[發明專利]自動充電式無人駕駛電動汽車

在審

• 申請號: 201610125069.6
• 申請日: 2016-03-06
• 公開（公告）號: CN105751912A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 張敏
• 申請（專利權）人: 張敏
• 主分類號: B60L11/18
• 分類號: B60L11/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種自動充電式無人駕駛電動汽車，所述電動汽車包括電量檢測設備、自動充電設備、GPS定位設備和MSP430單片機，電量檢測設備用于檢測電動汽車的剩余電量，GPS定位設備用于接收電動汽車的當前GPS位置，MSP430單片機與電量檢測設備、自動充電設備和GPS定位設備分別連接，自動充電設備用于在MSP430單片機的控制下實現對電動汽車的自動充電。

2.如權利要求1所述的自動充電式無人駕駛電動汽車，其特征在于，所述電動汽車包括：

電量檢測設備，設置在電動汽車的蓄電池上，用于檢測蓄電池的實時剩余電量；

行駛控制儀，設置在電動汽車上，與電動汽車的方向控制器和速度控制器連接，用于接收位置控制信號，基于位置控制信號確定驅動方向和驅動速度，并將驅動方向和驅動速度分別發送給方向電機控制器和速度電機控制器；

GPS定位設備，用于接收GPS定位衛星實時發送的、電動汽車的當前GPS位置；

圖像采集識別設備，用于對電動汽車前方景象進行拍攝以獲得前方圖像，并對前方圖像進行圖像識別以確定前方是否存在充電樁，相應地，發出存在充電樁信號或不存在充電樁信號；

超聲波檢測設備，設置在電動汽車前部，用于檢測電動汽車前部距離充電樁的實時相差距離；

ZIGBEE通信設備，設置在電動汽車上，用于與充電樁的ZIGBEE通信接口進行握手操作，握手成功則發出充電樁合格信號，握手失敗則發出充電樁不合格信號；

自動充電設備，設置在電動汽車上，包括定位器、位移驅動器、機械手和充電頭，定位器、位移驅動器和充電頭都設置在機械手上，定位器用于檢測機械手與充電樁的充電插座之間的相對距離，位移驅動器與定位器連接，用于基于相對距離驅動機械手前往充電樁的充電插座，機械手用于在抵達充電樁的充電插座后將充電頭插入充電樁的充電插座中；

MSP430單片機，與電量檢測設備、行駛控制儀、GPS定位設備、圖像采集識別設備、超聲波檢測設備、ZIGBEE通信設備和自動充電設備分別連接，當實時剩余電量小于等于第一預設電量閾值時，進入自動導航模式；MSP430單片機在自動導航模式中，啟動GPS定位設備和圖像采集識別設備，接收當前GPS位置，基于當前GPS位置和預存電子地圖中最近充電樁的GPS位置確定位置控制信號，將位置控制信號發送給行駛控制儀以控制電動汽車前往預存電子地圖中最近充電站，當從圖像采集識別設備處接收到存在充電樁信號時，啟動超聲波檢測設備和ZIGBEE通信設備，在接收到充電樁合格信號且實時相差距離小于等于預設距離閾值時，啟動自動充電設備以將充電頭插入充電樁的充電插座中，MSP430單片機退出自動導航模式；

光源設備，設置在電動汽車的底盤，由多個高亮白光LED組成，多個高亮白光LED組成矩形LED矩陣且等間距排列，對電動汽車車下道路進行照明；

光電傳感器，設置在電動汽車的底盤，由80個光敏電阻組成，80個光敏電阻組成矩形光敏電阻矩陣且等間距排列，每一個光敏電阻組成一個光電檢測通道，用于檢測電動汽車車下道路反射光源設備照明光的反射光強度，其中，對于每一個光電檢測通道，其正下方的道路有無引導軌跡，反射光強度不同，其檢測出的光電檢測電壓也不同；

信號采集器，設置在電動汽車的前端儀表盤內，與光電傳感器連接，用于采樣并輸出每一個光電檢測通道輸出的光電檢測電壓，信號采集器的采樣頻率為1毫秒；

運算放大器，設置在電動汽車的前端儀表盤內，與信號采集器連接，用于將每一個光電檢測通道的光電檢測電壓進行放大；

8位模數轉換器，設置在電動汽車的前端儀表盤內，與運算放大器連接，用于將放大后的每一個光電檢測電壓轉換為數字信號，以獲得對應的數字通道電壓；

轉向控制器，設置在電動汽車的前端儀表盤內，與MSP430單片機連接，用于基于電動汽車的橫向偏差計算電動汽車的轉向齒輪轉角，電動汽車的轉向齒輪轉角用于將電動汽車從偏離引導軌跡狀態恢復到位于引導軌跡正上方狀態；

轉向電機驅動器，設置在電動汽車的驅動車輪上方，與轉向控制器連接，用于基于電動汽車的轉向齒輪轉角確定電機驅動控制信號；

轉向驅動電機，設置在電動汽車的驅動車輪上方，與轉向電機驅動器和電動汽車的驅動車輪分別連接，用于基于電機驅動控制信號控制驅動車輪的轉向角度，以將電動汽車從偏離引導軌跡狀態恢復到位于引導軌跡正上方狀態；

其中，MSP430單片機還與8位模數轉換器連接，接收每一個光電檢測通道的數字通道電壓，將每一個光電檢測通道的數字通道電壓與預設數字電壓閾值比較，當一個光電檢測通道的數字通道電壓大于等于預設數字電壓閾值時，將對應光電檢測通道的偏差標志設為1，當一個光電檢測通道的數字通道電壓小于預設數字電壓閾值時，將對應光電檢測通道的偏差標志設為0，基于相鄰光電傳感器的間距、光電檢測通道的數量和每一個光電檢測通道的偏差標志計算電動汽車的橫向偏差；

其中，MSP430單片機在實時剩余電量大于等于第二預設電量閾值，控制自動充電設備的機械手以將充電頭拔離充電樁的充電插座，第二預設電量閾值大于第一預設電量閾值。