一种跟踪小车的制作方法

本实用新型涉及自动化领域，特别涉及一种智能跟踪小车。

背景技术：

跟踪小车，指的是用于跟踪目标物体、以获取目标物体的信息的一种器械。在跟踪过程中，跟踪小车需要实时根据目标物体的移动而移动，具体的，跟踪小车需要实时获取目标物体的图像，然后从图像中识别出目标物体，并判断目标物体的移动方向，从而跟随目标物体移动。

但是，这种跟踪小车在跟踪的过程中，为保证不丢失目标物体，获取目标物体的图像会比较频繁，因此，跟踪小车的控制器需要对大量的图像进行识别和分析，而且，每次获取图像后，控制器都需要重新从图像中识别出目标物体，因此，跟踪小车控制器的运算量较大，给跟踪小车造成较大负担，导致跟踪小车的实时性不理想。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种跟踪小车，用以解决传统跟踪小车控制器的运算量较大，导致跟踪小车实时性不理想的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种跟踪小车，包括：pixy摄像头、舵机、距离传感器、驱动车轮以及主控制器，所述舵机和所述距离传感器位于所述跟踪小车车身的前方，所述pixy摄像头固定在所述舵机上，所述pixy摄像头、所述舵机、所述距离传感器、以及所述驱动车轮分别与所述控制器相连接；

其中，所述pixy摄像头包括pixy视觉传感器和pixy微型控制器，所述pixy视觉传感器用于获取目标物体的图像数据，所述pixy微型控制器用于根据所述图像数据确定所述目标物体的方位信息，并根据所述方位信息控制所述舵机转动；

所述主控制器用于根据所述方位信息控制所述驱动车轮的行驶方向，所述距离传感器用于测量所述目标物体与所述跟踪小车的实时距离，所述主控制器用于根据所述实时距离控制所述驱动车轮的转动速度。

优选的，所述驱动车轮的数量为两个，分别位于所述驱动小车车身底部的左前方和右前方。

优选的，所述跟踪小车车身底部的后方还设置有一个万向轮。

优选的，所述距离传感器为HC-SR04超声波距离传感器。

优选的，所述主控制器为Arduino单片机。

优选的，所述跟踪小车包括无线通信装置，所述无线通信模块与所述主控制器相连接，所述无线通信装置用于接收预设终端发送来的目标物体设定指令，所述主控制器用于根据所述目标物体设定指令确定所述pixy摄像头跟踪的目标物体。

优选的，所述无线通信装置还用于接收所述预设终端发送来的目标距离设定指令，所述主控制器用于根据所述目标距离设定指令控制所述跟踪小车与所述目标物体之间的距离为目标距离。

本实用新型所提供的一种跟踪小车，包括pixy摄像头、舵机、距离传感器、驱动车轮以及主控制器，舵机和距离传感器位于跟踪小车车身的前方，pixy摄像头固定在舵机上。pixy摄像头作为一种开源的摄像头，能够快速识别目标物体，并确定目标物体的方位信息，再根据方位信息控制舵机转动，以带动pixy摄像头转动，从而保证及时捕捉目标物体的图像；同时距离传感器获取目标物体与跟踪小车之间的实时距离，主控制器根据方位信息和实时距离，控制驱动车轮的行驶方向和转动速度。可见，该驱动小车利用pixy摄像头能够快速识别目标物体、并确定目标物体方位的特点，减小了主控制器的运算量，提高了跟踪小车的实时性。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的一种跟踪小车实施例的立体结构示意图；

图2为本实用新型提供的一种跟踪小车实施例的底部结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种跟踪小车，有效减少了跟踪小车主控制器的运算量，提高了跟踪小车的实时性。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面对本实用新型提供的一种跟踪小车实施例进行介绍，参见图1，该实施例包括：pixy摄像头101、舵机102、距离传感器103、驱动车轮104以及主控制器105。

所述舵机102和所述距离传感器103位于所述跟踪小车车身106的前方，所述pixy摄像头101固定在所述舵机102上，所述pixy摄像头101、所述舵机102、所述距离传感器103、以及所述驱动车轮104分别与所述控制器105相连接。

所述pixy摄像头101为一种开源的摄像头，具体包括pixy视觉传感器和pixy微型控制器，其中，pixy视觉传感器用于获取目标物体的图像数据，pixy微型控制器用于根据所述图像数据确定所述目标物体的方位信息，进而根据所述方位信息控制所述舵机带动pixy摄像头转动。

需要说明的是，pixy摄像头的硬件以及其程序代码为开源的，可以直接利用的。pixy摄像头能够主动识别目标物体，并且，不同于传统的摄像头，pixy视觉传感器传递给pixy微型控制器的数据并非所有的图像数据，而是图像数据中与目标物体相关的图像数据，pixy微型控制器与pixy视觉传感器相配合，从与目标物体相关的图像数据中计算出目标物体的方位信息，因此，pixy摄像头具有识别分析速度快，能够输出目标物体方位信息的特点。

舵机102，通常指一种位置或角度伺服的驱动器，适用于需要角度不断变化并可以保持控制的系统。本实施例中，舵机102主要用于控制pixy摄像头101的拍摄角度，pixy摄像头101根据目标物体的方位信息实时控制舵机102转动，由于pixy摄像头101固定在舵机102上，因此舵机102会带动pixy摄像头101转动，从而避免在跟踪过程中丢失目标物体。具体的，所述舵机的可旋转角度范围可以为0-180度。

关于舵机的位置，可以将其设置在跟踪小车车身106的前方，同时为了避免跟踪小车撞到前方障碍物导致pixy摄像头发生损坏，可以将其设置在车身最前边缘稍稍靠后的位置。

关于舵机与跟踪小车的固定方式，要保证舵机可旋转的固定在跟踪小车上，具体的，可以通过螺丝固定二者。关于pixy摄像头与舵机的固定方式，也可以通过螺丝来进行固定。

距离传感器103，指的是用于测量目标物体与跟踪小车之间距离的传感器，具体的，可以为超声波传感器，例如HC-SR04超声波距离传感器。需要说明的是，距离传感器103一般不能直接得到目标物体与跟踪小车之间的距离，需要主控制器来根据距离传感器测量的一些参数进行计算该距离。例如，超声波传感器获取超声波从发出到返回的时间，主控制器根据超声波的传播速度和该时间，来计算出二者之间的距离。

关于距离传感器103的安装位置，可以将其安装在跟踪小车车身106的前方。

驱动车轮104，指的是控制跟踪小车行驶方向和行驶速度的车轮。在跟踪的过程中，主控制器105根据pixy摄像头确定的方位信息、以及距离传感器确定的实时距离，来控制驱动车轮的行驶方向和车轮转速。

在本实施例中，作为一种优选方式，驱动车轮104的数量可以为两个，分别位于所述驱动小车车身底部的左前方和右前方，且如图2所示，每个驱动车轮1041都可以配置有一个驱动电机1042，此外，在跟踪小车车身底部的后方还可以设置有一个万向轮1043。当然，以上只是本实施例所提供的一种优选方式，本实用新型并不限定跟踪小车中驱动车轮的数量，以及设置的位置等。

主控制器105，指的是跟踪小车的核心控制器。用于根据方位信息控制驱动车轮的行驶方向，并且确定目标物体与跟踪小车之间的实时距离，并控制驱动车轮的转动速度。具体的，本实施例中，可以选用Arduino单片机作为主控制器。

在上述实施例的基础之上，跟踪小车还可以包括无线通信装置，无线通信模块与所述主控制器相连接。具体的，无线通信模块可以包括蓝牙通信模块、Zigbee通信模块或WIFI通信模块。

在实际应用场景中，无线通信装置可以接收预设终端发送来的目标物体设定指令，具体的，可以是接收从智能手机或者计算机发出的指令，然后主控制器可以根据所述目标物体设定指令确定所述pixy摄像头跟踪的目标物体。

此外，无线通信装置还可以接收所述预设终端发送来的目标距离设定指令，然后主控制器根据所述目标距离设定指令控制所述跟踪小车与所述目标物体之间的距离为目标距离。

根据上述描述，本实施例提供的跟踪小车在工作过程中，可以按照预先设定的模式在一个环境里自动的运作，具有自动跟踪功能。跟踪小车由四个主要部分组成：通讯部分、传感器部分、控制器部分、执行器部分。通讯部分：预设终端将要跟踪的对象以及要保持的距离信息通过无线通信装置“告知”主控制器；传感器部分：pixy摄像头获取目标物体的方位信息，距离传感器获取跟踪小车与目标物体的实时距离；控制器部分：主控制器根据方位信息和实时距离控制执行器执行相应的动作；执行器部分：驱动车轮响应于主控制器的控制变换行驶方向和转动速度。

综上，本实施例所提供的一种跟踪小车，包括pixy摄像头、舵机、距离传感器、驱动车轮以及主控制器，舵机和距离传感器位于跟踪小车车身的前方，pixy摄像头固定在舵机上。pixy摄像头作为一种开源的摄像头，能够快速识别目标物体，并确定目标物体的方位信息，再根据方位信息控制舵机转动，以带动pixy摄像头转动，从而保证及时捕捉目标物体的图像；同时距离传感器获取目标物体与跟踪小车之间的实时距离，主控制器根据方位信息和实时距离，控制驱动车轮的行驶方向和转动速度。可见，该驱动小车利用pixy摄像头能够快速识别目标物体、并确定目标物体方位的特点，减少了二次开发的工作量，并且减小了主控制器的运算量，提高了跟踪小车的实时性。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

以上对本实用新型所提供的一种跟踪小车进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。