[发明专利]一种基于电磁定位的智能车系统

权利要求书

1.一种基于电磁定位的智能车系统，包括车体，其特征在于：还包括单片机、网络通信模块、电磁感应模块、电源管理模块、电机驱动模块和舵机模块，所述单片机设置在所述车体内，所述网络通信模块与所述单片机电连接，且用于与远程后台通讯，所述电磁感应模块固定在所述车体前端，且用于与事先布置的多个按拓扑结构分布的磁场线圈建立起磁场模型，以获取磁感应强度数据，并发送给单片机，所述单片机处理后获取车体的位置姿态，所述电源管理模块固定在所述车体内，且用于为各元器件提供电力，所述电机驱动模块固定在所述车体内，且与所述单片机电连接，所述电机驱动模块用于驱动所述车体的后轮转动，所述舵机模块的转向器与所述车体的前轮相连接，且与所述单片机电连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于电磁定位的智能车系统，其特征在于：所述网络通信模块建立无线局域网，实现远程后台与所述单片机双向通信；所述单片机采用ARM芯片，用于对所述电磁感应模块所输入的信息进行处理并对其它模块进行实时控制。

3.根据权利要求1所述的一种基于电磁定位的智能车系统，其特征在于：所述电源管理模块采用LM2940稳压芯片及其外围元件，通过稳压，提供稳定的5V电源。

4.根据权利要求1所述的一种基于电磁定位的智能车系统，其特征在于：所述电机驱动模块采用两个直流有刷电机，所述电机驱动模块用于接收所述单片机的运动命令，分别控制车体的两个后轮运转，依靠差速实现转向。

5.根据权利要求4所述的一种基于电磁定位的智能车系统，其特征在于：所述电机驱动模块采用H桥式驱动电路，H桥式驱动电路的输入端与单片机相连，H桥式驱动电路的输出端与直流有刷电机相连。

6.根据权利要求1所述的一种基于电磁定位的智能车系统，其特征在于：所述舵机模块采用SD-5舵机，所述舵机模块转动一定角度通过摆杆将动力传递给所述车体的两个前轮，实现车体的辅助转弯。

7.根据权利要求1所述的一种基于电磁定位的智能车系统，其特征在于：所述电磁感应模块连接有一路运算放大器，所述运算放大器的输出端通过一路整流滤波电路后并行连接到所述单片机上。

8.根据权利要求7所述的一种基于电磁定位的智能车系统，其特征在于：获取车体的位置姿态具体步骤如下：

S1：基于毕奥-萨伐尔定律和磁场叠加原理，推导和建立电磁感应模块与磁场线圈之间的磁场模型，得到简化的磁场分布模型，即磁偶极子模型；

S2：使用磁偶极子模型，计算出车体所在位置处的磁感应强度；

S3：结合电磁感应定律，得到包含车体位姿参数的函数方程组；

S4：根据实际的电磁感应原理的信息，以及搭建好的电磁定位模型，使用多任务并行处理信息，进行电磁定位算法的同时不断接受新的信息；

S5：搭建系统标定和检测平台，根据设计好的电磁定位算法，计算得到系统中磁场线圈的空间位置参数，包括欧拉角以及绝对坐标，实现对磁场线圈的定位跟踪，最终实时获取车体的位置姿态。