基于Labview的多功能六爪避障玩具車的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種基于Labview的多功能六爪避障玩具車，包括控制臺系統(tǒng)和車載系統(tǒng)，所述控制臺系統(tǒng)由微控制器、通訊模塊、上位機和方向控制模塊構成，所述上位機通過Labview控制，所述微控制器分別與通訊模塊、上位機以及方向控制模塊連接，所述微控制器上設有模式選擇模塊，所述模式選擇模塊包括四輪行使、六爪行使和自主行使，所述方向控制模塊通過陀螺儀控制，所述車載系統(tǒng)由微控制器控制，包括四輪行駛模塊、電機控制模塊、電源模塊、自動行駛模塊和傳感器模塊，所述傳感器模塊包括超聲波測距模塊、攝像頭模塊、光柵測速模塊和溫度采集模塊。
【專利說明】
基于Labv i ew的多功能六爪避障玩具車
技術領域
[0001]本實用新型涉及單片機技術、傳感器技術、無線技術以及Iabview技術設計，具體涉及一種基于Labview的多功能六爪避障玩具車。
【背景技術】
[0002]目前，在企業(yè)生產(chǎn)技術不斷提高、對自動化技術要求不斷加深的環(huán)境下，智能車輛以及在智能車輛基礎上開發(fā)出來的產(chǎn)品已成為自動化物流運輸、柔性生產(chǎn)組織等系統(tǒng)的關鍵設備。世界上許多國家都在積極進行智能車輛的研究和開發(fā)設計。移動機器人是機器人學中的一個重要分支，出現(xiàn)于20世紀06年代。當時斯坦福研究院(SRI)的Ni I s Ni I ssen和charles Rosen等人，在1966年至1972年中研制出了取名shakey的自主式移動機器人，目的是將人工智能技術應用在復雜環(huán)境下，完成機器人系統(tǒng)的自主推理、規(guī)劃和控制。從此，移動機器人從無到有，數(shù)量不斷增多，智能車輛作為移動機器人的一個重要分支也得到越來越多的關注。
[0003]玩具小車，是一個集環(huán)境感知、規(guī)劃決策，自動行駛等功能于一體的綜合系統(tǒng)，它集中地運用了計算機、傳感、信息、通信及自動控制等技術，是典型的高新技術綜合體，具有道路障礙自動識別、自動報警、自動制動、自動保持安全距離、車速和巡航控制等功能?，F(xiàn)有技術中，玩具小車在復雜的道路情況下，不能操縱和駕駛車輛繞開障礙物并沿著預定的道路(軌跡)行進。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]針對上述問題，本實用新型提供了一種多功能六爪避障玩具車，其目的在于:針對于小孩子的智力開發(fā)，以手動控制模塊和自動控制模塊，制作一種可以自主選擇控制方式的玩具小車，用以開發(fā)小孩子的大腦。
[0005]本實用新型的技術解決方案:
[0006]基于Labview的多功能六爪避障玩具車，其特征在于:包括控制臺系統(tǒng)和車載系統(tǒng)，所述控制臺系統(tǒng)由微控制器、通訊模塊、上位機和方向控制模塊構成，所述上位機通過Labview控制，所述微控制器分別與通訊模塊、上位機以及方向控制模塊連接，所述微控制器上設有模式選擇模塊，所述模式選擇模塊包括四輪行使、六爪行使和自主行使，所述方向控制模塊通過陀螺儀控制，所述車載系統(tǒng)由微控制器控制，包括四輪行駛模塊、電機控制模塊、電源模塊、自動行駛模塊和傳感器模塊，所述傳感器模塊包括超聲波測距模塊、攝像頭模塊、光柵測速模塊和溫度采集模塊。
[0007 ] 所述微控制器的型號為MC9S12XS128。
[0008]所述上位機通過IXD1602模塊顯示。
[0009]所述通訊模塊為nRF24L01無線收發(fā)模塊。
[0010]所述超聲波測距模塊由至少2個超聲波傳感器構成。
[0011 ]所述車載系統(tǒng)還包括避障系統(tǒng)，所述避障系統(tǒng)由超聲波測距模塊和六爪行駛模塊構成，利用六爪蜘蛛腳狀的支撐，活動的關節(jié)結構設計為基礎，當小車遇到可越過障礙時，采用六爪行駛模式，將六爪蜘蛛腳狀的支撐打開，使其可以在不改變方向的基礎上，自動支撐玩具小車越過障礙，當小車無障礙時，采用四輪行走的形式。
[0012]所述車載系統(tǒng)還包括模式判別模塊，分為手動行使模式和自主行使模式，手動行駛模式采用陀螺儀的方式或者Iabview控制方式，并通過按鍵選擇的方式，選擇是四輪行使還是六爪行使，當采用陀螺儀的時候根據(jù)xy軸的數(shù)據(jù)變化判斷方向的旋轉(zhuǎn)，根據(jù)數(shù)據(jù)的正負(當前Xy數(shù)據(jù)的值與數(shù)據(jù)范圍的中間值比較)控制方向。數(shù)據(jù)的大小控制某一方向的運動速度；自主行使模式的時候根據(jù)是根據(jù)單片機程序設定，根據(jù)多超聲波傳感器(通過布置多傳感器實現(xiàn)無死角)傳來的數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后進行判斷(也可以通過電機旋轉(zhuǎn)他，這樣360度無障礙掃除障礙)，當無障礙物時采用四輪行走模式，當有障礙物的時候根據(jù)障礙物的大小，若能夠邁過去即采用六爪爬行的模式跨過去，當通過后再轉(zhuǎn)變?yōu)樗妮喰旭偅划斉袛嗲胺秸系K物不足以邁過去時判斷左側是否有障礙物，無左轉(zhuǎn)，否則判斷右側有無障礙物，無則右轉(zhuǎn)，然后前進。并在終點處設置無線紅外線裝置，當小車穿過紅外線傳感器時候，單片機接收到信號，小車停車。
[0013]所述車載系統(tǒng)還包括自動倒車系統(tǒng)，自動倒車系統(tǒng)是根據(jù)預先設定好的庫，然后根據(jù)距離和車速，車速可以通過光電感應控制，計算倒車時間然后轉(zhuǎn)彎實現(xiàn)倒車入庫，并可根據(jù)庫的間距大小，實現(xiàn)任意庫間的倒車入庫功能。
[0014]本實用新型的有益效果:
[0015]本實用新型的活動關節(jié)，全新設計，六爪蜘蛛，活動的關節(jié)結構設計，將六爪蜘蛛腳和傳統(tǒng)玩具車綁定在一起，平時收于底部，當有障礙物時伸展六腳，采用六爪行走方式越過障礙物，然后再次轉(zhuǎn)化為汽車四輪行走，從小孩子的智力開發(fā)做起，可以自主選擇避障礙的形式，增加了新型的自動控制方式，多選擇更高科技的多方面創(chuàng)新的智能玩具小車，并加入了倒車入庫的游戲方式。
【附圖說明】
[0016]圖1:本實用新型控制臺系統(tǒng)不意圖；
[0017]圖2:本實用新型車載系統(tǒng)示意圖。
[0018]其中:1控制臺系統(tǒng)2模式選擇模塊2-1四輪行駛2-2六爪行駛2_3自主行駛3上位機4陀螺儀5通訊模塊6車載系統(tǒng)7模式識別模塊8四輪行駛模塊9自動行駛模塊10傳感器模塊10-1超聲波測距模塊10-2攝像頭模塊10-3溫度采集模塊10-4光柵測速模塊11六爪行駛模塊12電機控制模塊13電源模塊14無線接收模塊。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖和實施例來對本實用新型做進一步描述:
[0020]如圖1至2所示，基于Labview的多功能六爪避障玩具車，包括控制臺系統(tǒng)I和車載系統(tǒng)6，所述控制臺系統(tǒng)I由微控制器、通訊模塊5、上位機3和方向控制模塊構成，所述微控制器分別與通訊模塊、上位機以及方向控制模塊連接，所述微控制器上設有模式選擇模塊2，所述模式選擇模塊包括四輪行使2-1、六爪行使2-2和自主行使2-3，所述方向控制模塊通過陀螺儀4控制，所述車載系統(tǒng)6由微控制器控制，包括四輪行駛模塊8、電機控制模塊12、電源模塊13、自動行駛模塊9和傳感器模塊10，所述傳感器模塊10包括超聲波測距模塊10-1、攝像頭模塊10-2、溫度采集模塊10-3和光柵測速模塊10-4。
[0021]其中，微控制器的型號為MC9S12XS128，上位機3為LABVIEW界面；或者用通過IXD1602模塊顯示(注意當用陀螺儀的時候再上面價格顯示模塊，顯示溫度等傳感器信息)，通訊模塊5為nRF24L01無線收發(fā)模塊，超聲波測距模塊10-1由至少2個超聲波傳感器構成。
[0022]所述避障系統(tǒng)由超聲波測距模塊10-1和六爪行駛模塊構成，利用六爪蜘蛛腳狀的支撐，活動的關節(jié)結構設計為基礎，當小車遇到可越過障礙時，將六爪蜘蛛腳狀的支撐打開，使其可以在不改變方向的基礎上，自動支撐玩具小車越過障礙。
[0023]圖1控制臺系統(tǒng)中無線收發(fā)模塊nRF24L01首先處于發(fā)射狀態(tài)，當無線收發(fā)模塊接收到小車開動指令信息時，發(fā)射到車載系統(tǒng)6的無線收發(fā)模塊，并通過微控制器MC9S12XS128控制L298N電機驅(qū)動模塊驅(qū)動電機，在此時DS18B20數(shù)字溫度采集模塊10-3、US-015超聲波測距模塊10-1和攝像頭模塊10-2將溫度信息、聲波和處理過的圖像發(fā)送給微控制器MC9S12XS128，經(jīng)過微控制器MC9S12XS128的處理信息通過LCD1602模塊在控制臺系統(tǒng)I上顯示，緊接著微控制器MC9S12XS128也將信息傳送給nRF24L01無線收發(fā)模塊，nRF24L01無線收發(fā)模塊將從微控制器MC9S12XS128接收到信息發(fā)送出去通過Iabview上位機3顯示。這樣車載系統(tǒng)就完成了一次周期循環(huán)狀態(tài)。
[0024]車載系統(tǒng)如圖2所示，四輪行駛遠程控制車輪的前進、后退以及拐彎?？刂婆_nRF24L01收發(fā)模塊初始狀態(tài)也是接收狀態(tài)，當有按鍵按下時，微控制器MC9S12XS128讀取到獨立按鍵信息，則微控制器MC9S12XS128使nRF24L01無線收發(fā)模塊轉(zhuǎn)換到發(fā)射模塊，將指令信息發(fā)送到車載控制系統(tǒng)，車載系統(tǒng)端接收到指令后，執(zhí)行指令后同時會將環(huán)境信息發(fā)送出去，當結束按鍵的時候控制臺自動跳轉(zhuǎn)到一次接收狀態(tài)，控制臺將此時接收的環(huán)境信息通過LCD1602液晶顯示模塊顯示出來，這樣就能通過控制臺監(jiān)測車載系統(tǒng)端的環(huán)境信息，這個過程就是完成了控制臺系統(tǒng)的一個周期的運轉(zhuǎn)。還可以通過獨立按鍵選擇攝像機圖像處理模塊，就將自動識別路徑，并通過微控制器MC9S12XS128傳送命令，控制車輪的轉(zhuǎn)動，通過光柵測速模塊10-4控制車速穩(wěn)定車子行駛，以及六爪蜘蛛支架的收放，及一步步的行走。分別對車載系統(tǒng)端和控制臺系統(tǒng)的微控制器MC9S12XS128的編程即可協(xié)調(diào)整個系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。
[0025]綜上，本實用新型達到預期目的。
【主權項】
1.基于Labview的多功能六爪避障玩具車，其特征在于:包括控制臺系統(tǒng)和車載系統(tǒng)，所述控制臺系統(tǒng)由微控制器、通訊模塊、上位機和方向控制模塊構成，所述上位機通過Labview控制，所述微控制器分別與通訊模塊、上位機以及方向控制模塊連接，所述微控制器上設有模式選擇模塊，所述模式選擇模塊包括四輪行使、六爪行使和自主行使，所述方向控制模塊通過陀螺儀控制，所述車載系統(tǒng)由微控制器控制，包括四輪行駛模塊、電機控制模塊、電源模塊、自動行駛模塊和傳感器模塊，所述傳感器模塊包括超聲波測距模塊、攝像頭模塊、光柵測速模塊和溫度采集模塊。2.根據(jù)權利要求1所述的基于Labview的多功能六爪避障玩具車，其特征在于:所述微控制器的型號為MC9S12XS128。3.根據(jù)權利要求1所述的基于Labview的多功能六爪避障玩具車，其特征在于:所述上位機通過IXD1602模塊顯示。4.根據(jù)權利要求1所述的基于Labview的多功能六爪避障玩具車，其特征在于:所述通訊模塊為nRF24L01無線收發(fā)模塊。5.根據(jù)權利要求1所述的基于Labview的多功能六爪避障玩具車，其特征在于:所述超聲波測距模塊由至少2個超聲波傳感器構成。6.根據(jù)權利要求1所述的基于Labview的多功能六爪避障玩具車，其特征在于:所述車載系統(tǒng)還包括避障系統(tǒng)，所述避障系統(tǒng)由超聲波測距模塊和六爪行駛模塊構成。7.根據(jù)權利要求1所述的基于Labview的多功能六爪避障玩具車，其特征在于:所述車載系統(tǒng)還包括模式判別模塊，分為手動行使模式和自主行使模式。8.根據(jù)權利要求1所述的基于Labview的多功能六爪避障玩具車，其特征在于:所述車載系統(tǒng)還包括自動倒車系統(tǒng)。
【文檔編號】A63H17/39GK205460984SQ201620098047
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年2月1日
【發(fā)明人】史洪瑋, 吳瓊, 賀廣琰, 楊帆, 王憶冉, 戴舒雅, 韓學波, 孫晨旭, 徐志穎, 章志亮, 季倩倩
【申請人】宿遷學院