一种无人小车控制系统及无人小车技术方案

本实用新型专利技术公开了一种无人小车控制系统及无人小车，该无人小车控制系统包括：用于发出控制指令的主控制器电路；用于对行走电机进行控制的电机驱动模块，与主控制器电路电连接；用于探测障碍物并根据探测结果向主控器电路发送输入数据的障碍物探测设备，与主控制器电路电连接；用于根据接收到的人体红外的强弱将输出的电压经过运放调理后发送输入数据至主控器电路的红外光强信号调理电路，与主控制器电路电连接；用于探测人体红外线的多个红外线传感器，与外光强信号调理电路电连接。该无人小车可进行红外光追踪，并按照光强优先的原则，对追踪目标进行选取；该无人小车通过红外传感器、超声波探测器、红外夜视摄像头等设备，能够准确地对所处的环境进行判断，通过单片机对驱动电机和舵机发出的运动指令，实现精确的速度和转向控制。

【技术实现步骤摘要】
一种无人小车控制系统及无人小车
本技术涉及智能机器人领域，更具体的，尤其涉及一种无人小车控制系统及无人小车。
技术介绍
上世纪90年代，环境信息传感器和信息处理技术蓬勃发展，智能小车开始开拓各个领域的应用，向实用化前进。我国在无人小车开发方面比较晚，但目前该理论比较成熟，比如智能无人AGV搬运小车以及红外式反射自主循迹导航小车的开发。成都理工大学对无人小车的研制中，其重要的关键技术是红外反射光电传感器，在此项研究当中，传感器的数量少因而导致计算以及控制比较简练，减少了对于信号的控制量，红外追踪无人小车会安装有十个红外反射式光电传感器，选用运算放大电器，通过对光电传感器信号进行放大然后输送到单片机进行分析、处理、判断再进行驱动、引导。并且，智能小车机器人对环境必须具有一定的感知能力，如何能够让智能无人小车能够对于外界环境进行感知、判断和准确的描述外界变化的环境是高级智能机器人和智能移动机器人开发平台所面临的一大技术难题，也是智能机器人研究的热点。鉴于此，提出本技术。
技术实现思路
本技术的主要目的在于公开一种无人小车控制系统及无人小车，用于解决现有技术中智能小车机器人对环境感知能力不够所带来的一系列问题。为达上述目的，根据本技术的一个方面，提供一种无人小车控制系统，并采用如下技术方案:一种无人小车控制系统包括：用于根据接收到的输入数据发出控制指令的主控制器电路；用于根据接收到的所述控制指令对行走电机进行控制的电机驱动模块，所述电机驱动模块与所述主控制器电路电连接；用于探测障碍物并根据探测结果向所述主控器电路发送输入数据的避障超声波探测器，所述避障超声波探测器与所述主控制器电路电连接；用于根据接收到的人体红外的强弱将输出的电压经过运放调理后发送输入数据至所述主控器电路的红外光强信号调理电路，所述红外光强信号调理电路与所述主控制器电路电连接；用于探测人体红外线的多个红外线传感器，所述红外线传感器与所述红外光强信号调理电路电连接。进一步地，所述的无人小车控制系统还包括：用于采集外部环境的摄像设备，所述摄像设备与无人小车的供电系统电连接。进一步地，所述的无人小车控制系统还包括：用于对无人小车进行定位的定位模块，所述定位模块与无人小车的供电系统电连接。进一步地，所述的无人小车控制系统还包括：用于与上位机或外部终端进行通信的无线通信模块，所述无线通信模块与所述主控制器电路电连接。进一步地，行走电机包括：用于分别驱动两个后轮同速转动、差速转动及反向转动的两台行走电机；以及用于驱动前轮转向的一台舵机。进一步地，所述的无人小车控制系统还包括：用于获取无人小车行进速度的测速模块，即将所述行走电机的转速信号进行编码后发送至所述主控制器电路的光电编码器，所述光电编码器分别与所述行走电机与所述主控制器电路电连接。根据本技术的另外一个方面，提供一种无人小车，并采用如下技术方案：一种无人小车包括上述的无人小车控制系统。本技术通过设置避障超声波探测器与红外光强信号调理电路，充分对外界环境进行感知，并通过设置主控制器电路对输入的外界环境进行处理，判断，发出控制指令对无人小车进行速度及方向的控制。实现了在无人干预情况下的运动及其它相关功能，可应用于人工智能勘探、侦察、抢险救灾等各种环境中。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例所述的无人小车控制系统的结构示意图。具体实施方式以下结合附图对本技术的实施例进行详细说明，但是本技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。图1为本技术实施例所述的无人小车控制系统的结构示意图。参见图1所示，一种无人小车控制系统包括：用于根据接收到的输入数据发出控制指令的主控制器电路1；用于根据接收到的所述控制指令对行走电机3进行控制的电机驱动模块2，行走电机3中包括舵机4。所述电机驱动模块2与所述主控制器电路1电连接；用于探测障碍物并根据探测结果向所述主控器电路1发送输入数据的避障超声波探测器5，所述避障超声波探测器5与所述主控制器电路1电连接；用于根据接收到的人体红外的强弱将输出的电压经过运放调理后发送输入数据至所述主控器电路1的红外光强信号调理电路6，所述红外光强信号调理电路6与所述主控制器电路1电连接；用于探测人体红外线的多个红外线传感器，图1中为8个方向红外传感器，所述红外线传感器与所述红外光强信号调理电路6电连接。在本实施例的上述技术方案中，采用主控制器电路1对整个系统的模块进行分布式的控制，即利用无人小车所实现的功能进行分析并且分解成几个模块，每一模块进行相应的控制，各个模块各尽其能又相辅相成共同实现控制最终达到小车的行驶以及转向和实现对于红外光源的追踪。其中，电机驱动模块2就是通过主控制器电路1进行控制，并负责对行走电机3及舵机4进行控制。具体的，避障超声波探测器5利用的是超声测距技术，超声测距原理如下：首先超声波发生器发出超声波，该超声波将向着坐标系内不同圆心坐标点位置发射超声波，超声波在空气中传播，当遇到障碍物后将立即反射，发射波将通过小车车载接收器进行接收，小车记录从超声波发出到收到的总时间t，最后根据超声波在空气介质中传播速度*超声波从发出到接受所用的总时间等于发射端与小车的距离进行计算。在避障超声波探测器5的选用上，选择HC-SR04超声波传感器，该传感器供电电源为5V，工作静态电流小于2mA，感应角度不大于15°，探测距离在2到450cm之间，探测精度可达0.3cm。HC-SR04超声波模块的工作时序如下：首先超声波模块进行初始化，拉低TRIG，紧接着再给出一个时间周期为10微妙的高电平信号，该信号将作为第一个触发信号，在该触发信号发出之后紧接着超声波模块将连续发射8个频率是40KHz的矩形波，与此同时超声波模块智能地检测是否有回波传到模块内，若有回波传到模块内部，此时ECHO引脚将电平拉高。此时总的时间就是高电平拉高的持续时间。因此小车距离＝高电平持续时间×340×0.5。无人小车在行走过程中，测距模块的测距函数一直处于一个死循环过程中，因此该模块将不停测距，测距数据将实时的返回到主CPU中进行分析-决策小车路径。当小车距离障碍物20cm时，小车将自动地停止前进，在大于20cm时，小车将一直保持前进状态。8个方向红外传感器7接受人体红外的强弱，输出电压也随之变化，经过红外光强信号调理电路6后，送至主控制器电路1，根据8路采集光强的大小，主控制器进行解算，大致判断红外源的位置。当有多处红外光源时，主控制器向电机发出控制指令，选择光强最强的方向前进。因此，本实施例通过设置避障超声波探测器与红外光强信号调理电路，充分对外界环境进行感知，并通过设置主控制器电路对输入的外界环境进行处理，判断，发出控制指令对无人小车进行速度及方向的控制。实现了在无人干预情况下的运动及其它相关功能，可应用于人工智能勘探、侦察、抢险救灾等各种环境中。优选地，所述的无人小车控制系统还包括：用于采集外部环境的摄像设备9，所述摄像设备与无人小车的供电系统电连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人小车控制系统，其特征在于，包括：用于根据接收到的输入数据发出控制指令的主控制器电路；用于根据接收到的所述控制指令对行走电机进行控制的电机驱动模块，所述电机驱动模块与所述主控制器电路电连接；用于探测障碍物并根据探测结果向所述主控制器电路发送输入数据的避障超声波探测器，所述避障超声波探测器与所述主控制器电路电连接；用于根据接收到的人体红外的强弱将输出的电压经过运放调理后发送输入数据至所述主控制器电路的红外光强信号调理电路，所述红外光强信号调理电路与所述主控制器电路电连接；用于探测人体红外线的多个红外线传感器，所述红外线传感器与所述红外光强信号调理电路电连接。

【技术特征摘要】
1.一种无人小车控制系统，其特征在于，包括：用于根据接收到的输入数据发出控制指令的主控制器电路；用于根据接收到的所述控制指令对行走电机进行控制的电机驱动模块，所述电机驱动模块与所述主控制器电路电连接；用于探测障碍物并根据探测结果向所述主控制器电路发送输入数据的避障超声波探测器，所述避障超声波探测器与所述主控制器电路电连接；用于根据接收到的人体红外的强弱将输出的电压经过运放调理后发送输入数据至所述主控制器电路的红外光强信号调理电路，所述红外光强信号调理电路与所述主控制器电路电连接；用于探测人体红外线的多个红外线传感器，所述红外线传感器与所述红外光强信号调理电路电连接。2.如权利要求1所述的无人小车控制系统，其特征在于，还包括：用于采集外部环境的摄像设备，所述摄像设备与无人小车的供电系统电连接。3.如权利要求1所述的无...

【专利技术属性】
技术研发人员：周凯，
申请(专利权)人：周凯，
类型：新型
国别省市：北京,11