專利名稱：一種自動(dòng)避障玩具車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種玩具車，具體涉及 一種自動(dòng)避障玩具車。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的玩具車主要通過遙控控制，在遇到障礙物時(shí)，需操作者及時(shí)進(jìn)行避障操控，此類玩具車智能化程度低，不適合較年幼的兒童玩耍。除此之外，現(xiàn)已有的自動(dòng)避障控制裝置采用測距傳感器測量車輛與障礙物之間的距離，舵機(jī)按照預(yù)先設(shè)定的程序打舵，不斷的調(diào)整舵角，從而實(shí)現(xiàn)避障。但是，這種方法具有被動(dòng)性，就是無法精確的控制舵角，只有距離信號是無法精確計(jì)算出舵角的，避障速度較慢。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷或不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種智能化程度高、適合較年幼兒童的自動(dòng)避障玩具車。為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)任務(wù)，本實(shí)用新型采取如下的技術(shù)解決方案一種自動(dòng)避障玩具車，包括玩具車，其特征在于，所述玩具車上安裝有避障控制裝置，該避障控制裝置包括單片機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、電機(jī)、安裝于玩具車前端的CCD攝像頭、安裝于玩具車前端的紅外傳感器、安裝于玩具車前輪上的舵機(jī)和安裝于后輪轉(zhuǎn)軸上的霍爾傳感器；所述CCD攝像頭通過視頻同步分離芯片與單片機(jī)連接，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、紅外傳感器和舵機(jī)分別與單片機(jī)連接，所述電機(jī)與電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路連接。本實(shí)用新型的其他技術(shù)特征為所述單片機(jī)采用MC9S12DG128單片機(jī)。所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路采用H橋驅(qū)動(dòng)電路。所述視頻同步分離芯片采用LM1881芯片。所述舵機(jī)采用輝盛MG995金屬銅齒輪舵機(jī)。所述紅外傳感器采用夏普GP2Y0A02YK0F紅外傳感器。本實(shí)用新型的自動(dòng)避障玩具車上安裝有避障控制裝置，該控制裝置根據(jù)C⑶攝像頭、紅外傳感器和測速傳感器采集的信息，由單片機(jī)準(zhǔn)確的計(jì)算出遇某一障礙物時(shí)舵機(jī)應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)角度，最終控制各執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)玩具車得自動(dòng)避障。該玩具車智能化程度高且豐富了現(xiàn)有的玩具車種類。

圖I為本實(shí)用新型的玩具車上的避障控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的CCD攝影機(jī)與單片機(jī)之間的連接結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路圖；圖4為本實(shí)用新型的避障示意圖。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例參照圖1，本實(shí)施 例的自動(dòng)避障玩具車包括玩具車，該玩具車上安裝有避障控制裝置，該避障控制裝置包括MC9S12DG128單片機(jī)、H橋驅(qū)動(dòng)電路、電機(jī)、安裝于玩具車前端的CXD攝像頭、安裝于玩具車前端的夏普GP2Y0A02YK0F紅外傳感器、安裝于玩具車前輪上的MG995金屬銅齒輪舵機(jī)和安裝于后輪轉(zhuǎn)軸上的霍爾傳感器；所述CCD攝像頭通過視頻同步分離LM1881芯片與單片機(jī)連接，所述H橋驅(qū)動(dòng)電路、紅外傳感器和舵機(jī)分別與單片機(jī)連接，所述電機(jī)與H橋驅(qū)動(dòng)電路連接。玩具車上所安裝的避障控制裝置由5V直流電池供電，因?yàn)镃CD攝像頭的工作電壓為+12V，因此需要一個(gè)電壓轉(zhuǎn)換電路，電壓轉(zhuǎn)換電路采用MAX732DC-DC電壓轉(zhuǎn)換芯片，具體電路連接為MAX732芯片的典型接法。所采用的MC9S12DG128單片機(jī)是M68HC12系列16為單片機(jī)中的一種，其基本結(jié)構(gòu)包括中央處理器單元HCS12(CPU)、2個(gè)異步串行通信口 SCI、2個(gè)同步串行通信口 SPI，8通道輸入捕捉/輸出比較定時(shí)器，I個(gè)8通道脈寬調(diào)制模塊以及49個(gè)獨(dú)立數(shù)字I/O 口(其中20個(gè)具有外部中斷及喚醒功能)，在片內(nèi)還擁有128KB的Flash ROM, 8KB的RAM和2KB的EEPR0M,該單片機(jī)對接收到的信息進(jìn)行分析，控制舵機(jī)、電機(jī)和速度模塊工作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)避障。所采用的夏普GP2Y0A02YK0F紅外傳感器由PSD和IRED以及信號處理電路三部分組成；采用三角測量，環(huán)境干擾小，測距范圍為20 150cm，尺寸為29. 5X13X21. 6mm,供電電壓4. 5to 5. 5V，信號輸出為電壓模擬信號，模擬信號通過MC9S12DG128單片機(jī)的ATDOO ATD07送入單片機(jī)，模數(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，以待進(jìn)一步處理。如圖2所示，CXD攝像頭上有接地線、電源線和信號線，信號線經(jīng)過O. Iuf的電容與視頻同步分離芯片LM1881的2引腳相連，視頻同步分離完成視頻圖像的行、列分離，其1、7引腳分別與MC9S12DG128單片機(jī)的PT3和PT2相連，分別提取視頻圖像的行和列信息，同時(shí)芯片LM1881提取障礙物的外包絡(luò)線并計(jì)算出障礙物包絡(luò)線的寬度值并輸入給MC9S12DG128 單片機(jī)。固定在玩具車后軸齒輪附近的霍爾傳感器便可在每個(gè)小鋼磁通過時(shí)產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的脈沖，檢測出單位時(shí)間的脈沖數(shù)，就可以計(jì)算出此時(shí)的車速，作為單片機(jī)計(jì)算新的避障車速的參考。參照圖3，驅(qū)動(dòng)電路采用典型的H橋電路，該電路由兩個(gè)PNP型三極管8550 :Q1、Q2，兩個(gè)NPN型三極管9013 :Q3、Q4、兩個(gè)NPN型三極管8050 :Q5、Q6，電阻R11、電阻R12、電阻R13、電阻R14、電阻R15和電阻R16組成，其中電阻Rll和電阻R12的阻值均為100 Ω，電阻R13和電阻R14的阻值均為Ik Ω，電阻R15和電阻R16的阻值均為500 Ω。H橋行駛驅(qū)動(dòng)電路包括前進(jìn)輸入端J11，后退輸入端J12，當(dāng)電機(jī)前進(jìn)輸入端Jll為高電平信號時(shí)，三極管Q3、Q2、Q5導(dǎo)通,驅(qū)動(dòng)電機(jī)中電流方向?yàn)閺挠业阶?驅(qū)動(dòng)電機(jī)正轉(zhuǎn),玩具車前進(jìn)；相反，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)后退輸入端J12為高電平信號時(shí)，三極管Q4、Q1、Q6導(dǎo)通，驅(qū)動(dòng)電機(jī)中電流方向?yàn)閺淖蟮接?，?qū)動(dòng)電機(jī)反轉(zhuǎn)，玩具車后退。綜上，本實(shí)用新型的玩具車在遇到一障礙物時(shí)，C⑶攝像頭不斷采集路況信息同時(shí)將所采集的信息傳輸給LM1881芯片，LM1881芯片完成視頻圖像的行、列分離和障礙物外包絡(luò)線和車道邊線的提取，并將所分離和提取的信息傳輸給MC9S12DG128單片機(jī)，單片機(jī)獲取障礙物的寬度為(a+b)，同時(shí)紅外傳感器將所采集的汽車與障礙物的距離信號h輸入MC9S12DG12單片機(jī)，然后單片機(jī)根據(jù)所輸入的信息計(jì)算得到汽車的轉(zhuǎn)向角。如圖4所示，MC9S12DG128單片機(jī)根據(jù)上述信息計(jì)算出玩具車的舵角，舵角Θ計(jì)算公式如下
權(quán)利要求1.一種自動(dòng)避障玩具車，包括玩具車，其特征在于，所述玩具車上安裝有避障控制裝置，該避障控制裝置包括單片機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、電機(jī)、安裝于玩具車前端的CCD攝像頭、安裝于玩具車前端的紅外傳感器、安裝于玩具車前輪上的舵機(jī)和安裝于后輪轉(zhuǎn)軸上的霍爾傳感器；所述CCD攝像頭通過視頻同步分離芯片與單片機(jī)連接，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、紅外傳感器和舵機(jī)分別與單片機(jī)連接，所述電機(jī)與電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路連接。
2.如權(quán)利要求I所述的自動(dòng)避障玩具車，其特征在于，所述單片機(jī)采用MC9S12DG128單片機(jī)。
3.如權(quán)利要求I所述的自動(dòng)避障玩具車，其特征在于，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路采用H橋驅(qū)動(dòng)電路。
4.如權(quán)利要求I所述的自動(dòng)避障玩具車，其特征在于，所述視頻同步分離芯片采用LM1881 芯片。
5.如權(quán)利要求I所述的自動(dòng)避障玩具車，其特征在于，所述舵機(jī)采用輝盛MG995金屬銅齒輪舵機(jī)。
6.如權(quán)利要求I所述的自動(dòng)避障玩具車，其特征在于，所述紅外傳感器采用夏普GP2Y0A02YK0F紅外傳感器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種自動(dòng)避障玩具車。包括玩具車，該玩具車上安裝有避障控制裝置，該避障控制裝置包括單片機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、電機(jī)、安裝于玩具車前端的CCD攝像頭、安裝于玩具車前端的紅外傳感器、安裝于玩具車前輪上的舵機(jī)和安裝于后輪轉(zhuǎn)軸上的霍爾傳感器；所述CCD攝像頭通過視頻同步分離芯片與單片機(jī)連接，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、紅外傳感器和舵機(jī)分別與單片機(jī)連接，所述電機(jī)與電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路連接。該玩具車上安裝有避障控制裝置，該控制裝置根據(jù)CCD攝像頭、紅外傳感器和測速傳感器采集的信息，由單片機(jī)準(zhǔn)確的計(jì)算出遇某一障礙物時(shí)舵機(jī)應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)角度，最終控制各執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)玩具車得自動(dòng)避障。該玩具車智能化程度高且豐富了現(xiàn)有的玩具車種類。
文檔編號A63H17/385GK202355839SQ20112047666
公開日2012年8月1日 申請日期2011年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月25日
發(fā)明者林小鳳, 鄒靜, 馬建新 申請人:長安大學(xué)