CN212302294U - 一种基于图像传感器的目标识别小车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于图像传感器的目标识别小车，包括单片机模块、舵机、图像传感器、驱动模块以及电源模块；所述图像传感器、驱动模块以及电源模块均与所述单片机模块电连接；所述图像传感器安装于所述舵机上，并与所述舵机电连接；所述图像传感器，用于获取前方的图像，并根据前方的图像判断目标的位置，并根据所述目标的位置进行PID调节以控制所述舵机上下转动，使目标正对所述图像传感器；所述单片机模块，用于根据所述目标的位置，控制所述驱动模块的运行，以运动至所述目标的位置并确定已到达目标的位置。

Description

一种基于图像传感器的目标识别小车

技术领域

本实用新型涉及视觉技术领域，具体而言，涉及一种基于图像传感器的目标识别小车。

背景技术

随着社会的发展以及经济水平的提高，作为机器视觉代表的自动车辆得到了快速的发展。例如无人清扫车、自动巡逻车、无人零售车、自动驾驶车辆试乘、外卖无人配送车等，其中，识别物体和寻路都用到了视觉处理。

机器视觉利用视觉信息作为反馈，对环境进行非接触式的测量，具有更多的信息量，提高了无人车辆的灵活性和精确性，在无人车中具有重要的作用。其中，无人车辆如何精确识别到目标位置，并确定已准确送到该目标位置，是目前无人车辆配送需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于图像传感器的目标识别小车用以解决上述存在的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种基于图像传感器的目标识别小车，包括单片机模块、舵机、图像传感器、驱动模块以及电源模块；所述图像传感器、驱动模块以及电源模块均与所述单片机模块电连接；所述图像传感器安装于所述舵机上，并与所述舵机电连接。

进一步的，还包括光照度采集模块；所述光照度采集模块与所述单片机模块连接，所述光照度采集模块型号是数字型光照传感器BH1750。

进一步的，还包括红外激光测距模块，所述红外激光测距模块与所述单片机模块连接。

进一步的，所述单片机模块型号是STM32F407VET6。

进一步的，所述目标为信号灯，所述信号灯的顶部设置有光电传感器；所述目标识别小车还包括挡板，所述挡板设置于所述舵机上，与所述舵机组成灭灯装置。

更进一步的，所述信号灯是LED灯。

更进一步的，所述光电传感器是红外反射式光电传感器。

进一步的，所述图像传感器是OPENMV传感器。

进一步的，还包括衰减片，所述衰减片固定在所述图像传感器上。

本实用新型的有益技术效果：

本实用新型通过利用单片机模块作为微控处理器协助各模块的运行，利用OPENMV图像传感器识别、获取前方的图像，并根据前方的图像判断目标的位置，并根据所述目标的位置进行PID调节以控制所述舵机上下转动，使目标正对所述图像传感器；根据所述目标的位置，所述单片机模块控制所述驱动模块运行，以运动至所述目标的位置或者避开所述目标；利用OPENMV传感器实现小车自动识别信号灯的功能，如果识别到目标就控制小车前去灭灯，代表已送达目的地。本实用新型可以精确识别到目标，并确定已准确送到指定地点，解决了目前无人车辆配送无法确认送达的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种基于图像传感器的目标识别小车的连接示意图。

图2为本实用新型实施例提供的OPENMV传感器与舵机装置结构示意图。

图3为本实用新型实施例提供的灭灯装置结构示意图。

图4为本实用新型实施例提供的数字型光照传感器BH1750的组成结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

请参阅图1，本实用新型实施例提供了一种基于图像传感器的目标识别小车，包括单片机模块10、舵机20、图像传感器30、驱动模块50以及电源模块40；所述图像传感器30、驱动模块50以及电源模块40均与所述单片机模块10电连接；所述图像传感器10安装于所述舵机20上，并与所述舵机20电连接。

在本实施例中，单片机模块10作为微控处理器协助系统各模块的运行，用于根据所述目标的位置，控制所述驱动模块50的运行，以运动至所述目标的位置或者避开所述目标。其中，所述单片机模块10的型号可为STM32F407VET6，当然，也可以是其他型号，本实用新型不做具体限定。

在本实施例中，如图2，图像传感器30可选择OPENMV传感器，其用于获取前方的图像，并根据前方的图像判断目标的位置，从而实现自动识别目标的功能。

其中，OPENMV传感器用于识别目标并将其位置数据传给所述单片机模块10，图像传感器30的P8管脚输出PWM方波与舵机20的信号线相连，并根据所述目标的位置进行PID调节进而控制所述舵机20上下转动，使目标正对所述图像传感器30。

在本实施例中，所述OPENMV传感器的镜头前安装有20％透过率的衰减片，利用衰减片衰减外界光，以降低外界光对光线采集的干扰，实现光线衰减的作用。当然，需要说明的是，所述衰减片可以根据实际需要选择其他透过率，本实用新型不做具体限定。

在本实施例中，所述目标识别小车还包括挡板，所述挡板设置于所述舵机20上，以与所述舵机20组成灭灯装置，如图3。其舵机20的原理：控制信号从接收通道进入信号调制芯片，得到直流偏置电压。它内部有一个参考电路，产生一个周期为20ms，宽度为1.5ms的参考信号。将得到的直流偏置电压与电位器的电压进行比较，得到电压差输出。最后，舵机20驱动芯片电压差的正负输出决定了舵机20的正负旋转。当舵机20转速固定时，电位器由减速器驱动旋转，使电压差为0，舵机20停止转动。

在本实施例中，所述目标可为信号灯80，所述信号灯80的顶部设置有光电传感器；所述信号灯80可为LED灯，所述光电传感器可为红外反射式光电传感器。当处于信号灯80顶部的红外对管的前方没有挡板时，光电传感器的红外对管的接收端没有接受到反射的信号，信号灯80中的LED灯常亮；当红外对管的前方设置有挡板(即目标识别小车运动到达信号灯80前方)时，红外对管发射出的信号被挡板反射回来，红外对管的接受端接受到发射出去的红外信号，信号灯80会熄灭，实现灭灯功能。当然，需要说明的是，在本实用新型的其他实施例中，信号灯80和光电传感器可以是其他类型，这些方案均在本实用新型的保护范围之内。

在本实施例中，还包括光照度采集模块60，所述光照度采集模块60与所述单片机模块10连接，所述光照度采集模块60型号使用数字型光照传感器BH1750，如图4，其用于采集当前环境的光照度的强弱并发送给所述单片机模块10，可以使得所述单片机模块10计算得到最佳的信号灯光阈值。当然，需要说明的是，在本实用新型的其他实施例中，光照度采集模块也可以是其他型号，均在本实用新型的保护范围。

在本实施例中，还包括红外激光测距模块70，所述红外激光测距模块70与所述单片机模块10连接；所述红外激光测距模块70用于采集与信号灯80的距离从而实现避障和灭灯。

在本实施例中，电源模块40用于给整个系统供电，优选多个电源供电电路，分别是一个为控制图像传感器30上下转动的舵机20供电，一个为红外测距模块70供电，再一个给单片机模块10供电，分开供电，互不影响更安全。

在本实施例中，驱动模块50用于给小车进行调速和控制小车前进或后退距离以及转向，如果识别到信号灯80目标就控制小车前去灭灯。优选的，为了使输出控制小车的电机的PWM能控制两个电机的转动，使用双电机驱动模块50，原理是LDO电路将输入的电池电压降稳压到5V，再通过MC34063升压模块将其升压到12V，给HIP4082I ZVT供电，使其工作。

为了便于对本实用新型的理解，下面以一个实际的例子来说明本实用新型的应用。在给出的例子中，以目标识别小车将货物送达至指定的地点并确定送达为例，以下详述本实施例的工作过程：

使用时，目标识别小车安装有数字型光照传感器BH1750，其采集当前OPENMV传感器摄像头前面的光照度的强弱，通过单片机模块10给OPENMV提供最佳的信号灯光阈值，OPENMV传感器识别目标并将其位置数据传给所述单片机模块10，并根据所述目标的位置进行PID调节进而控制所述舵机20上下转动，使目标正对所述图像传感器30，用红外激光测距模块70来采集小车前后左右的障碍物的距离并将其位置数据传给所述单片机模块10，单片机模块10通过驱动模块50给小车进行调速，控制小车前进或后退距离以及转向，如果识别到信号灯就控制目标识别小车前往信号灯的位置，并通过所述挡板来实现信号灯灭灯，信号灯灭则代表所述目标识别小车已达到目的地。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于图像传感器的目标识别小车，其特征在于，包括单片机模块、舵机、图像传感器、驱动模块以及电源模块；所述图像传感器、驱动模块以及电源模块均与所述单片机模块电连接；所述图像传感器安装于所述舵机上，并与所述舵机电连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于图像传感器的目标识别小车，其特征在于，还包括光照度采集模块；所述光照度采集模块与所述单片机模块连接，所述光照度采集模块型号是数字型光照传感器BH1750。

3.根据权利要求1所述的一种基于图像传感器的目标识别小车，其特征在于，还包括红外激光测距模块，所述红外激光测距模块与所述单片机模块连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于图像传感器的目标识别小车，其特征在于，所述单片机模块型号是STM32F407VET6。

5.根据权利要求1所述的一种基于图像传感器的目标识别小车，其特征在于，所述目标为信号灯，所述信号灯的顶部设置有光电传感器；所述目标识别小车还包括挡板，所述挡板设置于所述舵机上，与所述舵机组成灭灯装置。

6.根据权利要求5所述的一种基于图像传感器的目标识别小车，其特征在于，所述信号灯是LED灯。

7.根据权利要求5所述的一种基于图像传感器的目标识别小车，其特征在于，所述光电传感器是红外反射式光电传感器。

8.根据权利要求1所述的一种基于图像传感器的目标识别小车，其特征在于，所述图像传感器是OPENMV传感器。

9.根据权利要求1所述的一种基于图像传感器的目标识别小车，其特征在于，还包括衰减片，所述衰减片固定在所述图像传感器上。

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