[发明专利]多功能无人驾驶电动汽车

权利要求书

1.一种多功能无人驾驶电动汽车，所述电动汽车包括GPS收发设备、 飞思卡尔MC9S12芯片和方向电机控制器，GPS收发设备用于接收电动汽 车的当前GPS位置以及电动汽车的当前GPS位置附近各个充电站的GPS 位置，方向电机控制器用于控制电动汽车行进的方向，飞思卡尔MC9S12 芯片与GPS收发设备和方向电机控制器分别连接，用于基于GPS收发设 备的输出确定对方向电机控制器的控制策略。

2.如权利要求1所述的多功能无人驾驶电动汽车，其特征在于，所 述电动汽车包括：

无线接收设备，设置在电动汽车的外侧，用于基于电动汽车的当前GPS 位置从远端的充电站管理服务器处接收电动汽车的当前GPS位置附近各 个充电站的占用百分比；

GPS收发设备，用于接收GPS定位卫星实时发送的、电动汽车的当前 GPS位置，还用于接收GPS电子地图中、电动汽车的当前GPS位置附近 各个充电站的GPS位置；

电量检测设备，设置在电动汽车的蓄电池上，用于检测蓄电池的实时 剩余电量；

行驶控制仪，设置在电动汽车上，与电动汽车的方向电机控制器和速 度电机控制器连接，用于接收位置控制信号，基于位置控制信号确定驱动 方向和驱动速度，并将驱动方向和驱动速度分别发送给方向电机控制器和 速度电机控制器；

图像识别设备，用于对电动汽车前方景象进行拍摄以获得前方图像， 并对前方图像进行图像识别以确定前方是否存在充电桩，相应地，发出存 在充电桩信号或不存在充电桩信号；

超声波检测设备，设置在电动汽车前部，用于检测电动汽车前部距离 充电桩的实时相差距离；

WIFI通信设备，设置在电动汽车上，用于与充电桩的WIFI通信接口 进行握手操作，握手成功则发出充电桩合格信号，握手失败则发出充电桩 不合格信号；

自动充电设备，设置在电动汽车上，包括定位器、位移驱动器、机械 手和充电头，定位器、位移驱动器和充电头都设置在机械手上，定位器用 于检测机械手与充电桩的充电插座之间的相对距离，位移驱动器与定位器 连接，用于基于相对距离驱动机械手前往充电桩的充电插座，机械手用于 在抵达充电桩的充电插座后将充电头插入充电桩的充电插座中；

飞思卡尔MC9S12芯片，与无线接收设备、电量检测设备、行驶控制 仪、GPS收发设备、图像识别设备、超声波检测设备、WIFI通信设备和 自动充电设备分别连接，当实时剩余电量小于等于第一预设电量阈值时， 进入自动导航模式；

光源设备，设置在电动汽车的底盘，由多个高亮白光LED组成，多个 高亮白光LED组成矩形LED矩阵且等间距排列，对电动汽车车下道路进 行照明；

光电传感器，设置在电动汽车的底盘，由80个光敏电阻组成，80个 光敏电阻组成矩形光敏电阻矩阵且等间距排列，每一个光敏电阻组成一个 光电检测通道，用于检测电动汽车车下道路反射光源设备照明光的反射光 强度，其中，对于每一个光电检测通道，其正下方的道路有无引导轨迹， 反射光强度不同，其检测出的光电检测电压也不同；

信号采集器，设置在电动汽车的前端仪表盘内，与光电传感器连接， 用于采样并输出每一个光电检测通道输出的光电检测电压，信号采集器的 采样频率为1毫秒；

运算放大器，设置在电动汽车的前端仪表盘内，与信号采集器连接， 用于将每一个光电检测通道的光电检测电压进行放大；

8位模数转换器，设置在电动汽车的前端仪表盘内，与运算放大器连 接，用于将放大后的每一个光电检测电压转换为数字信号，以获得对应的 数字通道电压；

方向电机控制器，设置在电动汽车的前端仪表盘内，与飞思卡尔 MC9S12芯片连接，用于基于电动汽车的横向偏差或驱动方向计算电动汽 车的转向齿轮转角；

转向电机驱动器，设置在电动汽车的驱动车轮上方，与方向电机控制 器连接，用于基于电动汽车的转向齿轮转角确定电机驱动控制信号；

转向驱动电机，设置在电动汽车的驱动车轮上方，与转向电机驱动器 和电动汽车的驱动车轮分别连接，用于基于电机驱动控制信号控制驱动车 轮的转向角度；

齿轮齿条转向器，设置在电动汽车的驱动车轮上方，用于将转向驱动 电机与电动汽车的驱动车轮连接；

飞思卡尔MC9S12芯片，设置在电动汽车的前端仪表盘内，与8位模 数转换器连接，接收每一个光电检测通道的数字通道电压，将每一个光电 检测通道的数字通道电压与预设数字电压阈值比较，当一个光电检测通道 的数字通道电压大于等于预设数字电压阈值时，将对应光电检测通道的偏 差标志设为1，当一个光电检测通道的数字通道电压小于预设数字电压阈 值时，将对应光电检测通道的偏差标志设为0，基于相邻光电传感器的间 距、光电检测通道的数量和每一个光电检测通道的偏差标志计算电动汽车 的横向偏差；

飞思卡尔MC9S12芯片在自动导航模式中，启动无线接收设备、GPS 收发设备和图像识别设备，从GPS收发设备处接收当前GPS位置和附近 各个充电站的GPS位置，将当前GPS位置发送给无线接收设备以获得附 近各个充电站的占用百分比，基于当前GPS位置和附近各个充电站的GPS 位置确定当前GPS位置到附近各个充电站的GPS位置的各个充电站GPS 距离，基于附近每一个充电站的占用百分比、占用百分比权重、附近每一 个充电站的GPS距离和距离权重计算附近每一个充电站的便利程度，占用 百分比越低，便利程度越高，GPS距离越短，便利程度越高，选择便利程 度最高的附近充电站作为目标充电站；

飞思卡尔MC9S12芯片还基于当前GPS位置和目标充电站的GPS位 置确定位置控制信号，将位置控制信号发送给行驶控制仪以控制电动汽车 前往预存电子地图中最近充电站，当从图像识别设备处接收到存在充电桩 信号时，启动超声波检测设备和WIFI通信设备，在接收到充电桩合格信 号且实时相差距离小于等于预设距离阈值时，启动自动充电设备以将充电 头插入充电桩的充电插座中，飞思卡尔MC9S12芯片退出自动导航模式；

其中，电动汽车的横向偏差用于将电动汽车从偏离引导轨迹状态恢复 到位于引导轨迹正上方状态。