[发明专利]一种无人车对抗教学实验系统

说明书

技术领域

本发明属于教学实验仪器领域，具体涉及一种多功能无人车对抗教学实验系统。

背景技术

目前，大多数教学仪器设备都属于演示验证性和简单设计性的，对综合性和创新性的要求比较低，尤其是跨学科、跨专业的教学设备。对于信息与通信领域的高校学生和教师来说，使学生充分理解和掌握自动化控制、通信、光电、电子、信息处理等专业知识，是提高学生综合素质和专业能力的关键。因此，设计一种融合多专业的电子教学实验仪器系统具有十分重要的现实意义。

在电子教学实验仪器系统设计方面，专利CN101059918设计了一种电子自动控制技术的教学实验演示仪器，是一种集信息采集、动作时间多档可调、多种控制于一体的装置；专利CN101630461涉及一种电子测量教学设备及其使用方法，利用计算机仿真手段提供电子测量实验的虚拟环境，利用模拟硬件接口模块提供电子测量实验的硬件操作环境；专利CN201859577U设计了一种组合式开放型电子技术实验台；专利CN101075382设计了一种由电子测量工作站、计算机和实验装置构成的教学工作站；专利CN201251873设计了一种电工电子及自动化综合实验装置，由开关控制模块、直流电源实验模板、变频器实验单元等模块组成。从上述专利可以看出，目前电子教学仪器主要集中在单学科、简单组合、功能验证等方面，对多专业、多学科的综合性设计不多，无法提高学生的创新能力。另外，多专业、多学科综合的教学设备制造成本高也是其相对较少的原因之一。

针对无人车，目前的研究集中在机械设计、控制系统、行车路线设计、导航等方面，主要应用于安全排爆、危险环境作业、战场侦察等领域，但将其设计成对抗教学实验系统还研究较少。

发明内容

本发明针对现有电子教学实验系统所存在的上述问题和不足，提供一种模块化、组合式、开放式、满足多种信息类创新型人才培养的教学综合实验平台，即一种无人车对抗教学实验系统。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种无人车对抗教学实验系统，由红、蓝双方无人车群组成，每方无人车群包括至少两辆无人车、中心控制主站和无人车对抗实验控制软件；其特征在于：所述的无人车包括无人车车体、车载摄像头、超声波测距传感器、数字信号处理（Digital Signal Processing，DSP）模块、驱动模块、无人车控制模块、无人车扩频传输模块、红外收发模块、对抗判决模块、语音报警模块和无人车电源模块；其中：

（1）所述的车载摄像头主要获取无人车周围的环境图像信息，并将其传输至数字信号处理模块；

（2）所述的超声波测距传感器在获取无人车四周到障碍物及其它无人车之间的距离信息后，并将其距离信息传输至数字信号处理模块；

（3）所述的数字信号处理模块在接收车载摄像头传输的环境图像信息和超声波测距传感器传输的距离信息后，通过内置的目标识别处理算法完成目标的识别，并将到达障碍物距离、检测目标等信息传输至无人车控制模块；

（4）所述的驱动模块与无人车控制模块相连，根据无人车控制模块所提供的控制命令控制无人车的前进/后退、左转/右转和炮台旋转，同时，将无人车运动速度反馈至无人车控制模块；

（5）所述的无人车控制模块，依据数字信号处理模块给出的目标识别信息及红外接收模块提供的被打击信息，利用现场可编程门阵列实现对驱动模块、无人车扩频传输模块、红外收发模块、对抗判决模块和语音报警模块的控制；如果数字信号处理模块提供的数据显示在打击范围内没有目标或判断为已方目标时，无人车控制模块将作用于驱动模块，采取行进或绕行的处理方式；如果数字信号处理模块提供的数据显示是敌方目标，无人车控制模块将作用于红外收发模块进行红外打击，并进一步作用于语音报警模块进行打击语音提示；如果无人车在行进过程中被对方无人车击中，红外收发模块会将击中信息传输给无人车控制模块，无人车控制模块将首先作用于语音报警模块进行击中语音提示，其次再作用于对抗判决模块减少生命值一次；

（6）所述的无人车扩频传输模块，安装内置天线，将中心控制主站发送的控制指令传输到无人车控制模块，以及在无人车控制模块的控制下，将检测到的距离、目标及自身生命值等信息回传至中心控制主站的主站扩频传输模块；

（7）所述的红外收发模块，在无人车控制模块的作用下完成红外打击，并在受到敌方无人车红外打击后，将击中信息发送给无人车控制模块；

（8）所述的对抗判决模块，在被红外击中后，通过无人车控制模块的作用，将生命指示灯灭掉一盏，直到全部指示灯灭掉；