[发明专利]一种无人三栖车的控制系统及其控制方法

摘要

本发明公开了一种无人三栖车的控制系统及其控制方法，所述的系统包括信息采集模块、信息处理模块、模式选择模块和执行机构模块；所述的信息采集模块包括GPS定位传感器、一对CCD图像传感器、陀螺仪、微波雷达传感器、主驱动电机转速传感器、副驱动电机转速传感器和角位移传感器；所述的信息处理模块包括嵌入式电控单元；所述的模式选择模块包括陆地模式控制器、水上模式控制器、飞行模式控制器和六个电控离合器。本发明通过设置陆地模式、水上模式和飞行模式之间进行自主切换的模式选择模块，克服了现有两栖车的控制系统不能控制无人三栖车的问题，具有可靠的稳定性和鲁棒性，使无人三栖车能够实现水、陆、空多用的功能。

主权项

一种无人三栖车的控制系统，其特征在于：包括信息采集模块(2)、信息处理模块(1)、模式选择模块和执行机构模块；所述的信息采集模块(2)包括GPS定位传感器(3)、一对CCD图像传感器(4)、陀螺仪(5)、微波雷达传感器(6)、主驱动电机转速传感器(7)、副驱动电机转速传感器(8)和角位移传感器(9)，所述的GPS定位传感器(3)、一对CCD图像传感器(4)、陀螺仪(5)、微波雷达传感器(6)、主驱动电机转速传感器(7)、副驱动电机转速传感器(8)和角位移传感器(9)分别通过电线连接到信息处理模块(1)；其中，GPS定位传感器(3)用来获取无人三栖车的定位信息、确定无人三栖车的位置，CCD图像传感器(4)用来采集无人三栖车前方图像数据，陀螺仪(5)用来精确地确定运动车体的姿态，微波雷达传感器(6)用来检测影响无人三栖车行驶的前方障碍物，主驱动电机转速传感器(7)和副驱动电机转速传感器(8)分别用来获取主驱动电机转速信号和副驱动电机转速信号，角位移传感器(9)用来检测步进电机(13)的旋转角度；所述的信息处理模块(1)包括嵌入式电控单元(10)，其作用是根据信息采集模块(2)获取的当前外部环境信息进行处理，与预装在嵌入式电控单元(10)里的地理信息数据结合，自主判断选择正确的模式，从而控制执行机构模块中的部件进行相应的动作；所述的外部环境信息包括无人三栖车的位置、姿态、前方道路图像、前方障碍物在车体坐标系中的位置；所述的模式选择模块包括陆地模式控制器(29)、水上模式控制器(11)、飞行模式控制器(12)和六个电控离合器，其中，电控离合器A(27)控制陆地模式时驱动动力传递的通与断；电控离合器B(23)控制水上模式时驱动动力传递的通与断；电控离合器C(19)控制飞行模式时驱动动力传递的通与断；电控离合器D(25)控制陆地模式时转向动力传递的通与断；电控离合器E(20)控制水上模式时转向动力传递的通与断；电控离合器F(15)控制飞行模式时转向动力传递的通与断；陆地模式控制器(29)控制电控离合器A(27)和电控离合器D(25)的开与关；水上模式控制器(11)控制电控离合器B(23)和电控离合器E(20)的开与关；飞行模式控制器(12)控制电控离合器C(19)和电控离合器F(15)的开与关；模式选择模块的作用是根据信息处理模块(1) 发送的指令控制三种模式控制器，从而控制相应的电控离合器的接合与分离，从而使无人三栖车切换到正确的模式中；所述的执行机构模块由主驱动电机(28)、副驱动电机(14)和一个步进电机(13)组成；主驱动电机(28)既作为陆地模式时汽车驱动电机，也作为水上模式时螺旋桨(22)的驱动电机，还作为飞行模式时上旋翼(18)的驱动电机；副驱动电机(14)在飞行模式下只驱动下旋翼(16)；在陆地模式和水上模式时，步进电机(13)控制无人三栖车的转向，而在飞行模式时步进电机(13)控制无人三栖车的前进与后退。