CN107329474B - 智能小车控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了智能小车控制方法，包括具有触摸显示屏的控制终端和智能小车，所述触摸显示屏具有绘制图线的功能，控制终端与智能小车之间通过无线传输的方式进行信息传输，智能小车根据触摸显示屏上实时画出的轨迹进行移动。本发明的智能小车根据触摸显示屏上实时画出的轨迹进行移动，便于改变智能小车的运动轨迹，便于智能小车的实际使用。

Description

智能小车控制方法

技术领域

本发明涉及一种小车控制方法，特别是一种根据触摸显示屏上实时画出的轨迹进行移动的智能小车控制方法。

背景技术

智能小车作为现代的新发明，是以后的发展方向，他可以按照预先设定的模式在一个环境里自动的运作，不需要人为的管理，可应用于科学勘探等等的用途。智能小车能够实时显示时间、速度、里程，具有自动循迹、寻光、避障功能，可程控行驶速度、准确定位停车，远程传输图像等功能。智能小车可以分为三部分——传感器部分、控制器部分、执行器部分。现在大学学习并且参加智能车竞赛和机器人竞赛的选手大部分都是先学习智能小车进行入门学习，目前的智能小车主要以手机蓝牙控制和地面黑线循迹为主，这样在改变智能小车的运动轨迹的时候十分麻烦，不便于智能小车的实际使用。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种智能小车控制方法，一种根据触摸显示屏上实时画出的轨迹进行移动的智能小车控制方法，便于改变智能小车的运动轨迹，便于智能小车的实际使用。

本发明解决其问题所采用的技术方案是：智能小车控制方法，包括具有触摸显示屏的控制终端和智能小车，所述触摸显示屏具有绘制图线的功能，控制终端与智能小车之间通过无线传输的方式进行信息传输，智能小车根据触摸显示屏上实时画出的轨迹进行移动。

进一步,实时轨迹在形成的时候，控制终端每隔一段相同的时间采样实时轨迹中正在形成的一个点作为标识点，每个标识点均有与其相对应的坐标，控制终端将标识点的坐标发送到智能小车，智能小车根据标识点的坐标来调整速度的方向和速度的数值。

进一步,控制终端根据标识点的采样顺序对标识点进行排序，先采样的标识点排在后采样的标识点的前面，按照该排序每两个相邻的标识点为一组，第一个标识点和第二个标识点为第一组，第二个标识点和第三个标识点为第二组，第三个标识点和第四个标识点为第三组，其余依次类推，计算出每个组的斜率，根据相邻组之间的斜率变化来调整智能小车的速度的方向，如果第二组斜率对应的角度比第一组斜率对应的角度多一度，则智能小车的速度的方向逆时针旋转一度，第二组斜率对应的角度比第一组斜率对应的角度少一度，则智能小车的速度的方向顺时针旋转一度，其余情况依次类推。

进一步，控制终端根据标识点的采样顺序对标识点进行排序，先采样的标识点排在后采样的标识点的前面，智能小车从第一个标识点移动到第二个标识点的速度的数值由第一个标识点和第二个标识点的距离决定，智能小车在两标识点之间的速度的数值等于这两个标识点之间的距离乘以一个比例系数，该比例系数根据实际应用进行调整，标识点与标识点之间的距离是指根据标识点的坐标计算出来的直线距离。

进一步，控制终端每次只发送一个标识点坐标，智能小车根据控制终端发送过来的标识点坐标进行移动，智能小车每次移动目标完成以后向控制终端发送反馈信息，控制终端接到反馈信息以后向智能小车发出下一个标识点的坐标。本发明这样设置避免了智能小车对坐标的先后顺序进行识别的麻烦，可以有效提高智能小车的反应速度。

进一步，包括画线循迹模式、普通控制模式和地面循迹模式三种工作模式，开启画线循迹模式时，智能小车根据触摸显示屏上实时画出的轨迹进行移动。

进一步，画线循迹模式有两种工作模式，第一种工作模式是触摸显示屏上的实时轨迹一边画，智能小车一边根据触摸显示屏上的实时轨迹移动；第二种工作模式是触摸显示屏上的实时轨迹画完以后，智能小车再根据触摸显示屏上的实时轨迹移动。

进一步，普通控制模式启动时，控制终端向智能小车传递控制指令，智能小车根据控制指令移动，所述控制指令包括向上指令、向下指令、向左指令、向右指令、停止指令、开始指令。

进一步，地面循迹模式启动时触摸显示屏进入循迹模式页面，循迹模式页面有循迹模式开关，使小车开始循迹或结束循迹。

进一步，智能小车设置有LM339红外驱动来为小车提供红外避障，以及红外循迹功能。

本发明的有益效果是：本发明是智能小车控制方法，本发明的智能小车根据触摸显示屏上实时画出的轨迹进行移动，便于改变智能小车的运动轨迹，便于智能小车的实际使用。

附图说明

下面结合附图和实例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的硬件结构框图；

图2是本发明的程序流程图；

图3是本发明的模式页面选择示意图。

具体实施方式

图1是本发明的硬件结构框图，图2是本发明的程序流程图，图3是本发明的模式页面选择示意图，如图1至图3所示，本发明是智能小车控制方法，包括具有触摸显示屏的控制终端3和智能小车，所述触摸显示屏具有绘制图线的功能，控制终端3与智能小车之间通过无线传输的方式进行信息传输，智能小车根据触摸显示屏上实时画出的轨迹进行移动。实时轨迹在形成的时候，控制终端3每隔一段相同的时间采样实时轨迹中正在形成的一个点作为标识点，每个标识点均有与其相对应的坐标，控制终端3将标识点的坐标发送到智能小车，智能小车根据标识点的坐标来调整速度的方向和速度的数值。控制终端3根据标识点的采样顺序对标识点进行排序，先采样的标识点排在后采样的标识点的前面，按照该排序每两个相邻的标识点为一组，第一个标识点和第二个标识点为第一组，第二个标识点和第三个标识点为第二组，第三个标识点和第四个标识点为第三组，其余依次类推，计算出每个组的斜率，根据相邻组之间的斜率变化来调整智能小车的速度的方向，如果第二组斜率对应的角度比第一组斜率对应的角度多一度，则智能小车的速度的方向逆时针旋转一度，第二组斜率对应的角度比第一组斜率对应的角度少一度，则智能小车的速度的方向顺时针旋转一度，其余情况依次类推。

具体而言，本发明的控制终端3根据标识点的采样顺序对标识点进行排序，先采样的标识点排在后采样的标识点的前面，智能小车从第一个标识点移动到第二个标识点的速度的数值由第一个标识点和第二个标识点的距离决定，智能小车在两标识点之间的速度的数值等于这两个标识点之间的距离乘以一个比例系数，该比例系数根据实际应用进行调整，标识点与标识点之间的距离是指根据标识点的坐标计算出来的直线距离。控制终端3每次只发送一个标识点坐标，智能小车根据控制终端3发送过来的标识点坐标进行移动，智能小车每次移动目标完成以后向控制终端3发送反馈信息，控制终端3接到反馈信息以后向智能小车发出下一个标识点的坐标。本发明这样设置避免了智能小车对坐标的先后顺序进行识别的麻烦，可以有效提高智能小车的反应速度。包括画线循迹模式、普通控制模式和地面循迹模式三种工作模式，开启画线循迹模式时，智能小车根据触摸显示屏上实时画出的轨迹进行移动。画线循迹模式有两种工作模式，第一种工作模式是触摸显示屏上的实时轨迹一边画，智能小车一边根据触摸显示屏上的实时轨迹移动；第二种工作模式是触摸显示屏上的实时轨迹画完以后，智能小车再根据触摸显示屏上的实时轨迹移动。普通控制模式启动时，控制终端3向智能小车传递控制指令，智能小车根据控制指令移动，所述控制指令包括向上指令、向下指令、向左指令、向右指令、停止指令、开始指令。地面循迹模式启动时触摸显示屏进入循迹模式页面，循迹模式页面有循迹模式开关2，使小车开始循迹或结束循迹。智能小车设置有LM339红外驱动来为小车提供红外避障，以及红外循迹功能。

优选的，智能小车包括电源1、开关2、蓝牙模块4、单片机5、电机8驱动模块6、红外避障模块7以及电机8。本发明的智能小车是以单片机5为MCU来控制小车行走的，为了方便入门小车，选用了具有万向轮和两个电机8的一般小车车模作为这次智能小车的车模。L298N双路H桥电机驱动控制电机8，LM339红外驱动来为小车提供红外避障，以及红外循迹功能。HC05蓝牙模块4为小车通信的蓝牙模块4，同时搭配手机用蓝牙控制小车的行走还有画线寻迹与地面寻迹功能。首先将各部分传感器以及单片机5的IO口初始化好，具体是蓝牙模块4信号接口初始化，电机8驱动模块6信号接口初始化，红外循迹信号接口初始化。初始化做好以后，app选择小车运行模式，选择模式以后运行该模式。另外，在app画线循迹模式加入避障功能，如果遇到障碍物则小车停止。单片机5的型号为STC89C52，电源1通过开关2与单片机5连接。控制终端3通过蓝牙信号与单片机5连接。

优选的，首先等待app信息，使用串口与蓝牙连接，接收从app上发送的模式选择信息。并进入相应模式代码。

app画线循迹模式：接收到开始行走信息后，以两组坐标(一组两个)为一个单位，对两组坐标的斜率进行比较并根据前面一个坐标的长度进行速度的选择，对小车的驱动进行控制，控制电机8形成不同的速度，同时根据两个测速器反馈控制小车在行走过程中的歪扭现象，减少小车在行走中的误差。完成一个单位的行走后再反馈给app让其发送下一个单位的坐标，一直到整个图形的行走结束，并接收到由app发送的结束信息，后停止小车的行走。当小车在行走过程中遇到障碍物时，停止小车继续运行，避免小车撞上障碍物。

普通控制模式：接收从app发送的上下左右以及调速或停止信息后，做出相应的动作并伴随着避障的运行。实现简单精细的控制弥补了画线循迹模式误差较大，且速度难以控制的缺点。

地面循迹模式：接收app发送的循迹模式按键打开的信息后，小车将会在循迹轨道上进行循迹。

app会拥有4个页面，分别为模式选择页面、app画线循迹模式页面、普通控制模式页面、地面循迹模式页面。模式选择页面提供三个跳转页面的按钮。并且检测蓝牙，进行蓝牙数据连接。三个控制模式页面分别为：

app画线循迹模式页面面：包含一个核心画板，功能有获取触摸屏幕坐标，绘制图线，获取坐标，同时拥有几个按钮作为控制，其中包括清屏，选择小车运行模式等等。在画线行走功能中，有两个模式，一个模式是即画即走，另一个模式则是需要按钮确认才开始行走。由于app获取的坐标会根据手指滑动的快慢得到不同数量且距离不同的坐标，所以小车的快慢与手指滑动的快慢相关联，滑动越快，小车速度越快。

普通控制模式页面：对小车进行普通的操作，包含上下左右等简单操作按钮，对小车进行简单的远程控制。

地面循迹模式页面：进入该页面会有循迹模式的开始按钮和停止按钮，使小车开始或结束循迹。

本发明的具体控制流程包括以下步骤：

S1，开始；

S2，***初始化；

S3，判断进入哪种模式；

S4，根据相应的模式对智能小车进行控制；

S5，小车根据控制指令进行移动；

S6，判断是否遇到障碍物，是则转步骤S7，否则转步骤S5；

S7，小车停止移动。

相对现有的技术，本发明是以app中的手画路线为行走路线，并通过算法发送给小车上的MCU从而使小车能够准确地按照我们所画的路线进行行走。由于你画出来的路线在实际情况中可能过程中会有障碍，所以我们在此加入了避障功能，当小车在行走时遇到障碍物立即停止，以免小车发生碰撞。根据以往的寻迹小车，我们这个作品最大的亮点是把赛道搬到了手机上，我们可以自己设计赛道，并且还提供了避障功能，这样就不用再在地面铺上寻迹的赛道，而且我们还可以任意设计赛道。app还可以通过手指滑动的速度来获取到不同数量的坐标，滑动的越快坐标越少，因此，小车可以通过坐标的距离去控制速度。这样就能实现根据手指的滑动速度来控制小车的行走速度。并且增加了现有的蓝牙控制和地面寻迹技术，做出了集合画线，控制，寻迹三位一体的智能app小车。

以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.智能小车控制方法，其特征在于：包括具有触摸显示屏的控制终端和智能小车，所述触摸显示屏具有绘制图线的功能，控制终端与智能小车之间通过无线传输的方式进行信息传输，智能小车根据触摸显示屏上实时画出的轨迹进行移动；

实时轨迹在形成的时候，控制终端每隔一段相同的时间采样实时轨迹中正在形成的一个点作为标识点，每个标识点均有与其相对应的坐标，控制终端将标识点的坐标发送到智能小车，智能小车根据标识点的坐标来调整速度的方向和速度的数值；

控制终端根据标识点的采样顺序对标识点进行排序，先采样的标识点排在后采样的标识点的前面，按照该排序每两个相邻的标识点为一组，第一个标识点和第二个标识点为第一组，第二个标识点和第三个标识点为第二组，第三个标识点和第四个标识点为第三组，其余依次类推，计算出每个组的斜率，根据相邻组之间的斜率变化来调整智能小车的速度的方向。

2.根据权利要求1所述的智能小车控制方法，其特征在于：控制终端根据标识点的采样顺序对标识点进行排序，先采样的标识点排在后采样的标识点的前面，智能小车从第一个标识点移动到第二个标识点的速度的数值由第一个标识点和第二个标识点的距离决定。

3.根据权利要求1或2所述的智能小车控制方法，其特征在于：控制终端每次只发送一个标识点坐标，智能小车根据控制终端发送过来的标识点坐标进行移动，智能小车每次移动目标完成以后向控制终端发送反馈信息，控制终端接到反馈信息以后向智能小车发出下一个标识点的坐标。

4.根据权利要求1所述的智能小车控制方法，其特征在于：包括画线循迹模式、普通控制模式和地面循迹模式三种工作模式，开启画线循迹模式时，智能小车根据触摸显示屏上实时画出的轨迹进行移动。

5.根据权利要求4所述的智能小车控制方法，其特征在于：画线循迹模式有两种工作模式，第一种工作模式是触摸显示屏上的实时轨迹一边画，智能小车一边根据触摸显示屏上的实时轨迹移动；第二种工作模式是触摸显示屏上的实时轨迹画完以后，智能小车再根据触摸显示屏上的实时轨迹移动。

6.根据权利要求4所述的智能小车控制方法，其特征在于：普通控制模式启动时，控制终端向智能小车传递控制指令，智能小车根据控制指令移动，所述控制指令包括向上指令、向下指令、向左指令、向右指令、停止指令、开始指令。

7.根据权利要求4所述的智能小车控制方法，其特征在于：地面循迹模式启动时触摸显示屏进入循迹模式页面，循迹模式页面有循迹模式开关，使小车开始循迹或结束循迹。

8.根据权利要求1所述的智能小车控制方法，其特征在于：智能小车设置有LM339红外驱动来为小车提供红外避障，以及红外循迹功能。

Images