一种激光引导的智能小车的制作方法
【专利摘要】一种激光引导的智能小车，包括车体部分以及与车体部分相连的引导装置，所述车体部分包括设置在底座上的数据处理装置、循迹装置、超声测距装置、转向装置、驱动装置、语音提示装置和显示装置；其中，循迹装置、超声测距装置、转向装置、驱动装置、语音提示装置和显示装置均与数据处理装置相连；引导装置与循迹装置相连。本实用新型操作简单、易于控制。它提供语音提示和平面显示功能，用户可通过语音提示与屏幕所显示数据，完成对小车的控制。无需过多的工作人员干预，节省了人力。另外，本实用新型系统的稳定性好，环境适应性增强。
【专利说明】
一种激光引导的智能小车
技术领域
[0001]本实用新型属于传感技术领域，具体涉及一种激光引导的智能小车。
【背景技术】
[0002]进入新世纪以来，随着人们生活水平的提高，对出现在生活中的各类用具都提出了更高、更新的要求。汽车是必不可少的交通工具，随着汽车数量的增多，人们对汽车的智能化、自动化提出的要求也随之提高。然而现在的汽车智能化、自动化水平依旧很低，在许多方面仍然需要人工操作。尤其是在车辆入库这个问题上，人工操作很容易造成车辆的擦伤、损坏。基于此种问题，有必要一种激光引导的智能小车，很好的解决了汽车平稳入库的问题，减少人工操作。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种激光引导的智能小车，其具有高智能化、自动化、人性化的特点，具有自动化程度高、扩展性好、环境适应性强、稳定性好的优点。
[0004]为实现上述目的，本实用新型采用如下的技术方案:
[0005]—种激光引导的智能小车，包括车体部分以及与车体部分相连的引导装置，所述车体部分包括设置在底座上的数据处理装置、循迹装置、超声测距装置、转向装置、驱动装置、语音提示装置和显示装置;其中，循迹装置、超声测距装置、转向装置、驱动装置、语音提示装置和显示装置均与数据处理装置相连；引导装置与循迹装置相连。
[0006]所述引导装置为激光发射器。
[0007]所述循迹装置包括反射镜片和5个激光接收管组成横置的激光接受列阵。
[0008]所述语音提示装置由WTV020-SD语音模块以及与WTV020-SD语音模块相连接的扬声器组成。
[0009]所述显示装置为3.2寸显示屏。
[0010]所述超声测距装置为超声测距模块HC-SR04。
[0011]所述转向装置为S3003型舵机。
[0012]所述驱动装置为L298N电机驱动模块。
[0013]所述数据处理装置为STC89C52RC型单片机。
[0014]所述引导装置设置在车库内。
[0015]与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果:
[0016](I)操作简单、智能化。本实用新型装置可自主根据激光引导，完成倒车入库，通过语音提示和显示屏显示的方式提醒和引导工作人员操作，节省了时间，增强了汽车的工作效率。
[0017](2)系统稳定性好、环境适应性强。各个模块之间通过占用PO 口进行并口通讯，很多模块都能即插即用，使得连接的构建简单、快捷，不受地形限制，一旦模块间出现问题，方便及时检查、更换。
[0018](3)光电检测接受范围大，能够适应较差的路面环境等。
[0019]进一步的，该智能小车还具有很强的拓展性。该实用新型采用低配高能的51单片机(STC89C52RC型单片机)作为数据处理及控制平台，倘若用户对51单片机的性能不够满意，还可将其数据处理及控制平台更换为功能更加强大的嵌入式系统，作为该实用新型的数据处理及控制平台，让小车的性能进一步增强。还可以增加太阳能电池板，为汽车的数据处理及控制平台供电，响应国家号召，低碳环保。
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型的系统结构不意图；
[0021 ]图2为光电检测系统结构设计图。
[0022]其中，I为引导装置、2-1为数据处理装置、2-2为循迹装置、2-3为超声测距装置、2-4为转向装置、2-5为驱动装置、2-6为语音提示装置、2-7为显示装置、2-21为激光接收管、2-22为反光模块。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图对本实用新型进行详细描述。
[0024]参见图1，本实用新型由引导装置I和与引导装置I相连的车体部分组成。所述车体部分包括数据处理装置2-1、循迹装置2-2、超声测距装置2-3、转向装置2-4、驱动装置2_5、语音提示装置2-6和显示装置2-7。其中，循迹装置2-2、超声测距装置2-3、转向装置2-4、驱动装置2-5、语音提示装置2-6和显示装置2-7均与数据处理装置2-1通过并口连接，并通过占用PO 口进行并口通讯。引导装置I与循迹装置2-2相连，利用光通讯的方式，进行无线单向信息传输;本实用新型的各个装置均采用模块化封装，易于拆卸、安装。从而方便设备的增加和替换。
[0025]参见图1，语音提示装置2-6选择内置，减少外部环境对语音信息的干扰;语音提示装置2-6由WTV020-SD语音模块以及与WTV020-SD语音模块相连接的扬声器组成。本实用新型带有显示装置2-7;显示装置2-7选择3.2寸显示屏作为显示模块，清晰明了的呈现各类所测数据。
[0026]本激光引导的智能小车的原理:
[0027]1.激光引导
[0028]根据光沿直线传播的原理，循迹装置2-2包括反射镜片2-22和5个激光接收管2-21组成横置的激光接受列阵结构详见图2。其中，5个激光接收管具体布置如下，I个激光接收管位于中间，该激光接收管的一侧设置2个激光接收管，另一侧设置2个激光接收管。
[0029]2.光通讯
[0030]本使用新型通过光通讯的方式将引导装置I和循迹装置2-2紧密地联系在一起，并且能够完成引导装置I与循迹装置2-2之间的单向信息传输。
[0031 ] 3.自带屏幕显示和语音提示
[0032]本激光引导的智能小车自带屏幕显示，实时将测量数据呈现在用户面前。语音提示装置2-6由WTV020-SD语音模块与扬声器组成，在倒车入库的过程中由数据处理装置2-1对WTV020-SD语音模块进行控制，适时播放语音进行语音提示用户入库时所测得的各项数据。
[0033]4.超声波测距
[0034]本激光引导的智能小车中的超声测距装置2-3采用超声测距模块HC-SR04，利用超声波在空气中的速度已知，测量声波在发射后遇到障碍物反射回来的时间，根据发射与接收的时间差计算出发射点与障碍物之间的距离。
[0035]其测距公式为:
[0036]L = CXT (I)
[0037]式中，为L测量的距离，C为超声波在空气中的传播速度，T为测量距离传播的时间差(T为发射到接收的时间数值的一半)。
[0038]已知超生波的传播速度C= 344m/s(20°C室温)，超声波的传播速度收空气的疏密所影响，空气的密度越高，超声波的传播速度越快，而空气的密度又与温度有着密切的关系O
[0039]近似公式为:
[0040]C = Co+0.607XT (2)
[0041 ]式中:C为超声波在空气中的传播速度，Co为零度时的声波速度332m/s; T为实际温度(。0。
[0042]5.数据处理
[0043]本激光引导的智能小车简单易懂的51单片机作为数据处理模块、通过并口通讯的方式，协调各个模块工作。
[0044]6.驱动与转向
[0045]本激光引导的智能小车的转向装置2-4和驱动装置2-5分别采用S3003舵机和L298N电机驱动，其S3003舵机和L298N的工作方式如下:PffM信号由接收通道进入信号解调电路BA6688的12脚进行解调，获得一个直流偏置电压。该直流偏置电压与电位器的电压比较，获得电压差由BA6688的3脚输出。该输出送入电机驱动集成电路BAL6686，以驱动电机正反转。当电机转动时，通过级联减速齿轮带动电位器Rwl旋转，直到电压差为O，电机停止转动。
[0046]本实用新型的工作过程为:
[0047]首先，在车库内部放置激光发射器。当激光发射器发射出的激光光束打在光电检测系统的反光镜片2-22上，通过反光镜片2-22将激光光束反射到激光接受列阵的激光接收管2-21上。当激光光束打在正中央的激光接收管上时，激光接收管2-21向STC89C52RC型单片机返回高电平信号，通过程序设定，中央激光接收管返回高电平时，小车向正前方行驶；若打在左边的两个激光接收管上，左边的激光接受管就会返回高电平信号，说明小车车体已经偏左了，需要右转。STC89C52RC型单片机向舵机发送高电平，令其右转，故小车向右转向；同理，若打在右边的激光接收管上，小车则向左转向，最终实现汽车平稳入库。
[0048]本实用新型中引导装置与循迹装置通过光通讯的方式相连接，并且能够完成单向通讯;其他部分则通过内部电路相连接，以此来完成各部分间的信息传输。所述数据处理装置为简单易操作的51单片机，通过它来协调各个模块的工作;所述循迹装置的作用是接受激光，将接收到的信号传输给舵机，引导转向模块发挥作用；所述测距装置采用超声波模块，根据其设定的最小距离，在小车快接近车库或者障碍物时，小车便会自动刹车，入库。
[0049]本实用新型操作简单、易于控制。它提供语音提示和平面显示功能，用户可通过语音提示与屏幕所显示数据，完成对小车的控制。无需过多的工作人员干预，节省了人力。另外，本实用新型系统的稳定性好，环境适应性增强。
【主权项】
1.一种激光引导的智能小车，其特征在于，包括车体部分以及与车体部分相连的引导装置(I)，所述车体部分包括设置在底座上的数据处理装置(2-1)、循迹装置(2-2)、超声测距装置(2-3)、转向装置(2-4)、驱动装置(2-5)、语音提示装置(2-6)和显示装置(2-7);其中，循迹装置(2-2)、超声测距装置(2-3)、转向装置(2-4)、驱动装置(2-5)、语音提示装置(2-6)和显示装置(2-7)均与数据处理装置(2-1)相连；引导装置(I)与循迹装置(2-2)相连。2.根据权利要求1所述的一种激光引导的智能小车，其特征在于，所述引导装置(I)为激光发射器。3.根据权利要求1所述的一种激光引导的智能小车，其特征在于，所述循迹装置(2-2)包括反射镜片和5个激光接收管组成横置的激光接受列阵。4.根据权利要求1所述的一种激光引导的智能小车，其特征在于，所述语音提示装置(2-6)由WTV020-SD语音模块以及与WTV020-SD语音模块相连接的扬声器组成。5.根据权利要求1所述的一种激光引导的智能小车，其特征在于，所述显示装置(2-7)为3.2寸显示屏。6.根据权利要求1所述的一种激光引导的智能小车，其特征在于，所述超声测距装置(2-3)为超声测距模块HC-SR04。7.根据权利要求1所述的一种激光引导的智能小车，其特征在于，所述转向装置(2-4)为S3003型舵机。8.根据权利要求1所述的一种激光引导的智能小车，其特征在于，所述驱动装置(2-5)为L298N电机驱动模块。9.根据权利要求1所述的一种激光引导的智能小车，其特征在于，所述数据处理装置(2-1)为 STC89C52RC 型单片机。10.根据权利要求1所述的一种激光引导的智能小车，其特征在于，所述引导装置(I)设置在车库内。
【文档编号】G05D1/02GK205644274SQ201620372543
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年4月27日
【发明人】周利斌, 李昌友, 殷瑞玲, 姚文杰, 张泽鹏, 张瑞枭, 高艳, 罗道斌
【申请人】陕西科技大学