CN107585222A - 无人侦察车 - Google Patents

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CN107585222A
CN107585222A CN201710969822.4A CN201710969822A CN107585222A CN 107585222 A CN107585222 A CN 107585222A CN 201710969822 A CN201710969822 A CN 201710969822A CN 107585222 A CN107585222 A CN 107585222A
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scout car
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李睿
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Changsha Ice Eye Electronic Technology Co Ltd
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Changsha Ice Eye Electronic Technology Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种无人侦察车,包括线控化底盘、与线控化底盘通信连接用于生成控制指令以驱动无人侦察车自主行驶的主控制器,主控制器连接有用于采集无人侦察车周边环境参数的环境感知系统,还包括用于给无人侦察车供电的电源系统;无人侦察车上还设置用于对无人侦察车周围目标进行侦察的侦察系统。通过采用环境感知系统采集车体周边环境参数,且由主控器根据采集的环境参数生成控制指令给线控化底盘,进而实现无人侦察车的自主行驶,且无人侦察车上配置侦察系统,可以实现取代人工进行自动巡逻及要地值守的目的,具有广泛的推广应用价值。

Description

无人侦察车
技术领域
[0001] 本发明涉及无人车领域,特别地,涉及一种无人侦察车。
背景技术
[0002] 无人车是通过车载传感系统感知道路环境,自动规划行车路线并控制车辆到达预 定目标的智能交通工具,其通过智能传感技术实现汽车的自动驾驶并提升驾驶的安全性。
[0003] 随着社会安全问题的频繁出现,譬如恐怖袭击、骚乱、爆炸、暗杀等暴力恐怖案件 的急剧增多,涌现出将无人车应用于安全巡逻的应用需求,从而取代人工巡逻,以避免潜在 的人身安全隐患,故亟需设计一种新型的无人侦察车。
发明内容
[0004]本发明提供了一种无人侦察车,以解决如何实现无人车取代人工巡逻、要地值守 的技术问题。
[0005]本发明采用的技术方案如下:
[0006] —种无人侦察车,包括线控化底盘、与线控化底盘通信连接用于生成控制指令以 驱动无人侦察车自主行驶的主控制器,主控制器连接有用于采集无人侦察车周边环境参数 的环境感知系统,还包括用于给无人侦察车供电的电源系统;无人侦察车上还设置用于对 无人侦察车周围目标进行侦察的侦察系统。
[0007] 进一步地,环境感知系统包括用于检测无人侦察车周围第一距离范围内的是否存 在障碍物的第一检测系统、用于采集无人侦察车周围第二距离范围内运动目标的方位信息 的第二检测系统、用于以周转扫描方式采集无人侦察车周围第三距离范围内设定角度范围 内图像信息的第三检测系统,其中,第三距离大于第二距离且第二距离大于第一距离,第一 检测系统、第二检测系统及第三检测系统均通信连接主控制器,主控制器用于接收第一检 测系统、第二检测系统及第三检测系统中至少一种检测信息并生成用于控制无人侦察车的 控制指令。
[0008] 进一步地,第一检测系统包括布置于无人侦察车车身周围的多个超声波雷达,多 个超声波雷达经超声波控制器连接主控制器;
[0009]第二检测系统包括用于采集无人侦察车周围多个运动目标的三维点云的多线激 光雷达和/或用于获取无人侦察车周围运动目标的方位信息的多个毫米波雷达;
[0010]第三检测系统包括设置于无人侦察车车体上的稳像云台及在稳像云台的带动下 同步周转扫描的可见光相机、红外光相机及激光测距机。
[0011] 进一步地,第三检测系统还包括处理器,处理器连接稳像云台、可见光相机、红外 光相机及激光测距机,处理器与主控制器通信连接,用于控制稳像云台的周转动作并将可 见光相机、红外光相机及激光测距机的检测信息融合后反馈给主控制器。
[0012] 进一步地,线控化底盘包括车体控制器,车体控制器与主控制器通信连接,且车体 控制器还通信连接有车速传感器、发动机控制器、惯性单元、伺服控制器、行车导航终端、行 车制动控制器、转向控制器中的一种或者多种。
[0013]进一步地,伺服控制器分别连接油门伺服驱动单元、换挡伺服驱动单元及驻车伺 服驱动单元。
[0014]进一步地,电源系统包括车辆发电机、与车辆发电机连接的车载电瓶,还包括负载 电瓶、直流充电电路、交流充电电路和电源管理系统,负载电瓶通过直流充电电路与车辆发 电机连接,负载电瓶通过交流充电电路与交流电源连接,电源管理系统与负载电瓶连接并 用于控制负载电瓶在行车时通过直流充电电路进行充电、以及在车辆熄火时通过交流充电 电路进行充电,负载电瓶还连接有用于为负载设备供电的供电线路。
[0015]进一步地,还包括用于加载至无人侦察车的车体上的压制系统,压制系统包括:与 主控制器相连的压制设备,压制设备在主控制器的控制下生成用于对车体周边的人员产生 压制作用以防止人员靠近的压制信号,压制设备包括以下至少之一:用于产生声音压制信 号的声音压制装置、用于产生灯光压制信号的光电压制装置、用于产生电磁压制信号的电 磁压制装置。
[0016] 进一步地,侦察系统连接主控制器,侦察系统包括以下至少之一:
[0017] 声音侦察单元,用于采用声音监听方式侦察目标;
[0018] 光电侦察单元,用于采用光电方式侦察目标;
[0019] 电磁侦察单元,用于采用电磁感应方式侦察目标。
[0020] 进一步地,主控制器上设有用于与远程遥控终端通信连接的远程通信端口,用于 将无人侦察车的工作数据上传至远程遥控终端并接收远程遥控终端下行的控制指令。
[0021] 本发明具有以下有益效果:
[0022] 本发明无人侦察车,通过采用环境感知系统采集车体周边环境参数,且由主控器 根据采集的环境参数生成控制指令给线控化底盘,进而实现无人侦察车的自主行驶,且无 人侦察车上配置侦察系统,可以实现取代人工进行自动巡逻及要地值守的目的,具有广泛 的推广应用价值。
[0023] 除了上面所描述的目的、特征和优点之外,本发明还有其它的目的、特征和优点。 下面将参照附图,对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
[0024] 构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实 施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0025] 图1是本发明优选实施例无人侦察车的原理方框示意图;
[0026] 图2是本发明优选实施例中线控化底盘的结构示意图;
[0027]图3是本发明优选实施例中环境感知系统的结构示意图;
[0028] 图4是本发明优选实施例中电源系统的结构示意图;
[0029] 图5是本发明优选实施例中侦察系统的结构示意图;
[0030] 图6是本发明优选实施例中压制系统的结构示意图;
[0031] 图7是本发明优选实施例中无人侦察车车体布置的俯视结构示意图;
[0032] 图8是本发明优选实施例无人侦察车的结构示意图;
[0033] 图9是本发明优选实施例无人侦察车与远程监控终端交互的结构示意图。
[0034] 附图标记说明:
[0035] 10、线控化底盘;100、车体控制器;101、车速传感器;102、发动机控制器;103、惯性 单元;104、伺服控制器;105、行车导航终端;1〇6、行车制动控制器;107、转向控制器;108、 电源连通模块;109、无人模式切换开关;11〇、启动继电器;111、熄火继电器;112、四驱继电 器;113、后差速继电器;114、油门伺服驱动单元;115、换挡伺服驱动单元;116、驻车伺服驱 动单元;
[0036] 20、主控制器;
[0037] 30、环境感知系统;301、第一检测系统;3〇11、超声波雷达;3012、超声波控制器; 302、第二检测系统;3021、多线激光雷达;3〇22、毫米波雷达;303、第三检测系统;3031、可见 光相机;3032、红外光相机;3033、激光测距机;3034、处理器;
[0038] 40、电源系统;401、车辆发电机;4〇2、车载电瓶;403、负载电瓶;404、直流充电电 路;4041、大功率二极管;405、交流充电电路;4051、大功率二极管;4052、充电器;406、电源 管理系统;407、供电线路;4071、稳压器;4072、升压器;4073、逆变器;4074、继电器;408、过 流保护电路;409、显示屏;
[0039] 50、侦察系统;501、声音侦察单元;502、光电侦察单元;503、电磁侦察单元;5011、 麦克风阵列单元;5021、稳像云台;5022、三光侦察系统;5031、定向天线;5032、电磁频谱分 析仪;
[0040] 60、压制系统;601、声音压制装置;6011、转台;6012、强声产生装置;
[0041] 602、光电压制装置;6021、光电控制器;6022、阵列式LED失能器;
[0042] 603、电磁压制装置;6031、云台;6032、定向天线;6033、通信压制设备;
[0043] 70、远程通信端口;
[0044] 80、远程遥控终端;81、人机交互单元。
具体实施方式
[0045]需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相 互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0046] 参照图1,本发明的优选实施例提供了一种无人侦察车,包括线控化底盘10、与线 控化底盘10通信连接用于生成控制指令以驱动无人侦察车自主行驶的主控制器20,主控制 器20连接有用于采集无人侦察车周边环境参数的环境感知系统30,还包括用于给无人侦 察车供电的电源系统40;无人侦察车上还设置用于对无人侦察车周围目标进行侦察的侦察 系统50。
[0047] 本实施例无人侦察车,通过采用环境感知系统采集车体周边环境参数,且由主控 器根据采集的环境参数生成控制指令给线控化底盘,进而实现无人侦察车的自主行驶,且 无人侦察车上配置侦察系统,可以实现取代人工进行自动巡逻及要地值守的目的,具有广 泛的推广应用价值。
[0048] 本实施例中,参照图2,该线控化底盘10包括车体控制器100,车体控制器100与主 控制器20通信连接,且车体控制器100还通信连接有车速传感器1〇1、发动机控制器102、惯 性单元103、伺服控制器104、行车导航终端105、行车制动控制器106、转向控制器107中的一 种或者多种。
[0049] 本实施例线控化底盘10通过传感器及各类电子执行机构,使得该无人侦察车具有 有人驾驶、无人驾驶及遥控驾驶三种驾驶模式,且通过车体控制器100与各执行机构之间的 通信,可以实现对油门、转向、刹车及档位等的智能控制。参见图2,车体控制器100作为无人 侦察车的控制枢纽,其与主控制器20通过CAN总线通信连接,可以接收主控制器2〇下行的控 制指令并上传工作数据给主控制器20。车体控制器1〇〇连接用于采集行车速度的车速传感 101、用于发动机工作状态检测的发动机控制器102、用于检测车体姿态的惯性单元103、用 于给执行机构进行伺服控制的伺服控制器104、用于对车体实时位置进行定位的行车导航 终端105、用于行车制动的行车制动控制器106、用于转向控制的转向控制器107中的一种或 者多种。优选地,车体控制器100还连接用于控制供电线路是否导通的电源连通模块108、用 于进行驾驶模式切换的无人模式切换开关109、启动继电器11〇、熄火继电器111、四驱继电 器112、后差速继电器113中的一种或者多种。
[0050] 本实施例中,对于无人侦察车可以经无人模式切换开关1〇9实现驾驶模式的切换, 利用无人侦察车在设备出现故障时,仍可以经有人驾驶行驶至维修点,避免使用大型拖车 导致的高额维护保养代价。具体地,断开无人模式对应的切换开关,进入有人驾驶模式。在 有人驾驶模式下,伺服控制器104采集到的电子油门踏板的位置,并把采集到的模拟信号输 出给发动机控制器102,实现对发动机转速的控制。按下无人模式对应的切换开关,进入无 人驾驶模式,车体控制器接收无人控制的控制指令,综合控制执行整车运动、发动机启停、 制动等功能。
[0051] 本实施例无人侦察车的运动控制过程如下:上层的主控制器20通过CAN总线输出 期望的车速、加速度、转向曲率,车体控制器100经过运算,转换成实时的期望的车速(油门、 行车制动)和横摆角速度(方向转角),并通过CAN通信下发指令到伺服控制器104、行车制动 控制器106和转向控制器107,进而实现运动控制。
[0052] 本实施例无人侦察车的驻车制动控制过程如下:上层的主控制器20通过CAN总线 发出驻车制动信号,车体控制器100接收CAN总线发来的驻车信号,并通过CAN通信把驻车指 令下发至伺服控制器104来实现驻车。
[0053] 本实施例无人侦察车的行车制动控制过程如下:上层的主控制器20通过CAN总线 发出行车制动信号,车体控制器1〇〇接收CAN总线发来的行车制动信号,通过CAN总线把制动 信号下发到行车制动控制器106,实现行车制动。
[0054] 本实施例无人侦察车的档位控制过程如下:行车导航终端1〇5通过CAN总线下发期 望的车速,车体控制器100接收CAN总线发来的车速信号,解析成相应的档位信号,下发到伺 服控制器104,控制换挡伺服电机实现换挡。
[0055] 优选地,车体控制器100根据采集的车轮的转速差进行四驱控制,具体地,车体控 制器100根据接收的车速传感器的采集信号,并根据前后车轮的速差,控制四驱继电器112 的通断控制。
[0056] 本实施例中,行车制动控制器106用于制动伺服驱动。有人驾驶模式下,行车制动 控制器106检测自动踏板行程,按设定的行程一压力曲线,驱动制动电机工作,如电机工作 持续时间超过2min且车速为零时,向车体控制器1〇〇发出切换到驻车指令,驻车执行后行车 制动取消;无人驾驶模式下,行车制动控制器1〇6检测到自动踏板行程为零时,直接执行制 动压力指令,若不为零,则按设定的行程一压力曲线,驱动电机制动。
[0057] 本实施例中,伺服控制器104分别连接油门伺服驱动单元114、换挡伺服驱动单元 115及驻车伺服驱动单元116。
[0058] 对于油门伺服驱动单元114,伺服控制器104对油门传感器信号进行处理,有人模 式下,驻车状态下,伺服控制器104输出到电子控制器ECU的油门值为开度为〇 %对应的电压 值,驻车取消时,等于油门传感器的实际输入值,油门的输入输出采用双电压信号(双电位 计)方式;在无人模式下,把伺服控制器104通过CAN信号发来的油门开度需求转化为相应 的油门信号给EOT。
[0059] 对于换挡伺服驱动单元115,伺服控制器104对换挡电机进行控制,有人模式下,根 据档位开关的信号,控制换挡电机换至目标档位,目标档位主要包含N/H/L/R四个档位的切 换;在无人模式下,根据车体控制器1〇〇通过CAN信号发来的档位需求信号控制换挡电机换 至目标档位。
[0060] 对于驻车伺服驱动单元116,伺服控制器104对驻车电机进行控制,对驻车电机的 控制主要是制动和松制动两种功能。有人模式下,根据驻车开关的信号和车体控制器100通 过CAN信号发来的驻车需求信号,若两个控制信号有一个是驻车信号,则执行驻车动作;若 两个控制信号都为松驻车的信号,则执行松驻车动作;在无人模式下,驻车开关无效,根据 车体控制器100通过CAN信号发来的驻车需求信号控制换挡电机进行动作。本实施例中,优 选地,对于对驻车电机的控制过程中,根据CAN信号发来的实际坡度信号,采用不同的占空 比,实现不同坡度不同的制动力矩。
[0061] 本实施例中,转向控制器107实现无人侦察车在有人驾驶模式下转向助力功能,及 在无人模式下按CAN通信协议要求响应整车转向请求。转向角度控制精度:车辆速度小于15 公里、沥青或水泥路面行驶时,方向盘从中间位置至左右极限位置,转角精度<1°,方向盘 转角无死区。转向响应时间:车辆速度小于15公里、沥青或水泥路面行驶时,方向盘从中间 位置至180度转向时,用时小于1秒。
[0062]优选地,本实施例线控化底盘中,各控制单元与车体控制器100之间进行周期性通 信,各控制单元之间无需进行互相通行。车体控制器100初始运行后,各控制单元按固定周 期向车体控制器100自动发送消息。优选地,在一个周期里只发送一次。当汽车零部件发生 故障时,各相关控制器具备故障数据记录功能,对于相关故障,应以事件触发的方式在线通 知车体控制器100,并通过车体控制器100发送到显示模块进行故障指示或者上传给远程监 控终端侧,以便于及时了解故障状况。
[0063] 参见图3,本实施例环境感知系统3〇包括用于检测无人侦察车周围第一距离范围 内的是否存在障碍物的第一检测系统3〇1、用于采集无人侦察车周围第二距离范围内运动 目标的方位信息的第二检测系统3〇2、用于以周转扫描方式采集无人侦察车周围第三距离 范围内设定角度范围内图像信息的第三检测系统303,其中,第三距离大于第二距离且第二 距离大于第一距离,第一检测系统3〇1、第二检测系统3〇2及第三检测系统303均通信连接主 控制器20,主控制器20用于接收第一检测系统3〇1、第二检测系统302及第三检测系统303中 至少一种检测信息并生成用于控制无人侦察车的控制指令。
[0064]本实施例环境感知系统,通过在无人侦察车上在设置第一检测系统301、第二检测 系统302及第三检测系统303,实现了多距离多层次的环境感知,且第一检测系统301用于 检测短距离范围内是否存在障碍物,以进行防碰撞预警。第二检测系统302用于检测中距离 范围内的运动目标的方位信息,利于高速行驶过程中的运动障碍物的检测及防碰撞预警。 第三检测系统303用于远距离窄视角的图像检测,利于远程遥控及特定目标的锁定监测。结 合三种距离层次的检测系统,实现了多功能的环境感知,具有广泛的应用价值。
[0065] 参见图3,本实施例中,第一检测系统301包括布置于无人侦察车车身周围的多个 超声波雷达3011,多个超声波雷达3011经超声波控制器3012连接主控制器20。优选地,参见 图7,超声波雷达3011的数量为12个,分布于车身四周,具体地,车前4个,车后4个,每个车轮 上各1个,12个超声波雷达接在超声波控制器3012上,由该超声波控制器3012控制采集,超 声波控制器3012经RS-232与主控制器20通信连接,用于将检测数据发给主控制器20。本实 施例中,超声波雷达3011用于检测车四周3米内的障碍物。主控制器20上配置用于根据多个 超声波雷达3011反馈的障碍物检测信息生成防碰撞预警指令的第一处理模块。该第一处理 模块起到无人侦察车行驶过程中近距离障碍物的智能检测及防碰撞预警的目的。优选地, 超声波控制器3012可以根据超声波雷达3011的反馈信号获取近距离障碍物的距离及方位 数据,并将该距离及方位数据反馈给第一处理模块,第一处理模块根据接收的障碍物的距 离及方位数据生成用于无人侦察车进行路线避让或者减速控制的指令。
[0066]本实施例中,第二检测系统302包括用于采集无人侦察车周围多个运动目标的三 维点云的多线激光雷达3021和/或用于获取无人车周围运动目标的方位信息的多个毫米波 雷达3022。具体地,多线激光雷达3021经以太网与主控制器20通信连接,其可以直接获取车 身360度100米以内的三维点云,用于后续的障碍物识别及高精度匹配定位。此处的多线激 光雷达3021包括但不限于16线、32线、64线激光雷达。本实施例中,多个毫米波雷达3022包 括安装于无人侦察车车体前端的长距离前向毫米波雷达ESR及安装于无人侦察车车体后端 的两个侧向短距离毫米波雷达RSDS,通过ESR与两个RSDS的结合,可以获取无人侦察车360 度100米以内的运动目标的距离、方位、速度等信息。优选地,主控制器20上配置用于根据 多线激光雷达302 1及多个毫米波雷达3022反馈的检测信息生成即时地图SLAM (Simultaneous localization and mapping)的第二处理模块,从而便于高精度三维地图 匹配定位,障碍物检测及高速行驶过程中运动障碍物的检测及防碰撞预警。本实施例无人 侦察车在该第二处理模块的智能控制下,可以实现无人侦察车在60KM/h以上的速度进行自 控行驶。
[0067] 本实施例中,第三检测系统303包括设置于无人侦察车车体上的稳像云台及在稳 像云台的带动下同步周转扫描的可见光相机3031、红外光相机3032及激光测距机3033。该 第三检测系统303还包括处理器3034,处理器3034连接稳像云台、可见光相机3031、红外光 相机3032及激光测距机3033,处理器3034与主控制器20通信连接,用于控制稳像云台的周 转动作并将可见光相机3031、红外光相机3032及激光测距机3033的检测信息融合后反馈给 主控制器20。本实施例中,可见光相机3031用于采集目标或者场景的可见光图像序列(白天 工作),红外光相机3032用于采集目标或者场景的红外图像序列(可昼夜工作),激光测距机 3033用于测量目标的距离(昼夜工作),可以实现360°昼夜巡逻侦察、重点目标跟踪、重点目 标高倍率凝视等任务。稳像云台控制可见光相机、红外光相机以及激光测距机进行360°的 旋转,可见光相机用于白天、红外光相机和激光测距机可以昼夜工作(原理决定)。优选地, 可见光相机配有高倍率的连续变焦镜头,因此可以实现重点目标的高倍率凝视。优选地,处 理器内置图像跟踪卡,用于实现可见光相机和红外光相机中目标的跟踪。
[0068]优选地,本实施例中,主控制器20上设有用于与远程遥控终端通信连接的远程通 信端口 70,用于将第三检测系统303生成的检测信息上传给远程监控终端并接收远程监控 终端下发的遥控指令。此处的远程通信端口 70可以为WIFI或者4G或者其他类似无线移动通 信模块。
[0069] 参见图4,本实施例车载电源系统,包括车辆发电机401、与车辆发电机401连接的 车载电瓶402,还包括负载电瓶403、直流充电电路404、交流充电电路405和电源管理系统 406, 负载电瓶403通过直流充电电路404与车辆发电机401连接,负载电瓶403通过交流充电 电路405与交流电源连接,电源管理系统406与负载电瓶403连接并用于控制负载电瓶403在 行车时通过直流充电电路404进行充电、以及在车辆熄火时通过交流充电电路405进行充 电,负载电瓶403还连接有用于为负载设备供电的供电线路407。
[0070] 本优选实施例中,直流充电电路404包括大功率二极管4041。交流充电电路405包 括大功率二极管4051和充电器4052。行车时,从车辆发电机401上取一路12V电源,通过大功 率二极管4041后给负载电瓶403充电;车辆熄火时,可以接220V市电,通过充电器4052和大 功率二极管4051后给负载电瓶403充电,以此保证负载电瓶403能够对负载设备进行持续供 电。
[0071] 可选地,负载电瓶403连接至相互独立的多条供电线路407。可选地,负载电瓶403 与供电线路407之间还连接有过流保护电路408。
[0072] 本优选实施例中,负载电瓶403通过主电流过流保护电路408连接至多条供电线路 407。 当然,在其它实施例中,也可以在每一条供电线路407上分别设置过流保护电路408。
[0073] 进一步地,供电线路407上连接有稳压器4071或者升压器4072或者逆变器4073,以 及连接于稳压器4071或者升压器4072或者逆变器4073之后的继电器4074。
[0074] 本优选实施例中,其中一条或者多条供电线路407上包括稳压器4071和继电器 4074,稳压器4071可以设置为12V稳压,也可以是其它电压例如9V、5V;负载电瓶403通过过 流保护、稳压器4071、继电器4074之后,给相应的负载设备供电。其中一条或者多条供电线 路407上包括升压器4072和继电器4074,升压器4072将负载电瓶403的电压为升压至24V或 者48V后供给相应的负载设备。还可以选择将其中一条或者多条供电线路407上设置逆变器 4〇73和继电器4074,通过逆变器4073将负载电瓶403的电压逆变为220V交流电输出给相应 的负载设备。
[0075] 进一步地,电源管理系统406还与继电器4074连接用以控制供电线路407的开关。 本优选实施例中,电源管理系统406与每一条供电线路407上的继电器4074分别连接,用以 分别控制每一条供电线路407的开关。每一路单独可控,以此实现对所有负载设备实现单独 控制上电和断电。
[0076] 进一步地,电源管理系统406包括用于对供电线路407的输出端口的电压和/或电 流进行检测和保护的保护电路,保护电路包括过流保护电路、过压保护电路、过温保护电路 和欠压保护电路中的至少一种。本优选实施例中的电源管理系统406具有过流过压过温保 护和欠压保护的功能。
[0077] 可选地,电源管理系统406连接有用于显示负载电瓶403的工作参数的显示屏409。 自带的显示屏4〇9能够负载电瓶403的电压、电流、温度和容量等工作参数。可选地,电源管 理系统406设置有用于将工作参数发送给外接主控设备的通讯接口。本优选实施例中,电源 管理系统406通过串口将上述工作参数的数据外发给主控制器20。
[0078] 本优选实施例中,负载电瓶403中分布有多个温度传感器,可以获取负载电瓶403 各个部位的实时温度。负载电瓶403外部还设有温度控制系统,使得负载电瓶403可以在极 寒地区使用。负载电瓶403外部还设置有灭火装置,可以在锂电池等起火的时候进行灭火, 保护其他设备。
[0079]本发明的车载电源系统,车载电瓶402与负载电瓶403相互隔离,能够增加整个车 辆电源系统的功率,便于为更多数量或者更大功率的负载设备实现供电,且可保证负载电 瓶403能够对负载设备进行持续供电,使用更方便。进一步增强了无人侦察车的续航能力 及执行任务的能力。
[0080] 参见图5,本实施例中,侦察系统50连接主控制器20,侦察系统50包括以下至少之 一:声音侦察单元501,用于采用声音监听方式侦察目标;光电侦察单元502,用于采用光电 方式侦察目标;电磁侦察单元503,用于采用电磁感应方式侦察目标。
[0081] 本实施例无人侦察车的侦察系统,通过设置多个侦察单元,实现了对侦察目标的 声音、图像及电磁侦察的全覆盖,使得侦察功能齐全,利于满足多功能侦察需求。
[0082] 本实施例中,声音侦察单元501包括用于远距离音频侦听的直射式激光侦听装置 和/或用于以阵列方式对声源进行定位的麦克风阵列单元。本领域技术人员可以理解,车体 上可以仅配置直射式激光侦听装置实现远距离音频侦听,也可以仅配置麦克风阵列单元实 现近距离的声源定位,亦可以在车体上同时配置直射式激光侦听装置及麦克风阵列单元, 从而实现不同距离声音目标的同步侦察。
[0083] 本实施例中,光电侦察单元502包括红外光夜视系统、可见光系统、激光测距仪及 激光夜视系统中的一种或者多种。优选地,光电侦察单元包括用于夜间图像成像的夜视系 统、用于白天图像成像的可见光系统及用于对侦察目标的距离进行定位的激光测距仪,三 者构成三光侦察系统,从而可以实现昼夜全天候侦察。优选地,光电侦察单元502还包括设 于车体上的稳像云台,红外光夜视系统或激光夜视系统、可见光系统及激光测距仪联合构 成三光侦察系统,该三光侦察系统设于稳像云台上,可以执行360°昼夜巡逻侦察、重点目标 跟踪、重点目标高倍率凝视等任务。
[0084] 本实施例中,电磁侦察单元503主要用于侦听是否存在外侵雷达或者无线电通信, 用于对目标区域的电磁信号进行扫描、记录,并从中提取有用的信息。具体地,电磁侦察单 元503包括设于车体上的天线转台及由天线转台驱动的定向天线,定向天线电连接电磁频 谱分析伩,电磁频谱分析仪用于接收定向天线的检测信号并转换为侦察目标对应的电磁强 度和/或电磁频段数据。优选实施例中,天线转台与稳像云台可以共用,从而进一步节省成 本并降低控制难度,即定向天线设置于稳像云台上,在稳像云台的驱动下与三光侦察系统 同步周扫,从而实现360°巡逻侦察。
[0085]在优选实施例中,主控制器2〇还对接收的侦察数据打上位置标签。主控制器20通 过连接GPS定位导航系统,采集得到车体实时的经纬度及海拔高度数据,且主控制器20配置 用于将定位数据与各侦察单元上传的侦察数据进行关联的数据关联单元,该数据关联单元 实现了对侦察数据打上位置标签的目的,从而利于后续对侦察数据的目标及位置分析。 [0086] 优选地,主控制器20还配置用于存储侦察数据的存储模块。此处的存储模块可以 米用FLASH闪存、U盘、移动硬盘、只读存储器(R0M,Read-Only Memory)、随机存取存储器 (RAM,Random Access Memory),磁碟或者光盘等各种存储介质。优选地,存储的侦察数据 为关联位置信息后的数据。
[0087]优选地,主控制器20还配置用于将侦察数据上传至远程监控终端的上传模块。上 传模块通过远程通信端口与远程监控终端建立通信连接,便于远程监控终端及时获取该无 人车侦察的实时侦察数据,利于及时进行预警处理等响应措施。
[0088] 参照图8,该无人侦察车的车体布置的声音侦察单元501包括固定的麦克风阵列单 元5011以及带单向云台的直射式激光侦听装置。光电侦察单元5〇2为带三轴云台的三光侦 察系统,参见图8,包括三轴稳像云台5021及设于其上的三光侦察系统5022,可以获取可见 光图像、红外图像以及距离信息。电磁侦察单元503包括定向天线5031、天线转台、电磁频谱 记录仪5032,电磁频谱记录仪5032通信连接主控制器2〇,主控制器20还连接定位单元,经 数据关联单元将侦察的谱数据与位置信息融合,用于匹配定位和发现重大电磁频谱异常。 [0089]正常工作时,无人侦察车按照预定的轨迹进行行驶,此时激光侦听设备不工作,麦 克风阵列不工作;光电侦察系统可以以固定的角速度进行360度周扫,同时将图像传到处理 中心,处理中心可以实时进行车辆和行人的识别。或者通过处理中心锁定某一个对象,由三 轴云台控制三光设备时刻对准目标,同时获得目标的可见光图像、红外图像以及距离;电磁 侦察系统按照设定的速度不停地进行360度频谱扫描,将频谱与对应的经纬高以及转台角 度同时记录下来。
[0090]当无人侦察车到达某一个重要侦察点时,无人侦察车停下来。此时激光侦听装置 可以根据任务需求,对指定目标进行声音侦测、记录,如果高度不够,可以通过升降桅杆控 制激光侦听装置的高度。此时,麦克风阵列单元可以记录声音数据,也可以在安静的环境下 获取突发声音的位置。三光侦察系统可以执行行进间相同的任务,进行360度周扫监测以及 重要目标跟踪测距。电磁频谱记录仪可以进行360度的频谱周扫分析。
[0091] 优选地,本实施例无人侦察车通过配置压制系统60,可以用于反恐镇暴及社会维 稳。该压制系统60用于加载至无人侦察车的车体上,参见图6,该压制系统60包括:主控制器 20及与主控制器20相连的压制设备,压制设备在主控制器20的控制下生成用于对车体周 边的人员产生压制作用以防止人员靠近的压制信号。本实施例中压制设备生成的压制信号 可以为“声”、“光”、“磁”信号中的一种或者多种。本实施例通过设计专用于无人侦察车的压 制系统,可以实现无人侦察车在自动巡逻的同时根据需要生成压制信号,以对不法人员的 活动范围进行控制,利于社会维稳,具有极大的推广应用价值。
[0092] 本实施例中,参见图6,压制设备包括:用于产生声音压制信号的声音压制装置 601、用于产生灯光压制信号的光电压制装置602、用于产生电磁压制信号的电磁压制装置 603。通过设置声音压制装置601、光电压制装置602、电磁压制装置603可以实现同时生成 “声”、“光”、“磁”信号,从而实现多种压制手段的综合应用。
[0093] 本实施例中,声音压制装置601包括与主控制器20相连的转台6011,转台6011设于 车体上且在主控制器20的控制下转动,转台6011上设有用于产生压制声波信号的强声产生 装置6012,强声产生装置6012与主控制器20电连接以在主控制器20的驱动下向外生成定 向声波信号。本实施例中,强声产生装置6012可以为作为强声波武器的高音喇叭或者扩音 器。
[0094]本实施例中,强声波武器能发出足以威慑来犯者或使来犯者失去行动能力的强声 波,而不会对人体造成长期的危害。其可以用于保护军事基地等重要设施。当有人靠近时, 这种声学武器首先发出声音警告来人。如果来人继续靠近,声音就会变得令人胆战心惊。假 如来人置之不理还继续逼近,这种声学武器就会使他们丧失行动能力。本实施例强声波武 器不仅可以进行近距离的压制,防止不法人员靠近设备,还可以进行户外传播音频信息,达 到线性清晰的音频传播、警示、威慑和驱散的作用,将其应用于无人侦察车上,既可以防止 不法人员靠近无人侦察车,又可以实现定向远距离喊话。
[0095] 本实施例中,光电压制装置602包括与主控制器20相连的光电控制器6021及与光 电控制器6021相连用于在车体四周生成强光压制信号的阵列式LED失能器6022。优选地,阵 列式LED失能器6022在光电控制器321的控制下具有用于夜间照明的照明模式、用于致人短 暂失明的爆闪模式及用于强光压制目标人员的高亮模式。本实施例中,阵列式LED失能器 6022安装于车体的车顶四周,在启动后进入爆闪模式,可以对近距离360°的范围形成强光 压制,从而达到对目标人员进行警告和驱离的效果。
[0096] 本实施例中,电磁压制装置603包括转动设置于车体上的云台6031及设于云台 6031上定向天线6032,定向天线6032电连接通信压制设备6033,通信压制设备6033连接主 控制器20,用于在主控制器20的控制下驱动定向天线6032生成电磁压制信号,云台6031连 接主控制器20,用于在主控制器20的控制下实现方位切换。通过云台6031控制定向天线 6032的方位切换,可以实现对目标方位的定向通信压制,从而实现将通信信号全部屏蔽或 仅屏蔽某一频段的目的。
[0097] 本实施例中,通信压制设备6033 可以对 GSM、CDMA、WCDMA、LTE-TDD、LTE-FDDg# 的识别信息进行侦收,对GSM、WCDMA、LTE-TDD、LTE-FDD目标进行选择性屏蔽、对TD-SCDMA、 WIFI目标进行压制式屏蔽,同时还可以对631«、001^、100碰、1^-100、1/^+00目标进行主动 式或(WCDMA)被动式定位。通过使用定向天线,加上转台后,可以定向实施电磁压制。
[0098] 可选地,云台6031与转台6011单独设置转动驱动机构或者共用同一转动驱动机 构。优选地,通过共用同一转动驱动机构,可以实现云台6031带动的定向天线6032与转台 6011带动的强声产生装置312的同步转动,且结构简单、同步性好。
[0099] 可选地,云台6031和/或转台6011还对应设有用于起升降调节的升降驱动机构。通 过设置升降驱动机构,可以满足声音压制信号及电磁压制信号的高度调节。
[0100] 图9示出了本发明优选实施例无人侦察车与远程监控终端交互的结构示意图。参 见图9,该无人侦察车包括线控化底盘10、车载设备及远程设备,其中,线控化底盘10的车体 控制器与车载设备的主控制器20通过CAN总线通信连接,主控制器20通过工业交换机HUB与 环境感知系统30通信连接,且HUB上设有用于与远程遥控终端80通信连接的远程通信端口 70,用于将无人侦察车的工作数据上传至远程遥控终端80并接收远程遥控终端80下行的控 制指令。远程遥控终端80连接有用于人机交互的人机交互单元81。
[0101] 本实施例中,车载设备端主要有主控制器20、HUB (工业交换机)、环境感知系统30 以及远程通信端口 70。主控制器20可以是电脑、工控机、嵌入式主机等等多种,环境感知系 统30包括导航相机,导航相机不限型号,可以是多个分立的相机,也可以是全景环视相机, 也可以是其他的相机,导航相机用于遥控驾驶时给远程操作人员提供视野。远程通信端口 70用于接收远程设备回传的指令,同时将车载设备的信息发送给远程设备。
[0102] 本实施例中,远程设备主要有数据链(远程通信端口)、遥控计算机、人机交互单元 等。数据链用于接收车载设备回传的数据,同时下发控制指令给车载设备。遥控计算机用于 处理车载设备发送过来的数据,响应人机交互单元的动作。人机交互单元用于远程设备与 人互动,可以显示,可以获取动作指令。比如显示器、按钮、开关、旋钮等。
[0103] 具体地,搭载在无人侦察车上的软件系统包括两个部分,车载端和遥控端。车载端 程序与遥控端程序通过网络UDP交换数据。车载端将车体状态信息发送给遥控端,遥控端将 遥控指令发送给车载端。车载端运行的程序与线控化系统的程序兼容。遥控端运行的程序 主要包括两个部分:一方面是解析视频数据及车载信息,显示车体周边环境和车体状态信 息;另一方面是解析人机交互终端的指令,转换为遥控指令。
[0104] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技 术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修 改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1. 一种无人侦察车,其特征在于,包括线控化底盘(10)、与所述线控化底盘(10)通信连 接用于生成控制指令以驱动所述无人侦察车自主行驶的主控制器(20),所述主控制器(20) 连接有用于采集所述无人侦察车周边环境参数的环境感知系统(3〇),还包括用于给所述无 人侦察车供电的电源系统(40);所述无人侦察车上还设置用于对所述无人侦察车周围目标 进行侦察的侦察系统(50)。
2. 根据权利要求1所述的无人侦察车,其特征在于, 所述环境感知系统(30)包括用于检测所述无人侦察车周围第一距离范围内的是否存 在障碍物的第一检测系统(301)、用于采集所述无人侦察车周围第二距离范围内运动目标 的方位信息的第二检测系统(302)、用于以周转扫描方式采集所述无人侦察车周围第三距 离范围内设定角度范围内图像信息的第三检测系统(303),其中,所述第三距离大于所述第 二距离且所述第二距离大于所述第一距离,所述第一检测系统(301)、所述第二检测系统 (302)及所述第三检测系统(303)均通信连接所述主控制器(20),所述主控制器(20)用于接 收所述第一检测系统(301)、所述第二检测系统(302)及所述第三检测系统(303)中至少一 种检测信息并生成用于控制所述无人侦察车的控制指令。
3. 根据权利要求2所述的无人侦察车,其特征在于, 所述第一检测系统(301)包括布置于无人侦察车车身周围的多个超声波雷达(3011), 所述多个超声波雷达(3011)经超声波控制器(3012)连接所述主控制器(20); 所述第二检测系统(302)包括用于采集所述无人侦察车周围多个运动目标的三维点云 的多线激光雷达(3021)和/或用于获取所述无人侦察车周围运动目标的方位信息的多个毫 米波雷达(3022); 所述第三检测系统(303)包括设置于所述无人侦察车车体上的稳像云台及在所述稳像 云台的带动下同步周转扫描的可见光相机(3031)、红外光相机(3032)及激光测距机 (3033) 〇
4. 根据权利要求3所述的无人侦察车,其特征在于, 所述第三检测系统(303)还包括处理器(3034),所述处理器(3034)连接所述稳像云台、 所述可见光相机(3031)、所述红外光相机(3032)及所述激光测距机(3033),所述处理器 (3034) 与所述主控制器(20)通信连接,用于控制所述稳像云台的周转动作并将所述可见光 相机(3031)、所述红外光相机(3032)及所述激光测距机(3033)的检测信息融合后反馈给所 述主控制器(20)。
5.根据权利要求1所述的无人侦察车,其特征在于, 所述线控化底盘(10)包括车体控制器(100),所述车体控制器(100)与所述主控制器 (20)通信连接,且所述车体控制器(1〇〇)还通信连接有车速传感器(1〇1)、发动机控制器 (102)、惯性单元(103)、伺服控制器(104)、行车导航终端(105)、行车制动控制器(106)、转 向控制器(107)中的一种或者多种。
6.根据权利要求5所述的无人侦察车,其特征在于, 所述伺服控制器(104)分别连接油门伺服驱动单元(114)、换挡伺服驱动单元(115)及 驻车伺服驱动单元(116)。
7.根据权利要求1所述的无人侦察车,其特征在于, 所述电源系统(40)包括车辆发电机(401)、与所述车辆发电机(401)连接的车载电瓶 (402),还包括负载电瓶(403)、直流充电电路(404)、交流充电电路(405)和电源管理系统 (406),所述负载电瓶(4〇3)通过所述直流充电电路(404)与所述车辆发电机(401)连接,所 述负载电瓶(403)通过所述交流充电电路(4〇5)与交流电源连接,所述电源管理系统(406) 与所述负载电瓶(403)连接并用于控制所述负载电瓶(403)在行车时通过所述直流充电电 路(404)进行充电、以及在车辆熄火时通过所述交流充电电路(405)进行充电,所述负载电 瓶(403)还连接有用于为负载设备供电的供电线路(407)。
8. 根据权利要求1所述的无人侦察车,其特征在于, 还包括用于加载至无人侦察车的车体上的压制系统(60),所述压制系统(60)包括:与 所述主控制器(20)相连的压制设备,所述压制设备在所述主控制器(20)的控制下生成用于 对所述车体周边的人员产生压制作用以防止人员靠近的压制信号,所述压制设备包括以下 至少之一:用于产生声音压制信号的声音压制装置(601)、用于产生灯光压制信号的光电压 制装置(602)、用于产生电磁压制信号的电磁压制装置(603)。
9. 根据权利要求1所述的无人侦察车,其特征在于, 所述侦察系统(5〇)连接所述主控制器(20),所述侦察系统(50)包括以下至少之一: 声音侦察单元(5〇1),用于采用声音监听方式侦察目标; 光电侦察单兀(5〇2),用于米用光电方式侦察目标; 电磁侦察单元(5〇3),用于采用电磁感应方式侦察目标。
10.根据权利要求1至9任一所述的无人侦察车,其特征在于, 所述主控制器(20)上设有用于与远程遥控终端(80)通信连接的远程通信端口(70),用 于将所述无人侦察车的工作数据上传至远程遥控终端(80)并接收所述远程遥控终端(80) 下行的控制指令。
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