[發明專利]一種冬蟲夏草探測車

有效

• 申請號: 202010027686.9
• 申請日: 2020-01-10
• 公開（公告）號: CN111220978B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 王晅;衛悅;方沖;楊仁財;張林;杜偉康;陳月;賀志丁;王玨;李鑫;張馨之;李宗芙
• 申請（專利權）人: 陜西師范大學
• 主分類號: G01S13/88
• 分類號: G01S13/88;G01S7/41;G01S7/292;G01S7/35;B62D55/06
• 代理公司: 北京盛詢知識產權代理有限公司 11901
• 代理人: 張海青

1.一種冬蟲夏草探測車，包括履帶車探測主程序、蟲草檢測算法、自主導航控制系統、蟲草檢測算法仿真和履帶車機體結構；其特征在于：所述履帶車探測主程序調動自主導航控制系統使探測車按照設定路線行走，所述履帶車探測主程序調動蟲草檢測算法收集探地雷達系統探測到的信息，所述蟲草檢測算法仿真確定蟲草檢測算法所獲得時延變量的對應值，所述履帶車機體結構設置在該探測車的車身上；

所述蟲草檢測算法用于收集探測信息的探地雷達系統由信號量化前級A/D、控制模板、儲存器組、乘法器組、加法器組以及峰值查找確定時延組件組成；

所述蟲草檢測算法先對雷達回波信號進行收集，然后對收集到的信號進行采集、量化，做隨時延變量的互相關，找到取最大值時的對應量，進行歸一化處理；

所述履帶車機體結構由桿臂減速齒輪（1）、桿臂直流減速電機（2）、攝像頭（3）、桿臂軸（4）、連軸器（5）、第一桿臂軸（4.1）、第一直流驅動電機（6）、第一驅動傘齒輪組（7）、電源（8）、充電口（9）、開關（10）、第二桿臂軸（4.2）、第二驅動傘齒輪組（11）和第二直流驅動電機（12）構成，所述桿臂減速齒輪（1）安裝在桿臂軸（4）上探測車的車身前端中心處，所述桿臂直流減速電機（2）的轉動軸與桿臂減速齒輪（1）進行咬合連接，且所述桿臂直流減速電機（2）固定安裝在探測車的車身上，所述攝像頭（3）安裝在探測車的車身前端中心處，所述桿臂軸（4）的一端與探測車的一側履帶前端轉輪進行連接，所述桿臂軸（4）的另一端通過連軸器（5）與探測車的另一側履帶前端轉輪進行連接，所述第一驅動傘齒輪組（7）安裝在與探測車一側履帶后端轉輪進行連接的第一桿臂軸（4.1）上，且所述第一驅動傘齒輪組（7）與第一直流驅動電機（6）的轉動軸進行咬合連接，所述第一直流驅動電機（6）固定安裝在探測車的車身上，所述第二驅動傘齒輪組（11），所述第二驅動傘齒輪組（11）安裝在與探測車另一側履帶后端轉輪進行連接的第二桿臂軸（4.2）上，且所述第二驅動傘齒輪組（11）與第二直流驅動電機（12）的轉動軸進行咬合連接，所述第二直流驅動電機（12）固定安裝在探測車的車身上，所述第一直流驅動電機（6）與第二直流驅動電機（12）之間的探測車的車身上通過螺絲安裝有電源（8），所述電源（8）上設置有充電口（9）和開關（10）。

2.根據權利要求1所述的一種冬蟲夏草探測車，其特征在于：探地雷達系統的工作流程包括以下步驟：

一、信號量化前級A/D收集探地雷達發射信號的回波，包括冬蟲夏草以及其他含雜波的模擬信號，并與控制模板將收集的模擬信號處理轉化為數字信號；

二、儲存器組、乘法器組以及加法器組是整個系統的核心組件，將轉化過后的數字信號進行互相關運算，對其他含雜波信號進行采集、量化，并做隨時延的互相關；

三、用Matlab對互相關的結果進行歸一化處理，并確定和蟲草回波信號一致的相關系數。

3.根據權利要求1所述的一種冬蟲夏草探測車，其特征在于：所述蟲草檢測算法采用數字互相關器，并用現場可編程門陣列(FPGA)構建，采用加法器級聯RAM實現乘積的隨加隨存，多時鐘控制時序，低速時鐘復位高速計數器以及設定時鐘占空比，節約乘法器，仿真結果表明16點復數的互相關運算僅用178個LE和662個MB。

4.根據權利要求1所述的一種冬蟲夏草探測車，其特征在于：所述自主導航控制系統包括四個子系統：感知系統、路徑規劃系統、路徑跟蹤系統和底層控制系統，其中路徑跟蹤系統和底層控制系統構成了履帶車運動控制系統；感知系統通過多個傳感器感知履帶車自身運動狀態以及周圍環境信息；路徑規劃系統通過感知系統提供的信息規劃出一條履帶車當前位置到目標位置的可行路徑；路徑跟蹤系統的任務是通過確定自身的位置信息和運動狀態準確跟蹤規劃出的路徑；路徑跟蹤系統的任務是：履帶車在感知自身所在位置的情況下，將路徑規劃出的目標序列點作為子目標點，通過設計跟蹤控制律使履帶車準確跟蹤子目標點，最終完成期望的運動。

5.根據權利要求1所述的一種冬蟲夏草探測車，其特征在于：所述履帶車機體結構使履帶車滿足直線前進、后退、轉彎及速度變化要求，且不易發生傾覆。