[发明专利]一种无光条件下铁路车辆装卸载的引导装置及方法

权利要求书

1.一种用于无光条件下导引铁路车辆装卸载的装置，其特征在于，包括：多个超声测距传感器、多个红外深度视觉传感器、显示控制器、车辆控制器、基于自适应神经网络平行泊车模糊控制系统和车辆装卸载转向控制的模糊推理系统；

多个超声测距传感器分别位于车辆的四个顶点，每个超声测距传感器用于检测对应的车辆顶点与平板车前端的距离，并将其传输给车辆控制器；

多个红外深度视觉传感器分别位于车辆的四个顶点，每个红外深度视觉传感器用于获取对应的车辆顶端的图像，并将其传输给显示控制器；

显示控制器用于获取车辆顶端的图像并显示，再将车辆顶端的图像传输给车辆控制器；

车辆控制器用于获取车辆顶点距离平板车前端的距离和车辆顶端的图像并对其进行处理，再根据处理结果导引车辆装卸载；

基于自适应神经网络平行泊车模糊控制系统用于控制车辆装卸载过程中自动泊车；

车辆装卸载转向控制的模糊推理系统用于规划车辆装卸载路径。

2.根据权利要求1所述的用于无光条件下引导铁路车辆装卸载的装置，其特征在于，所述引导车辆装卸载具体为：引导车辆的转向、加速、制动、换挡和自动装载。

3.一种用于无光条件下引导铁路车辆装卸载的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，根据三球定位原理确定车辆上每个顶点对应的三维坐标，再根据投影定理将每个顶点对应的三维坐标转化为二维坐标，得到车辆上每个顶点对应的二维坐标；

步骤2，建立低速倒车运动学模型，将车辆上每个顶点对应的二维坐标输入低速倒车运动学模型中，基于阿克曼转向原理输出车辆装卸载的预期轨迹，车辆根据预期轨迹进行装卸载；

步骤3，车辆装卸载过程中基于自适应神经网络平行泊车模糊控制系统进行自动泊车，采集多组车辆装卸载的泊车轨迹数据，并根据采集的车辆装卸载的泊车轨迹数据建立车辆装卸载转向控制的模糊推理系统，若车辆装卸载不能实现一步到位时，车辆装卸载转向控制的模糊推理系统会规划出车辆的二次装卸载路径；否则，车辆装卸载一步到位。

4.根据权利要求3所述的用于无光条件下引导铁路车辆装卸载的方法，其特征在于，根据三球定位原理确定车辆上每个顶点对应的三维坐标具体为：

首先，确定火车平板车上的固定点a、b、c、d和e以及汽车尾部右部顶点A，其中，a和b是火车平板车车头顶端对应的点，c和d是火车平板车车辆尾部的顶端对应的点；A是汽车尾部右部顶端对应的点；

其次，根据三球定位原理依次计算a、b、c、d和e距离A点的距离，得出a、b、c、d和e的三维坐标依次为(X_a,Y_a,Z_a)、(X_b,Y_b,Z_b)、(X_c,Y_c,Z_c)、(X_d,Y_d,Z_d)、和(X_e,Y_e,Z_e)。

5.根据权利要求4所述的用于无光条件下引导铁路车辆装卸载的方法，其特征在于，根据三球定位原理依次计算a、b、c、d和e距离A点的距离，得出a、b、c、d和e的三维坐标具体为：

其中，c为超声波在空气中的传播速度；T为当地温度，华氏度；△₁t为a位置超声波释放接收装置从释放到接收到超声波信号的时间差，△₂t为b位置超声波测距装置从释放到接收到超声波信号的时间差，△₃t为c位置超声波测距装置从释放到接收到超声波信号的时间差。