[发明专利]一种基于FPGA的障碍物识别与靶车定位系统

说明书

本发明提供一种基于FPGA的障碍物识别与靶车定位系统，包括车载控制模块、数据传输模块以及远程控制终端；在设定时长内未接收到远程控制终端的控制指令且障碍物相对靶车的相对距离大于预设的警戒距离、障碍物相对靶车的预计接触时间小于设定阈值时，由车载控制模块综合处理相关数据后自主执行相关动作指令，绕开障碍物，从而保障靶车安全；由此可见，本发明在使用者由于车速较快或者其它影响远程控制终端显示靶车前方视频信息而无法快速作出响应的情况下，由车载控制模块接收障碍物信息并自主控制靶车避障，智能化程度更高，提高了靶车在实际使用中的安全性。

技术领域

本发明属于靶车技术领域，尤其涉及一种基于FPGA的障碍物识别与靶车定位系统。

背景技术

靶车在部队打靶训练使用过程中，具体表现为移动靶车在特定靶场行驶的过程中，考虑到靶场周围环境的特性，一般为高低起伏，凹凸不平的地形，当靶车在训练过程中行驶到弹坑与难于越过的碎石附近时，需要使用者通过摄像头识别靶车前方路况，远程控制靶车行驶方向以避开障碍物，继续完成打靶训练任务。目前这种避障方式控制方法比较单一，只通过人眼识别图传电台传输过来到上位机的靶车前方视频图像来判断行驶环境，当靶车行驶速度较快(≥90km/h)时，使用者反应能力有限，有可能导致靶车与障碍物发生碰撞或者陷入弹坑中，给使用者远程控制和部队打靶训练造成影响。

发明内容

为解决目前高速靶车避障能力方式单一的问题，本发明提供一种基于FPGA的障碍物识别与靶车定位系统，可以实现靶车在高速行驶时由车载控制模块自主判断前方障碍物信息，提高了靶车在实际使用中的安全性。

一种基于FPGA的障碍物识别与靶车定位系统，包括车载控制模块、数据传输模块以及远程控制终端；

当靶车行驶速度大于设定值且靶车前方存在障碍物时，车载控制模块通过采集靶车周围环境的原始图像信息并进行图像转化操作，得到障碍物相对靶车的相对距离和预计接触时间；车载控制模块将相对距离和预计接触时间通过数据传输模块传递至远程控制终端供使用者观察，并判断是否在设定时长内未接收到使用者的控制指令且所述相对距离大于预设的警戒距离、所述预计接触时间小于设定阈值，若为是，车载控制模块通过调整油门踏板开度与刹车踏板开度来降低靶车速度，当靶车速度降低至设定值时，车载控制模块执行方向盘转弯动作，最终绕开障碍物。

进一步地，所述车载控制模块包括FPGA开发板、双目摄像头以及双天线GPS板卡；

所述双目摄像头用于实时采集靶车周围环境的原始图像信息；当靶车行驶速度大于设定值且靶车前方存在障碍物时，FPGA开发板通过对靶车周围环境的原始图像信息进行图像转化操作，得到障碍物相对靶车的相对距离和预计接触时间，再将相对距离和预计接触时间通过数据传输模块传递至远程控制终端供使用者观察，然后判断是否在设定时长内未接收到使用者的控制指令且所述相对距离大于预设的警戒距离、所述预计接触时间小于设定阈值，若为是，FPGA开发板通过调整油门踏板开度与刹车踏板开度来降低靶车速度，当靶车速度降低至设定值时，FPGA开发板执行方向盘转弯动作，最终绕开障碍物；

所述双天线GPS板卡通过双天线对靶车位置进行差分定位，并将差分定位信息传输给FPGA开发板；

所述FPGA开发板还通过连接靶车的电子控制单元获取靶车状态信息，并将靶车状态信息、差分定位信息以及障碍物相对靶车的相对距离和预计接触时间通过数据传输模块传输至远程控制端，供使用者随时查看。

进一步地，所述图像转化操作为：FPGA开发板采用滤波算法对靶车周围环境的原始图像信息进行滤波处理以及Modelsim波形仿真，得到障碍物相对靶车的相对距离和预计接触时间。

进一步地，所述双天线GPS板卡的前天线和后天线分别固定在靶车车顶中轴线的前后位置，并与靶车车身平行。