基于嵌入式图像处理仪表柜亮灯的自控循迹小车系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于嵌入式图像处理仪表柜亮灯的自控循迹小车系统，属于仪表监测领域。本发明专利技术包括小车、路面黑条轨迹、地面二维码，路面黑条轨迹设置在小车前端地面上，地面二维码设置在路面黑条轨迹一侧，小车借助寻迹扫描路迹边上的二维码从而打开摄像头实时图像处理。本发明专利技术可以在人夜间离开仪表房间后，自动随着路面轨迹并扫描到仪表柜前的轨迹边上的二维码打开摄像头，扫描仪扫描到的二维码含有当前的仪表柜设备正常时仪表灯亮的个数以及仪表柜的位置信息，一旦图像处理检测到仪表灯个数异常就利用无线通信模块发送给检测人员，起到夜间在无人状态下自主检测仪表柜仪表显示灯的工作情况，提高了监测效果以及减少人员工作量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于嵌入式图像处理仪表柜亮灯的自控需迹小车系统,属于仪表监测领域。
技术介绍
随着社会科技的飞速发展，仪表柜设备仪器在夜间的监测一直需要人去检查检修，而大量的仪表柜上的仪表灯多,人眼长时间检查整个房间的仪表柜会出现眼花从而出现误检，尤其是大企业、大公司的仪表柜，可能达数百个，一旦仪表柜出现问题却没及时发现，可能导致仪器损坏，甚至带来更严重的经济损失。本专利技术由国家自然科学基金项目（61562051）资助研究，主要在于探索CPS等实时嵌入式控制软件时序建模方法在图像处理仪表柜亮灯的自控需迹小车控制装置上的应用与推广，在此理论方法支撑下，可以在夜间人眼能见度问题以及仪表灯多眼花的情况下，采取图像处理来代替人工检查，夜间小车上的轨迹识别传感器在车前LED灯的照耀下识别地板上的黑条，引着黑条缓慢行驶一旦车上的扫描仪扫描到仪表柜地板前的二维码，提取里面的仪表柜上的亮灯数目以及仪表柜的位置信息，同时打开摄像头获取仪表柜图片并进行图片处理才而获取仪表柜上真实的亮灯数。一旦与二维码里的信息不合就利用无线通信方式传输出去,从而大大提高了监测效果以及减少人员工作量。
技术实现思路
：本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于嵌入式图像处理仪表柜亮灯的自控需迹小车系统，用来解决大型仪表室仪表设备亮灯数的误检问题的。本专利技术的技术方案是：一种基于嵌入式图像处理仪表柜亮灯的自控需迹小车系统，其特征在于：包括小车、路面黑条轨迹18、地面二维码19，路面黑条轨迹18设置在小车前端地面上，地面二维码19设置在路面黑条轨迹18一侧；小车包括车轮1、车轮电机2、飞凌ARM开发板模块3、滑板4、步进电机升降装置、摄像头7、LED灯8、扫描仪9、单片机控制模块12、分层板13、电源14、车前LED灯16、轨迹识别传感器17、比较电路20、无线通信模块21；车轮电机2安装在车轮1上并与单片机控制模块12连接，单片机控制模块12同时与车前LED灯16、轨迹识别传感器17、比较电路20连接，飞凌ARM开发板模块3安装在分层板13上方，单片机控制模块12安装在分层板13下方，飞凌ARM开发板模块3上方安装有滑板4、扫描仪9，滑板4上方安装有步进电机升降装置、摄像头7，步进电机升降装置、无线通信模块21、扫描仪9、摄像头7均与飞凌ARM开发板模块3连接，扫描仪9上安装有LED灯8，电源14与单片机控制模块12、飞凌ARM开发板模块3连接，轨迹识别传感器17安装在小车前端且与比较电路20连接。如图2、图6所示，本专利技术的车轮电机2的数量为2个，分别安装在两个车轮1上。具体地，所述的比较电路20包括：电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、LM399电压比较芯片，所述的轨迹识别传感器17包括红外发射管28、红外接收管29，电阻R2的一段接地，另一端与红外发射管28连接，电阻R3一端接红外接收管29，另一端接地，红外发射管28、红外接收管29的上端连接电源，电阻R5一端与电阻R4连接，电阻R4另一端接地，电阻R5另一端与电阻R6连接并接电源，LM399芯片负极与红外接收管29下端连接，正极连接电阻R5，另一端与电阻R6下端连接并接单片机控制模块12。具体地，所述的飞凌ARM开发板模块3包括：CMOS摄像头接口22、蜂鸣器23、USB插口24、电源接口25、UART接口26、LCD端口27，CMOS摄像头接口22与摄像头7连接，USB插口24分别与扫描仪9、步进电机升降装置连接，LED灯8与飞凌ARM开发板模块3的LCD端口27连接，无线通信模块21采取的是通用的2.4G无线通讯模块，与飞凌ARM开发板模块3的UART接口26连接，蜂鸣器23遇到异常发出警告，电源接口25连接电源。具体地，所述的步进电机升降装置包括：步进电机5、升降支架6、固定板块15、轮滑铁珠31、齿轮32、直条齿轮33，滑板4内部有上下排的轮滑铁珠31，步进电机5的尾端30夹在滑板4的轮滑铁珠31里，另一端套一个齿轮32，齿轮32安装在直条齿轮33上，步进电机5上安装升降支架6地端的一端，升降支架6地端的另一端安装在固定板块15上，升降支架6的上端安上摄像头7。具体地，所述的单片机控制模块12包括单片机、电机驱动芯片11、电容C1、电容C2、电容C3、电阻R1、晶振Y1，所述的单片机采用STC89C52RC单片机，车轮电机2连接在电机驱动芯片11的OUT1、OUT2引脚，电机驱动芯片11的GND引脚接地，VSS引脚接12V电压，VCC引脚接单片机的VCC引脚，电机驱动芯片11的EN12、IN1、IN2、EN34、IN3、IN4引脚与单片机的P0.0、P0.1、P0.2、P0.3、P0.4、P0.5引脚连接，单片机的复位电路中电容C1一端接5V电压，另一端接电阻R1的上端并接单片机RST引脚，电阻R1的下一端接地，晶振电路中电容C2，C3下端接地，上端分别接晶振Y1的两端和单片机的XTAL2，XTAL1引脚，单片机的GND引脚接地。单片机的P2.1引脚接车前LED灯16，单片机的P0.0引脚接比较电路20的输出端。优选地，所述的扫描仪9通过支架10安装在飞凌ARM开发板模块3上方。本专利技术的工作原理是：当前仪表室的仪表柜检查是根据仪表柜上的亮灯情况，人眼检查仪表柜上的仪表灯从而可以知道仪表柜控制的仪器设备是否正常工作，但是这样存在的问题就是人要定期的或者不间断的进仪表室进行检查检修，同样存在的问题就是大型仪表室里大量的仪表柜就会有大量的仪表灯，人眼长期的巡查会导致眼花从而增加了检修人员的误检，根据本专利技术，首先在仪表室里的一排排仪表柜前的地板上贴上连续的同宽度黑条，黑条贴在白板上，然后仪器贴在地板上，使黑条从头到尾围绕所有的仪表柜，同样黑条的尾端要连接到黑条的首端，这样小车在行驶的时候会随着这条黑条可以循环的围绕着一排排的仪表柜，而识别地板上的黑条是采取一种基于红外传感器的轨迹识别传感器17，轨迹识别传感器17是由红外发射管28和红外接收管29组成的，红外发射管28不断地发射红外线，当遇到不同颜色的物体时，地板上的黑条与白板颜色就是不同的颜色，当然也可以贴上其他有区与地板颜色的跳板就可以，红外接收管29获得的信号强弱就会不同。轨迹识别传感器17把这些信号转换为电信号，经过比较电路20后再传给STC89C52RC单片机控制系统，随后单片机控制系统经过电机驱动芯片11后驱动前轮的车轮电机2，让小车沿着黑条轨迹行驶，同时在制作这些行驶黑条时，在每一个仪表柜前的黑条旁印上一个地面二维码19，里面包含的信息有当前二维码对着的仪表柜的位置信息以及仪表柜上的仪表灯亮灯的数目，且扫描仪9是夹在支架10上的，可以调整角度，从而可以调整角度扫描到黑条旁边的地面二维码19，一旦角度调整好后引着黑条缓慢行驶扫描到了二维码后，将这些信息传送给了飞凌ARM开发板模块3，飞凌ARM开发板模块3通过驱动步进电机5，进而控制升降支架6的升降来控制摄像头7，一旦打开摄像头7将仪表柜图片传送给飞凌ARM开发板模块3进行图片处理，之所以采取开发板进行图像处理是因为处理速度快，由于是夜间的仪表柜这样获取的图片亮灯就很显目，同时也降低了仪表柜上一些干扰图像，当然为了更大的加强处理的准确率，本专利技术设计了一个自动升降本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于嵌入式图像处理仪表柜亮灯的自控需迹小车系统，其特征在于：包括小车、路面黑条轨迹（18）、地面二维码（19），路面黑条轨迹（18）设置在小车前端地面上，地面二维码（19）设置在路面黑条轨迹（18）一侧；小车包括车轮（1）、车轮电机（2）、飞凌ARM开发板模块（3）、滑板（4）、步进电机升降装置、摄像头（7）、LED灯（8）、扫描仪（9）、单片机控制模块（12）、分层板（13）、电源（14）、车前LED灯（16）、轨迹识别传感器（17）、比较电路（20）、无线通信模块（21）；车轮电机（2）安装在车轮（1）上并与单片机控制模块（12）连接，单片机控制模块（12）同时与车前LED灯（16）、轨迹识别传感器（17）、比较电路（20）连接，飞凌ARM开发板模块（3）安装在分层板13上方，单片机控制模块（12）安装在分层板（13）下方，飞凌ARM开发板模块（3）上方安装有滑板（4）、扫描仪（9），滑板（4）上方安装有步进电机升降装置、摄像头（7），步进电机升降装置、无线通信模块（21）、扫描仪（9）、摄像头（7）均与飞凌ARM开发板模块（3）连接，扫描仪（9）上安装有LED灯（8），电源（14）与单片机控制模块（12）、飞凌ARM开发板模块（3）连接，轨迹识别传感器（17）安装在小车前端且与比较电路(20)连接。...

【技术特征摘要】
1.一种基于嵌入式图像处理仪表柜亮灯的自控需迹小车系统，其特征在于：包括小车、路面黑条轨迹（18）、地面二维码（19），路面黑条轨迹（18）设置在小车前端地面上，地面二维码（19）设置在路面黑条轨迹（18）一侧；小车包括车轮（1）、车轮电机（2）、飞凌ARM开发板模块（3）、滑板（4）、步进电机升降装置、摄像头（7）、LED灯（8）、扫描仪（9）、单片机控制模块（12）、分层板（13）、电源（14）、车前LED灯（16）、轨迹识别传感器（17）、比较电路（20）、无线通信模块（21）；车轮电机（2）安装在车轮（1）上并与单片机控制模块（12）连接，单片机控制模块（12）同时与车前LED灯（16）、轨迹识别传感器（17）、比较电路（20）连接，飞凌ARM开发板模块（3）安装在分层板13上方，单片机控制模块（12）安装在分层板（13）下方，飞凌ARM开发板模块（3）上方安装有滑板（4）、扫描仪（9），滑板（4）上方安装有步进电机升降装置、摄像头（7），步进电机升降装置、无线通信模块（21）、扫描仪（9）、摄像头（7）均与飞凌ARM开发板模块（3）连接，扫描仪（9）上安装有LED灯（8），电源（14）与单片机控制模块（12）、飞凌ARM开发板模块（3）连接，轨迹识别传感器（17）安装在小车前端且与比较电路(20)连接。2.根据权利要求1所述的基于嵌入式图像处理仪表柜亮灯的自控需迹小车系统，其特征在于：所述的比较电路（20）包括：电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、LM399电压比较芯片，所述的轨迹识别传感器（17）包括红外发射管（28）、红外接收管（29），电阻R2的一段接地，另一端与红外发射管（28）连接，电阻R3一端接红外接收管（29），另一端接地，红外发射管（28）、红外接收管（29）的上端连接电源，电阻R5一端与电阻R4连接，电阻R4另一端接地，电阻R5另一端与电阻R6连接并接电源，LM399芯片负极与红外接收管（29）下端连接，正极连接电阻R5，另一端与电阻R6下端连接并接单片机控制模块（12）。3.根据权利要求1所述的基于嵌入式图像处理仪表柜亮灯的自控需迹小车系统，其特征在于：所述的飞凌ARM开发板模块（3）包括：CMOS摄像头接口（22）、蜂鸣器（23）、USB插口（24）、电源接口（...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晶，吴亚飞，王旭，范洪博，史舒鹏，肖智斌，薛冷，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南;53