利索能及
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专利号: 2017102501624
申请人: 成都信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于Zynq平台的电脑鼠智能车控制系统,其特征在于,所述基于Zynq平台的电脑鼠智能车控制系统包括:摄像头,用于采集迷宫图像;基于Zynq FPGA平台的主控制器用于对采集的迷宫图像进行图像处理以识别出迷宫中所有的墙壁位置,并由改进的Flood-Fill算法求解最优路径,根据求解出的最优路径控制微型电机以最快速度行走迷宫并冲刺;

编码盘,通过采集微型电机轴端旋转角度并反馈给主控制器以精确控制微型电机的转速和方向;

红外发射管和红外接收管,用于定位校正以防止电脑鼠智能车走偏,同时用作墙壁检测以防止碰到墙壁;

六轴MMEMS惯性传感器,用于反馈精确的运动姿态信息给主控制器,以控制电脑鼠智能车保持直立;

人机界面模块和无线数据传输模块,用于电脑鼠智能车调试,无线数据传输模块可通过Wi-Fi和蓝牙两种方式与主机或移动终端无线连接,电脑鼠智能车的工作状态、各种传感器的信息可实时无线传输到主机或移动终端,主机或移动终端也可以实时控制电脑鼠智能车;

所述六轴MMEMS惯性传感器、红外发射管、红外接收管、摄像头、编码盘、无线数据传输模块、人机界面模块与主控制器连接;

主控制器连接全桥驱动电路,全桥驱动电路连接微型电机,微型电机连接编码盘。

2.一种如权利要求1所述基于Zynq平台的电脑鼠智能车控制系统的基于Zynq平台的电脑鼠智能车控制方法,其特征在于,所述基于Zynq平台的电脑鼠智能车控制方法包括对未知迷宫的搜索算法、根据已获取的迷宫信息求解最优路径的算法;

所述未知迷宫的搜索算法:先通过摄像头采集彩色图像,然后在HSV色彩空间内进行直方图均衡,并根据迷宫墙壁的色彩进行颜色分离与二值化,通过形态学操作去噪后进行轮廓检测,然后根据墙壁是规则的四边形这一特征搜索候选的标记,并逆时针顺序存储这些标记点;最后通过透视变换将摄像头采集到的扭曲了的迷宫图像校正后,统计每个小方块非0像素的个数,通过判断该小方块是否是全为非0的像素,提取出墙壁信息;

所述最优路径求解算法:首先按照未知迷宫的搜索算法(获取迷宫的墙壁信息,并将该墙壁信息保存为一个16×16的数组;数组存储了迷宫图中16×16的迷宫格的相互之间的连通情况;然后创建一个队列,并用迷宫的目标方格的坐标位置作为该队列的初始值;再创建一个16×16的数组,用该数组保存每个迷宫格与目标方格之间的距离或称为编码值,将该数组所有元素初始为255,并将数组中目标方格对应元素赋值为0;接着将目标方格入队列,访问相邻未填充且连通的方格,将其填充一个比前方方格编码值大1的编码值,并将其坐标位置入队列;此后再判断是否还有相邻未填充且连通的方格,如有则进入下一轮循环。通过这种方法遍历各位置离目标方格的距离,得到距离值编码表;最后,将方格编码值按降序排序,即可获得从起点方格到目标方格的最优路径。

3.一种安装权利要求1所述基于Zynq平台的电脑鼠智能车控制系统的无人驾驶汽车。

4.一种安装权利要求1所述基于Zynq平台的电脑鼠智能车控制系统的工业智能控制系统。