一种基于车间通信的可控震源车防撞车控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112752217A(43)申请公布日2021.05.04(21)申请号202011611842.2H04W84/18(2009.01)(22)申请日2020.12.30G08G1/16(2006.01)(71)申请人北京理工大学地址100081北京市海淀区中关村南大街5号(72)发明人汪首坤刘鹏涛王亮司金戈雷涛陈志华李静王军政(74)专利代理机构北京正阳理工知识产权代理事务所(普通合伙)11639代理人王民盛(51)Int.Cl.H04W4/02(2018.01)H04W4/029(2018.01)H04W4/06(2009.01)H04W4/46(2018.01)权利要求书2页说明书6页附图4页(54)发明名称一种基于车间通信的可控震源车防撞车控制方法(57)摘要本发明公开了一种基于车间通信的可控震源车防撞车控制方法，属于地球物理勘探技术领域。本方法，首先利用可控震源车自带的MESH自组网电台对作业编队进行组网。然后通过自组网网络共享各车位置及铰接角信息，根据获取的信息建立“后车体坐标‑大地坐标”、“前车体坐标‑大地坐标”转换关系模型。最后，在统一的大地坐标系下利用旋转卡壳算法计算各车之间的最短间距，以此作为防撞控制的判断依据。本发明充分利用可控震源车自身设备，考虑了经济性，在不增加额外传感器的情况可实现可控震源车全天候、全天时、无盲区的车距检测，为可控震源车安全行驶与作业提供了新的技术解决方案。CN112752217ACN112752217A权利要求书1/2页1.一种基于车间通信的可控震源车防撞车控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：通过MESH自组网电台，搭建可控震源车作业编队自组网网络；步骤2：将本车自身定位信息与铰接角信息广播给编队内其余车辆，并解析编队内其余车辆的定位及铰接角信息；步骤3：对编队内的每辆车，建立可控震源车整车坐标系Ψw；步骤4：对编队内的每辆车，建立可控震源车后车坐标系Ψr；步骤5：对编队内的每辆车，建立其后车坐标系Ψr与大地坐标系Ψm的转换关系模型；步骤6：对编队内的每辆车，建立可控震源车前车坐标系Ψf；步骤7：对编队内的每辆车，建立其前车坐标系Ψf与大地坐标系Ψm的转换关系模型；步骤8：求取编队内每辆车的前车体外接矩形Rif和后车体外接矩形Rir的各个顶点在Ψm中的坐标；在大地坐标系Ψm下，使用旋转卡壳算法，计算本车与编队中其他车辆的最短间距；步骤9：判断步骤8计算出来的最短车距是否小于紧急停车距离，若小于，向可控震源车控制器发出停车指令；若不在紧急停车距离内，则重复步骤2至步骤9，直到作业完成。2.如权利要求1所述的一种基于车间通信的可控震源车防撞车控制方法，其特征在于，步骤3对编队内的每辆车建立可控震源车整车坐标系Ψw时，以GNSS定位天线为坐标原点，建立整车二维右手坐标系Ψw，其中，y轴正向为GNSS航向。3.如权利要求1所述的一种基于车间通信的可控震源车防撞车控制方法，其特征在于，步骤4对编队内的每辆车建立可控震源车后车坐标系Ψr时，以GNSS定位天线为坐标原点，建立后车二维右手坐标系Ψr，其中，y轴正向指向可控震源车铰接点。4.如权利要求1所述的一种基于车间通信的可控震源车防撞车控制方法，其特征在于，步骤5对编队内的每辆车建立其后车坐标系Ψr与大地坐标系Ψm的转换关系模型的方法如下：步骤5.1：建立Ψw与Ψm的转换关系模型；其中，Ψw中的点Pw与其在大地坐标系Ψm下的坐标Pm有如下转换关系：TT(Pm，1)＝Tmw(Pw，1)(1)其中，T表示矩阵转置，Tmw为Ψw到Ψm的变换矩阵，且有：其中，θw为GNSS航向角，xm、ym为GNSS直接定位信息；步骤5.2：建立Ψr与Ψw的转换关系模型；其中，Ψr中的点Pr与其在整车坐标系Ψw下的坐标Pw有如下转换关系：TT(Pw，1)＝Twr(Pr，1)(3)其中，T表示矩阵转置，Twr为Ψr到Ψw的变换矩阵，且有：2CN112752217A权利要求书2/2页式中，θr为Ψw、Ψr的y轴正向夹角。步骤5.3：在步骤5.1与步骤5.2的基础上，建立Ψr与Ψm的转换关系模型；其中，Ψr中的点Pr与其在大地坐标系Ψm下的坐标Pm有如下转换关系：TT(Pm,1)＝TmwTwr(Pr,1)(5)其中，T表示矩阵转置。5.如权利要求1所述的一种基于车间通信的可控震源车防撞车控制方法，其特征在于，步骤6对编队内的每辆车建立可控震源车前车坐标系Ψf时，以铰接点为坐标原点建立前车二维右手坐标系Ψf，其中,y轴正向指向GNSS定向天线。6.如权利要求1所述的一种基于车间通信的可控震源车防撞车控制方法，其特征在于，步骤7对编队内的每辆车建立其前车坐标系Ψf与大地坐标系Ψm的转换关系模