用于智能寻迹小车的CCD传感器控制电路
技术领域
本发明涉及智能寻迹小车技术领域，特别是用于智能寻迹小车的CCD传感器控制电路。
背景技术
寻迹小车通常装设CCD传感器进行路径识别，因为跑道中有十字路口、直角弯和弯道等特殊情况，这些判断都需要传感器延伸到最前端提前获取跑道的道路信息信号，经处理变换，作系统控制小车的依据之一，小车能检测到的距离前轮中心的长度叫前瞻，为了兼顾小车的速度、稳定性，就必须设置一个合适的前瞻， CCD的俯仰角度与其前瞻有直接的关系，角度低前瞻小，通常装设时固定设置为中距离前瞻，但其不能根据跑道的状况实时进行控制，在兼顾小车的速度、稳定性上效果不佳。
因此，本发明提供一种新的方案来解决此问题。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的在于提供用于智能寻迹小车的CCD传感器控制电路，有效解决了现有技术不能根据跑道的状况实时进行控制，在兼顾小车的速度、稳定性上效果不佳的问题。
其解决的技术方案是，包括距离预测电路、时间修正电路、控制信号产生电路，其特征在于，所述距离预测电路采用差动放大器计算出小车定位信息和特殊目标定位信息的距离差，所述时间修正电路接收距离预测电路输出信号，采用除法器对距离差信号和小车速度信号进行除法运算，得出到达特殊目标所需时间，再进入减法器经响应时间修正后输出，所述控制信号产生电路接收时间修正电路输出信号，通过第一、第二、第三迟滞比较器比较，联锁触发第一或第二或第三开关导通，+5V或+15V或+30V加到俯仰角控制装置上控制CCD传感器的俯仰角，实现短距离前瞻、中距离前瞻、长距离前瞻间切换。
优选的，所述控制信号产生电路包括电阻R11，电阻R11的一端连接运放AR2的输出端，电阻R11的另一端分别连接接地电容C5的一端、三极管Q4的集电极、运放AR3的反相输入端，三极管Q4的发射极分别连接三极管Q5的集电极、运放AR4的反相输入端，三极管Q5的发射极连接运放AR5的同相输入端，运放AR3的同相输入端分别连接电阻R14的一端、三极管Q1的发射极、电阻R15的一端，电阻R14的另一端连接电源+3V，三极管Q1的集电极分别连接三极管Q2的发射极、运放AR4的同相输入端、电阻R15的另一端、电阻R16的一端，三极管Q2的集电极分别连接三极管Q3的发射极、运放AR5的反相输入端、电阻R16的另一端、电阻R17的一端，三极管Q3的集电极、电阻R17的另一端连接电源+5V，运放AR3的输出端分别连接三极管Q1的基极、电阻R18的一端、电阻R19的一端，电阻R19的另一端分别连接接地电阻R20的一端、三极管Q6的基极，三极管Q6的发射极连接电源+5V，三极管Q6的集电极输出+5V信号到俯仰角控制装置上，电阻R18的另一端分别连接三极管Q4的基极、电阻R12的一端、稳压管Z1的负极，电阻R12的另一端连接电源+5V，稳压管Z1的正极连接地，运放AR4的输出端分别连接三极管Q2的基极、电阻R21的一端、电阻R22的一端，电阻R22的另一端分别连接接地电阻R23的一端、三极管Q7的基极，三极管Q7的发射极连接电源+15V，三极管Q7的集电极输出+15V信号到俯仰角控制装置上，电阻R21的另一端分别连接三极管Q5的基极、电阻R13的一端、稳压管Z2的负极，电阻R13的另一端连接电源+5V，稳压管Z2的正极连接地，运放AR5的输出端分别连接三极管Q3的基极、电阻R24的一端，电阻R24的另一端分别连接接地电阻R25的一端、三极管Q8的基极，三极管Q8的发射极连接电源+30V，三极管Q8的集电极输出+30V信号到俯仰角控制装置上。
本发明有益效果是：采用差动放大器计算出小车定位信息和特殊目标定位信息的距离差，进入除法器与小车速度信号进行除法运算，得出到达特殊目标所需时间，再进入减法器经响应时间修正后作控制CCD传感器的俯仰角的依据；
经响应时间修正后信号通过第一、第二、第三迟滞比较器比较，联锁触发第一或第二或第三开关导通，+5V或+15V或+30V加到俯仰角控制装置上控制CCD传感器的俯仰角，实现短距离前瞻、中距离前瞻、长距离前瞻间切换，从而能使系统更好的兼顾小车的速度、稳定性，其中三极管Q1、Q2、Q3为反馈三极管，用于消除门限电压附近微小波动，比较输出的高低电平频繁切换的问题，其中三极管Q4在第一迟滞比较器输出高电平时，允许第二迟滞比较器比较，三极管Q5在第二迟滞比较器输出高电平时，允许第三迟滞比较器比较，实现的是对第一或第二或第三开关导通联锁保护，也即任意时刻控制CCD传感器的俯仰角的只有一路信号输出，避免误动作，提高控制的可靠性。
附图说明
图1为本发明的电路原理图。
具体实施方式
有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。
下面将参照附图描述本发明的各示例性的实施例。
用于智能寻迹小车的CCD传感器控制电路，用于智能寻迹小车的CCD传感器控制电路，包括距离预测电路、时间修正电路、控制信号产生电路，所述距离预测电路采用差动放大器计算出小车定位信息和特殊目标定位信息的距离差，所述时间修正电路接收距离预测电路输出信号，采用除法器对距离差信号和小车速度信号进行除法运算，得出到达特殊目标所需时间，再进入减法器经响应时间修正后输出，所述控制信号产生电路接收时间修正电路输出信号，通过第一、第二、第三迟滞比较器比较，其中电阻R14-电阻R17组成的分压电路分压点电压为第一、第二、第三迟滞比较器的门限电压，三极管Q1、Q2、Q3为反馈三极管，用于消除门限电压附近微小波动，比较输出的高低电平频繁切换的问题，滤波后信号也即被比较电压，低于或高于第一迟滞比较器门限电压时，输出高电平或低电平，低电平时一路经电阻R19、电阻R20加到三极管Q6的基极，低电平触发第一开关也即三极管Q6导通，+5V加到俯仰角控制装置上控制CCD传感器的俯仰角，实现短距离前瞻，低电平另一路经电阻R18加到三极管Q4的基极，由于三极管Q4为NPN型三极管，此时三极管Q4截止，滤波后信号不会进入第二迟滞比较器进行比较，否则高电平使三极管Q6截止、三极管Q4导通，滤波后信号进入第二迟滞比较器进行比较，低于或高于第二迟滞比较器门限电压时，输出高电平或低电平，同理低电平时，第二开关也即三极管Q7导通，+15V加到俯仰角控制装置上控制CCD传感器的俯仰角，实现中距离前瞻，高电平时，三极管Q5导通，滤波后信号进入第三迟滞比较器进行比较，高于第三迟滞比较器门限电压时，输出高电平，第三开关也即三极管Q8导通，+30V加到俯仰角控制装置上控制CCD传感器的俯仰角，实现长距离前瞻，其中三极管Q4在第一迟滞比较器输出高电平时，允许第二迟滞比较器比较，三极管Q5在第二迟滞比较器输出高电平时，允许第三迟滞比较器比较，实现的是对第一或第二或第三开关导通联锁保护，也即任意时刻控制CCD传感器的俯仰角的只有一路信号输出，避免误动作，提高控制的可靠性。
在上述方案的基础上，所述控制信号产生电路接收时间修正电路输出信号，通过电阻R11、电容C5滤波后进入第一、第二、第三迟滞比较器比较，具体为运放AR3、电阻R14、电阻R15、三极管Q1组成第一迟滞比较器，运放AR4、电阻R16、三极管Q2组成第二迟滞比较器，运放AR5、电阻R17、三极管Q3组成第三迟滞比较器，其中电阻R14-电阻R17组成的分压电路分压点电压为第一、第二、第三迟滞比较器的门限电压，三极管Q1、Q2、Q3为反馈三极管，用于消除门限电压附近微小波动，比较输出的高低电平频繁切换的问题，滤波后信号也即被比较电压，低于或高于第一迟滞比较器门限电压时，输出高电平或低电平，低电平时一路经电阻R19、电阻R20加到三极管Q6的基极，低电平触发第一开关也即三极管Q6导通，+5V加到俯仰角控制装置上控制CCD传感器的俯仰角（俯仰角控制装置具体可为+5V转换为一个脉冲信号，脉冲信号再经驱动器控制步进电机转动一个角度，进而带动CCD传感器的俯仰角调节），实现短距离前瞻，低电平另一路经电阻R18加到三极管Q4的基极，由于三极管Q4为NPN型三极管，此时三极管Q4截止，滤波后信号不会进入第二迟滞比较器进行比较，否则高电平使三极管Q6截止、三极管Q4导通，滤波后信号进入第二迟滞比较器进行比较，低于或高于第二迟滞比较器门限电压时，输出高电平或低电平，同理低电平时，第二开关也即三极管Q7导通，+15V加到俯仰角控制装置上控制CCD传感器的俯仰角，实现中距离前瞻，高电平时，三极管Q5导通，滤波后信号进入第三迟滞比较器进行比较，高于第三迟滞比较器门限电压时，输出高电平，第三开关也即三极管Q8导通，+30V加到俯仰角控制装置上控制CCD传感器的俯仰角，实现长距离前瞻，其中三极管Q4在第一迟滞比较器输出高电平时，允许第二迟滞比较器比较，三极管Q5在第二迟滞比较器输出高电平时，允许第三迟滞比较器比较，实现的是对第一或第二或第三开关导通联锁保护，也即任意时刻控制CCD传感器的俯仰角的只有一路信号输出，避免误动作，提高控制的可靠性，包括电阻R11，电阻R11的一端连接运放AR2的输出端，电阻R11的另一端分别连接接地电容C5的一端、三极管Q4的集电极、运放AR3的反相输入端，三极管Q4的发射极分别连接三极管Q5的集电极、运放AR4的反相输入端，三极管Q5的发射极连接运放AR5的同相输入端，运放AR3的同相输入端分别连接电阻R14的一端、三极管Q1的发射极、电阻R15的一端，电阻R14的另一端连接电源+3V，三极管Q1的集电极分别连接三极管Q2的发射极、运放AR4的同相输入端、电阻R15的另一端、电阻R16的一端，三极管Q2的集电极分别连接三极管Q3的发射极、运放AR5的反相输入端、电阻R16的另一端、电阻R17的一端，三极管Q3的集电极、电阻R17的另一端连接电源+5V，运放AR3的输出端分别连接三极管Q1的基极、电阻R18的一端、电阻R19的一端，电阻R19的另一端分别连接接地电阻R20的一端、三极管Q6的基极，三极管Q6的发射极连接电源+5V，三极管Q6的集电极输出+5V信号到俯仰角控制装置上，电阻R18的另一端分别连接三极管Q4的基极、电阻R12的一端、稳压管Z1的负极，电阻R12的另一端连接电源+5V，稳压管Z1的正极连接地，运放AR4的输出端分别连接三极管Q2的基极、电阻R21的一端、电阻R22的一端，电阻R22的另一端分别连接接地电阻R23的一端、三极管Q7的基极，三极管Q7的发射极连接电源+15V，三极管Q7的集电极输出+15V信号到俯仰角控制装置上，电阻R21的另一端分别连接三极管Q5的基极、电阻R13的一端、稳压管Z2的负极，电阻R13的另一端连接电源+5V，稳压管Z2的正极连接地，运放AR5的输出端分别连接三极管Q3的基极、电阻R24的一端，电阻R24的另一端分别连接接地电阻R25的一端、三极管Q8的基极，三极管Q8的发射极连接电源+30V，三极管Q8的集电极输出+30V信号到俯仰角控制装置上。
在上述方案的基础上，所述距离预测电路采用电感L1、电感L2、运放AR1、电阻R1-电阻R4组成的差动放大器计算出小车定位信息和特殊目标定位信息的距离差，其中小车定位信息和特殊目标定位信息（也即目前小车定位信息行驶方向的十字路口、直角弯和弯道弧度定位信息）均可通过GPS定位，具体可通过C3-470模块来获得小车的位置（此为现有技术在此不再详述），包括电感L1、电感L2，电感L1的左端、电感L2的左端分别连接特殊目标定位信息和小车定位信息，电感L1的右端分别连接电容C1的一端、电阻R1的一端，电阻R1的另一端分别连接电阻R2的一端、运放AR1的反相输入端，电感L2的右端分别连接电容C1的另一端、电阻R3的一端，电阻R3的另一端分别连接接地电阻R4的一端、运放AR1的同相输入端，运放AR1的输出端和电阻R2的另一端为距离预测电路输出信号；
所述时间修正电路将接收距离预测电路输出信号经电阻R5进入型号为ICL8013的除法器IC1的引脚6，除法器IC1的引脚1接入经电感L3和电容C2滤波的小车速度信号（可由速度传感器检测小车电机转轴速度获取，此为现有技术，在此不再详述），除法器IC1对距离差信号和小车速度信号进行除法运算，得出到达目标弧度所需时间，再进入运放AR2、电阻R6-电阻R9组成的减法器的同相输入端，与反相输入端本电路获取定位信息到控制CCD传感器的俯仰角发生改变之间的时间进行减法运算，输出经响应时间修正后时间，作控制CCD传感器的俯仰角的依据，包括除法器IC1，除法器IC1的引脚6通过电阻R5连接运放AR1的输出端，除法器IC1的引脚1分别连接接地电容C2的一端、电感L3的右端，电感L3的左端连接小车速度信号，除法器IC1的引脚7、引脚8、引脚9、引脚10连接地，除法器IC1的引脚2连接电源+15V，除法器IC1的引脚58连接电源-15V，除法器IC1的引脚4分别连接电位器RP1的上端、电阻R7的一端，电位器RP1的可调端连接除法器IC1的引脚3，电位器RP1的下端连接地，电阻R7的另一端分别连接接地电阻R8的一端、运放AR2的同相输入端，运放AR1的反相输入端分别连接电阻R9的一端、电阻R6的一端，电阻R9的另一端连接响应时间对应的电压信号+0.15V，运放AR2的输出端和电阻R6的另一端为时间修正电路输出信号。
本发明在使用时，距离预测电路采用差动放大器计算出小车定位信息和特殊目标定位信息的距离差，其中小车定位信息和特殊目标定位信息均可通过GPS定位，具体可通过C3-470模块来获得小车的位置，之后进入时间修正电路，经电阻R5进入型号为ICL8013的除法器IC1的引脚6，除法器IC1的引脚1接入经电感L3和电容C2滤波的小车速度信号，除法器IC1对距离差信号和小车速度信号进行除法运算，得出到达目标弧度所需时间，再进入运放AR2、电阻R6-电阻R9组成的减法器的同相输入端，与反相输入端本电路获取定位信息到控制CCD传感器的俯仰角发生改变之间的时间进行减法运算，输出经响应时间修正后时间，作控制信号产生电路控制CCD传感器的俯仰角的依据，通过电阻R11、电容C5滤波后进入第一、第二、第三迟滞比较器比较，具体为运放AR3、电阻R14、电阻R15、三极管Q1组成第一迟滞比较器，运放AR4、电阻R16、三极管Q2组成第二迟滞比较器，运放AR5、电阻R17、三极管Q3组成第三迟滞比较器，其中电阻R14-电阻R17组成的分压电路分压点电压为第一、第二、第三迟滞比较器的门限电压，三极管Q1、Q2、Q3为反馈三极管，用于消除门限电压附近微小波动，比较输出的高低电平频繁切换的问题，滤波后信号也即被比较电压，低于或高于第一迟滞比较器门限电压时，输出高电平或低电平，低电平时一路经电阻R19、电阻R20加到三极管Q6的基极，低电平触发第一开关也即三极管Q6导通，+5V加到俯仰角控制装置上控制CCD传感器的俯仰角，实现短距离前瞻，低电平另一路经电阻R18加到三极管Q4的基极，由于三极管Q4为NPN型三极管，此时三极管Q4截止，滤波后信号不会进入第二迟滞比较器进行比较，否则高电平使三极管Q6截止、三极管Q4导通，滤波后信号进入第二迟滞比较器进行比较，低于或高于第二迟滞比较器门限电压时，输出高电平或低电平，同理低电平时，第二开关也即三极管Q7导通，+15V加到俯仰角控制装置上控制CCD传感器的俯仰角，实现中距离前瞻，高电平时，三极管Q5导通，滤波后信号进入第三迟滞比较器进行比较，高于第三迟滞比较器门限电压时，输出高电平，第三开关也即三极管Q8导通，+30V加到俯仰角控制装置上控制CCD传感器的俯仰角，实现长距离前瞻，其中三极管Q4在第一迟滞比较器输出高电平时，允许第二迟滞比较器比较，三极管Q5在第二迟滞比较器输出高电平时，允许第三迟滞比较器比较，实现的是对第一或第二或第三开关导通联锁保护，也即任意时刻控制CCD传感器的俯仰角的只有一路信号输出，避免误动作，提高控制的可靠性。
