一种通道式车辆放射性监测系统动态校准平台技术方案

本实用新型专利技术公开了一种通道式车辆放射性监测系统动态校准平台，涉及放射性监测仪表动态校准技术领域，包括主控制模组和副控制模组，主控制模组包括工控机，副控制模组包括单片机，工控机包括USB1接口、USB2接口、USB3接口、USB4接口和RS485接口，RS485接口电性连接单片机，单片机电性连接有驱动模块、遥控模块、供电模块、升降模块、显示模块、灯光控制模块和报警模块，工控机内设有信号发布模块和主函数调用模块，USB1接口、USB2接口和USB3接口电性连接有传感模块，USB4接口电性连接有通信透传模块，驱动模块包括直流电机驱动单元和转向电机驱动单元。本实用新型专利技术面向复杂地形环境、功能多样、自动化程度高和动态校准效果好的优点。点。点。

【技术实现步骤摘要】
一种通道式车辆放射性监测系统动态校准平台


[0001]本技术涉及放射性监测仪表动态校准
，具体涉及一种通道式车辆放射性监测系统动态校准平台。

技术介绍

[0002]随着国家对核安全的重视，为防止核废物和含放射性物质流入我国和在国内随意流通，国家在重要核设施(如核电站、后处理厂)、边境口岸、港口、高速公路、铸造厂、炼钢厂、废料场、废渣填埋场和焚化厂等地方安装和配备大量通道式车辆放射性监测系统。同时为防止安装的通道式车辆放射性监测系统失准、失灵，保障监测结果的准确和量值的统一，需对新安装的通道式车辆放射性监测系统进行计量性能测试验收，对使用中的通道式车辆放射性监测系统做校准测试，其中整个动态校准平台是功能实现的关键，系统的先进与否，直接关系到通道式车辆放射性监测系统动态校准平台自动化水平的高低。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中的缺陷，本技术提供一种通道式车辆放射性监测系统动态校准平台。
[0004]一种通道式车辆放射性监测系统动态校准平台，包括主控制模组和副控制模组，所述主控制模组包括工控机，所述副控制模组包括单片机，所述工控机包括USB1接口、USB2接口、USB3接口、USB4接口和RS485接口，所述RS485接口电性连接所述单片机，所述单片机电性连接有驱动模块、遥控模块、供电模块、升降模块、显示模块、灯光控制模块和报警模块；其中，所述工控机内设有信号发布模块和主函数调用模块，所述USB1接口、所述USB2接口和所述USB3接口电性连接有传感模块，所述USB4接口电性连接有通信透传模块；所述驱动模块包括直流电机驱动单元和转向电机驱动单元，所述直流电机驱动单元包括直流伺服电机、直流伺服电机驱动器、左后轮编码器和右后轮编码器，所述直流伺服电机驱动器电性连接所述单片机，所述转向电机驱动单元包括转向电机、转向电机驱动器和左右位移传感器，所述转向电机驱动器电性连接所述单片机。整个通道式车辆放射性监测系统动态校准平台包括了机械设计和硬件系统设计，机械设计中包括了车架结构和升降平台，而在硬件系统中，动态校准的各个功能都在硬件系统的统一布局下实现，系统设计的策略也决定了整个通道式车辆放射性监测系统动态校准平台的功能特点及其可扩展性；其中，动态校准平台具备自动调速、自主循迹、自主避障、自动升降和无线通信等一系列功能，通过模块化设计，划分为主控制模组和副控制模组，分别安装在车架结构的不同位置，通过从上到下的系统性控制实现相关功能；其中，直流电机驱动单元包括直流伺服电机、直流伺服电机驱动器、左后轮编码器和右后轮编码器，从而控制车架结构的行进往返，转向电机驱动单元包括转向电机、转向电机驱动器和左右位移传感器，从而控制车架结构的转弯；进一步地，通过工控机USB1接口、USB2接口、USB3接口电性连接传感模块，实现相应信号采集，实现对动态检测平台的实时监测，还通过通信透传模块来方便动态校准平台的控制和操作；进一步地，
通过单片机电性连接有驱动模块、显示模块、报警模块、升降模块和灯光控制模块，实现对自动驱动、信息显示、自动报警、自动升降、灯光等的控制，进一步方便整个动态监测系统的作业。
[0005]优选地，传感模块包括电性连接USB1接口的激光雷达单元，所述激光雷达单元包括激光雷达本体和第一激光雷达转接板。激光雷达单元主要起坐标系建立与避障的作用。其中，利用激光雷达本体实时测量动态校准平台四周的障碍物，并利用第一激光雷达转接板返回距离值，形成点云，在通过点云模糊算法将离散的点云圈连成线与面，从而产生周围障碍物的外观轮廓值，最后将该障碍物外观轮廓值通过工控机的ROS系统基层函数提交到路径规划节点进行路径规划决策，实现车辆避障；其中，坐标系建立原理为，在激光雷达本体启动时，即标定为坐标原点(X＝0,Y＝0点)，随着动态校准平台的移动，激光雷达本体会形成中心点位移轨迹，工控机ROS系统的路径行驶节点会实时计算中心点轨迹与坐标原点在X和Y方向上的相对距离，从而形成车辆行驶的坐标系。当校准平台正常行驶时，工控机会通过计算比较当前坐标与车辆初始坐标(原点位置X＝0,Y＝0)在X和Y方向上的直线距离值，完成坐标系建立及定位，触发位移修正。
[0006]优选地，传感模块包括电性连接USB2接口的激光制导单元，所述激光制导单元包括镜面反射激光传感器和第二激光雷达转接板。激光制导单元主要依靠镜面反射激光传感器，镜面反射激光传感器由激光发光器与反射激光收光器组成；其中，当镜面反射激光传感器工作时，激光放光器会向水平方向发出连续的不可见波段激光，当激光遇到专用的聚焦反光镜后，会成反射线发射回镜面反射激光传感器，当反射激光收光器收到返回激光以后，镜面反射激光传感器会输出高电平，当反射激光收光器未收到返回激光以后，镜面反射激光传感器会输出低电平，再利用第二激光雷达转接板将电信号传输至工控机，从而实现水平方向的直线制导作用。当车辆正常行驶时，工控机会通过处理高低电平值，来判断车辆行进方向车头是否对准了目标方向。如果车头方向时对准目标方向，则车辆继续沿现有路径直线前进，如果车头方向未对准目标方向，则依据镜面反射激光传感器和激光雷达的偏航检测数据在车辆前进过程中对车头方向进行修正，至到车头对准目标方向为止。激光测距传感器用于对距离进行准确测定，激光测距传感器在工作时向目标射出一束很细的激光，由光电元件接收目标反射的激光束，计时器测定激光束从发射到接收的时间，计算出从传感器到目标的距离。
[0007]优选地，传感模块包括电性连接USB3接口的激光测距单元，所述激光测距单元包括旋转式光电编码器、激光测距传感器和转换器。激光测距单元主要依靠旋转式光电编码器和激光测距传感器，旋转式光电编码器通过测定校准平台的车轴旋转圈数，计算水平行进方向的速度及距离；激光测距传感器利用激光对目标的距离进行准确测定，包括水平行进方向测距、水平车身两侧测距和升降器离地高度测距；其中，激光测距传感器在工作时向目标射出一束很细的激光，由光电元件接收目标反射的激光束，计时器测定激光束从发射到接收的时间，计算出从传感器到目标的距离，再利用转换器对数字信号进行转换和传输。
[0008]优选地，通信透传模块包括电性连接单片机的无线遥控单元、电性连接工控机的无线透传单元和转接器；无线透传单元电性连接有电脑端。无线遥控单元主要用来实现单片机与控制端之间的2.4GHz遥控指令下达，完成控制端操作人员的状态控制指令数据实时下达；无线透传单元主要用来实现工控机与电脑控制端之间的无线数据通信，完成电脑控
制端操作人员的控制指令下达，并且实时获取动态校准平台的各种状态数据。
[0009]优选地，通信透传模块还包括电性连接单片机的无线遥控接收器。无线遥控接收器支持在无线透传单元无信号或者电脑端故障的情况下独立工作，操作人员通过使用无线遥控器对动态校准平台进行操作。当操作人员按动遥控器上的按钮时，遥控器会将开关量以高低电平信号格式通过2.4G无线频率发送到动态校准平台上的无线遥控接收器，当无线遥控接收器接收到无线遥控信号时，会通过单片机的A16
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通道式车辆放射性监测系统动态校准平台，其特征在于，包括主控制模组和副控制模组，所述主控制模组包括工控机，所述副控制模组包括单片机，所述工控机包括USB1接口、USB2接口、USB3接口、USB4接口和RS485接口，所述RS485接口电性连接所述单片机，所述单片机电性连接有驱动模块、遥控模块、供电模块、升降模块、显示模块、灯光控制模块和报警模块；其中，所述工控机内设有信号发布模块和主函数调用模块，所述USB1接口、所述USB2接口和所述USB3接口电性连接有传感模块，所述USB4接口电性连接有通信透传模块；所述驱动模块包括直流电机驱动单元和转向电机驱动单元，所述直流电机驱动单元包括直流伺服电机、直流伺服电机驱动器、左后轮编码器和右后轮编码器，所述直流伺服电机驱动器电性连接所述单片机，所述转向电机驱动单元包括转向电机、转向电机驱动器和左右位移传感器，所述转向电机驱动器电性连接所述单片机。2.根据权利要求1所述的通道式车辆放射性监测系统动态校准平台，其特征在于，所述传感模块包括电性连接USB1接口的激光雷达单元，所述激光雷达单元包括激光雷达本体和第一激光雷达转接板。3.根据权利要求1所述的通道式车辆放射性监测系统动态校准平台，其特征在于，所述传感模块包括电性连接USB2接口...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙陶，唐晓川，李峰林，杜一滨，顾大钊，高国林，孙海仁，欧阳游，齐永青，刘裕，
申请(专利权)人：核工业航测遥感中心，
类型：新型
国别省市：