一种基于图像识别技术的儿童可编程智能玩具小车
技术领域
本实用新型涉及智能玩具技术领域，尤其涉及一种基于图像识别技术的可编程智能玩具小车。
背景技术
随着我国经济向高质量发展，智能玩具的消费需求日益壮大。同时，随着人工智能概念的普及，越来越多的家庭及教育机构开始重视对儿童的编程教育及逻辑思维锻炼。
当前市面上的编程教育产品，主要面向学龄儿童。对于学龄前儿童市场，现有编程教育产品缺乏趣味性，专业性较强，不适合应用于学龄前儿童的趣味性编程教育。
实用新型内容
针对相关技术中的问题，本实用新型提出一种基于图像识别技术的儿童可编程智能玩具小车，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种基于图像识别技术的儿童可编程智能玩具小车，其特征在于，包括电源单元、充电单元、图像识别驱动单元、单片机驱动单元和补光单元；
充电单元的输出端与电源单元的输入端连接，电源单元的输出端与图像识别驱动单元、单片机驱动单元和补光单元连接；图像识别驱动单元的输出端与单片机驱动单元的输入端连接；
电源单元，包括开关S1、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4和集成电路U1；
所述开关S1的第2引脚接B+电压，所述开关S1的第1引脚断路，所述开关S1的第3引脚分别与所述电容C1的一端、所述电容C2的一端、所述集成电路U1的第1引脚和所述集成电路U1的第3引脚连接，所述电容C1的另一端与所述电容C2的另一端、所述集成电路U1的第2引脚均接地，所述集成电路U1的第5引脚与所述电容C4的一端均接3.3V电压，所述集成电路U1的第4引脚与所述电容C3的一端连接，所述电容C3的另一端与所述电容C4的另一端均接地；
充电单元，包括USB接口USB1、集成电路U2、集成电路U3、集成电路U4、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C5、电容C6、电容C7、RGB灯LED1、RGB灯LED 2和接口JP3；
所述USB接口USB1的第1引脚接5V，所述USB接口USB1的第2引脚断路，所述USB接口USB1的第3引脚断路，所述USB接口USB1的第4引脚与所述USB接口USB1的第5引脚均接地，所述稳压集成电路U1的第1引脚与所述电阻R1的一端、所述电容C5的一端和所述稳压集成电路U1的第3引脚连接，所述稳压集成电路U1的第2引脚与所述电阻R1的另一端连接，所述稳压集成电路U1的第4引脚与所述电容C5的另一端、所述RGB灯LED1的正极和所述RGB灯LED2的正极连接，所述稳压集成电路U1的第8引脚接5V电压，所述稳压集成电路U1的第7引脚与所述电阻R2的一端连接，所述电阻R2的另一端与所述RGB灯LED1的负极连接，所述稳压集成电路U1的第6引脚与所述电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端与所述RGB灯LED2的负极连接，所述稳压集成电路U1的第5引脚分别与所述电容C6的一端、所述电阻R4的一端和所述接口JP3的第1引脚连接，所述电阻R4的另一端分别与所述集成电路U3的第5引脚、所述电容C7的一端连接，所述集成电路U3的第4引脚断路，所述集成电路U3的第2引脚与所述电阻R5的一端连接，所述电阻R5的另一端接地，所述集成电路U3的第6引脚分别与所述电容C7的另一端、所述接口JP3的第2引脚、所述集成电路U4的第6引脚和所述集成电路U4的第7引脚连接，所述集成电路U3的第1引脚与所述集成电路U4的第5引脚连接，所述集成电路U3的第3引脚与所述集成电路U4的第4引脚连接，所述集成电路U4的第1引脚与所述集成电路U4的第8引脚连接，所述集成电路U4的第2引脚与所述集成电路U4的第4引脚、所述电容C6的另一端均接地；
图像识别驱动单元，包括集成电路U5、电容C8、电容C10、电机M1、电机M2、接口JP1和接口JP2；
所述集成电路U5的第1引脚断路，所述集成电路U5的第2引脚与所述接口JP1的第7引脚连接，所述集成电路U5的第3引脚与所述接口JP2的第3引脚连接，所述集成电路U5的第4引脚与所述集成电路U5的第8引脚均接3.3V电压，所述集成电路U5的第5引脚断路，所述集成电路U5的第6引脚与所述接口JP1的第6引脚连接，所述集成电路U5的第7引脚与所述接口JP2的第4引脚连接，所述集成电路U5的第16引脚分别与所述电容C8的一端、所述电机M1的第1引脚连接，所述集成电路U5的第15引脚与所述集成电路U5的第14引脚均接地，所述集成电路U5的第13引脚分别与所述电容C8的另一端、所述电机M1的第2引脚连接，所述集成电路U5的第12引脚分别与所述电容C10的一端、所述电机M2的第1引脚连接，所述集成电路U5的第11引脚与所述集成电路U5的第10引脚均接地，所述集成电路U5的第13引脚分别与所述电容C10的另一端、所述电机M2的第2引脚连接，所述接口JP1的第1引脚接3.3V电压，所述接口JP2的第1引脚接地，所述接口JP2的第2引脚接VCC电压；
单片机驱动单元，包括集成电路U6、电容C11、电容C12、电阻R6、电阻R7、电阻R18、电阻R20、电阻R21、三极管Q1、蜂鸣器BUZ、开关S2、RGB灯LED5、RGB灯LED 6、接口JP5、接口JP6、接口JP7、接口JP8和接口JP10；
所述集成电路U6的第1引脚与所述电阻R6的一端连接，所述电阻R6的另一端与所述三极管Q1的基极连接，所述三极管Q1的发射极接3.3V电压，所述三极管Q1的集电极与所述蜂鸣器BUZ的一端连接，所述蜂鸣器BUZ的另一端与所述电阻R7的一端连接，所述电阻R7的另一端接地，所述集成电路U6的第2引脚与所述接口JP1的第3引脚连接，所述集成电路U6的第3引脚与所述接口JP1的第4引脚连接，所述集成电路U6的第4引脚分别与所述电阻R21的一端、所述电容C12的一端、所述开关S2的一端和所述接口JP10的NRST引脚连接，所述电阻R21的另一端接3.3V电压，所述电容C12的另一端与所述开关S2的另一端均接地，所述集成电路U6的第７引脚与所述电容C11的一端均接地，所述集成电路U6的第8引脚与所述电容C11的另一端连接，所述集成电路U6的第９引脚接3.3V电压，所述集成电路U6的第18引脚与所述接口JP10的SWIM引脚连接，所述接口JP10的3.3V引脚接3.3V电压，所述接口JP10的GND引脚接地，所述集成电路U6的第13引脚与所述接口JP5的DIN引脚连接，所述接口JP5的VSS引脚接地，所述接口JP5的VDD引脚接3.3V电压，所述接口JP5的DOUT引脚与所述接口JP6的DIN引脚连接，所述接口JP6的VSS引脚接地，所述接口JP6的VDD引脚接3.3V电压，所述接口JP6的DOUT引脚与所述接口JP7的DIN引脚连接，所述接口JP7的VSS引脚接地，所述接口JP7的VDD引脚接3.3V电压，所述接口JP7的DOUT引脚与所述接口JP8的DIN引脚连接，所述接口JP8的VSS引脚接地，所述接口JP8的VDD引脚接3.3V电压，所述接口JP8的DOUT引脚断路，所述集成电路U6的第11引脚与所述RGB灯LED5的负极连接，所述RGB灯LED5的正极与所述电阻R18的一端连接，所述电阻R18的另一端与所述电阻R20的一端均接3.3V电压，所述电阻R20的另一端与所述RGB灯LED 6的正极连接，所述RGB灯LED 6的负极接地；
补光单元，包括电阻R14、电阻R15、白灯LED3和白灯LED4；
所述电阻R14的一端与所述电阻R15的一端均接３.３V电压，所述电阻R１４的另一端与所述白灯LED3的正极连接，所述电阻R１５的另一端与所述白灯LED4的正极连接，所述白灯LED3的负极与所述白灯LED4的负极均接地。
进一步，所述集成电路U1为线性稳压器ME６２１１，用于稳定电源单元的电压。
进一步，所述稳压集成电路U２为充电芯片TC４０５６A，用于控制充电单元。
进一步，所述稳压集成电路U３为电池保护芯片DW０１A，所述稳压集成电路U４为电池保护芯片８２０５A，用于保护电池。
进一步，所述稳压集成电路U５为双通道直流马达驱动器TC１５０８S，用于驱动电机马达。
进一步，所述稳压集成电路U６为单片机STM８S１０３F３P６，用于接收处理并执行图像识别模块经串口发送的指令，并驱动无源蜂鸣器和RGB灯。
进一步，所述充电单元还包括充电电池，与所述接口JP3连接，提供电压给电路。
进一步，所述图像识别驱动单元还包括图像识别模块，与所述接口JP1、所述接口JP2连接，用于图像采集、电机驱动以及发送指令给所述稳压集成电路U６。
本实用新型的有益效果为：1. 通过在小车上装配图像识别模块，小车可实现自动循线功能；2. 通过在小车上装配图像识别模块，小车可识别不同色块，通过不同色块的组合，可对小车进行编程控制，采用色块的编程方式，降低了编程学习的难度，提高了趣味性；3. 小车搭配1个无源蜂鸣器、4个RGB彩灯，可根据色卡指令播放不同的音乐以及点亮不同颜色组合的RGB灯，通过声光的控制，提高了小车的编程趣味性；4. 小车采取后轮双电机驱动，前轮采用万向轮，从而便于转向控制；5. 小车底部装配多个白光LED灯，可对环境光照进行补偿，从而提高图像识别的精确度。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本实用新型实施例的一种基于图像识别技术的儿童可编程智能玩具小车电路原理图。
图2是根据本实用新型实施例的一种基于图像识别技术的儿童可编程智能玩具小车电路的电源单元原理图。
图3是根据本实用新型实施例的一种基于图像识别技术的儿童可编程智能玩具小车电路的充电单元原理图。
图4是根据本实用新型实施例的一种基于图像识别技术的儿童可编程智能玩具小车电路的图像识别驱动单元原理图。
图5是根据本实用新型实施例的一种基于图像识别技术的儿童可编程智能玩具小车电路的单片机驱动单元原理图。
图6是根据本实用新型实施例的一种基于图像识别技术的儿童可编程智能玩具小车电路的补光单元原理图。
图7是根据本实用新型实施例的一种基于图像识别技术的儿童可编程智能玩具小车结构框图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
根据本实用新型的实施例，提供了一种基于图像识别技术的儿童可编程智能玩具小车。
如图1、图7所示，根据本实用新型实施例的基于图像识别技术的儿童可编程智能玩具小车，在小车启动时，如图2所示，电源单元的充电电池给整个电路提供电压，所述集成电路U1稳定电压，如图4所示，图像识别驱动单元的图像识别模块识别不同色块，根据不同色块发出不同信号给TC1508电机驱动模块的所述集成电路U5，驱动所述电机M1、所述电机M2，所述电机M1、所述电机M2安装在后轮处，采取后轮双电机驱动，前轮采用万向轮，从而便于转向控制，实现自动循线功能。
如图5所示，进一步，通过不同色块的组合，可对小车进行编程控制，采用色块的编程方式，降低了编程学习的难度，也提高了趣味性。图像识别模块识别不同色块，根据不同色块发出不同信号给单片机驱动单元的所述集成电路U6，所述集成电路U6为单片机STM8S103F3P6，与无源蜂鸣器、RGB灯连接，当所述集成电路U6收到图像识别模块发出的色卡指令后，会根据不同的指令控制所述蜂鸣器BUZ播放不同的音乐，点亮不同颜色组合的所述RGB灯LED5、所述RGB灯LED 6，通过声光的控制，提高了小车的编程趣味性。
如图6所示，进一步，小车底部装配多个白光LED灯组成补光单元，由电源单元提供电压，在小车启动时所述白灯LED3、所述白灯LED4被点亮，可对环境光照进行补偿，从而提高图像识别的精确度，使小车即使在昏暗的环境中也可以识别不同的色块，正常使用。
如图3所示，进一步，在小车充电时，通过充电单元的USB接口USB1进行充电，通过所述集成电路U2控制充电单元进行充电工作，所述RGB灯LED 2作为充电指示灯点亮，表示正在充电，经过所述集成电路U3、所述集成电路U4保护电池，最后通过所述接口JP3与充电电池连接，给充电电池充电，当停止充电时，所述RGB灯LED1作为停充指示灯点亮，表示停止充电。小车充电稳定，不会伤害电路。
工作原理：开关S1、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4以及集成电路U1组成电源单元；所述电容C1、所述电容C2、所述电容C3、所述电容C4的作用是滤波；所述集成电路U1的作用是稳定电源单元的电压。
USB接口USB1、集成电路U2、集成电路U3、集成电路U4、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C5、电容C6、电容C7、RGB灯LED1、RGB灯LED 2以及接口JP3组成充电单元；所述USB接口USB1的作用是与外部电源连接，对电池进行充电；所述集成电路U2的作用是控制充电单元进行充电工作；所述集成电路U3、所述集成电路U4的作用是保护电池；所述RGB灯LED 2的作用是作为充电指示灯，表示正在充电；所述RGB灯LED1的作用是作为停充指示灯，表示停止充电；所述接口JP3的作用是与充电电池连接，给充电电池充电。
集成电路U5、电容C8、电容C10、电机M1、电机M2、接口JP1以及接口JP2组成图像识别驱动单元；所述集成电路U5的作用是驱动电机马达；所述电机M1、所述电机M2的作用是提供动力，带动小车轮胎转动；所述接口JP1、所述接口JP2的作用是与图像识别模块连接，图像识别模块在图像采集后，进行电机驱动以及发送指令给所述稳压集成电路U６。
集成电路U6、电容C11、电容C12、电阻R6、电阻R7、电阻R18、电阻R20、电阻R21、三极管Q1、蜂鸣器BUZ、开关S2、RGB灯LED5、RGB灯LED 6、接口JP5、接口JP6、接口JP7、接口JP8以及接口JP10组成单片机驱动单元；所述集成电路U6的作用是接收处理并执行图像识别模块经串口发送的指令，并驱动所述蜂鸣器BUZ和所述RGB灯LED5、所述RGB灯LED 6；所述三极管Q1的作用是控制所述蜂鸣器BUZ开关；所述蜂鸣器BUZ的作用是在所述集成电路U6的控制下发出不同音乐；所述开关S2的作用是重置电路；所述RGB灯LED5、所述RGB灯LED 6的作用是根据指令发光。
电阻R１４、电阻R１５、白灯LED3以及白灯LED4组成补光单元；所述白灯LED3、所述白灯LED4的作用是对环境光照进行补偿，从而提高图像识别的精确度。
综上所述，借助于本实用新型的上述技术方案，通过设计一种基于图像识别技术的儿童可编程智能玩具小车，可以在优化的电动车动力源充电时使用，通过电源单元限制充电电压，保护电路，通过充电单元在电池充满后停止充电工作，保护电池。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
