[發明專利]一種無人駕駛靶車方向控制系統和控制方法

有效

• 申請號: 202211241600.8
• 申請日: 2022-10-11
• 公開（公告）號: CN115790282B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 莫林紅;韋祖品;全文龍;任崇陽;劉靜
• 申請（專利權）人: 西安岳恒機電工程有限責任公司
• 主分類號: F41J9/02
• 分類號: F41J9/02;G05D1/02
• 代理公司: 西安尚睿致誠知識產權代理事務所(普通合伙) 61232
• 代理人: 張秀華

1.一種無人駕駛靶車方向控制系統，其包括雙目攝像機（1）、三軸云臺（2）、方向盤控制舵機（3）、控制器（4）和慣性導航裝置（5），其特征在于，所述雙目攝像機（1）安裝在所述三軸云臺（2）上，所述三軸云臺（2）固定在靶車的頂部，所述雙目攝像機（1）和慣性導航裝置（5）都連接到所述控制器（4）的輸入端上，所述方向盤控制舵機（3）連接到所述控制器（4）的輸出端上且所述方向盤控制舵機（3）與所述靶車的方向盤相連，所述雙目攝像機（1）用于拍攝所述靶車前方的圖片并將拍攝的圖片發送給所述控制器（4），所述控制器（4）根據雙目成像原理利用所述圖片得出圖片中的目標點到所述雙目攝像機（1）的中心的距離并基于所述目標點到所述雙目攝像機（1）的中心的距離計算出所述雙目攝像機（1）獲得的靶車位置，所述控制器（4）基于所述雙目攝像機（1）獲得的靶車位置，結合所述慣性導航裝置（5）計算得到的靶車位置變化值計算出所述靶車的準確當前位置，并根據所述靶車的準備當前位置與期望位置點的偏差給所述方向盤控制舵機（3）發送脈寬調制控制指令，所述控制器（4）采用以下公式計算出所述靶車的準確當前位置的坐標值：

(x1+a*(x0-x1)+b*dx，y1+a*(y0-y1)+b*dy，z1+a*(z0-z1)+b*dz)；

其中，（x0,y0,z0）是所述雙目攝像機（1）獲得的靶車當前位置的坐標值，（x1,y1,z1）是所述雙目攝像機（1）獲得的靶車1s之前的位置的坐標值，(dx,dy,dz)是所述慣性導航裝置（5）積分計算得到的1s內的位置坐標變化值，a是所述雙目攝像機（1）獲得的靶車位置的置信度，b為所述慣性導航裝置（5）計算得到的靶車位置的置信度。

2.根據權利要求1所述的無人駕駛靶車方向控制系統，其特征在于，所述雙目攝像機（1）的鏡頭上設置有濾光片。

3.根據權利要求1所述的無人駕駛靶車方向控制系統，其特征在于，所述方向盤控制舵機（3）接收所述控制器（4）發送的脈寬調制控制命令并輸出對應的方向盤偏轉角度以控制所述靶車的方向盤的方向。

4.一種無人駕駛靶車方向控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）、將雙目攝像機（1）安裝在三軸云臺（2）上；

2）、將所述三軸云臺（2）固定在靶車的頂部；

3）、將所述三軸云臺（2）調整水平，以將所述雙目攝像機（1）的角度調整為水平向前拍攝；

4）、將所述雙目攝像機（1）和慣性導航裝置（5）連接到控制器（4）的輸入端上；

5）、將方向盤控制舵機（3）連接到控制器（4）的輸出端上；

6）、在所述控制器（4）中配置所述靶車的軌跡線，并設置相對起始點的坐標值；

7）、將所述方向盤控制舵機（3）和所述靶車的方向盤相連；

8）、控制所述靶車沿著配置的軌跡線行駛；

在行駛過程中，所述雙目攝像機（1）用于拍攝所述靶車前方的圖片并將拍攝的圖片發送給所述控制器（4），所述控制器（4）根據雙目成像原理利用所述圖片得出圖片中的目標點到所述雙目攝像機（1）的中心的距離并基于所述目標點到所述雙目攝像機（1）的中心的距離計算出所述雙目攝像機（1）獲得的靶車位置，所述控制器（4）基于所述雙目攝像機（1）獲得的靶車位置，結合所述慣性導航裝置（5）計算得到的靶車位置變化值計算出所述靶車的準確當前位置，并根據所述靶車的準備當前位置與期望位置點的偏差給所述方向盤控制舵機（3）發送脈寬調制控制指令，所述控制器（4）采用以下公式計算出所述靶車的準確當前位置的坐標值：

(x1+a*(x0-x1)+b*dx，y1+a*(y0-y1)+b*dy，z1+a*(z0-z1)+b*dz)；

其中，（x0,y0,z0）是所述雙目攝像機（1）獲得的靶車當前位置的坐標值，（x1,y1,z1）是所述雙目攝像機（1）獲得的靶車1s之前的位置的坐標值，(dx,dy,dz)是所述慣性導航裝置（5）積分計算得到的1s內的位置坐標變化值，a是所述雙目攝像機（1）獲得的靶車位置的置信度，b為所述慣性導航裝置（5）計算得到的靶車位置的置信度。