基于多傳感器的智能循跡小車(chē)控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及智能控制技術(shù)領(lǐng)域，具體說(shuō)是基于多傳感器的智能循跡小車(chē)控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]智能循跡小車(chē)又被稱(chēng)為Automated Guided Vehicle，簡(jiǎn)稱(chēng)AGV，是二十世紀(jì)五十年代研發(fā)出來(lái)的新型智能搬運(yùn)機(jī)器人。智能循跡小車(chē)是指裝備如電磁，光學(xué)或其他自動(dòng)導(dǎo)引裝置，可以沿設(shè)定的引導(dǎo)路徑行駛的安全運(yùn)輸車(chē)。工業(yè)應(yīng)用中采用充電蓄電池為主要的動(dòng)力來(lái)源，可通過(guò)電腦程序來(lái)控制其選擇運(yùn)動(dòng)軌跡以及其它動(dòng)作，也可把電磁軌道黏貼在地板上來(lái)確定其行進(jìn)路線(xiàn)，無(wú)人搬運(yùn)車(chē)通過(guò)電磁軌道所帶來(lái)的訊息進(jìn)行移動(dòng)與動(dòng)作，無(wú)需駕駛員操作，將貨物或物料自動(dòng)從起始點(diǎn)運(yùn)送到目的地。
[0003]AGV的另一個(gè)特點(diǎn)是高度自動(dòng)化和高智能化，可以根據(jù)倉(cāng)儲(chǔ)貨位要求、生產(chǎn)工藝流程等靈活改變行駛路徑，而且改變運(yùn)行路徑的費(fèi)用與傳統(tǒng)的輸送帶和傳送線(xiàn)相比非常低廉。AGV小車(chē)一般配有裝卸機(jī)構(gòu)，可與其它物流設(shè)備自動(dòng)接口，實(shí)現(xiàn)貨物裝卸與搬運(yùn)的全自動(dòng)化過(guò)程。
[0004]但現(xiàn)有的循跡小車(chē)智能化程度較低、循跡精度不高，無(wú)法有效地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循跡與人工遙控循跡有機(jī)結(jié)合，循跡方式較單一，且在循跡過(guò)程中存在穩(wěn)定性差的缺點(diǎn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種基于多傳感器的智能循跡小車(chē)控制系統(tǒng)，通過(guò)該系統(tǒng)不僅可實(shí)現(xiàn)小車(chē)自主智能循跡，也可通過(guò)核心控制模塊、無(wú)線(xiàn)通信模塊及PC控制上位機(jī)實(shí)現(xiàn)小車(chē)人工遙控循跡。
[0006]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為:基于多傳感器的智能循跡小車(chē)控制系統(tǒng)，包括驅(qū)動(dòng)小車(chē)行走的直流電機(jī)和獲取小車(chē)前面路徑信息的圖像采集模塊，還包括核心控制模塊和驅(qū)動(dòng)小車(chē)舵機(jī)工作的舵機(jī)轉(zhuǎn)向模塊，所述核心控制模塊根據(jù)圖像采集模塊的信息控制所述直流電機(jī)和舵機(jī)轉(zhuǎn)向模塊的工作，一電源模塊分別為直流電機(jī)、圖像采集模塊、核心控制模塊和舵機(jī)轉(zhuǎn)向模塊供電。
[0007]作為優(yōu)選，所述核心控制模塊通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊控制直流電機(jī)的工作。
[0008]作為優(yōu)選，設(shè)有車(chē)速檢測(cè)模塊，所述核心控制模塊根據(jù)車(chē)速檢測(cè)模塊的信息控制所述直流電機(jī)和舵機(jī)轉(zhuǎn)向模塊的工作。
[0009]作為優(yōu)選，所述電源模塊包括鋰電池，該鋰電池直接為所述直流電機(jī)供電，該鋰電池通過(guò)電壓轉(zhuǎn)換模塊分別為所述圖像采集模塊、核心控制模塊、車(chē)速檢測(cè)模塊和舵機(jī)轉(zhuǎn)向模塊供電。
[0010]作為優(yōu)選，所述核心控制模塊通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信模塊與PC控制上位機(jī)通信。
[0011]從以上技術(shù)方案可知，本實(shí)用新型不僅可實(shí)現(xiàn)自主智能循跡，也可通過(guò)核心控制模塊、無(wú)線(xiàn)通信模塊及PC控制上位機(jī)實(shí)現(xiàn)小車(chē)人工遙控循跡，具有循跡精度高、魯棒性強(qiáng)、 實(shí)時(shí)性好、人機(jī)交互的特點(diǎn)，能夠迅速而準(zhǔn)確地對(duì)路徑信息進(jìn)行辨識(shí)和跟蹤。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。
[0013]圖2是本實(shí)用新型中電源模塊的結(jié)構(gòu)框圖。
[0014]圖3是本實(shí)用新型中電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊電路圖。
[0015]圖4是本實(shí)用新型中車(chē)速檢測(cè)模塊的編碼器三相輸出波形圖。
[0016]圖5是本實(shí)用新型中核心控制模塊與圖像采集模塊連接圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖詳細(xì)介紹本實(shí)用新型:
[0018]如圖1，基于多傳感器的智能循跡小車(chē)控制系統(tǒng)，其包括驅(qū)動(dòng)小車(chē)行走的直流電機(jī)5和獲取小車(chē)前面路徑信息的圖像采集模塊2，還包括核心控制模塊I和驅(qū)動(dòng)小車(chē)舵機(jī)工作的舵機(jī)轉(zhuǎn)向模塊4，所述核心控制模塊根據(jù)圖像采集模塊的信息控制所述直流電機(jī)和舵機(jī)轉(zhuǎn)向模塊的工作，一電源模塊8分別為直流電機(jī)、圖像采集模塊、核心控制模塊和舵機(jī)轉(zhuǎn)向模塊供電；同時(shí)還設(shè)有車(chē)速檢測(cè)模塊3，所述核心控制模塊根據(jù)車(chē)速檢測(cè)模塊的信息控制所述直流電機(jī)和舵機(jī)轉(zhuǎn)向模塊的工作。其中，核心控制模塊采用Freescale半導(dǎo)體公司的16位MC9S12XS128MAL單片機(jī)，它負(fù)責(zé)接收軌跡信息、小車(chē)速度等反饋量，并將這些反饋信息進(jìn)行適當(dāng)處理后，形成合適的控制量，對(duì)舵機(jī)和直流電機(jī)進(jìn)行控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)智能循跡小車(chē)的轉(zhuǎn)向、加減速和制動(dòng)等動(dòng)作；圖像采集模塊采用0V7620數(shù)字圖像傳感器獲取車(chē)體前面的路徑信息；車(chē)速檢測(cè)模塊采用歐姆龍公司生產(chǎn)的E5A2-CWZ3型增量式光電編碼器測(cè)量小車(chē)的行駛速度;舵機(jī)轉(zhuǎn)向模塊采用Futaba S3010舵機(jī)來(lái)控制小車(chē)舵機(jī)轉(zhuǎn)向。
[0019]在實(shí)施過(guò)程中，所述核心控制模塊通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊6控制直流電機(jī)的工作，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊采用兩片BTS7960芯片接成全橋驅(qū)動(dòng)電路，使整個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路具有強(qiáng)勁的制動(dòng)和剎車(chē)能力；所述電源模塊8包括鋰電池81，如圖2，該鋰電池直接為所述直流電機(jī)供電，該鋰電池通過(guò)電壓轉(zhuǎn)換模塊82分別為所述圖像采集模塊、核心控制模塊、車(chē)速檢測(cè)模塊和舵機(jī)轉(zhuǎn)向模塊供電，電壓轉(zhuǎn)換模塊采用LM2940和LM2596-ADJ電源電路。
[0020]本控制系統(tǒng)的核心控制模塊I通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信模塊7與PC控制上位機(jī)9通信，本實(shí)用新型采用增量式PID算法控制直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速，通過(guò)核心控制模塊對(duì)小車(chē)行駛線(xiàn)路進(jìn)行處理;小車(chē)不僅可實(shí)現(xiàn)自主智能循跡，也可通過(guò)核心控制模塊、無(wú)線(xiàn)通信模塊及PC控制上位機(jī)實(shí)現(xiàn)小車(chē)人工遙控循跡。
[0021 ] 本系統(tǒng)的核心控制模塊的主控芯片選擇F r e e s c a I e半導(dǎo)體公司的I 6位MC9S12XS128MAL單片機(jī)(MCU)，該芯片體積小(112個(gè)引腳)，寬電壓(3.1￥-5.5￥)，運(yùn)算速度快(16bit，40MHz)，具有豐富的外設(shè)，很適合車(chē)?？刂啤Ｖ饕瑑?nèi)資源包括8路8bit PTOl輸出，8路12bit A/D轉(zhuǎn)換，8路16bit定時(shí)器，最多59個(gè)普通I/O口，可與5V器件直接相連，內(nèi)置128Kb Flash。電源模塊主要為核心控制模塊單片機(jī)主控芯片、圖像采集模塊、轉(zhuǎn)向舵機(jī)模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊及直流電機(jī)提供穩(wěn)定的直流電源。單片機(jī)和大部分元器件都是5V供電，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路是6.8V供電的，所以控制系統(tǒng)必須有完善的電源管理電路。18650鋰電池電量充足，標(biāo)準(zhǔn)電壓為3.7V，可將兩顆18650鋰電池串聯(lián)提供7.4V電壓，分別采用LM2940將7.4V轉(zhuǎn)為 5V，采用 LM2596-ADJ 將 7.4V 轉(zhuǎn)為 6.8V。
[0022]電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊用來(lái)驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)進(jìn)行加速、