[發(fā)明專利]一種無光條件下鐵路車輛裝卸載的引導(dǎo)裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210227365.2
• 申請日: 2022-03-08
• 公開（公告）號: CN114701875A
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李建棟;黃昱謀;王強(qiáng);孫旭瑞;王崴;瞿玨;楊潔;邱盎;陳同
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍空軍工程大學(xué)
• 主分類號: B65G67/02
• 分類號: B65G67/02;G06N3/08
• 代理公司: 西安睿通知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 61218
• 代理人: 惠文軒

1.一種用于無光條件下導(dǎo)引鐵路車輛裝卸載的裝置，其特征在于，包括：多個(gè)超聲測距傳感器、多個(gè)紅外深度視覺傳感器、顯示控制器、車輛控制器、基于自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)平行泊車模糊控制系統(tǒng)和車輛裝卸載轉(zhuǎn)向控制的模糊推理系統(tǒng)；

多個(gè)超聲測距傳感器分別位于車輛的四個(gè)頂點(diǎn)，每個(gè)超聲測距傳感器用于檢測對應(yīng)的車輛頂點(diǎn)與平板車前端的距離，并將其傳輸給車輛控制器；

多個(gè)紅外深度視覺傳感器分別位于車輛的四個(gè)頂點(diǎn)，每個(gè)紅外深度視覺傳感器用于獲取對應(yīng)的車輛頂端的圖像，并將其傳輸給顯示控制器；

顯示控制器用于獲取車輛頂端的圖像并顯示，再將車輛頂端的圖像傳輸給車輛控制器；

車輛控制器用于獲取車輛頂點(diǎn)距離平板車前端的距離和車輛頂端的圖像并對其進(jìn)行處理，再根據(jù)處理結(jié)果導(dǎo)引車輛裝卸載；

基于自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)平行泊車模糊控制系統(tǒng)用于控制車輛裝卸載過程中自動(dòng)泊車；

車輛裝卸載轉(zhuǎn)向控制的模糊推理系統(tǒng)用于規(guī)劃車輛裝卸載路徑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于無光條件下引導(dǎo)鐵路車輛裝卸載的裝置，其特征在于，所述引導(dǎo)車輛裝卸載具體為：引導(dǎo)車輛的轉(zhuǎn)向、加速、制動(dòng)、換擋和自動(dòng)裝載。

3.一種用于無光條件下引導(dǎo)鐵路車輛裝卸載的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，根據(jù)三球定位原理確定車輛上每個(gè)頂點(diǎn)對應(yīng)的三維坐標(biāo)，再根據(jù)投影定理將每個(gè)頂點(diǎn)對應(yīng)的三維坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為二維坐標(biāo)，得到車輛上每個(gè)頂點(diǎn)對應(yīng)的二維坐標(biāo)；

步驟2，建立低速倒車運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，將車輛上每個(gè)頂點(diǎn)對應(yīng)的二維坐標(biāo)輸入低速倒車運(yùn)動(dòng)學(xué)模型中，基于阿克曼轉(zhuǎn)向原理輸出車輛裝卸載的預(yù)期軌跡，車輛根據(jù)預(yù)期軌跡進(jìn)行裝卸載；

步驟3，車輛裝卸載過程中基于自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)平行泊車模糊控制系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)泊車，采集多組車輛裝卸載的泊車軌跡數(shù)據(jù)，并根據(jù)采集的車輛裝卸載的泊車軌跡數(shù)據(jù)建立車輛裝卸載轉(zhuǎn)向控制的模糊推理系統(tǒng)，若車輛裝卸載不能實(shí)現(xiàn)一步到位時(shí)，車輛裝卸載轉(zhuǎn)向控制的模糊推理系統(tǒng)會(huì)規(guī)劃出車輛的二次裝卸載路徑；否則，車輛裝卸載一步到位。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于無光條件下引導(dǎo)鐵路車輛裝卸載的方法，其特征在于，根據(jù)三球定位原理確定車輛上每個(gè)頂點(diǎn)對應(yīng)的三維坐標(biāo)具體為：

首先，確定火車平板車上的固定點(diǎn)a、b、c、d和e以及汽車尾部右部頂點(diǎn)A，其中，a和b是火車平板車車頭頂端對應(yīng)的點(diǎn)，c和d是火車平板車車輛尾部的頂端對應(yīng)的點(diǎn)；A是汽車尾部右部頂端對應(yīng)的點(diǎn)；

其次，根據(jù)三球定位原理依次計(jì)算a、b、c、d和e距離A點(diǎn)的距離，得出a、b、c、d和e的三維坐標(biāo)依次為(X_a,Y_a,Z_a)、(X_b,Y_b,Z_b)、(X_c,Y_c,Z_c)、(X_d,Y_d,Z_d)、和(X_e,Y_e,Z_e)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于無光條件下引導(dǎo)鐵路車輛裝卸載的方法，其特征在于，根據(jù)三球定位原理依次計(jì)算a、b、c、d和e距離A點(diǎn)的距離，得出a、b、c、d和e的三維坐標(biāo)具體為：

其中，c為超聲波在空氣中的傳播速度；T為當(dāng)?shù)販囟龋A氏度；△₁t為a位置超聲波釋放接收裝置從釋放到接收到超聲波信號的時(shí)間差，△₂t為b位置超聲波測距裝置從釋放到接收到超聲波信號的時(shí)間差，△₃t為c位置超聲波測距裝置從釋放到接收到超聲波信號的時(shí)間差。