[发明专利]一种智能车辆运动控制实物仿真系统

摘要

一种智能车辆运动控制实物仿真系统，涉及机器人技术领域，包括智能车辆运动仿真模块、通讯模块、智能车辆人机界面模块、智能车辆控制器模块和定位模块。其中，智能车辆运动仿真模块和通讯模块设置于Arduino小车内，智能车辆人机界面模块、智能车辆控制器模块和定位模块设置于计算机内，Arduino小车通过通讯模块与计算机相连并进行通讯。能够模拟真实智能车辆的运动状态，并将传感器数据返回给控制器，动态显示智能车辆在交通系统中的运动情况，从而代替以真实智能车辆对控制器性能进行现场测试或者软件仿真的方式，为智能车辆控制器提供了一种调试和性能测试的新的方法。

主权项

1.一种智能车辆运动控制实物仿真系统，其特征在于，包括智能车辆运动仿真模块、通讯模块、智能车辆人机界面模块、智能车辆控制器模块和定位模块；其中，智能车辆运动仿真模块和通讯模块设置于Arduino小车内，智能车辆人机界面模块、智能车辆控制器模块和定位模块设置于计算机内，Arduino小车通过通讯模块与计算机相连并进行通讯；所述的智能车辆运动仿真模块在接收所述智能车辆控制器模块的命令后，通过各传感器计算小车的运动情况与周围环境情况，并将相应的结果反馈给该智能车辆控制器模块；所述的智能车辆运动仿真模块包括如下子模块：电源模块、直流电机模块、转向舵机模块、制动舵机模块、红外测距模块、编码器模块、加速度计与陀螺仪模块、摄像头模块和Arduino核心板；其中：所述的小车车身包括车架与前后两组轮，其中，前车轮与转向舵机模块相连来控制小车的转向，后车轮与直流电机模块和制动舵机模块相连用来提供小车前进的动力和刹车制动，所述的车身结构与真实车辆很相似，能够反映真实车辆的情况；所述的电源模块分别与直流电机模块和Arduino核心板相连，用来为小车运行提供能源，该电源模块可以提供12V的直流电机用电和7.2V Arduino核心板供电；所述的直流电机模块分别与小车后轮、Arduino核心板和电源模块相连，用来提供小车前进的动力，该直流电机模块从Arduino核心板获得智能车辆控制器模块发送的电机指令转速；所述的转向舵机模块分别与小车前轮和Arduino核心板相连，模拟真实车辆的转向装置，用来控制小车的转向，该转向舵机模块从Arduino核心板获得智能车辆控制器模块发送的车轮指令转角；所述的制动舵机模块分别与后轮和Arduino核心板相连，模拟真实车辆的制动装置，用来控制小车减速制动，该制动舵机模块从Arduino核心板获得智能车辆控制器模块发送来的指令制动；所述的红外测距模块与Arduino核心板相连，置于车头部位，用来检测与车前物体的距离，该模块测得的数据通过Arduino核心板和通讯模块发送给智能车辆控制器模块；所述的编码器模块分别与后车轮和Arduino核心板相连，用来检测车轮转动的距离与速度，该模块测得的数据通过Arduino核心板和通讯模块发送给智能车辆控制器模块；所述的加速度计与陀螺仪模块与Arduino核心板相连，置于的车身的中间位置，用来检测小车的加速度与旋转角速度，该模块测得的数据通过Arduino核心板和通讯模块发送给智能车辆控制器模块；所述的摄像头模块与Arduino核心板相连，置于车身前部的加高杆上，用来检测小车前进方向的障碍物、车道线和信号灯，该模块测得的数据通过Arduino核心板和通讯模块发送给智能车辆控制器模块；所述的Arduino核心板分别与电源模块、直流电机模块、转向舵机模块、制动舵机模块、红外测距模块、编码器模块、加速度计与陀螺仪模块和摄像头模块相连，该模块通过通讯模块获得智能车辆控制器模块发送来的指令转速、指令转角和指令制动，然后控制相应的模块动作；红外测距模块、编码器模块、加速度计与陀螺仪模块和摄像头模块测得的各种数据传送给该模块，然后该模块通过通讯模块将数据传送给智能车辆控制器模块；所述的通讯模块包括一个WIFI模块和无线路由器，WIFI模块设置在小车上，通过串口与Arduino核心板相连，计算机通过网线与路由器相连，最后计算机与智能车辆运动仿真模块通过通讯模块相连并通讯；智能车辆控制器模块处理计算通讯模块和定位模块传送过来的数据，通过一定的智能车辆控制算法，给出Arduino小车的动作指令，通过通讯模块发送到智能车辆运动仿真模块。