基于金属感应技术的智能车系统及其控制方法与流程

本发明涉及一种智能车控制系统及其控制方法，具体为基于金属感应技术的智能车系统及其控制方法。

背景技术：

随着传感器技术和电子技术的快速发展，各种智能化小车占据了玩具市场的大部分比重，高科技含量的电子类产品逐渐成为了发展主流，智能车技术在应用于军事，探测，科学研究，智能救援等方面有着极高的现实意义，而计算机控制与电子技术和传感器技术的融合为智能车的高度智能自动化开辟了广阔的前景。

目前，传统的金属检测智能车装置所采用的线圈数大多在3个以内，只能近距离下感应线状金属进行循迹，检测范围小，检测精度低，并且极易误判。此外，也有通过增加伺服电机转动金属传感器进行一定距离扫描的方式进行循迹，但该方式使控制方式更加繁琐，检测成本增加，缺少简洁性，灵活性。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本发明提供一种智能化和自动化的智能车控制系统和控制方法。

具体的技术方案为：

一种基于金属感应技术的智能车系统，包括车身、金属传感器模块、微处理器模块、电机驱动模块、电机模块、测速模块、人机交互模块、陀螺仪模块、电源模块。所述车身前端连接碳杆，并将金属传感器通过强力胶放置在碳杆的另一端；

所述金属传感器模块包括pcb线圈、ldc1314芯片配置电路。ldc1314芯片配置电路一端连接pcb线圈，ldc1314芯片配置电路另一端连接微处理器模块的传感信号输入接口。

所述微处理器模块包括mk60fn1m0vlq15最小系统、传感信号输入接口、电机驱动信号输出接口、伺服电机信号输出接口、测速模块信号输出接口、人机交互信号接口，传感信号输入接口与ldc1314芯片配置电路相连，电机驱动输出信号接口与电机驱动模块的电机驱动输入信号接口连接，伺服电机信号输出接口与伺服电机连接，测速模块信号输出接口与测速模块连接，人机交互信号接口与人机交互模块连接；

所述电机驱动模块包括电机驱动输入信号接口、电机驱动电路、电机驱动电压输出接口，电机驱动电路一端与电机驱动输入信号接口连接，电机驱动电路另一端与电机驱动电压输出接口连接，电机驱动电压输出接口的另一端与直流电机连接；

所述电机模块包括伺服电机、直流电机，伺服电机与微处理器的伺服电机信号输出接口连接，直流电机与电机驱动模块的电机驱动电压输出接口一端相连；

所述测速模块与微处理器模块的测速模块信号输出接口直接相连；

所述人机交互模块与微处理器模块的人机交互信号接口直接相连；

所述陀螺仪模块与微处理器模块的陀螺仪号接口直接相连；

所述电源模块包括7.2v，2000mah镍镉电池、稳压电路，稳压电路的一端与7.2v，2000mah镍镉电池连接，另一端分别与金属传感器模块、微处理器模块、电机驱动模块、测速模块、人机交互模块连接；

所述金属传感器采用的线圈为pcb线圈，形状为圆形，总共6个，从左到右依次排列；

基于金属感应技术的智能车系统的控制方法，当程序启动后，先对微处理器模块和金属传感器模块进行初始化，分别对微处理器的时钟，i/o口，pwm，ad，rti实时中断，脉冲捕捉等进行配置，对人机交互模块中的液晶显示屏进行初始化；

初始化完毕后，对金属传感器输入信号进行采样和最值扫描，并且设置好金属传感器模块的检测阈值；

然后进入跑车程序的整体循环，循环过程中，开启实时中断程序，在中断程序中，让金属传感器实时检测，并将金属传感器检测到的实际值映射为智能车相对于跑道的位置，根据当前与过去位置决定伺服电机的转角和直流电机的转速，通过改变pwm模块内部寄存器数值得到不同占空比的方波信号，实现对伺服电机和直流电机的调节，从而实现智能车以不同的速度稳定行驶，并自动识别路径的功能。

附图说明

图1是本发明的系统结构示意图；

图2是实施例的智能车排布图；

图3是实施例的智能车金属铝膜跑道图；

图4是本发明的控制流程图。

具体实施方式

结合实施例说明本发明的具体实施方式。

本实施例采用的金属传感器为ldc1314及其外围配置电路，主要针对金属探测，能实现感测系数可调，自定义导体感测范围，还可以近距离感测特定的金属导体，采用spi接口编程，占用硬件资源少，只需要外接电感线圈就可以实现非接触式电感检测，相比于ldc1000芯片，ldc1314有多线圈通道，可以极大的减小芯片成本。

本发明采用ldc1314检测金属时，采用6个pcb圆形线圈，在pcb线圈上加上一个交变电流，线圈周围就会产生交变电磁场，这时若有金属物体进入此电磁场就会在金属物体表面产生涡流，涡流与线圈电流方向相反，涡流产生的反向磁场与线圈耦合形成一个变压器，由于变压器的互感作用，在初级线圈上可检测到次级线圈的参数。，从而使传感器的数值发生变化。

基于金属感应技术的智能车系统，包括车身、金属传感器模块、微处理器模块、电机驱动模块、电机模块、测速模块、人机交互模块、陀螺仪模块、电源模块，其特征在于：

所述车身前端连接碳杆，并将金属传感器通过强力胶放置在碳杆的另一端；

所述金属传感器模块包括pcb线圈、ldc1314芯片配置电路。ldc1314芯片配置电路一端连接pcb线圈，ldc1314芯片配置电路另一端连接微处理器模块的传感信号输入接口；

所述微处理器模块包括mk60fn1m0vlq15最小系统、传感信号输入接口、电机驱动信号输出接口、伺服电机信号输出接口、测速模块信号输出接口、人机交互信号接口，传感信号输入接口与ldc1000芯片配置电路相连，电机驱动输出信号接口与电机驱动模块的电机驱动输入信号接口连接，伺服电机信号输出接口与伺服电机连接，测速模块信号输出接口与测速模块连接，人机交互信号接口与人机交互模块连接；

所述电机驱动模块包括电机驱动输入信号接口、电机驱动电路、电机驱动电压输出接口，电机驱动电路一端与电机驱动输入信号接口连接，电机驱动电路另一端与电机驱动电压输出接口连接，电机驱动电压输出接口的另一端与直流电机连接；

所述电机模块包括伺服电机、直流电机，伺服电机与微处理器的伺服电机信号输出接口连接，直流电机与电机驱动模块的电机驱动电压输出接口一端相连；

所述测速模块与微处理器模块的测速模块信号输出接口直接相连；

所述人机交互模块与微处理器模块的人机交互信号接口直接相连；

所述陀螺仪模块与微处理器模块的陀螺仪号接口直接相连；

所述电源模块包括7.2v，2000mah镍镉电池、稳压电路，稳压电路的一端与7.2v，2000mah镍镉电池连接，另一端分别与金属传感器模块、微处理器模块、电机驱动模块、测速模块、人机交互模块连接；

智能车的排布如图2所示，在智能车的前端，排布着6个pcb圆形线圈，从左到右依次排列；

智能车的金属跑道如图3所示，起跑线位于直道上，右边接直角弯的一端相连，直角弯的另一端接短直道，短直道的另一端又接一个直角弯，然后依次接上十字路段、180度大弯道、直角弯，接着在十字路段的出口经过一段直道后，连着一个180度大弯道以及连续s弯道，在智能车驶出s弯道后，依次经过长直道和一个直角弯道回到起跑线，到达终点。

基于金属感应技术的智能车系统的控制方法，当程序启动后，先对微处理器模块和金属传感器模块进行初始化，分别对微处理器的时钟，i/o口，pwm，ad，rti实时中断，脉冲捕捉等进行配置，对人机交互模块中的液晶显示屏进行初始化；

初始化完毕后，对金属传感器输入信号进行采样，设置好金属传感器模块的检测阈值；

然后进入程序的整体循环，循环过程中，开启实时中断程序，在中断程序中，让金属传感器实时检测，并将金属传感器检测到的实际值映射为智能车相对于跑道的位置，根据当前与过去位置决定伺服电机的转角和直流电机的转速，通过改变pwm模块内部寄存器数值得到不同占空比的方波信号，实现对伺服电机和直流电机的调节，从而实现智能车以不同的速度稳定行驶，并自动识别路径的功能。