[发明专利]一种战术机器人智能靶标系统及其控制方法

说明书

本发明提供一种战术机器人智能靶标系统及其控制方法，系统包括智能靶标移动平台、报靶设备、基站节点和主控中心；控制方法包括如下步骤：1）基站节点分布；2）路径下发；3）位置坐标的计算与存储；4）速度期望值的获取；5）行走电机速度及偏角计算；6）避障。本发明可以实现即时定位、路径规划、自主导航和避障，操作简单，易于维护，且具有很高的通信速率和通信可靠性，定位精度高。

技术领域

本发明涉及智能靶标技术领域，尤其涉及一种战术机器人智能靶标系统及其控制方法。

背景技术

信息化条件下作战，环境复杂、情况多变、对抗激烈，对作战人员的战斗技能、应变能力和心理抗压能力提出了更高的要求，科学技术的进步和军事斗争准备的需要，推动了无人靶标的发展。

战术机器人靶标系统在军事射击训练过程中起着很大的作用，主要用于模拟匪徒的动作行为，一般基于移动式平台，主要有以下三种方案：

（1）在场地内铺设轻轨或型材作为导轨，靶标可在轨道内往返运行，速度可控，缺点是铺设轨道需要对原先的场地进行改造，工作量大，靶标的运动路线固定，具备可预测性；

（2）在场地内铺设磁条，靶标通过测量路径上的磁场信号来获取自身相对于目标跟踪路径之间的位置偏差，从而实现靶标的控制及导航，缺点是磁条容易破损，需要定期维护，路径变更需要重新铺设磁带；

（3）开环控制，设定靶标在初始位置坐标，依靠靶标自身的电机编码器实时计算当前位置，优点是不需要对场地做改动，使用简便，缺点是对电机编码器精度要求比较高，不能形成大闭环控制，往往多次行走后位置会有很大的偏差。

发明内容

针对以上现有技术中存在的问题，本发明旨在提供一种战术机器人智能靶标系统及其控制方法，该机器人靶标具备实时定位、自主避障及导航功能，转弯灵活，可搭载不同的报靶设备，如起倒靶、胸环靶、人形靶等等，用于模拟不同的训练场景。

为实现上述的目的，本发明采用以下的技术方案来实现：

一种战术机器人智能靶标系统，包括智能靶标移动平台、报靶设备、基站节点、主控中心。

所述的智能靶标移动平台，包括上盖板和下车体；上盖板通过铰链与下车体连接，上盖板上可根据实际训练需求搭载不同的报靶设备；下车体的前后端面均设有两个超声避障模块，该超声模块均采用自发自收模式且超声感应阈值可调，通过有线串行通讯接口与主控制器连接；下车体的左右两个侧面均设有两个行走模组；行走模组主要包括橡胶轮组件、直流无刷电机和行星减速箱，其中直流无刷电机内部集成高分辨率光电编码器；下车体左右两个侧面中间各设有把手，方便运输携带，后端面正中心上下分布有上电开关和急停开关，开关的两侧各设有一排航插和天线。下车体内部四个对角分别设有转向舵机，每个行走模组可以独立转向，转向舵机通过CAN总线级联与主控制器通讯；下车体底部安装有电池箱，电池箱的下面设有姿态传感模块，通过串行485接口将数据发送至主控制器，姿态传感模块用于实时感知智能移动靶标平台的位姿；电池箱正上面设有主控制器，主控制器的左右两侧分别设有两个行走驱动器，行走驱动器通过CAN总线级联与主控制器通讯；主控制器前侧靠近航插的区域设有固态接触器、电源分流器和标签节点；其中固态接触器用于靶标平台充电控制，电源分流器用于将电池的电源分流至车内各模块，标签节点用于靶标平台的实时定位，通过USB接口与主控制器通讯；主控制器后侧靠近下车体前端面区域设有无线网桥，通过无线网络与主控中心通讯。

优选的，所述的报靶设备搭载在智能靶标移动平台上，可以根据训练需要选择相应的报靶设备，支持起倒靶、摇摆靶、侧转靶和固定靶。

优选的，所述的基站节点和标签节点由MCU微控芯片、UWB无线收发芯片、FLASH扩展存储器、USB接口电路、PCB天线、时钟芯片和电源模块构成，MCU微控芯片的输出端与UWB无线收发芯片、FLASH扩展存储器和USB接口电路相连，UWB无线收发芯片的输出端与PCB天线连接，时钟芯片与MCU微控芯片连接，电源模块与MCU微控芯片、UWB无线收发芯片和时钟芯片相连。