本實用新型涉及人工智能領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種智能循跡車的控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：隨著人工智能領(lǐng)域的快速發(fā)展，人工智能被運用到各行各業(yè)。例如，智能循跡車就被廣泛的應(yīng)用在物流、導(dǎo)購等工作中。而近些年，隨著無人駕駛技術(shù)被廣泛研究，智能循跡車也被研究的越來越深入。傳統(tǒng)的智能循跡車的控制系統(tǒng)一般包括單片機、電源模塊、循跡模塊、驅(qū)動模塊和避障模塊。然而上述智能模塊并不能控制無人車完全滿足路面行駛的要求。所以要研究一款可以滿足各種路面行駛條件的控制系統(tǒng)對于研究無人駕駛尤為重要。技術(shù)實現(xiàn)要素：本實用新型要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)中智能車的控制系統(tǒng)無法完全滿足路面行駛要求的缺陷，提供一種智能循跡車的控制系統(tǒng)，其可是控制智能循跡車自動行駛在模擬的馬路上，并滿足實際駕駛的要求。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：構(gòu)造一種智能循跡車的控制系統(tǒng)，包括單片機控制單元、電源模塊、檢測路面信息的循跡模塊、執(zhí)行操作的驅(qū)動模塊和檢測障礙物的避障模塊，其特殊之處在于：所述控制系統(tǒng)還包括能夠識別紅綠燈的顏色識別模塊；所述電源模塊與單片機控制單元電性相連，并為所述控制系統(tǒng)提供電源；所述循跡模塊與單片機控制單元電性相連，并將檢測到的路面信息傳送至單片機控制單元；所述避障模塊與單片機控制單元電性相連，并將檢測到的障礙物信息傳送至單片機控制單元；所述顏色識別模塊與單片機控制單元電性相連，并將識別到的紅綠燈信息傳送至單片機控制單元；所述驅(qū)動模塊與單片機控制單元電性相連，所述單片機控制單元將接收到的路面信息、障礙物信息和紅綠燈信息轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的操作信號輸出至驅(qū)動模塊。進一步地，所述顏色識別模塊包括TCS3200D顏色傳感器。更進一步地，所述單片機控制單元包括AT89C51單片機。再進一步地，所述循跡模塊包括作為檢測的TCRT5000紅外反射式對管和作為電壓比較器的LM324。還進一步地，所述避障模塊為超聲波避障模塊，包括定時器、發(fā)射器、接收器和放大處理器，所述定時器的輸入端和放大處理器的輸出端分別與AT89C51單片機相連，所述定時器的輸出端與發(fā)射器的輸入端相連，所述接收器的輸出端與放大處理器的輸入端相連。又進一步地，所述驅(qū)動模塊包括作為驅(qū)動芯片的L293D和兩個直流電機。在上述技術(shù)方案中，所述TCRT5000紅外反射式對管有兩個，分別與相應(yīng)電阻串聯(lián)后再并聯(lián)組成檢測電路；所述檢測電路的輸出端與LM324的輸入端相連。進一步地，所述LM324的3腳上連接有可調(diào)電阻R13，所述LM324的5腳上連接有可調(diào)電阻R15。在本實用新型所設(shè)計的智能循跡車的控制系統(tǒng)中，電源為整個控制系統(tǒng)提供電源；單片機控制單元為最主要的控制模塊，用于接收各模塊傳遞來的信息并進行處理，再將各模塊的信號傳遞給驅(qū)動模塊，使驅(qū)動模塊對智能循跡車產(chǎn)生指令，從而控制智能循跡車的后輪。循跡模塊用于檢測路面的信息，并將路面信息輸出給單片機控制單元處理，處理后的路面信息送至驅(qū)動模塊。所以循跡模塊是用于保證智能循跡車始終行駛在正確的路線上。避障模塊采用超聲波原理，其發(fā)射器發(fā)射超聲波，然后不斷接受物體反射的回波，計算發(fā)射與接受的時間差t。將時間差t結(jié)合公式計算小車與物體間的距離，然后將相應(yīng)信息輸出至單片機控制單元處理，驅(qū)動模塊再根據(jù)車與障礙物之間的距離輸出指令，使智能循跡車采取相應(yīng)的反應(yīng)。顏色識別模塊用于識別紅綠燈信息，將接收到的紅綠燈信息傳送至單片機控制單元處理，然后驅(qū)動模塊再根據(jù)處理后的紅綠燈信息來控制智能循跡車。由上述功能可知，本實用新型所控制的智能循跡車可自動行駛在模擬的馬路上，并滿足實際駕駛的要求。所以本實用新型對于無人駕駛的研究可以提供重要的參考數(shù)據(jù)。附圖說明下面將結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中：圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型顏色識別模塊的TCS3200D電路圖；圖3是本實用新型循跡模塊的TCRT5000電路圖；圖4是本實用新型循跡模塊的LM324的電路圖；圖5是本實用新型超聲波避障模塊的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本實用新型驅(qū)動模塊的L293D的電路圖；圖7是模擬駕駛試驗場地結(jié)構(gòu)示意圖；圖中：智能循跡車1、超車區(qū)2、變道區(qū)3、坡道4、紅綠燈5、倒車庫6、側(cè)方停車庫7、斑馬線8、直角轉(zhuǎn)彎區(qū)9、加速區(qū)10、準(zhǔn)備區(qū)11。具體實施方式為了對本實用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖詳細說明本實用新型的具體實施方式。如圖1所示，在本實用新型的包括單片機控制單元、電源模塊、檢測路面信息的循跡模塊、執(zhí)行操作的驅(qū)動模塊、檢測障礙物的避障模塊和能夠識別紅綠燈的顏色識別模塊。所述電源模塊、循跡模塊、避障模塊、顏色識別模塊和驅(qū)動模塊分別與單片機控制單元電刑相連。單片機控制單元的核心芯片為AT89C51單片機。如圖2所示，所述顏色識別模塊包括TCS3200D顏色傳感器。TCS3200D采用8引腳的SOIC表面貼裝式封裝，在單一芯片上集成有64個光電二極管。這些二極管共分為四種類型。其中16個光電二極管帶有紅色濾波器；16個光電二極管帶有綠色濾波器；16個光電二極管帶有藍色濾波器；其余16個不帶有任何濾波器，可以透過全部的光信息。這些光電二極管在芯片內(nèi)是交叉排列的，能夠最大限度地減少入射光輻射的不均勻性，從而增加顏色識別的精確度；另一方面，相同顏色的16個光電二極管是并聯(lián)連接的，均勻分布在二極管陣列中，可以消除顏色的位置誤差。顏色識別模塊是基于RGB三色原理來識別紅綠燈的，當(dāng)R的值在200～255之間，而G和B的值較小時，表明檢測到的為紅色，則可判斷出為紅燈；當(dāng)R和B的值相對較小，而G的值大約在200-255之間時，表明檢測到綠色，則可判斷為綠燈。在調(diào)試時，要測試在綠燈和紅燈狀態(tài)，不同的RGB取值，以此來設(shè)置程序中的臨界值，從而控制智能循跡車正確地動作。因此，顏色識別模塊可以接受紅綠燈的信息，然后傳送至單片機控制單元，使得驅(qū)動模塊根據(jù)處理后的紅綠燈信息來控制智能循跡車。如圖3和圖4所示，所述循跡模塊采用TCRT5000紅外反射式對管作為檢測元件；采用LM324作為比較器。所述TCRT5000紅外反射式對管有兩個，分別與相應(yīng)電阻串聯(lián)后再并聯(lián)組成檢測電路；檢測電路的輸出端與LM324的輸入端相連。當(dāng)檢測到模擬路面的黑線時，由于黑色不反射光，TCRT5000輸出高電平，通過比較芯片LM324后，輸出低電平。在調(diào)試之前要調(diào)節(jié)可調(diào)電阻R13和R15，使得比較器的同向端的輸入電壓位于TCRT5000輸出的電壓最大值與最小值之間。這樣，循跡模塊就可以保證智能循跡車一直是行駛在指定的路線上。如圖5所示，所述超聲波避障模塊包括定時器、發(fā)射器、接收器和放大處理器，所述定時器的輸入端和放大處理器的輸出端分別與AT89C51單片機相連，所述定時器的輸出端與發(fā)射器的輸入端相連，所述接收器的輸出端與放大處理器的輸入端相連。避障模塊采用超聲波原理，其發(fā)射器發(fā)射超聲波，然后不斷接受物體反射的回波，計算發(fā)射與接受的時間差t。將時間差t結(jié)合公式計算小車與物體間的距離，然后將相應(yīng)信息輸出至單片機控制單元處理，驅(qū)動模塊再根據(jù)車與障礙物之間的距離輸出指令，使智能循跡車采取相應(yīng)的反應(yīng)。如圖6所示，所述驅(qū)動模塊包括作為驅(qū)動芯片的L293D和兩個直流電機。LM324的3腳上連接有可調(diào)電阻R13，LM324的5腳上連接有可調(diào)電阻R15。所述L293D是一款單片集成的高電壓、高電流、4通道電機驅(qū)動的芯片。設(shè)計用于連接標(biāo)準(zhǔn)DTL或TTL邏輯電平，驅(qū)動電感負(fù)載(諸如繼電線圈、DC和步進電機)和開關(guān)功率晶體管等等。L293D內(nèi)部有兩個H橋驅(qū)動電路，可以控制兩個直流電機的正反轉(zhuǎn)，這樣就可以驅(qū)動智能循跡車的兩后輪。L293D的驅(qū)動運行表如表1所示，通過使能端和兩個輸入端的高低電平來控制電機的正反轉(zhuǎn)，后兩輪電機的不同狀態(tài)的組合，控制小車的運行狀態(tài)。表1ENA(B)IN1(IN3)IN2(IN4)電機運行情況HHL正轉(zhuǎn)HLH反轉(zhuǎn)H同IN2(IN4)同IN1(IN3)殺車LXX停止如圖7所示，本實用新型用于模擬智能循跡車自動駕駛試驗。智能循跡車在準(zhǔn)備區(qū)11，開機進入初始狀態(tài)，智能循跡車移動。對準(zhǔn)備區(qū)11的第一個黑線計數(shù)為1，由于循跡模塊的作用，小車一直保持在車道內(nèi)行進。然后進入超車區(qū)2，超聲波避障模塊檢測到前方有車，進行避障更換車道，駛過超車區(qū)2后，計數(shù)第二個黑線為2。小車?yán)^續(xù)在循跡模塊的作用下行進，進入彎道區(qū)3，設(shè)置智能循跡車在檢測到車道邊緣黑線時，小車減速，后退一小段距離，智能循跡車的舵機轉(zhuǎn)動一定角度，然后前進，保持這種模式一直走完彎道區(qū)3，計數(shù)第三個黑線為3。進入坡道4后小車加速上坡，檢測到坡上黑線計數(shù)為4，直流電機停轉(zhuǎn)，小車停在坡上5秒，然后重新起步，駛下坡道。顏色識別模塊檢測紅綠燈5，若檢測到紅色，則停車等待；直到檢測到綠燈，小車啟動。根據(jù)試驗提供的車道，用超聲波避障模塊檢測哪一條道路可以通過，控制小車的方向，然后利用超聲波測距模塊計算小車與倒車庫5和側(cè)方停車庫6各邊緣的距離，進行倒車入庫或側(cè)方停車。然后同樣的原理，智能循跡車駛出倒車庫5或側(cè)方停車庫6。繼續(xù)前進，循跡模塊檢測到斑馬線8，然后系統(tǒng)控制小車停車等待5秒。進而，進入直角轉(zhuǎn)彎區(qū)9，根據(jù)駕駛進入彎道區(qū)3同樣的原理，小車在行駛出彎道區(qū)9后，計數(shù)彎道區(qū)9的黑線為5。然后AT89C51單片機調(diào)制PWM使小車加速，進入加速區(qū)10。最后在終點檢測到最后一根黑線時，停車，完成模式駕駛試驗。本實用新型以AT89C51單片機作為控制芯片，根據(jù)模擬駕駛試驗的路面反饋的信息對各模塊進行控制。循跡模塊利用紅外對管對黑白線進行檢測，返回高低信號到單片機控制單元，判斷小車是否在規(guī)定路線內(nèi)行駛，從而輸出控制信號到驅(qū)動模塊，控制小車舵機的轉(zhuǎn)向和電機的速度。避障模塊根據(jù)超聲波檢測前方是否有障礙物，返回距離信號到單片機控制單元，經(jīng)過AT89C51單片機的比較判斷，輸出信號到驅(qū)動單元，決定小車下一步的行駛方向和速度。顏色識別模塊是在有紅綠燈的情況下，對當(dāng)前紅綠燈的顏色進行識別，返回顏色信號到單片機控制單元，經(jīng)過AT89C51單片機內(nèi)部程序的計算比較，決定小車等待或前進。整個系統(tǒng)是在多個模塊相互協(xié)作，不斷實時檢測、控制的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)預(yù)設(shè)的功能，完成規(guī)定的自動駕駛模擬試驗。上面結(jié)合附圖對本實用新型的實施例進行了描述，但是本實用新型并不局限于上述的具體實施方式，上述的具體實施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實用新型的啟示下，在不脫離本實用新型宗旨和權(quán)利要求所保護的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本實用新型的保護之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3