一种嵌入式的智能小车无线控制系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种嵌入式的智能小车无线控制系统及其控制方法，用于对智能小车进行无线控制，智能小车无线控制系统包括处理器、红外传感器、摄像头和WiFi信号发射器，处理器、红外传感器、摄像头和WiFi信号发射器均连接智能小车，处理器分别连接红外传感器、摄像头、WiFi信号发射器和智能小车的电机；处理器基于红外传感器和摄像头传输的数据，并通过智能小车的电机，进行自动避障；处理器通过WiFi信号发射器进行无线数据传输，处理器采用脉冲宽度调制法对所述智能小车的电机进行驱动控制。与现有技术相比，本发明专利技术具有数据传输实时性好、距离长和自动避障更加可靠等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种嵌入式的智能小车无线控制系统及其控制方法
本专利技术涉及智能小车控制领域，尤其是涉及一种嵌入式的智能小车无线控制系统及其控制方法。
技术介绍
智能小车与人类工作相比具有安全可控，成本低廉等优点，无线控制的轮式机器人还可以于各种各样的领域，如国防，航空航天，工业以及一些服务型的产业当中。智能小车控制系统包括软件与硬件，硬件是指智能小车的组件(如电机、电池、传感器等)，软件指的是通过编程对智能小车进行控制以实现某些功能(如行走、摄影，测距、避障等)，并且，通过在硬件上加入一些器件和在软件上加入可以执行相应的功能的编程，可以使智能小车具有更多的功能。目前的智能小车系统技术主要有以下几种：1、基于ROS系统智能小车控制技术ROS是机器人操作系统(RobotOperatingSystem)的英文缩写，包含了大量的工具软件、库代码和约定协议，旨在简化跨机器人平台创建复杂、鲁棒的机器人行为这一过程的难度以及复杂度。ROS的原型源自斯坦福大学的STanfordArtificialIntelligenceRobot(STAIR)和PersonalRobotics(PR)项目。ROS提供一些标准操作系统服务，例如硬件抽象，底层设备控制，常用功能实现，进程间消息以及数据包管理。ROS是基于一种图状架构，从而不同节点的进程能接受，发布，聚合各种信息(例如传感，控制，状态，规划等等)。目前ROS已经应用于：KEBA的控制器已经支持ROS；美国NASA基于ROS开发的Robonaut2已在国际空间站里工作；百度apollo无人车的底层是基于ROS开发的。基于ROS系统的智能小车拥有强大而灵活的机器人编程框架，从软件构架的角度说，它是一种基于消息传递通信的分布式多进程框架。基于ROS本身是消息机制，开发者可以根据功能把软件拆分成各个模块，每个模块负责读取和分发消息，模块间通过消息关联。2、基于蓝牙控制的智能小车控制技术蓝牙，是一种支持设备短距离通信(一般10m内)的无线电技术，能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。利用“蓝牙”技术，能够有效地简化移动通信终端设备之间的通信，也能够成功地简化设备与因特网Internet之间的通信，从而数据传输变得更加迅速高效，为无线通信拓宽道路。蓝牙作为一种无线技术标准，可实现固定设备、移动设备间的短距离数据交换。当今汽车车载蓝牙应用范围越来越广，移动智能手机也给人类的生活带来了便利。当前蓝牙使用范围极其广泛。在汽车领域的应用有：蓝牙免提通讯，利用手机作为网关，打开手机蓝牙功能。只要手机在距离车载免提系统的10米之内，都可以自动连接，控制车内的麦克风与音响系统，从而实现全双工免提通话；车载蓝牙娱乐系统，利用汽车内部麦克风、音响等，播放储存在u盘中的各种音频以及电话簿等，还增添了流行音乐等播放功能；汽车蓝牙防盗技术，若汽车启动设防状态，蓝牙感应将会自动连接车主，一旦车辆状态发生改变，将会自动报警。在工业生产的应用：技术人员对数控机床的无线监控；零部件磨损程度的检测。在医药领域的应用：诊断结果输送，以蓝牙传输设备为依托，将医院诊断结果及时输送到存储器中。利用电子装置及时传输诊断结果，提高医院诊断效率，确保诊断结果数据准确；病房监护，一旦病人有什么突发状况，利用病床终端设备发出信号，蓝牙技术以无线传送的方式将其传输到病房控制器中。现有技术存在如下缺点：1、基于Ros系统的智能小车系统实时性较低2、蓝牙技术传输距离有限；数据传送速率较低；不同设备间协议不兼容；需要本地数据记录，以确保数据不间断可用。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种实时性好、传输距离长的嵌入式的智能小车无线控制系统及其控制方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种嵌入式的智能小车无线控制系统，用于对智能小车进行无线控制，所述智能小车无线控制系统包括处理器、红外传感器、摄像头和WiFi信号发射器，所述处理器、红外传感器、摄像头和WiFi信号发射器均连接所述智能小车，所述处理器分别连接所述红外传感器、摄像头、WiFi信号发射器和所述智能小车的电机；所述处理器基于所述红外传感器和摄像头传输的数据，并通过所述智能小车的电机，进行自动避障；所述处理器通过所述WiFi信号发射器进行无线数据传输。进一步地，所述处理器采用脉冲宽度调制法对所述智能小车的电机进行驱动控制。进一步地，所述处理器为STM32F103RCT6单片机。进一步地，所述红外传感器包括发射管、接收管和比较器，所述发射管用于发射红外线，所述接收管用于接收所述红外线的反射信号，所述比较器对所述红外线及其反射信号进行比较处理，生成一个低电平信号传输至所述处理器。进一步地，所述处理器对所述摄像头传输的信号进行处理后，通过TCP协议，利用所述WiFi信号发射器进行信号传输。进一步的，所述处理器通过所述WiFi信号发射器连接有移动终端。进一步地，所述处理器通过所述WiFi信号发射器连接有手机App。进一步地，所述智能小车的左右两侧均设有所述红外传感器。进一步地，所述智能小车的四周均设有所述红外传感器。本实施例还提供一种如上所述的一种嵌入式的智能小车无线控制系统的控制方法，包括以下步骤：初始化整个所述智能小车无线控制系统，通过所述摄像头和所述WiFi信号发射器进行视频数据的采集与传输，根据所述红外线传感器传输的数据，驱动所述智能小车的电机进行循环避障。进一步地，所述智能小车的左右两侧均设有所述红外传感器，所述根据所述红外线传感器传输的数据，驱动所述智能小车的电机进行循环避障具体为，若所述智能小车左侧的红外线传感器检测到信号，驱动所述智能小车的电机，带动所述智能小车右转；若所述智能小车右侧的红外线传感器检测到信号，驱动所述智能小车的电机，带动所述智能小车左转。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)本专利技术采用双传感器来代替单传感器的自动避障功能，可以更好地确认小车前方障碍的方位，从而更好的完成小车的避障功能，而单传感器无法准确的确认小车前方是否含有障碍，且应对方案相对单一；蓝牙作用范围有限，在距离过长的时候，会出现手机App无法控制小车以及手机无法接收视频信号。在结合WiFi后，可使该智能小车的控制距离大大增强，也可以通过增强WiFi连接的信号强度来达到更高的视频传输速度，从而达到更好的实时性。(2)智能小车通过WIFI传到手机App上的视频实时性较好：目前WIFI已非常成熟，家用WIFI一般分为54M、150M、300M以及450M的无线路由器等等，小车通过WIFI向手机传输画面的传输率非常快，满足高清视频乃至4k视频，因此小车配备的高清摄像头传输视频的实时性很好。(3)智能小车可以达到自动避障，且灵敏度较高：小车采用红外避障的成熟方案，利用红外传感系统快速检测前方障碍物，并且通过stm32本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种嵌入式的智能小车无线控制系统，用于对智能小车进行无线控制，其特征在于，所述智能小车无线控制系统包括处理器、红外传感器、摄像头和WiFi信号发射器，所述处理器、红外传感器、摄像头和WiFi信号发射器均连接所述智能小车，所述处理器分别连接所述红外传感器、摄像头、WiFi信号发射器和所述智能小车的电机；/n所述处理器基于所述红外传感器和摄像头传输的数据，并通过所述智能小车的电机，进行自动避障；所述处理器通过所述WiFi信号发射器进行无线数据传输；/n所述处理器采用脉冲宽度调制法对所述智能小车的电机进行驱动控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种嵌入式的智能小车无线控制系统，用于对智能小车进行无线控制，其特征在于，所述智能小车无线控制系统包括处理器、红外传感器、摄像头和WiFi信号发射器，所述处理器、红外传感器、摄像头和WiFi信号发射器均连接所述智能小车，所述处理器分别连接所述红外传感器、摄像头、WiFi信号发射器和所述智能小车的电机；
所述处理器基于所述红外传感器和摄像头传输的数据，并通过所述智能小车的电机，进行自动避障；所述处理器通过所述WiFi信号发射器进行无线数据传输；
所述处理器采用脉冲宽度调制法对所述智能小车的电机进行驱动控制。


2.根据权利要求1所述的一种嵌入式的智能小车无线控制系统，其特征在于，所述处理器为STM32F103RCT6单片机。


3.根据权利要求1所述的一种嵌入式的智能小车无线控制系统，其特征在于，所述红外传感器包括发射管、接收管和比较器，所述发射管用于发射红外线，所述接收管用于接收所述红外线的反射信号，所述比较器对所述红外线及其反射信号进行比较处理，生成一个低电平信号传输至所述处理器。


4.根据权利要求1所述的一种嵌入式的智能小车无线控制系统，其特征在于，所述处理器对所述摄像头传输的信号进行处理后，通过TCP协议，利用所述WiFi信号发射器进行信号传输。


5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐作成，
申请(专利权)人：上海电机学院，
类型：发明
国别省市：上海;31