[發明專利]一種電磁感應識別路徑的直立行走智能車

在審

• 申請號: 201210492163.7
• 申請日: 2012-11-27
• 公開（公告）號: CN103838239A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 張穎;張均一;程宬;李朋
• 申請（專利權）人: 上海工程技術大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 上?？剖⒅R產權代理有限公司 31225
• 代理人: 趙志遠

技術領域

本發明涉及一種直立行走智能車，尤其是涉及一種電磁感應識別路徑的直立行走智能車。

背景技術

作為一門新興的技術，智能車有著廣闊的應用領域和應用前景。各種導航模式下智能車直立行走的研究隨著智能車應用領域的不斷拓展也進一步深入。目前，智能車的導航模式主要有攝像頭采集道路圖像方式、通過激光管檢測離散的點獲取道路信息的方式和檢測道路磁場以判別路徑方向的路徑檢測方式。對于電磁導航型智能車，其磁場連續分布，控制相對簡單。位于道路中心的導線通有固定頻率的電流，利用濾波器采集交變的磁場，可以方便地濾除干擾，因此電磁導航型智能車有較強的抗干擾能力。對于直立行駛的電磁導航型智能車，做好高速時的車身平衡控制一直是難題，這是控制電磁導航型智能車直立行駛的關鍵。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種電磁感應識別路徑的直立行走智能車。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種電磁感應識別路徑的直立行走智能車，其特征在于，包括單片機、電磁傳感器、傾角傳感器、角速度傳感器、速度傳感器、停車檢測模塊、電機驅動模塊、電機和電源模塊，所述的單片機分別與電磁傳感器、傾角傳感器、角速度傳感器、速度傳感器、停車檢測模塊、電機驅動模塊和電源模塊連接，所述的電機驅動模塊與電機連接；

所述的單片機通過電磁傳感器對路段進行掃描探測來實現路徑識別，同時通過傾角傳感器和角速度傳感器來采集智能車的傾角和加速度，從而控制電機正反向運動來實現智能車直立平衡。

所述的單片機中的計數器測量在固定時間間隔內速度脈沖信號的格式來確定轉速，并通過控制電機的轉速來實現車輪速度的控制。

所述的單片機利用電磁傳感器采集電磁線偏差信號，并將該電磁線偏差信號分別與智能車的速度控制信號進行加和減，形成左右輪差動控制電壓，使智能車左右輪運行角速度不一致進而控制智能車方向。

所述的角速度傳感器為陀螺儀。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：

1、路線自動識別：采用電磁傳感器對路段進行掃描探測，判斷車模行駛方向，利用濾波器采集交變的磁場，方便地濾除干擾，因此電磁導航型智能車有較強的抗干擾能力。

2、根據不同情況判斷方向：通過路線識別返回的信息，系統根據不同情況自動判別方向，由于有較強的抗干擾能力，車模能在惡劣的條件下沿固定軌道行駛。

3、停車功能：系統在原有基礎上增加停車功能，通過兩個電機緊急的制動，利用行駛車模過程中的慣性，使車模能完好的平躺靜止，以達到停車的功能。

4、算法優化：傳統PID在實際應用中不僅響應速度有限而且易產生振蕩和較大的系統超調，降低了系統穩定性能。為解決這個問題采用了細菌覓食優化(BFO)對PID控制器參數進行智能調節。同時，針對該算法收斂速度慢的缺陷，引入了粒子群優化(PSO)優化算法對系統的搜索作了進一步改進，以此對傳統PID進行優化，加快車模速度等。

5、高集成化、高智能化、高適應性：集光、電、機多方面的手段。智能控制，處理指令速度遠遠高于人腦的最快反映速度。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。

實施例

如圖1所示，一種電磁感應識別路徑的直立行走智能車，包括單片機1、電磁傳感器2、傾角傳感器3、角速度傳感器4、速度傳感器5、停車檢測模塊6、電機驅動模塊7、電機9和電源模塊8，所述的單片機1分別與電磁傳感器2、傾角傳感器3、角速度傳感器4、速度傳感器5、停車檢測模塊6、電機驅動模塊7和電源模塊8連接，所述的電機驅動模塊7與電機9連接；

所述的單片機1通過電磁傳感器2對路段進行掃描探測來實現路徑識別，同時通過傾角傳感器3和角速度傳感器4來采集智能車的傾角和加速度，從而控制電機正反向運動來實現智能車直立平衡。

所述的單片機1中的計數器測量在固定時間間隔內速度脈沖信號的格式來確定轉速，并通過控制電機的轉速來實現車輪速度的控制。所述的單片機利用電磁傳感器采集電磁線偏差信號，并將該電磁線偏差信號分別與智能車的速度控制信號進行加和減，形成左右輪差動控制電壓，使智能車左右輪運行角速度不一致進而控制智能車方向。所述的角速度傳感器為陀螺儀。