[发明专利]异物检测清扫系统的无人化编队控制系统及其控制方法

说明书

本发明涉及机场道面异物检测技术领域，具体为异物检测清扫系统的无人化编队控制系统及其控制方法，包括信号控制模块、用于向检测车以及清扫车发送指令的指挥测控子系统和自驾控制模块，所述信号控制模块由ARM控制核心和数据收集分发模块组成；所述指挥测控子系统由信号遥测模块、中央控制模块和人机交互模块组成；所述自驾控制模块由姿态解算模块、遥控模块以及自驾系统算法组成。本发明在检测车和清扫车上均装载有自驾控制模块，可实现无人车的自动检测清扫任务，大大减少了人力的参与，减轻了工人的劳动强度。

技术领域

本发明涉及机场道面异物检测技术领域，具体为异物检测清扫系统的无人化编队控制系统及其控制方法。

背景技术

对于航空器来说，在起飞过程中若机场道面存在异物是一件非常危险的事情，因为一个小小的异物都有可能会造成非常严重的后果。而为了机场道面的异物定点清除，确保航空器的安全起飞和降落，每个机场都必须配备有一个专门的异物检测与清扫系统。

在异物检测与清扫系统中，利用检测车在机场道面上进行巡查，当检查到异物后，再由清扫车进行清扫，完成机场道面的异物检测清扫任务，确保飞行器的安全行驶，为驾驶员及乘客提供安全保障。由于机场道面的范围广、面积大，若采用人工驾驶检测车和清扫车，不仅劳动强度大，且容易在巡查过程中出现漏检情况，同时也不便于信息的反馈。因此，若为异物检测清扫系统设计一种编队控制系统，实现自动化检测，不仅可以减少人力的参与，减轻劳动强度，也便于检测车和清扫车之间进行信息通讯，从而提高整体的工作效率，确保机场道面的安全。为此，我们提出了异物检测清扫系统的无人化编队控制系统及其控制方法以良好的解决上述弊端。

发明内容

本发明的目的在于提供异物检测清扫系统的无人化编队控制系统及其控制方法，用于实现无人车的自动驾驶巡航功能，减少人力的参与，从而确保机场道面的安全。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

异物检测清扫系统的无人化编队控制系统，包括信号控制模块、用于向检测车以及清扫车发送指令的指挥测控子系统和自驾控制模块，所述信号控制模块由ARM控制核心和数据收集分发模块组成，用于检测车或清扫车和指挥测控子系统之间的通讯以及指令收发；所述指挥测控子系统由信号遥测模块、中央控制模块和人机交互模块组成，用于向检测车和清扫车发送指令；所述自驾控制模块由姿态解算模块、遥控模块以及自驾系统算法组成，用于操控检测车或清扫车按既定轨道航向。

优选的，所述ARM控制核心包括有MCU01和MCU02两台微型计算机，其中MCU01和MCU02之间通过RS232串行接口连接。

优选的，所述数据收集分发模块采用i7CPU计算机，用于收集检测车和清扫车的状态数据以及接收任务指令。

优选的，所述信号遥测模块采用的通讯电台的通信距离大于5km，通信方式采用433m无线发射；所述中央控制模块用于通信链路的管理及数据处理计算；所述人机交互模块用于显示系统的运行状态和指令的输入，人机交互模块和中央控制模块之间通过电性连接。

优选的，所述姿态解算模块包括有加速度计、陀螺仪、磁力计以及航向定位系统，用于计算检测车或清扫车的姿态信息；所述遥控模块采用风迎T12遥控器，用于设备运动模式的切换；所述自驾系统算法包括有自主导航系统、行进运动控制模块、路径规划航机和激光雷达避障模块，用于实时规划检测车或清扫车的运动路径。

优选的，所述路径规划航机采用L1制导控制器，所述激光雷达避障模块包括激光雷达和舵角控制器，所述激光雷达的测距精度小于2cm，测距范围为0.5m至200m。

采用异物检测清扫系统的无人化编队控制系统的控制方法，包括以下步骤：

步骤一：通过人机交互模块向检测车发送巡航任务，检测车上的信号控制模块接收指令，并由自驾系统算法生成巡航路径，检测车开始巡航；