本實(shí)用新型屬于自動(dòng)導(dǎo)航車領(lǐng)域，尤其涉及一種路面檢測系統(tǒng)及自動(dòng)導(dǎo)航車。

背景技術(shù)：

近年來，自動(dòng)導(dǎo)航車已廣泛運(yùn)用于工廠搬運(yùn)、變電站巡檢等無人值守場合。由于自動(dòng)導(dǎo)航車運(yùn)行在無人值守的場所，因此要求其在遇到無法跨越的障礙時(shí)能夠自動(dòng)避開或自保護(hù)?，F(xiàn)有的自動(dòng)導(dǎo)航車大多設(shè)計(jì)有自動(dòng)避開障礙物的功能。

然而，現(xiàn)有的自動(dòng)導(dǎo)航車在檢測路面時(shí)存在盲區(qū)，例如：在自動(dòng)導(dǎo)航車的前方路面上存在無法跨越的溝道或障礙物、存在難以檢測到的細(xì)小的棍狀物或懸空的障礙物等特殊情況時(shí)，現(xiàn)有的自動(dòng)導(dǎo)航車無法自動(dòng)避開或自保護(hù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種路面檢測系統(tǒng)及自動(dòng)導(dǎo)航車，旨在解決的現(xiàn)有的自動(dòng)導(dǎo)航車在檢測路面時(shí)存在盲區(qū)，例如：在自動(dòng)導(dǎo)航車的前方路面上存在無法跨越的溝道或障礙物、難以檢測到的細(xì)小的棍狀物或懸空的障礙物等特殊情況時(shí)，現(xiàn)有的自動(dòng)導(dǎo)航車無法自動(dòng)避開或自保護(hù)的問題。

本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種路面檢測系統(tǒng)，所述路面檢測系統(tǒng)包括：

設(shè)置在所述自動(dòng)導(dǎo)航車的車體前端，用于檢測所述自動(dòng)導(dǎo)航車前方路面上懸空或高度大于所述自動(dòng)導(dǎo)航車的底盤高度的障礙物的前避障模塊；

設(shè)置在所述底盤前端，通過接觸式檢測方式檢測所述自動(dòng)導(dǎo)航車前方路面上障礙物使所述自動(dòng)導(dǎo)航車緊急制動(dòng)的前防撞模塊；

設(shè)置在所述車體前端，用于檢測所述自動(dòng)導(dǎo)航車前方路面上的障礙物尺寸 或溝道尺寸的前探路模塊；

分別與所述前避障模塊、所述前防撞模塊和所述前探路模塊連接，用于對(duì)所述自動(dòng)導(dǎo)航車的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行控制的控制模塊。

優(yōu)選的，所述前避障模塊包括第一超聲波傳感器和第二超聲波傳感器；

所述第一超聲波傳感器距所述底盤前端的垂直高度為h₁且

所述第二超聲波傳感器距所述底盤前端的垂直高度為h₂且

其中，L為所述第一超聲波傳感器和第二超聲波傳感器的最大檢測距離，α為所述第一超聲波傳感器和第二超聲波傳感器的聲錐角，H為所述車體頂端距所述底盤的垂直高度。

優(yōu)選的，所述前防撞模塊為由彈性材料制成的防撞條，所述防撞條包括：

分別緊貼所述防撞條的內(nèi)側(cè)壁設(shè)置在所述防撞條的兩端、并且伸縮方向與所述自動(dòng)導(dǎo)航車的運(yùn)動(dòng)方向一致的第一彈性單元和第二彈性單元；

在所述防撞條未碰撞到障礙物時(shí)，輸出第一信號(hào)；在所述防撞條碰撞到障礙物時(shí)，輸出第二信號(hào)使所述自動(dòng)導(dǎo)航車緊急制動(dòng)的檢測電路。

優(yōu)選的，所述檢測電路包括設(shè)置在所述第一彈性單元和所述第二彈性單元之間的第一導(dǎo)電單元和第二導(dǎo)電單元，所述第一導(dǎo)電單元接入電源，所述第二導(dǎo)電單元一端通過電阻接地、另一端作為所述檢測電路的輸出端；

在所述防撞條未碰撞到障礙物時(shí)，所述第二導(dǎo)電單元輸出所述第一信號(hào)，所述第一信號(hào)為地信號(hào)；

在所述防撞條碰撞到障礙物時(shí)，所述第一導(dǎo)電單元和所述第二導(dǎo)電單元由于障礙物的擠壓作用力相接觸，使所述第二導(dǎo)電單元輸出所述第二信號(hào)，所述第二信號(hào)為電平信號(hào)。

優(yōu)選的，所述第一導(dǎo)電單元和所述第二導(dǎo)電單元均為導(dǎo)電橡膠；所述第一彈性單元和所述第二彈性單元均為彈簧。

優(yōu)選的，所述前探路模塊為測距傳感器。

優(yōu)選的，所述路面檢測系統(tǒng)還包括設(shè)置在所述自動(dòng)導(dǎo)航車后端，與所述前避障模塊、所述前防撞模塊和所述前探路模塊的設(shè)置位置一一對(duì)應(yīng)且工作原理相同的后避障模塊、后防撞模塊和后探路模塊。

優(yōu)選的，所述路面檢測系統(tǒng)還包括與所述控制模塊連接，用于發(fā)出報(bào)警信號(hào)的報(bào)警模塊。

優(yōu)選的，所述報(bào)警模塊包括外接遠(yuǎn)程監(jiān)控中心、以發(fā)送報(bào)警信號(hào)的無線通信單元。

本實(shí)用新型還提供一種自動(dòng)導(dǎo)航車，包括如前任一項(xiàng)所述的路面檢測系統(tǒng)。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果在于：

通過設(shè)置前避障模塊、前防撞模塊和前探路模塊，可以檢測自動(dòng)導(dǎo)航車的前方路面上存在的無法跨越的溝道或障礙物、難以檢測到的細(xì)小的棍狀物或懸空的障礙物等特殊情況，使自動(dòng)導(dǎo)航車自動(dòng)避開障礙物或溝道，實(shí)現(xiàn)自保護(hù)；

通過選用方向性好、易于控制、耐臟，適用于戶外、工業(yè)現(xiàn)場等環(huán)境較差的場合的超聲波傳感器作為前避障模塊，可以大大提高路面檢測系統(tǒng)的檢測精度，使其能夠廣泛適用于多種場合；

通過限定第一超聲波傳感器和第二超聲波傳感器的設(shè)置高度，可使第一超聲波傳感器和第二超聲波傳感器的聲錐面有效覆蓋自動(dòng)導(dǎo)航車前方運(yùn)行路面上的障礙物，從而有效消除檢測盲區(qū)；

通過采用由內(nèi)設(shè)檢測電路的防撞條作為前防撞模塊來接觸式檢測自動(dòng)導(dǎo)航車前方運(yùn)行路面的障礙物，可在前避障模塊和探測?？炀r(shí)，輸出信號(hào)至控制模塊，使自動(dòng)導(dǎo)航車緊急制動(dòng)，防止自動(dòng)導(dǎo)航車撞壞。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的路面檢測系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的路面檢測系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)框圖；

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的第一超聲波傳感器和第二超聲波傳感器的 檢測原理示意圖；

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的防撞條的設(shè)置位置示意圖；

圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的檢測電路的電路原理圖；

圖6是本實(shí)用新型另一實(shí)施例提供的路面檢測系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

如圖1所示，本實(shí)施例提供的自動(dòng)導(dǎo)航車的路面檢測系統(tǒng)包括前避障模塊10、前防撞模塊20、前探路模塊30和控制模塊40。

前避障模塊10，設(shè)置在所述自動(dòng)導(dǎo)航車的車體前端，用于檢測所述自動(dòng)導(dǎo)航車前方路面上懸空或高度大于所述自動(dòng)導(dǎo)航車的底盤高度的障礙物，并將檢測結(jié)果傳遞給控制模塊40，使控制模塊40控制自動(dòng)導(dǎo)航車避開障礙物繞行。

在具體應(yīng)用中，前避障模塊也可以檢測到高度低于底盤高度的障礙物，但檢測效果不好，所以需要前探路模塊和前防撞模塊來進(jìn)行輔助檢測。

前防撞模塊20，設(shè)置在所述底盤前端，通過接觸式檢測方式檢測所述自動(dòng)導(dǎo)航車前方路面上障礙物使所述自動(dòng)導(dǎo)航車緊急制動(dòng)。

在具體應(yīng)用中，前防撞模塊主要用于在前避障模塊和前探路模塊均檢測失敗或檢測不準(zhǔn)確時(shí)，作為為自動(dòng)導(dǎo)航車提供自保護(hù)的最后防線；當(dāng)前防撞模塊檢測到障礙物時(shí)，表明自動(dòng)導(dǎo)航車已經(jīng)接觸到了障礙物，此時(shí)立馬反饋信號(hào)給控制模塊，是控制模塊控制自動(dòng)導(dǎo)航車緊急制動(dòng)停止運(yùn)行。同時(shí)，前防撞模塊，顧名思義具有防撞緩沖作用，可以降低障礙物對(duì)自動(dòng)導(dǎo)航車的機(jī)械損傷。

前探路模塊30，設(shè)置在所述車體前端，用于檢測所述自動(dòng)導(dǎo)航車前方路面上的障礙物尺寸或溝道尺寸，并將檢測結(jié)果傳遞給控制模塊40；當(dāng)障礙物尺寸或溝道尺寸大于或等于自動(dòng)導(dǎo)航車可以跨越的最大尺寸時(shí)，控制模塊40控制自 動(dòng)導(dǎo)航車避開障礙物或溝道繞行，或者控制自動(dòng)導(dǎo)航車緊急制動(dòng)停止運(yùn)行。

在一優(yōu)選實(shí)施例中，前探路模塊30為測距傳感器。

在具體應(yīng)用中，所述測距傳感器可以選用紅外測距傳感器或激光測距傳感器。

控制模塊40，分別與所述避障模10、所述前防撞模塊20和所述前探路模塊30連接，用于對(duì)所述自動(dòng)導(dǎo)航車的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行控制。

在具體應(yīng)用中，控制模塊可以選用微控制器。

如圖2和3所示，在本實(shí)施例中，前避障模塊10包括第一超聲波傳感器11和第二超聲波傳感器12。

第一超聲波傳感器11距所述底盤前端的垂直高度為h₁且

第二超聲波傳感器12距所述底盤前端的垂直高度為h₂且

其中，L為所述第一超聲波傳感器和第二超聲波傳感器的最大檢測距離，α為第一超聲波傳感器11和第二超聲波傳感器12的聲錐角，H為所述車體頂端距所述底盤的垂直高度。

在本實(shí)施例中，限定第一超聲波傳感器和第二超聲波傳感器的設(shè)置高度是為了避免存在檢測盲區(qū)。

圖3所示的是且的情況，圖中兩個(gè)超聲波傳感器的聲錐之間盲區(qū)面積剛好為0。

如圖4所示，在本實(shí)施例中，前防撞模塊20選用由彈性材料制成的防撞條，防撞條沿自動(dòng)導(dǎo)航車的底盤前端設(shè)置。

如圖2和5所示，在本實(shí)施例中，所述防撞條包括：

分別緊貼所述防撞條的內(nèi)側(cè)壁設(shè)置在所述防撞條的兩端、并且伸縮方向與所述自動(dòng)導(dǎo)航車的運(yùn)動(dòng)方向一致的第一彈性單元21和第二彈性22單元；

在所述防撞條未碰撞到障礙物時(shí)，輸出第一信號(hào)；在所述防撞條碰撞到障礙物時(shí)，輸出第二信號(hào)使所述自動(dòng)導(dǎo)航車緊急制動(dòng)的檢測電路23。

所述檢測電路包括設(shè)置在所述第一彈性單元21和所述第二彈性單元22之間的第一導(dǎo)電單元231和第二導(dǎo)電單元232，所述第一導(dǎo)電單元231接入電源VCC，所述第二導(dǎo)電單元232的一端通過電阻R接地GND、另一端作為所述檢測電路的輸出端OUT；

在所述防撞條未碰撞到障礙物時(shí)，所述第二導(dǎo)電單元232輸出所述第一信號(hào)，所述第一信號(hào)為地信號(hào)；

在所述防撞條碰撞到障礙物時(shí)，所述第一導(dǎo)電單元231和所述第二導(dǎo)電單元232由于障礙物的擠壓作用力相接觸，使所述第二導(dǎo)電單元輸出所述第二信號(hào)，所述第二信號(hào)為電平信號(hào)。

在具體應(yīng)用中，所述第一導(dǎo)電單元和所述第二導(dǎo)電單元均選用導(dǎo)電橡膠；所述第一彈性單元和所述第二彈性單元均選用彈簧。

如圖6所示，本實(shí)施例提供的路面檢測系統(tǒng)還包括設(shè)置在所述自動(dòng)導(dǎo)航車后端，與前避障模塊10、前防撞模塊20和前探路模塊30的設(shè)置位置一一對(duì)應(yīng)且工作原理相同的后避障模塊50、后防撞模塊60和后探路模塊70；同理，后避障模塊50、后防撞模塊60和后探路模塊70也與控制模塊40連接并傳遞檢測結(jié)果，用于在自動(dòng)導(dǎo)航車倒車時(shí)檢測后方路面的障礙物或溝道。

在一優(yōu)選實(shí)施例中，所述路面檢測系統(tǒng)還包括與所述控制模塊連接，用于發(fā)出報(bào)警信號(hào)的報(bào)警模塊。

在具體應(yīng)用中，所述報(bào)警模塊包括可以進(jìn)行聲音報(bào)警的語音單元或蜂鳴器。

在另一優(yōu)選實(shí)施例中，所述報(bào)警模塊包括外接遠(yuǎn)程監(jiān)控中心、以發(fā)送報(bào)警信號(hào)的無線通信單元。

本實(shí)用新型還提供一種自動(dòng)導(dǎo)航車，包括所述的路面檢測系統(tǒng)。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。