本發(fā)明涉及智能控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電磁智能小車送餐系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著人工智能技術(shù)的日益發(fā)展，智能車開始逐漸走近大眾。智能車也叫無人車輛，是一個(gè)集環(huán)境感知，數(shù)據(jù)分析，決策控制和多等級輔助駕駛等功能于一體的綜合系統(tǒng)，集中運(yùn)用了計(jì)算機(jī)、傳感器技術(shù)、信息融合、通訊、人工智能及自動控制等技術(shù)，是典型的高新技術(shù)綜合體。

一種自動智能循跡小車的控制系統(tǒng)(申請?zhí)?01220135231.x)中提到的一直智能循跡小車，其路徑檢測是通過紅外線循跡，容易受到外界光源的干擾，同時(shí)在遇到十字交錯(cuò)路線時(shí)，會對檢測到的信號進(jìn)行誤判，無法正確行駛，在實(shí)施過程中無法達(dá)到預(yù)期的要求，無法在現(xiàn)實(shí)中投入使用。

故，針對目前現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，實(shí)有必要進(jìn)行研究，以提供一種方案，解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，確有必要提供一種結(jié)構(gòu)簡單且便于實(shí)施的電磁智能小車送餐系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)將餐食自動送至顧客的餐桌前，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，便于實(shí)施，節(jié)省了人力。

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種電磁智能小車送餐系統(tǒng)，包括：為每個(gè)餐桌設(shè)置一條獨(dú)立路徑的電磁軌道、設(shè)置在每張餐桌的定位磁鐵、信號源、通道開關(guān)以及智能循跡小車，其中，

所述電磁軌道為鋪設(shè)在餐廳中的導(dǎo)線且每條電磁軌道具有相同的起點(diǎn)和終點(diǎn)；

所述信號源串接在所有電磁軌道的同軌部分中，用于產(chǎn)生交變電流使電磁軌道產(chǎn)生磁場信號；

所述通道開關(guān)串接在電磁軌道中，用于根據(jù)餐桌信息接通相應(yīng)的電磁軌道使該電磁軌道中導(dǎo)通交變電流；

所述智能循跡小車用于將餐食自動送達(dá)餐桌并返回，其進(jìn)一步包括控制模塊、電源模塊、電磁信號檢測模塊、動力驅(qū)動模塊、壓力檢測模塊和干簧管，其中，所述電源模塊用于為智能循跡小車提供供電；所述電磁信號檢測模塊用于檢測電磁軌道的磁場信號；所述控制模塊用于根據(jù)獲取的磁場信號制定行駛路線并控制所述動力驅(qū)動模塊循跡行駛；所述干簧管用于感應(yīng)定位磁鐵并將感應(yīng)信號發(fā)送給控制模塊，所述控制模塊根據(jù)所述感應(yīng)信號判斷是否已將餐食送達(dá)餐桌并控制智能循跡小車停止循跡等待客戶取餐；所述壓力檢測模塊與所述控制模塊相連接，用于感應(yīng)餐盤的壓力，當(dāng)餐盤被拿起時(shí)，所述壓力檢測模塊感應(yīng)到壓力變化信號并發(fā)送給所述控制模塊，所述控制模塊產(chǎn)生返航信號進(jìn)而智能循跡小車進(jìn)入返航狀態(tài)并繼續(xù)循跡所述電磁軌道返航至終點(diǎn)位置；

所述電磁信號檢測模塊采用四路lc諧振電路，該四路lc諧振電路沿軌道左右對稱分布，其中，靠近電磁軌道內(nèi)側(cè)的兩個(gè)對稱lc諧振電路的電感與電磁軌道垂直，而靠近電磁軌道外側(cè)的兩個(gè)對稱lc諧振電路的電感與電磁軌道呈45°角。

優(yōu)選地，還設(shè)置有終點(diǎn)磁鐵，智能循跡小車處于返航狀態(tài)時(shí)，當(dāng)所述干簧管感應(yīng)到終點(diǎn)磁鐵時(shí)，所述智能循跡小車停止循跡。

優(yōu)選地，還設(shè)置有起點(diǎn)磁鐵。

優(yōu)選地，所述控制模塊采用單片機(jī)mc9s12xs128。

優(yōu)選地，所述動力驅(qū)動模塊至少包括電機(jī)和舵機(jī)，均與所述控制模塊相連接。

優(yōu)選地，通過h橋電路實(shí)現(xiàn)控制所述電機(jī)。

優(yōu)選地，所述控制模塊控制所述舵機(jī)實(shí)現(xiàn)方向控制。

優(yōu)選地，所述控制模塊通過pid算法計(jì)算出最優(yōu)路線實(shí)現(xiàn)路線選擇。

優(yōu)選地，所述信號源產(chǎn)生交變電流的頻率為20khz；所述lc諧振電路的諧振頻率為20khz。

優(yōu)選地，還包括超聲波模塊，與所述控制模塊相連接，用于檢測電磁軌道上的臨時(shí)障礙物。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，通過磁鐵作為餐桌定位信號，從而大大簡化了系統(tǒng)架構(gòu)；通過lc諧振電路選擇信號頻率，從而改變信號源的頻率來到達(dá)消除外界特定的干擾信號。

附圖說明

圖1為本發(fā)明電磁智能小車送餐系統(tǒng)的原理框圖。

圖2為本發(fā)明中智能循跡小車的原理框圖。

圖3為本發(fā)明中電磁信號檢測模塊的原理框圖。

圖4為本發(fā)明中電磁信號檢測模塊的具體電路原理圖。

如下具體實(shí)施例將結(jié)合上述附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明提供的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明。

參見圖1，所示為本發(fā)明提供一種電磁智能小車送餐系統(tǒng)的原理框圖，為每個(gè)餐桌設(shè)置一條獨(dú)立路徑的電磁軌道、設(shè)置在每張餐桌的定位磁鐵、信號源、通道開關(guān)以及智能循跡小車，其中，電磁軌道為鋪設(shè)在餐廳中的導(dǎo)線且每條電磁軌道具有相同的起點(diǎn)和終點(diǎn)；信號源串接在所有電磁軌道的同軌部分中，用于產(chǎn)生交變電流使電磁軌道產(chǎn)生磁場信號；通道開關(guān)串接在電磁軌道中，用于根據(jù)餐桌信息接通相應(yīng)的電磁軌道使交變電流導(dǎo)通；智能循跡小車用于將餐食自動送達(dá)餐桌并返回。

參見圖2，所示為本發(fā)明中智能循跡小車的原理框圖，其進(jìn)一步包括控制模塊、電源模塊、電磁信號檢測模塊、動力驅(qū)動模塊、壓力檢測模塊和干簧管，其中，電源模塊用于智能循跡小車提供供電；電磁信號檢測模塊用于檢測電磁軌道的磁場信號；控制模塊用于根據(jù)獲取的磁場信號制定行駛路線并控制動力驅(qū)動模塊循跡行駛；干簧管用于感應(yīng)定位磁鐵并將感應(yīng)信號發(fā)送給控制模塊，控制模塊根據(jù)感應(yīng)信號判斷是否已將餐食送達(dá)餐桌并控制智能循跡小車停止循跡等待客戶取餐；壓力檢測模塊與控制模塊相連接，用于感應(yīng)餐盤的壓力，當(dāng)餐盤被拿起時(shí)，壓力檢測模塊感應(yīng)到壓力變化信號并發(fā)送給控制模塊，控制模塊產(chǎn)生返航信號進(jìn)而智能循跡小車進(jìn)入返航狀態(tài)并繼續(xù)循跡電磁軌道返航至終點(diǎn)位置。

上述技術(shù)方案能夠達(dá)到以下技術(shù)效果：由于采用電磁信號作為循跡軌道，從而抗干擾能力大大提升；lc諧振電路可以選擇采集的信號頻率，從而改變信號源的頻率來到達(dá)消除外界特定的干擾信號；采用電磁鐵作為餐桌定位信號，從而大大簡化了系統(tǒng)架構(gòu)；電磁軌道為鋪設(shè)在地面的導(dǎo)線，從而可以根據(jù)實(shí)際餐廳內(nèi)餐桌的布局鋪設(shè)電磁軌道，大大降低了技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度，能夠適用于大部分的餐廳；由于設(shè)置了壓力檢測模塊，返航信號不必人為的產(chǎn)生，只要餐盤拿起，就會自動產(chǎn)生一個(gè)返航信號。

在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，智能循跡小車從起點(diǎn)磁鐵開始啟動，啟動前先開啟相應(yīng)餐桌的通道開關(guān)，相應(yīng)電磁軌道接通信號源產(chǎn)生的交變電流進(jìn)而產(chǎn)生磁場信號，智能循跡小車根據(jù)鋪設(shè)的電磁軌道進(jìn)行行駛，當(dāng)行駛到餐桌的定位磁鐵鋪設(shè)點(diǎn)時(shí)，智能循跡小車的干簧管檢測到磁鐵停止行駛，單片機(jī)會發(fā)出信號時(shí)小車立即停下等客戶取餐后，當(dāng)小車上的餐盤被拿起時(shí)，壓力檢測模塊發(fā)送信號給單片機(jī)，單片機(jī)重新驅(qū)動電機(jī)工作，繼續(xù)按照軌跡行駛直至行駛到鋪設(shè)的終點(diǎn)磁鐵后停止，智能循跡小車在行駛的過程中會利用裝備的超聲波模塊對行人進(jìn)行檢測，當(dāng)檢測到行人(臨時(shí)障礙物)時(shí)，智能循跡小車會停下等待行人離開后繼續(xù)進(jìn)行送餐。

在上述技術(shù)方案中，由于鋪設(shè)多條電磁軌道，會存在十字交錯(cuò)的軌道，這對智能循跡小車循跡導(dǎo)航造成了新的技術(shù)難度?，F(xiàn)有技術(shù)，電磁信號檢測模塊通常采用多個(gè)lc諧振電路實(shí)現(xiàn)磁場信號的檢測，并且lc諧振電路中的電感是水平對稱地分布在軌道上方兩側(cè)，利用左右對稱位置的電感檢測到的磁場信號差值確定偏離軌道大小。由電磁感應(yīng)原理可知，電感平行電磁軌道時(shí)，電感中產(chǎn)生感應(yīng)電流，通過感應(yīng)電流的大小可以判定與電磁軌道的位置關(guān)系；而電感垂直電磁的時(shí)候檢測不到感應(yīng)電流，因此，現(xiàn)有技術(shù)采用平行對稱電感排列方式，在普通軌道中能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確循跡。但是，在十字交錯(cuò)的軌道情形下測試，水平電感分布容易在軌道交錯(cuò)時(shí)存在信號干擾，從而導(dǎo)致智能循跡小車越軌現(xiàn)象，造成配送出錯(cuò)。

為了克服上述技術(shù)缺陷，在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，電磁信號檢測模塊采用四路lc諧振電路，參見圖3，所示為本發(fā)明中電磁信號檢測模塊的排列示意圖，四個(gè)lc諧振電路沿軌道左右對稱分布，其中靠近電磁軌道內(nèi)側(cè)的兩個(gè)對稱lc諧振電路(電感)與電磁軌道垂直，而靠近電磁軌道外側(cè)的兩個(gè)對稱lc諧振電路(電感)與電磁軌道垂直呈45°角，這種排列方式有利于對十字交叉軌跡進(jìn)行檢測，也可以在偏離軌跡是迅速的校正。智能循跡小車在非交叉軌跡上行駛時(shí)，外側(cè)的lc諧振電路能檢測到軌道，內(nèi)側(cè)lc諧振電路無法檢測到信號。而當(dāng)小車行駛到交叉軌道時(shí)，由于外側(cè)lc諧振電路呈45°可以同時(shí)檢測到兩條軌跡獲取的信號值增加，內(nèi)側(cè)lc諧振電路可以檢測到垂直行駛方向的軌跡信號，可以獲知更準(zhǔn)確的軌道信息，從而能夠?qū)κ纸徊娴能壍谰哂懈叩膮^(qū)分度，確保智能循跡小車沿著預(yù)設(shè)的電磁軌道行駛。

參見圖4，所示為電磁信號檢測模塊的具體電路原理圖，容值為6.8n電容c1和感值為10nh的電感組成一個(gè)諧振電路，采集頻率為20khz的磁場信號，磁場信號由一個(gè)通電的導(dǎo)線生成，為了避免外部其他頻率信號的干擾，可以通過改變改變通電導(dǎo)線信號源的頻率來實(shí)現(xiàn)對采集信號頻率的改變，c1和l1與采集信號的頻率關(guān)系公式：

諧振電路采集信號后先利用c2，r1和c3，r2進(jìn)行濾波，c4，c5對芯片供電電源進(jìn)行濾波，輸入由于信號比較小，需要通過放大器對信號進(jìn)行放大，圖4使用ina129對采集的信號進(jìn)行放大，放大的倍數(shù)：

信號放大后通過一個(gè)檢波電路把交流信號轉(zhuǎn)換成直流信號，再由單片機(jī)進(jìn)行ad采樣，獲取數(shù)據(jù)，根據(jù)所獲取的信號對電機(jī)和舵機(jī)進(jìn)行操控。

在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，還設(shè)置有終點(diǎn)磁鐵，智能循跡小車處于返航狀態(tài)時(shí)，當(dāng)干簧管感應(yīng)到終點(diǎn)磁鐵時(shí)，智能循跡小車停止循跡。

在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，還設(shè)置有起點(diǎn)磁鐵。

在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，控制模塊采用單片機(jī)mc9s12xs128。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，動力驅(qū)動模塊包括至少電機(jī)和舵機(jī)，均與控制模塊相連接，電機(jī)用于控制智能循跡小車的速度，舵機(jī)用于控制智能循跡小車的方向?？刂颇K用于控制智能循跡小車的啟動以及行走速度。電磁信號檢測模塊檢查電磁信號，控制模塊依此判斷智能循跡小車偏離電磁軌道的情況，同時(shí)控制電機(jī)和舵機(jī)的參數(shù)改變智能循跡小車的運(yùn)動狀態(tài)使其保持循跡電磁軌道。

在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，通過h橋電路實(shí)現(xiàn)控制電機(jī)。

在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，控制模塊通過pid算法計(jì)算出最優(yōu)路線實(shí)現(xiàn)路線選擇。

在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，信號源產(chǎn)生交變電流的頻率為20khz；lc諧振電路的諧振頻率為20khz。

以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。

對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。