基于模块化控制的智能障碍探测车制造技术

本实用新型专利技术属于障碍探测技术领域，具体涉及基于模块化控制的智能障碍探测车。它包括：车体；所述车体底部设置有轨道轮，通过所述轨道轮，所述车体可以沿着轨道运动；所述轨道轮与驱动电机电连接，所述驱动电机驱动轨道轮运动；所述车体的内部设置有驾驶位，供使用者乘坐使用；其特征在于，它还包括：控制模块、图像识别模块、障碍检测判定模块、速度检测模块、电源控制模块和数据存储模块；所述控制模块分别信号连接于图像识别模块、障碍检测判定模块、速度检测模块、电源控制模块和数据存储模块。具有智能化程度高、适用性广、障碍探测精确和去安全性高的优点。

【技术实现步骤摘要】
基于模块化控制的智能障碍探测车
本技术属于障碍探测
，具体涉及基于模块化控制的智能障碍探测车。
技术介绍
随着人工智能渗透到每个行业，其发挥的作用也越来越明显，在高速铁路领域，智能装置的使用也越来越多。比如在铁路工程中需要对轨道以及两边进行限界检测或者巡检，以及更深入的对接触网高空线路上的障碍异物进行识别等，进而人为清除障碍。限界是铁路系统极其重要的参数，高速铁路系统中限界检测的方法比较成熟，使用限界检测车。由于城市轨道交通线路的特殊性，目前没有统一的限界检测方法和设备，更多的是传统的物理机械模型，这种方法的检测不仅精度不准确，而且需要花费人力财力去制作，同时，现有的物理机械模型以及大型设备进出场还具有不方便的缺点。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的主要目的在于提供基于模块化控制的智能障碍探测车，具有智能化程度高、适用性广、障碍探测精确和安全性高的优点。为达到上述目的，本技术的技术方案是这样实现的：基于模块化控制的智能障碍探测车，它包括：车体；所述车体底部设置有轨道轮，通过所述轨道轮，所述车体可以沿着轨道运动；所述轨道轮与驱动电机电连接，所述驱动电机驱动轨道轮运动；所述车体的内部设置有驾驶位，供使用者乘坐使用；它还包括：控制模块、图像识别模块、障碍检测判定模块、速度检测模块、电源控制模块和数据存储模块；所述控制模块分别信号连接于图像识别模块、障碍检测判定模块、速度检测模块、电源控制模块和数据存储模块；所述图像识别模块，采集车辆行进方向的实时图像，发送到数据存储模块进行存储；所述障碍检测判定模块，用于感应车辆行进方向的障碍物，计算障碍物与车辆的距离，将计算得到的数据发送至数据存储模块进行存储；所述速度检测模块，实时监测车辆的运动速度，将监测到的数据发送至数据存储模块进行存储；所述电源控制模块，为各个模块提供供电电压。进一步的，所述图像识别模块包括：采集模块和识别模块；所述采集模块为夜视高清摄像头，设置于所述车体的前方，采集车辆行进时的图像信息，将采集到的图像信息发送至识别模块；所述识别模块接收到采集到的图像信息后，进行识别，对识别结果进行归类，同时，将识别结果和归类结果发送至控制模块。进一步的，所述障碍检测判定模块包括：传感器模块和激光模块；所述传感器模块包括：由多个分布设置的传感器组成的传感器阵列和微处理器；所述传感器阵列感应到前方的障碍物后，将感应到的数据发送至第一微处理器，第一微处理器计算出障碍物距离；所述激光模块包括：激光光路和第二微处理器；所述激光光路通过激光进行测距，将检测到的数据发送至第二微处理器；第二微处理器计算出障碍物距离；所述第一微处理器和第二微处理器均将计算出的障碍物距离发送至控制模块；控制模块根据两者测到的障碍物距离，计算最终的障碍物距离。进一步的，所述探测车还包括：通信模块；所述通信模块与WEB后台通信连接，实时与WEB后台进行通信。进一步的，所述速度检测模块包括：光电编码器和GPS卫星定位模块和第三微处理器；所述光电编码器测量车辆前进速度，确定车辆的位移距离，将检测到的数据发送至第三微处理器；所述GPS卫星定位模块，实时获取车辆的GPS位置信息，将获取的GPS位置信息发送至第三微处理器；所述第三微处理器接收到数据后，根据GPS位置信息实时矫正光电编码器获取的数据信息，得到最终的速度信息。进一步的，所述车辆内部还设置有多级大功率电源转换控制芯片，通过设置多重滤波电路保证多级电压转换的转换效率与较低的电源纹波，为整套系统各个不同的控制电路提供稳定的合适的供电电压。本技术的基于模块化控制的智能障碍探测车及探测方法，具有如下有益效果：本技术不受地域和现场施工条件的限制，方便现场组装和使用。节省人力和财力去检测限界和接触网的部分参数，取代了使用大型检测车给现场带来的不便，而且该小车可以使用在很多场合。车辆设计成为模块化快速拆装模式，可以快速增添小车功能结构，实现轨道限界检测功能以及接触网检测、轨道建设质量检测等多种功能检测模块，进一步扩充小车的功能设计，以适应更多应用场景需求，满足不同用户的不同的功能需要；另一个是该小车有两种行驶模式，可以无人驾驶，也可以载人。同时，本技术在进行图像识别时，采用创新的分类算法，简化了图像识别流程，同时，也不需要人为进行筛选，提升了效率。在进行障碍物距离检测时，通过对障碍物的多种测量，综合判断，提升了障碍物距离检测的准确性。创新的分类算法，在计算过程中，不需要进行针对每个图片进行完整的识别，只需要计算各个图片的样本点的概率，简化了识别流程，同时使用损失函数对结果进行矫正，提升了准确率。保证了效率的同时，又保证了准确率。在计算距离过程中，针对空间中的各个维度进行分别计算距离，避免了因为空间阻挡或者单一维度测量引起的不准确性。附图说明图1为本技术的实施例提供的基于模块化控制的智能障碍探测车的结构示意图；图2为本技术的实施例提供的基于模块化控制的智能障碍探测方法的方法实流程示意图；图3为本技术的实施例提供的基于模块化控制的智能障碍探测方法中的图像识别模块相较于现有技术的识别效率实验效果示意图；图4位本技术的实施例提供的基于模块化控制的智能障碍探测方法中的障碍检测判定模块相较于现有技术的障碍物距离准确率实验效果示意图。其中，1-本技术的实验曲线；2-现有技术的实验曲线。具体实施方式下面结合附图及本技术的实施例对本技术的方法作进一步详细的说明。实施例1基于模块化控制的智能障碍探测车，它包括：车体；所述车体底部设置有轨道轮，通过所述轨道轮，所述车体可以沿着轨道运动；所述轨道轮与驱动电机电连接，所述驱动电机驱动轨道轮运动；所述车体的内部设置有驾驶位，供使用者乘坐使用；它还包括：控制模块、图像识别模块、障碍检测判定模块、速度检测模块、电源控制模块和数据存储模块；所述控制模块分别信号连接于图像识别模块、障碍检测判定模块、速度检测模块、电源控制模块和数据存储模块；所述图像识别模块，采集车辆行进方向的实时图像，发送到数据存储模块进行存储；所述障碍检测判定模块，用于感应车辆行进方向的障碍物，计算障碍物与车辆的距离，将计算得到的数据发送至数据存储模块进行存储；所述速度检测模块，实时监测车辆的运动速度，将监测到的数据发送至数据存储模块进行存储；所述电源控制模块，为各个模块提供供电电压。具体的，具体的，控制模块为核心控制系统，拟采用嵌入式控制系统作为小车的核心控制系统。使用Cortex-M3系列单片机作为核心控制平台，保证车辆控制的稳定性、精确性以及快速性。同时，使用Cortex-M3系列单片机还具有价格低、功耗控制好、处理速度快、应用接口多等优势，符合系统控制需求，能较好的实现本系统功能设计。其中Cortex-M3系列单片机拟采用STM32F03系列单片机作为嵌入式控制系统的主要控制芯片。STM32单片机采用外部高精度8M晶振，经过内部PLL锁相环倍频后可以达到72M工作频率，足以满本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于模块化控制的智能障碍探测车，它包括：车体；所述车体底部设置有轨道轮，通过所述轨道轮，所述车体可以沿着轨道运动；所述轨道轮与驱动电机电连接，所述驱动电机驱动轨道轮运动；所述车体的内部设置有驾驶位，供使用者乘坐使用；其特征在于，它还包括：控制模块、图像识别模块、障碍检测判定模块、速度检测模块、电源控制模块和数据存储模块；所述控制模块分别信号连接于图像识别模块、障碍检测判定模块、速度检测模块、电源控制模块和数据存储模块；所述图像识别模块，采集车辆行进方向的实时图像，发送到数据存储模块进行存储；所述障碍检测判定模块，用于感应车辆行进方向的障碍物，计算障碍物与车辆的距离，将计算得到的数据发送至数据存储模块进行存储；所述速度检测模块，实时监测车辆的运动速度，将监测到的数据发送至数据存储模块进行存储；所述电源控制模块，为各个模块提供供电电压。/n

【技术特征摘要】
1.基于模块化控制的智能障碍探测车，它包括：车体；所述车体底部设置有轨道轮，通过所述轨道轮，所述车体可以沿着轨道运动；所述轨道轮与驱动电机电连接，所述驱动电机驱动轨道轮运动；所述车体的内部设置有驾驶位，供使用者乘坐使用；其特征在于，它还包括：控制模块、图像识别模块、障碍检测判定模块、速度检测模块、电源控制模块和数据存储模块；所述控制模块分别信号连接于图像识别模块、障碍检测判定模块、速度检测模块、电源控制模块和数据存储模块；所述图像识别模块，采集车辆行进方向的实时图像，发送到数据存储模块进行存储；所述障碍检测判定模块，用于感应车辆行进方向的障碍物，计算障碍物与车辆的距离，将计算得到的数据发送至数据存储模块进行存储；所述速度检测模块，实时监测车辆的运动速度，将监测到的数据发送至数据存储模块进行存储；所述电源控制模块，为各个模块提供供电电压。


2.如权利要求1所述的基于模块化控制的智能障碍探测车，其特征在于，所述图像识别模块包括：采集模块和识别模块；采集模块为夜视高清摄像头，设置于所述车体的前方，采集车辆行进时的图像信息，将采集到的图像信息发送至识别模块；所述识别模块接收到采集到的图像信息后，进行识别，对识别结果进行归类，同时，将识别结果和归类结果发送至控制模块。


3.如权利要求1所述的基于模块化控制的智能障碍探测车，其特征在于，所述障碍检测判定模块包括：传感器模块和激光模块；所述传感器模块包括：由多个分布设置的传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘家，王博，
申请(专利权)人：中铁电气化局集团西安电气化工程有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61