本实用新型专利技术公开了一种模型车避障控制装置，包括模型车及其前轮舵机和后轮驱动电机，所述的模型车上设置有电源管理单元、传感器单元、自动控制单元、舵机转向单元和电机驱动单元，所述的自动控制单元分别与传感器单元、舵机转向单元和电机驱动单元相连，电源管理单元分别与传感器单元、自动控制单元、舵机转向单元和电机驱动单元相连。本实用新型专利技术根据传感器单元所采集的前方障碍物信息，判断模型车车体前方那个方向上的障碍物距离模型车最远，从而控制转向舵机，使模型车转向该方向，然后驱动电机驱动模型车前进或后退，控制单元重复执行此控制操作。这种控制方法具有制作方便、电路设计简单、响应快速、控制准确和成本低等特点。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术属于模型车智能化控制领域，特别涉及一种模型车避障控制装置。
技术介绍
智能车辆是当今车辆工程
的前沿，它体现了车辆工程，信息工程，电子技 术，计算机技术等多个领域理论与实践的交叉。智能技术在模型车方面的大量应用，使得模 型车在自动控制方面有了深远的进步，进一步推动了模型车的技术朝着自动化，智能化的 方向发展。避障技术的运用和发展必将促使智能控制掀起一场高潮。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种模型车避障控制装置。它能够解决模型车行驶遇 到障碍物时的问题，即通过单片机来处理超声波传感器单元采集的信息，然后将处理后的 转向控制信号传送给转向控制舵机。从而达到模型车避障行驶，随前方障碍物距离模型车 的远近，自动控制转向的目的，实现避障。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案予以实现一种模型车避障控制装置，包括模型车及其前轮舵机和后轮驱动电机，所述的模 型车上设置有电源管理单元、传感器单元、自动控制单元、舵机转向单元和电机驱动单元， 所述的自动控制单元分别与传感器单元、舵机转向单元和电机驱动单元相连，电源管理单 元分别与传感器单元、自动控制单元、舵机转向单元和电机驱动单元相连。本技术的其他技术特点为所述的电源管理单元由稳压模块和升压模块两部分组成，其中稳压模块由 LT1084-5组成，升压模块由LT1070u89、100微亨电感、二极管in5819、稳压芯片7815构成。所述的传感器单元由超声波发射模块和超声波接收模块组成，其中超声波发射模 块由一个NPN三极管和发射换能器组成，超声波接收模块由9013NPN型三极管和LM358运 算放大器组成。所述的自动控制单元采用单片机MC9S12XDP512。所述的舵机转向单元采用FUTABA公司的S3010舵机。所述的电机驱动单元为两个N型和两个P型场效应管组成的H桥驱动电路。本技术根据传感器单元所采集的前方障碍物信息，判断模型车车体前方那个 方向上的障碍物距离模型车最远，从而控制转向舵机，使模型车转向该方向，然后驱动电机 驱动模型车前进或后退，控制单元重复执行此控制操作。这种控制方法具有制作方便、电路 设计简单、响应快速、控制准确和成本低等特点。附图说明图1为本技术的结构示意图。图2为电源管理单元的布置示意图。其中图2a表示稳压模块布置示意图，图2b为升压模块布置示意图。图3为传感器单元的布置示意图。图4为传感 器单元超声波发射、接收原理图。其中图4a为超声波发射电路图，图 4b为超声波接收电路图。图5为电机驱动单元电路原理图。图6为自动控制单元的引脚接线原理图。以下结合附图对本技术的具体内容进行进一步详细说明。具体实施方式参见图1，本技术的模型车避障控制装置，包括模型车及其前轮舵机和后轮 驱动电机，所述的模型车上设置有电源管理单元、传感器单元、自动控制单元、舵机转向单 元和电机驱动单元，所述的自动控制单元分别与传感器单元、舵机转向单元和电机驱动单 元相连，电源管理单元分别与传感器单元、自动控制单元、舵机转向单元和电机驱动单元相 连，电池使用7. 2伏镍镉可充电电池。本技术车模采用“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛用车模，该车模前方安装转向舵 机实现转向功能，车体后部自带直流电机，通过控制单元控制，使模型车前进后退，加减速 等功能。该车模机械性能稳定可靠，前轮方向控制灵活省力，准确提供车模行驶方向；后轮 驱动，自带差速调节机构，使车模转弯流畅。车模的采用使得系统控制更准确，控制效果更 好，实用性强。本技术的自动控制单元采用Freescale公司生产的单片机MC9S12XDP512，其 包含高性能、低功耗的16位微处理器，内部集成了多个通用IO接口，独立的8通道脉冲宽 度调制(PWM)，增强型捕捉定时器模块。它能够实时的接收传感器单元所传送过来的前方道 路上障碍物的信息，并对这些信息进行快速准确的处理，判断前方哪个方向距障碍物最远， 然后向转向驱动舵机输出处理后的控制信号，使车模向该方向行驶，如果正前方的距离小 于一个阈值则停车，实现永远避障。参见图2，电源管理单元由稳压模块和升压模块两部分组成，稳压模块中， LT1084-5中间引脚接地，输入端接7. 2伏电源正极，输入端经过104微法电容接地，输出端 经过104微法电容接地，输出端即为5伏，给控制单元，转向舵机，超声波接受模块供电，在 升压模块中，LT1070u89的1脚经过IK电阻连接1微法电容接地，LT1070的2脚经过1. 24K 电阻接地，2脚经过18. 7K电阻，连接330微法电容的正极，C6 (330微法)电容负极接地， LT1070的3脚悬空，LT1070的5脚经过100微亨电感连接LT1070的4脚，4脚经过二极管 in5819连接C6 (330微法)电容的正极，C6 (330微法)电容的正极连接稳压芯片7815的 输入端，7815的输出端连接C7 (330微法)电容的正极，C7 (330微法)负极接地，7815的输 出端输出为+15伏，为超声波发射模块供电。7. 2伏电源直接供电电机驱动单元。参照图3，传感器单元由5个超声波发射接收传感器组成，它们不等距的安装成扇 形结构，其中传感器3和4以及3和2之间的角度为30度，传感器1和2以及4和5之间 的角度为40度。实际设计中，在车模前方安装5个传感器用于探测每个方向障碍物距离车 模距离，由于传感器的安装角度科学设计，从而实现了信息采集区域广、多角度、多方位、车 模盲区比较小，能够精确测定车模前方各个方向障碍物情况，准确控制车模行驶方向，实现避障。控制单元的五个IO 口(P0RTA0—P0RTA4)分别连接五个超声波发射装置，驱动发射超声波。超声波接收后，经过放大、比较之后，分别输入控制单元的五个中断源(TO— T4)。参照图4，传感器单元由超声波发射和接收电路组成。在超声波发射电路中，控制 单元的IO 口与IOK欧电阻连接，9013NPN型三极管的基极与IOK电阻连接，+15伏电压经 470欧电阻与三极管集电极连接，三极管集电极经100微法电容与发射换能器1角连接，发 射换能器的2角与三极管的发射级同接地。由控制单元的IO 口输出地信号经过三极管放 大之后，驱动发射换能器发出与控制单元输出信号同频率的超声波。在超声波接收电路中， 接收器信号端经过104微法电容与三极管基极连接，三极管基极与集电极之间连接100K欧 电阻，三极管基极经过IOK欧滑线变阻器接地，三极管发射极接地，VCC (+5伏)经过2K欧 限流电阻连接三极管集电极，三极管集电极经过104微法电容与LM393的正相输入端连接， LM393的反相输入端连接100K欧滑线变阻器的中间引脚，划线变阻器另外两个引脚分别接 VCC和地，VCC经过470K欧电阻连接LM393的输出端，输出端与控制单元中断源T 口连接。 超声波在传递过程中有衰减，接收到的信号为毫伏级，比较微弱，为了有效利用回波信号， 故用9013NPN型三极管将其放大，通过100K欧划线变阻器调节三极管的偏置电压使之导 通。经过放大后的信号约为3伏，LM393比较器参考电压选择2伏，比较之后信号为峰峰值 电压为5伏的方波信号，用以控制单元的外部中断。另外，本技术采用本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种模型车避障控制装置，包括模型车及其前轮舵机和后轮驱动电机，其特征在于：所述的模型车上设置有电源管理单元、传感器单元、自动控制单元、舵机转向单元和电机驱动单元，所述的自动控制单元分别与传感器单元、舵机转向单元和电机驱动单元相连，电源管理单元分别与传感器单元、自动控制单元、舵机转向单元和电机驱动单元相连。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：阎莹，谢培，王晓彪，席海华，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：实用新型
国别省市：87
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