專利名稱：一種自動避障玩具車的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種玩具車，具體涉及 一種自動避障玩具車。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的玩具車主要通過遙控控制，在遇到障礙物時，需操作者及時進行避障操控，此類玩具車智能化程度低，不適合較年幼的兒童玩耍。除此之外，現(xiàn)已有的自動避障控制裝置采用測距傳感器測量車輛與障礙物之間的距離，舵機按照預先設定的程序打舵，不斷的調(diào)整舵角，從而實現(xiàn)避障。但是，這種方法具有被動性，就是無法精確的控制舵角，只有距離信號是無法精確計算出舵角的，避障速度較慢。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷或不足，本實用新型的目的在于提供一種智能化程度高、適合較年幼兒童的自動避障玩具車。為實現(xiàn)上述技術(shù)任務，本實用新型采取如下的技術(shù)解決方案一種自動避障玩具車，包括玩具車，其特征在于，所述玩具車上安裝有避障控制裝置，該避障控制裝置包括單片機、電機驅(qū)動電路、電機、安裝于玩具車前端的CCD攝像頭、安裝于玩具車前端的紅外傳感器、安裝于玩具車前輪上的舵機和安裝于后輪轉(zhuǎn)軸上的霍爾傳感器；所述CCD攝像頭通過視頻同步分離芯片與單片機連接，所述電機驅(qū)動電路、紅外傳感器和舵機分別與單片機連接，所述電機與電機驅(qū)動電路連接。本實用新型的其他技術(shù)特征為所述單片機采用MC9S12DG128單片機。所述電機驅(qū)動電路采用H橋驅(qū)動電路。所述視頻同步分離芯片采用LM1881芯片。所述舵機采用輝盛MG995金屬銅齒輪舵機。所述紅外傳感器采用夏普GP2Y0A02YK0F紅外傳感器。本實用新型的自動避障玩具車上安裝有避障控制裝置，該控制裝置根據(jù)C⑶攝像頭、紅外傳感器和測速傳感器采集的信息，由單片機準確的計算出遇某一障礙物時舵機應轉(zhuǎn)動角度，最終控制各執(zhí)行機構(gòu)實現(xiàn)玩具車得自動避障。該玩具車智能化程度高且豐富了現(xiàn)有的玩具車種類。
圖I為本實用新型的玩具車上的避障控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型的CCD攝影機與單片機之間的連接結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型的電機驅(qū)動電路圖；圖4為本實用新型的避障示意圖。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
具體實施方式
實施例參照圖1，本實施 例的自動避障玩具車包括玩具車，該玩具車上安裝有避障控制裝置，該避障控制裝置包括MC9S12DG128單片機、H橋驅(qū)動電路、電機、安裝于玩具車前端的CXD攝像頭、安裝于玩具車前端的夏普GP2Y0A02YK0F紅外傳感器、安裝于玩具車前輪上的MG995金屬銅齒輪舵機和安裝于后輪轉(zhuǎn)軸上的霍爾傳感器；所述CCD攝像頭通過視頻同步分離LM1881芯片與單片機連接，所述H橋驅(qū)動電路、紅外傳感器和舵機分別與單片機連接，所述電機與H橋驅(qū)動電路連接。玩具車上所安裝的避障控制裝置由5V直流電池供電，因為CCD攝像頭的工作電壓為+12V，因此需要一個電壓轉(zhuǎn)換電路，電壓轉(zhuǎn)換電路采用MAX732DC-DC電壓轉(zhuǎn)換芯片，具體電路連接為MAX732芯片的典型接法。所采用的MC9S12DG128單片機是M68HC12系列16為單片機中的一種，其基本結(jié)構(gòu)包括中央處理器單元HCS12(CPU)、2個異步串行通信口 SCI、2個同步串行通信口 SPI，8通道輸入捕捉/輸出比較定時器，I個8通道脈寬調(diào)制模塊以及49個獨立數(shù)字I/O 口(其中20個具有外部中斷及喚醒功能)，在片內(nèi)還擁有128KB的Flash ROM, 8KB的RAM和2KB的EEPR0M,該單片機對接收到的信息進行分析，控制舵機、電機和速度模塊工作，實現(xiàn)自動避障。所采用的夏普GP2Y0A02YK0F紅外傳感器由PSD和IRED以及信號處理電路三部分組成；采用三角測量，環(huán)境干擾小，測距范圍為20 150cm，尺寸為29. 5X13X21. 6mm,供電電壓4. 5to 5. 5V，信號輸出為電壓模擬信號，模擬信號通過MC9S12DG128單片機的ATDOO ATD07送入單片機，模數(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，以待進一步處理。如圖2所示，CXD攝像頭上有接地線、電源線和信號線，信號線經(jīng)過O. Iuf的電容與視頻同步分離芯片LM1881的2引腳相連，視頻同步分離完成視頻圖像的行、列分離，其1、7引腳分別與MC9S12DG128單片機的PT3和PT2相連，分別提取視頻圖像的行和列信息，同時芯片LM1881提取障礙物的外包絡線并計算出障礙物包絡線的寬度值并輸入給MC9S12DG128 單片機。固定在玩具車后軸齒輪附近的霍爾傳感器便可在每個小鋼磁通過時產(chǎn)生一個相應的脈沖，檢測出單位時間的脈沖數(shù)，就可以計算出此時的車速，作為單片機計算新的避障車速的參考。參照圖3，驅(qū)動電路采用典型的H橋電路，該電路由兩個PNP型三極管8550 :Q1、Q2，兩個NPN型三極管9013 :Q3、Q4、兩個NPN型三極管8050 :Q5、Q6，電阻R11、電阻R12、電阻R13、電阻R14、電阻R15和電阻R16組成，其中電阻Rll和電阻R12的阻值均為100 Ω，電阻R13和電阻R14的阻值均為Ik Ω，電阻R15和電阻R16的阻值均為500 Ω。H橋行駛驅(qū)動電路包括前進輸入端J11，后退輸入端J12，當電機前進輸入端Jll為高電平信號時，三極管Q3、Q2、Q5導通,驅(qū)動電機中電流方向為從右到左,驅(qū)動電機正轉(zhuǎn),玩具車前進；相反，當驅(qū)動電機后退輸入端J12為高電平信號時，三極管Q4、Q1、Q6導通，驅(qū)動電機中電流方向為從左到右，驅(qū)動電機反轉(zhuǎn)，玩具車后退。綜上，本實用新型的玩具車在遇到一障礙物時，C⑶攝像頭不斷采集路況信息同時將所采集的信息傳輸給LM1881芯片，LM1881芯片完成視頻圖像的行、列分離和障礙物外包絡線和車道邊線的提取，并將所分離和提取的信息傳輸給MC9S12DG128單片機，單片機獲取障礙物的寬度為(a+b)，同時紅外傳感器將所采集的汽車與障礙物的距離信號h輸入MC9S12DG12單片機，然后單片機根據(jù)所輸入的信息計算得到汽車的轉(zhuǎn)向角。如圖4所示，MC9S12DG128單片機根據(jù)上述信息計算出玩具車的舵角，舵角Θ計算公式如下
權(quán)利要求1.一種自動避障玩具車，包括玩具車，其特征在于，所述玩具車上安裝有避障控制裝置，該避障控制裝置包括單片機、電機驅(qū)動電路、電機、安裝于玩具車前端的CCD攝像頭、安裝于玩具車前端的紅外傳感器、安裝于玩具車前輪上的舵機和安裝于后輪轉(zhuǎn)軸上的霍爾傳感器；所述CCD攝像頭通過視頻同步分離芯片與單片機連接，所述電機驅(qū)動電路、紅外傳感器和舵機分別與單片機連接，所述電機與電機驅(qū)動電路連接。
2.如權(quán)利要求I所述的自動避障玩具車，其特征在于，所述單片機采用MC9S12DG128單片機。
3.如權(quán)利要求I所述的自動避障玩具車，其特征在于，所述電機驅(qū)動電路采用H橋驅(qū)動電路。
4.如權(quán)利要求I所述的自動避障玩具車，其特征在于，所述視頻同步分離芯片采用LM1881 芯片。
5.如權(quán)利要求I所述的自動避障玩具車，其特征在于，所述舵機采用輝盛MG995金屬銅齒輪舵機。
6.如權(quán)利要求I所述的自動避障玩具車，其特征在于，所述紅外傳感器采用夏普GP2Y0A02YK0F紅外傳感器。
專利摘要本實用新型公開了一種自動避障玩具車。包括玩具車，該玩具車上安裝有避障控制裝置，該避障控制裝置包括單片機、電機驅(qū)動電路、電機、安裝于玩具車前端的CCD攝像頭、安裝于玩具車前端的紅外傳感器、安裝于玩具車前輪上的舵機和安裝于后輪轉(zhuǎn)軸上的霍爾傳感器；所述CCD攝像頭通過視頻同步分離芯片與單片機連接，所述電機驅(qū)動電路、紅外傳感器和舵機分別與單片機連接，所述電機與電機驅(qū)動電路連接。該玩具車上安裝有避障控制裝置，該控制裝置根據(jù)CCD攝像頭、紅外傳感器和測速傳感器采集的信息，由單片機準確的計算出遇某一障礙物時舵機應轉(zhuǎn)動角度，最終控制各執(zhí)行機構(gòu)實現(xiàn)玩具車得自動避障。該玩具車智能化程度高且豐富了現(xiàn)有的玩具車種類。
文檔編號A63H17/385GK202355839SQ20112047666
公開日2012年8月1日 申請日期2011年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月25日
發(fā)明者林小鳳, 鄒靜, 馬建新 申請人:長安大學