遥控靶车驾驶系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供的遥控靶车驾驶系统，包括遥控基站和受该遥控基站控制的遥控靶车。该遥控靶车驾驶系统可以完成普通汽车上的所有动作，诸如：踩离合、挂档、转弯、加速、减速，倒车等动作，就跟真人开车是一样的，只不过真人是坐在基站里遥控完成车内的这些控制动作而已，并且该系统可以用于反恐车辆、侦察车辆等，完全保护了人员的安全。
【专利说明】遥控靶车驾驶系统
【技术领域】
[0001]本发明属于靶场靶车、反恐车辆、无人侦查车等其他车辆的遥控控制设备领域，具体涉及一种遥控靶车驾驶系统。
【背景技术】
[0002]打靶试验时使用的靶车目前主要是有轨式遥控靶车和无轨式遥控靶车，有轨式遥控靶车目标的行驶路径较为固定，不具备实战时活动目标的条件，无轨式遥控靶车与此系统极为相似，但是无轨式遥控靶车是作为牵引车使用，通过钢索拉着靶标移动，做转弯、倒车等动作时靶标不能模仿真实目标的运动状态。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是一种遥控靶车驾驶系统，克服现有的打靶试验用靶车存在的活动方式比较固定、单一，不切合实际车辆行驶方式(如踩离合、挂档、转弯、加速、减速，倒车等动作)的问题。
[0004]为此，本发明提供了一种遥控靶车驾驶系统，包括遥控基站和受该遥控基站控制的遥控靶车。
[0005]上述遥控基站包括模拟驾驶仪、工控机、发送无线控制信号给遥控靶车的基站数传电台、接收遥控靶车传输的信号的基站微波图像电台和监视器；模拟驾驶仪通过工控机传输控制信号给基站数传电台，基站微波图像电台与监视器连接；
所述遥控靶车包括遥控靶车电子控制系统、控制方向盘的方向盘舵机、控制离合器踏板的离合舵机、控制油门踏板的油门舵机、控制刹车踏板的刹车舵机、控制档位杆的档位舵机、车载微波图像电台、车载数传电台、安装在靶车前端的前视CCD摄像头、安装靶车后端的后视CCD摄像头，车载数传电台接收来自基站数传电台的控制信号给遥控靶车电子控制系统，遥控靶车电子控制系统根据该控制信号产生输出指令给所述方向盘舵机、离合舵机、油门舵机、刹车舵机和档位舵机以控制靶车行驶状态，前视CCD摄像头和后视CCD摄像头经遥控靶车电子控制系统传输视频信号给车载微波图像电台，该车载微波图像电台传输该视频信号给所述基站微波图像电台。
[0006]上述遥控靶车电子控制系统包括分配器、舵机控制驱动板、视频切换板和状态采集板，分配器与车载数传电台连接以接收来自基站数传电台的控制信号，并将该控制信号传输给所述舵机控制驱动板，继而实现对所述方向盘舵机、离合舵机、油门舵机、刹车舵机和档位舵机的控制，视频切换板与分配器连接在收到倒车控制信号时连通后视CCD摄像头与车载微波图像电台、同时切断前视CCD摄像头与车载微波图像电台的连接；车状态采集板采集汽车转速传感器输出的转速脉冲信号、以及档位、离合控制机构上加装的光电感应器信号，经过C8051F040单片机处理，输出车转速值、档位、离合状态信号。
[0007]上述舵机控制驱动板包括控制方向盘舵机的方向盘控制器、控制档位舵机的档位控制器、控制油门舵机的油门控制器、控制刹车舵机的刹车控制器和控制离合舵机的离合控制器。
[0008]上述基站数传电台和车载数传电台是DSP电台；所述基站微波图像电台和车载微波图像电台是BY580-20大功率微波图像电台。
[0009]上述模拟驾驶仪是罗技G25方向盘驾驶系统。
[0010]本发明提供的遥控靶车驾驶系统可以完成普通汽车上的所有动作，诸如:踩离合、挂档、转弯、加速、减速，倒车等动作，就跟真人开车是一样的，只不过真人是坐在基站里遥控完成车内的这些控制动作而已，并且该系统可以用于反恐车辆、侦察车辆等，完全保护了人员的安全。
[0011]以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是遥控基站构成示意框图。
[0013]图2是遥控靶车示意框图。
[0014]图3是车载遥控靶车电子控制系统示意图。
[0015]图4是舵机输出转角与输入信号脉宽的关系示意图。
【具体实施方式】
[0016]为了克服现有的打靶试验用靶车存在的活动方式比较固定、单一，不切合实际车辆行驶方式(如踩离合、挂档、转弯、加速、减速，倒车等动作)的问题，本实施例提供了一种包括遥控基站和受该遥控基站控制的遥控靶车的遥控靶车驾驶系统，如图1所示，遥控基站包括模拟驾驶仪、工控机、发送无线控制信号给遥控靶车的基站数传电台、接受遥控靶车传输的信号的基站微波图像电台和监视器；模拟驾驶仪通过工控机传输控制信号给基站数传电台，基站微波图像电台与监视器连接；
遥控靶车包括图2所示的遥控靶车电子控制系统、控制方向盘的方向盘舵机、控制离合器踏板的离合舵机、控制油门踏板的油门舵机、控制刹车踏板的刹车舵机、控制档位杆的档位舵机、车载微波图像电台、车载数传电台、安装在靶车前端的前视CCD摄像头、安装靶车后端的后视CCD摄像头，车载数传电台接收来自基站数传电台的控制信号给遥控靶车电子控制系统，遥控靶车电子控制系统根据该控制信号产生输出指令给所述方向盘舵机、离合舵机、油门舵机、刹车舵机和档位舵机以控制靶车行驶状态，前视CCD摄像头和后视CCD摄像头经遥控靶车电子控制系统传输视频信号给车载微波图像电台，该车载微波图像电台传输该视频信号给所述基站微波图像电台。
[0017]模拟驾驶仪购买现成的罗技G25模拟驾驶仪:该方向盘驾驶系统采用11英吋直径方向盘，提供与真实车辆相同的900度(2圈半)转向角度。力回馈部分采用双马达系统，可将转向的阻力平均分配到整个方向盘上，强化真实感，罗技G25方向盘驾驶系统同时也是罗技首款具备离合器与6速手排排档设计的方向盘控制器产品。踏板部分除了一般产品标准的煞车与油门外，并提供离合器踏板。排档部分具备拟真机械设计。输出USB数据。
[0018]基站数传电台和车载数传电台购买现成的技术成熟的产品:DSP电台，前向纠错信道编码，CPFSK数字调制解调，Viterbi译码，均衡软判决，尾噪声抑制；传输频率231MHZ，RS232输入数据，波特率19200。[0019]基站微波图像电台、车载微波图像电台也是购买现有的技术成熟的产品:工作频率:1.2GHZ;调制方式:FM，耗电小，输出功率大，传输距离远；图像实时、清晰；无失真，图像传输质量优于四级；全铝外壳，散热快，密封效果好，抗干扰性强。
[0020]模拟驾驶仪与工控机相连接，工控机上通过USB转RS232软件将驾驶系统输出的指令数据转换成RS232协议的数据，通过基站数传电台无线信号传输给被遥控的靶车上的车载数传电台，同时，靶车上的前视CCD摄像头将车行驶的前方图像，通过车载微波图像电台传回到基站微波图像电台，基站微波图像电台将接收到的图像送到监视器上显示，以提供驾驶员遥控驾驶用。
[0021]注:USB转RS232软件通过VC编写应用软件将罗技模拟驾驶系统的USB数据转换为RS232数据。
[0022]如图2所示，遥控靶车电子控制系统包括分配器、舵机控制驱动板、视频切换板和状态采集板，分配器与车载数传电台连接以接收来自基站数传电台的控制信号，并将该控制信号传输给所述舵机控制驱动板，继而实现对所述方向盘舵机、离合舵机、油门舵机、刹车舵机和档位舵机的控制，视频切换板与分配器连接在收到倒车控制信号时连通后视CCD摄像头与车载微波图像电台、同时切断前视CCD摄像头与车载微波图像电台的连接，即当遥控基站发出倒车指令时，遥控靶车电子控制系统中的视频切换板产生视频切换信号，使得后视CCD摄像头的图像传输给车载微波图像电台，而后经给基站微波图像电台传输给监视器供驾驶员看到倒车影像，否则视频一直传输前视CCD摄像头采集的图像，驾驶员看到的是车体前方的图像。
[0023]分配器与车载数传电台连接，接收该车载数传电台传输来一帧指令数据，传输波特率为19200 ;数据发送周期为20ms。分配器将接收到的数据或信号解码、分析后通过并口将各个数据(并口数据)分配给各个舵机控制驱动板，如图3所示，舵机控制驱动板主要包括控制方向盘舵机的方向盘控制器、控制档位舵机的档位控制器、控制油门舵机的油门控制器、控制刹车舵机的刹车控制器和控制离合舵机的离合控制器，这些舵机控制驱动板上的单片机均采用C8051F040，从分配器的并口上获取数据，由于数据是8位数据，即0-255，将此数据转换为对应的20ms周期，高电平为750uS?2250uS的脉宽，用此脉宽通过HCPL2630光耦隔离送给舵机控制及驱动部分(因为舵机的输入量为500uS2500uS的脉宽)(舵机的工作原理简介:舵机是带有位置反馈的直流伺服电机系统，输入500us高电平20MS周期PWM方波时电机在-90°位置，输入2500us高电平20ms周期的PWM方波时，电机在+90°的位置，如图4所示)。
[0024]图3中，方向盘受控于方向盘舵机，档位杆受控于档位舵机，油门踏板受控于油门舵机，刹车踏板受控于刹车舵机，离合踏板受控于离合舵机。
[0025]油门、刹车、离合控制原理:在相应的舵机(即油门舵机、刹车舵机和离合舵机)的输出轴上做一个力矩传递转盘，该转盘上拉着钢丝绳，钢丝绳另外一头连着油门、刹车、离合的脚踏板，当信号来时，舵机旋转一定角度，从而拉着钢丝绳转动，将角度变化量转化成行程量，从而达到踩下油门、刹车、离合和松开油门、刹车、离合的目的。
[0026]方向盘控制原理:方向盘舵机的输出轴与方向盘中心轴同轴，在方向盘上加一个凹进去的槽，将方向盘舵机插入槽中，在槽的侧面打止螺，使方向盘舵机的轴与方向盘的凹槽牢固咬合。当信号要求转动时，方向盘便跟随方向盘舵机转动而转动。[0027]档位控制原理:在档位控制杆上做一个二维动作的执行机构，用两个舵机将角度量转化为行程量，在挂档时两个舵机相配合完成二维动作，达到挂档的目的，例如挂一档时，X轴舵机完成向左走一特定的行程后，Y轴舵机再向上走一特定的行程，此时一档便挂上了，其它档位的操作一样。
[0028]本实施例提供的遥控靶车电子控制系统种的车状态采集板采集汽车转速传感器输出的转速脉冲信号、以及档位、离合控制机构上加装的光电感应器信号，经过C8051F040单片机处理，输出车转速值、档位、离合状态信号。
[0029]这样就完成了由遥控基站发出的信号转化成车上相应的执行机构执行相应的动作的目的，从而可以遥控驾驶受控车辆做出相应的动作:转方向盘、踩(松)离合、踩(松)刹车、踩(松)油门、挂不同的档位，达到转弯、加速、减速、倒车等动作。
[0030]以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
[0031]本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。
【权利要求】
1.遥控靶车驾驶系统，其特征在于:包括遥控基站和受该遥控基站控制的遥控靶车。
2.如权利要求1所述的遥控靶车驾驶系统，其特征在于:所述遥控基站包括模拟驾驶仪、工控机、发送无线控制信号给遥控靶车的基站数传电台、接收遥控靶车传输的信号的基站微波图像电台和监视器；模拟驾驶仪通过工控机传输控制信号给基站数传电台，基站微波图像电台与监视器连接； 所述遥控靶车包括遥控靶车电子控制系统、控制方向盘的方向盘舵机、控制离合器踏板的离合舵机、控制油门踏板的油门舵机、控制刹车踏板的刹车舵机、控制档位杆的档位舵机、车载微波图像电台、车载数传电台、安装在靶车前端的前视CCD摄像头、安装靶车后端的后视CCD摄像头，车载数传电台接收来自基站数传电台的控制信号给遥控靶车电子控制系统，遥控靶车电子控制系统根据该控制信号产生输出指令给所述方向盘舵机、离合舵机、油门舵机、刹车舵机和档位舵机以控制靶车行驶状态，前视CCD摄像头和后视CCD摄像头经遥控靶车电子控制系统传输视频信号给车载微波图像电台，该车载微波图像电台传输该视频信号给所述基站微波图像电台。
3.如权利要求2所述的遥控靶车驾驶系统，其特征在于:所述遥控靶车电子控制系统包括分配器、舵机控制驱动板、视频切换板和车状态采集板，分配器与车载数传电台连接以接收来自基站数传电台的控制信号，并将该控制信号传输给所述舵机控制驱动板，继而实现对所述方向盘舵机、离合舵机、油门舵机、刹车舵机和档位舵机的控制，视频切换板与分配器连接，在收到倒车控制信号时，连通后视CCD摄像头与车载微波图像电台、同时切断前视CCD摄像头与车载微波图像电台的连接；车状态采集板采集汽车转速传感器输出的转速脉冲信号、以及档位、离合控制机构上加装的光电感应器信号，经过C8051F040单片机处理，输出车转速值、档位、离合状态信号。
4.如权利要求3所述的遥控靶车驾驶系统，其特征在于:所述舵机控制驱动板包括控制方向盘舵机的方向盘控制器、控制档位舵机的档位控制器、控制油门舵机的油门控制器、控制刹车舵机的刹车控制器和控制离合舵机的离合控制器。
5.如权利要求1或2或3或4所述的遥控靶车驾驶系统，其特征在于:所述基站数传电台和车载数传电台是DSP电台；所述基站微波图像电台和车载微波图像电台是BY580-20大功率微波图像电台。
6.如权利要求1或2或3或4所述的遥控靶车驾驶系统，其特征在于:所述模拟驾驶仪是罗技G25方向盘驾驶系统。
【文档编号】G05B19/418GK103592914SQ201310546617
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月7日 优先权日:2013年11月7日
【发明者】翟欢庆, 樊安仓, 蒋陆德, 周蛟, 杨文青, 王中贵 申请人:西安西光创威光电有限公司