专利名称：一种自动避障玩具车的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种玩具车，具体涉及 一种自动避障玩具车。
背景技术：
现有的玩具车主要通过遥控控制，在遇到障碍物时，需操作者及时进行避障操控，此类玩具车智能化程度低，不适合较年幼的儿童玩耍。除此之外，现已有的自动避障控制装置采用测距传感器测量车辆与障碍物之间的距离，舵机按照预先设定的程序打舵，不断的调整舵角，从而实现避障。但是，这种方法具有被动性，就是无法精确的控制舵角，只有距离信号是无法精确计算出舵角的，避障速度较慢。
发明内容针对现有技术的缺陷或不足，本实用新型的目的在于提供一种智能化程度高、适合较年幼儿童的自动避障玩具车。为实现上述技术任务，本实用新型采取如下的技术解决方案一种自动避障玩具车，包括玩具车，其特征在于，所述玩具车上安装有避障控制装置，该避障控制装置包括单片机、电机驱动电路、电机、安装于玩具车前端的CCD摄像头、安装于玩具车前端的红外传感器、安装于玩具车前轮上的舵机和安装于后轮转轴上的霍尔传感器；所述CCD摄像头通过视频同步分离芯片与单片机连接，所述电机驱动电路、红外传感器和舵机分别与单片机连接，所述电机与电机驱动电路连接。本实用新型的其他技术特征为所述单片机采用MC9S12DG128单片机。所述电机驱动电路采用H桥驱动电路。所述视频同步分离芯片采用LM1881芯片。所述舵机采用辉盛MG995金属铜齿轮舵机。所述红外传感器采用夏普GP2Y0A02YK0F红外传感器。本实用新型的自动避障玩具车上安装有避障控制装置，该控制装置根据C⑶摄像头、红外传感器和测速传感器采集的信息，由单片机准确的计算出遇某一障碍物时舵机应转动角度，最终控制各执行机构实现玩具车得自动避障。该玩具车智能化程度高且丰富了现有的玩具车种类。
图I为本实用新型的玩具车上的避障控制装置结构示意图；图2为本实用新型的CCD摄影机与单片机之间的连接结构示意图；图3为本实用新型的电机驱动电路图；图4为本实用新型的避障示意图。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
具体实施方式
实施例参照图1，本实施 例的自动避障玩具车包括玩具车，该玩具车上安装有避障控制装置，该避障控制装置包括MC9S12DG128单片机、H桥驱动电路、电机、安装于玩具车前端的CXD摄像头、安装于玩具车前端的夏普GP2Y0A02YK0F红外传感器、安装于玩具车前轮上的MG995金属铜齿轮舵机和安装于后轮转轴上的霍尔传感器；所述CCD摄像头通过视频同步分离LM1881芯片与单片机连接，所述H桥驱动电路、红外传感器和舵机分别与单片机连接，所述电机与H桥驱动电路连接。玩具车上所安装的避障控制装置由5V直流电池供电，因为CCD摄像头的工作电压为+12V，因此需要一个电压转换电路，电压转换电路采用MAX732DC-DC电压转换芯片，具体电路连接为MAX732芯片的典型接法。所采用的MC9S12DG128单片机是M68HC12系列16为单片机中的一种，其基本结构包括中央处理器单元HCS12(CPU)、2个异步串行通信口 SCI、2个同步串行通信口 SPI，8通道输入捕捉/输出比较定时器，I个8通道脉宽调制模块以及49个独立数字I/O 口(其中20个具有外部中断及唤醒功能)，在片内还拥有128KB的Flash ROM, 8KB的RAM和2KB的EEPR0M,该单片机对接收到的信息进行分析，控制舵机、电机和速度模块工作，实现自动避障。所采用的夏普GP2Y0A02YK0F红外传感器由PSD和IRED以及信号处理电路三部分组成；采用三角测量，环境干扰小，测距范围为20 150cm，尺寸为29. 5X13X21. 6mm,供电电压4. 5to 5. 5V，信号输出为电压模拟信号，模拟信号通过MC9S12DG128单片机的ATDOO ATD07送入单片机，模数转换为数字量，以待进一步处理。如图2所示，CXD摄像头上有接地线、电源线和信号线，信号线经过O. Iuf的电容与视频同步分离芯片LM1881的2引脚相连，视频同步分离完成视频图像的行、列分离，其1、7引脚分别与MC9S12DG128单片机的PT3和PT2相连，分别提取视频图像的行和列信息，同时芯片LM1881提取障碍物的外包络线并计算出障碍物包络线的宽度值并输入给MC9S12DG128 单片机。固定在玩具车后轴齿轮附近的霍尔传感器便可在每个小钢磁通过时产生一个相应的脉冲，检测出单位时间的脉冲数，就可以计算出此时的车速，作为单片机计算新的避障车速的参考。参照图3，驱动电路采用典型的H桥电路，该电路由两个PNP型三极管8550 :Q1、Q2，两个NPN型三极管9013 :Q3、Q4、两个NPN型三极管8050 :Q5、Q6，电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15和电阻R16组成，其中电阻Rll和电阻R12的阻值均为100 Ω，电阻R13和电阻R14的阻值均为Ik Ω，电阻R15和电阻R16的阻值均为500 Ω。H桥行驶驱动电路包括前进输入端J11，后退输入端J12，当电机前进输入端Jll为高电平信号时，三极管Q3、Q2、Q5导通,驱动电机中电流方向为从右到左,驱动电机正转,玩具车前进；相反，当驱动电机后退输入端J12为高电平信号时，三极管Q4、Q1、Q6导通，驱动电机中电流方向为从左到右，驱动电机反转，玩具车后退。综上，本实用新型的玩具车在遇到一障碍物时，C⑶摄像头不断采集路况信息同时将所采集的信息传输给LM1881芯片，LM1881芯片完成视频图像的行、列分离和障碍物外包络线和车道边线的提取，并将所分离和提取的信息传输给MC9S12DG128单片机，单片机获取障碍物的宽度为(a+b)，同时红外传感器将所采集的汽车与障碍物的距离信号h输入MC9S12DG12单片机，然后单片机根据所输入的信息计算得到汽车的转向角。如图4所示，MC9S12DG128单片机根据上述信息计算出玩具车的舵角，舵角Θ计算公式如下
权利要求1.一种自动避障玩具车，包括玩具车，其特征在于，所述玩具车上安装有避障控制装置，该避障控制装置包括单片机、电机驱动电路、电机、安装于玩具车前端的CCD摄像头、安装于玩具车前端的红外传感器、安装于玩具车前轮上的舵机和安装于后轮转轴上的霍尔传感器；所述CCD摄像头通过视频同步分离芯片与单片机连接，所述电机驱动电路、红外传感器和舵机分别与单片机连接，所述电机与电机驱动电路连接。
2.如权利要求I所述的自动避障玩具车，其特征在于，所述单片机采用MC9S12DG128单片机。
3.如权利要求I所述的自动避障玩具车，其特征在于，所述电机驱动电路采用H桥驱动电路。
4.如权利要求I所述的自动避障玩具车，其特征在于，所述视频同步分离芯片采用LM1881 芯片。
5.如权利要求I所述的自动避障玩具车，其特征在于，所述舵机采用辉盛MG995金属铜齿轮舵机。
6.如权利要求I所述的自动避障玩具车，其特征在于，所述红外传感器采用夏普GP2Y0A02YK0F红外传感器。
专利摘要本实用新型公开了一种自动避障玩具车。包括玩具车，该玩具车上安装有避障控制装置，该避障控制装置包括单片机、电机驱动电路、电机、安装于玩具车前端的CCD摄像头、安装于玩具车前端的红外传感器、安装于玩具车前轮上的舵机和安装于后轮转轴上的霍尔传感器；所述CCD摄像头通过视频同步分离芯片与单片机连接，所述电机驱动电路、红外传感器和舵机分别与单片机连接，所述电机与电机驱动电路连接。该玩具车上安装有避障控制装置，该控制装置根据CCD摄像头、红外传感器和测速传感器采集的信息，由单片机准确的计算出遇某一障碍物时舵机应转动角度，最终控制各执行机构实现玩具车得自动避障。该玩具车智能化程度高且丰富了现有的玩具车种类。
文档编号A63H17/385GK202355839SQ20112047666
公开日2012年8月1日 申请日期2011年11月25日 优先权日2011年11月25日
发明者林小凤, 邹静, 马建新 申请人:长安大学