CN116709254A - 一种增加无人靶车遥控通信距离的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种增加无人靶车遥控通信距离的方法及系统，属于远距离通信控制领域，包括微控制单元MCU采集操作者操作遥控器时的操作信号，预处理生成数据流发送至无线调制解调器，无线调制解调器将接收的数据流调制成无线电信号，通过外部天线进行信号发送，无人靶车上的外部天线接收无线电信号，无线调制解调器对无线电信号进行解调，解调成功后通过串口通讯有线传输至整车控制器，整车控制器接收解调后的操作信号，使用CAN总线获取无人靶车底盘的运动传感器信号，进行控制策略计算，根据计算结果通过电机控制器对电机进行驱动控制，本发明能增长通讯距离，同时支持输出CAN控制信号，可以接入无人驾驶线控底盘对靶车进行多项控制。
Description
技术领域
本发明属于远距离通信控制领域，具体地说，涉及一种增加无人靶车遥控通信距离的方法及系统。
背景技术
随着科学技术的发展，无人驾驶技术日渐成熟。与普通固定靶标相比，无人驾驶靶车具有逼真度高、实用性强、对使用环境要求低、降低工作危险等优点。普通固定靶位的训练用靶无法进行移动打靶，不利于提高实弹射击的准确性，对靶车大小及移动速度等参数要求很高，布设轨道架设靶标则路线较为固定，由此降低了演习的逼真程，因此为了模拟实际驾驶路线，精确控制无人驾驶靶车，需要缩短操作者与无人驾驶靶车之间的无线通信距离，提高信号质量和控制效果。
但是现有对无人驾驶靶车的远程控制的通讯距离较短，地对地通讯一般只能达到1km以内，但是1km内的距离相较于测试导弹来说并不够远，若是测试导弹出现偏移，很可能让操作者身处测试导弹的爆炸范围内，出现安全事故。
发明内容
针对现有普通遥控通讯距离较短，地对地通讯一般只能达到1km以内的问题，本发明提供一种增加无人靶车遥控通信距离的方法及系统。
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种增加无人靶车遥控通信距离的方法，包括以下步骤：
步骤1、操作者手动操作遥控器，微控制单元MCU采集操作者操作遥控器时的操作信号；
步骤2、微控制单元MCU对采集的信号数据进行预处理生成数据流，并将数据流发送至无线调制解调器；
步骤3、无线调制解调器将接收的数据流调制成无线电信号，无线电信号通过外部天线进行信号发送；
步骤4、无人靶车上的外部天线接收无线电信号，无人靶车内的无线调制解调器对无线电信号进行解调，解调成功后通过串口通讯有线传输至整车控制器；
步骤5、整车控制器通过串口通讯接收解调后的操作信号，使用CAN总线获取无人靶车底盘的运动传感器信号；
步骤6、整车控制器对操作信号和运动传感器信号进行控制策略计算，根据计算结果通过电机控制器对电机进行驱动控制。
优选地，所述微控制单元MCU采用的芯片为STM32F103。
优选地，所述无线调制解调器采用Microhard P840无线调制解调器模组作为无线电发射芯片。
优选地，所述外部天线的发射、接收频率为840~845Mhz。
进一步地，所述无线数据传输采用SBUS数据传输协议。
优选地，所述整车控制器采用的芯片为STM32F105。
进一步地，所述操作信号包括加速信号、制动信号和转向角度信号；底盘的运动传感器信号包括横摆角速度信号、纵向加速信号、横向加速信号和电机的转速信号。
更进一步地，所述通过电机控制器包括驱动电机控制器、转向电机控制器、制动电机控制器，所述电机包括驱动驱动电机、转向电机、制动电机。
优选地，所述无人靶车内还安装有降压电路模块,所述降压模块电路将5.5V~36V的电压降至3.3V，降压电路采用RT8279GSP芯片组成。
一种增加无人靶车遥控通信距离的系统，包括：
数据采集模块，用于采集操作者操作遥控器时的操作信号，并进行预处理生成数据流；
数据发射模块，用于将数据流调制成无线电信号，无线电信号通过外部天线进行信号发射；
数据接收模块，用于使用外部天线接收无线电信号，将无线电信号解调为操作信号；
靶车控制模块，用于获取无人靶车底盘的运动传感器信号，结合运动传感器信号和操作信号进行控制策略计算，根据计算结果通过电机控制器对电机进行驱动控制。
一种增加无人靶车遥控通信距离的方法及系统，通过微控制单元MCU采集操作者操作遥控器时的操作信号，对采集的信号数据进行预处理生成数据流，并发送至无线调制解调器，无线调制解调器将接收的数据流调制成无线电信号，通过外部天线进行信号发送，无人靶车上的外部天线接收无线电信号，无人靶车内的无线调制解调器对无线电信号进行解调，解调成功后通过串口通讯有线传输至整车控制器，整车控制器通过串口通讯接收解调后的操作信号，使用CAN总线获取无人靶车底盘的运动传感器信号，对操作信号和运动传感器信号进行控制策略计算，根据计算结果通过电机控制器对电机进行驱动控制，相比于传统遥控系统增长了通讯距离，同时支持输出CAN控制信号，可以接入无人驾驶线控底盘对靶车进行多项控制。
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
通过在发射端采集近距离遥控信号，对近距离遥控信号进行处理封装，并进行调制放大，接收端接收到信号后进行解调还原，能解决普通遥控控制距离短的问题，该方法大大增加了无人靶车的通讯距离，同时通过串口数据线与整车控制器相互通讯，支持输出CAN控制信号，可以接入无人驾驶线控底盘，对靶车进行多项控制。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或示例性中的技术方案，下面将对实施例或示例性描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以按照这些附图示出的获得其他的附图。
图1为本发明的降压电路模块中的电路示意图；
图2为本发明的实施示意图；
图3为本发明的接收端原理图；
图4为本发明的方法流程示意图；
图5为本发明的方法步骤示意图；
图6为本发明的系统结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
实施例1：如图1至图5所示，一种增加无人靶车遥控通信距离的方法，包括以下步骤：
操作者手动操作遥控器，微控制单元MCU采集操作者操作遥控器时的操作信号，微控制单元MCU对采集的信号数据进行预处理生成数据流，并将数据流发送至无线调制解调器，无线调制解调器将接收的数据流调制成无线电信号，无线电信号通过外部天线进行信号发送，遥控信号可以是19.2kbps到500kbps波特率的串口通讯信号、0~3.3V的模拟量信号或100Hz~10KHz的PWM信号中的一种，将收到的数据进行处理封装，并进行调制放大；
接收端进行解调还原，无人靶车上的外部天线接收无线电信号，无人靶车内的无线调制解调器对无线电信号进行解调，解调成功后通过串口通讯有线传输至整车控制器，整车控制器通过串口通讯接收解调后的操作信号，使用CAN总线获取无人靶车底盘的运动传感器信号，整车控制器对操作信号和运动传感器信号进行控制策略计算，根据计算结果通过电机控制器对电机进行驱动控制。
微控制单元MCU采用的芯片为STM32F103，对采集的信号数据进行预处理生成数据流，并将数据流发送至无线调制解调器。
线调制解调器采用Microhard P840无线调制解调器模组作为无线电发射芯片，将接收的数据流调制成无线电信号。
无线电信号通过外部天线进行信号发送，无人靶车上的外部天线接收无线电信号，外部天线的发射、接收频率为840~845Mhz，无线数据传输采用SBUS数据传输协议。
无人靶车内的无线调制解调器对无线电信号进行解调，解调成功后通过串口通讯有线传输至整车控制器。
整车控制器采用的芯片为STM32F105，通过串口通讯接收解调后的操作信号，操作信号包括加速信号、制动信号和转向角度信号，使用CAN总线获取无人靶车底盘的运动传感器信号，底盘的运动传感器信号包括横摆角速度信号、纵向加速信号、横向加速信号和电机的转速信号。
整车控制器对操作信号和运动传感器信号进行控制策略计算，根据计算结果通过驱动电机控制器、转向电机控制器、制动电机控制器分别驱动驱动电机、转向电机、制动电机。
无人靶车内还安装有降压电路模块,所述降压模块电路将5.5V~36V的电压降至3.3V，降压电路采用RT8279GSP芯片组成。
通过上述描述可知，在本实例中，通过操作者手动操作遥控器，微控制单元MCU采集操作者操作遥控器时的操作信号，微控制单元MCU对采集的信号数据进行预处理生成数据流，并将数据流发送至无线调制解调器，无线调制解调器将接收的数据流调制成无线电信号，无线电信号通过外部天线进行信号发送，无人靶车上的外部天线接收无线电信号，无人靶车内的无线调制解调器对无线电信号进行解调，解调成功后通过串口通讯有线传输至整车控制器，整车控制器通过串口通讯接收解调后的操作信号，使用CAN总线获取无人靶车底盘的运动传感器信号，整车控制器对操作信号和运动传感器信号进行控制策略计算，根据计算结果通过电机控制器对电机进行驱动控制，将使无人靶车遥控距离提升至5—10KM，用于无人导弹靶车，实现模拟真实车辆移动打靶的目的。
实施例2：如图6所示，一种增加无人靶车遥控通信距离的系统，包括：
数据采集模块，用于采集操作者操作遥控器时的操作信号，并进行预处理生成数据流；
数据发射模块，用于将数据流调制成无线电信号，无线电信号通过外部天线进行信号发射；
数据接收模块，用于使用外部天线接收无线电信号，将无线电信号解调为操作信号；
靶车控制模块，用于获取无人靶车底盘的运动传感器信号，结合运动传感器信号和操作信号进行控制策略计算，根据计算结果通过电机控制器对电机进行驱动控制。
通过上述描述可知，在本实例中，通过数据采集模块操作信号，生成数据流，数据发射模块将数据流调制成无线电信号，通过外部天线进行信号发射，数据接收模块接收无线电信号，解调为操作信号，靶车控制模块运动传感器信号，进行控制策略计算，根据计算结果通过电机控制器对电机进行驱动控制。
实施例3：远距离遥控系统由数据发射端，数据接收端组成；数据发射端需为Microhard HP840无线调制解调器模组设计供电，再外接一根840~845Mhz的天线，本实施例使用7dBi增益全向大天线，架高2m，并使用配置指令配置为点对点通讯主机模式，采用SBUS作为数据的传输协议；数据接收端2中供电与通讯电路与发射端一致，外接840~845Mhz天线，本实施例使用7dBi增益全向大天线，架高3M，使用配置指令配置为点对点通讯从机模式，其通过串口数据线与整车控制器相互通讯。
外部天线也可以采用其他形式，如目前市场上可以买到的定向天线在定向场合可延长通讯距离，同样，此PCB设计也可根据使用环境进行优化，满足无线调制解调器供电要求即可。
以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种增加无人靶车遥控通信距离的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、操作者手动操作遥控器，微控制单元MCU采集操作者操作遥控器时的操作信号；
步骤2、微控制单元MCU对采集的信号数据进行预处理生成数据流，并将数据流发送至无线调制解调器；
步骤3、无线调制解调器将接收的数据流调制成无线电信号，无线电信号通过外部天线进行信号发送；
步骤4、无人靶车上的外部天线接收无线电信号，无人靶车内的无线调制解调器对无线电信号进行解调，解调成功后通过串口通讯有线传输至整车控制器；
步骤5、整车控制器通过串口通讯接收解调后的操作信号，使用CAN总线获取无人靶车底盘的运动传感器信号；
步骤6、整车控制器对操作信号和运动传感器信号进行控制策略计算，根据计算结果通过电机控制器对电机进行驱动控制。
2.根据权利要求1所述的一种增加无人靶车遥控通信距离的方法，其特征在于，所述微控制单元MCU采用的芯片为STM32F103。
3.根据权利要求1所述的一种增加无人靶车遥控通信距离的方法，其特征在于，所述无线调制解调器采用Microhard P840无线调制解调器模组作为无线电发射芯片。
4.根据权利要求1所述的一种增加无人靶车遥控通信距离的方法，其特征在于，所述外部天线的发射、接收频率为840~845Mhz。
5.根据权利要求4所述的一种增加无人靶车遥控通信距离的方法，其特征在于，所述无线数据传输采用SBUS数据传输协议。
6.根据权利要求1所述的一种增加无人靶车遥控通信距离的方法，其特征在于，所述整车控制器采用的芯片为STM32F105。
7.根据权利要求6所述的一种增加无人靶车遥控通信距离的方法，其特征在于，所述操作信号包括加速信号、制动信号和转向角度信号；底盘的运动传感器信号包括横摆角速度信号、纵向加速信号、横向加速信号和电机的转速信号。
8.根据权利要求7所述的一种增加无人靶车遥控通信距离的方法，其特征在于，所述通过电机控制器包括驱动电机控制器、转向电机控制器、制动电机控制器，所述电机包括驱动驱动电机、转向电机、制动电机。
9.根据权利要求1所述的一种增加无人靶车遥控通信距离的方法，其特征在于，所述无人靶车内还安装有降压电路模块,所述降压模块电路将5.5V~36V的电压降至3.3V，降压电路采用RT8279GSP芯片组成。
10.一种增加无人靶车遥控通信距离的系统，其特征在于，包括：
数据采集模块，用于采集操作者操作遥控器时的操作信号，并进行预处理生成数据流；
数据发射模块，用于将数据流调制成无线电信号，无线电信号通过外部天线进行信号发射；
数据接收模块，用于使用外部天线接收无线电信号，将无线电信号解调为操作信号；
靶车控制模块，用于获取无人靶车底盘的运动传感器信号，结合运动传感器信号和操作信号进行控制策略计算，根据计算结果通过电机控制器对电机进行驱动控制。
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| GR01 | Patent grant | ||
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