一种多功能智能仿真车制造技术

一种多功能智能仿真车，包括主控制器以及分别和主控制器相连的摄像头模块、蓝牙模块、ZIGBEE模块、WIFI模块、超声波模块、磁场感应电路、红外循迹电路、干簧管传感器、码盘、四轮驱动电路、电源稳压电路；电机与四轮驱动电路连接成回路；蓝牙模块用于近距无线控制；ZIGBEE模块用于车辆间组网信息通信；WIFI模块用于视频帧信号的传输；摄像头模块、红外循迹电路、磁场感应电路分别实现摄像头、光电和电磁三种循迹方式，可自适应切换；干簧管传感器用于执行交通信号灯时控制车辆前进或停止；超声波模块实现测距和避障。本发明专利技术在实现车辆多功能的同时，实现多车组网形成系统，本发明专利技术智能程度高、环境适应性强、仿真度高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及智能交通
，特别涉及一种多功能智能仿真车。
技术介绍
随着世界范围内经济的高速发展，汽车普及率的快速提高，汽车在方便人们生活的同时也带来了大量不可忽视的问题，如交通拥堵、驾驶安全、环境污染等，智能交通系统可以很好的解决交通快速发展中带来的问题，而智能车辆作为智能交通系统的关键技术，在解决交通问题的过程中有着不可替代的作用，因此，在智能交通发展过程中，智能车辆控制系统的设计变得尤为重要。智能车模拟了一个人驾驶汽车的思维和控制过程，智能车的发展在一定程度的能够推动实体车的技术进程。目前存在于市面上的智能车多是功能单一、应用简单、拓展功能弱。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提出一种智能程度高、环境适应性强的多功能智能仿真车。本专利技术的目的是以下述方式实现的：一种多功能智能仿真车，包括主控制器以及分别和主控制器相连的摄像头模块、蓝牙模块、ZIGBEE模块、WIFI模块、超声波模块、磁场感应电路、红外循迹电路、干簧管传感器、码盘、四轮驱动电路、电源稳压电路；电机与四轮驱动电路连接成回路；蓝牙模块用于近距无线控制；ZIGBEE模块用于车辆间组网信息通信；WIFI模块用于视频帧信号的传输；摄像头模块、红外循迹电路、磁场感应电路分别实现摄像头、光电和电磁三种循迹方式，控制系统根据各自的实测值与各自的识别效果阈值进行对比，选择差别小的一种进行自适应切换；干簧管传感器用于执行交通信号灯时，与车道上的电磁铁配合控制车辆前进或停止；超声波模块实现测距和避障；四轮驱动电路用于实现360度自由转动及各方位运动；电源稳压电路为各部分提供稳定安全的电压电流。所述蓝牙模块、ZIGBEE模块、WIFI模块的优先等级由高到底依次为：蓝牙模块、ZIGBEE模块、WIFI模块；当优先等级高的模块对应的网络出现故障时，借用或征用优先等级低的模块对应的网络，优先等级低的模块所承担的通信任务被延时或忽略。所述多功能智能仿真车，还包括分别和主控制器相连的显示屏和发光二极管。所述多功能智能仿真车还包括和主控制器相连的RFID读卡器，通过RFID读卡器和摄像头模块实现车辆的位置及姿态调整双重定位。所述多功能智能仿真车还包括和主控制器相连的机械臂模块。所述多功能智能仿真车车辆组网采用ZIGBEE星状拓扑结构。相对于现有技术，本专利技术能够实现多种基本功能外，还根据物联网背景集成了RFID，ZIGBEE，WIFI等，而且本专利技术在实现车辆多功能的同时，实现多车组网形成系统，更是在应用级给予更多的拓展，本专利技术具有智能程度高、环境适应性强、仿真度高、经济等特点。附图说明图1为多功能智能仿真车的原理框图。图2为多功能智能仿真车的底层板结构示意图。图3为多功能智能仿真车的顶层板结构示意图。图4为交通灯指示通行示意图。图5为巡线方式切换示意图。图6为定位与姿态调整示意图。图7为车辆系统应用图。图8为智能车程序流程图。其中，0、码盘与电机安装处；1、车轮安装开槽；2、磁场感应电路；3、干簧管传感器；4、超声波模块；5、红外循迹电路；6、四轮驱动电路；7、电源稳压电路；8、RFID读卡器；9、摄像头模块；10、WIFI模块；11、发光二极管；12、最小系统部分；13、显示屏；14、ZIGBEE模块；15、蓝牙模块；16、机械臂模块；17、智能车；18、电磁铁；19、指示灯；20、红灯；21、黄灯；22、绿灯；23、赛道特征线；24、电磁信号线；25、RFID标签；26、停车区域标示；A、定位错误状态；B、姿态错误状态；C、校正定位与姿态后状态。具体实施方式如图1所示，多功能智能仿真车包括主控制器以及分别和主控制器相连的摄像头模块、蓝牙模块、ZIGBEE模块、WIFI模块、RFID读卡器、显示屏、超声波模块、机械臂模块、磁场感应电路、红外循迹电路、干簧管传感器、码盘、四轮驱动电路、电源稳压电路，所述摄像头模块通过对视频帧采集、处理，进行图像判别；所述蓝牙模块用于电脑及手机对智能车的控制；所述ZIGBEE模块无线组网；所述WIFI模块用于无线传输相关数据；所述RFID读卡器实现定位与导航；所述显示屏用来显示相关数据、图案等；所述超声波模块实现测距和避障；所述机械臂模块用来抓取物体；所述磁场感应电路用来磁导航；所述红外循迹电路进行黑白线巡线；所述干簧管传感器通过电磁铁实现车辆前进或停止；所述码盘进行测速与车速控制；所述四轮驱动电路用于实现360度自由转动及各方位运动；所述电源稳压电路为各部分提供稳定安全的电压电流。如图2所示，底层板两侧设有车轮安装开槽，两侧的车轮安装开槽之间设有码盘和电机安装处0，电机与四轮驱动电路6连接成回路；磁场感应电路2、干簧管传感器3、超声波模块4、红外循迹电路5、电源稳压电路7和RFID读卡器8均安装在在底层板上。磁场感应电路2用来磁导航；检测磁场电路用10mH电感和6.8nF电容组成RLC并联谐振回路进行选频，再通过其中的信号调理电路、纹波电路等，输出稳定电压。该电压值也就是转化后放大的电磁信号，通过信号强弱可以判定确定磁导线的位置和小车的行走路线。干簧管传感器3通过电磁铁实现车辆前进或停止；方案采用的干簧管有两个软磁性材料做成的、无磁时断开的金属簧片触点。根据整个特点，可通过检测干簧管的高低电平来判定是否存在一定频率范围的电磁场，进而实现车辆停止或运动。超声波模块4实现测距和避障；超声波发生器在某一时刻通过STM32控制发出超声波信号，遇到被测物体后反射回来，被超声波接收器接收到。只要STM32计算出超声波信号从发射到接收到回波信号的时间，知道在介质中的传播速度，就可以计算出距被测物体的距离。测试得出距离后，就可以适当转向，实现避障的功能。红外循迹电路5进行黑白线巡线；利用红外线在不同颜色的物体表面具有不同的反射强度的特点，在小车行驶过程中不断地向地面发射红外光，当红外光遇到白色纸质地板时发生漫反射，反射光被装在小车上的接收管接收；如果遇到黑线则红外光被吸收，小车上的接收管接收不到红外光。除黑白色外，其他颜色背景也会根据吸收光谱的特点，有不同强度的反射光。控制器就是否收到反射回来的红外光为依据来确定黑线的位置和小车的行走路线。四轮驱动电路6用于实现360度自由转动及各方位运动；所述电源稳压电路7为各部分提供稳定安全的电压电流。RFID读卡器8实现定位与导航；车辆进入标签覆盖范围后，也就是该进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息，或者由标签主动发送某一频率的信号，解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。在车辆运动中，车辆控制器STM32通过对数据的识别判定，就可以得到相关数据，判定自己所在位置，也可以根据实际规划进行导航运动。码盘进行测速与车速控制；所使用码盘采用的霍尔转速表原理。如图3所示，主控制器、摄像头模块、蓝牙模块、ZIGBEE模块和WIFI模块安装在顶层板上；摄像头模块9通过对视频帧采集、处理，进行图像判别；WIFI模块10实现传输摄像头视频帧数据等，在三种组网方式中优先级最低；发光二极管11用于各种状态的表示；LED可以让各种状态直观表现出来，在实现调试过程中提供方便方案。主控制器12是整个电路的枢纽，采用的芯片为STM32F103ZET6。根本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多功能智能仿真车，其特征在于：包括主控制器以及分别和主控制器相连的摄像头模块、蓝牙模块、ZIGBEE模块、WIFI模块、超声波模块、磁场感应电路、红外循迹电路、干簧管传感器、码盘、四轮驱动电路、电源稳压电路；电机与四轮驱动电路连接成回路；蓝牙模块用于近距无线控制；ZIGBEE模块用于车辆间组网信息通信；WIFI模块用于视频帧信号的传输；摄像头模块、红外循迹电路、磁场感应电路分别实现摄像头、光电和电磁三种循迹方式，控制系统根据各自的实测值与各自的识别效果阈值进行对比，选择差别小的一种进行自适应切换；干簧管传感器用于执行交通信号灯时，与车道上的电磁铁配合控制车辆前进或停止；超声波模块实现测距和避障；四轮驱动电路用于实现360度自由转动及各方位运动；电源稳压电路为各部分提供稳定安全的电压电流。

【技术特征摘要】
1.一种多功能智能仿真车，其特征在于：包括主控制器以及分别和主控制器相连的摄像头模块、蓝牙模块、ZIGBEE模块、WIFI模块、超声波模块、磁场感应电路、红外循迹电路、干簧管传感器、码盘、四轮驱动电路、电源稳压电路；电机与四轮驱动电路连接成回路；蓝牙模块用于近距无线控制；ZIGBEE模块用于车辆间组网信息通信；WIFI模块用于视频帧信号的传输；摄像头模块、红外循迹电路、磁场感应电路分别实现摄像头、光电和电磁三种循迹方式，控制系统根据各自的实测值与各自的识别效果阈值进行对比，选择差别小的一种进行自适应切换；干簧管传感器用于执行交通信号灯时，与车道上的电磁铁配合控制车辆前进或停止；超声波模块实现测距和避障；四轮驱动电路用于实现360度自由转动及各方位运动；电源稳压电路为各部分提供稳定安全的电压电流。2.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙全红，徐启，张贞贞，王成凤，白磊，张梦竹，张岩，张弓，
申请(专利权)人：华北水利水电大学，
类型：发明
国别省市：河南;41