设计开发
与皮
基于红外线的智能小车自动导航充电系统的设计
周海波
(厦门华厦职业学院福建厦门361024)
摘要：本文介绍一种基于红外线的智能小车自动导航充电系统,该系统分为智能小车与充电站两个部分。智能小车根据充电站发出的红外信号，比较小车当前运动方向和红外线检测方向决定小车缝续运动的方向，并自动前往充电站进行充电本文侧重阐逐该系统红外线导航的模式和方法。
关键调：红外线智能小车自动导航充电
中图分类号：TN242 1引言
文献标识码：A
文量号:1007-9416(201402-0168-0)
设定算法，自动调整方向前往充电站进行充电。如图1所示。
2.2系统组成
随着计算机，电子、通信、自动控制等技术的迅速发展及众多智能小车竞赛的推广，智能小车近几年得到飞速发展。目前，大多数智能小车导航系统采用超声波定位，这种系统通过比较自身和发射点位置决定运动方向，原理和卫星导航类似，其本质是通过建立坐标系进行导航。面基于红外线的智能小车自动导航充电系统是通过比较自身运动方向和红外接收器确定的扫描方向判断运动方向，原理完全不同。
2系统整体设计
2.1系统目标
在一个平面场地内，充电站固定在某一位置，例如O点，智能小车在平面场地内任意位置工作，例如A点。当电量很低时，小车根据平面场地
D
图1智能小车系统
来
启动红外按收（缺转扫描）
个
检测到红外信号2 1、红外接收器停止整转 2、方向实角检测
个
方向夹角过大？方向调整快速前进
图2导航程序流程图
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整个系统由智能小车和充电站两部分组成。智能小车包括小车运动系统、超声波测距装置、无线和红外通信装置、电池电量检测传感器和运动方向与红外扫描方向检测装置。充电站包括无线和红外通信装置、稳压电源变换和充电控制装置。
2.3部分子系统介绍
小车和充电站都配置无线信号收发器，以起到充电请求和应答作用。小车配置红外线接收装置，充电站配置红外线发射装置，工作时，红外发射和接收装置在电动机带动下以不同角度在一定范围内来回转动，以保证发射和接收有交叉，一般情况下，发射端旋转较慢，接收旋转较快，当小车接收到红外线信号，系统会自动检测小车当前运动方向与红外线接收器扫描方向的夹角，以控制小车转
向。夹角较大，小车转角较大，夹角较小，小车转角较小。 3系统工作原理
当智能小车的电池电量检测传感器检测到电池电量低于设定值，小车暂停当前任务停在原地，启动无线发射装置，向充电站提出充电请求，充电站接到小车充电请求，启动红外发射装置，并通过无线信号回复“准备好"的信息。小车接到回复信息，启动红外接收装置
小车的红外接收器在旋转扫描时，带着接收器方向标记一起旋转，当小车接到红外信号，红外接收器停止旋转，启动运动方向与红外扫描方向检测装置检测夹角，并根据一定算法判断夹角进行车身调整，控制小车移动和转向。当夹角减小到一定角度，小车停止转动和行进，完成第一个“方向调整"动作，然后启动红外接收器继续旋转扫描，直到接收器接收到下个红外信号，系统再次检测来角，小车完成第二个“方向调整"动作，整个过程周面复始。在小车完成若干个“方向调整"动作后，方向夹角越来越小，小车行进速度也越来越快，当接收器检测到夹角为零，小车前进较长距离，然后接收器继续检测方向来角是否错误，有错继续调整，无错则快速行进
在1：1的系统(一个充电站配一个智能小车)中，技术人员可以通过改进充电站的红外线发射方式，大幅度提高红外线导航速度。对于1：N的系统(一个充电站配N个智能小车),新加人一辆小车不需改动太多程序。如果利用红外线通信功能，还可提高系统其他方面性能。
4导航程序流程图(图2) 5结语
本系统利用红外线作为智能小车的导航充电手段，整个导航过程中只需为充电站配置一个红外线发射器，不需额外设备。如果采用超声波导航，可能需要通过两个或三个发射点建立坐标。此外，相对超声波系统，红外线系统还具有接收距离较远、设备价格便宜的优势。因此，虽然智能小车的红外线自动导航充电技术尚未成熟，但
仍是一种值得探讨研究的技术。参考文献
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