一种循迹避障智能小车的制作方法

本实用新型涉及车辆信息技术领域，具体涉及一种循迹避障智能小车。

背景技术：

随着汽车保有量的迅速增加，环境污染、能源危机、交通拥堵安全事故等问题的出现，严重制约了城市的发展。随着国家经济的发展，国家汽车保有量一直呈递增趋势，但每年由于汽车所发生的交通事故数字不可小视。作为解决这些问题的一种新方案，智能车技术越来越多地受到社会的关注。智能车是一个集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统，它集中运用了计算机、现代传感、信息融合、通讯、人工智能及自动控制等技术实现与人、车、路等的智能信息交换，使车辆具备环境感知能力，能够自动分析安全状态，替代人类驾驶员来决策和操作，达到提高汽车的安全性、舒适性的目的。本项目运用车联网技术建立智能小车安全系统，包含环境感知，决策控制以及车联网智能终端等系统，可以及时，有效的感知车辆自身以及周边环境信息，通过智能车的自主分析与规划作出相应的执行决策，可以提高汽车的智能型主动安全性能，进而减少交通事故发生的可能性，达到智慧城市的要求。

目前，传统的智能小车主要由单片机主控，电机驱动，循迹检测，避障检测等几个模块组成，小车周围的环境信息及自身的信息无法被智能车自身有效地感知，在车与路之间信息交流方面存在一定的障碍。在孤立行驶条件下，由于单一传感器检测距离的有限性，传感器自身的可靠性和检测结果的准确性，以及融合

结果决策的正确性存在一定的问题。进而在安全性，灵活性以及应急处理方面缺乏保证。此时需要能够有综合多方面数据，灵活性强，安全性能高的小车。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的问题，本实用新型提出一种循迹避障智能小车，能够实现循迹避障目的，以及实现自动控制功能，并提高小车安全性和灵活性。

为了实现以上目的，本实用新型所采用的技术方案为：包括设置在车体两侧的若干循迹模块，以及设置在车体前部或两侧的若干避障模块，所述循迹模块和避障模块均包括红外发射管和红外接收管，红外发射管和红外接收管连接电源，红外接收管的输出端连接有用于把模拟量转换为高低电平数字量的比较器，比较器的输出端连接有连接器，连接器连接至四运算放大器，四运算放大器连接至单片机，单片机连接小车的电机驱动模块，所述红外发射管发射红外光照射路面，红外接收管能够采集路面反射的红外光信息，并将路面反射的红外光信息依次经过比较器、连接器和四运算放大器传送给单片机，单片机能够根据路面反射的红外光信息，控制电机驱动模块调整小车行车方向。

所述四运算放大器连接有用于调整小车与被探测物体之间的敏感间距的滑动变阻器。

所述四运算放大器连接有用于显示小车检测状态的发光二极管信号指示灯。

所述单片机采用STC89C52RC单片机。

所述比较器采用8050三极管。

所述四运算放大器采用LM324。

所述连接器采用Header3连接器。

所述红外发射管和红外接收管采用慧净电子公司生产的红外传感器模块。

与现有技术相比，本实用新型在行驶过程中，通过多个红外发射管向地面的各个方向发射红外光，通过红外接收管接收地面反射的光的波长来判断该红外发射管所管辖区域是否为安全区域，综合多个红外发射管和接收管所采集到的数据，使小车不断修正路径，从而实现循迹。改变红外发射管所放置的位置，就能感知到小车周围是否有障碍物，从而获得障碍物位置，使小车修正路径避开障碍物。本实用新型能够提高智能小车的灵活度和安全性，即使在孤立条件下也能做出正确的判断，提高了汽车的智能型主动安全性能，进而减少了交通事故发生的可能性，达到智慧城市的要求。

进一步，四运算放大器连接有滑动变阻器，滑动变阻器用于调整小车与被探测物体之间的敏感间距，能够使本实用新型检测的精准度。

进一步，四运算放大器连接有发光二极管信号指示灯，用于显示小车检测状态。

附图说明

图1为本实用新型的电路图；

图2为本实用新型的避障流程图。

具体实施方式

下面结合具体的实施例和说明书附图对本实用新型作进一步的解释说明。

本实用新型包括设置在车体两侧的若干循迹模块，以及设置在车体前部或两侧的若干避障模块，循迹模块和避障模块均包括红外发射管和红外接收管，红外发射管和红外接收管连接电源，红外接收管的输出端连接有用于把模拟量转换为高低电平数字量的比较器，比较器的输出端连接有连接器，连接器连接至四运算放大器，四运算放大器连接至单片机，单片机连接小车的电机驱动模块，红外发射管发射红外光照射路面，红外接收管能够采集路面反射的红外光信息，并将路面反射的红外光信息依次经过比较器、连接器和四运算放大器传送给单片机，单片机能够根据路面反射的红外光信息，控制电机驱动模块调整小车行车方向。

四运算放大器连接有用于调整小车与被探测物体之间的敏感间距的滑动变阻器。四运算放大器连接有用于显示小车检测状态的发光二极管信号指示灯。单片机采用STC89C52RC单片机。比较器采用8050三极管。四运算放大器采用LM324。连接器采用Header3连接器。红外发射管和红外接收管采用慧净电子公司生产的红外传感器模块。

参见图1，本实用新型在小车车体两侧分别设置循迹模块，在小车前部或两侧设置避障模块，本实用新型行驶方向的路面两侧上设置黑线标识，采用小车两侧设置的循迹模块检测路面黑线标识，进行行进轨迹的控制；采用小车前部或两侧的避障模块检测小车行进方向的障碍物。

循迹模块：红外发射管IRL1和红外发射管IRL4分别安装在小车底部左右两侧，红外发射管IRL1和红外发射管IRL4分别连接电阻R1、R10后连接电源VCC，当红外发射管照射到黑线标识使，对应的红外接收管则只能接收到微弱的反射红光，红外接收管不导通，两个红外接收管分别连接解调器，红外接收管分别连接电阻R2、R11后与电源VCC相连，接收管与电阻之间作为输出端分别连接三极管8050，用三极管8050做比较器把模拟量转换为高低电平的数字量，则此时三极管的输入电压高于三极管门限值，三极管导通，输出为低电平，左右两侧的三极管将输出端与连接器Header3P1、P4相连，连接器P1的2端口与由四个LM324组成的四运算放大器U1:A相连，连接器P4的2端口与四运算放大器U1:B相连，两个四运算放大器分别连接有由发光二极管组成的路信号指示灯D4、D2，直观显示小车是否检测到黑线，同时，两个四运算放大器分别连接有滑动变阻器Rv1、Rv3，滑动变阻器用于调整小车与被探测物体之间的敏感间距，再将连接器P1和连接器P4与单片机的P3.4、P3.7口相连，将探测得到的数据传给单片机进行处理，单片机经判断后控制电机驱动模块，从而对小车进行速度轨迹调整。

避障模块：红外发射管IRL2和红外发射管IRL3分别安装在小车前部中间或左右两侧，红外发射管IRL2和红外发射管IRL3分别连接电阻R4、R7后连接电源VCC，两个红外接收管分别连接解调器，红外接收管分别连接电阻R5、R8后与电源VCC相连，接收管与电阻之间作为输出端分别连接三极管8050，用三极管8050做比较器把模拟量转换为高低电平的数字量，两个三极管将输出端与连接器Header3P2、P3相连，连接器P2的2端口与四运算放大器U1:C相连，连接器P3的2端口与四运算放大器U1:D相连，两个四运算放大器分别连接有由发光二极管组成的路信号指示灯D3、D1，同时，两个四运算放大器分别连接有滑动变阻器Rv2、Rv4，滑动变阻器用于调整小车与被探测物体之间的敏感间距，再将连接器P2和连接器P3与单片机的P3.5、P3.6口相连，优选地红外发射管IRL2、红外发射管IRL3安装至小车前方，当红外发射管照射到障碍物时，红外接收管接收到红外光增强，红外接收管导通，经过8050将模拟信号转变成数字信号，信号经过LM324传至单片机，单片机通过控制电机驱动模块使小车做出减速后退的调整改变运动轨迹，避过障碍。

参见图2，本实用新型的具体工作流程如下：循迹模块安装于小车两侧，使红外发射管对着地面，避障模块安装于小车前面中间或者两侧，使红外发射管能向四周发射红外线，打开小车电源开关，循迹、避障模块开始工作，红外发射管发射红外线，对应的红外接收管接受红外线，循迹模块的红外接收管接收到的红外线发生变化时，说明小车没有按规定的轨迹行走，小车改变运动轨迹，回到路径上；避障模块的红外接收管接收到的红外线发生变化时，说明小车面前遇到障碍物，小车减速并改变运动轨迹，避开障碍物。

本实用新型实时性强，低成本，低功耗。利用红外传感器技术实现对小车的循迹避障，提高汽车的智能型主动安全性能，进而减少交通事故发生的可能性，实现了车-路的有机交互，提供了一种安全出行的方式，促进智慧城市的发展。