一种用于缩微智能汽车的控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于缩微智能汽车的控制装置，包括微处理器、图像传感器、加速度传感器、陀螺仪、电机、舵机、旋转编码器、超声波传感器和温湿度传感器。其通过图像传感器和超声波传感器结合准确识别前方道路信息，通过加速度传感器、陀螺仪、旋转编码器、温湿度传感器精确获取车辆状态信息，微处理器根据获取的前方道路信息和车辆状态信息控制电机和舵机给车辆提供动力和转向，实现了缩微智能汽车在实验室环境中的道路上正确行驶，在弯道处进行拐弯，识别障碍物和前方车辆并进行避让，识别各类交通标志和十字路口并作出相应的动作。本装置不需要建立精确的数学模型，能够准确识别道路信息，具有良好的控制精度，实时性好，抗干扰能力强。

【技术实现步骤摘要】

:本专利技术属于智能交通
，具体是涉及一种用于缩微智能汽车的控制装置。
技术介绍
:智能交通系统主要包括智能车辆和智能交通控制系统，智能车辆驾驶主要研究整体自动或者作为辅助驾驶系统完成车辆驾驶任务，保持车辆行驶在正确的道路上，维持车辆之间的一个安全距离，根据当前的交通状况和道路特征调节车辆的速度，横跨车道以达到超车和避障的目的以及找到达目的地的最短路径和在市区内方便的行驶和停靠。智能车辆将有效减轻驾驶员的负担，减少驾驶员疲劳驾驶的现象，有利于提高交通安全，同时，配合城市交通控制系统，合理分配交通流，实现交通顺畅。缩微智能车辆研究旨在采用缩微车替代真车进行智能车辆驾驶系统的开发研究。通过建立缩微尺度的复杂交通环境(三维沙盘)，验证基于视听觉信息的自主驾驶模拟方法，同时，使多车交互成为可能。缩微智能车控制的目标是在实验室环境中的道路上实现小车在车道线保持，能够在连续弯道的车道行驶，实现对障碍物的识别以及避障，对干扰车辆的避让，对各类交通标志及地面标志的识别，十字路口的识别等。用于缩微智能汽车的控制装置包括传统控制装置和智能控制装置，传统控制装置需要建立一个数学模型，而缩微智能汽车是一个比较复杂的系统，需要很强的时变性和非线性，很难建立精确的数学模型，且传统控制装置抗干扰能力差。智能控制装置以已有的经验与知识为前提归纳出一套控制规贝1J，并依此实现其智能控制，不需要建立精确的数学模型，抗干扰能力强，但是现有的智能控制装置对路径的识别能力差，当路径比较复杂时，缩微智能汽车会驶出规定路径，自动控制的实时性低、效果差。
技术实现思路
:为此，本专利技术所要解决的技术问题在于现有技术中用于缩微智能汽车的智能控制装置对路径的识别能力差，自动控制的实时性低、效果差，从而提出一种用于缩微智能汽车的控制装置。为达到上述目的，本专利技术的技术方案如下:一种用于缩微智能汽车的控制装置，包括微处理器、图像传感器、加速度传感器、陀螺仪、电机、舵机、旋转编码器、超声波传感器、温湿度传感器。所述图像传感器和所述超声波传感器安装在缩微智能汽车的车头位置，所述电机安装在所述缩微智能汽车的后轮并与所述后轮连接，所述舵机安装在所述缩微智能汽车的前轮并与所述前轮连接，所述旋转编码器安装在所述缩微智能汽车的驱动轴齿轮上，所述加速度传感器、所述陀螺仪和所述温湿度传感分别安装在所述缩微智能汽车的车身。所述图像传感器、所述加速度传感器、所述陀螺仪、所述旋转编码器、所述超声波传感器、所述温湿度传感器分别通过CAN总线与所述微处理器连接，所述电机通过电机驱动模块与所述微处理器连接，所述舵机通过舵机驱动模块与所述微处理器连接。作为上述技术方案的优选，还包括:无线通信模块，所述无线通信模块与所述微处理器连接，用于实现缩微智能汽车与远端服务器的信息交换。作为上述技术方案的优选，还包括:电源模块，所述电源模块与所述微处理器连接，所述电源模块采用锂聚合物电池。作为上述技术方案的优选，还包括:显示屏，所述显示屏安装在所述缩微智能汽车的上方，用于实时显示所述缩微智能汽车的运行状态。作为上述技术方案的优选，所述图像传感器采用CMOS图像传感器，用于采集道路信息并发送给微处理器。作为上述技术方案的优选，所述电机采用有刷直流电机，用于给所述缩微智能汽车提供动力。作为上述技术方案的优选，所述超声波传感器包括超声波发射器、超声波接收器与控制电路，用于获取前方障碍物与所述缩微智能汽车之间的距离。本专利技术的有益效果在于:其通过图像传感器和超声波传感器结合可以准确识别前方道路信息，通过加速度传感器、陀螺仪、旋转编码器、温湿度传感器可以精确获取车辆状态信息，微处理器根据获取的前方道路信息和车辆状态信息控制所述电机和舵机给车辆提供动力和转向，实现了缩微智能汽车在实验室环境中的道路上保持按车道前行，在弯道进行拐弯，识别障碍物和前方车辆并进行避让，识别各类交通标志和十字路口并作出相应的动作。本装置不需要建立精确的数学模型，能够准确识别道路信息，具有良好的控制精度、实时性好、抗干扰能力强。【附图说明】:以下附图仅旨在于对本专利技术做示意性说明和解释，并不限定本专利技术的范围。其中:图1为本专利技术一个实施例的一种用于缩微智能汽车的控制装置结构示意图；图2为本专利技术一个实施例的一种CAN硬件系统结构示意图；图3为本专利技术一个实施例的一种缩微智能汽车的控制流程图。【具体实施方式】:如图1所示，本专利技术的用于缩微智能汽车的控制装置，包括微处理器、图像传感器、加速度传感器、陀螺仪、电机、舵机、旋转编码器、超声波传感器、温湿度传感器。所述图像传感器安装在缩微智能汽车的车头位置，本实施例中，所述图像传感器采用CMOS图像传感器，用于采集道路信息并发送给微处理器，即通过CMOS图像传感器在模拟道路沙盘路面上识别道路标志线，包括直道、弯道、十字路口的识别。模拟道路沙盘路面通常是黑白颜色的，所以选用成像质量稍差但是成本低的CMOS图像传感器。所述加速度传感器安装在所述缩微智能汽车的车身，本实施例中，所述加速度传感器采用低功耗、电容式、三轴微机械数字加速度传感器，用于获取所述缩微智能汽车的瞬时加速度值，通过所述瞬时加速度值，能够反馈缩微智能汽车处于直到、弯道、坡道、漂移等运行状态，还可以用来测试缩微智能汽车与障碍物发生碰撞的剧烈程度。所述陀螺仪安装在所述缩微智能汽车的车身，所述陀螺仪采用应用科氏力原理的角速度传感器，主要由一个位于轴心且可旋转的轮子构成，陀螺仪一旦开始旋转，由于轮子的角动量，陀螺仪有抗拒方向改变的趋向，在所述缩微智能汽车上安装陀螺仪可以获取所述缩微智能汽车倾斜的角速度，将所述角速度进行积分可以获取缩微智能汽车的倾角。本实施例中，采用的陀螺仪的型号为L3G4200D，该陀螺仪为一个感应结构检测三条正交轴向运动的3轴数字陀螺仪。所述超声波传感器安装在缩微智能汽车的车头位置，用于获取前方障碍物与所述缩微智能汽车之间的距离。所述超声波传感器可提供3cm-3.5cm的非接触式距离感测功能，所述超声波传感器包括超声波发射器、超声波接收器与控制电路，其工作原理为超声波发射器获取一个触发信号后发射超声波，当超声波投射到物体表面时反射回来，超声波接收器接收该返回信号，通过触发信号和返回信号的时间差来获取所述缩微智能汽车与前方障碍物之间的距离。所述温湿度传感分别安装在所述缩微智能汽车的车身，所述温湿度传感器可选择多个，分别安装在车身的不同位置，实时采集缩微智能汽车各部分的温度当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于缩微智能汽车的控制装置，其特征在于，包括微处理器、图像传感器、加速度传感器、陀螺仪、电机、舵机、旋转编码器、超声波传感器、温湿度传感器；所述图像传感器和所述超声波传感器安装在缩微智能汽车的车头位置，所述电机安装在所述缩微智能汽车的后轮并与所述后轮连接，所述舵机安装在所述缩微智能汽车的前轮并与所述前轮连接，所述旋转编码器安装在所述缩微智能汽车的驱动轴齿轮上，所述加速度传感器、所述陀螺仪和所述温湿度传感分别安装在所述缩微智能汽车的车身；所述图像传感器、所述加速度传感器、所述陀螺仪、所述旋转编码器、所述超声波传感器、所述温湿度传感器分别通过CAN总线与所述微处理器连接，所述电机通过电机驱动模块与所述微处理器连接，所述舵机通过舵机驱动模块与所述微处理器连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：董维平，沈鹏，董航，
申请(专利权)人：苏州斯卡柏通讯技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32