CN114084109A - 用于无人遥控靶车的紧急制动*** - Google Patents

用于无人遥控靶车的紧急制动*** Download PDF

Info

Publication number
CN114084109A
CN114084109A CN202111295446.8A CN202111295446A CN114084109A CN 114084109 A CN114084109 A CN 114084109A CN 202111295446 A CN202111295446 A CN 202111295446A CN 114084109 A CN114084109 A CN 114084109A
Authority
CN
China
Prior art keywords
target vehicle
distance
module
braking
emergency braking
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202111295446.8A
Other languages
English (en)
Inventor
陈欣松
程薇
王政
单兴华
贾玉山
刘楠
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hebei Hanguang Heavy Industry Ltd
Original Assignee
Hebei Hanguang Heavy Industry Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hebei Hanguang Heavy Industry Ltd filed Critical Hebei Hanguang Heavy Industry Ltd
Priority to CN202111295446.8A priority Critical patent/CN114084109A/zh
Publication of CN114084109A publication Critical patent/CN114084109A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T7/00—Brake-action initiating means
    • B60T7/12—Brake-action initiating means for automatic initiation; for initiation not subject to will of driver or passenger
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T7/00—Brake-action initiating means
    • B60T7/12—Brake-action initiating means for automatic initiation; for initiation not subject to will of driver or passenger
    • B60T7/16—Brake-action initiating means for automatic initiation; for initiation not subject to will of driver or passenger operated by remote control, i.e. initiating means not mounted on vehicle

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

本发明提供一种用于无人遥控靶车的紧急制动***，可靠性高，能够应对遥控靶车在运动过程中可能遇到的意外情况，保障武器装备测试顺利进行。该紧急制动***包括：数据采集单元、图像信息采集模块、制动模块、靶车端控制模块、远程显控操作台和数传电台；其中数据采集单元包括：速度采集模块、车辆姿态获取模块、风速测量模块和距离测量模块。控制模块依据数据采集单元采集的靶车当前速度、姿态、风速计算靶车最短制动距离，以最短制动距离与预设缓冲距离之和为紧急制动距离，以紧急制动距离的2倍为警示距离。然后以靶车与运动方向前方障碍物之间距离与紧急制动距离、警示距离之间的关系对靶车进行紧急制动。

Description

用于无人遥控靶车的紧急制动***
技术领域
本发明涉及一种制动***，具体涉及一种紧急制动***，属于无人靶车技术领域。
背景技术
靶车作为一种可移动靶标，用于测试武器装备对运动目标的打击精度。靶车的应用，对于精确打击武器装备的测试试验具有重要意义，同时靶车也是军事训练不可或缺的保障设备。
目前公开的靶车从驱动方式划分主要分为牵引式靶车与自主式靶车两大类。其中牵引式靶车的实现方式一般为驾驶员驾驶牵引车拖动靶标车移动，在武器装备测试中此类靶车驾驶员存在较大生命安全风险，因此目前更倾向于使用自主式靶车。现在通用的自主式靶车一般通过遥控远程控制靶车运动状态，而由于靶场地形复杂多变并且测试过程中难免出现各种意外状况，因此遥控靶车必须配置有可靠的紧急制动***。
现在遥控靶车的紧急制动主要靠遥控操作人员通过靶车上图像采集设备回传到远程显控操作台的路况信息判断是否需要紧急制动然后进行控制操作；但是由于视频采集设备工作可靠性不足、数据传输丢包、延时高等问题存在，可能会导致遥控操作人员制动不及时，从而造成靶车或靶场内其他军事设备的不必要破坏甚至人员伤亡。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种用于无人遥控靶车的紧急制动***，可靠性高，能够应对遥控靶车在运动过程中可能遇到的意外情况，保障武器装备测试顺利进行。
用于无人遥控靶车的紧急制动***，包括：远程显控操作台以及设置在无人遥控靶车上的数据采集单元、图像信息采集模块、制动模块和靶车端控制模块；
所述数据采集单元用于获取靶车当前运动速度、靶车姿态、靶车运动方向风速分量、靶车运动方向前方障碍物与靶车之间距离；然后将获取的数据信息发送给所述控制模块和所述远程显控操作台；所述靶车姿态包括靶车前倾与后仰角度；
所述制动模块用于依据所述靶车端控制模块的制动指令或所述远程显控操作台的制动指令对靶车进行制动；
所述图像信息采集模块用于获取靶车运动方向前方图像信息，同时将获取的图像信息发送给远程显控操作台；遥控人员通过远程显控操作台显示的图像信息控制靶车；
所述靶车端控制模块依据接收到的所述数据采集单元发送的数据信息计算靶车最短制动距离；然后依据所计算的靶车最短制动距离和内部预设靶车缓冲距离，通过设定的关系式获得紧急制动距离和警示距离；当靶车与运动方向前方障碍物之间距离小于警示距离而大于紧急制动距离则向所述远程显控操作台发送警示指令；若靶车与运动方向前方障碍物之间距离小于等于紧急制动距离则向制动模块发送制动指令。
作为本发明的一种优选方式：所述靶车端控制模块依据接收到的所述数据采集单元发送的数据信息计算靶车最短制动距离的方法为：
Figure BDA0003336401710000021
其中：d为靶车最短制动距离；m为靶车质量；v为制动开始时刻靶车速度；μ为靶车所在路面的滑动摩擦系数；g为重力加速度；α为履带靶车行走路面的倾角；u为靶车运动方向风速分量；ρ靶车所在环境空气密度；S为靶车运动方向截面积。
作为本发明的一种优选方式：以最短制动距离与预设缓冲距离之和为紧急制动距离。
作为本发明的一种优选方式：以最短制动距离与预设缓冲距离之和的两倍为警示距离。
作为本发明的一种优选方式：所述数据采集单元、图像信息采集模块以及靶车端控制模块分别通过数传电台与所述远程显控操作台相连。
有益效果：
本发明在现有遥控靶车人工远程操作制动的基础上并行靶车端闭环紧急制动功能，能有效避免人工遥控制动操作不及时导致的意外事故。
附图说明
图1为本发明的无人遥控靶车的紧急制动***的组成示意图；
图2为最短制动距离计算示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
本实施例提供一种用于无人遥控靶车的紧急制动***，能够有效避免在人工遥控制动操作不及时导致的意外事故。
如图1所示，该紧急制动***包括：数据采集单元、图像信息采集模块、制动模块、靶车端控制模块、远程显控操作台和数传电台；其中数据采集单元包括：速度采集模块、车辆姿态获取模块、风速测量模块和距离测量模块。
其中数据采集单元、图像信息采集模块、制动模块和靶车端控制模块均设置在无人遥控靶车上；数据采集单元中的各模块(即速度采集模块、车辆姿态获取模块、风速测量模块、距离测量模块)以及制动模块分别与靶车端控制模块电气相连；此外，数据采集单元中的各模块、图像信息采集模块以及靶车端控制模块分别通过数传电台与远程显控操作台相连。
速度采集模块用于获取靶车当前运动速度，然后将获取的速度数据信息传递给靶车端控制模块，同时通过数传电台传递给远程显控操作台。
车辆姿态获取模块用于获取靶车姿态，包括靶车前倾或后仰角度，该角度反映的为靶车行走路面倾角，然后将获取的姿态数据信息传递给靶车端控制模块，同时通过数传电台传递给远程显控操作台。
风速测量模块用于采集靶车运动方向风速分量，然后将采集的风速数据信息传递给靶车端控制模块，同时通过数传电台传递给远程显控操作台。
距离测量模块用于获取靶车运动方向前方障碍物与靶车之间距离，然后将的距离数据信息传递给靶车端控制模块，同时通过数传电台传递给远程显控操作台。
制动模块用于对靶车执行刹车制动；
图像信息采集模块用于获取靶车运动方向前方图像信息，并将获取的图像信息通过数传电台传递给远程显控操作台，以便操作人员进行人工遥控制动。
控制模块包括：计算单元、判断单元和执行单元；其中数据采集单元中的各模块分别与计算单元相连，计算单元根据接收到的靶车当前速度、姿态、风速(这里的风速指靶车运动方向风速分量)计算靶车最短制动距离，并将计算的最短制动距离以及距离测量模块测得的距离数据信息发送给判断单元。
计算单元计算最短制动距离的过程为：
如图2所示，令履带靶车行走路面倾角为α，履带靶车质量为m，履带靶车所受地面支撑力为FN，履带靶车所受风阻力为Fw，制动时加速度为a(制动时加速度a的方向与速度方向相反)；假设制动时履带与路面间仅有滑动摩擦，滑动摩擦力以f表示。
建立如2图所示坐标系：x轴平行于路面且x轴正向与靶车速度方向相反，y轴垂直路面，将各力在坐标轴上投影，有如下运动学关系：
-mg sinα+ma+f+Fw＝0
-mg cosα+FN＝0
其中g为重力加速度。
假设履带与底面间滑动摩擦系数为μ，靶车速度方向横截面积为S，靶车运动方向风速分量为u，靶车所在环境的空气密度为ρ，则：
f＝μFN
Figure BDA0003336401710000041
由此得到制动时加速度为：
Figure BDA0003336401710000042
假设制动时刻靶车速度为v，直到速度为0停止制动，则制动过程中移动的距离d可表示为：
Figure BDA0003336401710000043
以上制动过程中移动的距离d即为最短制动距离。
其中：靶车质量m为已知值；制动开始时刻靶车速度v由靶车上装载的速度采集模块测得；滑动摩擦系数μ由靶车履带规格和靶场路况决定，为已知值；路面与水平面夹角α由靶车上装载的车辆姿态获取模块得到；风速u由靶车上装载的风速测量模块得到；靶车运动方向截面积S由靶车具体型号决定，为已知值。
判断单元内部预设缓冲距离(该缓冲距离为综合靶车车速、自重与靶场路况信息后预设在计算单元中)；以最短制动距离与预设缓冲距离之和为紧急制动距离，以最短制动距离与预设缓冲距离之和的2倍为警示距离(即紧急制动距离的2倍为警示距离)。判断单元接收到当前计算的靶车最短制动距离后，依据距离数据信息判断靶车与运动方向前方障碍物之间距离是否小于警示距离，若靶车与运动方向前方障碍物之间距离小于警示距离而大于紧急制动距离则向远程显控操作台发送警示信息，提醒操作人员做出转向或制动等操作；若靶车与运动方向前方障碍物之间距离小于等于紧急制动距离则发送制动指令给执行单元；否则，不向执行单元发送任何指令。
执行单元与制动模块相连，并通过无线数传电台与远程显控操作台相连；在接收到来自判断单元的制动指令或直接来自无线数传电台发送的制动指令时控制制动模块对靶车进行紧急制动。
遥控人员依据远程显控操作台上显示的靶车运动方向前方图像信息，通过远程显控操作台控制靶车在靶场中运动，具体为：遥控人员在远程显控操作台的操作指令通过无线数传电台发送到靶车端控制模块的执行单元，进而通过执行单元控制制动模块。
例如：遥控人员通过远程显控操作台控制靶车在靶场中运动过程中，数据采集单元获取的数据信息以及图像信息采集模块获取的图像通过无线数传电台实时发送到远程显控操作台(用以遥控人员监测车辆速度，姿态以及风速等信息)；遥控人员通过远程显控操作台显示的图像信息控制靶车，同时速度采集模块、车辆姿态获取模块、风速测量模块、距离测量模块将获取到的数据信息传输到靶车端控制模块，靶车端控制模块通过接收到的数据信息实时计算最短制动距离，并将最短制动距离与预设缓冲距离相加得到紧急制动距离，紧急制动距离的2倍为警示距离。
当靶车运动前方障碍物距离靶车大于警示距离时，靶车端控制模块不发送任何指令；当靶车运动前方障碍物距离靶车小于警示距离但大于紧急制动距离时，靶车端控制模块通过无线数传电台发送警示信息到远程显控操作台，提醒遥控操作人员进行忽视障碍或者采取减速、制动操作，遥控人员的操作指令通过无线数传电台发送到靶车端控制模块的执行单元，以控制制动模块；若当由于视频采集设备工作可靠性不足、数据传输丢包、延时高等问题导致遥控操作人员没有通过远程显控操作台及时做出操作导致靶车距离障碍物距离已达到紧急制动距离(此时靶车端控制模块执行单元会接收到靶车端控制模块判断单元的制动指令)但靶车端控制模块执行单元仍未接收到通过数传电台发送的遥控人员的操作指令时，靶车端控制模块中的执行单元依据判断单元的制动指令控制制动模块进行紧急制动操作以免发生意外。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (5)

1.用于无人遥控靶车的紧急制动***，其特征在于，包括：远程显控操作台以及设置在无人遥控靶车上的数据采集单元、图像信息采集模块、制动模块和靶车端控制模块；
所述数据采集单元用于获取靶车当前运动速度、靶车姿态、靶车运动方向风速分量、靶车运动方向前方障碍物与靶车之间距离；然后将获取的数据信息发送给所述控制模块和所述远程显控操作台；所述靶车姿态包括靶车前倾与后仰角度；
所述制动模块用于依据所述靶车端控制模块的制动指令或所述远程显控操作台的制动指令对靶车进行制动；
所述图像信息采集模块用于获取靶车运动方向前方图像信息，同时将获取的图像信息发送给远程显控操作台；遥控人员通过远程显控操作台显示的图像信息控制靶车；
所述靶车端控制模块依据接收到的所述数据采集单元发送的数据信息计算靶车最短制动距离；然后依据所计算的靶车最短制动距离和内部预设靶车缓冲距离，通过设定的关系式获得紧急制动距离和警示距离；当靶车与运动方向前方障碍物之间距离小于警示距离而大于紧急制动距离则向所述远程显控操作台发送警示指令；若靶车与运动方向前方障碍物之间距离小于等于紧急制动距离则向制动模块发送制动指令。
2.如权利要求1所述的用于无人遥控靶车的紧急制动***，其特征在于：所述靶车端控制模块依据接收到的所述数据采集单元发送的数据信息计算靶车最短制动距离的方法为：
Figure FDA0003336401700000011
其中：d为靶车最短制动距离；m为靶车质量；v为制动开始时刻靶车速度；μ为靶车所在路面的滑动摩擦系数；g为重力加速度；α为履带靶车行走路面的倾角；u为靶车运动方向风速分量；ρ靶车所在环境空气密度；S为靶车运动方向截面积。
3.如权利要求1或2所述的用于无人遥控靶车的紧急制动***，其特征在于：以最短制动距离与预设缓冲距离之和为紧急制动距离。
4.如权利要求1或2所述的用于无人遥控靶车的紧急制动***，其特征在于：以最短制动距离与预设缓冲距离之和的两倍为警示距离。
5.如权利要求1或2所述的用于无人遥控靶车的紧急制动***，其特征在于：所述数据采集单元、图像信息采集模块以及靶车端控制模块分别通过数传电台与所述远程显控操作台相连。
CN202111295446.8A 2021-11-03 2021-11-03 用于无人遥控靶车的紧急制动*** Pending CN114084109A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111295446.8A CN114084109A (zh) 2021-11-03 2021-11-03 用于无人遥控靶车的紧急制动***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111295446.8A CN114084109A (zh) 2021-11-03 2021-11-03 用于无人遥控靶车的紧急制动***

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114084109A true CN114084109A (zh) 2022-02-25

Family

ID=80298815

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111295446.8A Pending CN114084109A (zh) 2021-11-03 2021-11-03 用于无人遥控靶车的紧急制动***

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114084109A (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101480962A (zh) * 2009-01-22 2009-07-15 北京全路通信信号研究设计院 组合列车运行的速度控制方法
JP2014106576A (ja) * 2012-11-26 2014-06-09 Ihi Aerospace Co Ltd 無人移動体の制御方法
CN104369729A (zh) * 2014-10-24 2015-02-25 苏州德鲁森自动化***有限公司 一种汽车主动刹车的方法
CN110736627A (zh) * 2019-09-30 2020-01-31 山东省科学院自动化研究所 一种自动驾驶测试车及其远程控制***、方法
CN113110425A (zh) * 2021-03-29 2021-07-13 重庆智行者信息科技有限公司 一种基于自动驾驶的靶车***

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101480962A (zh) * 2009-01-22 2009-07-15 北京全路通信信号研究设计院 组合列车运行的速度控制方法
JP2014106576A (ja) * 2012-11-26 2014-06-09 Ihi Aerospace Co Ltd 無人移動体の制御方法
CN104369729A (zh) * 2014-10-24 2015-02-25 苏州德鲁森自动化***有限公司 一种汽车主动刹车的方法
CN110736627A (zh) * 2019-09-30 2020-01-31 山东省科学院自动化研究所 一种自动驾驶测试车及其远程控制***、方法
CN113110425A (zh) * 2021-03-29 2021-07-13 重庆智行者信息科技有限公司 一种基于自动驾驶的靶车***

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
余志生: "汽车理论", 31 October 2000, 机械工业出版社, pages: 10 - 16 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11287827B2 (en) Visual object tracker
US10800548B2 (en) Systems and methods for UAV docking
US20140195075A1 (en) System and Method for Testing Crash Avoidance Technologies
CN113220009B (zh) 一种隧道衬砌检测用正压式爬壁机器人及其控制方法
CN106625569B (zh) 一种具有二轴自稳云台的自平衡探测机器人
CN210954741U (zh) 用于原油长输管线巡检领域的无人机自动充电***
CN110736630A (zh) 一种用于汽车adas***测试的软体目标车
RU2506157C1 (ru) Роботизированная транспортная платформа
CN211454366U (zh) 基于无人机-无人车的联合目标搜索***
CN111645465A (zh) 一种新型的轨地两用运输机
CN112557058A (zh) 一种自动驾驶测试***
CN105365820B (zh) 一种汽车视觉安全辅助驾驶方法及装置
CN113602386B (zh) 一种自带滑翔机式煤矿探测救援机器人及工作方法
CN209553345U (zh) 跳跃型侦查机器人***
CN110201333B (zh) 一种消防机器人全自动协同侦察和灭火作业方法
CN114084109A (zh) 用于无人遥控靶车的紧急制动***
US20220258616A1 (en) Methods and Apparatus for Configuring an Electric Vehicle to Pull a Trailer
CN111538313A (zh) 基于六自由度动感驾驶台架的远程驾驶装置及方法
CN112817322A (zh) 一种头戴式无人直升机控制***及其控制方法
CN210337583U (zh) 一种用于无轨式靶车的驾驶模式切换装置
CN112141072A (zh) 一种路面加速加载试验无人驾驶车
CN115790282B (zh) 一种无人驾驶靶车方向控制***和控制方法
CN116700307A (zh) 车辆高速运动条件下的车载三自由度无人机起降***
CN111754818A (zh) 一种基于视频雷达技术的飞机地面牵引防撞***
CN112834516B (zh) 轨道车辆车底检测机器人及其检测方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination