CN205068164U

CN205068164U - 一种远程机器视觉非遮挡寻物系统

Info

Publication number: CN205068164U
Application number: CN201520820094.7U
Authority: CN
Inventors: 卢苗; 王慧斌; 陈哲
Original assignee: Hohai University HHU
Current assignee: Hohai University HHU
Priority date: 2015-10-22
Filing date: 2015-10-22
Publication date: 2016-03-02
Anticipated expiration: 2025-10-22

Abstract

本实用新型公开了一种远程机器视觉非遮挡寻物系统，包括：智能小车和控制终端，所述智能小车包括控制单元、舵机、直流电机驱动模块、直流电机、摄像头、无线通信模块和电源模块；所述舵机、直流电机驱动模块、摄像头、无线通信模块和电源模块均与控制单元相连，舵机、直流电机驱动模块均与电源模块相连，直流电机与直流电机驱动模块连接；所述智能小车与控制终端通过无线方式数据通信，智能小车接收控制终端发送的寻物和停止寻物的命令，并将摄像头拍摄的图片发送给控制终端。与现有技术相比，本实用新型设计合理，寻物种类广泛，无信号传输距离限制，实现了智能寻找物品、方便人们生活的目的，具有广泛的应用前景。

Description

一种远程机器视觉非遮挡寻物系统

技术领域

本实用新型属于智能家居领域，具体是一种远程机器视觉非遮挡寻物系统。

背景技术

在日常生活中，人们常常将一些日常用品随意放置，在使用的时候需要花费大量的时间去寻找，有时候越是着急越是找不到，给人们的日常生活带来诸多不便。

目前的智能寻物装置均已无线遥控技术为基础，通过发射器与接收器间的通信来确定物体的位置。这些智能寻物装置都只能寻找安装有接收器或发射器的特定物体，不能寻找未安装接收器或发射器的物品，无法起到真正寻物的作用。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种远程机器视觉非遮挡寻物系统，以实现智能寻物。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种远程机器视觉非遮挡寻物系统，包括：智能小车和控制终端，所述智能小车包括控制单元、舵机、直流电机驱动模块、直流电机、摄像头、无线通信模块和电源模块；所述舵机、直流电机驱动模块、摄像头、无线通信模块和电源模块均与控制单元相连，舵机、直流电机驱动模块均与电源模块相连，直流电机与直流电机驱动模块连接；所述智能小车与控制终端通过无线方式数据通信，智能小车接收控制终端发送的寻物和停止寻物的命令，并将摄像头拍摄的图片发送给控制终端。控制单元是一个微控制器，不仅负责控制舵机和直流电机驱动模块从而控制小车的运动方向和速度，还负责控制摄像头拍照和无线通信模块与控制终端的通信。电源模块主要为需要提供电源的各模块提供电源，可输出1.8V、3.3V、5V、12V四种电压来满足各类需求。直流电机驱动模块主要用于接收并执行控制单元的控制命令，驱动直流电机工作，从而控制小车的运行速度。

进一步地，所述智能小车还包括步进电机驱动模块和步进电机，所述步进电机驱动模块分别与控制单元和电源模块相连；所述摄像头通过支撑杆固定在步进电机上。步进电机驱动模块也由控制单元负责控制，主要用于接收并执行控制单元的控制命令，驱动步进电机旋转一定角度，从而带动摄像头旋转一定角度，以实现在同一地点360度角度的拍摄。

进一步地，所述智能小车还包括蜂鸣器和LED灯，当找到物品时可进行声光提示。

进一步地，所述控制终端包括通信模块，用于向所述智能小车发送寻物和停止寻物的命令，并接收智能小车传送的图片数据；以及物品识别模块，用于将通信模块接收到的图片与所寻物品的图片进行比较得出是否找到物品的结果。

本实用新型的有益效果是：本实用新型采用智能小车车载可控摄像头在搜索区域采集图像，并将图像通过无线网络高速传至控制终端；同时在控制终端上可有可视化的小车控制和查找结果显示界面。即使用户不在家，也可以对小车进行控制，了解某一物品在家中的大致位置。与现有技术相比，本实用新型设计合理，寻物种类广泛，无信号传输距离限制，实现了智能寻找物品、方便人们生活的目的，具有广泛的应用前景。

附图说明

图1是远程机器视觉非遮挡寻物系统中各部分间数据传递的系统构架图。

图2是远程机器视觉非遮挡寻物系统中智能小车内部模块连接图。

图3是远程机器视觉非遮挡寻物系统的控制单元原理图。

图4是远程机器视觉非遮挡寻物系统的直流电机驱动模块原理图。

图5是远程机器视觉非遮挡寻物系统的步进电机驱动模块原理图。

图6是远程机器视觉非遮挡寻物系统用户手机客户端数据处理与控制信号传送流程图。

具体实施方式

为了使本实用新型的内容更容易被清楚理解，下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示，本实用新型实施例公开的一种远程机器视觉非遮挡寻物装置包括：控制终端1和智能小车2。其中控制终端的硬件设备可以是智能手机、PAD、便携电脑等，本实施例以智能手机为例，手机客户端1拥有友好的人机交互界面，不仅可以控制小车运动还可以让小车在非遮挡地面进行寻物操作。手机客户端1和智能小车2之间利用无线网络通信，如4G、WIFI等，本实施例以4G网络通信为例。人们在手机客户端1上选择所需要的操作，手机客户端1利用4G网络将控制信号传给智能小车2。智能小车2接收并分析控制信号，然后执行，最后将执行结果通过4G网络返回到手机客户端1。手机客户端1接收并分析处理智能小车2的返回结果，根据实际情况操作小车。

如图2所示，本实用新型系统中的智能小车包括：控制单元3、舵机4、直流电机驱动模块5、直流电机6、步进电机驱动模块7、步进电机8、摄像头9、4G通信模块10、蜂鸣器11、LED灯12、电源模块13；舵机4、直流电机驱动模块5、步进电机驱动模块7、摄像头9、4G通信模块10、LED灯12、电源模块13均与控制单元3相连，舵机4、直流电机驱动模块5、步进电机驱动模块7、步进电机8、蜂鸣器11都与电源模块13相连，直流电机6与直流电机驱动模块5连接，步进电机8和蜂鸣器11与步进电机驱动模块7连接。摄像头9通过支撑杆固定在步进电机8上，在步进电机8的控制下可实现360度旋转，摄像头9可采用金刚狼866高清摄像头，以保证获取图片的质量。

电源模块13为系统提供所需的电源，共有1.8V、3.3V、5V、12V四种电压输出，为控制单元3（AT91RM9200芯片）提供1.8V和3.3V电压，为蜂鸣器11、舵机4（FutabaS3003）和直流电机驱动模块5（L298N芯片）的VSS端提供5V电压，为步进电机8、步进电机驱动模块7（ULN2003A芯片）和直流电机驱动模块5（L298N芯片）的VS端提供12V电压。

控制单元3通过定时器/计数器输出PWM信号对舵机4、直流电机驱动模块5进行控制，直流电机驱动模块5驱动直流电机6工作。具体电路如图3、图4所示，U1（AT91RM9200）的TIOA1与U2（FutabaS3003）相连，U1（AT91RM9200）的TIOA0、TIOB0分别与U3（L298N）的ENA和ENB连接，U1（AT91RM9200）的PB0~PB3分别与U3（L298N）的IN1~IN4连接，U3（L298N）的OUT1~OUT4与直流电机6相连。摄像头9与4G通信模块10都通过USB接口与控制单元3连接，摄像头9与控制单元3的USB主机端口A连接，4G通信模块10与控制单元3的USB主机端口B连接。控制单元3（AT91RM9200）与步进电机驱动模块7（ULN2003A）以及步进电机驱动模块7与步进电机8的电路连接图如图5所示。

4G通信模块10包含ME9090s-821MiniPCIe和SIM卡，ME9090s-821MiniPCIe负责数据的发送和接收，SIM卡负责完成用户身份的识别。4G通信模块10接收到来自4G网络的信号，SIM卡完成用户身份识别之后，ME9090s-821MiniPCIe将接收到的命令传到控制单元3。控制单元3先判断是何种控制命令，根据控制命令做出相应的反应。若接收到的是小车运动控制命令，则控制单元3将控制信号（PWM）发送给舵机4和直流电机驱动模块5，直流电机驱动模块5再对直流电机6进行控制，从而让小车转弯或者前进后退。若接收到的是寻物命令，则控制单元3将控制信号通过USB主机端口A发送给摄像头9，触发摄像头9对周围进行拍照并将数据返回给控制单元3，然后控制单元3利用USB主机端口B将数据发给4G通信模块10并控制其将数据发送出去。控制单元3控制步进电机每次转60度，从而带动摄像头9旋转60度，每次旋转之前摄像头9对周围环境进行拍照。若旋转360度之后仍没有找到所寻物品，则小车根据路径规划算法（如栅格法）行驶至下一个相似度最高的节点进行每隔60度拍照，直到找到物品或者整个区域搜索完毕。具体的寻物流程图如图6所示。

手机客户端1通过通信模块向智能小车2发送寻物的命令以及接收智能小车传输过来的图像数据，并通过物品识别模块采用感知哈希算法将接收到的图片与所需寻找的物品的图片进行对比分析，计算出它们的相似度，当相似度达到设定的阈值时，则物品识别模块输出找到物品的结果，手机客户端1通过通信模块向智能小车2发送停止寻物的控制命令，智能小车2接收到停止寻物的命令后，结束寻物，同时控制蜂鸣器发声，LED闪烁，指引人们找到物品。若物品识别模块计算得到的相似度不能达到设定的阈值，则输出未找到物品的结果，此时手机客户端1通过通信模块向智能小车2发送继续寻找的控制命令，智能小车2接收到命令后继续对周围进行拍照并将图像数据传输给手机客户端1，直到小车找到物品时接收到手机客户端1发送的停止寻物的命令或者搜索完整个区域。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本实用新型的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims

1.一种远程机器视觉非遮挡寻物系统，其特征在于，包括：智能小车和控制终端，所述智能小车包括控制单元、舵机、直流电机驱动模块、直流电机、摄像头、无线通信模块和电源模块；所述舵机、直流电机驱动模块、摄像头、无线通信模块和电源模块均与控制单元相连，舵机、直流电机驱动模块均与电源模块相连，直流电机与直流电机驱动模块连接；所述智能小车与控制终端通过无线方式数据通信，智能小车接收控制终端发送的寻物和停止寻物的命令，并将摄像头拍摄的图片发送给控制终端。

2.根据权利要求1所述的远程机器视觉非遮挡寻物系统，其特征在于，所述智能小车还包括步进电机驱动模块和步进电机，所述步进电机驱动模块分别与控制单元和电源模块相连；所述摄像头通过支撑杆固定在步进电机上。

3.根据权利要求1所述的远程机器视觉非遮挡寻物系统，其特征在于，所述智能小车还包括蜂鸣器和LED灯。

4.根据权利要求1所述的远程机器视觉非遮挡寻物系统，其特征在于，所述控制终端包括通信模块，用于向所述智能小车发送寻物和停止寻物的命令，并接收智能小车传送的图片数据；以及物品识别模块，用于将通信模块接收到的图片与所寻物品的图片进行比较得出是否找到物品的结果。

5.根据权利要求2所述的远程机器视觉非遮挡寻物系统，其特征在于，所述控制单元为AT91RM9200芯片，所述舵机为FutabaS3003，所述直流电机驱动模块为L298N芯片，所述步进电机驱动模块为ULN2003A芯片。

6.根据权利要求1所述的远程机器视觉非遮挡寻物系统，所述无线通信模块为4G通信模块或WIFI模块。