CN210162185U

CN210162185U - 一种智能摄像车

Info

Publication number: CN210162185U
Application number: CN201920181929.7U
Authority: CN
Inventors: 胡平; 卫瑞勇; 张宇航; 徐浩; 冯成悦; 王文静
Original assignee: Shaanxi Polytechnic Institute
Current assignee: Shaanxi Polytechnic Institute
Priority date: 2019-02-01
Filing date: 2019-02-01
Publication date: 2020-03-20
Anticipated expiration: 2029-02-01

Abstract

本实用新型公开了一种智能摄像车，包括小车本体，小车本体下方安装有两个车轮和控制电机，小车本体上方安装有主控板，小车本体上安装有摄像头云台；主控板分别与控制电机和摄像头云台连接，并根据内置控制策略调节控制电机和摄像头云台；主控板通过小车本体分别连接有超声波模块、通讯模块、无线充电模块、按键模块、蜂鸣器、红外检测模块和供电模块；本实用新型结构简单，后期的维修维护成本低。

Description

一种智能摄像车

【技术领域】

本实用新型属于图像采集辅助设备技术领域，尤其涉及一种智能摄像车。

【背景技术】

智能小车作为现代的新发明，是以后的发展方向，他可以按照预先设定的模式在一个环境里自动的运作，不需要人为的管理，可应用于科学勘探等等的用途。智能小车能够实时显示时间、速度、里程，具有自动寻迹、寻光、避障功能，可程控行驶速度、准确定位停车，远程传输图像等功能。

随着汽车工业的迅速发展，关于汽车的研究也就越来越受人关注。全国电子大赛和省内电子大赛几乎每次都有智能小车这方面的题目，全国各高校也都很重视该题目的研究。可见其研究意义很大。但是，现有的智能小车结构复杂，进而导致后期的维修维护成本高、难度大。

【实用新型内容】

本实用新型的目的是提供一种智能摄像车，其结构简单，后期的维修维护成本低。

本实用新型采用以下技术方案：一种智能摄像车，包括小车本体，小车本体下方安装有两个车轮和控制电机，小车本体上方安装有主控板，主控板通过小车本体分别连接有超声波模块、通讯模块、无线充电模块、按键模块、蜂鸣器、红外检测模块和供电模块；

超声波模块位于智能摄像车的前端中部，用于向智能摄像车前方发送和接收超声波信号，并利用时间差和声波传播速度计算出智能摄像车前端与障碍物之间的距离；

通讯用于实现智能摄像车与外部设备的通讯；

红外检测模块位于智能摄像车的前端两侧，用于检测智能摄像车两侧的障碍物偏移量；

小车本体上安装有摄像头云台，主控板分别与控制电机和摄像头云台数据连接，并接收上述信息进而调节控制电机和摄像头云台。

进一步的，通讯模块包括WIFI模块、蓝牙模块和红外接收模块，WIFI模块和蓝牙模块用于与外部控制手机终端数据连接，红外接收模块用于与遥控器数据连接。

进一步的，主控板包括第一芯片U3和第二芯片U4，第一芯片U3选用型号为ATMEGA16U2-MU(R)，第二芯片U4选用型号为ATMEGA328P-PU；

第一芯片U3的第九管脚通过精密电阻RN4B连接至第二芯片U4的第二管脚；

第一芯片U3的第八管脚通过精密电阻RN4A连接至第二芯片U4的第三管脚；

第一芯片U3的第二十八管脚、二十九管脚和三十管脚分别连接至USB接口的第四管脚、第三管脚和第二管脚；

第一芯片U3的第二十四管脚、十七管脚、十五管脚和十六管脚分别连接至ICSP1接口的第五管脚、第一管脚、第三管脚和第四管脚；

第一芯片U3的第二十四管脚还连接至ICSP1接口的第二管脚；

第一芯片U3的第十八管脚、十九管脚、二十管脚和二十一管脚分别连接至接口JP2的第一管脚、第三管脚、第二管脚和第四管脚。

进一步的，第二芯片U4的第二管脚、第三管脚、第四管脚、第五管脚、第六管脚、十一管脚、十二管脚和十三管脚分别连接至接口IOL的第一管脚、第二管脚、第三管脚、第四管脚、第五管脚、第六管脚、第七管脚和第八管脚；

第二芯片U4的第二十三管脚、二十四管脚、二十五管脚、二十六管脚、二十七管脚和二十八管脚分别连接至接口AD的第一管脚、第二管脚、第三管脚、第四管脚、第五管脚和第六管脚；

第二芯片U4的第十四管脚、十五管脚、十六管脚、十七管脚、十八管脚和十九管脚分别连接至接口IOH的第一管脚、第二管脚、第三管脚、第四管脚、第五管脚和第六管脚；

第二芯片U4的第一管脚、十七管脚、十八管脚和十九管脚分别连接至接口ICSP的第五管脚、第四管脚、第一管脚和第三管脚；接口ICSP的第二管脚接+5V；

第二芯片U4的第一管脚连接电源接口的第三管脚；电源接口的第二管脚和第五管脚均连接+5V、第四管脚接+3.3V、第六管脚和第七管脚接地、第八管脚接UIN。

进一步的，主控板通过小车本体还连接有检测提示模块，检测提示模块用于检测各个模块的运行状态，并发送至主控板。

本实用新型的有益效果是：通过主控板实现对各个模块的控制，简单方便；通过WIFI模块、蓝牙模块和红外接收模块实现对智能摄像车的多渠道控制，方便使用；通过检测提示模块，可以实现智能摄像车本身的自检，及时获取各个模块的工作异常信息，方便后期维护维修。

【附图说明】

图1为本实用新型一种智能摄像车的模块原理框图；

图2为本实用新型实施例中主控板的电路原理图；

图3为本实用新型实施例中检测提示模块的电路原理图；

图4为本实用新型实施例中红外检测模块的电路原理图；

图5为本实用新型实施例中供电模块的电路原理图；

图6为本实用新型实施例中电机模块的电路原理图。

其中，1.摄像头云台；2.超声波模块；3.WIFI模块；4.蓝牙模块；5.无线充电模块；6.主控板；7.按键模块；8.蜂鸣器；9.电机模块；10.红外检测模块；11.检测提示模块；12.供电模块。

【具体实施方式】

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型公开了一种智能摄像车，整体外形为蝙蝠装，具有炫酷的外形，更容易被人们所接受。智能摄像车包括小车本体，小车本体下方安装有两个车轮和控制电机，通过控制电机实现对车轮的控制，车轮采用万向轮，可以朝向任意方向前进或后退。

小车本体上方安装有主控板6，主控板6是整个智能摄像车的控制核心，本实施例中选用Arduino UNO R3型号的微型控制器板，其是一款基于ATmega328P的微控制器板，6P16MHz晶振时钟，USB连接，电源插孔，ICSP接头和复位按钮，只需要通过USB数据线连接电脑就能供电、程序下载和数据通讯。

如图2所示，主控板6具体包括第一芯片U3和第二芯片U4，本实施例中，第一芯片U3选用型号为ATMEGA16U2-MUR，第二芯片U4选用型号为ATMEGA328P-PU。

第一芯片U3的第九管脚通过精密电阻RN4B连接至第二芯片U4的第二管脚。

第一芯片U3的第八管脚通过精密电阻RN4A连接至第二芯片U4的第三管脚。

第一芯片U3的第二十八管脚、二十九管脚和三十管脚分别连接至USB接口的第四管脚、第三管脚和第二管脚。

第一芯片U3的第二十四管脚、十七管脚、十五管脚和十六管脚分别连接至ICSP1接口(即在线串行编程接口)的第五管脚、第一管脚、第三管脚和第四管脚。

第一芯片U3的第二十四管脚还连接至ICSP1接口的第二管脚。

第二芯片U4的第二管脚、第三管脚、第四管脚、第五管脚、第六管脚、十一管脚、十二管脚和十三管脚分别连接至接口IOL(排线接口中的门电路允许灌入电流接口)的第一管脚、第二管脚、第三管脚、第四管脚、第五管脚、第六管脚、第七管脚和第八管脚。

第二芯片U4的第二十三管脚、二十四管脚、二十五管脚、二十六管脚、二十七管脚和二十八管脚分别连接至接口AD(模数转换接口)的第一管脚、第二管脚、第三管脚、第四管脚、第五管脚和第六管脚。

第二芯片U4的第十四管脚、十五管脚、十六管脚、十七管脚、十八管脚和十九管脚分别连接至接口IOH(排线接口中的门电路允许输出电流)的第一管脚、第二管脚、第三管脚、第四管脚、第五管脚和第六管脚。

第二芯片U4的第一管脚、十七管脚、十八管脚和十九管脚分别连接至接口ICSP(在线串行编程电路接口)的第五管脚、第四管脚、第一管脚和第三管脚；接口ICSP的第二管脚接+5V。

小车本体上安装有摄像头云台1，摄像头云台采用车上搭载1080P高清摄像头，超高速双云台，采用H.265视频编码技术，可实现360°X93°全景视野、18阶灰度还原夜视、双向语音实时通话、远程察看操控等功能。具体由T20低功耗主控和俩个24BYJ48步进电机减速齿轮盘组成。

本实用新型中采用H.265视频编码技术，使用先进的技术用以改善码流、编码质量、延时和算法复杂度之间的关系，达到最优化设置。具体的研究内容包括：提高压缩效率、提高鲁棒性和错误恢复能力、减少实时的时延、减少信道获取时间和随机接入时延、降低复杂度等。H.265旨在有限带宽下传输更高质量的网络视频，仅需原先的一半带宽即可播放相同质量的视频。H.265则可以实现利用1～2Mbps的传输速度传送720P(分辨率1280*720)普通高清音视频传送。

主控板6分别与控制电机和摄像头云台1数据连接，并接收各个模块发出的信息，进而调节控制电机和摄像头云台1。

如图1所示，主控板6通过小车本体分别连接有超声波模块2、通讯模块、无线充电模块5、按键模块7、蜂鸣器8、电机模块9、红外检测模块10和供电模块12。各个模块均设置在小车本体上，小车本体即一电路板，实现主控板和各模块之间的连接，通过该设置方式，可以方便更换各个模块，减轻了后续的维修维护工作量，且在主控板损坏时不再需要更换整个主控板，只需要更换对应模块即可，降低了维修维护成本。

超声波模块2位于智能摄像车的前端中部，用于向智能摄像车前方发送和接收超声波信号，并利用时间差和声波传播速度计算出智能摄像车前端与障碍物之间的距离，可以完成智能避障行驶。通过发送和就接收超声波，利用时间差和声音传播速度，计算出模块到前方障碍物的距离。URM37超声波传感器默认是232接口，可以调为TTL接口，测试距离能到10米。

通讯用于实现智能摄像车与外部设备的通讯。通讯模块包括WIFI模块3、蓝牙模块4和红外接收模块，WIFI模块3和蓝牙模块4用于与外部控制手机终端数据连接，红外接收模块用于与遥控器数据连接。WIFI模块3具体采用物联网WIFI模块，内置无线网络协议IEEE802.11b.g.n协议栈以及TCP/IP协议栈。传统的硬件设备嵌入Wi-Fi模块可以直接利用Wi-Fi联入互联网，是实现无线智能、M2M等物联网应用的重要组成部分。蓝牙模块采用一种集成蓝牙功能的PCBA板，用于短距离无线通讯，按功能分为蓝牙数据模块和蓝牙语音模块，用于无线网络通讯，一般模块具有半成品的属性，是在芯片的基础上进行过加工，以使后续应用更为简单。

无线充电模块5，在车的底部装有无线充电接受器另备有Qi无线标准的充电器。无线充电发射器和接收器：Qi基于电磁感应原理进行输电。感应耦合电能传输可达70％效率。

小车采用无线充电：采用Qi方式。Qi无线充电系统由基站和移动设备组无线充电技术(Wireless charging technology)源于无线电能传输技术，无线充电常采用电磁感应式，对小车锂电池充成。基站包含一个或多个发射器，发射器将提供用以接收的能量。移动设备包含一个接收器用来提供电能给电池，接收器还将为发射器提供信息。发射器内有能量转换单元，将电能转换为无线能源信号，接收器内的能量收集单元则将无线能源信号转换为电能。接收器将根据需要将电能输送至负载，发射器根据接收器的需要适配能量传递。由于充电器与用电装置之间以磁场传送能量，两者之间不用电线连接，因此充电器及用电的装置可以做到无导电接点外露。

红外检测模块10位于智能摄像车的前端两侧，其电路原理图如图4所示，用于检测智能摄像车两侧的障碍物偏移量，可以实现自动跟随障碍物：在车头俩侧，设计有俩对红外传感器，可实时测量障碍物偏移量。传感器与车身同宽，极大的降低了探测盲区。可实现红外避障，跟随障碍物行驶等；

主控板6通过小车本体还连接有检测提示模块11，其原理电路如图3所示，其用于检测各个模块的运行状态，并发送至主控板6。供电模块12的电路原理图如图5所示，其可以实现各个模块的供电控制。电机模块9的电路原理图如图6所示，可以实现控制电机的控制。

本实用新型采用了传感器技术，能感受规定的被测量，并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。传感器技术是计算机应用中的关键技术。大家都知道，到目前为止绝大部分计算机处理的都是数字信号。自从有计算机以来就需要传感器把模拟信号转换成数字信号计算机才能处理。采用了嵌入式系统技术：是综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。如果把物联网用人体做一个简单比喻，传感器相当于人的眼睛、鼻子、皮肤等感官，网络就是神经系统用来传递信息，嵌入式系统则是人的大脑，在接收到信息后要进行分类处理。这个例子形象的描述了传感器、嵌入式系统在物联网中的位置与作用。

本实用新型的智能摄像车，可应用于各种领域，如家庭安防、中小学教育和创客DIY等。家庭安防实时查看室内情况，安全监控系统是物联网在智能家居应用中的重中之重，通过摄像头，用户可以通过手机、平板、电脑等网络终端随时随地查看室内的实时情况，保障住宅安全。远程控制通过手机APP实现。中小学教育中采用科技创新，编程教育，让孩子更早启蒙，善于动脑，提出问题；专门设计图形画编程更简单容易入门，养成良好习惯，热爱科学，防止沉迷网络游戏。

另外，如表1所示，为本实施例中采用各部件及其规格型号数量，根据初步测算，本实施例的智能摄像车其材料成本仅为600元左右，相对于市场上同等构造的智能摄像车材料成本800～900元，降低了20％～30％。

表1元件数量及价格表

Claims

1.一种智能摄像车，其特征在于，包括小车本体，所述小车本体下方安装有两个车轮和控制电机，所述小车本体上方安装有主控板(6)，所述主控板(6)通过小车本体分别连接有超声波模块(2)、通讯模块、无线充电模块(5)、按键模块(7)、蜂鸣器(8)、红外检测模块(10)和供电模块(12)；

所述超声波模块(2)位于所述智能摄像车的前端中部，用于向智能摄像车前方发送和接收超声波信号，并利用时间差和声波传播速度计算出所述智能摄像车前端与障碍物之间的距离；

所述通讯用于实现智能摄像车与外部设备的通讯；

所述红外检测模块(10)位于所述智能摄像车的前端两侧，用于检测智能摄像车两侧的障碍物偏移量；

所述小车本体上安装有摄像头云台(1)，所述主控板(6)分别与控制电机和摄像头云台(1)数据连接，并接收各个模块的运行状态进而调节控制电机和摄像头云台(1)。

2.如权利要求1所述的一种智能摄像车，其特征在于，所述通讯模块包括WIFI模块(3)、蓝牙模块(4)和红外接收模块，所述WIFI模块(3)和蓝牙模块(4)用于与外部控制手机终端数据连接，所述红外接收模块用于与遥控器数据连接。

3.如权利要求1或2所述的一种智能摄像车，其特征在于，所述主控板(6)包括第一芯片U3和第二芯片U4，所述第一芯片U3选用型号为ATMEGA16U2-MU(R)，所述第二芯片U4选用型号为ATMEGA328P-PU；

所述第一芯片U3的第九管脚通过精密电阻RN4B连接至第二芯片U4的第二管脚；

所述第一芯片U3的第八管脚通过精密电阻RN4A连接至第二芯片U4的第三管脚；

所述第一芯片U3的第二十八管脚、二十九管脚和三十管脚分别连接至USB接口的第四管脚、第三管脚和第二管脚；

所述第一芯片U3的第二十四管脚、十七管脚、十五管脚和十六管脚分别连接至ICSP1接口的第五管脚、第一管脚、第三管脚和第四管脚；

所述第一芯片U3的第二十四管脚还连接至ICSP1接口的第二管脚；

所述第一芯片U3的第十八管脚、十九管脚、二十管脚和二十一管脚分别连接至接口JP2的第一管脚、第三管脚、第二管脚和第四管脚。

4.如权利要求3所述的一种智能摄像车，其特征在于，所述第二芯片U4的第二管脚、第三管脚、第四管脚、第五管脚、第六管脚、十一管脚、十二管脚和十三管脚分别连接至接口IOL的第一管脚、第二管脚、第三管脚、第四管脚、第五管脚、第六管脚、第七管脚和第八管脚；

所述第二芯片U4的第二十三管脚、二十四管脚、二十五管脚、二十六管脚、二十七管脚和二十八管脚分别连接至接口AD的第一管脚、第二管脚、第三管脚、第四管脚、第五管脚和第六管脚；

所述第二芯片U4的第十四管脚、十五管脚、十六管脚、十七管脚、十八管脚和十九管脚分别连接至接口IOH的第一管脚、第二管脚、第三管脚、第四管脚、第五管脚和第六管脚；

所述第二芯片U4的第一管脚、十七管脚、十八管脚和十九管脚分别连接至接口ICSP的第五管脚、第四管脚、第一管脚和第三管脚；所述接口ICSP的第二管脚接+5V；

所述第二芯片U4的第一管脚连接电源接口的第三管脚；所述电源接口的第二管脚和第五管脚均连接+5V、第四管脚接+3.3V、第六管脚和第七管脚接地、第八管脚接UIN。