[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

本發明涉及一種無人駕駛靶車方向控制系統和控制方法，所述控制系統包括雙目攝像機（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），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。其采用雙目視覺定位的方式，可以有效解決衛星拒止條件下無人駕駛靶車的使用問題。

技術領域

本發明屬于無人駕駛靶車技術領域，涉及一種無人駕駛靶車方向控制系統和控制方法，尤其是在衛星信號不可用情況下，無人駕駛靶車的定位和使用系統和方法。

背景技術

目前，為了貼近實戰化考核，在軍事訓練中增加了彈藥衛星拒止條件下使用和攻擊運動目標的試驗科目。而市面上幾乎所有的靶車位置信號都由衛星接收機提供。在無衛星信號輔助定位的場景，比如隧道、廠房、強電磁干擾、衛星信號屏蔽等情況下，靶車定位使用成了難題。目前，無GPS?位置輔助的條件下，靶車控制主要有以下幾種方式：

1、電子標簽輔助定位（UWB），通過在一定區域布置通訊基站，計算運動標簽和固定基站的時間差進行定位。為了完成二維定位，該方式需要鋪設至少3個基站；為了完成三維定位，需要鋪設5個基站，且基站之間有間距和相對位置關系要求，定位位置精度可以達到20cm。但是，在絕大多數情況下，使用環境不允許鋪設多個基站；另外，基站的鋪設有嚴格的相對位置要求，比如要通視、等高、距離小于300米等，并且基站需要單獨供電，從而給外場使用帶來了巨大不便。

2、由于無人靶車在使用過程中，人員撤離較遠，路上無人員，有些廠家采用了遙控駕駛模式。也就是，在車輛前端固定一個攝像頭，通過圖像傳輸裝置將駕駛員第一視角的圖像回傳給操控手，操控手根據圖像控制車輛行駛方向。這種方式適合路面寬敞、圖像傳輸流暢的場景。但是，一般使用時，靶道路面不平整、路面較窄，圖像傳輸有約0.5s的延遲、人員操控有延遲、方向舵機執行有延遲，最終會導致靶車在高速行駛時擺動很大，車速很難達到60km／h。

3、非洲的用戶為了解決沒有衛星輔助定位情況下靶車使用問題，采取了一種低成本方案：將靶車開至專門修建的斜坡上，在靶車尾部通過鋼絲繩拉緊靶車，鋼絲繩上安裝了爆炸螺栓。當操控人員聽到靶車啟動的口令后，給出信號，炸斷鋼絲繩，靶車在重力的作用下開始從斜坡上向下駛去，逐漸加速。這種方式中車輛方向處于無控狀態，很難遠距離行駛不偏離車道，絕大多數情況下，車輛行駛數十米就進入路邊的壕溝中。

基于現有技術的上述缺陷，迫切需要研究一種衛星拒止條件下，也就是，在衛星信號不可用的情況下，無人駕駛靶車的定位和使用系統及方法。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的缺陷，提出一種無人駕駛靶車方向控制系統和控制方法，其采用雙目視覺定位的方式，可以有效解決衛星拒止條件下無人駕駛靶車的使用問題。

為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種無人駕駛靶車方向控制系統，其包括雙目攝像機、三軸云臺、方向盤控制舵機、控制器和慣性導航裝置，其特征在于，所述雙目攝像機安裝在所述三軸云臺上，所述三軸云臺固定在靶車的頂部，所述雙目攝像機和慣性導航裝置都連接到所述控制器的輸入端上，所述方向盤控制舵機連接到所述控制器的輸出端上且所述方向盤控制舵機與所述靶車的方向盤相連。

優選地，所述雙目攝像機的鏡頭上設置有濾光片。

優選地，所述雙目攝像機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，所述控制器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的中心的距離并基于所述目標點到所述雙目攝像機的中心的距離計算出所述雙目攝像機獲得的靶車位置。