车模型控制系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种车模型控制系统，包括：核心控制芯片、路径识别模块、转向控制模块、电机驱动模块、直流电机模块和车速检测模块；其中，转向控制模块用于控制车辆的车轮的行驶方向，电机驱动模块用于控制直流电机模块的功率，直流电机模块用于驱动车辆的车轮行驶；路径识别模块通过捕获车辆周边的图像来判断路径，并且将路径判断信息提供给核心控制芯片；车速检测模块通过测量车轮的齿轮的运动来判断车速，并且将车速信息传递给核心控制芯片，核心控制芯片根据路径判断信息以及车速信息来控制转向控制模块和电机驱动模块。
【专利说明】车模型控制系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及智能车模型控制技术以及太阳能电池领域，具体地说，本发明涉及一种智能车模型控制系统。
【背景技术】
[0002]车模型控制技术用于通过智能化技术来控制车辆的行驶。具体地说，车模型控制技术能够通过智能化手段将车辆的状态模型化以进一步进行智能控制。
[0003]但是，在现有技术中，对于车辆的车模型控制无法实现有效地监控，使得车模型控制不能有效反映当前路径，并且无法把当前路径与车辆车速转弯等控制结合起来。更缺乏一种能够有效将前路径与车辆车速转弯等控制结合起来的具体解决方案。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种能够有效将前路径与车辆车速转弯等控制结合起来，从而有效控制车辆的智能车模型控制系统。
[0005]为了实现上述技术目的，根据本发明，提供了一种车模型控制系统，其特征在于包括:核心控制芯片、路径识别模块、转向控制模块、电机驱动模块、直流电机模块和车速检测模块；其中，转向控制模块用于控制车辆的车轮的行驶方向，电机驱动模块用于控制直流电机模块的功率，直流电机模块用于驱动车辆的车轮行驶；路径识别模块通过捕获车辆周边的图像来判断路径，并且将路径判断信息提供给核心控制芯片；车速检测模块通过测量车轮的齿轮的运动来判断车速，并且将车速信息传递给核心控制芯片，核心控制芯片根据路径判断信息以及车速信息来控制转向控制模块和电机驱动模块。
[0006]优选地，所述车模型控制系统还包括:太阳能集电装置，用于通过太阳能电池板有效的将太阳能收集起来，并对太阳量进行储存，再将储存的太阳能以直流输出，在智能车自带电池电量不足时为车模型控制系统的各个模块供电。
[0007]优选地，路径识别模块包括用于捕获图像的CXD传感器和用于处理CXD传感器捕获的图像的CXD信号处理模块。
[0008]优选地，CXD传感器拍摄道路图像并以PAL制式信号输出到CXD信号处理模块，以在CCD信号处理模块进行二值化并进行视频同步信号分离；而且二值化后的数据和同步信号同时输入到控制核心控制芯片。
[0009]优选地，车速检测模块包括安装在车轮的齿轮部分上的光电转速传感器和编码器。
[0010]优选地，核心控制芯片根据路径判断信息以及车速信息来控制转向控制模块和电机驱动模块，从而控制车速以及车辆的转弯动作。
[0011 ] 优选地，转向控制模块包括舵机。
[0012]本发明通过摄像头准确有效的确定了外界道路情况，提供准确数据让芯片做以判另IJ，并让智能车进行正确有效的操作，也将太阳能技术与电动汽车有机结合，不仅可以有效的驾驶行驶而且可以有效的利用能源。具体地说，根据本发明的车模型控制系统通过摄像头传感器对汽车行驶的模拟路况进行智能化判断，通过芯片对智能车车速的快慢以及是否转弯进行操纵，同时还将利用太阳能装置对太阳能进行收集，将收集到的太阳能有效的加载在智能车模型的摄像头、电机驱动电路以及控制电路，这样不仅实现了电动汽车的智能化控制而且合理有效的利用了太阳能资源。
[0013]由此，本发明提供了一种能够有效将前路径与车辆车速转弯等控制结合起来，从而有效控制车辆的智能车模型控制系统。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中:
[0015]图1示意性地示出了根据本发明优选实施例的车模型控制系统的工作原理框架图。
[0016]图2示意性地示出了根据本发明优选实施例的车模型控制系统的电池管理分配图。
[0017]需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。
【具体实施方式】
[0018]为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述。
[0019]本发明的车模型控制系统包括:核心控制芯片、路径识别模块、转向控制模块、电机驱动模块、直流电机模块和车速检测模块；其中，转向控制模块用于控制车辆的车轮的行驶方向，电机驱动模块用于控制直流电机模块的功率，直流电机模块用于驱动车辆的车轮行驶；路径识别模块通过捕获车辆周边的图像来判断路径，并且将路径判断信息提供给核心控制芯片；车速检测模块通过测量车轮的齿轮的运动来判断车速，并且将车速信息传递给核心控制芯片，核心控制芯片根据路径判断信息以及车速信息来控制转向控制模块和电机驱动模块。
[0020]优选地，本发明的车模型控制系统还包括:太阳能集电装置，用于通过太阳能电池板有效的将太阳能收集起来，并对太阳量进行储存，再将储存的太阳能以直流输出，在智能车自带电池电量不足时为车模型控制系统的各个模块供电。
[0021]下面将具体描述本发明的具体实施例。
[0022]图1示意性地示出了根据本发明优选实施例的车模型控制系统的工作原理框架图。具体地说，如图1所述，根据本发明优选实施例的车模型控制系统包括:核心控制芯片
10、电源管理模块20、路径识别模块30、转向控制模块40、电机驱动模块50、车速检测模块60和直流电机模块70。
[0023]例如，路径识别模块30包括安装于智能车模型设备上面的摄像头装置，例如包括用于捕获图像的C⑶传感器和用于处理CXD传感器捕获的图像的CXD信号处理模块。例如，CCD传感器拍摄赛道图像并以PAL制式信号输出到CCD信号处理模块进行二值化并进行视频同步信号分离，二值化后的数据和同步信号同时输入到控制核心控制芯片10，进行进一步处理以获得图像信息。
[0024]优选地，车速检测模块60包括安装在车轮的齿轮部分上的光电转速传感器和编码器。
[0025]例如，通过车轮的齿轮部分安装的光电转速传感器检测车速，并采用核心控制芯片10的输入捕捉功能进行脉冲技术计算速度和路程。其中，可以在智能车模型的车轮的齿轮部分安装编码器，编码器有效的测试车速，及时准确的将数据反馈给芯片，让芯片更加准确的作出合理的判断，使得有效的控制车速。例如，车速的目标值由默认值、运行安全监控和基于路径记忆的优化策略综合控制。
[0026]因此，可以看出，安装于智能车模型设备上面的摄像头(例如CCD传感器)对路况进行分析，其中通过CCD传感器将信息输给CCD模块，对此做以判断反馈，之后输给核心控制芯片10，让核心控制芯片10综合来自于编码器的信息做出有效的判断，之后通过输出装置传给电机驱动模块50和其他部件，让智能车模型达到最适应的速度和方向进行行驶。并将太阳能资源有效利用。
[0027]在具体操作上，可以采取下述步骤:
[0028]第一步，信号的收集:安装在智能车模型的C⑶传感器拍摄道路图像并例如以PAL制式(帕尔制)信号输出到CCD信号处理模块进行二值化并进行视频同步信号分离。
[0029]第二步，信号的转换及传递，二值化后的数据和同步信号同时输入到控制核心控制芯片10，进行进一步处理以获得图像信息。
[0030]第三步，信号的分析与处理:控制核心控制芯片10对数据做出判断后反馈给各个执行元件。
[0031]第四步，命令的发出及执行，控制核心控制芯片10完成信号分析处理后，发出命令信号，通过电机驱动模块50、舵机以及其他模块做以输出，合理有效的控制智能车的转向与车速。
[0032]图2示意性地示出了根据本发明优选实施例的车模型控制系统的电池管理分配图。
[0033]如图2所示，供电装置(电池)80可以为直流电机I (直流电机模块70的具体示例)、舵机2 (转向控制模块40的具体示例)、电机驱动模块3 (的具体示例)、摄像头4 (路径识别模块30的具体示例)、单片机5 (核心控制芯片10的具体示例)、车速检测模块6 (车速检测模块60的具体示例)等供电。
[0034]例如，电源管理模块20通过片上AD检测电池电压；舵机转向采用分段PID (利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的系统)控制。
[0035]例如，电机驱动模块50在电机转速控制上采用PID控制，通过PWM控制驱动电路调整电机的功率。
[0036]优选地，本发明通过太阳能集电装置收集电量，在智能车电量不足的情况下有太阳能电池集电装置补充一定的电量，得以正常运行。
[0037]具体地说，太阳能集电装置通过太阳能电池板有效的将太阳能收集起来，并得以储存，再将储存的太阳能以直流(例如。5.0v的大小的直流)输出，在智能车自带电池电量不足时，供给智能车模型的驱动模块以及其他控制电路，实现太阳能资源与电动汽车的有机结合。
[0038]由此，智能车模型采用核心控制芯片10结合汽车电子，CCD传感控制技术，将模拟路况与本系统相结合，并将太阳能集电装置与电动汽车有机结合，实现了能源的有效利用。
[0039]本发明通过摄像头对外界路况进行信息收集，之后反馈给智能车芯片，芯片根据程序作出一系列反馈，让电机驱动和和舵机作出反应，有效控制车速以及是否转弯(以及如何转弯)，达到智能化操作的效果。
[0040]其中，核心控制芯片电子控制的核心在于精确合理的输入判断信息以及完善的处理程序，本智能车模型在智能化控制车速转向的同时，还参考了汽车自身结构对惯性的利用。为避免智能车供电电池电量过低的情况，特添加太阳能集电装置，通过太阳能集电装置收集电量，合理有效的储存，使本套装置更倾向于智能化与清洁化。
[0041]本发明的优点在于:融入了自动控制、人工控制、传感器技术、图像处理技术等多门学科，在添加太阳能电池板的外在设备的条件下，使得太阳能技术与电动智能车有机结合。增加了太阳能集电装置，可以有效利用太阳能资源，可以让智能车在不工作的状态下收集一下能源，这些能源可以合理利用在智能车模型的电机驱动模块以及给芯片供电，达到智能化的效果。
[0042]可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
【权利要求】
1.一种车模型控制系统，其特征在于包括:核心控制芯片、路径识别模块、转向控制模块、电机驱动模块、直流电机模块和车速检测模块；其中，转向控制模块用于控制车辆的车轮的行驶方向，电机驱动模块用于控制直流电机模块的功率，直流电机模块用于驱动车辆的车轮行驶；路径识别模块通过捕获车辆周边的图像来判断路径，并且将路径判断信息提供给核心控制芯片；车速检测模块通过测量车轮的齿轮的运动来判断车速，并且将车速信息传递给核心控制芯片，核心控制芯片根据路径判断信息以及车速信息来控制转向控制模块和电机驱动模块。
2.根据权利要求1所述的车模型控制系统，其特征在于还包括:太阳能集电装置，用于通过太阳能电池板有效的将太阳能收集起来，并对太阳量进行储存，再将储存的太阳能以直流输出，在智能车自带电池电量不足时为车模型控制系统的各个模块供电。
3.根据权利要求1或2所述的车模型控制系统，其特征在于，路径识别模块包括用于捕获图像的CXD传感器和用于处理CXD传感器捕获的图像的CXD信号处理模块。
4.根据权利要求3所述的车模型控制系统，其特征在于，CCD传感器拍摄道路图像并以PAL制式信号输出到CCD信号处理模块，以在CCD信号处理模块进行二值化并进行视频同步信号分离；而且二值化后的数据和同步信号同时输入到控制核心控制芯片。
5.根据权利要求1或2所述的车模型控制系统，其特征在于，车速检测模块包括安装在车轮的齿轮部分上的光电转速传感器和编码器。
6.根据权利要求1或2所述的车模型控制系统，其特征在于，核心控制芯片根据路径判断信息以及车速信息来控制转向控制模块和电机驱动模块，从而控制车速以及车辆的转弯动作。
7.根据权利要 求1或2所述的车模型控制系统，其特征在于，转向控制模块包括舵机。
【文档编号】G05D1/02GK103605367SQ201310597979
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年11月22日 优先权日:2013年11月22日
【发明者】阮观强, 杨向丁, 金燕, 王承一 申请人:上海电机学院