[发明专利]基于气流运动的隧道内复杂路况车辆水平引导系统

说明书

本发明涉及一种基于气流运动的隧道内复杂路况车辆水平引导系统，包括控制器端和终端，终端包括置于车辆上的探测模块，媒体模块，存储模块，处理模块，通信模块以及置于车辆下部的移动模块。其中，探测模块，包括风速仪、风向仪、温度计和GPS定位器,用于探测隧道未知空间内的气流运动方向、强度、环境温度和位置情况，将监测数据传给存储模块；媒体模块，由微型云台摄像头、传声器组成；用于感知未知空间内的影音信息，将感知数据传给存储模块；处理模块，包括微处理器，从存储模块实时调取探测、媒体模块存储的信息，用于选取温度安全、开口尺寸形状可通过、空气流通顺畅的路径，建立行驶方案，传给控制器端，并传给移动模块执行。

技术领域

本发明涉及多传感器信息融合技术领域，具体设计出一套基于气流运动的隧道内复杂路况车辆水平引导系统。

背景技术

运用多传感器信息融合技术在解决探测、跟踪和目标识别等问题方面，能够增强系统生存能力，提高整个系统的可靠性和健壮性，增强数据的可信度，提高精度，扩展系统的时间、空间覆盖率，增加系统的实时性和信息利用率等。作为多传感器融合的研究热点之一，融合方法一直受到人们的重视，这方面国外已经作了大量的研究，并且提出了许多融合方法。目前，多传感器数据融合的常用方法大致可分为两大类：随机和人工智能方法。信息融合的不同层次对应不同的算法，包括加权平均融合、卡尔曼滤波法、Bayes估计、统计决策理论、概率论方法、模糊逻辑推理、人工神经网络、D-S证据理论等。

在实际应用中，现有信息融合技术的稳定性，可操作性强，但是对于室内水平移动目标的引导采样需求缺乏针对性模型，以空气流动作为参考条件的处理研究较少。

具体而言，目前，无人驾驶技术还处在实验阶段。在平稳路面上，实验车辆安全行驶速度低于40km/h，在应对复杂路况与迷宫环境，难以自适应判断移动路径、找到出口并行驶出此类环境区域。在隧道内爆炸、狭窄空间内交通事故等条件下，让小型无人自走侦察车(后简称侦察车)在复杂区域内行驶，大多要依靠操作员主观经验遥控执行，现有遥控的精度也难以复杂区域内的小型移动对象准确定位。在缺乏隧道未知区域环境信息的前提下，研究易感应、自适应的水平移动引导系统，避免或减小上述问题的措施，成为了车辆引导设计中面临的很大的挑战。

发明内容

本发明提出的方法中，以多传感器信息融合技术为基础，在侦察车辆顶部设置风速风向仪、温度计、微型云台摄像头、mic(microphone，麦克风,话筒，或称为传声器)、GPS设备和天线，车内设置开发板、微处理器芯片插槽和内存卡插槽，根据外界自然风或入口处风机送风，进行智能判断，寻找探索另一侧出口或原路返回，能够与入口控制器无线通信，无线回传隧道内实时环境影音资料。技术方案如下：

一种基于气流运动的隧道内复杂路况车辆水平引导系统，包括控制器端和终端，终端包括置于车辆上的探测模块，媒体模块，存储模块，处理模块，通信模块以及置于车辆下部的移动模块，其中，

探测模块，包括风速仪、风向仪、温度计和GPS定位器,用于探测隧道未知空间内的气流运动方向、强度、环境温度和位置情况，将监测数据传给存储模块。

媒体模块，由微型云台摄像头、传声器组成。用于感知未知空间内的影音信息，将感知数据传给存储模块。

存储模块，负责存储探测模块、媒体模块监测感知数据，用于处理模块调取分析，以及提供给通信模块发送到后方控制器。

处理模块，包括微处理器，从存储模块实时调取探测、媒体模块存储的信息，用于选取温度安全、开口尺寸形状可通过、空气流通顺畅的路径，建立行驶方案，传给控制器端，并传给移动模块执行。

移动模块，包括可转向轮，置于车辆下部，根据处理模块行驶方案实施移动。

通信模块，用于将存储模块数据和处理模块方案指令实时传输到控制器端，将控制器端的指令传给处理模块，实现上下行双工通信。