一種激光引導的智能小車的制作方法
【專利摘要】一種激光引導的智能小車,包括車體部分以及與車體部分相連的引導裝置,所述車體部分包括設置在底座上的數據處理裝置、循跡裝置、超聲測距裝置、轉向裝置、驅動裝置、語音提示裝置和顯示裝置;其中,循跡裝置、超聲測距裝置、轉向裝置、驅動裝置、語音提示裝置和顯示裝置均與數據處理裝置相連;引導裝置與循跡裝置相連。本實用新型操作簡單、易于控制。它提供語音提示和平面顯示功能,用戶可通過語音提示與屏幕所顯示數據,完成對小車的控制。無需過多的工作人員干預,節省了人力。另外,本實用新型系統的穩定性好,環境適應性增強。
【專利說明】
一種激光引導的智能小車
技術領域
[0001]本實用新型屬于傳感技術領域,具體涉及一種激光引導的智能小車。
【背景技術】
[0002]進入新世紀以來,隨著人們生活水平的提高,對出現在生活中的各類用具都提出了更高、更新的要求。汽車是必不可少的交通工具,隨著汽車數量的增多,人們對汽車的智能化、自動化提出的要求也隨之提高。然而現在的汽車智能化、自動化水平依舊很低,在許多方面仍然需要人工操作。尤其是在車輛入庫這個問題上,人工操作很容易造成車輛的擦傷、損壞。基于此種問題,有必要一種激光引導的智能小車,很好的解決了汽車平穩入庫的問題,減少人工操作。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的是提供一種激光引導的智能小車,其具有高智能化、自動化、人性化的特點,具有自動化程度高、擴展性好、環境適應性強、穩定性好的優點。
[0004]為實現上述目的,本實用新型采用如下的技術方案:
[0005]—種激光引導的智能小車,包括車體部分以及與車體部分相連的引導裝置,所述車體部分包括設置在底座上的數據處理裝置、循跡裝置、超聲測距裝置、轉向裝置、驅動裝置、語音提示裝置和顯示裝置;其中,循跡裝置、超聲測距裝置、轉向裝置、驅動裝置、語音提示裝置和顯示裝置均與數據處理裝置相連;引導裝置與循跡裝置相連。
[0006]所述引導裝置為激光發射器。
[0007]所述循跡裝置包括反射鏡片和5個激光接收管組成橫置的激光接受列陣。
[0008]所述語音提示裝置由WTV020-SD語音模塊以及與WTV020-SD語音模塊相連接的揚聲器組成。
[0009]所述顯示裝置為3.2寸顯示屏。
[0010]所述超聲測距裝置為超聲測距模塊HC-SR04。
[0011]所述轉向裝置為S3003型舵機。
[0012]所述驅動裝置為L298N電機驅動模塊。
[0013]所述數據處理裝置為STC89C52RC型單片機。
[0014]所述引導裝置設置在車庫內。
[0015]與現有技術相比,本實用新型具有的有益效果:
[0016](I)操作簡單、智能化。本實用新型裝置可自主根據激光引導,完成倒車入庫,通過語音提示和顯示屏顯示的方式提醒和引導工作人員操作,節省了時間,增強了汽車的工作效率。
[0017](2)系統穩定性好、環境適應性強。各個模塊之間通過占用PO 口進行并口通訊,很多模塊都能即插即用,使得連接的構建簡單、快捷,不受地形限制,一旦模塊間出現問題,方便及時檢查、更換。
[0018](3)光電檢測接受范圍大,能夠適應較差的路面環境等。
[0019]進一步的,該智能小車還具有很強的拓展性。該實用新型采用低配高能的51單片機(STC89C52RC型單片機)作為數據處理及控制平臺,倘若用戶對51單片機的性能不夠滿意,還可將其數據處理及控制平臺更換為功能更加強大的嵌入式系統,作為該實用新型的數據處理及控制平臺,讓小車的性能進一步增強。還可以增加太陽能電池板,為汽車的數據處理及控制平臺供電,響應國家號召,低碳環保。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型的系統結構不意圖;
[0021 ]圖2為光電檢測系統結構設計圖。
[0022]其中,I為引導裝置、2-1為數據處理裝置、2-2為循跡裝置、2-3為超聲測距裝置、2-4為轉向裝置、2-5為驅動裝置、2-6為語音提示裝置、2-7為顯示裝置、2-21為激光接收管、2-22為反光模塊。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖對本實用新型進行詳細描述。
[0024]參見圖1,本實用新型由引導裝置I和與引導裝置I相連的車體部分組成。所述車體部分包括數據處理裝置2-1、循跡裝置2-2、超聲測距裝置2-3、轉向裝置2-4、驅動裝置2_5、語音提示裝置2-6和顯示裝置2-7。其中,循跡裝置2-2、超聲測距裝置2-3、轉向裝置2-4、驅動裝置2-5、語音提示裝置2-6和顯示裝置2-7均與數據處理裝置2-1通過并口連接,并通過占用PO 口進行并口通訊。引導裝置I與循跡裝置2-2相連,利用光通訊的方式,進行無線單向信息傳輸;本實用新型的各個裝置均采用模塊化封裝,易于拆卸、安裝。從而方便設備的增加和替換。
[0025]參見圖1,語音提示裝置2-6選擇內置,減少外部環境對語音信息的干擾;語音提示裝置2-6由WTV020-SD語音模塊以及與WTV020-SD語音模塊相連接的揚聲器組成。本實用新型帶有顯示裝置2-7;顯示裝置2-7選擇3.2寸顯示屏作為顯示模塊,清晰明了的呈現各類所測數據。
[0026]本激光引導的智能小車的原理:
[0027]1.激光引導
[0028]根據光沿直線傳播的原理,循跡裝置2-2包括反射鏡片2-22和5個激光接收管2-21組成橫置的激光接受列陣結構詳見圖2。其中,5個激光接收管具體布置如下,I個激光接收管位于中間,該激光接收管的一側設置2個激光接收管,另一側設置2個激光接收管。
[0029]2.光通訊
[0030]本使用新型通過光通訊的方式將引導裝置I和循跡裝置2-2緊密地聯系在一起,并且能夠完成引導裝置I與循跡裝置2-2之間的單向信息傳輸。
[0031 ] 3.自帶屏幕顯示和語音提示
[0032]本激光引導的智能小車自帶屏幕顯示,實時將測量數據呈現在用戶面前。語音提示裝置2-6由WTV020-SD語音模塊與揚聲器組成,在倒車入庫的過程中由數據處理裝置2-1對WTV020-SD語音模塊進行控制,適時播放語音進行語音提示用戶入庫時所測得的各項數據。
[0033]4.超聲波測距
[0034]本激光引導的智能小車中的超聲測距裝置2-3采用超聲測距模塊HC-SR04,利用超聲波在空氣中的速度已知,測量聲波在發射后遇到障礙物反射回來的時間,根據發射與接收的時間差計算出發射點與障礙物之間的距離。
[0035]其測距公式為:
[0036]L = CXT (I)
[0037]式中,為L測量的距離,C為超聲波在空氣中的傳播速度,T為測量距離傳播的時間差(T為發射到接收的時間數值的一半)。
[0038]已知超生波的傳播速度C= 344m/s(20°C室溫),超聲波的傳播速度收空氣的疏密所影響,空氣的密度越高,超聲波的傳播速度越快,而空氣的密度又與溫度有著密切的關系O
[0039]近似公式為:
[0040]C = Co+0.607XT (2)
[0041 ]式中:C為超聲波在空氣中的傳播速度,Co為零度時的聲波速度332m/s; T為實際溫度(。0。
[0042]5.數據處理
[0043]本激光引導的智能小車簡單易懂的51單片機作為數據處理模塊、通過并口通訊的方式,協調各個模塊工作。
[0044]6.驅動與轉向
[0045]本激光引導的智能小車的轉向裝置2-4和驅動裝置2-5分別采用S3003舵機和L298N電機驅動,其S3003舵機和L298N的工作方式如下:PffM信號由接收通道進入信號解調電路BA6688的12腳進行解調,獲得一個直流偏置電壓。該直流偏置電壓與電位器的電壓比較,獲得電壓差由BA6688的3腳輸出。該輸出送入電機驅動集成電路BAL6686,以驅動電機正反轉。當電機轉動時,通過級聯減速齒輪帶動電位器Rwl旋轉,直到電壓差為O,電機停止轉動。
[0046]本實用新型的工作過程為:
[0047]首先,在車庫內部放置激光發射器。當激光發射器發射出的激光光束打在光電檢測系統的反光鏡片2-22上,通過反光鏡片2-22將激光光束反射到激光接受列陣的激光接收管2-21上。當激光光束打在正中央的激光接收管上時,激光接收管2-21向STC89C52RC型單片機返回高電平信號,通過程序設定,中央激光接收管返回高電平時,小車向正前方行駛;若打在左邊的兩個激光接收管上,左邊的激光接受管就會返回高電平信號,說明小車車體已經偏左了,需要右轉。STC89C52RC型單片機向舵機發送高電平,令其右轉,故小車向右轉向;同理,若打在右邊的激光接收管上,小車則向左轉向,最終實現汽車平穩入庫。
[0048]本實用新型中引導裝置與循跡裝置通過光通訊的方式相連接,并且能夠完成單向通訊;其他部分則通過內部電路相連接,以此來完成各部分間的信息傳輸。所述數據處理裝置為簡單易操作的51單片機,通過它來協調各個模塊的工作;所述循跡裝置的作用是接受激光,將接收到的信號傳輸給舵機,引導轉向模塊發揮作用;所述測距裝置采用超聲波模塊,根據其設定的最小距離,在小車快接近車庫或者障礙物時,小車便會自動剎車,入庫。
[0049]本實用新型操作簡單、易于控制。它提供語音提示和平面顯示功能,用戶可通過語音提示與屏幕所顯示數據,完成對小車的控制。無需過多的工作人員干預,節省了人力。另外,本實用新型系統的穩定性好,環境適應性增強。
【主權項】
1.一種激光引導的智能小車,其特征在于,包括車體部分以及與車體部分相連的引導裝置(I),所述車體部分包括設置在底座上的數據處理裝置(2-1)、循跡裝置(2-2)、超聲測距裝置(2-3)、轉向裝置(2-4)、驅動裝置(2-5)、語音提示裝置(2-6)和顯示裝置(2-7);其中,循跡裝置(2-2)、超聲測距裝置(2-3)、轉向裝置(2-4)、驅動裝置(2-5)、語音提示裝置(2-6)和顯示裝置(2-7)均與數據處理裝置(2-1)相連;引導裝置(I)與循跡裝置(2-2)相連。2.根據權利要求1所述的一種激光引導的智能小車,其特征在于,所述引導裝置(I)為激光發射器。3.根據權利要求1所述的一種激光引導的智能小車,其特征在于,所述循跡裝置(2-2)包括反射鏡片和5個激光接收管組成橫置的激光接受列陣。4.根據權利要求1所述的一種激光引導的智能小車,其特征在于,所述語音提示裝置(2-6)由WTV020-SD語音模塊以及與WTV020-SD語音模塊相連接的揚聲器組成。5.根據權利要求1所述的一種激光引導的智能小車,其特征在于,所述顯示裝置(2-7)為3.2寸顯示屏。6.根據權利要求1所述的一種激光引導的智能小車,其特征在于,所述超聲測距裝置(2-3)為超聲測距模塊HC-SR04。7.根據權利要求1所述的一種激光引導的智能小車,其特征在于,所述轉向裝置(2-4)為S3003型舵機。8.根據權利要求1所述的一種激光引導的智能小車,其特征在于,所述驅動裝置(2-5)為L298N電機驅動模塊。9.根據權利要求1所述的一種激光引導的智能小車,其特征在于,所述數據處理裝置(2-1)為 STC89C52RC 型單片機。10.根據權利要求1所述的一種激光引導的智能小車,其特征在于,所述引導裝置(I)設置在車庫內。
【文檔編號】G05D1/02GK205644274SQ201620372543
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年4月27日
【發明人】周利斌, 李昌友, 殷瑞玲, 姚文杰, 張澤鵬, 張瑞梟, 高艷, 羅道斌
【申請人】陜西科技大學