[发明专利]一种智能车控制实验装置

说明书

本发明提出一种智能车控制实验装置，其特征在于：智能车控制实验装置包括控制单元、带传动机构、齿轮齿条传动机构、激光传感器、摄像头、红外发光二极管。带传动机构用来模拟智能车比赛的赛道，齿轮齿条传动机构用来模拟智能车的运动；本发明的有益效果在于，可以生动直观的展示智能车控制的结果，有助于提高学生的学习兴趣。

技术领域

本发明涉及实验教学仪器领域，尤其涉及一种智能车控制实验装置，可供参加智能车竞赛的学生学习控制算法使用，也可供高校控制类专业实验教学使用。

背景技术

全国大学生智能汽车竞赛是在规定的模型汽车平台上，使用飞思卡尔单片机作为核心控制器，通过增加传感器、电机等，制作一部能够自主识别道路的模型汽车，其所需技术涵盖了控制、识别、传感等多个领域，而其中控制技术是决定智能车设计优劣的关键。目前，虽然高校控制类实验教学设备种类繁多，但大多为基础实验教学设备，直接针对智能汽车控制技术培训的实验设备尚未出现。在培训过程中，一般高校采用软件模拟的形式完成，实验结果缺乏直观生动的表现，不利于学生对控制技术的掌握。

发明内容

本发明要解决上述问题，提出一种智能车控制实验装置。装置利用相对运动的原理，通过直流电机带动涂有赛道的平板传送带纵向运动，通过舵机带动齿条横向运动，进而带动激光传感器、摄像头运动，来模拟智能车检测赛道以及在赛道上运动的过程。通过安装在齿条两端的红外发光二极管照射平板传送带，用来指示是否超出赛道范围。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：智能车控制实验装置包括控制单元、带传动机构、齿轮齿条传动机构、激光传感器、摄像头、红外发光二极管。所述带传动机构、齿轮齿条传动机构、激光传感器、摄像头、红外发光二极管分别与控制单元相连。

所述控制单元包括单片机和驱动电路，单片机通过驱动电路控制电机、舵机的运动方向和速度。

所述带传动机构包括固定轴、直流电机、齿形传送带、主动轮、被动轮、平板传送带，直流电机齿轮与主动轮之间通过齿形传送带连接，主动轮与被动轮之间通过平板传送带连接，在平板传送带表面用黑色记号笔涂成智能车赛道的形式，用来模拟智能车比赛的赛道。

所述齿轮齿条传动机构包括舵机、齿条，舵机转动时，带动齿条往复运动，用来模拟智能车的运动。

所述激光传感器、摄像头、红外发光二极管均安装在齿条上表面，摄像头安装在齿条中点位置，两个红外发光二极管以齿条中点为中心对称安装，用来模拟智能车车体的宽度；激光传感器型以齿条中点为中心对称安装，用来检测智能车赛道。

当带传动机构的直流电机带动平板传送带运动时，智能车赛道随之运动，而齿轮齿条传动机构静止，根据相对运动原理， 此时相当于智能车在赛道上行进。当激光传感器检测到赛道边缘时，输出信号给控制单元，控制单元根据实验者设定的规则来控制舵机的运动方向，使红外发光二极管指示的车体始终位于赛道之内。若红外发光二极管指示的车体超出赛道，则说明实验者设定的规则不合理，应予以改进。因此，实验者通过本装置可以优化智能车控制规则，取得更好的控制效果。

本发明的有益效果在于，智能车控制实验装置通过传送带和齿条的相对运动，模拟了智能车在赛道上运动的全过程，可以生动直观的展示智能车控制的结果，有助于提高学生的学习兴趣。

附图说明

图1为智能车控制实验装置总体结构示意图。

图2为带传动机构结构示意图。

图3为平板传送带表面赛道形式示意图。

图4为齿轮齿条传动机构结构示意图。

图5为智能车控制实验装置相对运动示意图。

具体实施方式