一种便携式超视距远程水陆两栖车遥控系统的制作方法

本实用新型属于水陆两栖无人平台技术领域，涉及便携式遥控系统的设计和制造，尤其是一种便携式超视距远程水陆两栖车遥控系统。

背景技术：

水陆两栖无人平台是一种兼具陆地行驶和水上航行的特殊车辆，是对陆地车辆及船舶性能的综合，具有普通无人车及无人艇所不具有的性能。由于水陆两栖无人平台具有“水上快速而隐蔽、陆上机动而灵活、以及在水陆交界处所具有的独特通行性能”等特点，在国外军用和民用领域具有广泛的应用。

从边防建设的需要考虑，水陆两栖车辆有广泛的用途。驻守界河界湖的边防部队陆路及水上巡逻的衔接存在一定困难，在水浅的地方，船只无法通行，而在水深处，一般的越野汽车也无能为力，在此情况下的水陆两栖车辆可以发挥重要的作用，可有效提高边防部队的机动能力。多水路两栖无人车在大区域范围进行协同巡逻，对潜在的威胁进行排查，对可疑目标进行拦截，将巡逻信息第一时间反馈给控制中心，由此对陆上目标、港口或航道形成有效保护。水陆两栖车辆也是工程兵作业中的重要装备。部队遇有江河障碍，实施渡河行动之前，一般都要进行江河工程侦察，以了解水深、河宽、河底土质、河水流速以及了解渡场地线等情况，为拟定渡河方案提供可靠的依据。装载有江河工程侦察仪器、器材的水陆两栖车辆可以快速实施江河侦察，为部队克服江河障碍提供保障。此外，水陆两栖无人平台通过配置相关传感器既可以完成风速、风向，流速、流向、水温、水质等水文监测，也能对地震、海啸等随时可能发生的自然灾害进行探测；但当遇到一些特殊的危险的未知的场合，如核污染区域、超低温区域等不利于人进入的区域，适合操作人员随时随地采用便携式的超视距的控制模式对车辆进行控制。

目前，驾驶舱的设计不便于携带、无法满足随时进行驾驶与操控模式互换的需求，而采用超视距控制模式；而便携式的操控系统无法满足超视距、观测信息多以及观测方便的需求。因此便携式的超视距远程操控系统的集成化设计、功能设计以及传感器配置等方面存在较大的研究空间。

通过公开专利文献的检索，没有发现与本实用新型申请相关的公开专利文献，以及相类似的公开专利文献的报道。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术的不足之处，提供一种便携式超视距远程水陆两栖车遥控系统，该遥控系统适用于水陆两栖车可随时进行驾驶与操控模式切换，实现便携式超视距行驶，当遇到危险区域时可随时切换到远程控制模式，能深入危险场所或提高作战效率。

本实用新型的目的是通过下述技术方案实现的：

一种便携式超视距远程水陆两栖车遥控系统，包括车辆控制基站和便携式遥控基站构成，其特征在于：在车辆控制基站上设置信息采集模块、水陆两栖平台、传输模块，在便携式遥控基站设置传输模块及控制及显示终端，车辆控制基站和便携式遥控基站通过UDP协议通信，信息采集模块通过传感器设置在车辆上，采集车辆于水中以及陆地上的环境信息，并发送至水陆两栖平台进行控制分析，所产生的数据由车辆上的传输模块经便携式遥控基站的传输模块传输至控制及显示终端，控制与显示终端用于对车辆进行操作控制并显示车辆的状态以及环境信息。

而且，所述车辆控制基站的信息采集模块：包括布置在车辆上的前向摄像头，红外摄像头，后向摄像头，超声波雷达和水深计，前向视场摄像头和前向视场红外摄像头安装在车前端，后向视场摄像头安装在车后端，左前毫米波雷达以及右前毫米波雷达安装在车的保险杆上，后向毫米波雷达安装在后车后端，水深计分别布置在车前架底端和车后架底端；其中，前向视场摄像头和前向视场红外摄像头安装在车内后视镜的棱架上，后向视场摄像头安装在后向摄像头支架上，左前毫米波雷达以及右前毫米波雷达安装在车的保险杆前方的支架上，后向毫米波雷达安装在后向摄像头支架上，水深计分别布置在车前架底端的两侧及中间和车后架底端的两侧及中间。

而且，所述车辆控制基站的水陆两栖平台：包括驾驶模式切换开关，将水陆两栖车切换为“水上模式”或“陆上模式”；在“水上模式”下，推进杆控制水陆两栖车的泵的推进大小，控制两栖车在水中的速度，方向旋钮控制两栖车在水中的行驶方向；在“陆上模式”下，推进杆控制水陆两栖车的油门大小，控制两栖车在陆上的速度，方向旋钮控制两栖车在水中的行驶方向，档位选择按钮控制车的行驶模式。

而且，所述车辆控制基站的传输模块：包括交换机、透传式无线收发信机、天线，所述的透传式无线发信机包括两个发射前端支持图像、高清图像和数据传输，支持10km左右的传输距离。

而且，所述便携式遥控基站的传输模块，包括透传式无线发信机，该透传式无线发信机包括两个发射前端，支持图像、高清图像和数据传输，支持10km左右的传输距离。

而且，所述便携式遥控基站的控制及显示终端包括电源充电板、电源、通信设备、工控机、单片机、键盘、遥控手柄、开关、显示器，通过遥控手柄与键盘操作实现对水陆两栖平台进行控制，同时水陆两栖平台的运动状态以及采集到的运行环境由通信设备发送到显示器上进行显示。

而且，所述遥控手柄通过与其相连的通信设备将控制指令发送给水陆两栖平台上的通信设备，再驱动水陆两栖平台上的执行处理系统执行相应的指令，实现控制水陆两栖平台的行驶速度以及行驶方向的目的；水陆两栖平台的行驶速度以及行驶方向通过遥控手柄操作，而数传、图传、工作模式、通控模式等通过开关来实现；遥控子系统还通过显示器观察电机档位大小、工作模式、图像、电池容量、是否有报警；控制水陆两栖平台速度及行驶方向遥控手柄的信号通过单片机处理后发给工控机显示遥控手柄的信号，同时发给通信设备，由通信设备发送给水陆两栖平台进行平台的速度以及方向控制，工控机与显示器用VGA的视频接口进行连接。

而且，所述便携式遥控基站将控制及显示终端设计为便携的箱体形状，并将电源充电板，电源，通信设备，工控机、单片机板、遥控手柄、开关、接口、键盘以及显示器等集成在了一个便携式箱中；其中USB接口，开关，网口，电池电量显示以及遥控手柄在箱体内，天线接口以及电源充电口在箱体一侧便于便携式遥控基站的操作。

本实用新型的优点和积极效果是：

1、本实用新型采用驾驶员驾驶与超视距遥控无缝互换的模式，在危险环境下可以使驾驶员远离，同时又通过系统设计，还原驾驶员的驾驶感，通过多传感器的信息提高操作的性能；通过视频传输系统，可随时随地让操作人员进行驾驶与远程操作的切换，并能观测到超视觉范围内的行驶环境，迅速对环境作出响应。

2、本实用新型采用多种类型的传感器，可以在陆地领域和水上领域进行信息采集，不仅为驾驶员提供广阔的视野，也提供多类多方位的信息提高操作的便捷性和安全性。

3、本实用新型采用高效的、高集成度的无线传输模块，传输距离远，便携性高；且采用成熟的产品进行系统集成，体积小、可靠性高、寿命长、容易维护。

4、本实用新型给驾驶员提供多样的传感器信息以及人机平台，通过多传感信息给驾驶员提供多样的、适用于各种场景的信息，以提高驾驶员对驾驶环境的判断，尽可能地充分发挥驾驶员的操作能力提高水陆两栖车的总体性能。

附图说明

图1为本实用新型的总体系统模块连接图；

图2为本实用新型的车辆控制基站的信息采集模块的传感器在车辆的位置布置图，图2所示的左图为车辆前侧立体示意图，右图为车辆后侧立体示意图；

其中，1-前向视场摄像头、2-前向视场红外摄像头、3-后向视场摄像头、4-左前毫米波雷达、5-右前毫米波雷达、6-后向毫米波雷达、7-前端水深计和8-后端水深计。

图3为本实用新型的便携式遥控基站的控制及显示终端电路连接框图；

图4为本实用新型的便携式遥控基站外形示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例做进一步详述；本实施例是描述性的，不是限定性的，不能由此限定本实用新型的保护范围。

一种便携式超视距远程水陆两栖车遥控系统，包括车辆控制基站和便携式遥控基站构成，其总体系统模块连接图如图1所示，在车辆控制基站上设置信息采集模块、水陆两栖平台、传输模块，在便携式遥控基站设置传输模块及控制及显示终端，车辆控制基站和便携式遥控基站通过UDP协议通信。信息采集模块通过传感器设置在车辆上，采集车辆于水中以及陆地上的环境信息，并发送至水陆两栖平台进行控制分析，所产生的数据由车辆上的传输模块经便携式遥控基站的传输模块传输至控制及显示终端，控制与显示终端用于对车辆进行操作控制并显示车辆的状态以及环境信息。

一、车辆控制基站：

1、车辆控制基站的信息采集模块：包括布置在车辆上的前向摄像头，红外摄像头，后向摄像头，超声波雷达和水深计，参见图2所显示的左图及右图，是信息采集模块中各个传感器的布置方案。前向视场摄像头1和前向视场红外摄像头2安装在车前端，后向视场摄像头3安装在车后端，左前毫米波雷达4以及右前毫米波雷达5安装在车的保险杆上，后向毫米波雷达6安装在后车后端，水深计分别布置在车前架底端7和车后架底端8。其中，前向视场摄像头和前向视场红外摄像头安装在车内后视镜的棱架上，后向视场摄像头安装在后向摄像头支架上，左前毫米波雷达以及右前毫米波雷达安装在车的保险杆前方的支架上，后向毫米波雷达安装在后向摄像头支架上，水深计分别布置在车前架底端的两侧及中间和车后架底端的两侧及中间。

上述各个传感器应适用于陆上以及水上两种环境，通过多样的传感信息给驾驶员提供广阔有效的视场与多样的信息，以提高驾驶员超视距远程操控的感受，精细提供水陆两栖车的总体性能。

2、车辆控制基站的水陆两栖平台：包括驾驶模式切换开关，可以将水陆两栖车切换为“水上模式”或“陆上模式”。在“水上模式”下，推进杆控制水陆两栖车的泵的推进大小，控制两栖车在水中的速度，方向旋钮控制两栖车在水中的行驶方向；在“陆上”模式下，推进杆控制水陆两栖车的油门大小，控制两栖车在陆上的速度，方向旋钮控制两栖车在水中的行驶方向，档位选择按钮控制车的行驶模式。

3、车辆控制基站的传输模块：包括交换机、透传式无线收发信机、天线，所述的透传式无线发信机包括两个发射前端，可以支持图像、高清图像和数据传输，支持10km左右的传输距离。

二、便携式遥控基站：

1、便携式遥控基站的传输模块，包括透传式无线发信机，该透传式无线发信机包括两个发射前端，可以支持图像、高清图像和数据传输，支持10km左右的传输距离；

2、便携式遥控基站的控制及显示终端连接图，参见图3，包括电源充电板、电源、通信设备、工控机、单片机、键盘、遥控手柄、开关、显示器，通过遥控手柄与键盘操作实现对水陆两栖平台进行控制，同时水陆两栖平台的运动状态以及采集到的运行环境由通信设备发送到显示器上进行显示。其中，遥控手柄通过与其相连的通信设备将控制指令发送给水陆两栖平台上的通信设备，再驱动水陆两栖平台上的执行处理系统执行相应的指令，实现控制水陆两栖平台的行驶速度以及行驶方向的目的。水陆两栖平台的行驶速度以及行驶方向通过遥控手柄操作，而数传、图传、工作模式、通控模式等通过开关来实现；遥控子系统还可以通过显示器观察电机档位大小、工作模式、图像、电池容量、是否有报警等信息。控制水陆两栖平台速度及行驶方向遥控手柄的信号通过单片机处理后发给工控机显示遥控手柄的信号，同时发给通信设备，由通信设备发送给水陆两栖平台进行平台的速度以及方向控制，工控机与显示器用VGA的视频接口进行连接。

本实施例中，所述显示器采用15.3寸高亮液晶显示器，系统所需的两个USB接口以及一个网口由工控机提供，键盘与工控机以USB的接口形式固连；同时，系统内存在一块电源充电板将220V电源转为12V电压为遥控子系统中的电池进行充电。

图4为本实用新型便携式遥控基站的外形示意图，是根据图3的组成框图，进行了系统的外形设计。为了实现遥控显示装置便携性的设计，将控制及显示终端设计为便携的箱体形状。便携式遥控基站将电源充电板，电源，通信设备，工控机、单片机板、遥控手柄、开关、接口、键盘以及显示器等集成在了一个便携式箱中。其中USB接口，开关，网口，电池电量显示以及遥控手柄在箱体内，天线接口以及电源充电口(航空插头)在箱体一侧便于便携式遥控基站的操作。

便携式终端基站采用15寸的高亮屏，适用于室内以及野外等多种环境。便携式终端基站的控制模块包括包括推进杆、档位模式选择器、启动和制动开关、转向开关、驾驶模式切换开关以及显示器等。采用驾驶模式切换开关，可以将水陆两栖车切换为“水上模式”或“陆上模式”。在“水上模式”下，推进杆控制水陆两栖车的泵的推进大小，控制两栖车在水中的速度，方向旋钮控制两栖车在水中的行驶方向；在“陆上”模式下，推进杆控制水陆两栖车的油门大小，控制两栖车在陆上的速度，方向旋钮控制两栖车在水中的行驶方向，档位选择按钮控制车的行驶模式。