CN113448334A - 一种用于人工影响天气作业的人工智能作业系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于人工影响天气作业的人工智能作业系统，包括作业指挥中心和一体化组合式智能作业车；一体化组合式智能作业车包括母车和位于母车内通过电控连接机构连接的子车，母车具有通信导航定位、控制、子车充电、防雷、子车自动释放与回收、人工智能自动驾驶或人工驾驶、作业准备和信息采集等功能；子车具有与母车通信、自动或人工控制组合与分离、作业受控实施和短距离自动或受控行驶等功能。本发明解决了现有移动作业装备简陋、不安全、需要至少两个受过良好训练人员联合操作而导致的人员紧张问题，提高了人工影响天气作业的自动化、智能化水平和作业的安全性并为完全无人化智能移动作业提供了技术基础。

Description

一种用于人工影响天气作业的人工智能作业系统及方法

技术领域

本发明涉及人工影响天气作业技术领域，具体涉及一种用于人工影响天气作业的人工智能作业系统及方法。

背景技术

人工影响天气的地面作业主要有固定点作业和移动作业两种方式。目前，移动作业方式绝大多数是通过皮卡车运载火箭发射架或拖挂高炮到合适的作业位置进行作业，作业方式原始。作业时大多数处于恶劣天气状态下，作业人员暴露在外，作业环境恶劣，作业条件差，容易遭受雷击，且近距离操作火箭发射架或高炮也不安全，存在巨大安全隐患。另一方面，作业时至少需要两个经过专门训练的操作人员操作，在人员成本越来越高的背景下，现有的方式已不可持续，急需自动化、智能化系统实现减员增效或远程化、无人化工作。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种用于人工影响天气作业的人工智能作业系统及方法，解决了现有移动作业装备简陋、不安全、需要至少两个受过良好训练人员联合操作而导致的人员紧张问题，提高了人工影响天气作业的自动化、智能化水平和作业的安全性并为完全无人化智能移动作业提供了技术解决方案。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

第一方面，本发明提供了一种用于人工影响天气作业的人工智能作业系统，包括作业指挥中心和与所述作业指挥中心通信连接的一体化组合式智能作业车；

所述作业指挥中心用于向所述一体化组合式智能作业车发送人工影响天气作业指令；并接收所述一体化组合式智能作业车的位置信息、状态信息和作业过程信息，对所述一体化组合式智能作业车的作业过程进行监控和调度；

所述一体化组合式智能作业车包括母车和位于所述母车内通过电控连接机构连接的子车；

所述母车用于接收所述作业指挥中心发送的人工影响天气作业指令，根据设定的人工影响天气作业任务进行导航定位、雷电防护和自动或人工驾驶至作业目的地，对子车进行充电及保护、释放及回收锁定，以及对催化弹进行运输存储和领用全过程管控，实时采集母车和子车的位置信息和状态信息，并且根据接收的人工影响天气作业指令人工或自动控制子车进行催化弹的发射工作，同时采集作业过程信息；将采集的母车和子车的位置信息和状态信息、及作业过程信息上传至所述作业指挥中心；

所述子车用于与母车进行触碰连接组合与分离、及短距离自动或人工控制移动至安全作业距离外，并且受控发射催化弹。

进一步地，所述母车包括母车本体、位于所述母车本体上的方舱、及安装的母车电子系统；所述方舱设置进行作业车机动、作业前准备和催化作业的作业操作控制间、作业准备区域、催化弹运输储存区域和子车容纳区域；所述作业操作控制间与驾驶室连通，用于安装母车电子系统以进行催化作业的全过程本地控制操作；所述作业准备区域为紧邻所述作业操作控制间并与其连通的U 型区域，用于进行催化弹的受控领用或存放、子车的充电、检修以及作业前装填催化弹、子车自检准备工作；所述催化弹运输储存区域设置在所述作业准备区域两侧，用于安装内置有催化弹监测与管控系统的催化弹运输储存箱以在作业车移动时存放催化弹，并通过由供电通信一体化电路网络和每个催化弹存储位的二线触点与催化弹连接读取其编码以实时监测催化弹是否在位；所述子车容纳区域用于通过触碰吸合式电控连接装置固定子车，通过其上的通信或感应电路识别子车是否在位，运输和存放作业子车。

进一步地，所述母车电子系统包括母车通信子系统、导航定位子系统、控制与显示子系统、子车充电子系统、防雷子系统、子车自动或人工控制释放与回收子系统、人工智能自动驾驶或人工驾驶子系统、作业信息采集子系统、催化弹存储管控子系统和作业照明子系统；

所述母车通信子系统与所述控制与显示子系统通信连接，用于对母车与所述指挥中心和子车之间进行数据通信；

所述导航定位子系统与所述控制与显示子系统通信连接，其包括北斗接收机和电子地图，用于对所述一体化组合式智能作业车进行导航定位，并将实时位置信息经通信网络回传至所述指挥中心；

所述子车充电子系统与所述控制与显示子系统通信连接，其包括充电控制电路和充电接口，用于对子车电池进行充电及充电保护；

所述防雷子系统与所述控制与显示子系统通信连接，其包括防雷接地装置、天线浪涌保护器、信号浪涌保护器和可伸缩防雷杆，用于对所述一体化组合式智能作业车作业时进行雷电防护；

所述子车自动或人工控制释放与回收子系统与所述控制与显示子系统通信连接，其包括母车上连接子车的电控连接机构、母车与子车上的摄像头、母车与子车间的近距离通信子系统和子车上的行走机构，用于控制子车的释放和回收锁定；

所述人工智能自动驾驶或人工驾驶子系统与所述控制与显示子系统通信连接，其包括自动驾驶仪、用于自动驾驶的传感器组，用于通过通信网络与所述导航定位子系统配合进行自动或受控驾驶所述一体化组合式智能作业车到作业点；

所述作业信息采集子系统与所述控制与显示子系统通信连接，其包括母车载摄像头组和视频记录仪，用于与子车车载设备配合进行作业过程信息的采集、记录及存储；

所述催化弹存储管控子系统与所述控制与显示子系统通信连接，其包括催化弹存储箱、电控锁、人体生物特征信息采集器和催化弹识别与监视电路，用于进行催化弹的授权存取、储弹信息和催化弹是否在原位的状态监视；所述催化弹识别与监视电路由供电通信一体化电路网络、每个催化弹存储位的二线触点和识别与监视控制器构成，当催化弹位于存储位并与触点连通后即可读取其内存储的编码以识别在存储箱内催化弹；所述人体生物特征信息采集器由指纹采集和摄像头构成，用于获取存储和取用催化弹的人员的信息，经过比对后进行开锁或闭锁从而实现授权存取；

所述作业照明子系统与所述控制与显示子系统通信连接，其包括母车外部照明灯和灯控制器，用于对所述一体化组合式智能作业车夜间作业时进行照明；

所述控制与显示子系统包括车载计算机、车载总线、车载网络和多屏显示器组，用于控制所述一体化组合式智能作业车与指挥中心和子车间的通信导航定位、整个车载系统的控制与信息本地显示、作业时防雷、对子车上的电池充电及保护、对子车的释放和回收、母车的自动驾驶、催化弹的存储管控、作业时的信息采集、夜间作业照明和进行催化作业。

进一步地，所述子车包括子车车载计算机、受控行走机构、催化弹发射装置、与母车通信子系统、可充电电池组及电池管理系统；

所述受控行走机构与所述子车车载计算机通信连接，其包括触碰连接器、电机、电机控制器、车轮，用于控制与母车的触碰连接组合与分离、及子车的自动或人工控制移动；所述触碰连接器由触碰机构和电控开启机构构成，在组合时通过触碰后连接锁死，分离时必须先通过电信号控制打开锁死的母车活动臂，子车才能实现与母车分离；

所述催化弹发射装置与所述子车车载计算机通信连接，其包括发射控制器和发射架，所述发射控制器位于发射架上与子车车载计算机连接并通过二线有线网络与发射架上的催化弹连接进行供电和通信，用于读取催化弹的ID信息，经子车与母车通信子系统与指挥中心连接，获取该催化弹的发射密码，传送给催化弹内的点火控制模块与其内的密码比较，一致后收到发射命令才能发射，发射后再将相关已发射催化弹信息上传指挥中心备案；所述发射控制器可通过通信网络接收作业参数如发射的方位角和俯仰角并控制发射架自动调整到相应角度或接收母车通过匹配接收的指挥中心下发的云图信息并结合北斗经纬度信息计算出发射作业的方位角和俯仰角并控制发射架自动调整到相应角度；

所述与母车通信子系统与所述子车车载计算机通信连接，其包括无线或有线通信设备，用于与母车进行实时数据通信；

所述可充电电池组及电池管理系统与所述子车车载计算机通信连接，其包括车载可充电电池组、电池管理系统和与母车充电器接口，用于进行电池组的充放电、均衡和电池的状态信息管理；

所述子车车载计算机包括嵌入式工控计算机和摄像头，用于对子车所有系统进行控制，并向母车报告子车的识别码和状态信息以及图像采集信息。

第二方面，本发明还提供了一种用于人工影响天气作业的人工智能作业方法，包括以下步骤：

S1、启动一体化组合式智能作业车，进入作业操作控制间对母车电子系统加电后进行自检，自检完成后向控制与显示子系统报告信息，并将信息通过通信网络上报到指挥中心；

S2、设定人工影响天气作业任务，利用人工智能自动驾驶或受控驾驶子系统和导航定位子系统自动或受控驾驶一体化组合式智能作业车到预定作业点，实时上传一体化组合式智能作业车的状态信息、位置信息到指挥中心；同时利用子车充电子系统自动对子车电池进行充电及充电保护；

S3、到达预定作业点后，进入作业操作控制间开启作业照明子系统的母车外部照明灯，将防雷子系统的防雷接地装置接入大地并升起可伸缩防雷杆；

S4、进入作业准备区域，通过人体生物特征信息采集器采集生物特征信息，经过比对后本地或远程开启催化弹存储管控子系统的催化弹存储箱，取出催化弹装入子车催化弹发射架，发射控制器自动读取已装入的催化弹编码信息并通过通信网络上传至指挥中心；或完全无人自动作业时在S1步骤就先将催化弹装入子车发射架；

S5、利用子车自动或人工控制释放与回收子系统远程或本地向电控锁定装置发送解锁命令将子车从母车分离，自控或人工控制子车驶离至安全作业距离外；

S6、通过通信网络接收作业指挥中心发送的人工影响天气作业指令，通过母车与子车间短距离通信网络进行催化弹发射操作；同时利用作业信息采集子系统采集作业过程信息；

S7、利用子车自动或人工控制释放与回收子系统远程或本地控制子车回收入母车中子车容纳区域，锁住母车与子车的电控连接装置；

S8、关闭作业照明子系统的母车外部照明灯，收回防雷子系统的防雷接地装置和可伸缩防雷杆；

S9、利用人工智能自动驾驶或人工驾驶子系统和导航定位子系统自动或人工驾驶一体化组合式智能作业车到设定地点存放，同时实时上传作业车的位置信息及状态信息。

进一步地，所述步骤S6具体包括：

通过通信网络接收作业指挥中心发送的人工影响天气作业指令，根据指挥中心下传的雷达云图信息，结合母车的北斗经纬度信息，空域申请信息，匹配需作业的云层，给出作业发射装置的方位和俯仰角信息或指挥中心根据云图信息和母车回传的经纬度信息计算出作业所需的方位和俯仰角后下发到母车，并通过母车与子车间短距离通信网络进行发射架的方位角和俯仰角调整；发射控制器读取催化弹的ID信息，经子车与母车通信子系统与指挥中心连接，获取该催化弹的发射密码，传送给催化弹内的点火控制模块与其内的密码比较，一致后收到发射命令才能发射催化弹，发射完成后再将相关以发射催化弹信息上传指挥中心备案；同时利用作业信息采集子系统采集作业过程信息。

本发明具有以下有益效果：

本发明利用母车和子车可自由组合的构成一体化组合式智能作业车，实现指挥中心、母车和子车的通信控制，可大大提高其作业环境的舒适性、自动化智能化水平和安全性，解决现有用于人工影响天气作业时利用皮卡车运载作业装备作业存在的各种问题和安全隐患，提高人工影响天气作业装备的技术水平，同时，实现减员增效甚至无人化工作，实现可持续发展。

附图说明

图1为本发明提供的用于人工影响天气作业的人工智能作业系统框架示意图；

图2为本发明提供的一体化组合式智能作业车结构示意图；

图3为本发明提供的母车电子系统结构示意图；

图4为本发明提供的子车结构示意图；。

其中附图标记为：201、母车，202、子车，203、母车本体，204、作业操作控制间，205、作业准备区域，206、催化弹运输储存区域；

301、母车通信子系统，302、导航定位子系统，303、控制与显示子系统， 304、子车充电子系统，305、防雷子系统，306、子车自动或人工控制释放与回收子系统，307、人工智能自动驾驶或人工驾驶子系统，308、作业信息采集子系统，309、催化弹存储管控子系统，310、作业照明子系统；

400、子车车载计算机，401、受控行走机构，402、催化弹发射装置，403、与母车通信子系统，404、可充电电池组及电池管理系统。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

实施例1

如图1所示，本发明实施例提供的一种用于人工影响天气作业的人工智能作业系统，包括作业指挥中心和与作业指挥中心通信连接的一体化组合式智能作业车；其中通信连接可以采用互联网(如5G移动互联网、宽带卫星网络等) 与指挥中心实现实时连接，在指挥中心可以跟踪、监视和控制所有的智能作业车，知晓其实时状态，实现远程控制。

作业指挥中心用于向一体化组合式智能作业车发送人工影响天气作业指令；并接收一体化组合式智能作业车的位置信息、状态信息和作业过程信息，对一体化组合式智能作业车的作业过程进行监控和调度；

一体化组合式智能作业车包括母车201和位于母车201内通过电控连接机构连接的子车202；移动或存放时母车201和子车202通过三个电控连接结构组合成为一个整体；作业时母车201和子车202人工或自动分离，相距在安全距离外，作业完成后又组合为一体以便运输和存储。

母车201用于接收作业指挥中心发送的人工影响天气作业指令，根据设定的人工影响天气作业任务进行导航定位、雷电防护和自动或人工驾驶，同时对子车202进行充电及保护、释放及回收锁定，以及对催化弹进行存储管控，实时采集母车201和子车202的位置信息和状态信息，并且根据接收的人工影响天气作业指令控制子车202进行催化弹的发射工作，同时采集作业过程信息；将采集的母车201和子车202的位置信息和状态信息、及作业过程信息上传至作业指挥中心；

子车202用于与母车201进行触碰连接组合与分离、及短距离自动或人工控制移动，并且受控发射催化弹。

在本发明的一个可选实施例中，母车201包括母车本体203、位于母车本体 203上的方舱、及安装的母车电子系统；其中方舱设置进行作业车机动、作业前准备和催化作业的作业操作控制间204、作业准备区域205、催化弹运输储存区域206和子车容纳区域。

其中作业操作控制间204与驾驶室连通，用于安装母车电子系统，并通过安装的母车电子系统进行催化作业的全过程本地控制操作。

作业准备区域205为紧邻作业操作控制间204并与其连通的U型区域，用于进行催化弹的受控领用或存放、子车的充电、检修以及作业前的装填催化弹、子车自检准备工作。

催化弹运输储存区域206设置在作业准备区域205两侧，用于安装催化弹运输储存箱以在作业车移动时存放催化弹，并通过由供电通信一体化电路网络和每个催化弹存储位的二线触点与催化弹连接读取其编码以实时监测催化弹是否在位。

子车容纳区域设置在方舱内，用于通过过触碰吸合式电控连接装置固定子车，通过其上的通信或感应电路识别子车是否在位，运输和存放作业子车。

在本发明的一个可选实施例中，母车电子系统包括母车通信子系统301、导航定位子系统302、控制与显示子系统303、子车充电子系统304、防雷子系统 305、子车自动或人工控制释放与回收子系统306、人工智能自动驾驶或人工驾驶子系统307、作业信息采集子系统308、催化弹存储管控子系统309和作业照明子系统310；所有子系统均通过车内网络，如以太网和总线如CAN总线与控制与显示子系统303连接。各子系统的自检信息、运行状态信息、作业准备区域视频监控信息、催化弹存储箱视频监控信息、子车作业视频监控信息等各种信息均通过多屏显示器显示。本地操作人员可以不出母车就能完成作业前的准备工作和作业时的本地操控，指挥中心也可经通信网络和上述系统完成对智能作业车的远程控制。

其中母车通信子系统301与控制与显示子系统303通信连接，其包括移动通信终端如5G CPE和宽带卫星通信终端如天通1号终端，用于经通信网络对母车201与指挥中心和子车202之间进行数据通信。

导航定位子系统302与控制与显示子系统303通信连接，其包括北斗接收机和电子地图，用于对一体化组合式智能作业车进行导航定位，并将实时位置信息经通信网络回传至指挥中心。具体而言，导航定位子系统302实时采集一体化组合式智能作业车的经纬度位置信息，引导作业车到达预定作业点，并且通过通信网络上传作业车的实时位置，实现对作业车进行实时监控。

子车充电子系统304与控制与显示子系统303通信连接，其包括与子车电池配套的充电控制电路、充电接口和可拔插电缆，用于对子车电池进行充电及充电保护。

防雷子系统305与控制与显示子系统303通信连接，其包括防雷接地装置、天线浪涌保护器、信号浪涌保护器和可伸缩防雷杆，用于对一体化组合式智能作业车作业时进行雷电防护。

子车自动或人工控制释放与回收子系统306与控制与显示子系统303通信连接，其包括母车201上连接子车202的电控连接机构、母车201与子车202 上的摄像头、母车201与子车202间的近距离通信子系统和子车202上的行走机构，用于控制子车202的自动释放和回收锁定。利用位于母车201和子车202 上的无线局域网WIFI6或光纤通信设备可以进一步实现母车201与子车202间的近距离通信。

人工智能自动驾驶或人工驾驶子系统307与控制与显示子系统303通信连接，其包括自动驾驶仪、用于自动驾驶的传感器组，具体而言，传感器组采用摄像头组和激光雷达组合，如摄像头组、汽车毫米波雷达和激光雷达；人工智能自动驾驶或人工驾驶子系统307用于通过通信网络与导航定位子系统302配合进行自动或人工驾驶一体化组合式智能作业车到作业点。其中自动驾驶仪采用百度Apollo自动驾驶平台实现。

作业信息采集子系统308与控制与显示子系统303通信连接，其包括母车载摄像头组和视频记录仪，具体而言，母车上的作业周界视频采集用360度摄像头、母车车顶采集子车作业视频采用长焦星光级高清光学和热成像摄像头、作业操作间内视频、作业准备区域视频、催化弹存储柜监视视频可采用红外摄像头和视频记录仪；作业信息采集子系统308用于与子车车载设备配合进行作业过程信息的采集、记录及存储，完成作业各环节所需图像信息和非图像信息的采集记录。

催化弹存储管控子系统309与控制与显示子系统303通信连接，其包括催化弹存储箱、箱体电控锁、人体生物特征信息采集器和催化弹识别与监视电路，用于对存储箱受控开锁进行催化弹的授权存取、存储箱内所存储催化弹的编号等储弹信息和催化弹是否在原位的监视和状态信息报告。其中存储柜用于运输时存放催化弹；柜门电控锁在控制系统的控制下打开或关闭，以防止非授权人员取弹；人体生物特征信息采集器如指纹传感器、摄像头用于采集操作人员的指纹和人脸信息，经识别后本地或远程授权打开电控锁，操作人员才能取出催化弹；催化弹识别与监视电路位于存储柜内，与催化弹通信，实现实时按需监测催化弹是否在原位的监控。催化弹识别与监视电路由供电通信一体化电路网络、每个催化弹存储位的二线触点和识别与监视控制器构成，当催化弹位于存储位并与触点连通后即可读取其内存储的编码从而知道哪些弹在存储箱内。所述人体生物特征信息采集器由指纹采集和摄像头构成，用于获取存储和取用催化弹的人员的信息，经过比对后进行开锁或闭锁从而实现授权存取。

作业照明子系统310与控制与显示子系统303通信连接，其包括母车外部照明灯和灯控制器，用于对一体化组合式智能作业车夜间作业时进行照明。母车外部照明灯主要由作业中警示指示灯和夜间作业用照明灯构成，为摄像头记录子车夜间作业过程提供照明。

控制与显示子系统303包括车载计算机、车载总线、车载网络、以太网交换机、协议转换器和多屏显示器组，是智能作业车的控制中心，与所有子系统连接；控制与显示子系统303用于控制一体化组合式智能作业车与指挥中心和子车202间的通信导航定位、整个车载系统的控制与信息本地显示、作业时防雷、对子车202上的电池充电及保护、对子车202的释放和回收、母车201的自动驾驶、催化弹的存储管控、作业时的信息采集、夜间作业照明和进行催化作业，实现母车和子车上所有系统的连接、本地控制、状态、车周界及作业视频监视信息的存储和显示。

在本发明的一个可选实施例中，子车202包括子车车载计算机400、受控行走机构401、催化弹发射装置402、与母车通信子系统403、可充电电池组及电池管理系统404，均与子车车载计算机400连接，在其控制下完成子车202与母车201的通信、自动或人工控制组合与分离、作业受控实施和短距离自动或人工控制行驶。

受控行走机构401与子车车载计算机400通信连接，其包括触碰连接器、电机、电机控制器、车轮，电机控制器与子车车载计算机400和电机连接，用于控制子车202与母车201的触碰连接组合与分离、及子车的自动或人工控制移动。触碰连接器由触碰机构和电控开启机构构成，在组合时通过触碰后连接锁死，分离时必须先通过电信号控制打开锁死的母车活动臂，子车才能实现与母车分离。

催化弹发射装置402与子车车载计算机400通信连接，其包括发射控制器和发射架，发射控制器与子车车载计算机400连接，发射控制器位于发射架上，通过二线有线网络与发射架上的催化弹连接进行供电和通信，用于读取催化弹的ID信息，经子车与母车通信子系统与指挥中心连接，获取该催化弹的发射密码，传送给催化弹内的点火控制模块与其内的密码比较，一致后收到发射命令才能发射，发射后再将相关已发射催化弹信息上传指挥中心备案；所述发射控制器可通过通信网络接收作业参数如发射的方位角和俯仰角并控制发射架自动调整到相应角度。

与母车通信子系统403与子车车载计算机400通信连接，其包括无线或有线通信设备，用于与母车201进行实时数据通信。

可充电电池组及电池管理系统404与子车车载计算机400通信连接，其包括车载可充电电池组、电池管理系统和与母车充电器接口，电池管理系统与子车车载计算机400连接，用于进行电池组的充放电、均衡和电池的状态信息管理。

子车车载计算机400包括嵌入式工控计算机和摄像头，用于对子车202所有子系统进行控制，并向母车报告子车的识别码和状态信息以及图像采集信息。

在本发明的一个可选实施例中，母车和子车之间电控连接机构采用触碰式电磁控制连接机构，受母车201电信号控制打开或闭合，无电时处于闭合状态，无法打开；给出释放子车电子信号后，打开连接器，释放出子车202；回收时子车连接器触碰开关即可实现打开并关闭动作，完成子车的回收锁定；运输和存放时，母车和子车之间处于连接状态，到达作业点后要作业前，母车和子车分离并处于安全作业距离外；母车供电由车本体发动机供电，子车由电池供电或复合缆(光纤+供电电缆)中的电缆供电。

在本发明的一个可选实施例中，母车201与子车202之间使用无线局域网如WIFI6或复合缆中的光纤进行通信。母车201上WIFI终端作为接入点，子车 202上的WIFI终端作为终端接入无线局域网；无线接入点通过以太网接入母车通信子系统301，如5G CPE或宽带卫星通信终端，通过5G移动网络或宽带卫星网络采用国密加密算法与指挥中心之间实现加密通信。如采用复合光缆进行通信的同时，还能通过其中的电缆对子车202进行供电并在母车201上设置复合光缆收放装置。

本发明在作业前准备好后可在控制与显示子系统303的控制下打开电控连接装置，通过短距离通信系统向子车202发出释放子车命令，利用母车201和子车202上的摄像头获取子车图像信息，并控制子车202上的行走控制机构401 将子车202移动到距离母车201的安全距离如30米外；催化作业完成后，利用控制与显示子系统303通过短距离通信系统向子车202发出回收子车命令，并在摄像头获取的图像信息的辅助下控制子车202上的行走控制机构401将子车 202移动回方舱内的子车容纳区域，通过触碰锁闭连接装置从而锁紧子车202便于存储或运输。

实施例2

本发明实施例还提供了一种应用实施例1所描述的用于人工影响天气作业的人工智能作业系统的方法，包括以下步骤：

S1、启动一体化组合式智能作业车，进入作业操作控制间对母车电子系统加电后进行自检，自检完成后向控制与显示子系统报告信息，如各子系统的状态、子车上电池状态、发射控制器状态、母子车通信是否正常、催化弹存储箱中催化弹数量及类型等，并将信息通过通信网络上报到指挥中心；

S2、设定人工影响天气作业任务，如设定作业点经纬度等，利用人工智能自动驾驶或人工驾驶子系统和导航定位子系统自动或受控驾驶一体化组合式智能作业车到预定作业点，实时上传一体化组合式智能作业车的状态信息、位置信息到指挥中心；同时利用子车充电子系统自动对子车电池进行充电及充电保护；

S3、到达预定作业点后，进入作业操作控制间开启作业照明子系统的母车外部照明灯，将防雷子系统的防雷接地装置接入大地并升起可伸缩防雷杆；

S4、进入作业准备区域，通过人体生物特征识别装置指纹采集器和摄像头采集人脸，经过比对后本地或远程开启安装有催化弹存储管控子系统的催化弹存储箱，取出催化弹，装入子车催化弹发射架，发射控制器自动读取已装入的催化弹信息并通过通信网络上传至指挥中心；或完全无人自动作业时在S1步骤就先将催化弹装入子车发射架；

S5、利用子车自动或人工控制释放与回收子系统远程或本地向电控锁定装置发送解锁命令将子车从母车分离，自控或人工控制子车驶离至安全作业距离外；

S6、通过通信网络接收作业指挥中心发送的人工影响天气作业指令，通过母车与子车间短距离通信网络进行催化弹发射操作；或直接通过通信系统、母车与子车之间的短距离通信由指挥中心操控子车完成催化弹的发射工作；同时利用作业信息采集子系统采集作业过程信息，包括已发射的催化弹信息；

具体而言，本发明通过通信网络接收作业指挥中心发送的人工影响天气作业指令，根据指挥中心下传的雷达云图信息，结合母车的北斗经纬度信息，空域申请信息，匹配需作业的云层，给出作业发射装置的方位和俯仰角信息并通过母车与子车间短距离通信网络进行发射架的方位角和俯仰角调整；发射控制器读取催化弹的ID信息，经子车与母车通信子系统与指挥中心连接，获取该催化弹的发射密码，传送给催化弹内的点火控制模块与其内的密码比较，一致后收到发射命令才能发射催化弹，发射完成后再将相关以发射催化弹信息上传指挥中心备案；或直接通过通信系统、母车与子车之间的短距离通信由指挥中心操控子车完成催化弹的发射工作；同时利用作业信息采集子系统采集作业过程信息，包括已发射的催化弹编码信息。

S7、利用子车自动或人工控制释放与回收子系统远程或本地控制子车回收入母车中子车容纳区域，锁住母车与子车的电控连接装置；

S8、关闭作业照明子系统的母车外部照明灯，收回防雷子系统的防雷接地装置和可伸缩防雷杆；

S9、利用人工智能自动驾驶或人工驾驶子系统和导航定位子系统自动或受控驾驶一体化组合式智能作业车到设定地点存放，同时实时上传作业车的位置信息及状态信息。

本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种用于人工影响天气作业的人工智能作业系统，其特征在于，包括作业指挥中心和与所述作业指挥中心通信连接的一体化组合式智能作业车；

所述作业指挥中心用于向所述一体化组合式智能作业车发送人工影响天气作业指令；并接收所述一体化组合式智能作业车的位置信息、状态信息和作业过程信息，对所述一体化组合式智能作业车的作业过程进行监控和调度；

所述一体化组合式智能作业车包括母车和位于所述母车内通过电控连接机构连接的子车；

所述母车用于接收所述作业指挥中心发送的人工影响天气作业指令，根据设定的人工影响天气作业任务进行导航定位、雷电防护和自动或人工驾驶至作业目的地，对子车进行充电及保护、释放及回收锁定，以及对催化弹进行运输存储和领用全过程管控，实时采集母车和子车的位置信息和状态信息，并且根据接收的人工影响天气作业指令人工或自动控制子车进行催化弹的发射工作，同时采集作业过程信息；将采集的母车和子车的位置信息和状态信息、及作业过程信息上传至所述作业指挥中心；

所述子车用于与母车进行触碰连接组合与分离、及短距离人工或自动控制移动至安全作业距离外，并且受控发射催化弹。

2.根据权利要求1所述的用于人工影响天气作业的人工智能作业系统，其特征在于，所述母车包括母车本体、位于所述母车本体上的方舱、及安装的母车电子系统；所述方舱设置进行作业车机动、作业前准备和催化作业的作业操作控制间、作业准备区域、催化弹运输储存区域和子车容纳区域；所述作业操作控制间与驾驶室连通，用于安装母车电子系统以进行催化作业的全过程本地控制操作；所述作业准备区域为紧邻所述作业操作控制间并与其连通的U型区域，用于进行催化弹的受控领用或存放、子车的充电、检修以及作业前装填催化弹、子车自检准备工作；所述催化弹运输储存区域设置在所述作业准备区域两侧，用于安装内置有催化弹监测与管控系统的催化弹运输储存箱以在作业车移动时存放催化弹，并通过由供电通信一体化电路网络和每个催化弹存储位的二线触点与催化弹连接读取其编码以实时监测催化弹是否在位；所述子车容纳区域用于通过触碰吸合式电控连接装置固定子车，并通过其上的通信或感应电路识别子车是否在位，运输和存放作业子车。

3.根据权利要求2所述的用于人工影响天气作业的人工智能作业系统，其特征在于，所述母车电子系统包括母车通信子系统、导航定位子系统、控制与显示子系统、子车充电子系统、防雷子系统、子车自动或人工控制释放与回收子系统、人工智能自动驾驶或人工驾驶子系统、作业信息采集子系统、催化弹存储管控子系统和作业照明子系统；

所述母车通信子系统与所述控制与显示子系统通信连接，用于对母车与所述指挥中心和子车之间进行数据通信；

所述导航定位子系统与所述控制与显示子系统通信连接，其包括北斗接收机和电子地图，用于对所述一体化组合式智能作业车进行导航定位，并将实时位置信息经通信网络回传至所述指挥中心；

所述子车充电子系统与所述控制与显示子系统通信连接，其包括充电控制电路和充电接口，用于对子车电池进行充电及充电保护；

所述防雷子系统与所述控制与显示子系统通信连接，其包括防雷接地装置、天线浪涌保护器、信号浪涌保护器和可伸缩防雷杆，用于对所述一体化组合式智能作业车作业时进行雷电防护；

所述子车自动或人工控制释放与回收子系统与所述控制与显示子系统通信连接，其包括母车上连接子车的触碰吸合式电控连接机构、母车与子车上的摄像头、母车与子车间的近距离通信子系统和子车上的行走机构，用于控制子车的释放和回收锁定；

所述人工智能自动驾驶或人工驾驶子系统与所述控制与显示子系统通信连接，其包括自动驾驶仪、用于自动驾驶的传感器组，用于通过通信网络与所述导航定位子系统配合进行自动或人工驾驶所述一体化组合式智能作业车到作业点；

所述作业信息采集子系统与所述控制与显示子系统通信连接，其包括母车载摄像头组和视频记录仪，用于与子车车载设备配合进行作业过程信息的采集、记录及存储；

所述催化弹存储管控子系统与所述控制与显示子系统通信连接，其包括催化弹存储箱、电控锁、人体生物特征信息采集器和催化弹识别与监视电路，用于进行催化弹的授权存取、储弹信息和催化弹是否在原位的状态监视；所述催化弹识别与监视电路由供电通信一体化电路网络、每个催化弹存储位的二线触点和识别与监视控制器构成，当催化弹位于存储位并与触点连通后即可读取其内存储的编码以识别在存储箱内的催化弹；所述人体生物特征信息采集器由指纹采集和摄像头构成，用于获取存储和取用催化弹的人员的信息，经过比对后进行开锁或闭锁从而实现授权存取；

所述作业照明子系统与所述控制与显示子系统通信连接，其包括母车外部照明灯和灯控制器，用于对所述一体化组合式智能作业车夜间作业时进行照明；

所述控制与显示子系统包括车载计算机、车载总线、车载网络和多屏显示器组，用于控制所述一体化组合式智能作业车与指挥中心和子车间的通信导航定位、整个车载系统的控制与信息本地显示、作业时防雷、对子车上的电池充电及保护、对子车的释放和回收、母车的自动驾驶、催化弹的存储管控、作业时的信息采集、夜间作业照明和进行催化作业。

4.根据权利要求3所述的用于人工影响天气作业的人工智能作业系统，其特征在于，所述子车包括子车车载计算机、受控行走机构、催化弹发射装置、与母车通信子系统、可充电电池组及电池管理系统；

所述受控行走机构与所述子车车载计算机通信连接，其包括触碰连接器、电机、电机控制器、车轮，用于控制与母车的触碰连接组合与分离、及子车的自动或人工控制移动；所述触碰连接器由触碰机构和电控开启机构构成，在组合时通过触碰后连接锁死，分离时必须先通过电信号控制打开锁死的母车活动臂，子车才能实现与母车分离；

所述催化弹发射装置与所述子车车载计算机通信连接，其包括发射控制器和发射架，所述发射控制器位于发射架上与子车车载计算机连接并通过二线有线网络与发射架上的催化弹连接进行供电和通信，用于读取催化弹的ID信息，经子车与母车通信子系统与指挥中心连接，获取该催化弹的发射密码，传送给催化弹内的点火控制模块与其内的密码比较，一致后收到发射命令才进行发射，发射后再将相关已发射催化弹信息上传指挥中心备案；所述发射控制器通过通信网络接收作业参数并控制发射架自动调整到相应角度；

所述与母车通信子系统与所述子车车载计算机通信连接，其包括无线或有线通信设备，用于与母车进行实时数据通信；

所述可充电电池组及电池管理系统与所述子车车载计算机通信连接，其包括车载可充电电池组、电池管理系统和与母车充电器接口，用于进行电池组的充放电、均衡和电池的状态信息管理；

所述子车车载计算机包括嵌入式工控计算机和摄像头，用于对子车所有系统进行控制，并向母车报告子车的识别码和状态信息以及图像采集信息。

5.一种用于人工影响天气作业的人工智能作业方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、启动一体化组合式智能作业车，进入作业操作控制间对母车电子系统加电后进行自检，自检完成后向控制与显示子系统报告信息，并将信息通过通信网络上报到指挥中心；

S2、设定人工影响天气作业任务，利用人工智能自动驾驶或人工驾驶子系统和导航定位子系统自动或人工驾驶一体化组合式智能作业车到预定作业点，实时上传一体化组合式智能作业车的状态信息、位置信息到指挥中心；同时利用子车充电子系统自动对子车电池进行充电及充电保护；

S3、到达预定作业点后，进入作业操作控制间开启作业照明子系统的母车外部照明灯，将防雷子系统的防雷接地装置接入大地并升起可伸缩防雷杆；

S4、进入作业准备区域，通过人体生物特征信息采集器采集生物特征信息，经过比对后本地或远程开启催化弹存储管控子系统的催化弹存储箱，取出催化弹装入子车催化弹发射架，发射控制器自动读取已装入的催化弹编码信息并通过通信网络上传至指挥中心；或完全无人自动作业时在S1步骤就先将催化弹装入子车发射架；

S5、利用子车自动或人工控制释放与回收子系统远程或本地向电控锁定装置发送解锁命令将子车从母车分离，自控或人工控制子车驶离至安全作业距离外；

S6、通过通信网络接收作业指挥中心发送的人工影响天气作业指令，通过母车与子车间短距离通信网络进行催化弹发射操作；同时利用作业信息采集子系统采集作业过程信息；

S7、利用子车自动或受控释放与回收子系统远程或本地控制子车回收入母车中子车容纳区域，锁住母车与子车的电控连接装置；

S8、关闭作业照明子系统的母车外部照明灯，收回防雷子系统的防雷接地装置和可伸缩防雷杆；

S9、利用人工智能自动驾驶或人工控制驾驶子系统和导航定位子系统自动或受控驾驶一体化组合式智能作业车到设定地点存放，同时实时上传作业车的位置信息及状态信息。

6.根据权利要求5所述的用于人工影响天气作业的人工智能作业方法，其特征在于，所述步骤S6具体包括：

通过通信网络接收作业指挥中心发送的人工影响天气作业指令，根据指挥中心下传的雷达云图信息，结合母车的北斗经纬度信息，空域申请信息，匹配需作业的云层，给出作业发射装置的方位和俯仰角信息或指挥中心根据云图信息和母车回传的经纬度信息计算出作业所需的方位和俯仰角后下发到母车，并通过母车与子车间短距离通信网络进行发射架的方位角和俯仰角调整；发射控制器读取催化弹的ID信息，经子车与母车通信子系统与指挥中心连接，获取该催化弹的发射密码，传送给催化弹内的点火控制模块与其内的密码比较，一致后收到发射命令才能发射催化弹，发射完成后再将相关以发射催化弹信息上传指挥中心备案；同时利用作业信息采集子系统采集作业过程信息。

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