本發(fā)明涉及智能交通技術領域，特別涉及一種自適應智能車循跡控制系統(tǒng)。

背景技術：

目前，能夠自動行駛、自動變速、甚至自動選擇行駛路線的智能車在智能玩具、智能模型等各個領域都有廣泛應用。智能車的循跡方式主要包括光電循跡、攝像頭循跡、電磁循跡等幾種。目前多數(shù)智能車采用單一循跡方式，只能適應某一種路線，對于智能車的自動行駛有很大的局限性。特別是當智能車用于教學展示時，只能展示一種循跡模式，教學功能單一。因此，期待一種能夠實現(xiàn)多種循跡方式的智能車循跡控制方法。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種自適應智能車循跡控制系統(tǒng)，其能夠在不同的循跡模式之間自動切換。

本發(fā)明采用以下解決方案：

一種自適應智能車循跡控制系統(tǒng)，包括：

線路模塊，包括光電導航線路和磁力導航線路；

循跡模塊，設置于所述智能車上，包括用于感測所述光電導航線路的光電傳感器和用于感測所述磁力導航線路的電感傳感器；

切換判斷模塊，包括線路切換標簽、標簽讀取單元和判斷單元，所述標簽讀取單元設置于所述智能車上，用于讀取所述線路切換標簽，所述判斷單元用于根據(jù)所讀取的線路切換標簽的信息輸出切換指令；

控制模塊，用于接收所述光電傳感器的感測信號、所述電感傳感器的感測信號和所述線路切換指令，并根據(jù)所述線路切換指令關閉處于操作狀態(tài)的傳感器，同時啟動處于非操作狀態(tài)的傳感器，以及根據(jù)所述光電傳感器的感測信號或電感傳感器的感測信號控制所述智能車的驅動裝置。

優(yōu)選地，所述光電導航線路和所述磁力導航線路的至少一部分相互重合，所述線路切換標簽設置于重合部分處。

優(yōu)選地，所述控制器將所述光電傳感器的感測信號轉換為光電線路位置信息，并根據(jù)所述光電線路位置信息控制所述智能車的驅動裝置，所述光電線路位置信息表示所述智能車相對于所述光電導航線路的位置。

優(yōu)選地，所述控制器將所述電感傳感器的感測信號轉換為磁力線路位置信息，并根據(jù)所述磁力線路位置信息控制所述智能車的驅動裝置，所述磁力線路位置信息表示所述智能車相對于所述磁力導航線路的位置。

優(yōu)選地，所述標簽讀取單元是RFID讀卡器，所述線路切換標簽是RFID標簽。

優(yōu)選地，所述驅動裝置包括舵機和驅動電機。

優(yōu)選地，還包括設置于所述智能車上的超聲波避障模塊。

優(yōu)選地，所述自適應智能車循跡控制系統(tǒng)還包括模式選擇按鍵，所述模式選擇按鍵包括兩個按鍵，分別用于啟動所述光電傳感器和所述電感傳感器。

優(yōu)選地，所述線路切換標簽為多個。

優(yōu)選地，所述判斷單元將所讀取的線路切換標簽的信息與預先存儲的信息碼進行匹配，并在匹配成功時輸出切換指令。

本發(fā)明的有益效果在于：配置兩種傳感器，分別能夠實現(xiàn)光電循跡模式和磁力循跡模式，在適當?shù)奈恢迷O置線路切換標簽，通過標簽讀取單元讀取線路切換標簽，從而能夠實現(xiàn)不同循跡模式之間的自動切換；通過這種方式，當智能車面對多種導航線路時，可以自動選擇導航線路，省去對智能車硬件或軟件的修改，解決了智能車無法沿不同線路運動的問題。

附圖說明

通過結合附圖對本發(fā)明示例性實施例進行更詳細的描述，本發(fā)明的上述以及其它目的、特征和優(yōu)勢將變得更加明顯。其中，在示例性實施例中，相同的參考標號通常代表相同部件。

圖1顯示根據(jù)示例性實施例的自適應智能車控制系統(tǒng)的結構示意圖；

圖2顯示根據(jù)示例性實施例的自適應智能車控制系統(tǒng)的工作示意圖；

圖3顯示根據(jù)示例性實施例的自適應智能車控制系統(tǒng)進行導航線路擴充后的工作示意圖。

主要附圖標記說明：

1-光電導航線路，2：磁力導航線路，3：線路切換標簽，4：智能車，5：標簽讀取單元，6：判斷單元，7：控制模塊，8：光電傳感器，9：電感傳感器，10：線路模塊，11：循跡模塊，12：切換判斷模塊，1-1：光電導航線路，3-1：線路切換標簽。

具體實施方式

下面將參照附圖更詳細地描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。雖然附圖中顯示了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，然而應該理解，可以以各種形式實現(xiàn)本發(fā)明，而不應被這里闡述的實施例所限制。相反，提供這些實施例是為了使本發(fā)明更加透徹和完整，并且能夠將本發(fā)明的范圍完整地傳達給本領域的技術人員。

圖1顯示根據(jù)示例性實施例的自適應智能車控制系統(tǒng)的結構示意圖，如圖所示，該自適應智能車循跡控制系統(tǒng)包括：

線路模塊10，包括光電導航線路1和磁力導航線路2；

循跡模塊11，設置于智能車上，包括用于感測光電導航線路的光電傳感器8和用于感測磁力導航線路的電感傳感器9；

切換判斷模塊12，包括線路切換標簽3、標簽讀取單元5和判斷單元6，標簽讀取單元5設置于智能車上，用于讀取線路切換標簽3，判斷單元6用于根據(jù)所讀取的線路切換標簽3的信息輸出切換指令；

控制模塊7，用于接收光電傳感器8的感測信號、電感傳感器9的感測信號和切換指令，并根據(jù)切換指令關閉處于操作狀態(tài)的傳感器，同時啟動處于非操作狀態(tài)的傳感器，以及根據(jù)光電傳感器8的感測信號或電感傳感器9的感測信號控制智能車的驅動裝置。

其中，光電導航線路可以為黑白線條或者其他彩色線條，其可以沿著預定線路鋪設。循跡模塊的光電傳感器可以發(fā)射紅外光并且感測路面反射光的強度，根據(jù)反射光的強度產(chǎn)生電信號，該電信號被傳輸?shù)娇刂颇K，控制模塊根據(jù)該電信號的強弱區(qū)分普通路面與光電導航線路，進而確定智能車相對于光電導航線路的位置信息，被稱為光電線路位置信息。例如，光電傳感器可以是反射取樣式光電傳感器。

磁力導航線路利用電磁感應原理產(chǎn)生穩(wěn)定磁場，例如可采用方波發(fā)生器作用于銅線回路來產(chǎn)生穩(wěn)定磁場。循跡模塊的電感傳感器可以感應磁場強弱，根據(jù)感應的磁場強弱產(chǎn)生電信號，該電信號被傳輸?shù)娇刂颇K，控制模塊根據(jù)該電信號的強弱來確定智能車相對于磁力導航線路的位置，被稱為磁力線路位置信息。

磁力導航線路可以沿著預定線路鋪設，例如，磁力導航線路可以與光電導航線路完全重合，即沿著相同的路徑同時鋪設光電導航線路和磁力導航線路。在路徑的適當位置設置線路切換標簽，使得智能車在設置線路切換標簽處切換循跡模式，可以向使用者展示兩種循跡模式的工作狀況?；蛘?，磁力導航線路可以與光電導航線路部分重合，即兩條線路僅有一部分沿著相同的路徑鋪設，那么可以在兩條線路的重合部分設置線路切換標簽，使得智能車在設置線路切換標簽處切換循跡模式。在這種情況下，切換循跡模式之后，智能車將改變行駛路線，從而可以更直觀地向使用者展示兩種循跡模式的工作狀況。

在光電導航線路和磁力導航線路的重合部分處，在需要進行循跡模式切換的位置設置線路切換標簽。智能車上設置有標簽讀取單元，用于讀取線路切換標簽。當智能車行駛到線路切換標簽的位置時，標簽讀取單元讀取線路切換標簽的信息，切換判斷模塊的判斷單元根據(jù)所讀取的線路切換標簽的信息輸出切換指令。作為優(yōu)選方案，標簽讀取單元可以是RFID讀卡器，線路切換標簽可以是RFID標簽。

控制模塊可以是微處理器，例如STM32微處理器，內部移植uCOS操作系統(tǒng)，其接收光電傳感器的感測信號、電感傳感器的感測信號和切換指令。當控制模塊接收到切換指令時，其根據(jù)切換指令關閉處于操作狀態(tài)的傳感器，同時啟動處于非操作狀態(tài)的傳感器，以實現(xiàn)循跡模式的切換。更具體而言，當光電傳感器處于操作狀態(tài)、電感傳感器處于非操作狀態(tài)時，控制器根據(jù)切換指令關閉光電傳感器，并啟動電感傳感器，從而使得智能車從光電循跡模式切換到磁力循跡模式，通過電感傳感器感測磁力導航線路進行循跡；當電感傳感器處于操作狀態(tài)、光電傳感器處于非操作狀態(tài)時，控制器根據(jù)切換指令關閉電感傳感器，并啟動光電傳感器，從而使得智能車從磁力循跡模式切換到光電循跡模式，通過光電傳感器感測光電導航線路進行循跡。通過這種方式，即可實現(xiàn)循跡模式的切換。

此外，當控制模塊接收到光電傳感器的感測信號時，其根據(jù)該信號的強弱區(qū)分普通路面與光電導航線路，進而確定智能車相對于光電導航線路的位置信息(即光電線路位置信息)，然后根據(jù)光電線路位置信息驅動智能車的驅動裝置，從而改變智能車的行駛方向和行駛速度，使得智能車始終沿著光電導航線路行駛。或者，當控制模塊接收到電感傳感器的感測信號時，其根據(jù)該信號的強弱來確定智能車相對于磁力導航線路的位置(即磁力線路位置信息)，然后根據(jù)磁力線路位置信息驅動智能車的驅動裝置，從而改變智能車的行駛方向和行駛速度，使得智能車始終沿著磁力導航線路行駛。光電導航和磁力導航的實現(xiàn)均屬于本領域的現(xiàn)有技術，在此不再贅述。

智能車的驅動裝置一般包括舵機和驅動電機，舵機用于控制智能車的轉向，驅動電機用于控制智能車的行駛速度。或者，智能車可以采用四輪驅動模式，控制模塊可連接四組電機，并通過脈沖寬度調制的方式來控制每組電機的轉速，通過控制每組電機達到不同轉速，改變智能車的行駛方向和速度。

根據(jù)本發(fā)明實施例的自適應智能車循跡控制系統(tǒng)配置兩種傳感器，分別能夠實現(xiàn)光電循跡模式和磁力循跡模式。在導航線路的適當位置設置線路切換標簽，通過標簽讀取單元讀取線路切換標簽，從而能夠實現(xiàn)不同循跡模式之間的自動切換；通過這種方式，當智能車面對多種導航線路時，可以根據(jù)所設置的線路切換標簽自動選擇導航線路，省去對智能車硬件或軟件的修改，解決了智能車無法沿不同線路運動的問題；此外，當導航線路被修改時，也只需要重新設置線路切換標簽的位置，智能車即可以沿著修改后的線路按照所設置的線路切換標簽自動選擇導航線路，最大限度地避免修改智能車硬件或軟件。根據(jù)本發(fā)明實施例的自適應智能車循跡控制系統(tǒng)特別適用于模擬智能交通環(huán)境。

作為優(yōu)選方案，本發(fā)明實施例的自適應智能車循跡控制系統(tǒng)還包括模式選擇按鍵，模式選擇按鍵包括兩個按鍵，分別用于啟動循跡模塊的光電傳感器和電感傳感器，從而可以通過手動方式將智能車切換到光電循跡模式或磁力循跡模式。在線路切換標簽或者標簽讀取單元出現(xiàn)故障時，可以通過模式選擇按鍵手動地切換智能車的循跡模式。

作為優(yōu)選方案，本發(fā)明實施例的自適應智能車循跡控制系統(tǒng)還包括超聲波避障模塊，其設置于智能車上，利用超聲波來檢測智能車的前方是否有障礙物。在超聲波避障模塊檢測到障礙物時，由控制器控制智能車的驅動裝置，使智能車停止在障礙物前方，避免損害智能車。超聲波避障模塊可以采用超聲波傳感器。

作為優(yōu)選方案，線路切換標簽可以為多個，從而可以在導航線路的多個位置分別實現(xiàn)循跡模式的切換。

作為優(yōu)選方案，判斷單元將所讀取的線路切換標簽的信息(例如ID號碼)，與預先存儲的信息碼進行匹配，如果匹配成功，則輸出切換指令，控制模塊根據(jù)該切換指令關閉處于操作狀態(tài)的傳感器并啟動處于非操作狀態(tài)的傳感器，從而實現(xiàn)循跡模式的切換。

實施例1

圖1顯示根據(jù)示例性實施例的自適應智能車控制系統(tǒng)的結構示意圖，圖2顯示根據(jù)示例性實施例的自適應智能車控制系統(tǒng)的工作示意圖，圖3顯示根據(jù)示例性實施例的自適應智能車控制系統(tǒng)進行導航線路擴充后的工作示意圖。

如圖1-3所示，在本實施例中，光電導航線路1和磁力導航線路2共同構成8字型導航路徑，在光電導航線路1和磁力導航線路2的重合部分，即8字型導航路徑的中間交叉處，設置線路切換標簽3，線路切換標簽3是RFID標簽。

智能車4上設置有循跡模塊11，循跡模塊11包括光電傳感器8和電感傳感器9，分別用于感測光電導航線路1和磁力導航線路2。智能車4上還設置有標簽讀取單元5，其是用于讀取RFID標簽的RFID讀卡器，標簽讀取單元5讀取RFID標簽的信息，切換判斷模塊12的判斷單元6根據(jù)標簽讀取單元5讀取的標簽信息輸出切換指令。智能車4通過四輪驅動。

控制模塊7是STM32的微處理器，內部移植uCOS操作系統(tǒng)，其用于接收光電傳感器8的感測信號、電感傳感器9的感測信號和判斷單元6輸出的切換指令，其根據(jù)切換指令關閉處于操作狀態(tài)的傳感器，同時啟動處于非操作狀態(tài)的傳感器，并根據(jù)感測信號控制智能車4的四組驅動電機，從而控制智能車4的行駛方向和速度。

根據(jù)示例性實施例的自適應智能車控制系統(tǒng)工作時，首先打開車身上的電源開關，此時光電傳感器8被啟動，智能車4沿著光電導航線路1行駛，如圖1中左側箭頭所示；當智能車4行駛到線路切換標簽3的位置時，即圖1中左側箭頭的終點，標簽讀取單元5讀取線路切換標簽3的信息，判斷單元6將該信息與預先存儲的信息碼進行匹配，在匹配成功時輸出切換指令，控制模塊7根據(jù)切換指令關閉處于操作狀態(tài)的傳感器(即光電傳感器8)，啟動處于非操作狀態(tài)的傳感器(即電感傳感器9)，智能車4切換到磁力循跡模式，沿著磁力導航線路2繼續(xù)行駛，如圖1中右側箭頭所示。

當智能車4再次行駛到線路切換標簽3的位置時，標簽讀取單元5再次讀取線路切換標簽3的信息，判斷單元6將該信息與預先存儲的信息碼進行匹配，在匹配成功時輸出切換指令，控制模塊7根據(jù)切換指令關閉處于操作狀態(tài)的傳感器(即電感傳感器9)，啟動處于非操作狀態(tài)的傳感器(即光電傳感器8)，智能車4重新回到光電循跡模式，沿著光電導航線路1繼續(xù)行駛。

當對導航線路進行擴充時，如圖3所示，擴充了光電導航線路1-1，那么如果希望在光電導航線路1-1與磁力導航線路2的交匯處進行循跡模式切換，只需要在交匯處設置新的線路切換標簽3-1即可。通過這種方式，可以方便、快速地進行導航線路的擴充，并根據(jù)需要實現(xiàn)循跡模式切換，避免了進一步的軟硬件修改。

上述技術方案只是本發(fā)明的一種實施例，對于本領域內的技術人員而言，在本發(fā)明的原理的基礎上，很容易做出各種類型的改進或變形，而不僅限于本發(fā)明上述具體實施例的描述，因此前面的描述只是優(yōu)選的，而并不具有限制性的意義。