[发明专利]多自主车辆决策与控制实时仿真实验系统

摘要

本发明涉及群体机器人和智能交通领域，提出并实现一种多自主车辆决策与控制实时仿真系统。实时仿真系统由多个部分构成，主要包括：多自主车辆系统、无线通信系统、室内定位系统和PC信息处理系统，其特征在于：室内定位系统获取自主车辆位置信息，PC信息处理系统将每辆自主车的位置信息转化成实际坐标，并通过无线通信系统将车辆的实际坐标实时发送给相应的自主车。各系统由不同的功能模块组成，各模块独立完成工作且相互联系。基于该实时仿真系统进行分布式优化方法研究、安全控制算法设计、再现智能交通系统中多自主车辆协作过程和实验结果分析等。

主权项

多自主车辆决策与控制实时仿真实验系统，在实验室范围内实施和运行，包括多自主车辆系统、无线通信系统、室内定位系统和PC信息处理系统四大部分，其特征是：所述多自主车辆系统又分为信息采集处理模块、数据提取融合模块、决策控制模块和硬件驱动模块，其中，所述信息采集处理模块由红外测距传感器、数字摄像头、光电编码器和辅助控制器构成，所述数据提取融合模块和决策控制模块主要由主控制器实现；所述无线通信系统由多个无线通信模块组成，根据需要进行组网；所述室内定位系统包括超声波发送器、目标追踪器和网络控制器；所述PC信息处理系统，主要用于定位数据处理并将数据实时发送给自主车辆，其中：所述信息采集处理模块，实现对实体多自主车辆传感器信息数据的获取、存储和去噪；所述数据提取融合模块，实现对实体多自主车辆传感器所获信息数据的融合；所述决策控制模块，实现对实体多自主车辆的决策和控制；所述硬件驱动模块，实现对实体多自主车辆运动执行器即直流永磁电机的驱动；所述无线通信模块，实现实时仿真实验系统顶层定位信息向实体多自主车辆实时位置坐标信息的单向发送以及实体多自主车辆信息的交互；所述超声波发送器，实现周期性的超声波发送，对实体多自主车辆唯一的ID身份认证；所述目标追踪器，实现对实体多自主车辆周期性的超声波接收；所述网络控制器，实现对室内定位系统所组网络的控制以及目标追踪器与PC机的通信；所述PC信息处理系统，实现对室内定位系统网络控制器传送信息的实时处理、显示、自主车运动位置的同步映射，并将处理后的自主车辆实时位置坐标传输至无线通信模块；整个系统结构上采用模块化，在实际实现上采用分层控制方式，主要完成对实体多自主车辆决策与控制实时仿真实验，多传感器信息采集和处理主要通过自主车辆辅助控制器实现；数据提取和融合主要通过自主车主控制器实现，决策和控制主要通过自主车主控制器实现，控制对象为纵向运动驱动的直流永磁电机和转向驱动的舵机，主控制器通过RS232串口与辅助控制器通信；实时位置坐标的处理和传输通过实时仿真实验系统的顶层即PC信息处理系统实现。