CN207650652U - 一种基于机器视觉的模型汽车自动驾驶实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于机器视觉的模型汽车自动驾驶实验装置，包括：电机；舵机；摄像头，其通过摄像头支架固定在模型汽车前端；微控制器，其电联摄像头、电机和舵机；其中，摄像头支架包括：固定板，其固定在模型汽车前端，固定板具有过道，其具有多个卡槽；固定架，其顶部为圆球形，能够在过道内滑动并且与卡槽卡合固定；移动架，其与固定架通过插销可拆卸的套接；连接架，其与移动架底部固定连接，连接架两侧的连接臂设置连接臂通孔及连接臂导向槽，通过第一螺钉贯穿连接臂通孔将连接臂与摄像头固定连接，通过第二螺钉贯穿连接臂导向槽将连接臂与摄像头固定连接，并且第二螺钉可在连接臂导向槽内调整安装位置。

Description

一种基于机器视觉的模型汽车自动驾驶实验装置

技术领域

本实用新型涉及汽车自动驾驶预研开发领域，具体涉及一种基于机器视觉的模型汽车自动驾驶实验装置。

背景技术

随着汽车产业的快速发展，汽车逐渐成为人们出行的重要交工具，但伴随而来的是城市道路交通安全问题，居高不下的道路交通安全事故导致每年因交通事故造成的伤亡人数与日俱增。汽车安全与环境、人、车这三个因素息息相关。其中，人的因素最为重要，一旦人无法保持注意力，或者处理道路信息迟缓甚至错误，就可能会导致驾驶操作上的失误，甚至发生车祸。相关研究调查发现，驾驶人的行为能力在汽车驾驶过程中起到了决定性的作用，如果从交通事故中，去掉了“人”这一重要影响因素，那么道路交通安全事故数量将会有效减少。

随着电子和通信技术的高速发展，通过车载摄像设备获取前方行驶区域，对获取的图像进行检测分析，提取前方路况信息，然后智能控制转向舵机等执行机构，完成汽车的智能无人驾驶，正逐渐成为当前汽车工程领域研究的热点。

实用新型内容

本实用新型设计开发了一种基于机器视觉的模型汽车自动驾驶实验装置，本实用新型的实用新型目的是通过设置摄像头支架，能够解决多角度便捷调节进行对道路前方进行摄像的问题。

本实用新型提供的技术方案为：

一种基于机器视觉的模型汽车自动驾驶实验装置，包括：

电机；

舵机；

摄像头，其通过摄像头支架固定在所述模型汽车前端；

微控制器，其电联所述摄像头、所述电机和所述舵机；

其中，所述摄像头支架包括：

固定板，其固定在所述模型汽车前端，所述固定板具有过道，其具有多个卡槽；

固定架，其顶部为圆球形，能够在所述过道内滑动并且与所述卡槽卡合固定；

移动架，其与所述固定架通过插销可拆卸的套接；

连接架，其与所述移动架底部固定连接，所述连接架两侧的连接臂设置连接臂通孔及连接臂导向槽，通过第一螺钉贯穿所述连接臂通孔将所述连接臂与所述摄像头固定连接，通过第二螺钉贯穿所述连接臂导向槽将所述连接臂与所述摄像头固定连接，并且所述第二螺钉可在所述连接臂导向槽内调整安装位置。

优选的是，所述连接架上侧的连接板设置连接板通孔及连接板导向槽，通过第三螺钉贯穿所述连接板通孔将所述连接板与所述移动架固定连接，通过第四螺钉和第五螺钉贯穿所述连接板导向槽将所述连接板与所述移动架固定连接，并且所述第四螺钉和第五螺钉可在所述板导向槽内调整安装位置。

优选的是，所述固定架和移动架均具有多个插销孔。

优选的是，所述导向槽设置为2个。

优选的是，还包括：

圆柱弹簧，其设置在所述固定板与所述模型汽车之间。

优选的是，所述微控制器为KL25芯片；以及

所述摄像头为彩色或者黑白图像传感器。

本实用新型与现有技术相比较所具有的有益效果：

1、通过摄像头支架的安装使摄像头对前方道路的拍摄位置调整更为灵活，能够方便、快捷的调整竖直和水平拍摄角度，并且通过圆柱弹簧的设置使车辆在行驶过程中的颠簸对摄像头具有更好的保护性，延长其使用寿命。

2、本实用新型具有体积小、成本低、智能性高、自动驾驶可靠性高等特点，可应用于模型汽车自动驾驶、模型汽车前向防碰撞预警、模型汽车车道偏离检测等高级驾驶辅助(ADAS)方面，为真实交通道路上的汽车无人驾驶领域做预研。

附图说明

图1为本实用新型所述的摄像头支架的结构示意图。

图2为本实用新型所述的摄像头支架中的固定板的结构示意图。

图3为本实用新型所述的摄像头支架中的连接架的左视图。

图4为本实用新型所述的摄像头支架中的连接架的俯视图。

图5为本实用新型数字摄像头接口电路原理图。

图6为本实用新型电机驱动电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

针对我国频发的道路交通安全事故等问题，本实用新型的目的是提供一种基于机器视觉的模型汽车自动驾驶实验装置；本装置包括微控制器、电源供电电路、数字摄像头采集电路、电机驱动电路；摄像头通过摄像头支架固定在所述模型汽车前端；微控制器电联所述摄像头、所述电机和所述舵机；

如图1～3所示，本实用新型还包括用于安装数字摄像头的摄像头支架，其主体包括固定板110、固定架130、移动架131和连接架140；其中，固定板110固定在模型汽车前端，固定板110具有过道111，过道111具有多个卡槽，固定架130顶部为圆球形，能够在过道111内滑动并且与过道111的卡槽卡合固定，移动架131与固定架130通过插销132可拆卸的套接，连接架140与移动架131底部固定连接，连接架140两侧的连接臂设置通孔及导向槽143，通过第一螺钉141贯穿通孔将连接臂与数字摄像头固定连接，通过第二螺钉142贯穿导向槽143将连接臂与摄像头固定连接，并且第二螺钉142可在所述导向槽143内自由调整安装位置，以实现调整数字摄像头与连接架140两侧连接臂之间的相对夹角，从而使得数字摄像头可以在竖直方向上调整角度，角度调整之后，拧紧第一螺钉141和第二螺钉142将数字摄像头固定。

如图4所示，在另一种实施例中，连接架140上侧的连接板还具有通孔及导向槽146、147，导向槽146和导向槽147沿通孔中心对称设置，通过第三螺钉144贯穿通孔将连接板与移动架131固定连接，通过第四螺钉145贯穿导向槽146将连接板与移动架131固定连接，通过第五螺钉146贯穿导向槽148将连接板板与移动架131固定连接，并且第四螺钉145、第五螺钉146可在导向槽147、148内自由调整安装位置，以实现调整移动架131与连接架140的相对夹角，从而使得连接架140可以在水平方向上调整角度，角度调整之后，拧紧第三螺钉144、第四螺钉145和第五螺钉146将连接架140固定。

在另一种实施例中，还包括：圆柱弹簧120，其设置在固定板110与模型汽车之间。

在另一种实施例中，固定架130和移动架131均具有多个插销孔，通过多个插销孔的设置使本实用新型的数字摄像头在竖直方向上具有多个可以调节的安装位置。

在另一种实施例中，微控制器采用飞思卡尔半导体(Freescale)公司生产KL25芯片。

如图5所示，为数字摄像头与微控制器的接口电路图，所述数字摄像头采用的是OV7620型号CMOS彩色/黑白图像传感器，对于汽车自动驾驶领域的模型汽车预研，其实验路面是白色的，道路两边用黑色模拟路基，因此只关心道路图像的灰度值。微控制器(U0)与摄像头(P5)之间采用14根导线连接。其中摄像头(P5)通过引脚(5V)连接5V电源，用于为摄像头工作提供电源；摄像头(P5)通过引脚(GND)连接微控制器(U0)的引脚(GND)，用于系统共地；摄像头(P5)通过引脚(SCL、SDA)连接微控制器(U0)的引脚(PTC10、PTC11)，用于微控制器(U0)配置摄像头相关属性的寄存器；摄像头(P5)通过引脚(PCLK)连接微控制器(U0)的引脚(PTA16)，用于微控制器(U0)控制摄像头像素采集的时钟输出；摄像头(P5)通过引脚(HREF)连接微控制器(U0)的引脚(PTA17)，用于微控制器(U0)触发行中断来控制读取摄像头采集到的一行图像像素灰度数据；摄像头(P5)通过引脚(VSY)连接微控制器(U0)的引脚(PTA1)，用于微控制器(U0)触发场中断来控制读取摄像头采集到的一帧图像像素灰度数据；摄像头(P5)通过引脚(Y0-Y7)连接微控制器(U0)的引脚(PTD0-PTD7)，用于微控制器(U0)将像素灰度数据读取到内存缓冲区。

如图6所示，是电机驱动电路原理图，所述电机驱动电路包括：电机(B1、B2)采用RN-260型号的直流电机，电机驱动芯片(T1-T4)使用BTN7960型号的半桥驱动芯片。采用74LVC245型号的总线驱动芯片(U7)，提高信号驱动能力，同时隔离电机驱动芯片(T1-T4)和微控制器(U0)。电机驱动芯片(T1、T2)的引脚(OUT、OUT)连接电机(B1)的引脚(+、-)，电机驱动芯片(T1、T2)的引脚(IN、IN)连接总线驱动芯片(U7)的引脚(A0、A1)，总线驱动芯片(U7)的引脚(B0、B1)连接微控制器(U0)的引脚(PTA4、PTA5)，用于微控制器(U0)控制驱动电机(B1)转动；电机驱动芯片(T3、T4)的引脚(OUT、OUT)连接电机(B2)的引脚(+、-)，电机驱动芯片(T3、T4)的引脚(IN、IN)连接总线驱动芯片(U7)的引脚(A2、A3)，总线驱动芯片(U7)的引脚(B2、B3)连接微控制器(U0)的引脚(PTC8、PTC9)，用于微控制器(U0)控制驱动电机(B2)转动。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (6)

1.一种基于机器视觉的模型汽车自动驾驶实验装置，其特征在于，包括：

电机；

舵机；

摄像头，其通过摄像头支架固定在所述模型汽车前端；

微控制器，其电联所述摄像头、所述电机和所述舵机；

其中，所述摄像头支架包括：

固定板，其固定在所述模型汽车前端，所述固定板具有过道，其具有多个卡槽；

固定架，其顶部为圆球形，能够在所述过道内滑动并且与所述卡槽卡合固定；

移动架，其与所述固定架通过插销可拆卸的套接；

连接架，其与所述移动架底部固定连接，所述连接架两侧的连接臂设置连接臂通孔及连接臂导向槽，通过第一螺钉贯穿所述连接臂通孔将所述连接臂与所述摄像头固定连接，通过第二螺钉贯穿所述连接臂导向槽将所述连接臂与所述摄像头固定连接，并且所述第二螺钉可在所述连接臂导向槽内调整安装位置。

2.如权利要求1所述的基于机器视觉的模型汽车自动驾驶实验装置，其特征在于，所述连接架上侧的连接板设置连接板通孔及连接板导向槽，通过第三螺钉贯穿所述连接板通孔将所述连接板与所述移动架固定连接，通过第四螺钉和第五螺钉贯穿所述连接板导向槽将所述连接板与所述移动架固定连接，并且所述第四螺钉和第五螺钉可在所述板导向槽内调整安装位置。

3.如权利要求1或2所述的基于机器视觉的模型汽车自动驾驶实验装置，其特征在于，所述固定架和移动架均具有多个插销孔。

4.如权利要求3所述的基于机器视觉的模型汽车自动驾驶实验装置，其特征在于，所述导向槽设置为2个。

5.如权利要求4所述的基于机器视觉的模型汽车自动驾驶实验装置，其特征在于，还包括：

圆柱弹簧，其设置在所述固定板与所述模型汽车之间。

6.如权利要求5所述的基于机器视觉的模型汽车自动驾驶实验装置，其特征在于，所述微控制器为KL25芯片；以及

所述摄像头为彩色或者黑白图像传感器。