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CN102320248A - 一种用于导游车的智能导游系统 - Google Patents

一种用于导游车的智能导游系统 Download PDF

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CN102320248A
CN102320248A CN201110148331A CN201110148331A CN102320248A CN 102320248 A CN102320248 A CN 102320248A CN 201110148331 A CN201110148331 A CN 201110148331A CN 201110148331 A CN201110148331 A CN 201110148331A CN 102320248 A CN102320248 A CN 102320248A
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CN
China
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intelligent
master controller
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car
vehicle
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Pending
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CN201110148331A
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English (en)
Inventor
季诺
陈龙虎
谷雪连
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Shanghai for Science and Technology
Original Assignee
University of Shanghai for Science and Technology
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Publication date
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
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    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

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  • Traffic Control Systems (AREA)
  • Navigation (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于导游车的智能导游系统，包括主控制器，与其分别连接的CMOS摄像头、GPS车载定位器和电机驱动器，该电机驱动器的输出端与步进电机连接，还包括分别与主控制器和电机驱动器连接的Buck变换器及与该Buck变换器连接的太阳能模块。具有机器视觉和GPS导航功能的智能导游系统，在导盲、军事、勘探、抢险救灾中具有举足轻重的作用，实现一种游客自主旅游，智能车辅助导游的概念。

Description

一种用于导游车的智能导游系统
技术领域
本发明涉及电子信息应用技术领域，特别是涉及一种用于导游车的智能导游系统。 
背景技术
随着电子技术和计算机技术的发展，智能车有了长足的发展，其工作涉及面较广，在很多场合有不可替代的应用。但大多数智能车工作任务相对单一。 
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种用于导游车的智能导游系统，使小型智能车可实现多种工作任务。 
本发明的技术解决方案如下： 
一种用于导游车的智能导游系统，包括主控制器，该主控制器分别与CMOS摄像头、GPS车载定位器和电机驱动器连接，该电机驱动器的输出端与步进电机连接，其特征在于还包括分别与所述的主控制器、电机驱动器连接的Buck变换器及与该Buck变换器连接的太阳能模块。 
所述的太阳能模块包括依次连接的超级电容、锂电池和太阳能光伏板，该太阳能光伏板的输出端与所述的Buck变换器连接。 
与现有技术相比，本发明的技术效果如下： 
第一、利用太阳能作为动力能源。太阳能具有无污染、无噪音及维护简单的优点，在解决未来电动机车，飞行器，人造卫星等许多领域有着广泛的应用。但是以目前的科技水平，太阳能电池的发电效率还处于比较低的阶段，利用太阳能作为动力源之一，将太阳能光伏发 电和锂电池的配合应用，增强导游车的续航能力。 
第二、采用光电传感器中的CMOS摄像头作为检测装置，并通过相应的算法，使得导游车具有机器视觉，通过该视觉可方便地运算前进的路线，从而控制车辆的自动行驶勘探。 
第三，采用GPS车载定位器，导游车可以根据GPS发出指令进行转向，结合视觉避障可以实现无人驾驶。 
附图说明
图1是本发明用于导游车的智能导游系统的结构示意图。 
图2是本发明用于导游车的智能导游系统的流程图。 
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。 
请参阅图1，图1是本发明用于导游车的智能导游系统图。如图所示，一种用于导游车的智能导游系统，包括主控制器3，该主控制器3分别与CMOS摄像头1、GPS车载定位器2和电机驱动器4连接，该电机驱动器4的输出端与步进电机5连接，其特征在于还包括分别与所述的主控制器3、电机驱动器4连接的Buck变换器6及与该Buck变换器6连接的太阳能装置。所述的太阳能装置包括依次连接的超级电容9、锂电池8和太阳能光伏板7，该太阳能光伏板7的输出端与所述的Buck变换器6连接。 
导航与避障： 
导航部分采用彩色CMOS摄像头1对前方的障碍物进行搜索，将CMOS摄像头1传入的信号进行透视变换，透视变换后得到垂直于地面的图，这时把变换后的图像进行颜色处理。通过判断颜色得到障碍物的具体位置，并运用相应的蔽障算法得到比较合适的运行路线绕过障碍物。 
具体是将经过透视变换后的图像颜色值的YUV信号转化为RGB信号，再分别把三值颜色信号在门限值内进行判断，如果判断后的值都满足判定条件，就认为这个点符合障碍物的像素，当检测完所有符合条件的点后，就可以通过导游车运行的算法判断出障碍物相对于导游车的位置，从而计算出合适的行驶路线避开障碍物。 
子系统的工作流程为：启动自动导航功能，判断检测光照是否正常。检测结束后，主控制器3通过GPIO口和电源模块，控制导游车运行。驱动CMOS摄像头1产生视频信号，采用色彩判断方法处理图像数据，首先确定目的地，然后判别前方路径范围内是否有障碍物，并进行锁定。当靠近到障碍物一定距离时，通过COMS摄像头得到的图像信号和一定的算法，主控芯片控制导游车两个轮子转速差，计算出前进的蔽障路线。然后，继续前进。 
控制导游车蔽障算法： 
导游车主控芯片得到CMOS摄像头传来的信号，进行颜色检测，从而找到障碍物并对其锁定。靠近障碍物后，再计算出障碍物离中心线的位置，从而计算出运行路线。具体做法如下： 
首先，通过CMOS摄像头得到信号，获得图像的边界位置，并将其与摄像头中心位置做差。 
假设导游车得到CMOS传感器的图像，此时A点为障碍物的边界点，黑线为导游车的中心线，通过计算A点和中心线之间的距离D，将D值通过一定的PID运算转换为PWM控制信号，控制导游车的两车轮转速差，实现绕过障碍物行驶的功能。此时的位置应控制导游车向左转绕开障碍物。 
太阳能电源模块： 
电源模块将太阳能光伏板和锂电池串联后，末端接入一个Buck变换器，使输出电压稳定。 
GPS车载定位器： 
使用任何一款国产车载GPS，语音提示简单，便于将语音指令传 送给主控制器。GPS能够进行卫星定位、路径规划，以及清晰、准确随时真人语音导航，快速目的地检索：七种方式快速检索并确定目的地可以计划您的出行，定义多个中转点或者回避点到达目的地上百万的兴趣点可供查询，如加油站、超市、银行等等。内置电子地图：支持各种地图安装，全国1500多个城市电子地图。 
改造时，将接喇叭的I/O引出接单片机，让单片机转换成STM32能够识别数字信号，通过查表法，找出对应的方向指令，再传送给STM32。 
经实验表明，本发明用于导游车的智能导游系统，具有机器视觉和GPS导航功能，在导盲、军事、勘探、抢险救灾中具有举足轻重的作用，游客自主旅游，智能车辅助导游的概念。 

Claims (2)

1.一种用于导游车的智能导游系统，包括主控制器（3），该主控制器（3）分别与CMOS摄像头（1）、GPS车载定位器（2）和电机驱动器（4）连接，该电机驱动器（4）的输出端与步进电机（5）连接，其特征在于还包括分别与所述的主控制器（3）、电机驱动器（4）连接的Buck变换器（6）及与该Buck变换器（6）连接的太阳能模块。
2.根据权利要求1所述的用于导游车的智能导游系统，其特征在于所述的太阳能模块包括依次连接的超级电容（9）、锂电池（8）和太阳能光伏板（7），该太阳能光伏板（7）的输出端与所述的Buck变换器（6）连接。
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