一种电动车自动行驶控制系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种电动车自动行驶控制系统，包括主控模块及与主控模块电连接的摄像头、步进电机、激光雷达传感器、惯性测量单元、测速传感器和电机控制器，摄像头实时采集电动车行驶过程中的图像信息，步进电机在预定角度内带动激光雷达传感器转动，激光雷达传感器实时扫描电动车行驶过程中车辆前方障碍物并测量出车辆与障碍物之间的相对距离，惯性测量单元实时检测电动车行驶过程中的加速度和角速度，测速传感器实时检测电动车行驶过程中驱动电机的转动方向和转动速度，电机控制器对驱动电机的多种行驶动作进行控制，主控模块对多种信息进行处理并对步进电机和电机控制器进行控制。本系统能对电动车自动行驶进行驶控制，不需要人为操作。

An automatic driving control system for electric vehicles

The utility model provides an automatic driving control system for electric vehicles, which comprises a main control module and a camera, a stepper motor, a lidar sensor, an inertial measuring unit, a speed measuring sensor and a motor controller electrically connected with the main control module. The camera collects real-time image information in the running process of the electric vehicles, and the stepper motor is in the position of the main control module. The lidar sensor can scan the obstacles in front of the vehicle and measure the relative distance between the vehicle and the obstacles. The inertial measurement unit can detect the acceleration and angular velocity in real time, and the speed sensor can detect the electric vehicle in real time. In the course of vehicle driving, the direction and speed of driving motor are controlled by motor controller. The main control module processes various information and controls stepping motor and motor controller. The system can control the automatic driving of electric vehicles without manual operation.

【技术实现步骤摘要】
一种电动车自动行驶控制系统
本技术涉及人工智能
，具体涉及一种电动车自动行驶控制系统。
技术介绍
目前，随着基础建设的快速发展，现在的机场、商场、游乐园等地方越修越大，因而需要人们步行的路程越来越长，虽然当前有自行车、观光游览车等辅助交通工具，但这些辅助交通工具还是需要人为的操作，因而一定程度上限制了人们的出行自由和使用需要。
技术实现思路
针对现有技术中的辅助交通工具还是需要人为操作，因而一定程度上限制了人们的出行自由和使用需要的技术问题，本技术提供一种电动车自动行驶控制系统。为了解决上述技术问题，本技术采用了如下的技术方案：一种电动车自动行驶控制系统，包括主控模块及与主控模块电连接的摄像头、步进电机、激光雷达传感器、惯性测量单元、测速传感器和电机控制器；所述摄像头适于实时采集电动车行驶过程中前后方的图像信息，所述步进电机适于在预定角度内带动激光雷达传感器转动，所述激光雷达传感器适于实时扫描电动车行驶过程中车辆前方障碍物并测量出车辆与障碍物之间的相对距离，所述惯性测量单元适于实时检测电动车行驶过程中的加速度和角速度，所述测速传感器适于实时检测电动车行驶过程中驱动电机的转动方向和转动速度，所述电机控制器适于对驱动电机的多种行驶动作进行控制，所述主控模块适于对包括摄像头采集的图像信息、激光雷达传感器输出的距离信息、惯性测量单元检测的加速度和角速度信号及测速传感器检测的转动方向和转动速度在内的多种信息进行处理，并对步进电机和电机控制器进行控制。与现有技术相比，本技术提供的电动车自动行驶控制系统，通过主控模块对摄像头采集的图像信息进行存储以记录电动车的行驶路径，根据激光雷达传感器输出的距离信息比较该距离是否小于预设安全距离值，当小于预设安全距离值时控制驱动电机停止转动，根据惯性测量单元检测的加速度和角速度信号判断电动车的行驶状态，对测速传感器检测的转动方向和转动速度进行监测记录，同时通过输出控制信号对步进电机在预定角度内的转动和电机控制器的前进、后退、加速和减速在内的多种行驶动作进行控制，以实现电动车在机场、商场、游乐园等特定场景下的自动行驶控制，例如可通过电动车将行人自动送到预设目的地，或者按照之前的行驶路径让电动车原路返回，因而不需要人为操作，在一定程度上促进了人们的出行自由和使用需要。进一步，所述主控模块采用博通BCM2835处理器。进一步，所述激光雷达传感器采用北醒TFmini微型激光雷达模组。进一步，所述惯性测量单元采用MPU6050整合性6轴运动处理组件。进一步，所述测速传感器采用欧姆龙E6B2-CWZ6C增量式光电旋转编码器。附图说明图1是本技术提供的电动车自动行驶控制系统的原理示意图。图中，1、主控模块；2、摄像头；3、步进电机；4、激光雷达传感器；5、惯性测量单元；6、测速传感器；7、电机控制器。具体实施方式为了使本技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本技术。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“径向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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技术的限制。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。请参考图1所示，本技术提供一种电动车自动行驶控制系统，包括主控模块1及与主控模块1电连接的摄像头2、步进电机3、激光雷达传感器4、惯性测量单元5、测速传感器6和电机控制器7；所述摄像头2适于实时采集电动车行驶过程中前后方的图像信息，即使用两个摄像头分别设置在电动车的前端和后端，用于采集电动车在行驶过程中前方视野和后方视野的图像信息，所述步进电机3适于在预定角度内带动激光雷达传感器转动，即所述激光雷达传感器4固定连接在步进电机3上，所述激光雷达传感器4适于在步进电机3的转动带动下实时扫描电动车行驶过程中车辆前方障碍物，并测量出车辆与障碍物之间的相对距离，所述惯性测量单元5适于实时检测电动车行驶过程中的加速度和角速度，所述测速传感器6适于实时检测电动车行驶过程中驱动电机的转动方向和转动速度，所述电机控制器7适于对驱动电机的前进、后退、加速、减速等多种行驶动作进行控制，所述主控模块1适于对包括摄像头2采集的图像信息进行存储以记录电动车的行驶路径，以便电动车按原路返回或下次行驶时使用，所述主控模块1适于根据激光雷达传感器4输出的距离信息比较该距离是否小于预设安全距离值，当该距离小于预设安全距离值时主控模块1给电机控制器7停止信号，电机控制器7控制驱动电机停止转动，反之当该距离大于预设安全距离值时则视为没有障碍物，小车保持当前行驶状态不变，所述主控模块1适于对惯性测量单元5检测的加速度和角速度信号进行处理，以判断电动车当前的行驶状态，其行驶状态包括电动车是否在上坡、下坡或是水平行驶，电动车是否倾斜及倾斜角度，是否在转弯，若在转弯则转弯角度为多少，所述主控模块1适于对测速传感器6检测的转动方向和转动速度进行处理，以判断电动车当前的行驶速度是否正常，所述主控模块1适于向步进电机3驱动器输出两路信号，分别是步进脉冲信号CP和方向电平信号DIR，以对步进电机3在预定角度内的转动进行控制，所述主控模块1还适于向电机控制器7输出PWM控制信号，从而通过电机控制器7控制驱动电机进行前进、后退、加速、减速等动作。与现有技术相比，本技术提供的电动车自动行驶控制系统，通过主控模块对摄像头采集的图像信息进行存储以记录电动车的行驶路径，根据激光雷达传感器输出的距离信息比较该距离是否小于预设安全距离值，当小于预设安全距离值时控制驱动电机停止转动，根据惯性测量单元检测的加速度和角速度信号判断电动车的行驶状态，对测速传感器检测的转动方向和转动速度进行监测记录，同时通过输出控制信号对步进电机在预定角度内的转动和电机控制器的前进、后退、加速和减速在内的多种行驶动作进行控制，以实现电动车在机场、商场、游乐园等特定场景下的自动行驶控制，例如可通过电动车将行人自动送到预设目的地，或者按照之前的行驶路径让电动车原路返回，因而不需要人为操作，在一定程度上促进了人们的出行自由和使用需要。作为具体实施例，所述主控模块1采用博通BCM2835处理器，该处理器是Broadcom公司开发的基于ARM的微型电脑主控芯片，是一种低成本全高清多媒体应用处理器，可用于先进移动和嵌入式应用中，具有最高水平的多媒体性能应用，并拥有丰富的接口，可接入鼠标、显示器、键盘等常用设备，特别是对于视频信号的实时处理较好，能够满本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动车自动行驶控制系统，其特征在于，包括主控模块及与主控模块电连接的摄像头、步进电机、激光雷达传感器、惯性测量单元、测速传感器和电机控制器；所述摄像头适于实时采集电动车行驶过程中前后方的图像信息，所述步进电机适于在预定角度内带动激光雷达传感器转动，所述激光雷达传感器适于实时扫描电动车行驶过程中车辆前方障碍物并测量出车辆与障碍物之间的相对距离，所述惯性测量单元适于实时检测电动车行驶过程中的加速度和角速度，所述测速传感器适于实时检测电动车行驶过程中驱动电机的转动方向和转动速度，所述电机控制器适于对驱动电机的多种行驶动作进行控制，所述主控模块适于对包括摄像头采集的图像信息、激光雷达传感器输出的距离信息、惯性测量单元检测的加速度和角速度信号及测速传感器检测的转动方向和转动速度在内的多种信息进行处理，并对步进电机和电机控制器进行控制。

【技术特征摘要】
1.一种电动车自动行驶控制系统，其特征在于，包括主控模块及与主控模块电连接的摄像头、步进电机、激光雷达传感器、惯性测量单元、测速传感器和电机控制器；所述摄像头适于实时采集电动车行驶过程中前后方的图像信息，所述步进电机适于在预定角度内带动激光雷达传感器转动，所述激光雷达传感器适于实时扫描电动车行驶过程中车辆前方障碍物并测量出车辆与障碍物之间的相对距离，所述惯性测量单元适于实时检测电动车行驶过程中的加速度和角速度，所述测速传感器适于实时检测电动车行驶过程中驱动电机的转动方向和转动速度，所述电机控制器适于对驱动电机的多种行驶动作进行控制，所述主控模块适于对包括摄像头采集的图像信息、激光雷达传感器输出的...

【专利技术属性】
技术研发人员：万文略，王维，查懿伦，范霞霞，
申请(专利权)人：重庆理工大学，
类型：新型
国别省市：重庆,50