一种多功能无人遥控机动平台的制作方法

本实用新型涉及车辆无人驾驶远程遥控技术领域，尤其是涉及一种多功能无人遥控机动平台。

背景技术：

近年来，随着通信技术和电子行业的不断发展，遥控车已经成为热门产业。目前的遥控车多数都是基于AGV(Automated Guided Vehicle)系列和玩具类的无人车，都需要有固定轨道运行或者路况相对简单的情况下运行，无法实现自由驾驶。并且现有遥控技术都是基于短距离的无线遥控操作，需要操作人员观察整个车辆周围环境来决定如何控制车辆；或者是通过在路上铺设传感器，使车辆识别行驶路线上的特征点来实现自动驾驶。除此之外，遥控车辆的控制距离都相对较短，因而遥控车辆的现实场景仍然存在各种局限性，无法再野外复杂路况下遥控驾驶。

由此可见，如何研究出一种多功能无人遥控机动平台，能够给予驾驶人员充足的自由度，可以在路上及野外的场地上行驶，从而降低车辆行驶场景的重重限制，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种多功能无人遥控机动平台。

本实用新型一种多功能无人遥控机动平台，包括被驾驶车辆上所安装的红外高清摄像机、车辆控制主机以及位于监控中心的通信服务器、数据服务器和若干数量的远程控制计算机，所述远程控制计算机外接方向盘、USB 手柄、油门和刹车踏板，远程控制车辆。所述红外高清摄像机和车辆控制主机与所述监控中心通过无线通信方式连接，用于将车辆的视频数据及车辆的状态信息回传至监控中心，同时将所述监控中心下发的车辆控制数据传输至所述车辆控制主机，以完成车辆驾驶控制。所述监控中心中的通信服务器、数据服务器和远程控制计算机之间通过有线通信方式连接，用于传输所需数据信息。

其中，用于实现所述无线通信方式的电子模块为一种点对点宽带数据传输模块，用以传输路况视频信息和车辆控制主机的控制信息。所述有线通信方式为局域网通信，用于所述通信服务器、数据服务器和远程控制计算机之间的信息传输。所述车辆的视频数据和车辆的状态信息包括车辆当前的车速、电压、转向角度、挡位信息、续航里程以及报警信息，所述通信服务器、数据服务器以及远程控制计算机可以记录、保存、回放车辆行驶数据，同时可进行多路视频切换。

进一步地，所述数据传输模块为基于LTE无线通信标准采用OFDM和 MIMO设计而成的扁平化系统结构，所述数据传输模块的芯片为SOC芯片，且所述数据传输模块的工作频段包括2.4G、1.4G和800M。

进一步地，所述车辆控制主机通过无线通信方式接收来自所述监控中心的上位机的控制数据并对其进行校验；若正确，则经过所述车辆控制主机计算输出操控指令以完成一次控制操作；若错误，则所述车辆控制主机向所述监控中心的上位机发送错误信号。

进一步地，所述车辆控制主机用于采集并保存车辆中所有传感器检测到的数据，并能够安全处理异常数据；当所述监控中心的上位机发送读取指令时，所述车辆控制主机将数据打包发送。

进一步地，当所述车辆控制主机与所述监控中心通信中断一定时间后和 /或检测到电压异常时，所述车辆控制主机会通过声光报警灯发出报警信号并进行刹车处理。

进一步地，所述车辆控制主机所控制的车辆设备包括直流无刷电机、包含倒挡的挂挡装置、驻车系统、声光报警灯以及行车照明灯。

进一步地，所述车辆的倒车时速不超过5km/h。

进一步地，所述车辆内安装有用于自动回正车辆前轮的伺服电机控制系统。

进一步地，所述车辆具有自动驻车系统和手动驻车系统，所述车辆制动系统中设置有分别制动左轮和右轮的刹车片。

进一步地，在视距的情况下，所述无线通信方式最大可以达到5km，通信速率不低于10Mpbs，传输时延不大于100ms。

本实用新型一种多功能无人遥控机动平台，与现有技术相比具有以下优点：

第一，该多功能无人遥控机动平台中的驾驶车辆与监控中心通过无线网络连接，从而使车辆行驶更为自由。通过局域网连接监控中心内部的通信服务器、数据服务器以及若干数量的远程控制计算机使数据传输速度更快捷。

第二，该点对点宽带数据传输模块，基于LTE无线通信标准，采用OFDM 和MIMO等关键技术，支持多种带宽分配的扁平化系统架构设计，从而有效减少系统延时，提高系统传输能力，并具备传输距离远、数据吞吐量大、抗干扰性强的特点。

第三，该数据传输模块采用SOC芯片，提高集成度，大大降低系统功耗，减小模块尺寸，方便集成应用。该数据传输模块的工作频段为2.4G、 1.4G和800M三个频段，为后期选择频段提供很大灵活性。

第四，车辆中安装的红外高清摄像机能够向监控中心传输高清晰度的视频图像，即使在光线昏暗的夜晚也能够通过开启红外补光而提升画面清晰度，从而能够实时显示车辆前方路况，为远程操控提供了更好的依据。

第五，USB手柄上设置有前进、后退、加减挡、灯光、喇叭等一系列功能按键，也即通过所述USB手柄上的按键即可实现车辆的远程操控。当然，为了使监控中心的远程操控更具真实感，本实用新型还配备有与USB 手柄具有同等功能的方向盘、油门、刹车踏板等，从而满足不同用户的需求。

综上所述，本实用新型具有延时小、操控灵敏度高、远程遥控精确、可自动预警及避障等诸多的优点，从而使车辆可以通过无线网络远程控制，可根据用户意愿自由驾驶，并且能够在危险环境下保护驾驶员的安全，同时保证行车安全。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的工作原理示意图；

图3为本实用新型的具体业务流程图；

图4为本实用新型的初始化流程图。

具体实施方式

为了更好的理解本实用新型，下面结合具体实施例和附图对本实用新型进行进一步的描述。

如图1-4所示，一种多功能无人遥控机动平台，整个系统基于无线通信和有线通信结合的方式构架而成。其中，无线通信主要负责将车辆的视频数据及车辆状态信息数据回传到监控中心，同时将监控中心下发的车辆控制数据输送至车辆控制主机，完成驾驶控制。而有线通信主要是局域网通信，所有数据基于以太网传输，监控中心配备通信服务器、数据服务器以及若干数量的控制计算机，控制计算机可以外接方向盘或手柄，远程控制车辆。

本实用新型可以采集车辆行驶数据，实时显示车辆当前状态，如车速、电压、转向角度、挡位信息、续航里程、报警信息等；还可以记录车辆行驶数据，方便用户查阅历史记录。其还具有行车视频录像及回放功能以及多路视频切换功能。

车辆上的视频和数据需要以无线的方式传输到控制中心，通信距离有一定要求，公网有可能没有信号，所以选用短距离无线通信的方式来解决。本实用新型中的无线通信方式电子模块采用点对点宽带数据传输模块。该数据传输模块基于LTE无线通信标准，采用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)和MIMO(Multi-Input&Multi-Output)等关键技术，支持多种带宽分配，如10MHz、20MHz，扁平化系统架构设计，从而有效减少系统延时，提高系统传输能力，该设计具备传输距离远、数据吞吐量大、抗干扰性强的特点。该数据传输模块采用SOC(System-on-a-Chip)芯片，进而提高集成度，大大降低系统功耗，减小模块尺寸，方便集成应用。本数据传输模块的工作频段为2.4G、1.4G和800M三个频段，为后期选择频段提供很大灵活性。

无线通信距离在视距的情况下，最大可以达到5公里以上，通信速率不低于10Mpbs，传输时延不大于100ms。

所述车辆采用直流无刷电机为车辆提供动力；所述车辆具备倒车功能，倒车限速不超过5km/h；车辆采用伺服电机控制车辆转向，当车辆停止运动时，前轮自动回正；车辆的转向电机采用大减速比的减速箱，可以增大转向扭矩；车辆的刹车系统采用传统鼓式刹车，结构简单可靠。

车辆具有自动驻车功能，当车辆停止运动时，自动刹车，防止溜车；车辆还具有手刹驻车功能；并具备左、右轮单独刹车功能，为了在特殊情况下增大驱动能力。此外，车辆具备上坡辅助功能，可防止启动溜车；其控制模式分为手动、半自动和全自动三个模式。车辆配备有线控制手柄，方便在手动和半自动模式下操作。车辆前方安装红外高清摄像机，实时显示前方路况；摄像机具备夜视功能，夜晚开启红外补光。车辆还配备行车照明灯，为摄像机辅助照明。

红外高清摄像机通过无线传输模块，把路况视频实时发送到远程控制计算机上；车辆与监控中心采用双向无线数据链路，控制指令下发到车辆，车辆状态数据自动发送到远程控制计算机。车辆还配备行车雷达和倒车雷达，从而自动探测前方及后方障碍，紧急情况下可以自动刹车。车辆上安装声光警示灯，可以在车辆启动前通知附近人员，防止出现意外。

远程控制计算机外接方向盘、油门及刹车踏板，模拟真车驾驶感；远程控制计算机软件界面上显示车速、转向角度、行车雷达、电池电量及里程等信息；远程控制计算机可以连接多台被控车辆，但同一时刻只能连接和控制一台车辆。

车辆控制主机的工作原理：车辆控制主机将接收到的系统参数进行校验，判断有效性，之后进行更改，保存。当接收到控制信号后，对控制数据进行校验，正确后，根据系统参数与指定算法计算出最终输出值，再根据反馈信号来确定输出的准确性，完成一次控制操作。车辆控制主机将所有传感器检测到的数据进行保存，当上位机发送读取指令时，将数据进行打包发送。

此外，车辆控制主机根据传感器检测到的信号进行自动判断，如果检测出有碰撞危险，需要进行相应的安全处理。为提高系统的稳定性，当有数据出现异常情况后，车辆控制主机需要自动处理，修改异常数据，保证操作及控制的安全。

如果车辆控制主机与监控中心之间出现通信中断，需要等待一定时间，若仍旧中断所述车辆控制主机会发出报警信号，并进行刹车处理。如果为通信校验错误，所述车辆控制主机会向监控中心回应错误信号。如果检测到电压异常，所述车辆控制主机会发出报警信号，并进行刹车处理。

车辆控制主机和红外高清摄像机与远程控制计算机之间用无线网络建立连接，连接之前需要先修改配置文件和IP地址，连接USB手柄，如果去确认无误之后，运行软件，软件会加载配置信息并连接设备，连接完成，显示硬件的各项数据及视频数据，等待用户操作。

车辆控制主机和红外高清摄像机与远程控制计算机保持连接之后，就可以读取硬件设备的数据，并对硬件设备进行操作，可以通过USB手柄进行远端控制。如果操作异常，首先尝试重新连接，若多次尝试失败则自动查找错误并上报连接失败原因。

软件会自动记录硬件设备的运行记录和异常记录。同时也可手动操作记录视频数据，如截图或是保存视频文件。硬件设备运行期间会自动保存运行记录，可以查看历史数据以及删除不需要的数据。

待多功能无人遥控机动平台成功后，可通过USB手柄进远端操控，如手柄上的方向盘转动可控制硬件设备转动；手柄上的挡位可控制硬件设备的前进和后退；手柄上的加减速踏板可控制硬件设备的速度等。

通过USB手柄上的独立按键，可控制硬件设备的各种开关，如1号按键可控制硬件设备的喇叭开关；2号按键可控制硬件设备的灯光开关；3号按键可控制硬件设备的电机电源等。

通过软件可查看当前硬件设备的运行状态，如运行速度、剩余电量、障碍检测、位置信息、各开关状态等。所述硬件设备是指被驾驶车辆。

以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。