[發明專利]基于互聯網的履帶車輛遠程控制及自動駕駛系統

在審

• 申請號: 201710127866.2
• 申請日: 2017-03-06
• 公開（公告）號: CN107045345A
• 公開（公告）日: 2017-08-15
• 發明（設計）人: 王帥;黃婷婷;張樹兵;馬若丁;劉昕暉
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 長春市四環專利事務所(普通合伙)22103
• 代理人: 張建成

1.一種基于互聯網的履帶車輛遠程控制及自動駕駛系統，其特征在于：包括監測模塊(Ⅰ)、執行模塊(Ⅱ)、數據處理模塊(Ⅲ)和遠程操作模塊(Ⅳ)；監測模塊(Ⅰ)、執行模塊(Ⅱ)和數據處理模塊(Ⅲ)分別安裝在履帶車輛的相應位置上，遠程操作模塊(Ⅳ)通過互聯網與數據處理模塊(Ⅲ)進行通信；

所述的監測模塊(Ⅰ)由超聲波傳感器組(6)、光電編碼器組(7)、慣性測量單元(8)、傾角傳感器(9)和第一攝像頭(10)組成，監測模塊(I)用來獲取履帶車輛的運動參數、位姿參數與外部環境信息；

所述的執行模塊(Ⅱ)由變頻器組(11)、步進電機組(12)、制動輔助裝置(13)和第二攝像頭(14)組成，執行行駛控制指令，實現履帶車輛的前后行走、轉向和制動；

所述的數據處理模塊(Ⅲ)由機載計算機(2)、下位機NI cRIO9030(3)、9220模塊(4)和9264模塊(5)組成，數據處理模塊(III)與各模塊相互通信，并在自動駕駛時做出行駛決策；

所述的遠程操作模塊(Ⅳ)由監測操作站(1)組成，監測操作站(1)需要在網絡(15)覆蓋下，通過計算機(16)遠程打開控制系統的前面板，查看履帶車輛的實時信息，并進行遠程控制。

2.根據權利要求1所述的一種基于互聯網的履帶車輛遠程控制及自動駕駛系統，其特征在于：所述的監測模塊(I)的超聲波傳感器組(6)由九個超聲波傳感器W40-10DTR組成，安裝在車輛的前部，用來測量車輛兩側和前方的障礙物位置信息；

所述的監測模塊(Ⅰ)的光電編碼器組(7)由二個光電編碼器ZKT-66組成，分別安裝在車輛的左右履帶上，軸心與驅動輪的軸心相連，用來測量主動輪的轉角，以獲取履帶的實際速度；

所述的監測模塊(Ⅰ)的慣性測量單元(8)型號為BW-IMU200，安放在履帶底盤的平板上，用來測量車輛的方向角和加速度；

所述的監測模塊(Ⅰ)的傾角傳感器(9)型號為MIM20，安裝在履帶底盤的平板上，用來測量車輛x和y軸向上的傾斜角度。

3.根據權利要求1所述的一種基于互聯網的履帶車輛遠程控制及自動駕駛系統，其特征在于：所述的執行模塊(Ⅱ)的變頻器組(11)分左右兩個，固定在車輛的底盤上，輸入線連接到9264模塊(5)的輸出口，輸出線分別與左右步進電機相連，控制步進電機組(12)的轉速，從而實現履帶車輛的前后行走與轉向控制；

所述的執行模塊(Ⅱ)的9264模塊(5)接口與制動輔助裝置(13)的電磁換向閥相連，輸出控制信號控制閥門的開關，從而控制履帶車輛的制動裝置；

所述的執行模塊(Ⅱ)的第二攝像頭(14)安裝在車輛前端的固定支架上，位于車身的中心線上，通過數據線與機載計算機(2)連接，用于拍攝車輛前方路面，所得圖片傳入機載計算機(2)，由labview的圖像處理模塊對圖像進行處理，獲得車輛導航曲線。

4.根據權利要求1所述的一種基于互聯網的履帶車輛遠程控制及自動駕駛系統，其特征在于：所述的數據處理模塊(Ⅲ)的下位機NI cRIO9030(3)通過數據線與機載計算機(2)連接，下位機NI cRIO9030(3)處理9220模塊(4)采集到的傳感器模擬量，最后獲得數字量傳輸到機載計算機(2)；機載計算機(2)將控制系統的前面板以內嵌的方式發布到互聯網上；所述的監測操作站(1)選擇履帶車輛駕駛模式，當監測操作站(1)在系統控制前面板輸入行駛指令時，機載計算機(2)將行駛指令發送下位機NI cRIO9030(3)，下位機NI cRIO9030(3)將其處理后從9264模塊(5)輸出控制模擬量信號到執行模塊。

5.根據權利要求1所述的一種基于互聯網的履帶車輛遠程控制及自動駕駛系統，其特征在于：具有遠程監測功能：下位機cRIO9030(3)獲取傳感器組的模擬量數據，cRIO9030(3)對數據進行處理，轉變為數字信號傳輸到機載計算機(2)，在機載計算機(2)的系統控制前面板上實時顯示；機載計算機(2)將前面板通過web服務器以內嵌式上傳至互聯網；監測操作站(1)在IE瀏覽器打開該網頁，進行身份驗證，驗證信息正確后查看系統控制前面板，獲得車輛的實時信息。