高速紅外循跡小車的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及智能控制技術領域，尤其涉及一種循跡速度快、控制靈活性好、循跡電路性價比高、電路板路數(shù)間距布局合理的高速紅外循跡小車。
【背景技術】
[0002]機器人的發(fā)展已經遍及機械、電子、冶金、交通、宇航、國防等領域，近年來機器人的智能水平不斷提高。智能機器人實現(xiàn)自動導引和避障控制是基于自動導引系統(tǒng)，主動循跡控制系統(tǒng)的智能小車實現(xiàn)自動識別路線，判斷并自動避開障礙，選擇正確的行進路線。智能小車可以作為機器人的典型代表，主要功能模塊有三部分組成:信號檢測、核心控制、電機驅動。
[0003]在智能循跡小車的三部分中，(I)信號檢測主要包含循跡、測距、避障、目標定位和識別等。在循跡上主要實現(xiàn)的技術手段有光敏電阻檢測、光電檢測、紅外傳感器檢測、激光傳感器檢測、CCD圖像檢測等。光敏電阻檢測誤差較大，調試不變且受光線影響；激光檢測雖可靠穩(wěn)定，但是體積大、功耗大、價格高；CCD算法復雜，處理器平臺高端。該模塊中比較普遍的檢測方法是紅外探測法。(2)核心控制處理器有51單片機系列、飛思卡爾、AVR,STM32、S3C2440等。(3)電機驅動模塊主要采用數(shù)控電位器調整電動機分壓、繼電器對電動機的開或關進行控制、達林頓管組成的H型PWM電路等，驅動電路多采用MOS驅動管驅動和集成驅動芯片L298等驅動。隨著小車智能化程度提高，在信號檢測上采用圖像處理和模式識別，實現(xiàn)小車視覺系統(tǒng)，這就要求更高端核心控制處理器，如三星S3C2440，以更快的速度和效率處理復雜算法和在操作系統(tǒng)上運行更加復雜任務并提供有好的界面。在驅動控制更加復雜和多元化，如多軸聯(lián)動、動作協(xié)調等，控制策略也將更先進和復雜。
[0004]常見的智能循跡小車通常包括四個車輪，安裝在四個車輪上方的車架，設置在車架前端的用于安裝紅外光電傳感器的紅外光電傳感器檢測板，安裝在檢測板上的8個紅外光電傳感器，以及安裝在車架上方的主控制板、電機控制板、無線通信模塊、電源模塊，其中電機控制板、無線通信模塊、電源模塊分別于主控制板之間電連接，安裝在測板上的8個紅外光電傳感器設置在一條直線上，且相鄰兩個紅外光電傳感器的間距相同。這種結構導致現(xiàn)有智能小車紅外傳感器循跡電路的循跡速度慢、控制靈活性差、循跡電路采用路數(shù)多性價比低、電路板路數(shù)間等間隔布局不合理。

【發(fā)明內容】

[0005]本實用新型的目的就是為了解決現(xiàn)有的紅外循跡小車所具有的循跡速度慢，控制靈活性差的問題，而提供一種循跡速度快、控制靈活性好、循跡電路性價比高、電路板路數(shù)間距布局合理的高速紅外循跡小車。
[0006]本實用新型采用的技術方案是:
[0007]一種高速紅外循跡小車，包括底部設置有四個車輪的車架，設置在車架下方與車輪連接的驅動電機，設置在車架上方的控制電路板，安裝在控制電路板上的循跡傳感器接口、擴展接口、通信模塊、電機驅動模塊、電源模塊及移動電源；所述車架上設置有通過電纜連接在控制電路板上的循跡傳感器接口上的紅外傳感器組件，所述紅外傳感器組件包括設置車架前端第一紅外傳感器組和設置在第一紅外傳感器組后方的第二紅外傳感器組，其中第一紅外傳感器組包括6個紅外傳感器，分別為從左到右、沿一條直線設置的第八紅外傳感器、第六紅外傳感器、第二紅外傳感器、第一紅外傳感器、第五紅外傳感器、第七紅外傳感器，所述第二紅外傳感器組包括2個紅外傳感器，從左到右分別為第四紅外傳感器、第三紅外傳感器；所述第八紅外傳感器、第六紅外傳感器、第二紅外傳感器、第一紅外傳感器、第五紅外傳感器、第七紅外傳感器所在直線與第四紅外傳感器、第三紅外傳感器所在直線平行。
[0008]所述第一紅外傳感器與第二紅外傳感器之間的間距為d，第一紅外傳感器與第五紅外傳感器之間的間距為1.5-2.5d，第二紅外傳感器與第六紅外傳感器之間的間距為
1.5-2.5d，第五紅外傳感器與第七紅外傳感器之間的間距為2~2.5d，第六紅外傳感器與第八紅外傳感器之間的間距為2~2.5d，第三紅外傳感器與第四紅外傳感器之間的間距為
2.5-3.5d ;所述第三紅外傳感器與第四紅外傳感器之間連線的中點與第一紅外傳感器與第二紅外傳感器之間連線的中點正對。
[0009]所述控制電路板包括設置在車架上方的底層控制板，以及設置在底層控制板上方的頂層核心控制板，所述循跡傳感器接口、擴展接口、通信模塊設置在頂層核心控制板上，所述電機驅動模塊、電源模塊、移動電源設置在底層控制板上。
[0010]所述頂層核心控制板采用S3C2440芯片為核心控制器。
[0011]所述底層控制板采用ATmegal6芯片為核心控制器。
[0012]所述頂層核心控制板上還設置有COMS攝像頭模塊。
[0013]所述紅外傳感器為RPR220光電傳感器。
[0014]所述通信模塊為無線Wifi通信模塊。
[0015]所述電機驅動模塊為L298步進電機電機驅動模塊。
[0016]本實用新型的有益效果在于:與現(xiàn)有技術相比，兩組共8個紅外傳感器為兩排并非等間距排列，相對于更多路循跡，節(jié)約了硬件成本和簡化了控制算法，同時性能良好，相對于6路、4路循跡，穩(wěn)定和可靠性更高，循跡速度更快，使小車定位更加準確和循跡速度更快，同時算法也相對簡單，大大提高了循跡速度，提高了電路模塊的性價比；采用底層控制板與頂層核心控制板相結合的雙層控制板形式，能夠避免出現(xiàn)驅動電路電流大、干擾嚴重的問題；頂層核心控制板采用S3C2440芯片為核心控制器進行傳感器信息采集、處理和算法策略，便于系統(tǒng)擴展和升級?？傊?，本實用新型提供的高速紅外循跡小車具有循跡速度快、控制靈活性好、循跡電路性價比高、電路板路數(shù)間距布局合理的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型提供的高速紅外循跡小車的連接結構示意圖。
[0018]圖2是本實用新型提供的高速紅外循跡小車的控制系統(tǒng)結構示意圖。
[0019]圖中:1、第一紅外傳感器；2、第二紅外傳感器；3、第三紅外傳感器；4、第四紅外傳感器；5、第五紅外傳感器；6、第六紅外傳感器；7、第七紅外傳感器；8、第八紅外傳感器；9、車架；10、循跡傳感器接口 ；11、擴展接口 ；12、通信模塊；13、電機驅動模塊；14、電源模塊；15、移動電源；16、COMS攝像頭模塊；17、底層控制板；18、頂層核心控制板。
【具體實施方式】
[0020]本實用新型的核心是提供一種循跡速度快、控制靈活性好、循跡電路性價比高、電路板路數(shù)間距布局合理的高速紅外循跡小車。
[0021]本實施例所涉及到的前、后、左、右的方位以小車正常行駛時的前部為前方設定，下面結合附圖對本實用新型的內容作進一步說明:
[0022]如圖1所示，一種高速紅外循跡小車，包括底部設置有四個車輪的車架9，在車架9下方設置有與車輪連接的驅動電機，在車架9上方設置有控制電路板，該控制電路板包括設置在車架9上方的底層控制板17，以及設置在底層控制板17上方的頂層核心控制板18，其中頂層核心控制板18采用S3C2440芯片為核心控制器，其上設置有循跡傳感器接口 10、擴展接口 11、通信模塊12、COMS攝像頭模塊16，底層控制板17采用AVR類型的ATmegal6芯片為核心控制器，其上設置有電機驅動模塊13、電源模塊14、移動電源15 ;上述通信模塊12為無線Wifi通信模塊，電機驅動模塊13為L298步進電機電機驅動模塊；在車架9上設置有通過電纜連接在頂層核心控制板18上的循跡傳感器接口 10上的紅外傳感器組件，該紅外傳感器組件包括設置車架9前端第一紅外傳感器組和設置在第一紅外傳感器組后方的第二紅外傳感器組，其中第一紅外傳感器組包括6個紅外傳感器，分別為從左到右、沿一條直線設置的第八紅外傳感器8、第六紅外傳感器6、第二紅外傳感器2、第一紅外傳感器1、第五紅外傳感器5、第七紅外傳感器7，所述第二紅外傳感器組包括2個紅外傳感器，從左到右分別為第四紅外傳感器4