CN205229457U - 一种智能小车测距系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于智能小车控制技术领域，具体涉及一种智能小车测距系统，包括单片机、为系统供电的电源和超声波测距单元，超声波测距单元包括多对超声波发射器和超声波接收器，单片机与超声波测距单元通信连接，单片机的输入端连接速度检测单元、温度补偿单元和红外遥控单元，单片机的输出端连接显示单元、舵机单元、电机驱动单元和用于播报小车行驶速度、行驶里程和小车距障碍物的距离位置信息的语音播报单元。本实用新型结构简单，测距精确、能够有效规避障碍物、可实现远程控制。

Description

一种智能小车测距系统

技术领域

本实用新型属于智能小车控制技术领域，具体涉及一种智能小车测距系统。

背景技术

智能小车，即轮式机器人，是移动机器人的一种，其内容涵盖机械、汽车、电子、自动控制、计算机、传感器等多个科学的知识领域，作为一门新兴的综合技术，可广泛应用于工厂自动料车、固定场地搬运车等技术领域，也可应用于复杂恶劣的工作环境，具有良好的应用前景。现有的智能小车存在以下不足：1、障碍物测距不精确，遇到故障时无法及时有效规避；2、不能进行远程调整控制；3、不能语音提示障碍物距离，不便于人们及时了解小车运行环境。

实用新型内容

本实用新型相对目的在于提供一种结构简单，测距精确、能够有效规避障碍物、可实现远程控制的智能小车测距系统。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种智能小车测距系统：包括单片机、为系统供电的电源和超声波测距单元，所述超声波测距单元包括多对超声波发射器和超声波接收器，所述单片机与超声波测距单元通信连接，单片机的输入端连接速度检测单元、温度补偿单元和红外遥控单元，单片机的输出端连接显示单元、舵机单元、电机驱动单元和用于播报小车行驶速度、行驶里程和小车距障碍物的距离位置信息的语音播报单元。

所述单片机的输入端连接有用于检测生命迹象的生命检测单元，所述生命检测单元包括生命探测仪。

所述单片机的输出端还连接有报警单元，所述报警单元采用蜂鸣器报警。

所述超声波发射器和超声波接收器为3对，分别为设置在小车正前方的第一对超声波发射器和超声波接收器、设置在小车左前方的第二对超声波发射器和超声波接收器和设置在小车右前方的第三对超声波发射器和超声波接收器。

所述速度检测单元包括霍尔传感器和与霍尔传感器配套使用的磁钢。

所述电机驱动单元包括用于驱动小车运行的后轮驱动电机。

所述红外遥感控制单元包括红外接收器和用于远程控制小车前进、后退、左转、右转、加速、减速和启动生命检测单元的遥控器。

所述温度补偿单元包括DS18B20温度传感器。

所述语音播报单元采用APR9600语音芯片。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型中的超声波测距单元与单片机通信连接，单片机控制超声波发射器发射超声波，同时启动定时器开始计时，当单片机接收到超声波接收器检测到回波时定时器停止计时，由于超声波在传播过程中的传播速度与温度有很大的关系，故采用温度补偿单元对超声波在环境中的传播速度进行修正，温度补偿单元将检测到的温度信号发送给单片机，单片机接收到信号后根据其内部存储的不同温度下的超声波速信息，分析出与此刻温度最为匹配超声波速，最后计算出距离障碍物的距离，进而保证测距精确；单片机对小车正前方、左前方和右前方距离障碍物的距离进行分析，并将分析结果在显示单元上显示出来，方便人们对小车运行环境多方面了解；当小车距离障碍物的距离小于设定的安全距离时，语音播报单元报开始播报小车与障碍物的距离位置，此时人若不做出调整控制，当小车距离障碍物的距离小于设定的危险距离时，单片机控制电机驱动单元使小车停止，避免小车撞损；速度检测单元用于检测小车当前行驶速度，并将检测信号发送给单片机，单片机进行分析处理后将当前车速信息与行驶里程信息在显示单元上显示出来，单片机控制语音播报单元实时播报当前小车行驶速度和行驶里程信息；红外遥控单元包括红外接收器和用于远程控制小车前进、后退、左转、右转、加速、减速和启动生命检测单元的遥控器，可根据需要对小车行驶状态进行远程控制，控制快捷方便；

2、本实用新型的单片机的输入端连接有用于检测生命迹象的生命检测单元，生命检测单元包括生命探测仪，通过遥控器可以启动生命检测单元，生命探测仪将检测到的信号发送给单片机，当检测到有生命迹象时，单片机可控制报警单元报警，提醒工作人员注意，让小车代替人进入一些复杂环境完成生命迹象探测从而达到救援的目的；

3、本实用新型中的超声波发射器和超声波接收器为3对，能够对小车正前方、左前方和右前方的路况进行检测，方便人们对小车运行环境多方面了解，并对小车做出正确的调整控制，例如，当超声波测距单元检测到小车距其正前方和左前方的障碍物比较近时，人们可以控制小车向右转，从而对小车做出正确的调整控制；

4、本实用新型中的速度检测单元包括霍尔传感器和与霍尔传感器配套使用的磁钢，将一块磁钢固定在小车的轮毂上，在小车车体上安装一个霍尔传感器，随着小车轮子的转动，磁钢也随着轮子同步转动，当车轮每转动一周时，霍尔传感器能感应到固定在车轮上磁钢发出的信号，霍尔传感器产生一个脉冲信号发送给单片机，单片机分析计算处理后，将小车行驶速度与行驶里程信息在显示单元上显示出来，霍尔传感器具有结构简单、体积小、重量轻、安装方便等优点；

5、本实用新型中的显示单元用于显示当前车速、行驶里程和和距离障碍物的距离位置信息；

6、本实用新型中的温度补偿单元采用DS18B20温度传感器，温度直接以“一线总线”的数字方式传输，很大程度上提高了系统的抗干扰性。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图。

具体实施方式

本实用新型公开了一种智能小车测距系统，如图1所示，包括单片机、为单片机供电的电源和超声波测距单元，超声波测距单元包括3对超声波发射器和超声波接收器，分别为设置在小车正前方的第一对超声波发射器和超声波接收器、设置在小车左前方的第二对超声波发射器和超声波接收器和设置在小车右前方的第三对超声波发射器和超声波接收器，能够对小车正前方、左前方和右前方的路况进行检测，方便人们对小车运行环境多方面了解，并对小车做出正确的调整控制。单片机与超声波测距单元通信连接，单片机的输入端连接速度检测单元、温度补偿单元和红外遥控单元，单片机的输出端连接显示单元、舵机单元、电机驱动单元和用于播报小车行驶速度、行驶里程和小车距障碍物的距离位置信息的语音播报单元。单片机控制超声波发射器发射超声波，同时启动定时器开始计时，当单片机接收到超声波接收器检测到回波信号时定时器停止计时，由于超声波在传播过程中的传播速度与温度有很大的关系，故采用温度补偿单元对超声波在环境中的传播速度进行修正，温度补偿单元将检测到的温度发送给单片机，单片机接收到信号后根据其内部存储的不同温度下的超声波速信息，分析出与此刻温度最为匹配超声波速，最后计算出距离，进而保证测距精确，温度补偿单元采用DS18B20温度传感器，温度直接以“一线总线”的数字方式传输，很大程度上提高了系统的抗干扰性，有效提高了系统的测量精度。单片机对小车正前方、左前方和右前方距离障碍物的距离进行分析计算后并将分析结果在显示单元上显示出来，方便人们对小车运行环境多方面了解。语音播报单元采用APR9600语音芯片，当小车距离障碍物的距离小于设定的安全距离时，语音播报单元报开始播报小车与障碍物的实际距离位置信息，若此时人们没有对小车做出调整控制，当小车距离障碍物的距离小于设定的危险距离时，单片机控制电机驱动单元使小车停止运行，避免小车撞损。电机驱动单元包括用于驱动小车运行的后轮驱动电机，电机驱动单元可控制后轮驱动电机正反转，控制灵活。

速度检测单元包括霍尔传感器和与霍尔传感器配套使用的磁钢，将一块磁钢固定在小车的轮毂上，在小车车体上安装一个霍尔传感器，随着小车轮子的转动，磁钢也随着轮子同步转动，当车轮每转动一周时，霍尔传感器能感应到固定在车轮上磁钢发出的信号，霍尔传感器产生一个脉冲信号发送给单片机，单片机分析计算处理后，将小车行驶速度与行驶里程信息在显示单元上显示出来，单片机控制语音播报单元实时播报当前小车行驶速度和行驶里程信息。红外遥控单元包括红外接收器和用于远程控制小车停止、前进、后退、左转、右转、加速、减速和启动生命检测单元的遥控器，小车前进、后退、左转、右转、加速、减速、停止的工作原理为：在自然状态下，当舵机单元控制前轮舵机驱动柄保持中间状态，这时只要电机驱动单元控制后轮驱动电机正转小车就会前进；当舵机单元控制前轮舵机驱动柄保持中间状态，这时只要电机驱动单元驱动电机反转小车就会后退；当舵机单元控制前轮舵机逆时针旋转，这时只要后轮驱动电机正转，这时小车就会在前后轮的共同作用下左转；当舵机单元控制前轮舵机顺时针旋转，这时只要后轮驱动电机正转，这时小车就会在前后轮的共同作用下右转；当需要加速时，通过控制电机驱动单元调节后轮驱动电机的转速加快即可实现小车加速功能，当需要减速时，通过控制电机驱动单元调节后轮驱动电机的转速减慢即可实现小车减速功能；当需要小车停止时，电机驱动单元控制后轮驱动电机停止运行时，即可实现小车停止运行，人们可根据需要对小车行驶状态进行远程控制，控制快捷方便。

单片机的输入端连接有用于检测生命迹象的生命检测单元，生命检测单元包括生命探测仪，生命探测仪将检测到的信号发送给单片机，当检测到有生命迹象时，单片机可控制报警单元报警，提醒工作人员注意，让小车代替人进入一些复杂环境完成生命迹象探测从而达到救援的目的。

工作原理：首先连通电源，通过红外遥控单元控制小车运行状态，小车运行时会将当前行驶速度、行驶里程信息和距离障碍物的距离在显示单元上显示出来，当小车距离障碍物的距离小于设定的安全距离时，语音播报单元报开始播报小车与障碍物的实际距离，若此时人们没有对小车进行调整控制，当小车距离障碍物的距离小于设定的危险距离时，单片机控制电机驱动单元使小车停止运行，避免小车损坏，当小车用于复杂环境救援目的时，通过遥控器可以启动生命检测单元，生命探测仪将检测到的信号发送给单片机，当生命探测仪检测到有生命迹象时，单片机可控制报警单元报警，提醒工作人员注意并部署相应的有效救援措施，达到辅助救援的目的。本实用新型结构简单，测距精确、能够有效规避障碍物、能用于救援、能实现远程控制。

Claims (9)

1.一种智能小车测距系统：包括单片机、为系统供电的电源和超声波测距单元，其特征在于：所述超声波测距单元包括多对超声波发射器和超声波接收器，所述单片机与超声波测距单元通信连接，单片机的输入端连接速度检测单元、温度补偿单元和红外遥控单元，单片机的输出端连接显示单元、舵机单元、电机驱动单元和用于播报小车行驶速度、行驶里程和小车距障碍物的距离位置信息的语音播报单元。

2.如权利要求1所述的智能小车测距系统：其特征在于：所述单片机的输入端连接有用于检测生命迹象的生命检测单元，所述生命检测单元包括生命探测仪。

3.如权利要求2所述的智能小车测距系统：其特征在于：所述单片机的输出端还连接有报警单元，所述报警单元采用蜂鸣器报警。

4.如权利要求1或2或3所述的智能小车测距系统：其特征在于：所述超声波发射器和超声波接收器为3对，分别为设置在小车正前方的第一对超声波发射器和超声波接收器、设置在小车左前方的第二对超声波发射器和超声波接收器和设置在小车右前方的第三对超声波发射器和超声波接收器。

5.如权利要求1所述的智能小车测距系统：其特征在于：所述速度检测单元包括霍尔传感器和与霍尔传感器配套使用的磁钢。

6.如权利要求1所述的智能小车测距系统：其特征在于：所述电机驱动单元包括用于驱动小车运行的后轮驱动电机。

7.如权利要求1所述的智能小车测距系统：其特征在于：所述红外遥控单元包括红外接收器和用于远程控制小车前进、后退、左转、右转、加速、减速和启动生命检测单元的遥控器。

8.如权利要求1所述的智能小车测距系统：其特征在于：所述温度补偿单元包括DS18B20温度传感器。

9.如权利要求1所述的智能小车测距系统：其特征在于：所述语音播报单元采用APR9600语音芯片。