基于多传感器的智能循迹小车控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及智能控制技术领域，具体说是基于多传感器的智能循迹小车控制系统。
【背景技术】
[0002]智能循迹小车又被称为Automated Guided Vehicle，简称AGV，是二十世纪五十年代研发出来的新型智能搬运机器人。智能循迹小车是指装备如电磁，光学或其他自动导引装置，可以沿设定的引导路径行驶的安全运输车。工业应用中采用充电蓄电池为主要的动力来源，可通过电脑程序来控制其选择运动轨迹以及其它动作，也可把电磁轨道黏贴在地板上来确定其行进路线，无人搬运车通过电磁轨道所带来的讯息进行移动与动作，无需驾驶员操作，将货物或物料自动从起始点运送到目的地。
[0003]AGV的另一个特点是高度自动化和高智能化，可以根据仓储货位要求、生产工艺流程等灵活改变行驶路径，而且改变运行路径的费用与传统的输送带和传送线相比非常低廉。AGV小车一般配有装卸机构，可与其它物流设备自动接口，实现货物装卸与搬运的全自动化过程。
[0004]但现有的循迹小车智能化程度较低、循迹精度不高，无法有效地实现自动循迹与人工遥控循迹有机结合，循迹方式较单一，且在循迹过程中存在稳定性差的缺点。
【实用新型内容】
[0005]针对上述技术问题，本实用新型提供一种基于多传感器的智能循迹小车控制系统，通过该系统不仅可实现小车自主智能循迹，也可通过核心控制模块、无线通信模块及PC控制上位机实现小车人工遥控循迹。
[0006]本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为:基于多传感器的智能循迹小车控制系统，包括驱动小车行走的直流电机和获取小车前面路径信息的图像采集模块，还包括核心控制模块和驱动小车舵机工作的舵机转向模块，所述核心控制模块根据图像采集模块的信息控制所述直流电机和舵机转向模块的工作，一电源模块分别为直流电机、图像采集模块、核心控制模块和舵机转向模块供电。
[0007]作为优选，所述核心控制模块通过电机驱动模块控制直流电机的工作。
[0008]作为优选，设有车速检测模块，所述核心控制模块根据车速检测模块的信息控制所述直流电机和舵机转向模块的工作。
[0009]作为优选，所述电源模块包括锂电池，该锂电池直接为所述直流电机供电，该锂电池通过电压转换模块分别为所述图像采集模块、核心控制模块、车速检测模块和舵机转向模块供电。
[0010]作为优选，所述核心控制模块通过无线通信模块与PC控制上位机通信。
[0011]从以上技术方案可知，本实用新型不仅可实现自主智能循迹，也可通过核心控制模块、无线通信模块及PC控制上位机实现小车人工遥控循迹，具有循迹精度高、鲁棒性强、 实时性好、人机交互的特点，能够迅速而准确地对路径信息进行辨识和跟踪。
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型的结构框图。
[0013]图2是本实用新型中电源模块的结构框图。
[0014]图3是本实用新型中电机驱动模块电路图。
[0015]图4是本实用新型中车速检测模块的编码器三相输出波形图。
[0016]图5是本实用新型中核心控制模块与图像采集模块连接图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图详细介绍本实用新型:
[0018]如图1，基于多传感器的智能循迹小车控制系统，其包括驱动小车行走的直流电机5和获取小车前面路径信息的图像采集模块2，还包括核心控制模块I和驱动小车舵机工作的舵机转向模块4，所述核心控制模块根据图像采集模块的信息控制所述直流电机和舵机转向模块的工作，一电源模块8分别为直流电机、图像采集模块、核心控制模块和舵机转向模块供电；同时还设有车速检测模块3，所述核心控制模块根据车速检测模块的信息控制所述直流电机和舵机转向模块的工作。其中，核心控制模块采用Freescale半导体公司的16位MC9S12XS128MAL单片机，它负责接收轨迹信息、小车速度等反馈量，并将这些反馈信息进行适当处理后，形成合适的控制量，对舵机和直流电机进行控制，进而实现智能循迹小车的转向、加减速和制动等动作；图像采集模块采用0V7620数字图像传感器获取车体前面的路径信息；车速检测模块采用欧姆龙公司生产的E5A2-CWZ3型增量式光电编码器测量小车的行驶速度;舵机转向模块采用Futaba S3010舵机来控制小车舵机转向。
[0019]在实施过程中，所述核心控制模块通过电机驱动模块6控制直流电机的工作，电机驱动模块采用两片BTS7960芯片接成全桥驱动电路，使整个电机驱动电路具有强劲的制动和刹车能力；所述电源模块8包括锂电池81，如图2，该锂电池直接为所述直流电机供电，该锂电池通过电压转换模块82分别为所述图像采集模块、核心控制模块、车速检测模块和舵机转向模块供电，电压转换模块采用LM2940和LM2596-ADJ电源电路。
[0020]本控制系统的核心控制模块I通过无线通信模块7与PC控制上位机9通信，本实用新型采用增量式PID算法控制直流电机的转速，通过核心控制模块对小车行驶线路进行处理;小车不仅可实现自主智能循迹，也可通过核心控制模块、无线通信模块及PC控制上位机实现小车人工遥控循迹。
[0021 ] 本系统的核心控制模块的主控芯片选择F r e e s c a I e半导体公司的I 6位MC9S12XS128MAL单片机(MCU)，该芯片体积小(112个引脚)，宽电压(3.1￥-5.5￥)，运算速度快(16bit，40MHz)，具有丰富的外设，很适合车模控制。主要片内资源包括8路8bit PTOl输出，8路12bit A/D转换，8路16bit定时器，最多59个普通I/O口，可与5V器件直接相连，内置128Kb Flash。电源模块主要为核心控制模块单片机主控芯片、图像采集模块、转向舵机模块、电机驱动模块及直流电机提供稳定的直流电源。单片机和大部分元器件都是5V供电，电机驱动电路是6.8V供电的，所以控制系统必须有完善的电源管理电路。18650锂电池电量充足，标准电压为3.7V，可将两颗18650锂电池串联提供7.4V电压，分别采用LM2940将7.4V转为 5V，采用 LM2596-ADJ 将 7.4V 转为 6.8V。
[0022]电机驱动模块用来驱动直流电机进行加速、