[发明专利]无人驾驶智能小车及控制方法

摘要

本发明公开了一种无人驾驶智能小车，包括电源模块、控制器、车身、驱动轮，导向轮，舵机、导航定位装置、避障装置，所述车身底部安装四个车轮，两个驱动轮安装于后部，用于驱动小车行驶，两个导向轮安装于前部，用于转向；所述电源模块为蓄电池，用于提供电能；所述导航定位装置包括2个CCD工业相机和2个舵机，所述舵机布置于车身前部，所述CCD工业相机置于舵机上，舵机带动CCD工业相机旋转；所述避障装置包括激光测距仪、超声波传感器，所述激光测距仪、超声波传感器、CCD工业相机将采集的信号输送至控制器，所述控制器对舵机进行控制。本发明的小车具有自动避障和障碍物状态识别功能，不仅能解决传统小车需要人工操纵的弊端，而且能实现安全稳定的自动巡航功能。

主权项

1.一种无人驾驶智能小车的控制方法，无人驾驶智能小车包括电源模块(4)、控制器(5)、车身(6)、驱动轮(7)，导向轮(8)，舵机(9)、导航定位装置(11)、避障装置(12)，所述车身(6)底部安装四个车轮，两个驱动轮(7)安装于后部，用于驱动小车行驶，两个导向轮(8)安装于前部，用于转向；所述电源模块(4)为蓄电池，用于提供电能；所述导航定位装置(11)包括2个CCD工业相机(1)和2个舵机(9)，所述舵机(9)布置于车身(6)前部，所述CCD工业相机(1)置于舵机(9)上，舵机(9)带动CCD工业相机(1)旋转；所述避障装置(12)包括激光测距仪(2)、超声波传感器(3)，所述激光测距仪(2)、超声波传感器(3)、CCD工业相机(1)将采集的信号输送至控制器(5)，所述控制器(5)对舵机(9)进行控制；其特征在于，通过CCD工业相机获取小车所处的当前道路图像，利用OpenCV图像处理和计算机视觉函数库对源图像进行预处理，包括灰度化、去噪、畸变校正；然后对处理过的图片进行阈值分割，提取道路边界特征；通过提取特征与事先设定的道路模板进行匹配比较，若两者匹配，则识别成功，说明该位置为可行道路；若匹配失败，说明当前位置不是可行道路，则控制舵机带动CCD工业相机转动角度进行重新识别，以此循环，直到找到可行道路位置；控制器实时调整小车姿态，保证行驶方向正确；当超声波传感器检测到有障碍物时，小车停止运动，激光测距仪开始工作，在Δt的时间内，发出两束激光进行测距，测得障碍物距离分别为L1和L2，则通过计算L1‑L2的值，即可判断障碍物是处于静止、朝向小车运动或是背离小车运动状态；通过公式(L1‑L2)/Δt计算出障碍物的运行速度，以此作为小车运动控制的依据，即当障碍物靠近至一定距离L时，小车后退，避免碰撞；反之，则继续前进；小车避障及转向行驶通过驱动轮的差速控制来实现，在行驶过程中，当障碍物出现在视野范围时，通过提取相机所拍摄的图像特征，判断出障碍物的位置信息并将其传递至控制器，控制器输出控制信号，使靠近障碍一侧的驱动轮转速大于另一侧的驱动轮转速，使小车转向进行避障，转过一定角度后，视野范围内检测不到障碍物，控制器改变控制信号，使两驱动轮同步转动，小车恢复直线行驶状态。