[發明專利]一種遠程車輛駕駛控制裝置

有效

• 申請號: 201110260383.2
• 申請日: 2011-09-05
• 公開（公告）號: CN102346473A
• 公開（公告）日: 2012-02-08
• 發明（設計）人: 余貴珍;俞志華;康樂;李芹
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 周長琪

1.一種遠程車輛駕駛控制裝置，其特征在于：包括駕駛操控單元以及遠程控制臺，其中，駕駛操控單元安裝在被控車輛內部；遠程控制臺為被控車輛的外部控制臺；

駕駛操控單元包括執行機構與執行控制單元；其中，執行機構包括轉向機械手、換擋機械手、制動機械腿、油門機械腿和底座；其中，底座設置在被控車輛中的駕駛座位上；

所述轉向機械手包括固定板、可調支架、方向盤機械抓手、轉向電機以及電機夾具；其中，可調支架一端鉸接在固定板上，另一端與電機夾具鉸接；電機夾具中設置有轉向電機，轉向電機通過電機夾具夾緊固定；轉向電機的輸出端朝向底座的前方，輸出端上連接有行星減速器，行星減速器的輸出端固定有板狀方向盤機械抓手，方向盤機械抓手用來實現轉向機械手與被控車輛方向盤間的固定；所述固定板與底座滑動連接，使固定板在底座前后側邊間左右滑動；

所述換擋機械手包括換擋抓手、滾珠絲杠、換擋電機；換擋電機固定安裝在一支撐板上，支撐板水平固定在底座前后兩側邊間，換擋電機位于底座后部側邊處，滾珠絲杠上套接有一個支承架，支承架固定在支撐板上；滾珠絲杠的一端與換擋電機的輸出軸連接；滾珠絲杠上螺紋套接有絲杠螺母A，絲杠螺母A與螺紋套接在滾珠絲杠上的換擋抓手連接桿固連；底座側邊上開有橫向滑道，換擋抓手連接桿穿過橫向滑道與換擋抓手固連；

所述制動機械腿與油門機械腿結構完全相同，均包括機器腿、制動踏板連接件、驅動電機、驅動絲杠以及安裝板；其中，驅動電機固定安裝在安裝板上；驅動絲杠上套接有支架；支架固定在安裝板上；驅動絲杠的一端與驅動電機的輸出軸連接；驅動絲杠上螺紋套接有滑塊；機器腿為一支桿結構，機器腿的一端與驅動絲杠上的滑塊鉸接，滑塊與驅動絲杠上螺紋套接的絲杠螺母B固定；機器腿的另一端與制動踏板連接件鉸接，通過制動踏板連接件與被控車輛內的制動踏板固定；所述安裝板與底座前方側邊間滑動連接，使安裝板在底座前方側邊上左右滑動；

所述執行控制單元包括電機控制卡、工控機、無線通信模塊A、攝像頭、無線圖像發射器以及GPS模塊；其中，無線通信模塊A用來實現工控機與遠程控制臺間的實時通信，將由遠程控制臺發送來的控制命令發送到工控機，工控機根據接收到的控制命令，驅動工控機內部安插的電機控制卡將控制命令轉換成伺服電機的控制脈沖，從而控制執行機構中各個伺服電機的運動，由此使轉向機械手、換擋機械手、制動機械腿、油門機械腿分別對被控車輛的方向盤、換擋桿、制動踏板、油門踏板進行操作；所述攝像頭安裝在被控車輛前部，用來采集被控車輛行進中前方的圖像信息，并由無線圖像發射器將所采集到的圖像信息發送給遠程控制臺；所述GPS模塊安裝在被控車輛內，用于獲取被控車輛的位置信息，工控機提取被控車輛位置信息，得到被控車輛的位置，然后由無線通信模塊A發送到遠程控制臺；

所述遠程控制臺包括模擬駕駛操縱機構、采集單元、無線圖像接收器、視頻采集卡、信息采集板、模擬控制單元以及無線通信模塊B；

其中，無線圖像接收器用來接收執行控制單元中的攝像頭所采集到的視頻信息，并通過視頻采集卡在模擬控制單元顯示；模擬控制單元還通過無線通信模塊B接收經工控機所提取的被控車輛的位置信息，最終在模擬控制單元中顯示被控車輛實時的運行狀態和環境；

模擬駕駛操縱機構包括模擬方向盤、模擬換擋桿、模擬制動踏板、模擬油門踏板，用來模擬駕駛操縱實際車輛；所述采集單元用來采集模擬駕駛操縱機構的操作信息，包括安裝在模擬方向盤上的方向盤轉角傳感器、安裝在模擬換擋桿上的檔位傳感器、安裝在模擬制動踏板上的制動踏板位置傳感器以級安裝在模擬油門踏板上的油門踏板位置傳感器；其中，方向盤轉角傳感器用來采集模擬方向盤的轉動角度信號，并轉換為模擬電壓信號；檔位傳感器用來采集模擬換擋桿的擋位信號，并轉換為模擬開關信號；制動踏板位置傳感器用來采集模擬制動踏板位置信號，并轉換為模擬電壓信號；油門踏板位置傳感器用來采集模擬油門踏板位置信號并轉換為模擬電壓信號；

根據在模擬控制單元中顯示的被控車輛實時的運行狀態與環境，操縱模擬駕駛操縱機構對被控車輛進行操控；通過信息采集板采集模擬駕駛操縱機構中各個傳感器的信號后，發送到模擬控制單元中，從而由模擬控制單元將接收到的模擬駕駛操縱機構的操作信息通過無線通信模塊B發送給駕駛操控單元中的無線通信模塊A，隨后由無線通信模塊A發送給工控機，工控機將接收到的模擬駕駛操縱機構的操作信息幀解碼為對被控車輛中制動踏板、油門踏板、方向盤、換擋桿的操作信息，從而由電機控制卡控制執行機構中的各個伺服電機工作，由此通過執行機構帶動被控車輛中的方向盤、制動踏板、油門踏板以及換擋桿進行相應的操作，實現遠程控制實體車輛的運行。