CN113917914A - 一种基于树莓派的智能障碍检测车系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于树莓派的智能障碍检测车系统，其系统包括车体、所述车体内安装的驱动电机、树莓派主控模块、超声波传感器、红外循迹传感器、小型摄像头、摄像头云台、摄像头转向舵机、七彩探照灯模块、蓝牙模块和配套的电脑客户端。超声波传感器负责对车辆前方的障碍物情况进行检测；红外循迹传感器负责对地面路线情况进行实时检测，实现循迹行驶的功能，时刻校正智能障碍检测车的行驶方向，引导智能障碍检测车沿着特定的黑色车道前进；小型摄像头负责拍摄车辆遇到的障碍物和分析障碍物的类型特征情况；本发明不仅能够实现自动循迹行驶、智能检测识别障碍物的功能，还拥有电脑客户端远程操控的功能，具有较高的智能化程度。
Description
技术领域
本发明涉及智能控制技术领域，具体涉及一种基于树莓派的智能障碍检测车系统。
背景技术
随着我国社会经济的快速发展，我国的汽车保有总量逐年增长，汽车进入了越来越多的家庭。互联网技术、智能传感与控制技术以及嵌入式计算机技术的发展，引发了汽车界新的技术革命——向信息化、智能化迈进。智能汽车的概念离我们越来越近，不少厂商选择将智能传感、智能决策等元素融入汽车产品中。当下，汽车无人驾驶的相关技术正处于迅猛发展之中。行驶障碍检测作为汽车无人驾驶技术的重要组成部分，是汽车智能化研究的方向之一。因此，设计一种能够自动检测、识别障碍并作出避障反应的智能障碍检测车系统具有较大的意义。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于树莓派的智能障碍检测车系统，该智能障碍检测车系统不仅能够实现自动循迹行驶、智能检测识别障碍物的功能，还拥有电脑客户端远程操控的功能，具有较高的智能化程度。
本发明的技术方案如下：
一种基于树莓派的智能障碍检测车系统，包括车体、所述车体内安装的驱动电机、树莓派主控模块、超声波传感器、红外循迹传感器、小型摄像头、摄像头云台、摄像头转向舵机、七彩探照灯模块、蓝牙模块和配套的电脑客户端。所述超声波传感器、红外循迹传感器、小型摄像头、摄像头转向舵机、七彩探照灯模块通过GPIO接口与树莓派主控模块相连接，超声波传感器安装于车体前端，负责对车辆前方的障碍物情况进行检测；红外循迹传感器安装于车体前端的下方，负责对地面路线情况进行实时检测，将检测到的地面路线情况传送至树莓派主控模块进行处理，从而调整车体内驱动电机的运动状态，时刻校正智能障碍检测车的行驶方向，引导智能障碍检测车沿着特定的黑色车道前进；小型摄像头负责拍摄车辆遇到的障碍物和分析障碍物的类型特征情况，小型摄像头拍摄到的障碍物图像传送至树莓派主控模块进行障碍物类型识别处理，根据识别处理得到的障碍物类型结果，在七彩探照灯模块输出不同颜色的灯光信号以代表遇到的不同的障碍物类型，并将障碍物类型识别结果传送至电脑客户端平台；摄像头云台负责搭载小型摄像头，摄像头转向舵机负责控制摄像头云台的旋转角度以实现小型摄像头拍摄方向的调整。所述蓝牙模块通过USB接口连接到树莓派主控模块，负责智能障碍检测车树莓派主控模块和所述配套的电脑客户端之间的通信，配套的电脑客户端可以实现障碍物图像和类型识别结果的查看，还可以实现对智能障碍检测车的远程行驶操控。
进一步的，所述智能障碍检测车具有检测障碍物的功能，车体前端安装的超声波传感器实时检测车辆前方的障碍物情况，当超声波传感器检测到前方有障碍物时，智能障碍检测车停止行驶，启动小型摄像头进行拍摄，同时启动摄像头转向舵机调整小型摄像头拍摄角度使得障碍物体尽量出现在拍摄图像的中心区域，小型摄像头拍摄得到的障碍物图像传送到树莓派主控模块后使用树莓派主控模块内置的已有的物体识别算法进行障碍物类型识别处理，根据识别处理结果的不同在七彩探照灯模块输出不同颜色的灯光信号，以表示遇到的障碍物类型的不同，并将障碍物类型识别结果传送至电脑客户端平台显示，然后智能障碍检测车起步行驶绕过障碍物继续前进。
进一步的，所述超声波传感器使用超声波的发射与接收来检测车辆前方的障碍物情况。超声波传感器首先向前发射出超声波，超声波在遇到障碍物体后会发生反射，超声波传感器检测到反射回来的超声波后会向树莓派主控模块传送表示前方有障碍物的高电平信号，同时树莓派主控模块根据超声波从发射到返回的时间计算得出车辆与障碍物之间的距离。
进一步的，所述所述红外循迹传感器具有四组红外信号发射器，每组发射器有一个信号灯，发射器可以实时发射红外线到地面：当红外线发射到黑色路径上时，红外线会被黑线吸收，使得红外传感器接收不到反射的红外线，信号灯就变亮；红外线发射到一般地面上会发生反射，使得红外传感器接收到反射的红外线，信号灯就不亮。四组信号灯的高低电平情况传送到树莓派主控模块后，树莓派主控模块根据信号灯情况对车体内安装的驱动电机的运动状态进行调整以校正智能障碍检测车的行驶方向。
进一步的，所述车体包括车架，所述车架下方有四个车轮，所述驱动电机带动车轮转动，所述树莓派主控模块安装在车架内，所述摄像头云台安装在车架上表面。驱动电机和树莓派主控模块由锂电池组供电，锂电池组置于车架内部。
本发明的有益效果在于：
1)本发明利用树莓派微型计算机模块，实现了对智能障碍检测车的信息化控制，具有障碍检测、识别和提示的功能。
2)本发明利用小型摄像头对车辆遇到的障碍物进行图像拍摄，结合树莓派主控模块内置的已有的物体识别算法对障碍物图像进行障碍物类型识别，根据识别处理结果的不同在七彩探照灯模块输出不同颜色的灯光信号，以提示用户智能障碍检测车遇到障碍物的不同类型，同时障碍物类型识别结果还会传送至电脑客户端平台，供用户在远程进行查看。
3)本发明搭配了电脑客户端，用户可以在电脑客户端远程对智能障碍检测车的行驶进行控制，还可以在电脑客户端查看遇到障碍物的图像和类型，做到了万物互联，进一步提升了用户操控的便利程度。
附图说明
图1是本发明系统框架示意图；
图2是本发明的流程示意图。
具体实施方式
以下结合说明书附图，对本发明作进一步说明：
如图1-2所示，一种基于树莓派的智能障碍检测车系统，包括车体、所述车体内安装的驱动电机、树莓派主控模块、超声波传感器、红外循迹传感器、小型摄像头、摄像头云台、摄像头转向舵机、七彩探照灯模块、蓝牙模块和配套的电脑客户端。
具体的，超声波传感器、红外循迹传感器、小型摄像头、摄像头转向舵机、七彩探照灯模块通过GPIO接口与树莓派主控模块相连接，超声波传感器安装于车体前端，负责对车辆前方的障碍物情况进行检测。
具体的，红外循迹传感器安装于车体前端的下方，负责对地面路线情况进行实时检测，将检测到的地面路线情况传送至树莓派主控模块进行处理，从而调整车体内驱动电机的运动状态，时刻校正智能障碍检测车的行驶方向，引导智能障碍检测车沿着特定的黑色车道前进。
具体的，小型摄像头安装于车体前端，负责拍摄车辆遇到的障碍物和分析障碍物的类型特征情况，小型摄像头拍摄到的障碍物图像传送至树莓派主控模块进行障碍物类型识别处理，根据识别处理得到的障碍物类型结果，在七彩探照灯模块输出不同颜色的灯光信号以代表遇到的不同的障碍物类型，并将障碍物类型识别结果传送至电脑客户端。
具体的，摄像头云台负责搭载小型摄像头，摄像头转向舵机负责控制摄像头云台的旋转角度以实现小型摄像头拍摄方向的调整。
具体的，蓝牙模块通过USB接口连接到树莓派主控模块，负责智能障碍检测车树莓派主控模块和所述配套的电脑客户端之间的通信，配套的电脑客户端可以实现障碍物图像和类型识别结果的查看，还可以实现对智能障碍检测车的远程行驶操控。
具体的，智能障碍检测车具有检测障碍物的功能，车体前端安装的超声波传感器实时检测车辆前方的障碍物情况，当超声波传感器检测到前方有障碍物时，智能障碍检测车停止行驶，启动小型摄像头进行拍摄，同时启动摄像头转向舵机调整小型摄像头拍摄角度使得障碍物体尽量出现在拍摄图像的中心区域，小型摄像头拍摄得到的障碍物图像传送到树莓派主控模块后使用树莓派主控模块内置的已有的物体识别算法进行障碍物类型识别处理，根据识别处理结果的不同在七彩探照灯模块输出不同颜色的灯光信号，以表示遇到的障碍物类型的不同，并将障碍物类型识别结果传送至电脑客户端平台显示，然后智能障碍检测车起步行驶绕过障碍物继续前进。
具体的，超声波传感器使用超声波的发射与接收来检测车辆前方的障碍物情况。超声波传感器首先向前发射出超声波，超声波在遇到障碍物体后会发生反射，超声波传感器检测到反射回来的超声波后会向树莓派主控模块传送表示前方有障碍物的高电平信号，同时树莓派主控模块根据超声波从发射到返回的时间计算得出车辆与障碍物之间的距离。
具体的，红外循迹传感器具有四组红外信号发射器，每组发射器有一个信号灯，发射器可以实时发射红外线到地面：当红外线发射到黑色路径上时，红外线会被黑线吸收，使得红外传感器接收不到反射的红外线，信号灯就变亮；红外线发射到一般地面上会发生反射，使得红外传感器接收到反射的红外线，信号灯就不亮。四组信号灯的高低电平情况传送到树莓派主控模块后，树莓派主控模块根据信号灯情况对车体内安装的驱动电机的运动状态进行调整以校正智能障碍检测车的行驶方向。
具体的，车体包括车架，所述车架下方有四个车轮，所述驱动电机带动车轮转动，所述树莓派主控模块安装在车架内，所述摄像头云台安装在车架上表面。驱动电机和树莓派主控模块由锂电池组供电，锂电池组置于车架内部。
上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。
Claims (5)
1.一种基于树莓派的智能障碍检测车系统，其特征在于：包括车体、驱动电机、树莓派主控模块、超声波传感器、红外循迹传感器、小型摄像头、摄像头云台、摄像头转向舵机、七彩探照灯模块、蓝牙模块及电脑客户端；所述超声波传感器、红外循迹传感器、小型摄像头、摄像头转向舵机、七彩探照灯模块通过GPIO接口与树莓派主控模块相连接，超声波传感器安装于车体前端，负责对车辆前方的障碍物情况进行检测；红外循迹传感器安装于车体前端的下方，负责对地面路线情况进行实时检测，将检测到的地面路线情况传送至树莓派主控模块进行处理，从而调整车体内驱动电机的运动状态，时刻校正智能障碍检测车的行驶方向，引导智能障碍检测车沿着特定的黑色车道前进；小型摄像头负责拍摄车辆遇到的障碍物和分析障碍物的类型特征情况，小型摄像头拍摄到的障碍物图像传送至树莓派主控模块进行障碍物类型识别处理，根据识别处理得到的障碍物类型结果，在七彩探照灯模块输出不同颜色的灯光信号以代表遇到的不同的障碍物类型，并将障碍物类型识别结果传送至电脑客户端；摄像头云台负责搭载小型摄像头，摄像头转向舵机负责控制摄像头云台的旋转角度以实现小型摄像头拍摄方向的调整；所述蓝牙模块通过USB接口连接到树莓派主控模块，负责智能障碍检测车树莓派主控模块和所述配套的电脑客户端之间的通信，配套的电脑客户端可以实现障碍物图像和类型识别结果的查看，还可以实现对智能障碍检测车的远程行驶操控。
2.根据权利要求1所述的一种基于树莓派的智能障碍检测车系统，其特征在于：所述智能障碍检测车具有检测障碍物的功能，车体前端安装的超声波传感器实时检测车辆前方的障碍物情况，当超声波传感器检测到前方有障碍物时，智能障碍检测车停止行驶，启动小型摄像头进行拍摄，同时启动摄像头转向舵机调整小型摄像头拍摄角度使得障碍物体尽量出现在拍摄图像的中心区域，小型摄像头拍摄得到的障碍物图像传送到树莓派主控模块后使用树莓派主控模块内置的已有的物体识别算法进行障碍物类型识别处理，根据识别处理结果的不同在七彩探照灯模块输出不同颜色的灯光信号，以表示遇到的障碍物类型的不同，并将障碍物类型识别结果传送至电脑客户端显示，然后智能障碍检测车起步行驶绕过障碍物继续前进。
3.根据权利要求1所述的一种基于树莓派的智能障碍检测车系统，其特征在于：所述超声波传感器使用超声波的发射与接收来检测车辆前方的障碍物情况，超声波传感器首先向前发射出超声波，超声波在遇到障碍物体后会发生反射，超声波传感器检测到反射回来的超声波后会向树莓派主控模块传送表示前方有障碍物的高电平信号，同时树莓派主控模块根据超声波从发射到返回的时间计算得出车辆与障碍物之间的距离。
4.根据权利要求1所述的一种基于树莓派的智能障碍检测车系统，其特征在于：所述红外循迹传感器具有四组红外信号发射器，每组发射器有一个信号灯，发射器实时发射红外线到地面：当红外线发射到黑色路径上时，红外线会被黑线吸收，使得红外传感器接收不到反射的红外线，信号灯就变亮；红外线发射到一般地面上会发生反射，使得红外传感器接收到反射的红外线，信号灯就不亮；四组信号灯的高低电平情况传送到树莓派主控模块后，树莓派主控模块根据信号灯情况对车体内安装的驱动电机的运动状态进行调整以校正智能障碍检测车的行驶方向。
5.根据权利要求1所述的一种基于树莓派的智能障碍检测车系统，其特征在于：所述车体包括车架，所述车架下方有四个车轮，所述驱动电机带动车轮转动，所述树莓派主控模块安装在车架内，所述摄像头云台安装在车架上表面，驱动电机和树莓派主控模块由锂电池组供电，锂电池组置于车架内部。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN114600574A (zh) * | 2022-03-21 | 2022-06-10 | 酒泉市铸陇机械制造有限责任公司 | 四轮智能电动施肥播种铺膜打药一体机 |
| GB2621197A (en) * | 2022-07-22 | 2024-02-07 | Univ Shenyang Technology | Pipeline endoscopic detection system |
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2021
- 2021-07-31 CN CN202110876553.3A patent/CN113917914A/zh not_active Withdrawn
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