CN215219970U - 一种机器视觉全向移动实训平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种以机器视觉为主的实训平台，尤其涉及一种机器视觉全向移动实训平台；包括360°激光雷达、数字摄像头、无线通信模块、语音识别模块、主控制板和驱动板；主控制板上包括主控制器、协控制器和电源管理模块；驱动板上设置有升压电路和全桥电机驱动电路；主控制板上设置有360°激光雷达接口、数字摄像头接口、无线通信模块接口和语音识别模块接口；通过本实用新型的改进，解决现有技术中存在的“类型单一，并不能灵活应对多种使用场景下以机器视觉为主的人工智能实训工作”的问题，满足多种使用场景下以机器视觉为主的人工智能实训工作的需求且降低了成本。

Description

一种机器视觉全向移动实训平台

技术领域

本实用新型涉及一种以机器视觉为主的实训平台，尤其涉及一种机器视觉全向移动实训平台。

背景技术

随着科技的进步和社会的发展，为了提高人才质量，促进技术发展，各大高校积极推广“产教融合”的教学模式；人工智能和机器视觉是信息电子类新工科“产教融合”教学模式下人工智能实训教学的重点。

进行人工智能实训教学，必不可少的便是各种类型的实训平台，现有的以机器视觉为主的实训平台，类型单一，并不能灵活应对多种使用场景下以机器视觉为主的人工智能实训工作。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型对现有的以机器视觉为主的实训平台做出改进，满足多场景下的以机器视觉为主的人工智能实训工作，提供一种机器视觉全向移动实训平台，采用如下的技术方案：

一种机器视觉全向移动实训平台，其特征在于：包括360°激光雷达、数字摄像头、语音识别模块、主控制板和驱动板；主控制板上包括主控制器、协控制器和电源管理模块,电源管理模块包括LDO线性稳压芯片；驱动板上设置有升压电路和全桥电机驱动电路；主控制板上设置有360°激光雷达接口、数字摄像头接口和语音识别模块接口；360°激光雷达的数据输出端经360°激光雷达接口与主控制器的数据输入端连接，数字摄像头的数据输出端经数字摄像头接口与主控制器的数据输入端连接；LDO线性稳压芯片的输出端分别与主控制器和协控制器连接，LDO线性稳压芯片的输出端分别经360°激光雷达接口、数字摄像头接口和语音识别模块接口与360°激光雷达、数字摄像头和语音识别模块连接；主控制器与协控制器通过UART总线连接；语音识别模块的输出端经语音识别模块接口与协处理器连接，协处理器的输出端通过光耦芯片与全桥电机驱动电路的输入端连接；升压电路的输出端与全桥电机驱动电路的输入端连接。通过语音识别模块识别用户发出的中文语音指令并传输至协处理器，协控制器接收指令并处理，产生控制信号后通过光耦芯片传输至驱动板的全桥电机驱动电路；360°激光雷达和数字摄像头采集的数据均可传输至主控制器，主控制器接收数据并处理，将处理后的数据传输至协控制器，协控制器接收后，根据数据产生操作指令并通过光耦芯片传输至驱动板的全桥电机驱动电路。通过本实用新型的改进，机器视觉全向移动实训平台能够对接多种可移动平台，解决现有技术中存在的类型单一且并不能灵活应对多种使用场景下以机器视觉为主的人工智能实训工作的问题，用户可以根据自己的需求选择搭载不同的可移动平台，满足多场景下以机器视觉为主的人工智能实训工作。

优选的，还包括可移动平台，可移动平台上设置直流电机；直流电机的输入端与全桥电机驱动电路的输出端连接，机器视觉全向移动实训平台搭载在可移动平台上，全桥电机驱动电路控制直流电机的正反转调速，配合完成整体的移动。

优选的，所述可移动平台为双轮小车、自平衡车或四轮麦克纳姆小车。

优选的，还包括无线通信模块，主控制板上增设无线通信模块接口，无线通信模块的信号输出端经无线通信模块接口与主控制器的信号输入端连接；LDO线性稳压芯片的输出端经无线通信模块接口与无线通信模块连接；能够实现与PC端上位机的通信。

优选的，所述无线通信模块为蓝牙模块或WIFI模块。

优选的，所述主控制器为STM32H7系列高性能控制器，安全性高。

优选的，所述协控制器为8位单片机，体积小，成本低。

优选的，还包括电源，电源的输出端分别与升压电路的输入端和LDO线性稳压芯片的输入端连接。

优选的，所述全桥电机驱动电路包括MOS驱动芯片和MOS芯片，所述全桥电机驱动电路为4路，所述MOS驱动芯片为4片，所述MOS芯片为16片；每一路全桥电机驱动电路都可独立驱动直流电机正反转调速。

优选的，所述电源为锂电池。

综上所述，本实用新型具有如下的有益技术效果：

1、用户可以根据自己的需求选择搭载不同的可移动平台，满足多场景下以机器视觉为主的人工智能实训工作，同时降低了成本；

2、能与PC端上位机通信，用户可以根据自己的需求对接二次开发平台；

3、可以进行人工智能机器视觉相关算法的课程及实训开展，结合语音识别等协同功能，大大增加了实训平台的适应性。

附图说明

图1是本实用新型的控制连接示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本实用新型实施例公开一种机器视觉全向移动实训平台。参照图1，机器视觉全向移动实训平台包括360°激光雷达、数字摄像头、无线通信模块、语音识别模块、主控制板、驱动板和电源；驱动板与主控板通过2.54MM间距排针连接。主控制板包括电源管理模块、主控制器和协控制器，电源管理模块包括LDO线性稳压芯片；驱动板包括升压电路和全桥电机驱动电路。可移动平台包括直流电机。

主控制板上设置有360°激光雷达接口、数字摄像头接口、无线通信模块接口和语音识别模块接口； 360°激光雷达与360°激光雷达接口连接，360°激光雷达接口与主控制器的输入端连接；数字摄像头与数字摄像头接口连接，数字摄像头接口与主控制器的输入端连接；无线通信模块与无线通信模块接口连接，无线通信模块接口与主控制器连接。LDO线性稳压芯片的输出端分别与360°激光雷达接口、数字摄像头接口、无线通信模块接口和语音识别模块接口连接，通过360°激光雷达接口、数字摄像头接口、无线通信模块接口和语音识别模块接口为360°激光雷达、数字摄像头、无线通信模块和语音识别模块供电；LDO线性稳压芯片的输出端分别与主控制器和协控制器连接，为主控制器和协控制器供电；主控制器与协控制器通过UART总线连接；语音识别模块与语音识别模块接口连接，语音识别模块接口与协控制器的输入端连接，协控制器的输出端与光耦芯片的输入端连接，光耦芯片的输出端与驱动板的全桥电机驱动电路的输入端连接。

电源的输出端与升压电路的输入端连接，升压电路将电源输出的电压升高，为驱动板的全桥电机驱动电路提供足够的导通电压；全桥电机驱动电路的输出端与可移动平台的直流电机的输入端连接，以驱动直流直流电机正反转调速且将电池的电能提供给直流电机。

工作过程中，语音识别模块识别用户发出的中文语音控制指令，将用户发出的中文语音控制指令传输至协处理器，协处理器接收中文语音控制指令后，同时产生4路PWM信号、4路正反转控制信号经光耦芯片传输至驱动板上的全桥电机驱动电路，全桥电机驱动电路接收指令后，驱动直流电机正反转调速，与可移动平台配合，完成机器视觉全向移动实训平台的移动。

无线通信模块实现该平台与PC端上位机的通信，数字摄像头拍摄影像数据并实时传输至主控制器，360°激光雷达测距并扫描地形数据传输至主控制器，主控制器接收数据并处理；处理完后，主控制器将处理后得到的轨迹数据传输至协控制器，协控制器接收后根据轨迹数据驱动直流电机运行。

实施例1中，主控制器为STM32H743VI高性能控制器；协控制器为ATMELATMEGA328P单片机；摄像头选用OV7725数字摄像头，具备30W像素；激光雷达选用LidarDELTA2A激光雷达，具备8米扫描半径，每周期测量4000点；语音模块采用LD3320，板载高敏度咪头；无线通信模块采用HC-06蓝牙模块，保证无线通信波特率达到256000，从而平台可以与PC端上位机进行实时无线通信；光耦芯片为ELQ3H7光耦芯片；全桥电机驱动电路包括MOS驱动芯片和MOS芯片，全桥电机驱动电路为4路，MOS驱动芯片为IR2110芯片，数量为4片，MOS芯片为IRLR7843TRLPBF芯片，数量为16片；可移动平台为4路直流电机独立驱动的麦克纳姆小车；电源为锂电池。

实施例2中，主控制器为STM32H743VI高性能控制器；协控制器为ATMELATMEGA328P单片机；摄像头选用OV7725数字摄像头，具备30W像素；激光雷达选用LidarDELTA2A激光雷达，具备8米扫描半径，每周期测量4000点；语音识别模块采用LD3320，板载高敏度咪头；无线通信模块采用WIFI模块；光耦芯片为ELQ3H7光耦芯片；全桥电机驱动电路包括MOS驱动芯片和MOS芯片，所述全桥电机驱动电路为4路，MOS驱动芯片为IR2110芯片，数量为4，MOS芯片为IRLR7843TRLPBF芯片；可移动平台为自平衡车；电源为锂电池。

以上为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种机器视觉全向移动实训平台，其特征在于：包括360°激光雷达、数字摄像头、语音识别模块、主控制板和驱动板；主控制板上包括主控制器、协控制器和电源管理模块,电源管理模块包括LDO线性稳压芯片；驱动板上设置有升压电路和全桥电机驱动电路；

主控制板上设置有360°激光雷达接口、数字摄像头接口和语音识别模块接口；360°激光雷达的数据输出端经360°激光雷达接口与主控制器的数据输入端连接，数字摄像头的数据输出端经数字摄像头接口与主控制器的数据输入端连接；

LDO线性稳压芯片的输出端分别与主控制器和协控制器连接，LDO线性稳压芯片的输出端分别经360°激光雷达接口、数字摄像头接口和语音识别模块接口与360°激光雷达、数字摄像头和语音识别模块连接；

主控制器与协控制器通过UART总线连接；

语音识别模块的输出端经语音识别模块接口与协处理器连接，协处理器的输出端通过光耦芯片与全桥电机驱动电路的输入端连接；

升压电路的输出端与全桥电机驱动电路的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的机器视觉全向移动实训平台，其特征在于：还包括可移动平台，可移动平台上设置直流电机；直流电机的输入端与全桥电机驱动电路的输出端连接。

3.根据权利要求2所述的机器视觉全向移动实训平台，其特征在于：所述可移动平台为双轮小车、自平衡车或四轮麦克纳姆小车。

4.根据权利要求1、2或3所述的机器视觉全向移动实训平台，其特征在于：还包括无线通信模块，主控制板上增设无线通信模块接口，无线通信模块的信号输出端经无线通信模块接口与主控制器的信号输入端连接；LDO线性稳压芯片的输出端经无线通信模块接口与无线通信模块连接。

5.根据权利要求4所述的机器视觉全向移动实训平台，其特征在于：所述无线通信模块为蓝牙模块或WIFI模块。

6.根据权利要求5所述的机器视觉全向移动实训平台，其特征在于：所述主控制器为STM32H7系列高性能控制器。

7.根据权利要求6所述的机器视觉全向移动实训平台，其特征在于：所述协控制器为8位单片机。

8.根据权利要求7所述的机器视觉全向移动实训平台，其特征在于：还包括电源，电源的输出端分别与升压电路的输入端和LDO线性稳压芯片的输入端连接。

9.根据权利要求8所述的机器视觉全向移动实训平台，其特征在于：所述全桥电机驱动电路包括MOS驱动芯片和MOS芯片，所述全桥电机驱动电路为4路，所述MOS驱动芯片为4片，所述MOS芯片为16片。

10.根据权利要求9所述的机器视觉全向移动实训平台，其特征在于：所述电源为锂电池。

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