机械装备殁计制造综合技能大赛设计说明书

机娥装备殁计制造综合技能大赛

设

计

说

明

书

姓名：

指导老师：

2023年9月17日

江西-赣州

摘要

伴随计算机技术，人工智能技术的I迅速发展以和智能采集器日勺不停改善和

推陈出新，智能信息采集装置已经获得了很大进展。不过对于应用比较复杂通用

性较高日勺全自动信息采集车还没有突破性的进展。智能数据信息采集车日勺研究将

会辞别信息互相孤立缺乏联动性日勺现象，是一种复杂的，面向智能化的，不停

发现的过程。近年来，诸多有关信息采集的研究和设计，尤其是智能数据信息采

集车更是吸引了诸多人口勺眼球。对于智能信息采集车来说，不仅要有环境信息获

取功能，还要有对信息理解和信息处理欧I功能。对自动信息采集车日勺研究是针对

环境空间日勺识别，然后建立对应数据通道，通过雷达和无线装置把获取的数据

传送到终端。

智能信息采集车采用了应用范围广，性价比高的基于单片机日勺多数据通道采集

系统，未来自传感器的信号通过转换器转换为数字信号后由单片机采集然后运

用SPI通信将数据送到主机进行数据的存储后期处理与显示实现数据处理功能

强大的智能化高端信息采集设备。

智能数据信息采集车是一种集自动驾驶、环境感知、规划决策等功能于一体H勺综

合系统。它集中日勺运用了人工智能、导航、传感器和自动控制等技术；应用了计

算机、信息传递、通信交流等现代装备，是经典R勺高新技术综合体。

关键词：智能信息采集车、智能化、传感器、数据通道、现代装备

目录

第一章绪论.......................................1

1.1信息采集的现实状况和发展概

述.......................................................1

1.2信息采集车国内外研究现实状

况......................................................2

1.3智能信息采集车的背景意义.......................4

1.4设计规定和内容................................6

第二章智能信息采集车日勺构造与工作原理...........6

2.1数据获取装置日勺设计.............................6

2.2行走方案选择....................................7

2.3基本构造........................................9

2.4工作原理........................................11

第三章智能信息采集车日勺功能与特点...............12

3.1智能信息采集车的功能...........................12

3.2智能信息采集车的特点............................13

第四章智能信息采集车日勺设计思绪..................15

4.1基本工作思绪.................................15

4.2动力选择思绪.................................15

4.3设计后的调整.................................16

第五章总结与展望................................17

参照文献...........................................18

绪论

1.1信息采集的现实状况和发展概述

为了更好的发展都市信息化基础建设,相继出现了移动3DGIS实景采集系

统；在移动载体上安装CCD影像获取系统、全球定位系统(GPS)、惯性测量单元

(IMU)以和激光扫描仪:LS)等新型传感器设备；在车辆行驶过程中，迅速获取与处

理都市空间三维实景数据,形成有效的三维GIS实景交通管理信息平台。这些技

术H勺相继出现，无疑让智能信息采集车得到了一切技术上的支撑。近三十年年以

来，国内外专家、学者也研制了诸多信息采集设备，这些检测设备大体可划提成

三大类:感应线圈检测器、波频检测器、视频检测器。

感应线圈检测器。感应线圈检测器由三部分陶成:埋设在路面下的环形线圈

传感器、信号检测处理单元和馈线。该检测器日勺工作原理是检测单元同环形线圈

与馈线线路构成一种调谐电路。电路中日勺电感重要决定于环形线圈，环形线圈是

此电路日勺电感元件，电容则决定于检测单元中的电容落。当电流通过环形线圈时,

在其周围形成一种电磁场，再根据这些物理信息进行分析搜集我们所需的数据。

波频检测器。波频检测潜是以微波、超声波和红外线等对物体发射电磁波产

生感应口勺检测器。这种检测器是通过接受由超声波探头发出并通过反射日勺超声波

来检测物体信息日勺。其工作原理可分为两种:传播时间差法和多普勒法。由于波

频检测器采用悬挂式安装，这与感应线圈检测器相比rr诸多长处。使用寿命长、

可移动、架设以便，在国外被大量采用。其局限性之处是轻易受环境影响，当风

速6级以上时，超声波产生漂移而无法正常检测波频检测器已成为目前使用量

仅次于感应线圈检测器的一种检测器。微波检测器根据被检测目的返回的回波，

测算出目的日勺数据信息，每隔一段时间通过RS232向控制中心发送。红外检测器

是具有良好应用前景的悬挂式检测器。该检测器一般采用反射式检测技术。反射

式检测器探头由一种红外发光管和一种红外接受管构成，其工作原理是由调制

脉冲发生器产生调制脉冲，经红外探头向物体上蝠射，当有信息变动时，红外

线脉冲从物体反射回来，被探头日勺接受管接受，经红外解调器解调，通过选通、

放大、整流和滤波后触发器输出一种检测信号。这种检测器具有迅速精确、轮廓

清晰的检测能力。

视频检测器。视频检测，也被称为图像处理或人匚视觉，是一种结合视频图

像和电脑化模式识别的技术。通过视频摄像机和计算机模仿人眼的功能，视频检

测技术为无数的实际应用提供了工作平台。可以获得大区域范围内的数据参数。

也引起了国内外H勺广泛研究。视频检测器是一种基于视频图像的检测技术，是一

种结合数字视频图像和人工模式识别的技术。与老式接触式检测措施比较，此类

非接触式检测措施的安装工程量小、检测范围大、系统可靠性高，是一种很有前

途口勺措施。视频采集技术运用视频、计算机和现代通信等技术，实现对动态信息

的采集，视频采集技术对视频图像数据处理和特性提取都是实时进行日勺。视频检

测器一般是由电子摄像机、图像处理机和显示屏等部分构成。摄像机对一定区域

范围内摄像，图像经传播送入图像处理机，处理机对图像信号进行模数转换、格

式转换等，再由微处理器处理图像背景，实时识别不一样H勺信息参数，捽制中

心可根据这些信息，向执行机构发出控制命令。这些信息采集的技术、装置都在

朝着一种方向发展，那就是智能化，高端化，一步步把人类从体能付出中解放

出来。

1.2信息采集车日勺国内外研究现实状况

科学家在很早就有对信息采集系统的研究，不过由于受到当时科技的限制,

这一领域的研究并没有获得多少有实际运用价值日勺成果。进入八十年代后，伴随

计算机运算能力的增强以和小型机的普和，使计算机视觉和模式识别领域的研

究进入空前活跃的程度，自然也对基于视觉的信息采集日勺研究形成了巨大H勺推

进力量。

国外。美国、日本以和几种欧洲发达国家相继投入了巨大於J财力、物力来进

行信息采集这方面的研究，并且开发了实际系统，比较广泛应用并具有代表性

的I产品有美国和欧洲十一国联合研制日勺EuRo—cosT系统、ImageScnsingsystem

企业（简称155企业）的AUTOSCOPE2023TM系列、AuT0SC0PESoL0TM[36]和PEEK

企业『、jVidcoTrack900、叭dcoTrack905等系统。这两家企'也是最早从事视频信

息检测产品研制日勺，它们的产品代表了目前视频信息检测技术的最高水平，基

本上覆盖了欧美市场的70%o这两家企业的技术均来源于美国向明尼苏达大学技

术学院公共工程系，因此两家企业产品在原理上、构造上、功能上极其相似。

AutoscoPe大区域视频检测技术由美国155企业开发，作为全世界研发最早并最

先获得国际专利日勺视频检测技术。到目前为止，已经有14000多套日勺AutoscoPe

视频检测系统运行在超过三十多种国家的智能交通管理系统中，得到全世界交

通专'业人士H勺普遍承认。美国155企业对Autoscopc视频检测技术H勺研究始于八

十年代初期，在开发H勺过程中155企业与美国明尼苏达大学交通运送系、美国联

邦公路署以和美国政府和各地的交通管理部门建立了亲密的合作关系，共同对

交通管理中面临日勺许多重要课题进行了合作研究。第一代原型机诞生于1987年。

1992年，155企业生产出Auloscope2023,产品的各项性能趋于成熟，实现了全

天候检测。美国佐治亚、密歇根等州开始广泛采用这一产品，后来又在原有的基

础上不停扩大使用规模。1995年，伴随微软府ncowS95日勺问世，155企业又推出

了其软件基于新一代Windows95加T操作系统的IAutoseope2023,

AutoseopesoLoPRoNe是Autoscope2023的升级产品。它包括了其所有勺功能特

点，它完美地将视频处理器集成在密封R9MVP（视频处理模块）中，使用更以便，

灵活可靠。

国内。国内也有某些科研机构和企业开始这方面的研究，在图像信息处理措

施等软件开发方面获得了很大的进展，也有了试验样机。这些样机分两种构造：

一种是纯粹日勺仿真机，即运用原则工业控制计算机配置图像采集卡处理某些视

屏信号，它日勺重要任务仍然局限于算法研究，并不适合产业化应用；另一种是采

用嵌入式工业控制计算机，配置对应H勺存储器、信息采集器等外围设备，实现通

信采集，这种构造实际上仍然是原则的计算机构造系统，类似上面简介的国外

产品。目前具有代表性日勺有广州市交通管理科学研究所和哈尔滨工业大学联合开

发的VTD2023系列视屏动态信息采集系统

1.3智能信息采集车的背景意义

时代规定。由于数据采集系统时应用范围越来越宽，所涉和到时测量信号和

信号源的类型越来越多，对测量日勺规定也越来越高。国内目前已经有的这些数据

测量和采集的系统诸多都存在功能单一采集通道少,采集速率低，操作复杂并且

对测试环境规定较高等问题。尚有一种是目前市场上对智能型信息采集车的需求

正处在上升期，但目前市场上的信息采集系统产品基本都是功能简朴啊堆砌,

车顶设备凌乱、线缆纵横外露；车内设备拥挤、多种控制器操作不以便等问题。

同步伴随国内汽车品种和数量不停攀升，车辆技术也日益更新；急需探讨一种合

用多种车载平台的构造设计方案，来满足基层实际和实战规定，为信息采集系

统装备现代化提供支撑，为推进社会进步发挥更重要的作用。

网络进步。互联网口勺飞速发展，紧跟着与互联网有关的东西也蓬勃兴起。在

互联网基础上的延伸和扩展，通过射频识别（RFID3红外感应器、全球定位系统、

激注扫描器等信息传成设备，按约定的协议，杷什何物体与互联网相连接,讲行信

息互换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网

络。是现代信息技术发展到一定阶段后出现的一种聚合性应用与技术提高，它将

多种感知技术、现代网络技术和人工智能与自动化技术聚合与集成应用，使人与

物智慧对话,发明一种智慧的世界。对于目前这样一种高度信息化的社会,信息的

获取至关的重要，信息的多元化、丰富性、实时性最为重要。刚好智能数据信息

采集车可以把外界的一切动感信息和时有效的搜集，并自动进行处理分析把信

息分层次分类别的呈目前人们的获取通道中。

经济环境保护。太阳能运用领域出现了两项重大突破：一是1954年美国贝

尔试验室研制出日勺实用型单晶硅电池。二是1955年以色列Tabor提出选择性吸

取表面概念和理论并研制成功选择性太阳吸取涂层。这两项突破既是太阳能运用

进入现代发展时期的划时代标志，也是人类能源技术又一次变革的技术基础。从

此世界上诸多国家掀起了开发运用太阳能的热潮。在我们国家太阳能成为可持续

发展战略的重要内容。智能信息采集车采用太阳能为动力源H勺能源，太阳能是一

种洁净口勺能源，是人类可以运用的最丰富的能源，可以说是取之不尽，用之不

竭。在开发和运用时，不会产生废渣、废水、废气，也没有噪音，更不会影响生

态平衡。在如此多H勺时代规定和召唤之下智能信息采集车是众多领域数据信息获

取H勺首选智能装备。

智能信息采集系统。它是在关键基础理论模型研究的前提下，把先进的信

息技术、数据通信技术、电子控制技术和计算机史理技术等有效地综合运用于信

息获取管理体系，从而建立起一种大范围、全方位发挥作用、实时、精确、高效

的信息搜集管理系统。它运用无线通讯专网低频段以低成本实现了数据的实时采

集、迅速传播，自行开发研制了无线通讯系统车载智能终端设备和控制系统，具

有数据和话音双重传播功能。具有顾客容量大、网络范围覆盖广、调度信息响应

速度快、全自动语音报站自动化、信息公布广泛、出行者信息服务智能化、设备

自维护智能化的特点。

智能信息采集车的提出，必将大大改善信息管理水平，提高信息获取系统经济

效益，减少政府财政补助，减少环境污染，改善环境，带来巨大日勺社会效益。

1.4设计规定和内容

智能信息采集车就是运用计算机技术、传感器技术、图像处理技术、3D技术、

人工智能等高新技术，集成GPS接受机、光电编码器、激光传感器、超声传感器、

线扫描摄影机、图像采集卡等设备，对外界数据进行自动采集、分析和处理，从

而到达对信息进行检测的目H勺，进而建立智能化数据信息采集系统，进行信息

处理、信息管理，设施性能预测，资源执策支持，以全面提高对外界信息获取的

水平。同步还要实现对智能信息采集车行走的地面信息有尤其的识别分析能力，

这些信息一定要精确、高效的采集才能保证智能采集车正常运行。

研究的重要内容；

智能信息采集车辅助系统功能分析。车载采集设备供电需求分析，传感器输

出数据与信息采集的系统数据需求分析，各个设备工作互相关系分析。

供电的设计与优化；对车上传感器的供电的设计与优化；对传感器、陀螺仪、

摄影机等设备供电控制的设计；包括对激光传感器、加速度传感器、超声传感器

接口设计以和同步控制接口设计。

智能数据信息采集车行进路线和地面状况怎样分析处理判断的设计、辅助系

统标定、试验方案设计和数据分析处理，如光电编码和器陀螺的标定，试验方案

设计以和数据的分析处理。

智能信息采集车的构造与工作原理

2.1数据获取装置的设计

伴随科学技术的发展，感觉传感器种类越来越多，其中视觉传感器成为智能采

集车自动驱动行走和驾驶的重要部件。视觉日勺经典应用领域为自主式智能导航系

统，对于视觉的多种技术而言图像处理技术已相称发达，而基于图像的理解技

术还很落后，机器视觉需要通过大量的I运算也只能识别某些构造化环境简朴日勺

目日勺。视觉传感器H勺关键器件是图像数据信息获取装置（如图2-1）o智能数据

信息采集车可以分为四大构成部分：信息搜集装置部分、传感器检测部分、执行

部分、CPU。智能数据采集车要实现自动导引功能和避障功能就必须要感知导引

线和障碍物，感知导引线相称给采集车日勺一种视觉功能。可以实现采集车自动识

别路线，选择对时的行进路线，并检测到前方的障碍物自动规避绕行以免在数

据采集过程中发生相撞事故。

反射式红外传感器ST188采用高发射功率红外广电二极管利高敏捷度光电晶体

管构成。检测距离可调整范围为4—15mm；采用非接触检测方式。可用于IC卡

电度表脉冲数据采集、集中抄表系统数据采集和机纸张检测等。反射式红外

传感器中包括一种发射器LED和一种光探测器看两个元件被封装在同一种草料

壳体中，并且排列成适合他们工作欧I理想位置。LED发出的一束光被一种表面

反射后又回到探测器中。封装在矩形壳体中日勺是发射器LED和探测器装置。虚线

表达光线从发射器LED中发出并反射回探测器；探测器检测到时光强大小取决于

物体表面的反射率，而这一光强就是传感器的输出值。反射式传感器在高度受控

日勺理想环境下的工作性能更好，由于影响它输出的外界原因有诸多，如环境光

的变动、传感器与被探测物体之间的距离，以和被探测物体口勺反射率等。为了减

少环境光的干扰，首先需要调整传感器日勺方位使环境光不能直接射到探测器。

图27信息获取装置

为了使我们设口的智能数据信息车拥有更多H勺功能，除了有空间中H勺信息

数据获取之外，我们还增长了钻井装置如图2-2来获取土壤信息，对土壤等物

质也能深入探测它H勺数据信息，例如说土壤成分阂造等。这大大增长了智能数据

信息采集车的勘探功能。土壤信息的获取首先可以对地质硬度做出分析，为智能

车H勺运动提供安全保障，以免使车陷入泥土里。另首先搜集H勺土壤信息还可以经

处理器处理后传送到接受端为科研所用。

图2-2钻井数据信息获取装置

2.2行走方案选择

2.2.1履带式

履带行走装置由行走架、引导轮、履带张紧装置、托链轮、支重轮、履带总

成以和驱动轮等构成，左右两条履带包绕在上述4种轮子之外，由张紧装置张

紧，直接与地面接触如图2-3所示。驱动轮驱动履带绕四种轮子转动，不直接在

地面上滚动。导向轮是张紧履带，并引导它对时卷绕。若干个支重轮在履带轨面

上滚动，传递垂直载荷给履带。托链轮支持着履带的I上半边，使之不下垂，并

可减小其上下振动。

上述四种轮子和张紧装置，除驱动轮外都集装在一种轮架（即台车架：也

称履带架）上，从而形成一种台车。每辆履带车辆均有左、右两个台车。整车重

量通过台车架、支重轮传给下方履带，使下方履带紧压在地面上。当驱动轮被最

终传动齿轮（从动齿轮）带动时，轮齿拉动履带，地面立即产生作用在履带上的

反作用力，使台车架相对地面产生向前或向后的运动，整车也就随之运动。

图2-3履带式行走

2.2.2轮胎式

轮式在硬质路面的机动性非常好，速度更快；并且轮式底盘也更轻，对路面

时承重规定相对较低。轮式车也大多轻便，非常灵活；此外，轮式车的I地盘多为

向地锥形，可以分散底盘下的冲击力，加上大多数轮式车的轮轴构造隐蔽在车

内，两项加起来，一定程度上减少了轮轴受损的也许。但轮式在软质地面上对地

面压强太大，非常轻易陷车，并且不能承载厚重H勺装甲板。不过我们的信息采集

车是太阳能驱动的全自动采集车，没有过重日勺装备要承担。相比之下我们选择了

轮胎式。

研究的智能数据信息采集车比较独特。建立了六个车轮日勺线性二自由度数学

模型如图2-4通过数学计算日勺措施分析了该车辆口勺操纵稳定特性，对车辆的稳

态响应进行了数值分析。此外还应用虚拟现实技术对信息采集车建立了多体系统

动力学仿真模型，并在此基础上模拟分析了该车日勺操纵动力学特性，包括稳态

转向特性试验和双移线试验。它在非道路条件下具有较强的动力性、通过性和良

好H勺机动性能。它车身小，质量轻，适合在雪地、山地、沼泽、水淹地、泥泞地

和沙地等非道路地形条件下使用。

要保持车辆行驶的稳定性，使采集车直道稳定、弯道转向轻便，必须确定车

轮定位参数，包括主销后倾、主销内倾和前轮外倾。采集车的布局以精简、可靠、

稳定为前提。电路底板采用万通板搭建，放置于车前部。编码器安装于车最终。

通过调整布局，基本上使车重心维持在中心偏后处。

图2-4车轮分布

2.3智能数据信息采集车基本构造

车载设备采用加固和固定措施，并具有迅速拆装、整车美观H勺特点。车载设

安装不破坏原车车体和设备构造，同步车辆改装后需符合有关车辆的安全技术

原则，保证车辆日勺车速、转弯半径、爬坡度、制动距离、越壕宽度、靠近角、拜

别角、涉水深度等技术指标应与原载车日勺对应指标相似或靠近。保证车辆行驶欧I

安全性和稳定性。

信息采集车日勺主体采用越野型尖峰车型，硬件设备安装于车顶和车前；车顶

从前到后依次安装通信天线、雷达装置、主取景器。车前有太阳能搜集装置搜集

整个车所需日勺动力能源，车前取景器可以上下转动可以更大范围搜集前方日勺信

息。智能信息采集车以STC12c5A60s2单片机为控制关键，具有光电循迹检测、

超声波避障、电机驱动等重要功能。首先，两组电机（同侧两个电机为一组）分

别控制左右4个车轮，通过调整两组电机的转速和转动时间，到达采集车正常

行驶和转向口勺目的。车头的红外光电传感器通过对路况的检测反馈给单片机，控

制车行走路线，防止超过边界线。与此同步通过超声波模块，检测前方与否有障

碍，并旦将信息反馈给单片机，控制采集车减速，防止出现撞车。钻井数据获取

装置搜集地下信息如图2-5。增长了智能信息采集车的信息获取渠道，体现智能

信息采集车的独特功能。

图2-5地下信息搜集

车顶所有设备的线缆都放置在采集车主体的车厢内，所有改动和安装不需

在原车身上打孔，不破坏原车涂镀，不破坏原车日勺构造。此方案的特点：顶部设

备、车载专用横向太阳能板、设备安装平台、便携式设备主机等都可分离，便于

在紧急状态下便携式设备站H勺搭建与撤收。同步以便设备平台和便携式设备主机

设备日勺检测与维修；满足平常工作和战时应急日勺需求。整体如图2-6所示

图2-6信息采集车整体模型

2.4智能数据采集车的工作原理

控制系统收到指令后智能数据信息采集车开始工作，目前取景器检测并分

析出前方的状况时假如没有障碍继续前进；有障碍时・，采集车停车五秒，让采集

车日勺金属探测模块和寻黑带导行模块停止工作，同步启动行走避障模块和寻光

模块，当采集车向前行走时，碰到障物（硬件设制前端离障碍物5厘米时，表达

碰到了障碍物），向左转90。；而如则边传感得到遇障信号（硬件高制则边离

障碍物3厘米时，表达碰到障碍物），这时向别一边偏转一小段，然后再向发现

障碍则偏传一小段，这两次偏转规定偏转角度相似。采集车偏转措施用减少遇障

另边车轮速度。要实现偏转角度相似，用单片机记录跑程计数与否相等来实现。

车内的辅助系统做出鉴别，控制车身往左或往右直到可以通过如图2-7。如此构

成了智能信息采集车日勺运动循环。

图2-7运动循环图

通过反复考虑论证，制定了左右两轮分别驱动，后万向轮转向的方案。即左

右轮分别用两个转速和力矩基本完全相似欧I直流减速电机进行驱动，车体尾部

装一种万向轮。这样，当两个直流电机转向相反同步转速相似时就可以实现电动

车口勺原地旋转，由此可以轻松地实现采集车保持坐标不变打转90度甚至180度。

在安装时我们力争保证两个驱动电机同轴。当采集车前进时，左右两驱动轮与后

万向轮形成了三点支撑构造，这种构造使得车子在前进时比较平稳，可以防止

出现后轮过低而引起左右两驱动轮驱动力局限性H勺状况。后万向轮同步还起到了

防止车子重心偏移日勺作用。

前轮亦为驱动轮,其决定信息采集车能否灵活拐弯日勺关键部分。这辆信息采

集车与一般的车不一样，不是靠摆舵来控制转弯，而是靠左右后轮速度差来实

现转弯控制。小车日勺两前轮是靠舵机进行驱动的。通过两路PWM波实现对其日勺控

制。只要调整PWM波的占空比即可控制舵机的转速。当采集车左轮H勺速度高于右

轮时，采集车右转弯；反之，当车右轮日勺速度高于左轮时，采集车左转弯。车

后轮属从动轮，质地较硬，其与地面磨擦力较小，与其动力相比可以忽视不记。

因此它可以自由偏移，而不影响采集车的转向。

智能信息采集车的信息搜集装置主取景器和前取景器工作把搜集H勺数据进

行处理分析，通过雷达和通信天线传播发送抵达指定终端。红外发射管发出红外

线，当发出的红外线照射到白色的平面后反射，若红外接受管可以接受到反射

回来的光线则检测出白线继而输出低电平，若接受不到发射管发出时光线则检

测出黑线继而输出高电平。这样自己制作的寻迹传感器可以满足规定。

图2-8信息传送

智能信息采集车的功能与特点

3.1智能信息采集车的功能

周围空间信息自动采集。在智能信息采集车中主取景器处在顶端，它将被摄

物体时光图像转变为电信号，为系统提供信号源，因此它是系统中最重要的设

备之一。前端日勺前取景器用于获取前方区域地图像。两个取景器的关键是摄像机,

它是光电信号转换的主体设备，是整个系统H勺眼睛。把系统所检测H勺目H勺，即把

被摄物体的光、声信号变成电信号，然后送入系统的传播分派部分进行传送。

前头的钻井设备要有土壤获取分析、归类成分、展现构造等信息的采集。智

能信息采集车以计算机信息技术为基础，通过遥芍、遥测、遥控技术实现深层勘

探钻井技术H勺自动化和智能化。成像测井解释勘探技术可以对深层土壤H勺复杂地

质空间以和深层物质储层日勺非均质性等进行科学日勺分析，该技术可以充足实现

对土壤状况的精细评价，并能根据评价成果有效结合地质特点分析其各方面方

面的资料，系统建立成像模式，根据成像模式来科学分析要勘探的深层土地的

特性和状况，进而有效提高深层土壤日勺勘探效率。尤其对石油开采具有非常重要

的价值，在深土勘测中大幅度提高效率。

检测目前地理位置。智能信息采集车拥有自主式导航定位功能，运用了导航

的惯性原理，运用距离传感器、方向传感器等传感器测量运动载体日勺位移和航向

信息，由此解算出移动载体日勺位置。

存储搜集的I信息和空间数据传播。信息的储存是信息系统的重要方面，假如

没有信息储存，就不能充足运用已搜集、加工所得信息，同步还要耗资、耗人、

耗物来组织信息H勺重新搜集、加工。有了信息储存，就可以保证随用随取，为单

位信息的多功能运用发明条件，从而大大减少了费用。智能信息采集车使用虚拟

存储技术实现存储管理的自动化与智能化。有了信息存储要实现信息的效用与价

值就必须要有信息传送功能。智能信息采集车把搜集的信息处理后通过数据通道

传送发散出去，然后有接受中心接受运用。

智能信息采集车是一种可以在外空星球表面行驶并完毕外星表面探测、考

察、搜集和分析样品等复杂任务的专用车辆。这也是智能信息采集车的外空信息

采集的一种独特功能。如图3T

图37外空信息搜集

3.2智能信息采集车H勺特点

智能化作为现代社会日勺新产物，是后来的发展方向，智能信息采集车可以

按照预先设定的模式在一种特定的环境里自动H勺运作，无需人为管理，便可以

完毕预期所要到达的或是更高的目的。智能数据采集车可以通过计算机编程来实

现其对行驶方向、启停以和速度日勺控制，无需人工干预。因此，智能数据采集车

具有再编程日勺特性，是机器人的一种。六轮设计，平衡度和稳定性比很好，可以

在山地行走。智能数据采集车上装有高效率太阳能电池板来提供电能。智能信息

采集车基本是全智能化无需人工驾驶可以自动避过障碍物。智能信息采集车采用

自主反应式智能系统，是一种应用广泛的控制系统，对电路H勺分析和验证工作

依托智能化来完毕，效率高。

(1)智能信息采集车采用了多传感器信息融合日勺基本原理，就是模仿人类大

脑日勺这个过程，得到一种对复杂对象日勺一致性解释或结论。多传感器信息融合是

协调多种分布在不一样地点，相似或不一样种类的传感器所提供的局部不完整

观测量信息加以综合，协调使用，消除也许存在的I冗余和矛盾，并加以互补,

以减少不确定性，得到对物体或环境日勺一致性描述的过程。因此智能信息采集车

具有许多性能上日勺长处：

(2)增长了系统的生存能力；

(3)减少了信息的模糊性；

(4)力,展了采集数据覆盅范围；

(5)增长了可信度；

(6)改善了探测性能；

(6)提高了空间的辨别力；

(7)改善了系统的可靠性：

(8)信息的低成本性；

(9)它可以作为救援和森林防火一种协助口勺工具；可以作为军事装备；可以

成为沙滩、森林、沙漠的智能探测工具。如图3-2

图3-2复杂地行驶

智能信息采集车的设计思绪

4.1基本工作思绪

本智能信息采集车有中央信息处理关键，附加外围取景器，将取景器采集

到日勺环境信息进行综合鉴别和处理，并通过速度传感潜获得目前信息采集车速

度，然后发出指令给电机驱动器，通过车模口勺组装、传感器口勺选择与安装、系统

电路板日勺设计与安装、控制算法的设计与调试，从而实现采集车自动识别行驶轨

迹，并根据轨迹实现自动加速、减速和左右转向等功能。在获取和处理采集车自

身行走的信息的同步，取景器搜集的外界环境信息、土壤采集器采集的土地信息

都通过传播通道传送给接受装置。

图3-1设计思绪

4.2动力选择思绪

4.2.1采用步进电机作为该系统的驱动电机

用步进电机作为该系统日勺驱动电机由于其转过日勺角度可以精确的I定位，可以实

现采集车前进旅程和位置的精确定位。虽然有诸多长处，不过步进电机日勺输出力

矩较低，尤其是会伴随转速的升高而下降，甚至在较高转速下力矩会急剧下降,

不合用于对采集车等有•定速度规定的系统。

4.2.2采用直流减速电机

直流减速电机转动力矩大，体积小，重量轻，装配简朴，使用以便。由于其内部

构造采用高速电动机提供原始动力，带动变速（减速）齿轮箱，可以产生较大扭

力。经综合比较考虑采用直流减速电机。

电机驱动模块采用专用芯片L298N作为电机驱动芯片。L298N是一种具有高

电压大电流的全桥驱动芯片，它对应频率比较高，一片L298N可以分别控制两

个直流电机，并且还带有控制使能端。用该芯片作为电机驱动，操作以便，稳定

性好，性能优良。

4.3设计后的调整

部分调整重要涉和到智能信息采集车底盘高度、车重心位置、后轮距、减震

器、齿轮咬合、差速器等。详细调整如下：

1）底盘高度调整：底盘高度可以影响重心。合适减少底盘高度可以使采集车

重心减少，有助于过弯稳定。实际调整可以通过调整前轮高度、后轮轴高度调整

块等方式来调整。

2）重心位置：重心位置同样影响采集车性能。重心过前，增长转向阻

力，引起转向迟滞。此外，假如车速很快的I状况下，上下坡道的I时候会导致前轮

首先着地，很也许导致采集车意外事故。重心过后，则会使车前轮抓地局限性,

导致过弯非常不稳定。实际调整以重心在电池处为准，保持各部分重量均衡。

3）后轮距调整：后轮距可以通过换装后轮宽度调整块来调整。合适的后轮

宽度会是采集车直线性能和弯道性能更优，利于车稳定。

4）减震器弹簧强度调整：坡道时候，减震器影响显得尤为突出。采集

车平面行驶时，无垂宜方向速度，碰到坡道时候，车会瞬间在垂直方向上出现

一种速度，此时减震器在耦合车前部和车后部时候会出现一种缓冲区，增长坡

道稳定性。下坡时候则是垂直方向上的速度瞬间减小为0,减震器日勺作用亦如上

坡。实际调整中，通过加装弹簧调整块来调整。

5）齿轮咬合调整：调整齿轮咬合，以小松动，尢卡滞，松紧合适为准。此

外还要保证齿轮间咬合有足够的接触面积。

6）差速器调整：差速器调整可以提高车入弯速度，提高弯道性能。差速器

调整可以通过右后轮轮轴上面的螺丝。注意调整过松