一种小车自主寻优智能控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种小车自主寻优智能控制系统，包括车底盘、设置在车底盘前端的左驱动车轮、右驱动车轮和设置在车底盘后端中心的万向轮，在车底盘上还设有控制电路板，在车底盘的下部设有左驱动电机、右驱动电机、传感器和电源模块，传感器与控制电路板的信号输入端相连接，左驱动电机、右驱动电机分别与控制电路板的输出端相连接，传感器包括设置在车底盘前方的红外线光电传感器和超声波传感器，红外线光电传感器和超声波传感器均与控制电路板的信号输入端相连接，在左驱动电机和右驱动电机上均设有光电编码器。本实用新型专利技术的结构简单、操作便捷，大大提高了车的使用稳定性，提高了控制的精确度，适用性强且实用性好。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于无人驾驶车
，具体涉及一种小车自主寻优智能控制系统。
技术介绍
随着机器人在工业领域与探索外星球上广泛应用，人们对机器人的“智能”期望越来越高，要求机器人在运动过程中要有与周围环境交互的能力，而其最基本也最重要的需求就是要求机器人能规划出避碰路径，顺利到达目标.智能机器人在社会各个领域的实际应用主要有以下几个方面。海洋开发：用于海洋的石油开采。空间探测：生存空间的竞争一直是各国竞相追逐的目标，人们开始进行太空竞技，追寻更多的可用资源。地质勘探：地质勘探用到的机器人主要体现在采掘和地下管道的检修两方面。医疗保健：用于医疗环境模拟、精确手术、无自理能力的人群等。此外，无人驾驶智能车辆在工业柔性生产、公路交通运输、精细农业、物流自动化、军事等领域具有十分广阔的应用前景和重大的社会经济效益。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本技术是提供一种结构简单、使用稳定性好且适用性强的小车自主寻优智能控制系统。实现本技术目的的技术方案是：一种小车自主寻优智能控制系统，包括车底盘、设置在所述车底盘前端的左驱动车轮、右驱动车轮和设置在所述车底盘后端中心的万向轮，在所述车底盘上还设有控制电路板，所述控制电路板与所述车底盘为上下分层安装，在所述车底盘的下部设有左驱动电机、右驱动电机、传感器和电源模块，所述传感器与所述控制电路板的信号输入端相连接，所述左驱动电机、右驱动电机分别与所述控制电路板的输出端相连接，所述电源模块分别为所述左驱动电机、右驱动电机、 传感器和控制电路板供电，所述左驱动电机与所述左驱动车轮相连接，所述右驱动电机与所述右驱动车轮相连接，所述传感器包括设置在车底盘前方的红外线光电传感器和超声波传感器，所述红外线光电传感器和超声波传感器均与所述控制电路板的信号输入端相连接，在所述左驱动电机和右驱动电机上均设有光电编码器，所述光电编码器连接在左驱动电机和右驱动电机的主轴上。所述控制电路板上设有处理器、稳压电路、电机驱动电路和H桥电路，所述稳压电路与所述电源模块相连接，所述稳压电路的输出端与处理器相连接，所述红外线光电传感器和超声波传感器均与处理器的信号输入端相连接，所述处理器的驱动信号端与所述电机驱动电路相连接，所述电机驱动电路的输出端与所述H桥电路相连接，所述H桥电路与左驱动电机、右驱动电机相连接。在所述控制电路板上还设有与所述处理器相连接的通信电路。本技术具有积极的效果：本技术的结构简单、操作便捷，其可有效的根据需要对车体进行驱动，而且将左驱动车轮、右驱动车轮分别采用不同的驱动电机进行控制，通过调节左、右轮的速度差来实现对车体的转向，从而大大提高了车的使用稳定性，同时通过光电编码器实现对左、右驱动电机的转速进行检测，大大提高了控制的精确度，适用性强且实用性好。附图说明为了使本技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本技术作进一步详细的说明，其中：图1为本技术的结构示意图；图2为本技术的电路结构框图；图3为本技术的H桥电路示意图；图4为本技术中MATLAB仿真试验图。具体实施方式(实施例1)图1至图4显示了本技术的一种具体实施方式，其中图1为本技术的结构示意图；图2为本技术的电路结构框图；图3为本实用 新型的H桥电路示意图；图4为本技术中MATLAB仿真试验图。见图1至图4，一种小车自主寻优智能控制系统，包括车底盘1、设置在所述车底盘1前端的左驱动车轮2、右驱动车轮3和设置在所述车底盘1后端中心的万向轮4，在所述车底盘1上还设有控制电路板5，所述控制电路板5与所述车底盘1为上下分层安装，在所述车底盘1的下部设有左驱动电机6、右驱动电机7、传感器8和电源模块9，所述传感器8与所述控制电路板5的信号输入端相连接，所述左驱动电机6、右驱动电机7分别与所述控制电路板5的输出端相连接，所述电源模块9分别为所述左驱动电机、右驱动电机、传感器和控制电路板供电，所述左驱动电机与所述左驱动车轮相连接，所述右驱动电机与所述右驱动车轮相连接，所述传感器8包括设置在车底盘前方的红外线光电传感器81和超声波传感器82，所述红外线光电传感器和超声波传感器均与所述控制电路板的信号输入端相连接，在所述左驱动电机6和右驱动电机7上均设有光电编码器10，所述光电编码器连接在左驱动电机和右驱动电机的主轴上。智能小车采用差速转向方式进行转向，在小车的左、右轮上分别装上两个独立的驱动电机，通过控制左右轮的速度差来实现车体的转向。当左轮的速度大于右轮时，车体向右转弯；当右轮的速度大于左轮时，车体向左转弯。三轮智能小车车体前方装有红外线及超声波作为与外界通信装置，左右两个电机上装有光码盘，通过计算脉冲个数，也能作为与外界通信的装置。完成车体方位计算的基本输入数据是车轮前进或后退的距离，这是通过对驱动车轮的电机转动角度的周期性采样而获取的。光电编码器(光驱盘)连接在左右电机轴，随电机的转动，光电编码器发出A、B两相脉冲，相位的超前或滞后关系，代表了电机的正转或反转。鉴相电路与脉冲计算电路相结合，以增加或减小的形式发出一系列十六进制代码，从而可判断出左右电机正、反转的角位移变化情况。在车轮不打滑和车轮直径参数准确的情况下，电机轴的角位移与左右驱动轮行走的距离存在比例关系。将上述光码盘发出的脉冲计数处理后所得之信息传输给小车，便可实现对小车的路径跟踪实时控制。为实现这一功能，需进行：积分公式的恰当离散化，构造合适的算法，并在车载计算机上实现。如下式所示为智能小车在实时数学模型。X＝B(θ)*u所述控制电路板5上设有处理器51、稳压电路52、电机驱动电路53和H桥电路54，所述稳压电路52与所述电源模块9相连接，所述稳压电路52的输出端与处理器51相连接，所述红外线光电传感器81和超声波传感器82均与处理器51的信号输入端相连接，所述处理器51的驱动信号端与所述电机驱动电路53相连接，所述电机驱动电路53的输出端与所述H桥电路54相连接，所述H桥电路54与左驱动电机6、右驱动电机7相连接。由图3可知，当EN端为1时才可驱动电机转动，其中ENA、IN1、IN2控制左电机，ENB、IN3、IN4控制右电机，ENA控制OUT1和OUT2端，ENB控制OUT3和OUT4端，IN1、IN2、IN3、IN4控制左右电机正反转。在所述控制电路板5上还设有与所述处理器相连接的通信电路55。本文以平面运动的三轮小车，这种机构是由独立驱动的两个前轮和小脚轮或球形车轮构成的辅助轮组合而成，令位姿矢量x＝[X(t)，Y(t)，θ(t)]T，速度控制失量u＝(VL，VR)T，其中从VL、VR分别为小车的左轮平移速度和右轮平移速度，则小车的运动学模型为，X＝B(θ)*u其中：移动小车的运动控制实质是如何根据小车上的传感器测得的位置信息去跟踪一条希望的路径。运行控制器是以希望的路径为参考输入，测得的位置信息作反馈信号进行跟踪控制。小车是由前轮(辅助轮)、后轮(驱动轮)、车体及信息处理系统所组成，其在坐标系的状态由后轴中点坐标(x，y)及θ表示，即x＝[X(t)，Y(t)，θ(t)]T的。而控制变量是用驱动轮的左轮速度VL与右轮速度VR来表示，即u＝(VL，VR)T。路径产生器根据各种信息本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小车自主寻优智能控制系统，包括车底盘、设置在所述车底盘前端的左驱动车轮、右驱动车轮和设置在所述车底盘后端中心的万向轮，其特征在于：在所述车底盘上还设有控制电路板，所述控制电路板与所述车底盘为上下分层安装，在所述车底盘的下部设有左驱动电机、右驱动电机、传感器和电源模块，所述传感器与所述控制电路板的信号输入端相连接，所述左驱动电机、右驱动电机分别与所述控制电路板的输出端相连接，所述电源模块分别为所述左驱动电机、右驱动电机、传感器和控制电路板供电，所述左驱动电机与所述左驱动车轮相连接，所述右驱动电机与所述右驱动车轮相连接，所述传感器包括设置在车底盘前方的红外线光电传感器和超声波传感器，所述红外线光电传感器和超声波传感器均与所述控制电路板的信号输入端相连接，在所述左驱动电机和右驱动电机上均设有光电编码器，所述光电编码器连接在左驱动电机和右驱动电机的主轴上。

【技术特征摘要】
1.一种小车自主寻优智能控制系统，包括车底盘、设置在所述车底盘前端的左驱动车轮、右驱动车轮和设置在所述车底盘后端中心的万向轮，其特征在于：在所述车底盘上还设有控制电路板，所述控制电路板与所述车底盘为上下分层安装，在所述车底盘的下部设有左驱动电机、右驱动电机、传感器和电源模块，所述传感器与所述控制电路板的信号输入端相连接，所述左驱动电机、右驱动电机分别与所述控制电路板的输出端相连接，所述电源模块分别为所述左驱动电机、右驱动电机、传感器和控制电路板供电，所述左驱动电机与所述左驱动车轮相连接，所述右驱动电机与所述右驱动车轮相连接，所述传感器包括设置在车底盘前方的红外线光电传感器和超声波传感器，所述红外线光电传感器和超声波传感器均与所述控制电...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄丹，罗文广，蒋春利，
申请(专利权)人：广西科技大学，
类型：新型
国别省市：广西;45