[發明專利]一種穩定可靠自動避障的智能小車及速度控制方法

有效

• 申請號: 201910252408.0
• 申請日: 2019-03-29
• 公開（公告）號: CN109947106B
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 楊兆驊
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;B62D63/04
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林松海

本發明公開了一種穩定可靠自動避障的智能小車及速度控制方法。在小車的車頭左、右、正中分別安裝超聲波傳感器，同時進行實時測距，距離信號傳到控制器內進行數據融合，保證測距準確可靠。在控制器主板內設置小車速度智能緩沖控制算法，在檢測到障礙物時能平穩減速，防止因慣性導致小車損壞。改進了傳統小車電機驅動電路板，采用4個大功率達林頓功率管MJD210、MJD200代替8550、8050三極管，避免8055、8050三極管通流能力不足容易發熱導致小車不能正常行駛的情況。

技術領域

本發明屬于智能小車領域，特別涉及一種穩定可靠自動避障的智能小車。

背景技術

超聲波測距是自動避障小車檢測障礙物的一種常用方法，該方法由超聲波發射器向某一方向發射超聲波，并測量超聲波遇到障礙物反射回來的時間，從而計算與障礙物的距離。現有的基于超聲波測距的自動避障小車，通常只在小車頭部正前方安裝一個超聲波傳感器，在小車行駛方向與障礙物反射面的垂直方向偏離較大時，由于不能正常接收到反射回來的超聲波，而使得傳感器不能實現準確可靠的測距。同時，當小車檢測到前方有障礙物時，由于缺乏必要的緩沖控制機制，導致小車因為慣性容易撞上障礙物而損壞。另外，現有的一種小車電機驅動電路，采用8055、8050三極管構成H橋，由于8055、8050三極管通流能力不足容易發熱，使得小車不能正常行駛。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種穩定可靠自動避障的智能小車及

速度控制方法，該小車擁有面向三個面的超聲波傳感器，并對多個超聲波傳感器數據進行融合；設計了小車速度智能緩沖控制算法，可內置編程代碼提供緩沖功能；改進了小車電機驅動電路，選擇達林頓功率管MJD210 和MJD200。

一種穩定可靠自動避障的智能小車，包括底盤、電機驅動電路板、電池、車輪、電源開關、電機、控制器、超聲波傳感器；超聲波傳感器安裝在小車車頭的正中、左邊和右邊，分別用于小車前方、左方、右方測距；電池安裝在底盤下側，電池通過導線和控制器相連，控制器輸出電壓，供給三個超聲波傳感器；車輪位于小車兩側，分別由電機控制，電機由電機驅動電路板提供驅動信號；

當打開電源開關小車行駛時，車頭左、右、正中這三個超聲波傳感器分別實時測距，距離信號傳到控制器內進行數據融合，當檢測到小車靠近障礙物時，控制車速和/或方向。

所述的數據融合：設D01為小車車頭正中的超聲波傳感器實測的距離，D02小車車頭左邊的超聲波傳感器實測的距離，D03為小車車頭右邊的超聲波傳感器實測的距離，設置門檻距離D0、減速距離D1和轉向距離D2，其中D1D2；

在實測的距離D01D1時，小車以最大速度Vmax行駛；此過程中左右超聲波傳感器實時測距，若左邊的超聲波傳感器實測的距離D02小于門檻距離D0，向右調整；若右邊的超聲波傳感器實測的距離D03小于門檻距離D0，向左調整；若左右傳感器測得距離均小于門檻距離D0，繼續直行；

當實測的距離D01≦D1，且D01D2時，按以下方法進行速度智能緩沖控制：

其中，V為小車行駛速度，x=D01，即x為小車車頭正中的超聲波傳感器實測的D01；

在實際距離D01D2時停止，重復左右測距，當左邊距離D02大于右邊距離D03時左轉，當左邊距離D02小于右邊距離D03時右轉，隨后重復檢測與前方障礙物距離，如果D01D1，則直行；否則小車繼續重復左右測距，并根據左右距離調整小車方向，直到D01D1時直行。

所述的電機驅動電路板電路采用4個達林頓功率管，構成小車電機驅動電路，并采用4個二極管對達林頓功率管進行保護。