本實(shí)用新型涉及自動(dòng)控制領(lǐng)域，具體的來說是涉及一種電動(dòng)兩輪平衡車智能控制裝置。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代智能控制技術(shù)的發(fā)展，電動(dòng)兩輪平衡車技術(shù)也在不斷地進(jìn)步。電動(dòng)兩輪平衡車是一種新型的交通工具，具有體型小巧、便于攜帶、操作簡便等特點(diǎn)，它與普通電動(dòng)自行車和摩托車車輪前后排列方式不同，而是采用兩輪并排固定的方式。如今人們的環(huán)保意識(shí)逐漸加強(qiáng)，生活向著智能化，便捷化的方向發(fā)展，兩輪電動(dòng)自平衡車符合這個(gè)趨勢，順應(yīng)了時(shí)代的潮流，有著良好的發(fā)展前景。
電動(dòng)兩輪平衡車無剎車系統(tǒng)，利用車體內(nèi)部的陀螺儀和加速度傳感器，來檢測車體姿態(tài)的變化，并利用伺服控制系統(tǒng)，精確地驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，以保持整車的平衡?？梢?，電動(dòng)兩輪平衡車對(duì)硬件系統(tǒng)的穩(wěn)定性和所采集數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性的要求極高，傳統(tǒng)電動(dòng)兩輪平衡車往往因無法滿足上述要求，在行駛過程中會(huì)出現(xiàn)突然斷電、無法轉(zhuǎn)彎等現(xiàn)象，導(dǎo)致騎車人身體受慣性驅(qū)使摔倒，引起摔傷。為了提高電動(dòng)兩輪平衡車的安全可靠性，急需一套更智能化、安全系數(shù)更高的電動(dòng)兩輪平衡車控制系統(tǒng)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型需要解決的是現(xiàn)有電動(dòng)兩輪平衡車系統(tǒng)硬件穩(wěn)定性不高和所采集數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性不強(qiáng)的問題，提供一種電動(dòng)兩輪平衡車智能控制裝置。
本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案解決上述問題：
一種電動(dòng)兩輪平衡車智能控制裝置，包括編碼器模塊、前置雙目攝像頭模塊、后置雙目攝像頭模塊、姿態(tài)傳感器模塊、儲(chǔ)能模塊、數(shù)據(jù)處理模塊，主控制器模塊、方向傳感器模塊、電源管理及電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和左右電機(jī)模塊；
所述編碼器模塊、前置雙目攝像頭模塊、后置雙目攝像頭模塊和姿態(tài)傳感器模塊的輸出端均與數(shù)據(jù)處理模塊連接；所述數(shù)據(jù)處理模塊與主控制器模塊連接；所述方向傳感器模塊的輸出端與主控制器模塊連接；所述電源管理及電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊分別與數(shù)據(jù)處理模塊和主控制器模塊連接；所述儲(chǔ)能模塊的輸出端經(jīng)電源管理及電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊與左右電機(jī)模塊連接；所述編碼器模塊的采集端與左右電機(jī)模塊連接。
本實(shí)用新型還進(jìn)一步包括藍(lán)牙模塊和/或USB模塊，藍(lán)牙模塊和USB模塊的輸入端均與主控制器模塊連接；所述藍(lán)牙模塊通過無線與外部設(shè)備連接；所述USB模塊通過USB線與外部設(shè)備連接。
本實(shí)用新型還進(jìn)一步包括語音模塊，所述語音模塊的輸入端與主控制器模塊連接。
上述方案中，優(yōu)選的是儲(chǔ)能模塊與電源管理及電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊間設(shè)置有濾波電感L1、L2和濾波電容C1，所述濾波電感L1和L2分別串聯(lián)在儲(chǔ)能模塊輸出端的兩根導(dǎo)線上；所述濾波電容C1并聯(lián)在儲(chǔ)能模塊輸出端的兩根導(dǎo)線上。
上述方案中，優(yōu)選的是電源管理及電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊與左右電機(jī)模塊連接處設(shè)置有濾波電容C2，所述濾波電容C2并聯(lián)在電源管理及電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端。
上述方案中，優(yōu)選的是電源管理及電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊與數(shù)據(jù)處理模塊和主控制器模塊連接處均設(shè)置有光耦隔離器。
上述方案中，優(yōu)選的是數(shù)據(jù)處理模塊采用型號(hào)為66AK2H14的數(shù)據(jù)處理器。
上述方案中，優(yōu)選的是主控制器模塊采用型號(hào)為STM32F767的主控芯片。
上述方案中，優(yōu)選的是姿態(tài)傳感器模塊主要由平衡傳感器構(gòu)成；平衡傳感器的輸出端與主控制器模塊連接。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)與效果是：
1.本實(shí)用新型通過使用數(shù)據(jù)處理模塊和主控制器模塊分別對(duì)數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的快速處理，能極大的提高所采集數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性，進(jìn)而保證系統(tǒng)的響應(yīng)速度和安全性，主控制器模塊用于指令控制，使得控制更加靈敏，把數(shù)據(jù)處理和控制分開來，現(xiàn)有電動(dòng)兩輪平衡車系統(tǒng)硬件穩(wěn)定性不高和所采集數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性不強(qiáng)的問題；
2.本實(shí)用新型結(jié)合前后的雙面攝像頭，可用于前后物體目標(biāo)檢測，用于防撞檢測，使產(chǎn)品智能化程度更高，提高用戶使用時(shí)的安全性；
3.本實(shí)用新型在電源管理及電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊與數(shù)據(jù)處理模塊和主控制器模塊連接處均設(shè)置有光耦隔離器，從而能夠減少強(qiáng)電對(duì)數(shù)據(jù)處理模塊和主控制器模塊中處理器的影響，使得安全性更高。
附圖說明
圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
一種電動(dòng)兩輪平衡車智能控制裝置，如圖1所示，包括編碼器模塊、前置雙目攝像頭模塊、后置雙目攝像頭模塊、姿態(tài)傳感器模塊、儲(chǔ)能模塊、數(shù)據(jù)處理模塊，主控制器模塊、方向傳感器模塊、藍(lán)牙模塊、USB模塊、語音模塊、電源管理及電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和左右電機(jī)模塊。所述數(shù)據(jù)處理模塊采用型號(hào)為66AK2H14的數(shù)據(jù)處理器。所述主控制器模塊采用型號(hào)為STM32F767的主控芯片。
如圖1所示，儲(chǔ)能模塊與電源管理及電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊間設(shè)置有濾波電感L1、L2和濾波電容C1，所述濾波電感L1和L2分別串聯(lián)在儲(chǔ)能模塊輸出端的連根導(dǎo)線上；所述濾波電容C1并聯(lián)在儲(chǔ)能模塊輸出端的兩根導(dǎo)線上。用于對(duì)輸出電能的濾波處理，使得輸入的電能更加穩(wěn)定。電源管理及電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊與左右電機(jī)模塊連接處設(shè)置有濾波電容C2，所述濾波電容C2并聯(lián)在電源管理及電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端。
如圖1所示，所述編碼器模塊、前置雙目攝像頭模塊、后置雙目攝像頭模塊和姿態(tài)傳感器模塊的輸出端均與數(shù)據(jù)處理模塊連接。前置雙目攝像頭模塊和后置雙目攝像頭模塊實(shí)時(shí)采集平衡車前后的障礙物信息，并把采集的信息傳給數(shù)據(jù)處理器模塊。獲取過程為，采集圖像，對(duì)圖像求取視差圖，通過道路平面方程計(jì)算，求取高度圖，輸出檢測結(jié)果。攝像障礙物檢測已經(jīng)為比較成熟的技術(shù)。所述編碼器模塊的采集端與左右電機(jī)模塊連接，編碼器模塊實(shí)時(shí)采集左右電機(jī)的轉(zhuǎn)速信息，并把采集的信息傳給數(shù)據(jù)處理器模塊。姿態(tài)傳感器模塊主要由平衡傳感器構(gòu)成；平衡傳感器的輸出端與主控制器模塊連接。實(shí)時(shí)采集平衡車的姿態(tài)信息，并把采集的信息傳給數(shù)據(jù)處理器模塊。
所述數(shù)據(jù)處理模塊與主控制器模塊連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理后的統(tǒng)一傳送。所述方向傳感器模塊的輸出端與主控制器模塊連接，方向傳感器模塊實(shí)時(shí)采集方向桿的方向信息，并把采集的信息傳給主控制器模塊。所述電源管理及電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊分別與數(shù)據(jù)處理模塊和主控制器模塊連接。所述儲(chǔ)能模塊的輸出端經(jīng)電源管理及電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊與左右電機(jī)模塊連接。
電源管理及電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊包括電能管理電路和電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，電能管理電路主要包括升降壓電路和穩(wěn)壓電路，對(duì)電壓進(jìn)行升降壓處理和穩(wěn)壓處理，使得輸出的電能更加穩(wěn)定。電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路對(duì)左右電機(jī)模塊的兩個(gè)電極進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。主控制器模塊對(duì)數(shù)據(jù)處理模塊傳入的數(shù)據(jù)進(jìn)一步的運(yùn)算處理后，根據(jù)相關(guān)運(yùn)算結(jié)果，通過電源管理及電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊對(duì)左右電機(jī)進(jìn)行控制，最終實(shí)現(xiàn)平衡。
藍(lán)牙模塊和USB模塊的輸入端均與主控制器模塊連接；所述藍(lán)牙模塊通過無線與外部設(shè)備連接；所述USB模塊通過USB線與外部設(shè)備連接。外部設(shè)備可以為收集或平板電腦，用戶可根據(jù)需要，通過藍(lán)牙模塊或USB模塊將平衡車的相關(guān)信息傳輸?shù)绞謾C(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。此外，語音模塊還可以將平衡車相關(guān)信息通過語音進(jìn)行播報(bào)出來，所述語音模塊的輸入端與主控制器模塊連接。
以上已對(duì)本實(shí)用新型創(chuàng)造的較佳實(shí)施例進(jìn)行了具體說明，但本實(shí)用新型并不限于實(shí)施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本實(shí)用新型創(chuàng)造精神的前提下還可作出種種的等同的變型或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請的范圍內(nèi)。