CN202351636U - 一种基于双ccd的智能模型车自动泊车装置 - Google Patents

一种基于双ccd的智能模型车自动泊车装置 Download PDF

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杨炜
梁景雨
张双喜
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Abstract

本实用新型公开了一种基于双CCD的智能模型车自动泊车装置，该装置包括设置在智能车上的两个CCD摄像机，两CCD摄像机呈180°对称的布置，两个CCD摄像机均连接在单片机上，在单片机上还连接有舵机和电机，其中，舵机上连接有控制转向模块，电机上连接有控制速度模块。通过CCD摄像机识别跑道两边的黑线来引导小车行驶，用光电编码器来检测小车的速度，使用经典PID算法来控制小车的加减速。当小车驶到车库时，通过单8通道数字控制模拟电子开关CD4051来控制前后CCD摄像机的精确切换，再结合舵机转向、电机的驱动，从而实现智能车的自动泊车。

Description

一种基于双CCD的智能模型车自动泊车装置
技术领域
本实用新型涉及智能车自动泊车领域，尤其涉及一种基于双CCD的智能模型车自动泊车装置。
背景技术
随着经济技术的发展，汽车已经在我国逐步普及，越来越多的汽车走进了人们的视野，但也有很多问题随之而来，无论是公车、货车，还是越来越多的私家乘用车，都带来了环境污染、交通事故、交通拥挤等一系列问题，在众多问题中，泊车就是一个较严重的问题。智能模型车是当今车辆工程领域研究的前沿，它体现了车辆工程、人工智能、自动控制、计算机等多个学科领域理论技术的交叉和综合，以智能模型车(以下简称智能车)模拟现实条件下的智能车自动泊车，具有重要的现实意义。
发明内容
本实用新型的目的在于，提供一种基于双CCD的智能车自动泊车装置，该装置可以沿着特定跑道行驶，并可以实现自动泊车。
为了实现上述任务，本实用新型采取如下的技术解决方案：
一种基于双CCD的智能模型车自动泊车装置，其特征在于，该装置包括设置在智能车上的两个CCD摄像机，两CCD摄像机呈180°对称的布置，两个CCD摄像机均连接在单片机上，在单片机上还连接有舵机和电机，其中，舵机上连接有控制转向模块，电机上连接有控制速度模块。
本实用新型的其它特点是：
所述的单片机采用MC9S12 XS128型号的单片机。
所述的舵机的型号为futaba S-3010。
所述的控制速度模块为E6A2-CW3C增量式光电编码器。
所述的电机采用H桥行驶驱动电路驱动，H桥行驶驱动电路由两个PNP型三极管8550、两个NPN型三极管9013、两个NPN型三极管8050组成。
本实用新型装置的基于双CCD的智能车自动泊车装置，以边沿带有黑色即时贴的白色KT板作为跑道，跑道的形状可以自行设定。以飞思卡尔高性能16位单片机MC9S12XS128MAL为核心，通过CCD摄像机识别跑道两边的黑线来引导小车行驶，用增量式光电编码器来检测小车的速度，使用经典PID算法来控制小车的加减速。当小车驶到车库时，通过单8通道数字控制模拟电子开关CD4051来控制前后CCD摄像机的精确切换，再结合舵机转向、电机的驱动，从而实现智能车的自动泊车。
附图说明
图1为本实用新型的系统结构示意图。
图2为本实用新型的跑道及车库示意图。
图3为本实用新型的CCD摄像机安装示意图。
图4为本实用新型的模拟电子开关CD4051引脚连接电路图。
图5为本实用新型的舵机连接的电路图。
图6为本实用新型的测速装置的电路图。
图7为本实用新型的驱动电机的控制电路图。
图8为本实用新型的的MC9S12XS128单片机引脚连接图。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
具体实施方式
参照图1和图3，本实施例给出一种基于双CCD的智能车自动泊车装置，包括设置在智能车上的两个CCD摄像机，两CCD摄像机呈180°对称的布置，两个CCD摄像机均连接在单片机上，在单片机上还连接有舵机和电机，其中，舵机上连接有控制转向模块，电机上连接有控制速度模块。
通过CCD1来识别道路行驶，使用舵机来控制智能车的行驶方向，使用控制速度模块来检测小车的速度，结合经典PID算法来控制小车的加减速，当智能车的CCD1摄像机检测到停车位标志线时，传递一个信号给MC9S12XS128单片机，单片机通过程序控制CD4051来切换CCD1和CCD2摄像机之间的工作，从而控制智能车进行精确的泊车。
参照图2，本实施例中的跑道为白色底板路面，道路两边铺有线型不断变化的黑线信息。停车位设计在道路一侧，停车位旁边铺有停车位标志线。
参照图3，本实施例中的CCD1和CCD2布置在智能车的上部靠前的位置，采用碳纤维杆支撑，两个CCD采取关于碳纤维杆呈180°对称的布置方式。
参照图4，本实施例中采用CD4051单8通道数字控制模拟电子开关，来实现CCD1和CCD2摄像机之间的切换使用。如图4所示，CD4051的3脚接单片机的PAD0，6、7、8、13引脚接地，11引脚接单片机的E3，14、15、16引脚接单片机的电源+5V。
参照图5，本实施例中采用的舵机为日本双叶公司生产的futaba S-3010高速反应舵机，其工作电压为7.2V，采用PWM信号控制。舵机驱动电路包括芯片74HC32D、稳压器LM350T、可调电阻R10、电阻R9和稳压电容C3。其中，稳压电容C3、稳压器LM350T、可调电阻R10和电阻R9共同组成稳压电路，为舵机提供稳定的工作电压。舵机由MC9S12XS128MAL单片机为其提供PWM信号，从而控制模型车的转向角度。
参照图6，本实施例中采用的控制速度模块选择E6A2-CW3C增量式光电编码器。该编码器带有编码盘，该编码盘为一个直径为20mm的圆盘，在其周围均匀地分布着45个缝隙。在编码盘的中心打孔，将其固定在智能车的后轮转轴上，这样，当智能车的后轮转动一周时编码盘也转动一周。红外发射与接收管固定在编码盘的两侧，当智能车运动时，编码盘随后轮转轴一起转动，其齿部断续地遮挡红外线光束，使得接收管接收到断续的光脉冲信号。经过如图6所示的电路，将接收管接收到的光脉冲信号转换为电脉冲信号。编码盘的齿部间断地遮挡红外发射与接收管，就会在接收管的输出端间断地产生高低电平，当遮挡的频率较高时，接收管输出的高低电平的波形是不规则的，这里采用常用的集成施密特触发器74HC14对接收管的输出波形进行整形。经施密特触发器整形后得到比较理想的脉冲信号，将其输入MC9S12XS128MAL单片机的脉冲计数模块，从而对模型车的速度脉冲进行计数。实验证明，采用此方案进行速度检测能满足模型车控制精度的要求。
参照图7，电机驱动是采用的H桥行驶驱动电路，该电路由两个PNP型三极管8550：Q1、Q2，两个NPN型三极管9013：Q3、Q4、两个NPN型三极管8050：Q5、Q6，电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15和电阻R16组成，其中电阻R11和电阻R12的阻值均为100Ω，电阻R13和电阻R14的阻值均为1kΩ，电阻R15和电阻R16的阻值均为500Ω。
H桥行驶驱动电路包括前进输入端J11，后退输入端J12，当电机前进输入端J11为高电平信号时，三极管Q3、Q2、Q5导通，驱动电机中电流方向为从右到左，驱动电机正转，模型车前进；相反，当驱动电机后退输入端J12为高电平信号时，三极管Q4、Q1、Q6导通，驱动电机中电流方向为从左到右，驱动电机反转，模型车后退。
参照图8，PWM23是舵机信号的控制端。PWM1和PWM5是控制驱动电机信号的两个端口，用于控制驱动电机的正反转。

Claims (6)

1.一种基于双CCD的智能模型车自动泊车装置，其特征在于，该装置包括设置在智能车上的两个CCD摄像机，两CCD摄像机呈180°对称的布置，两个CCD摄像机均连接在单片机上，在单片机上还连接有舵机和电机，其中，舵机上连接有控制转向模块，电机上连接有控制速度模块。
2.如权利要求1所述的基于双CCD的智能模型车自动泊车装置，其特征在于，所述的单片机采用MC9S12XS128型号的单片机。
3.如权利要求1所述的基于双CCD的智能模型车自动泊车装置，其特征在于，所述的舵机的型号为futaba S-3010。
4.如权利要求1所述的基于双CCD的智能模型车自动泊车装置，其特征在于，所述的控制速度模块为E6A2-CW3C增量式光电编码器。
5.如权利要求1所述的基于双CCD的智能模型车自动泊车装置，其特征在于，所述的电机采用H桥行驶驱动电路驱动。
6.如权利要求5所述的基于双CCD的智能模型车自动泊车装置，其特征在于，所述H桥行驶驱动电路由两个PNP型三极管8550、两个NPN型三极管9013、两个NPN型三极管8050组成。
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