所述的激光雷达传感器、红外探测传感器、加速度传感器、摄像头传感器和九轴姿态传感器各自对应分别与所述的激光雷达传感器接口、红外探测传感器接口、加速度传感器接口、摄像头传感器接口和九轴姿态传感器接口电性连接。
7.根据权利要求4所述的一种智能探测车用控制系统，其特征在于，所述的传感器接口模块GPS模块以及电源管理模块均与所述算法设计模块电性连接。
8.根据权利要求4所述的一种智能探测车用控制系统，其特征在于，所述的编码器测速模块和电机驱动模块均与所述车速调节模块电性连接。
9.根据权利要求1所述的一种智能探测车用控制系统，其特征在于，所述的辅助调节模块包括蓝牙模块和WIFI模块。
10.根据权利要求9所述的一种智能探测车用控制系统，其特征在于，所述的蓝牙模块和WIFI模块均与所述算法设计模块电性连接。
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