一种基于CCD的自主式机器人寻迹导航装置的制作方法

文档序号:14923622发布日期:2018-07-13 08:18

本发明涉及的是车辆定位及路径搜寻技术领域,具体涉及一种基于CCD的自主式机器人寻迹导航装置。



背景技术:

随着社会的进步,工业的发展,机器人的应用领域越来越广,在许多情况下,机器人能代替人类去完成人工无法完成的任务,例如雷区扫雷、区域性搜救和未知区域定点探查等,很多危险或者人员无法到达的未知环境,它们在某一区域内完成任务具有很大的优势,国内外在自寻径方面做过很多研究,基于CCD的自主式机器人寻迹导航装置由于其本身的低功耗、易扩展性、低成本和较好的定位精度而受到广泛的应用,为了促进自寻径机器人工业的发展,急需一种更为简单、容易实现的机器人自寻径系统。



技术实现要素:

针对现有技术上存在的不足,本发明目的是在于提供一种基于CCD的自主式机器人寻迹导航装置,结构简单,设计合理,功耗低、易拓展、组网简便、使用方便、应用范围广,可靠性高。

为了实现上述目的,本发明是通过如下的技术方案来实现:一种基于CCD的自主式机器人寻迹导航装置,包括CCD、DSP模块、视频同步分离电路、舵机驱动模块、直流电机驱动模块、帧存储器、通讯接口模块和PC机,CCD输出的视频信号一路直接输出到DSP模块的A/D转换输入通道,CCD的另一路视频信号经过视频信号分离电路后,输出的行、场同步信号输出到DSP模块的外部中断口,DSP模块分别与舵机驱动模块、直流电机驱动模块、帧存储器相连,DSP模块通过通讯接口模块与PC机连接,所述的DSP模块采用数字信号处理器TMS320LF2407A。

作为优选,所述的视频同步分离电路包括视频同步分离器,视频同步分离器的1脚、7脚、3脚分别接电平转换芯片的3脚、4脚、6脚,视频同步分离器的6脚分别接第一电阻、第一电容至地端,视频同步分离器的2脚依次接第二电容、第二电阻至地端,第二电容与第二电阻之间的节点接视频信号输入端,电平转换芯片的2脚接第三电阻至5V电源端,电平转换芯片的21脚、20脚、18脚分别接视频同步分离器的1脚、7脚、3脚,所述的视频同步分离器采用视频同步分离器LM1881M,电平转换芯片采用电平转换芯片SN74LVC4245DW。

作为优选,所述的直流电机驱动模块采用全控型的开关功率元件进行脉宽调制(PWM)控制方式,选用双H桥驱动器L298芯片来控制机器人的直流电机。

作为优选,所述舵机驱动模块利用DSP的定时器输出产生PWM信号来控制舵机。

本发明的有益效果:结构设计合理,具有功耗低、易拓展、使用方便、应用范围广、高稳定性、高精度和可靠性的优点。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明;

图1为本发明的原理框图;

图2为本发明视频同步分离电路的电路图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明。

参照图1-2,本具体实施方式采用以下技术方案:一种基于CCD的自主式机器人寻迹导航装置,包括CCD1、DSP模块2、视频同步分离电路3、舵机驱动模块4、直流电机驱动模块5、帧存储器6、通讯接口模块7和PC机8,CCD1接DSP模块2,CCD1还接视频同步分离电路3至DSP模块2,DSP模块2分别与舵机驱动模块4、直流电机驱动模块5、帧存储器6相连,DSP模块2通过通讯接口模块7与PC机8连接;所述的DSP模块2采用数字信号处理器TMS320LF2407A,利用其快速运算处理能力以及具有丰富的片上资源,从而有效、快速、准确的控制机器人运动。

值得注意的是,所述的视频同步分离电路3包括视频同步分离器U1,视频同步分离器U1的1脚、7脚、3脚分别接电平转换芯片U2的3脚、4脚、6脚,视频同步分离器U1的6脚分别接第一电阻R1、第一电容C1至地端,视频同步分离器U1的2脚依次接第二电容C2、第二电阻R2至地端,第二电容C2与第二电阻R2之间的节点接视频信号输入端,电平转换芯片U2的2脚接第三电阻R3至5V电源端,电平转换芯片U2的21脚、20脚、18脚分别接视频同步分离器U1的1脚、7脚、3脚,所述的视频同步分离器U1采用视频同步分离器LM1881M,电平转换芯片U2采用电平转换芯片SN74LVC4245DW。

值得注意的是,所述的直流电机驱动模块5采用全控型的开关功率元件进行脉宽调制(PWM)控制方式,采用双H桥驱动器L298芯片来控制机器人的直流电机,可实现电机正反转、快速停止等功能。

此外,所述的舵机驱动模块4利用DSP模块2的定时器输出产生PWM信号来控制舵机,通过改变寄存器的值改变占空比,以实现舵机不同位置的控制,同时使用外部计数器来提高CPU的工作效率。

本具体实施方式通讯接口模块7采用了符合RS232标准的驱动芯片MAX232进行串行通信,MAX232芯片功耗低,集成度高,具有两个接收和发送通道,其中通讯接口模块7还包括了一个串行通信接SCI模块,该模块支持CPU与其他使用标准格式的异步外设之间的数字通信,SCI接收器和发送器是双缓冲的,每一个都有它自己单独的使能和中断标志位,SCI对接收到的数据进行间断检测、奇偶性检验、超时和帧出错检查。

本具体实施方式的工作原理:CCD1输出的视频信号一路直接输出到DSP模块2的A/D转换输入通道,CCD1的另一路视频信号经过视频信号分离电路后,输出的行、场同步信号输出到DSP模块2的外部中断口,DSP模块2响应中断采集数据并存入帧存储器6,采集到数据经过处理后获得路径信息,进而控制寻迹机器人运动。

本具体实施方式使用方便,功耗低且易拓展,稳定性好,可靠性高,具有广阔的市场应用前景。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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