[發明專利]硬件在環智能小車教學科研實驗平臺

無效

• 申請號: 200810032220.7
• 申請日: 2008-01-03
• 公開（公告）號: CN101231797A
• 公開（公告）日: 2008-07-30
• 發明（設計）人: 楊明;方興
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G09B25/02
• 分類號: G09B25/02;G09B25/00
• 代理公司: 上海交達專利事務所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

1.一種硬件在環智能小車教學科研實驗平臺，包括計算機、通信系統、智能小車系統，計算機的控制指令通過通信系統發送到智能小車系統，智能小車系統的小車狀態通過通信系統發送回計算機，實現了計算機對智能小車的實時控制，其特征在于：所述計算機提供上位機軟件模塊的運行環境和計算機通信接口，上位機軟件模塊分析處理小車狀態信息，并給出針對小車的控制指令，計算機通過計算機通信接口與通信系統進行數據交換，上位機軟件模塊在接收小車狀態數據幀后進行解析，以提取小車狀態信息，并對控制指令進行數據幀合成以形成控制指令數據幀后發送；所述智能小車系統為該平臺的終端，搭載各種傳感器和汽車模型的運動執行部件，傳感器采集的信息被合成小車狀態數據幀，然后發送到通信系統，智能小車系統接收并解析來自通信系統的控制指令數據幀后，提取其中有效的控制指令信息，并輸出分別針對電機和舵機的控制信號，并將該控制信號用于控制電機和舵機。

2.根據權利要求1所述的硬件在環智能小車教學科研實驗平臺，其特征是，所述的計算機是整個平臺的控制中心，它提供上位機軟件模塊運行所需要的軟硬件環境，并且提供與通信系統連接的通信接口，用戶可在上位機軟件模塊的用戶操作界面上進行參數配置和導入控制算法，該模塊的小車狀態顯示界面顯示出小車當前的運行狀態，小車狀態作為上位機軟件模塊的輸入，經過計算機上的通信接口讀取到計算機里，并且在計算機上實時顯示出來，上位機軟件模塊的輸出為控制指令，包括舵機轉向指令和電機控制指令，這些控制指令經過計算機的通信接口輸出，進入通信系統。

3.根據權利要求1所述的硬件在環智能小車教學科研實驗平臺，其特征是，所述的上位機軟件模塊運行在計算機上，面向用戶，用于對在地面行駛的實際汽車模型實施控制，上位機軟件模塊把控制指令形成設定格式的數據幀，稱之為指令數據幀，指令數據幀被輸出到計算機通信接口，計算機通信接口進一步把數據幀發送到通信系統位于計算機端的輸入接口，通信系統中的無線模塊可以識別這樣格式的數據幀并以無線電波的形式發送，在通信系統的智能小車系統端，首先由該端的無線模塊接收周圍環境中設定頻率和信道無線電波，并還原成指令數據幀輸出，然后把該數據幀進一步發送到智能小車系統的單片機系統模塊中，從而完成了從計算機到智能小車系統的控制指令傳遞過程。

4.根據權利要求1所述的硬件在環智能小車教學科研實驗平臺，其特征是，所述通信系統包括無線模塊，計算機的通信接口和智能小車系統的通信接口分別與無線模塊相連，計算機和智能小車系統通過無限模塊實現數據的交換，或者無線模塊和有線通信組合在一起，構成通信系統，無線模塊實物和配置的電纜稱為通信設備，在計算機端和智能小車系統端都設有這樣的一套通信設備，計算機端的通信設備固定放置在能夠覆蓋實驗場地的位置，智能小車端的通信設備搭載安裝在汽車模型上。

5.根據權利要求1所述的硬件在環智能小車教學科研實驗平臺，其特征是，所述智能小車系統由道路模塊、汽車模型、單片機系統模塊、舵機模塊、電機驅動模塊、測速編碼器、路徑識別傳感器模塊、硬件調試模塊、電源模塊，道路模塊提供汽車模型行駛的場地，道路模塊中央有一根與道路顏色明顯區分的線條作為引導線，汽車模型是整個系統的底層模塊，是被控對象，也是搭載單片機、舵機、電機和各種傳感器的載體，單片機系統模塊解析通信系統發送過來的控制指令數據幀，提取其中的有效控制指令，再經過舵機模塊和電機驅動模塊的執行，從而完成汽車模型的轉向和加減速控制，測速編碼器負責采集汽車模型的實時速度數據，路徑識別傳感器模塊把道路信息采集進來，送入單片機系統模塊，經過單片機系統模塊的處理和分析，識別前方道路的彎曲狀態，并形成轉向控制和加減速控制指令，最后形成控制指令數據幀輸出到通信系統，硬件調試模塊包括面向單片機的各種調試工具，電源模塊負責管理智能小車系統中各部分功能模塊和各種傳感器的穩定供電。

6.根據權利要求1所述的硬件在環智能小車教學科研實驗平臺，其特征是，所述智能小車系統把汽車模型的狀態信息發往計算機，把包含小車速度、路徑識別傳感器信息的設定格式數據幀稱為狀態數據幀，智能小車系統在發送狀態信息之前，在單片機系統模塊中合成狀態數據幀，狀態數據幀經單片機系統模塊的通信端口輸出到通信系統的無線模塊中，并以無線電波的形式發送，計算機端的無線模塊收到信息并解析后，再把狀態數據幀傳遞到計算機的通信接口，供計算機中的上位機軟件模塊提取其中的狀態數據。