一种用于智能小车的红外避障模块及其工作方法技术

本发明专利技术公开了一种用于智能小车的红外避障模块及其工作方法，包括PCB主板，红外发射管和红外接收头分别安装于PCB主板的相反两侧；控制器分别与红外发射管、红外接收头、电位器以及信号接口连接，电位器与红外发射管连接，电源保护电路设于信号接口一侧；红外发射管和红外接收头之间传输的载波信号频率不小于10KHz，控制器的信号输出周期为10

【技术实现步骤摘要】
一种用于智能小车的红外避障模块及其工作方法


[0001]本专利技术属于智能小车红外避障
，具体涉及一种用于智能小车的红外避障模块及其工作方法。

技术介绍

[0002]日常工作生活中，智能小车广泛应用于许多场景，例如基于智能小车进行巡检等。在智能小车行走过程中，若要对障碍物进行自动避障，则需要在智能小车设置避障模块来实现避障，其中，红外避障模块是常用的一种避障模块。
[0003]现有技术中，如图1所示，智能小车红外避障模块采用940纳米波长的红外发射管LED1基于超低频连续不断发射红外光，并通过940纳米波长的红外接收管Q1检测被障碍物反射回来的红外光，并以此进行障碍物判断，但该种避障方式不仅无法抗自然光干扰，要求环境必须避开自然光照射才能进行，导致环境局限性较大，功耗较大，一个940纳米红外发射管与一个940纳米红外接收管组成的一路红外避障工作时电流大约150mA，通常四驱智能小车底盘都需要在车头左和右侧各配置一路红外避障，这样工作电流就会达到300mA左右，对于使用电池供电的系统而言这种功耗非常大。此外，未经过调制的信号传输距离短、抗干扰性能差、工作电流大，红外发射管与红外接收管通常相邻安装在同一侧，导致红外接收管容易受到干扰而误触发。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种用于智能小车的红外避障模块及其工作方法，用于解决现有技术中存在的至少一个技术问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]第一方面，本专利技术提供一种用于智能小车的红外避障模块，包括PCB主板，所述PCB主板上安装有红外发射管、红外接收头、控制器、电位器、信号接口以及电源保护电路，其中，所述红外发射管和所述红外接收头分别安装于所述PCB主板的相反两侧；
[0007]所述控制器分别与所述红外发射管、所述红外接收头、所述电位器以及所述信号接口连接，所述电位器与所述红外发射管连接，所述电源保护电路设于所述信号接口一侧；
[0008]所述控制器用于对红外发射管的信号参数进行调制，其中，所述控制器的调制信号输出周期为10
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30毫秒，且高电平信号和低电平信号的输出周期相同；
[0009]所述红外发射管用于基于信号参数对外发射载波信号，其中，所述信号参数至少包括信号发射频率和/或第一信号波形，其中，所述载波信号发射频率不小于10KHz；
[0010]所述红外接收头用于基于信号输出规则输出第二信号波形；
[0011]所述控制器还用于读取所述第二信号波形，以判断是否检测到障碍物。
[0012]在一种可能的设计中，所述控制器采用型号为STC15F101W的单片机，单片机的P3.4引脚与所述红外接收头连接，单片机的VCC引脚接供电电源VCC，单片机的P3.5引脚依次连接第一电阻R3、电位器RP1以及红外发射管LED3后与P3.2引脚连接，单片机的GND引脚
接地，单片机的P3.1引脚与所述信号接口连接。
[0013]在一种可能的设计中，所述红外接收头包括型号为VS1838B的红外遥控接头HR1，所述红外遥控接头HR1的1引脚与单片机的P3.4引脚连接，所述红外遥控接头HR1的2引脚与第一电容C2的一端连接后接地，所述第一电容C2的另一端分别与所述红外遥控接头HR1的3引脚和第二电阻R2的一端连接，所述第二电阻R2的另一端接供电电源VCC。
[0014]在一种可能的设计中，所述信号接口包括型号为RJ11
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6P6C的信号线插头RJ1，所述信号线插头RJ1的2RX
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引脚分别与单片机的P3.1引脚和跳线接口JP1的1引脚连接，所述信号线插头RJ1的1RX
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引脚接地，所述信号线插头RJ1的1TX
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引脚接输入电源VIN，所述跳线接口JP1的2引脚接输入电源VIN，所述跳线接口JP1的3引脚接地。
[0015]在一种可能的设计中，所述电源保护电路包括自恢复保险丝F1，所述自恢复保险丝的两端分别与输入电源VIN和P型场效应管Q1的漏极连接，所述P型场效应管Q1的源极分别与供电电源VCC、第二电容C1的一端以及第三电阻R4的一端连接，所述第三电阻R4的另一端接二极管LED2的正极，所述P型场效应管Q1的栅极、所述第二电容C1的另一端以及二极管LED2的负极均接地。
[0016]在一种可能的设计中，所述红外避障模块还包括状态指示电路，所述状态指示电路包括第四电阻R1，所述第四电阻R1的一端与单片机的P3.1引脚连接，所述第四电阻R1的另一端与二极管LED1连接，所述二极管LED1与供电电源VCC连接。
[0017]第二方面，本专利技术提供一种如第一方面任意一种可能的设计中所述的用于智能小车的红外避障模块的工作方法，包括：
[0018]通过控制器对红外发射管的信号参数进行调制，以便红外发射管基于信号参数对外发射载波信号，其中，所述信号参数至少包括信号发射频率和/或第一信号波形，其中，信号发射频率不小于10KHz；
[0019]利用红外接收头基于第一信号输出规则输出第二信号波形，并通过控制器读取所述第二信号波形，以判断是否检测到障碍物。
[0020]在一种可能的设计中，通过控制器对红外发射管的信号参数进行调制，以便红外发射管基于信号参数对外发射载波信号，包括：
[0021]通过控制器生成不小于10KHz的高频载波信号，并按照第二信号输出规则输出高频载波信号至红外发射管，从而控制所述红外发射管输出的第一信号波形。
[0022]在一种可能的设计中，按照第二信号输出规则输出高频载波信号至红外发射管，包括：
[0023]按照输出周期t、频率f、高电平t/2以及低电平t/2、红外发射管低电平时对外发射高频载波信号以及高电平时停止对外发射高频载波信号的第二信号输出规则，输出高频载波信号至红外发射管，其中，t∈[10ms,30ms]，f＝(1000/f)Hz。
[0024]在一种可能的设计中，利用红外接收头基于第一信号输出规则输出第二信号波形，并通过控制器读取所述第二信号波形，以判断是否检测到障碍物，包括：
[0025]利用红外接收头在接收到高频载波信号时输出低电平，并在未接收到高频载波信号时输出高电平，以生成第二信号波形；
[0026]通过控制器读取所述第二信号波形，若所述第二信号波形的频率和占空比符合预设条件，则判定检测到障碍物。
[0027]本专利技术相较于现有技术的有益效果为：
[0028]1.本专利技术通过将红外发射管和红外接收头分别安装在PCB主板的相反两侧，从而可以避免红外发射管发出的载波信号直接被红外接收头接收，进而导致障碍物检测结果不准确；通过将红外发射管和红外接收头之间传输的载波信号频率设置为不小于10KHz，从而可以使得发出的红外光免受自然光的干扰，进而使得避障检测结果更准确；通过将控制器的信号输出周期为10
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30毫秒，且高电平信号和低电平信号的输出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于智能小车的红外避障模块，其特征在于，包括PCB主板(1)，所述PCB主板(1)上安装有红外发射管(2)、红外接收头(3)、控制器(4)、电位器(5)、信号接口(6)以及电源保护电路(7)，其中，所述红外发射管(2)和所述红外接收头(3)分别安装于所述PCB主板(1)的相反两侧；所述控制器(4)分别与所述红外发射管(2)、所述红外接收头(3)、所述电位器(5)以及所述信号接口(6)连接，所述电位器(5)与所述红外发射管(2)连接，所述电源保护电路(7)设于所述信号接口(6)一侧；所述控制器(4)用于对红外发射管(2)的信号参数进行调制，其中，所述控制器(4)的调制信号输出周期为10
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30毫秒，且高电平信号和低电平信号的输出周期相同；所述红外发射管(2)用于基于信号参数对外发射载波信号，其中，所述信号参数至少包括信号发射频率和/或第一信号波形，其中，所述载波信号发射频率不小于10KHz；所述红外接收头(3)用于基于信号输出规则输出第二信号波形；所述控制器(4)还用于读取所述第二信号波形，以判断是否检测到障碍物。2.根据权利要求1所述的用于智能小车的红外避障模块，其特征在于，所述控制器(4)采用型号为STC15F101W的单片机，单片机的P3.4引脚与所述红外接收头(3)连接，单片机的VCC引脚接供电电源VCC，单片机的P3.5引脚依次连接第一电阻R3、电位器(5)RP1以及红外发射管(2)LED3后与P3.2引脚连接，单片机的GND引脚接地，单片机的P3.1引脚与所述信号接口(6)连接。3.根据权利要求2所述的用于智能小车的红外避障模块，其特征在于，所述红外接收头(3)包括型号为VS1838B的红外遥控接头HR1，所述红外遥控接头HR1的1引脚与单片机的P3.4引脚连接，所述红外遥控接头HR1的2引脚与第一电容C2的一端连接后接地，所述第一电容C2的另一端分别与所述红外遥控接头HR1的3引脚和第二电阻R2的一端连接，所述第二电阻R2的另一端接供电电源VCC。4.根据权利要求2所述的用于智能小车的红外避障模块，其特征在于，所述信号接口(6)包括型号为RJ11
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6P6C的信号线插头RJ1，所述信号线插头RJ1的2RX
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引脚分别与单片机的P3.1引脚和跳线接口JP1的1引脚连接，所述信号线插头RJ1的1RX
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引脚接地，所述信号线插头RJ1的1TX
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引脚接输入电源VIN，所述跳线接口JP1的2引脚接输入电源VIN，所述跳线接口JP1的3引脚接地。5.根据权利要求1所述的用于智能小车的红...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘清翔，
申请(专利权)人：成都清翔芯嵌电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：