多平台协同感知试验装置与试验方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多平台协同感知试验装置，包括：含安装夹具的测试平台集成模块、测量校准模块、伺服控制模块、数据交互模块、目标模拟模块以及主控单元；本发明专利技术还公开了一种多平台协同感知试验装置的实验方法，本发明专利技术通过分析协同感知的关键影响因素，建立一种精确可控的协同感知集成试验装置，可构建协同感知试验室环境，改变目前较为松散的协同感知测试验证工作方法与工作模式。

Multi platform cooperative perception test device and test method

【技术实现步骤摘要】
多平台协同感知试验装置与试验方法
本专利技术涉及协同感知
，特别是一种多平台协同感知试验装置与试验方法。
技术介绍
智能化无人设备是世界各国目前军民领域发展的热点，目前主要包括空中无人装备、地面无人装备、水面无人装备和水下无人装备。各种单一的智能无人装备的平台技术发展速度较快，已经得到广泛运用，尤其是无人机、无人车辆和无人船的应用最为普遍。正是基于无人机、无人车、无人地面机器人和机器动物等飞速发展的趋势和现状，智能化无人集群系统的概念开始被关注。无人集群系统的一个重要运用是如何让多个无人平台对复杂场景下的目标进行协同识别、定位等感知作业，如何对基于多平台多传感器协同的感知能力验证测试是一个迫在眉睫的问题。现有多平台多传感器协同感知验证和测试主要存在如下问题：(1)在自主感知技术研究阶段，自主感知主要依赖于算法仿真手段进行测试评估，通过对多组既有图像或图像库中的同类型目标图像进行识别测试，其好处是能够对识别算法的性能进行大样本测试，不足是仅仅能够满足识别算法测试的要求，而缺乏针对感知系统测试的充分性，尤其是缺乏考虑平台性能约束对感知效果的影响，如对感知过程中关键的定位环节的测试问题，往往只能通过精确链和融合算法误差传递分析得到一个性能指标概略值或区间分布。(2)在自主感知技术试验室验证阶段，基于试验室环境中对协同感知的验证方法主要是构建模拟感知环境，架设原理样机系统，获取目标图像进行测试验证，主要为准静态过程，感知的动态性不突出，同时由于多为人为设置模拟场景，协同感知可控性差、模拟精度不高、测试效率较低，难以连续形成和获取多种状态的感知过程和结果，尤其是针对协同定位问题，更需要高精度的测量设备对目标定位结果进行分析判断。(3)在自主感知实用化应用验证阶段，由于缺乏针对协同感知模式的感知能力的测试评估方法研究，既有的常规做法是基于算法原理构建完整的系统样机，针对应用场景在真实环境中构建模拟感知场景，或直接在实际应用环境中进行试用型测试，相关测试验证周期长，方法复杂，可获得的数据和样本有限，难以做到测试验证的充分性和覆盖性，增加了感知技术的评估、优化、改进的过程代价。(4)针对协同感知问题，往往是先建立单平台的感知验证过程，获得各平台的感知信息，针对某一具体目标，不考虑获取的时间约束，仅从图像特征挑选不同角度、距离、分辨率的感知信息进行融合处理，或者以静态的方式同步对准目标，获取目标信息进行融合处理，不能反映真实的协同感知融合时空同步过程。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的问题，本专利技术的目的是提供一种多平台协同感知试验装置与试验方法，本专利技术通过分析协同感知的关键影响因素，建立一种精确可控的协同感知集成试验装置，可构建协同感知试验室环境，改变目前较为松散的协同感知测试验证工作方法与工作模式。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种多平台协同感知试验装置，包括：含安装夹具的测试平台集成模块、测量校准模块、伺服控制模块、数据交互模块、目标模拟模块以及主控单元，其中：测试平台集成模块，安装有单个或多个感知试验对象，可以设置静态观测角度或动态观测初始条件，用于获取各感知试验对象相对于模拟目标的方位角、俯仰角的相对位置；测量校准模块，用于实现对各感知试验对象和模拟目标的高精度位置、角度的动态测量；伺服控制模块，用于实现对感知试验对象在感知过程中的相对运动控制；数据交互模块，用于为各个感知实验对象之间、感知试验对象与主控单元之间提供协同数据交互；目标模拟模块，用于实现对光学和红外目标特征模拟、背景模拟和目标运动特征模拟；主控单元，用于设置任务场景、控制测试平台集成模块运动、接收感知信息完成融合处理，记录和分析试验数据。作为一种优选的实施方式，所述测试平台集成模块还包括模拟目标和底座，所述底座上设有模拟目标的运动导槽和模拟目标的红外热源接口，底座上还设有安装有单个或多个感知试验对象的运动平台以及承载运动平台的导轨。作为另一种优选的实施方式，所述底座的截面为圆形、矩形或梯形。本专利技术还提供一种如上所述的多平台协同感知试验装置的试验方法，包括以下步骤：(1)设置感知试验对象的初始位置，并调试观测的各角度；(2)启动感知试验对象，主控单元根据需要上传和更新多种不同的感知算法和相关参数；(3)对多个感知试验对象进行系统组网，形成协同工作模式；(4)测量校准模块记录各个角度，并通过数据交互模块将其上传至主控单元，主控单元可形成虚拟空间相对位置关系；(5)感知试验对象开始进行感知试验；(6)主控单元接收各感知试验对象的实时数据，完成结果分析，给出结论。作为一种优选的实施方式，所述感知试验对象兼顾光学感知和红外感知两种类型目标。作为另一种优选的实施方式，在步骤(5)中，若感知试验为静态试验，则按照试验方案设置好初始条件后，获取图像信息，进行感知融合得到结果；若感知试验为动态试验，则通过脚本方式或遥控方式控制感知试验对象各角度、位置变化，或模拟目标的状态变化。本专利技术的有益效果是：本专利技术针对目前协同感知系统缺少可以专门实现灵活适应多种感知装备的专用实验设备，本专利技术涉及到的专业测试验证平台独立于各感知试验对象本身，具备通用性、可扩展性可以用于多种类型的自主感知装备的协同工作，对各类应用场景和试验方案的灵活适应能力，能够实现面向不同场景和任务的最佳试验状态，提供各感知试验对象的网络数据交互接口，不特别要求协同感知对象具备数据组网能力，对试验对象的系统完整性要求适应度较高，对各试验对象的相对位置精确测量的能力，可为试验对象提供准确的协同感知工作参数。附图说明图1为本专利技术实施例中多平台协同感知试验装置的结构框图；图2为本专利技术实施例中多平台的协同感知试验装置的组成示意图；图3为本专利技术实施例中感知试验对象的安装结构示意图。附图标记：1、感知试验对象，2、模拟目标，3、底座，4、运动平台，5、导轨，6、角度刻度盘。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明。实施例影响多平台协同感知的关键因素在于与目标的相对角度关系，因此本实施例以模拟和建立协同感知角度和相对位置关系为基本思想，结合半实物仿真系统原理，对各角度进行伺服控制和测试，进而完成针对协同感知系统的验证。本实施例主要内容包括(1)协同感知专业测试验证平台设备(2)协同感知试验室建设方案。如图1所示，一种多平台协同感知试验装置是一台可以灵活组装感知试验对象、模拟感知控制精度的专用设备，感知试验对象具有供电和数据传输的接口，通过数据传输可以获得感知试验对象的实时成像和模拟目标的定位信息，试验装置支持静态和动态协同感知试验验证多种模式，配备有主控单元和人机交互系统，能够生成和模拟感知任务，根据模拟场景，对模拟目标、感知试验对象的相对位置和角度进行实时模拟控制，试验装置具有伺服控制模块，能够响应控制指令驱动感知试验对象本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多平台协同感知试验装置，其特征在于，包括：含安装夹具的测试平台集成模块、测量校准模块、伺服控制模块、数据交互模块、目标模拟模块以及主控单元，其中：/n测试平台集成模块，安装有单个或多个感知试验对象，可以设置静态观测角度或动态观测初始条件，用于获取各感知试验对象相对于模拟目标的方位角、俯仰角的相对位置；/n测量校准模块，用于实现对各感知试验对象和模拟目标的高精度位置、角度的动态测量；/n伺服控制模块，用于实现对感知试验对象在感知过程中的相对运动控制；/n数据交互模块，用于为各个感知实验对象之间、感知试验对象与主控单元之间提供协同数据交互；/n目标模拟模块，用于实现对光学和红外目标特征模拟、背景模拟和目标运动特征模拟；/n主控单元，用于设置任务场景、控制测试平台集成模块运动、接收感知信息完成融合处理，记录和分析试验数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种多平台协同感知试验装置，其特征在于，包括：含安装夹具的测试平台集成模块、测量校准模块、伺服控制模块、数据交互模块、目标模拟模块以及主控单元，其中：
测试平台集成模块，安装有单个或多个感知试验对象，可以设置静态观测角度或动态观测初始条件，用于获取各感知试验对象相对于模拟目标的方位角、俯仰角的相对位置；
测量校准模块，用于实现对各感知试验对象和模拟目标的高精度位置、角度的动态测量；
伺服控制模块，用于实现对感知试验对象在感知过程中的相对运动控制；
数据交互模块，用于为各个感知实验对象之间、感知试验对象与主控单元之间提供协同数据交互；
目标模拟模块，用于实现对光学和红外目标特征模拟、背景模拟和目标运动特征模拟；
主控单元，用于设置任务场景、控制测试平台集成模块运动、接收感知信息完成融合处理，记录和分析试验数据。


2.根据权利要求1所述的多平台协同感知试验装置，其特征在于，所述测试平台集成模块还包括模拟目标和底座，所述底座上设有模拟目标的运动导槽和模拟目标的红外热源接口，底座上还设有安装有单个或多个感知试验对象的运动平台以及承载运动平台的导轨。


3.根据权利要求2所述的多平台协同...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘正敏，杨林森，胡爱虔，李奕学，杨俊波，陈亮，杨松，廖志远，李振才，程远林，李兵，熊西军，
申请(专利权)人：四川航天系统工程研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51