本發(fā)明涉及智能交通技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種自適應(yīng)智能車循跡控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，能夠自動(dòng)行駛、自動(dòng)變速、甚至自動(dòng)選擇行駛路線的智能車在智能玩具、智能模型等各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。智能車的循跡方式主要包括光電循跡、攝像頭循跡、電磁循跡等幾種。目前多數(shù)智能車采用單一循跡方式，只能適應(yīng)某一種路線，對于智能車的自動(dòng)行駛有很大的局限性。特別是當(dāng)智能車用于教學(xué)展示時(shí)，只能展示一種循跡模式，教學(xué)功能單一。因此，期待一種能夠?qū)崿F(xiàn)多種循跡方式的智能車循跡控制方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種自適應(yīng)智能車循跡控制系統(tǒng)，其能夠在不同的循跡模式之間自動(dòng)切換。

本發(fā)明采用以下解決方案：

一種自適應(yīng)智能車循跡控制系統(tǒng)，包括：

線路模塊，包括光電導(dǎo)航線路和磁力導(dǎo)航線路；

循跡模塊，設(shè)置于所述智能車上，包括用于感測所述光電導(dǎo)航線路的光電傳感器和用于感測所述磁力導(dǎo)航線路的電感傳感器；

切換判斷模塊，包括線路切換標(biāo)簽、標(biāo)簽讀取單元和判斷單元，所述標(biāo)簽讀取單元設(shè)置于所述智能車上，用于讀取所述線路切換標(biāo)簽，所述判斷單元用于根據(jù)所讀取的線路切換標(biāo)簽的信息輸出切換指令；

控制模塊，用于接收所述光電傳感器的感測信號(hào)、所述電感傳感器的感測信號(hào)和所述線路切換指令，并根據(jù)所述線路切換指令關(guān)閉處于操作狀態(tài)的傳感器，同時(shí)啟動(dòng)處于非操作狀態(tài)的傳感器，以及根據(jù)所述光電傳感器的感測信號(hào)或電感傳感器的感測信號(hào)控制所述智能車的驅(qū)動(dòng)裝置。

優(yōu)選地，所述光電導(dǎo)航線路和所述磁力導(dǎo)航線路的至少一部分相互重合，所述線路切換標(biāo)簽設(shè)置于重合部分處。

優(yōu)選地，所述控制器將所述光電傳感器的感測信號(hào)轉(zhuǎn)換為光電線路位置信息，并根據(jù)所述光電線路位置信息控制所述智能車的驅(qū)動(dòng)裝置，所述光電線路位置信息表示所述智能車相對于所述光電導(dǎo)航線路的位置。

優(yōu)選地，所述控制器將所述電感傳感器的感測信號(hào)轉(zhuǎn)換為磁力線路位置信息，并根據(jù)所述磁力線路位置信息控制所述智能車的驅(qū)動(dòng)裝置，所述磁力線路位置信息表示所述智能車相對于所述磁力導(dǎo)航線路的位置。

優(yōu)選地，所述標(biāo)簽讀取單元是RFID讀卡器，所述線路切換標(biāo)簽是RFID標(biāo)簽。

優(yōu)選地，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括舵機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)。

優(yōu)選地，還包括設(shè)置于所述智能車上的超聲波避障模塊。

優(yōu)選地，所述自適應(yīng)智能車循跡控制系統(tǒng)還包括模式選擇按鍵，所述模式選擇按鍵包括兩個(gè)按鍵，分別用于啟動(dòng)所述光電傳感器和所述電感傳感器。

優(yōu)選地，所述線路切換標(biāo)簽為多個(gè)。

優(yōu)選地，所述判斷單元將所讀取的線路切換標(biāo)簽的信息與預(yù)先存儲(chǔ)的信息碼進(jìn)行匹配，并在匹配成功時(shí)輸出切換指令。

本發(fā)明的有益效果在于：配置兩種傳感器，分別能夠?qū)崿F(xiàn)光電循跡模式和磁力循跡模式，在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置線路切換標(biāo)簽，通過標(biāo)簽讀取單元讀取線路切換標(biāo)簽，從而能夠?qū)崿F(xiàn)不同循跡模式之間的自動(dòng)切換；通過這種方式，當(dāng)智能車面對多種導(dǎo)航線路時(shí)，可以自動(dòng)選擇導(dǎo)航線路，省去對智能車硬件或軟件的修改，解決了智能車無法沿不同線路運(yùn)動(dòng)的問題。

附圖說明

通過結(jié)合附圖對本發(fā)明示例性實(shí)施例進(jìn)行更詳細(xì)的描述，本發(fā)明的上述以及其它目的、特征和優(yōu)勢將變得更加明顯。其中，在示例性實(shí)施例中，相同的參考標(biāo)號(hào)通常代表相同部件。

圖1顯示根據(jù)示例性實(shí)施例的自適應(yīng)智能車控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2顯示根據(jù)示例性實(shí)施例的自適應(yīng)智能車控制系統(tǒng)的工作示意圖；

圖3顯示根據(jù)示例性實(shí)施例的自適應(yīng)智能車控制系統(tǒng)進(jìn)行導(dǎo)航線路擴(kuò)充后的工作示意圖。

主要附圖標(biāo)記說明：

1-光電導(dǎo)航線路，2：磁力導(dǎo)航線路，3：線路切換標(biāo)簽，4：智能車，5：標(biāo)簽讀取單元，6：判斷單元，7：控制模塊，8：光電傳感器，9：電感傳感器，10：線路模塊，11：循跡模塊，12：切換判斷模塊，1-1：光電導(dǎo)航線路，3-1：線路切換標(biāo)簽。

具體實(shí)施方式

下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。雖然附圖中顯示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，然而應(yīng)該理解，可以以各種形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，而不應(yīng)被這里闡述的實(shí)施例所限制。相反，提供這些實(shí)施例是為了使本發(fā)明更加透徹和完整，并且能夠?qū)⒈景l(fā)明的范圍完整地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。

圖1顯示根據(jù)示例性實(shí)施例的自適應(yīng)智能車控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，該自適應(yīng)智能車循跡控制系統(tǒng)包括：

線路模塊10，包括光電導(dǎo)航線路1和磁力導(dǎo)航線路2；

循跡模塊11，設(shè)置于智能車上，包括用于感測光電導(dǎo)航線路的光電傳感器8和用于感測磁力導(dǎo)航線路的電感傳感器9；

切換判斷模塊12，包括線路切換標(biāo)簽3、標(biāo)簽讀取單元5和判斷單元6，標(biāo)簽讀取單元5設(shè)置于智能車上，用于讀取線路切換標(biāo)簽3，判斷單元6用于根據(jù)所讀取的線路切換標(biāo)簽3的信息輸出切換指令；

控制模塊7，用于接收光電傳感器8的感測信號(hào)、電感傳感器9的感測信號(hào)和切換指令，并根據(jù)切換指令關(guān)閉處于操作狀態(tài)的傳感器，同時(shí)啟動(dòng)處于非操作狀態(tài)的傳感器，以及根據(jù)光電傳感器8的感測信號(hào)或電感傳感器9的感測信號(hào)控制智能車的驅(qū)動(dòng)裝置。

其中，光電導(dǎo)航線路可以為黑白線條或者其他彩色線條，其可以沿著預(yù)定線路鋪設(shè)。循跡模塊的光電傳感器可以發(fā)射紅外光并且感測路面反射光的強(qiáng)度，根據(jù)反射光的強(qiáng)度產(chǎn)生電信號(hào)，該電信號(hào)被傳輸?shù)娇刂颇K，控制模塊根據(jù)該電信號(hào)的強(qiáng)弱區(qū)分普通路面與光電導(dǎo)航線路，進(jìn)而確定智能車相對于光電導(dǎo)航線路的位置信息，被稱為光電線路位置信息。例如，光電傳感器可以是反射取樣式光電傳感器。

磁力導(dǎo)航線路利用電磁感應(yīng)原理產(chǎn)生穩(wěn)定磁場，例如可采用方波發(fā)生器作用于銅線回路來產(chǎn)生穩(wěn)定磁場。循跡模塊的電感傳感器可以感應(yīng)磁場強(qiáng)弱，根據(jù)感應(yīng)的磁場強(qiáng)弱產(chǎn)生電信號(hào)，該電信號(hào)被傳輸?shù)娇刂颇K，控制模塊根據(jù)該電信號(hào)的強(qiáng)弱來確定智能車相對于磁力導(dǎo)航線路的位置，被稱為磁力線路位置信息。

磁力導(dǎo)航線路可以沿著預(yù)定線路鋪設(shè)，例如，磁力導(dǎo)航線路可以與光電導(dǎo)航線路完全重合，即沿著相同的路徑同時(shí)鋪設(shè)光電導(dǎo)航線路和磁力導(dǎo)航線路。在路徑的適當(dāng)位置設(shè)置線路切換標(biāo)簽，使得智能車在設(shè)置線路切換標(biāo)簽處切換循跡模式，可以向使用者展示兩種循跡模式的工作狀況?；蛘撸帕?dǎo)航線路可以與光電導(dǎo)航線路部分重合，即兩條線路僅有一部分沿著相同的路徑鋪設(shè)，那么可以在兩條線路的重合部分設(shè)置線路切換標(biāo)簽，使得智能車在設(shè)置線路切換標(biāo)簽處切換循跡模式。在這種情況下，切換循跡模式之后，智能車將改變行駛路線，從而可以更直觀地向使用者展示兩種循跡模式的工作狀況。

在光電導(dǎo)航線路和磁力導(dǎo)航線路的重合部分處，在需要進(jìn)行循跡模式切換的位置設(shè)置線路切換標(biāo)簽。智能車上設(shè)置有標(biāo)簽讀取單元，用于讀取線路切換標(biāo)簽。當(dāng)智能車行駛到線路切換標(biāo)簽的位置時(shí)，標(biāo)簽讀取單元讀取線路切換標(biāo)簽的信息，切換判斷模塊的判斷單元根據(jù)所讀取的線路切換標(biāo)簽的信息輸出切換指令。作為優(yōu)選方案，標(biāo)簽讀取單元可以是RFID讀卡器，線路切換標(biāo)簽可以是RFID標(biāo)簽。

控制模塊可以是微處理器，例如STM32微處理器，內(nèi)部移植uCOS操作系統(tǒng)，其接收光電傳感器的感測信號(hào)、電感傳感器的感測信號(hào)和切換指令。當(dāng)控制模塊接收到切換指令時(shí)，其根據(jù)切換指令關(guān)閉處于操作狀態(tài)的傳感器，同時(shí)啟動(dòng)處于非操作狀態(tài)的傳感器，以實(shí)現(xiàn)循跡模式的切換。更具體而言，當(dāng)光電傳感器處于操作狀態(tài)、電感傳感器處于非操作狀態(tài)時(shí)，控制器根據(jù)切換指令關(guān)閉光電傳感器，并啟動(dòng)電感傳感器，從而使得智能車從光電循跡模式切換到磁力循跡模式，通過電感傳感器感測磁力導(dǎo)航線路進(jìn)行循跡；當(dāng)電感傳感器處于操作狀態(tài)、光電傳感器處于非操作狀態(tài)時(shí)，控制器根據(jù)切換指令關(guān)閉電感傳感器，并啟動(dòng)光電傳感器，從而使得智能車從磁力循跡模式切換到光電循跡模式，通過光電傳感器感測光電導(dǎo)航線路進(jìn)行循跡。通過這種方式，即可實(shí)現(xiàn)循跡模式的切換。

此外，當(dāng)控制模塊接收到光電傳感器的感測信號(hào)時(shí)，其根據(jù)該信號(hào)的強(qiáng)弱區(qū)分普通路面與光電導(dǎo)航線路，進(jìn)而確定智能車相對于光電導(dǎo)航線路的位置信息(即光電線路位置信息)，然后根據(jù)光電線路位置信息驅(qū)動(dòng)智能車的驅(qū)動(dòng)裝置，從而改變智能車的行駛方向和行駛速度，使得智能車始終沿著光電導(dǎo)航線路行駛?；蛘?，當(dāng)控制模塊接收到電感傳感器的感測信號(hào)時(shí)，其根據(jù)該信號(hào)的強(qiáng)弱來確定智能車相對于磁力導(dǎo)航線路的位置(即磁力線路位置信息)，然后根據(jù)磁力線路位置信息驅(qū)動(dòng)智能車的驅(qū)動(dòng)裝置，從而改變智能車的行駛方向和行駛速度，使得智能車始終沿著磁力導(dǎo)航線路行駛。光電導(dǎo)航和磁力導(dǎo)航的實(shí)現(xiàn)均屬于本領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。

智能車的驅(qū)動(dòng)裝置一般包括舵機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)，舵機(jī)用于控制智能車的轉(zhuǎn)向，驅(qū)動(dòng)電機(jī)用于控制智能車的行駛速度?；蛘撸悄苘嚳梢圆捎盟妮嗱?qū)動(dòng)模式，控制模塊可連接四組電機(jī)，并通過脈沖寬度調(diào)制的方式來控制每組電機(jī)的轉(zhuǎn)速，通過控制每組電機(jī)達(dá)到不同轉(zhuǎn)速，改變智能車的行駛方向和速度。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的自適應(yīng)智能車循跡控制系統(tǒng)配置兩種傳感器，分別能夠?qū)崿F(xiàn)光電循跡模式和磁力循跡模式。在導(dǎo)航線路的適當(dāng)位置設(shè)置線路切換標(biāo)簽，通過標(biāo)簽讀取單元讀取線路切換標(biāo)簽，從而能夠?qū)崿F(xiàn)不同循跡模式之間的自動(dòng)切換；通過這種方式，當(dāng)智能車面對多種導(dǎo)航線路時(shí)，可以根據(jù)所設(shè)置的線路切換標(biāo)簽自動(dòng)選擇導(dǎo)航線路，省去對智能車硬件或軟件的修改，解決了智能車無法沿不同線路運(yùn)動(dòng)的問題；此外，當(dāng)導(dǎo)航線路被修改時(shí)，也只需要重新設(shè)置線路切換標(biāo)簽的位置，智能車即可以沿著修改后的線路按照所設(shè)置的線路切換標(biāo)簽自動(dòng)選擇導(dǎo)航線路，最大限度地避免修改智能車硬件或軟件。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的自適應(yīng)智能車循跡控制系統(tǒng)特別適用于模擬智能交通環(huán)境。

作為優(yōu)選方案，本發(fā)明實(shí)施例的自適應(yīng)智能車循跡控制系統(tǒng)還包括模式選擇按鍵，模式選擇按鍵包括兩個(gè)按鍵，分別用于啟動(dòng)循跡模塊的光電傳感器和電感傳感器，從而可以通過手動(dòng)方式將智能車切換到光電循跡模式或磁力循跡模式。在線路切換標(biāo)簽或者標(biāo)簽讀取單元出現(xiàn)故障時(shí)，可以通過模式選擇按鍵手動(dòng)地切換智能車的循跡模式。

作為優(yōu)選方案，本發(fā)明實(shí)施例的自適應(yīng)智能車循跡控制系統(tǒng)還包括超聲波避障模塊，其設(shè)置于智能車上，利用超聲波來檢測智能車的前方是否有障礙物。在超聲波避障模塊檢測到障礙物時(shí)，由控制器控制智能車的驅(qū)動(dòng)裝置，使智能車停止在障礙物前方，避免損害智能車。超聲波避障模塊可以采用超聲波傳感器。

作為優(yōu)選方案，線路切換標(biāo)簽可以為多個(gè)，從而可以在導(dǎo)航線路的多個(gè)位置分別實(shí)現(xiàn)循跡模式的切換。

作為優(yōu)選方案，判斷單元將所讀取的線路切換標(biāo)簽的信息(例如ID號(hào)碼)，與預(yù)先存儲(chǔ)的信息碼進(jìn)行匹配，如果匹配成功，則輸出切換指令，控制模塊根據(jù)該切換指令關(guān)閉處于操作狀態(tài)的傳感器并啟動(dòng)處于非操作狀態(tài)的傳感器，從而實(shí)現(xiàn)循跡模式的切換。

實(shí)施例1

圖1顯示根據(jù)示例性實(shí)施例的自適應(yīng)智能車控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2顯示根據(jù)示例性實(shí)施例的自適應(yīng)智能車控制系統(tǒng)的工作示意圖，圖3顯示根據(jù)示例性實(shí)施例的自適應(yīng)智能車控制系統(tǒng)進(jìn)行導(dǎo)航線路擴(kuò)充后的工作示意圖。

如圖1-3所示，在本實(shí)施例中，光電導(dǎo)航線路1和磁力導(dǎo)航線路2共同構(gòu)成8字型導(dǎo)航路徑，在光電導(dǎo)航線路1和磁力導(dǎo)航線路2的重合部分，即8字型導(dǎo)航路徑的中間交叉處，設(shè)置線路切換標(biāo)簽3，線路切換標(biāo)簽3是RFID標(biāo)簽。

智能車4上設(shè)置有循跡模塊11，循跡模塊11包括光電傳感器8和電感傳感器9，分別用于感測光電導(dǎo)航線路1和磁力導(dǎo)航線路2。智能車4上還設(shè)置有標(biāo)簽讀取單元5，其是用于讀取RFID標(biāo)簽的RFID讀卡器，標(biāo)簽讀取單元5讀取RFID標(biāo)簽的信息，切換判斷模塊12的判斷單元6根據(jù)標(biāo)簽讀取單元5讀取的標(biāo)簽信息輸出切換指令。智能車4通過四輪驅(qū)動(dòng)。

控制模塊7是STM32的微處理器，內(nèi)部移植uCOS操作系統(tǒng)，其用于接收光電傳感器8的感測信號(hào)、電感傳感器9的感測信號(hào)和判斷單元6輸出的切換指令，其根據(jù)切換指令關(guān)閉處于操作狀態(tài)的傳感器，同時(shí)啟動(dòng)處于非操作狀態(tài)的傳感器，并根據(jù)感測信號(hào)控制智能車4的四組驅(qū)動(dòng)電機(jī)，從而控制智能車4的行駛方向和速度。

根據(jù)示例性實(shí)施例的自適應(yīng)智能車控制系統(tǒng)工作時(shí)，首先打開車身上的電源開關(guān)，此時(shí)光電傳感器8被啟動(dòng)，智能車4沿著光電導(dǎo)航線路1行駛，如圖1中左側(cè)箭頭所示；當(dāng)智能車4行駛到線路切換標(biāo)簽3的位置時(shí)，即圖1中左側(cè)箭頭的終點(diǎn)，標(biāo)簽讀取單元5讀取線路切換標(biāo)簽3的信息，判斷單元6將該信息與預(yù)先存儲(chǔ)的信息碼進(jìn)行匹配，在匹配成功時(shí)輸出切換指令，控制模塊7根據(jù)切換指令關(guān)閉處于操作狀態(tài)的傳感器(即光電傳感器8)，啟動(dòng)處于非操作狀態(tài)的傳感器(即電感傳感器9)，智能車4切換到磁力循跡模式，沿著磁力導(dǎo)航線路2繼續(xù)行駛，如圖1中右側(cè)箭頭所示。

當(dāng)智能車4再次行駛到線路切換標(biāo)簽3的位置時(shí)，標(biāo)簽讀取單元5再次讀取線路切換標(biāo)簽3的信息，判斷單元6將該信息與預(yù)先存儲(chǔ)的信息碼進(jìn)行匹配，在匹配成功時(shí)輸出切換指令，控制模塊7根據(jù)切換指令關(guān)閉處于操作狀態(tài)的傳感器(即電感傳感器9)，啟動(dòng)處于非操作狀態(tài)的傳感器(即光電傳感器8)，智能車4重新回到光電循跡模式，沿著光電導(dǎo)航線路1繼續(xù)行駛。

當(dāng)對導(dǎo)航線路進(jìn)行擴(kuò)充時(shí)，如圖3所示，擴(kuò)充了光電導(dǎo)航線路1-1，那么如果希望在光電導(dǎo)航線路1-1與磁力導(dǎo)航線路2的交匯處進(jìn)行循跡模式切換，只需要在交匯處設(shè)置新的線路切換標(biāo)簽3-1即可。通過這種方式，可以方便、快速地進(jìn)行導(dǎo)航線路的擴(kuò)充，并根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)循跡模式切換，避免了進(jìn)一步的軟硬件修改。

上述技術(shù)方案只是本發(fā)明的一種實(shí)施例，對于本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員而言，在本發(fā)明的原理的基礎(chǔ)上，很容易做出各種類型的改進(jìn)或變形，而不僅限于本發(fā)明上述具體實(shí)施例的描述，因此前面的描述只是優(yōu)選的，而并不具有限制性的意義。