用于无人遥控靶车的紧急制动系统技术方案

本发明专利技术提供一种用于无人遥控靶车的紧急制动系统，可靠性高，能够应对遥控靶车在运动过程中可能遇到的意外情况，保障武器装备测试顺利进行。该紧急制动系统包括：数据采集单元、图像信息采集模块、制动模块、靶车端控制模块、远程显控操作台和数传电台；其中数据采集单元包括：速度采集模块、车辆姿态获取模块、风速测量模块和距离测量模块。控制模块依据数据采集单元采集的靶车当前速度、姿态、风速计算靶车最短制动距离，以最短制动距离与预设缓冲距离之和为紧急制动距离，以紧急制动距离的2倍为警示距离。然后以靶车与运动方向前方障碍物之间距离与紧急制动距离、警示距离之间的关系对靶车进行紧急制动。靶车进行紧急制动。靶车进行紧急制动。

【技术实现步骤摘要】
用于无人遥控靶车的紧急制动系统


[0001]本专利技术涉及一种制动系统，具体涉及一种紧急制动系统，属于无人靶车


技术介绍

[0002]靶车作为一种可移动靶标，用于测试武器装备对运动目标的打击精度。靶车的应用，对于精确打击武器装备的测试试验具有重要意义，同时靶车也是军事训练不可或缺的保障设备。
[0003]目前公开的靶车从驱动方式划分主要分为牵引式靶车与自主式靶车两大类。其中牵引式靶车的实现方式一般为驾驶员驾驶牵引车拖动靶标车移动，在武器装备测试中此类靶车驾驶员存在较大生命安全风险，因此目前更倾向于使用自主式靶车。现在通用的自主式靶车一般通过遥控远程控制靶车运动状态，而由于靶场地形复杂多变并且测试过程中难免出现各种意外状况，因此遥控靶车必须配置有可靠的紧急制动系统。
[0004]现在遥控靶车的紧急制动主要靠遥控操作人员通过靶车上图像采集设备回传到远程显控操作台的路况信息判断是否需要紧急制动然后进行控制操作；但是由于视频采集设备工作可靠性不足、数据传输丢包、延时高等问题存在，可能会导致遥控操作人员制动不及时，从而造成靶车或靶场内其他军事设备的不必要破坏甚至人员伤亡。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供一种用于无人遥控靶车的紧急制动系统，可靠性高，能够应对遥控靶车在运动过程中可能遇到的意外情况，保障武器装备测试顺利进行。
[0006]用于无人遥控靶车的紧急制动系统，包括：远程显控操作台以及设置在无人遥控靶车上的数据采集单元、图像信息采集模块、制动模块和靶车端控制模块；
[0007]所述数据采集单元用于获取靶车当前运动速度、靶车姿态、靶车运动方向风速分量、靶车运动方向前方障碍物与靶车之间距离；然后将获取的数据信息发送给所述控制模块和所述远程显控操作台；所述靶车姿态包括靶车前倾与后仰角度；
[0008]所述制动模块用于依据所述靶车端控制模块的制动指令或所述远程显控操作台的制动指令对靶车进行制动；
[0009]所述图像信息采集模块用于获取靶车运动方向前方图像信息，同时将获取的图像信息发送给远程显控操作台；遥控人员通过远程显控操作台显示的图像信息控制靶车；
[0010]所述靶车端控制模块依据接收到的所述数据采集单元发送的数据信息计算靶车最短制动距离；然后依据所计算的靶车最短制动距离和内部预设靶车缓冲距离，通过设定的关系式获得紧急制动距离和警示距离；当靶车与运动方向前方障碍物之间距离小于警示距离而大于紧急制动距离则向所述远程显控操作台发送警示指令；若靶车与运动方向前方障碍物之间距离小于等于紧急制动距离则向制动模块发送制动指令。
[0011]作为本专利技术的一种优选方式：所述靶车端控制模块依据接收到的所述数据采集单元发送的数据信息计算靶车最短制动距离的方法为：
[0012][0013]其中：d为靶车最短制动距离；m为靶车质量；v为制动开始时刻靶车速度；μ为靶车所在路面的滑动摩擦系数；g为重力加速度；α为履带靶车行走路面的倾角；u为靶车运动方向风速分量；ρ靶车所在环境空气密度；S为靶车运动方向截面积。
[0014]作为本专利技术的一种优选方式：以最短制动距离与预设缓冲距离之和为紧急制动距离。
[0015]作为本专利技术的一种优选方式：以最短制动距离与预设缓冲距离之和的两倍为警示距离。
[0016]作为本专利技术的一种优选方式：所述数据采集单元、图像信息采集模块以及靶车端控制模块分别通过数传电台与所述远程显控操作台相连。
[0017]有益效果：
[0018]本专利技术在现有遥控靶车人工远程操作制动的基础上并行靶车端闭环紧急制动功能，能有效避免人工遥控制动操作不及时导致的意外事故。
附图说明
[0019]图1为本专利技术的无人遥控靶车的紧急制动系统的组成示意图；
[0020]图2为最短制动距离计算示意图。
具体实施方式
[0021]下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述。
[0022]本实施例提供一种用于无人遥控靶车的紧急制动系统，能够有效避免在人工遥控制动操作不及时导致的意外事故。
[0023]如图1所示，该紧急制动系统包括：数据采集单元、图像信息采集模块、制动模块、靶车端控制模块、远程显控操作台和数传电台；其中数据采集单元包括：速度采集模块、车辆姿态获取模块、风速测量模块和距离测量模块。
[0024]其中数据采集单元、图像信息采集模块、制动模块和靶车端控制模块均设置在无人遥控靶车上；数据采集单元中的各模块(即速度采集模块、车辆姿态获取模块、风速测量模块、距离测量模块)以及制动模块分别与靶车端控制模块电气相连；此外，数据采集单元中的各模块、图像信息采集模块以及靶车端控制模块分别通过数传电台与远程显控操作台相连。
[0025]速度采集模块用于获取靶车当前运动速度，然后将获取的速度数据信息传递给靶车端控制模块，同时通过数传电台传递给远程显控操作台。
[0026]车辆姿态获取模块用于获取靶车姿态，包括靶车前倾或后仰角度，该角度反映的为靶车行走路面倾角，然后将获取的姿态数据信息传递给靶车端控制模块，同时通过数传电台传递给远程显控操作台。
[0027]风速测量模块用于采集靶车运动方向风速分量，然后将采集的风速数据信息传递给靶车端控制模块，同时通过数传电台传递给远程显控操作台。
[0028]距离测量模块用于获取靶车运动方向前方障碍物与靶车之间距离，然后将的距离
数据信息传递给靶车端控制模块，同时通过数传电台传递给远程显控操作台。
[0029]制动模块用于对靶车执行刹车制动；
[0030]图像信息采集模块用于获取靶车运动方向前方图像信息，并将获取的图像信息通过数传电台传递给远程显控操作台，以便操作人员进行人工遥控制动。
[0031]控制模块包括：计算单元、判断单元和执行单元；其中数据采集单元中的各模块分别与计算单元相连，计算单元根据接收到的靶车当前速度、姿态、风速(这里的风速指靶车运动方向风速分量)计算靶车最短制动距离，并将计算的最短制动距离以及距离测量模块测得的距离数据信息发送给判断单元。
[0032]计算单元计算最短制动距离的过程为：
[0033]如图2所示，令履带靶车行走路面倾角为α，履带靶车质量为m，履带靶车所受地面支撑力为F
N
，履带靶车所受风阻力为F
w
，制动时加速度为a(制动时加速度a的方向与速度方向相反)；假设制动时履带与路面间仅有滑动摩擦，滑动摩擦力以f表示。
[0034]建立如2图所示坐标系：x轴平行于路面且x轴正向与靶车速度方向相反，y轴垂直路面，将各力在坐标轴上投影，有如下运动学关系：
[0035]‑
mg sinα+ma+f+F
w
＝0
[0036]‑
mg cosα+F
N
＝0
[0037]其中g为重力加速度。
[0038]假设履带与底面间滑动摩擦系数为μ，靶车速度方向横本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于无人遥控靶车的紧急制动系统，其特征在于，包括：远程显控操作台以及设置在无人遥控靶车上的数据采集单元、图像信息采集模块、制动模块和靶车端控制模块；所述数据采集单元用于获取靶车当前运动速度、靶车姿态、靶车运动方向风速分量、靶车运动方向前方障碍物与靶车之间距离；然后将获取的数据信息发送给所述控制模块和所述远程显控操作台；所述靶车姿态包括靶车前倾与后仰角度；所述制动模块用于依据所述靶车端控制模块的制动指令或所述远程显控操作台的制动指令对靶车进行制动；所述图像信息采集模块用于获取靶车运动方向前方图像信息，同时将获取的图像信息发送给远程显控操作台；遥控人员通过远程显控操作台显示的图像信息控制靶车；所述靶车端控制模块依据接收到的所述数据采集单元发送的数据信息计算靶车最短制动距离；然后依据所计算的靶车最短制动距离和内部预设靶车缓冲距离，通过设定的关系式获得紧急制动距离和警示距离；当靶车与运动方向前方障碍物之间距离小于警示距离而大于紧急制动距离则向所述远程显控操作台发送警示...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈欣松，程薇，王政，单兴华，贾玉山，刘楠，
申请(专利权)人：河北汉光重工有限责任公司，
类型：发明
国别省市：