[发明专利]一种无人车对抗教学实验系统

摘要

本发明公开了一种针对高校创新实验平台建设的无人车对抗教学实验系统，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可自主移动的作战无人车、中心控制主站和无人车对抗实验控制软件，作战无人车采集周围环境、物体的图像和距离信息，进行目标识别处理后发出控制指令实现无人车驱动、目标识别、红外收发、对抗判决、语音报警和数据回传等功能。本发明实现了基于模块化的无人车驱动控制、超声测距、图像实时处理、扩频通信、红外收发、语音报警和信息对抗的多功能实验功能，系统提高了对抗平台的智能化水平，提升了实验的创新性，从而提高了学生对控制、通信、光电、电子和信息的综合实验水平和学科交叉能力。

主权项

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:所述的无人车包括车体、车载摄像头、超声波测距传感器、数字信号处理模块、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、语音报警模块与无人车电源模块；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；（9）所述的语音报警模块，在无人车电源模块上电、无人车接收到中心控制主站传输的初始化命令、数字信号处理模块判断为敌方目标或红外收发模块传输了击中信息四种情况下，在无人车控制模块的作用下，分别进行致词、准备就绪、打击、被击中及退出对抗的语音提示；（10）所述的无人车电源模块为数字信号处理模块、驱动模块、无人车控制模块、无人车扩频传输模块及语音报警模块供电；所述的中心控制主站包括上位机、主站控制模块、主站扩频传输模块、外置天线和主站电源模块，车载摄像头和超声波测距传感器固定在无人车车体四周；数字信号处理模块、驱动模块、无人车控制模块、无人车扩频传输模块、语音报警模块和无人车电源模块安装在无人车车体内部；红外收发模块和对抗判决模块安装在无人车车体顶部；所述的车载摄像头和超声波测距传感器与数字信号处理模块连接；所述的无人车控制模块与数字信号处理模块、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、语音报警模块以及无人车电源模块通过排线连接；所述的上位机与主站控制模块通过USB连接线连接；主站扩频传输模块与主站控制模块通过排线连接，同时接外置天线；主站电源模块与主站控制模块和主站扩频传输模块连接；所述的无人车对抗实验控制软件安装在上位机上，主要完成参数设置、指令控制、对抗状态显示和文件管理等功能；车载摄像头和超声波测距传感器采 集获得的图像和距离信息通过数字信号处理模块进行目标识别处理后传输至无人车控制模块，无人车扩频传输模块接收中心控制主站的控制指令后，将其传输给无人车控制模块，无人车控制模块根据指令控制相应的无人车模块进行工作，实现无人车的驱动、目标识别、红外收发、对抗判决、语音报警和数据回传等功能。