一种基于激光雷达的移动靶车运动控制系统的制作方法

1.本发明涉及靶车控制系统，尤其涉及一种基于激光雷达的移动靶车运动控制系统。


背景技术：

2.有轨移动靶车是进行常规或特种射击训练必备的现代射击设备，适用于公安、武警等特殊训练场所。有轨移动靶车一般采用多台靶车在横向直线轨道上来回移动，移动至轨道一端后自动换向，靶车之间的距离保持稳定对靶车稳定运行和军人准确射击至关重要。
3.目前，有轨移动射击靶车主要通过超声波、磁引导等传感器技术进行靶车运动控制。其中超声波视场角大，测距不稳定，在狭窄的轨道内，大视场角的超声波容易触碰到周围环境造成误触发，另外加上轨道内环境比较复杂，超声波测距不稳定也容易造成靶车有碰撞的风险；磁引导技术则需要在每条轨道到进行贴磁条，实施比较麻烦，长期维护成本高。因此，人们需要一种不依赖于超声波和磁引导等传感器进而实现靶车运动控制的技术。


技术实现要素：

4.本申请实施例在于提出一种基于激光雷达的移动靶车运动控制系统，解决现有技术存在的测距不稳定、实施复杂的问题。
5.一方面，一种基于激光雷达的移动靶车运动控制系统，包括：设置在每辆靶车车头和车尾的激光雷达，用于获取每辆靶车与前车、后车之间的距离，即靶车间距；控制单元，所述的控制单元与激光雷达信息连通，用于控制激光雷达，接收靶车间距，将靶车间距或靶车间距最大值、最小值之间的偏差值与预存的阈值比较，根据比较结果向执行单元或上位机发出指令；执行单元或上位机，操作靶车加速、减速，使靶车间距大于预存的靶车间距阈值或使靶车间距最大值与最小值之间的差值小于预存的偏差阈值。
6.在一种可能的实现方式中，所述的控制单元将靶车间距与预存的靶车间距阈值比较：当靶车间距大于预存的靶车间距阈值，控制单元不发出指令，靶车继续运行；当靶车间距小于预存的靶车间距阈值，控制单元向执行单元或上位机发出指令，控制间距过小的靶车加速或减速，使靶车间距大于预存的靶车间距阈值。
7.在一种可能的实现方式中，所述的控制单元将靶车间距最大值和最小值之间的偏差值与预存的偏差阈值比较：当靶车间距最大值、最小值之间的偏差值小于预存的偏差阈值，控制单元不发出指令，靶车继续运行；当靶车间距最大值、最小值之间的偏差值大于预存的偏差阈值，控制单元向执行单元
或上位机发出指令，控制靶车加速或减速，缩小靶车间距最大值、最小值之间的差值，使靶车间距最大值和最小值的差值小于预存的偏差阈值。
8.在一种可能的实现方式中，所述的靶车间距阈值为8—20cm,所述的偏差阈值为8-20cm。
9.在一种可能的实现方式中，所述的控制单元控制激光雷达工作或休眠。
10.在一种可能的实现方式中，当靶车向前行驶时，控制单元控制设置在车尾激光雷达休眠，车头激光雷达开始以固定频率探测前车距离；当靶车向后行驶时，控制单元控制车头激光雷达休眠，车尾激光雷达开始以固定频率探测后车距离。
11.在一种可能的实现方式中，所述的激光雷达工作频率为100-1000hz。
12.在一种可能的实现方式中，所述的后车车头激光雷达出射光在前车车尾上的光斑与车尾激光雷达具有距离，距离为10-38cm。
13.在一种可能的实现方式中，所述的激光雷达通过iic或者can接口与控制单元信息连通，所述的控制单元为微处理器。
14.在一种可能的实现方式中，所述的基于激光雷达的移动靶车运动控制系统，还包括报警单元，所述的报警单元与控制单元信息连通。
15.本申请实施例采用激光测距雷达检测有轨移动射击靶车之间的距离，将靶车间距或靶车间距最大值、最小值之间的偏差值与预存的阈值比较，根据比较结果控制靶车加速或减速，使靶车移动时前后车的间距保持稳定，保证靶车运行稳定。
附图说明
16.图1是本申请实施例的主视图。
17.图2是本申请实施例的模块连接示意图。
18.图3是本申请实施例的侧视图。
19.图4是本申请实施例加报警单元的模块连接示意图。
20.图中：1、靶车；2、激光雷达；3、控制单元；4、执行单元；5、上位机；6、报警单元；21、车头激光雷达；22、车尾激光雷达。
具体实施方式
21.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本申请的技术方案。
22.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申请。
23.为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，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，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
24.需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具
有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
25.由图1、图2所示，一种基于激光雷达的移动靶车运动控制系统，其包括：设置在每辆靶车1车头和车尾的激光雷达2，用于获取每辆靶车1与前车、后车之间的距离，即靶车间距；控制单元3，所述的控制单元3与激光雷达2信息连通，用于控制激光雷达2，接收靶车间距，将靶车间距或靶车间距最大值、最小值之间的偏差值与预存的阈值比较，根据比较结果向执行单元4（图2所示）或上位机5（图4所示）发出指令；执行单元4或上位机5操作靶车1加速、减速，使靶车间距大于预存的靶车间距阈值或使靶车间距最大值与最小值之间的差值小于预存的偏差阈值。
26.具体来说，所述的激光雷达2对靶车1的前车、后车进行测距，得到靶车间距，然后将数据传输给控制单元3，控制单元3内预存有靶车间距阈值或偏差阈值，控制单元3将靶车间距或靶车间距最大值、最小值之间的偏差值与预存的阈值比较，根据比较结果向执行单元4或上位机5发出指令，所述的执行单元4或上位机5控制着靶车的驱动装置，可根据指令控制靶车1加速或减速。
27.本申请实施例采用激光测距雷达检测有轨移动射击靶车1之间的距离，将靶车间距或靶车间距最大值、最小值之间的偏差值与预存的阈值比较，根据比较结果控制靶车加速或减速，使靶车移动时前后车的间距保持稳定，保证靶车1运行稳定。
28.控制单元3将靶车间距或靶车间距最大值、最小值之间的偏差值与预存的阈值进行比较，其中对靶车间距的阈值比较为：所述的控制单元3将靶车间距与预存的靶车间距阈值比较：当靶车间距大于预存的靶车间距阈值，控制单元3不发出指令，靶车1继续运行；当靶车间距小于预存的靶车间距阈值，控制单元3向执行单元4或上位机5发出指令，控制间距过小的靶车加速或减速，使靶车间距大于预存的靶车间距阈值。
29.靶车间距大于预存靶车间距阈值，说明靶车之间的距离处于安全距离，不需要进行调整；当靶车间距小于预存的靶车间距阈值时，靶车之间距离过近，控制单元3向执行单元4或上位机5发出指令，控制间距过小的靶车前车加速，与后车拉开距离；或控制间距过小的靶车后车减速，与前车拉开距离，使靶车间距大于预存的靶车间距阈值，保证靶车间距的稳定。
30.对靶车间距最大值、最小值之间的偏差值与预存的偏差阈值的比较为：所述的控制单元3将靶车间距最大值和最小值之间的偏差值与预存的偏差阈值比较：当靶车间距最大值、最小值之间的偏差值小于预存的偏差阈值，控制单元3不发出指令，靶车继续运行；当靶车间距最大值、最小值之间的偏差值大于预存的偏差阈值，控制单元3向执行单元4或上位机5发出指令，控制靶车1加速或减速，缩小靶车间距最大值、最小值之间的差值，使靶车间距最大值和最小值的差值小于预存的偏差阈值。
31.靶车间距最大值、最小值之间的偏差值小于预存的偏差阈值，说明靶车之间的间距稳定，不需要进行调整；当靶车间距最大值、最小值之间的偏差值大于预存的偏差阈值
时，说明靶车间距不稳定，控制单元3向执行单元4或上位机5发出指令，控制间距过小的靶车前车加速，与后车拉开距离；或控制间距过小的靶车后车减速，与前车拉开距离，使靶车间距最大值、最小值之间的偏差值小于预存的偏差阈值，保证靶车间距的稳定。
32.所述的靶车间距阈值为8—20cm,所述的偏差阈值为8-20cm。
33.所述的靶车间距阈值为8—20cm,所述的偏差阈值为8-20cm，满足实际应用需求。
34.所述的控制单元3控制激光雷达工作或休眠。
35.当靶车1向前行驶时，控制单元3控制设置在车尾激光雷达22休眠，车头激光雷达21开始以固定频率探测前车距离；当靶车1向后行驶时，控制单元控制车头激光雷达21休眠，车尾激光雷达22开始以固定频率探测后车距离。
36.通过对雷达下发休眠指令，同一时间内，只有车头激光雷达或车尾激光雷达工作，节省供电的同时也避免了前车的车尾激光雷达与后车的车头激光雷达，相互干扰的现象。
37.所述的激光雷达2工作频率为100-1000hz。
38.如图3所示，所述的后车车头激光雷达21出射光在前车车尾上的光斑与前车车尾上的车尾激光雷达22具有距离，距离为10-38cm。
39.激光雷达安装的高度为30cm，由于两台激光雷达对射工作时会出现过曝现象产生异常值，故需要将车头激光雷达21、车尾激光雷达22错开安装。
40.所述的激光雷达通过iic或者can接口与控制单元信息连通，所述的控制单元为微处理器。
41.由于激光雷达接口丰富，靶车1前后均安装激光雷达2时可使用iic或者can接口，总线方式节省控制单元3的io口资源，同时各功能单元相互独立互不干扰，对维修成本也大大降低。
42.如图4所示，所述的基于激光雷达的移动靶车运动控制系统，还包括报警单元6，所述的报警单元6与控制单元3信息连通。
43.所述报警单元6用于在控制单元3发现靶车间距小于预存的靶车间距阈值或靶车间距最大值、最小值之间的偏差值大于预存的偏差阈值时，发出警报。报警单元6可以为报警灯或报警广播装置。
44.以上结合具体实施例描述了本申请的技术原理。这些描述只是为了解释本申请的原理，而不能以任何方式解释为对本申请保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本申请的其它具体实施方式，这些方式都将落入本申请的保护范围之内。