哈爾濱工業(yè)大學(威海)馮翔獲國家專利權(quán)
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龍圖騰網(wǎng)獲悉哈爾濱工業(yè)大學(威海)申請的專利一種車載探地雷達姿態(tài)補償裝置及控制方法獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán),本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予,授權(quán)公告號為:CN119959894B 。
龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-09-16發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉:該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為:202510193664.2,技術(shù)領(lǐng)域涉及:G01S7/40;該發(fā)明授權(quán)一種車載探地雷達姿態(tài)補償裝置及控制方法是由馮翔;王旭東;許銳;朱明智;趙占鋒;周志權(quán)設(shè)計研發(fā)完成,并于2025-02-21向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。
本一種車載探地雷達姿態(tài)補償裝置及控制方法在說明書摘要公布了:本發(fā)明公開了一種車載探地雷達姿態(tài)補償裝置及控制方法,其屬于探地雷達探測技術(shù)領(lǐng)域。姿態(tài)補償裝置包括控制機構(gòu)和監(jiān)測系統(tǒng),控制機構(gòu)包括雷達支撐部及車載支撐部,雷達支撐部通過緩沖補償部與車載支撐部連接,緩沖補償部包括機械伸縮結(jié)構(gòu),機械伸縮結(jié)構(gòu)的兩端部分別與雷達支撐部、車載支撐部連接;監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)置在雷達支撐部上,監(jiān)測系統(tǒng)包括IMU傳感器、激光測距儀、數(shù)據(jù)處理器。本發(fā)明利用監(jiān)測系統(tǒng)的IMU傳感器、激光測距儀、數(shù)據(jù)處理器等,通過信息監(jiān)測,及時反饋位姿信息,通過分析運動數(shù)據(jù)控制補償裝置進行姿態(tài)補償,使得平臺一直處于距離地面一定距離的水平位置,顯著提高探地雷達系統(tǒng)的探測精度和抗干擾能力,靈活應(yīng)對不同路況。
本發(fā)明授權(quán)一種車載探地雷達姿態(tài)補償裝置及控制方法在權(quán)利要求書中公布了:1.一種車載探地雷達姿態(tài)補償控制方法,其特征在于,控制方法利用車載探地雷達姿態(tài)補償裝置,所述姿態(tài)補償裝置包括控制機構(gòu)和監(jiān)測系統(tǒng); 所述控制機構(gòu)包括雷達支撐部及車載支撐部,所述雷達支撐部通過緩沖補償部與所述車載支撐部連接,所述緩沖補償部包括機械伸縮結(jié)構(gòu),所述機械伸縮結(jié)構(gòu)的兩端部分別與所述雷達支撐部、車載支撐部連接; 所述監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)置在所述雷達支撐部上,所述監(jiān)測系統(tǒng)包括IMU傳感器、激光測距儀、數(shù)據(jù)處理器,所述IMU傳感器、激光測距儀用于監(jiān)測車架位姿信息并傳遞給所述數(shù)據(jù)處理器,所述數(shù)據(jù)處理器用于接收車架位姿信息并控制所述控制機構(gòu)執(zhí)行補償動作;所述控制方法包括以下步驟: S1、通過數(shù)據(jù)處理器接收探地雷達的姿態(tài)信息,處理所述姿態(tài)信息并計算平臺傾斜角度,獲得整體平臺的傾斜姿態(tài)信息及高度信息; S2、通過數(shù)據(jù)處理器接收監(jiān)測系統(tǒng)的高度及傾斜角度數(shù)據(jù),根據(jù)系統(tǒng)預(yù)設(shè)目標高度、目標俯仰角以及目標橫滾角計算高度誤差、俯仰角誤差和橫滾角誤差,將誤差值作為PID算法的初始參數(shù); S3、數(shù)據(jù)處理器對平臺傾斜的數(shù)據(jù)進行改進后的PID算法處理,采用偏差自修正模糊實時PID優(yōu)化控制調(diào)整算法,動態(tài)更新PID控制器參數(shù); S4、電動推桿上的推桿編碼器接收到控制數(shù)據(jù)后,根據(jù)更新后的參數(shù)對所述電動推桿進行姿態(tài)控制,根據(jù)數(shù)據(jù)執(zhí)行補償動作,使雷達支撐部處于水平位置; 采用偏差自修正模糊實時PID優(yōu)化控制調(diào)整算法動態(tài)調(diào)整電動推桿的伸縮長度和旋轉(zhuǎn)角度,所述偏差自修正模糊實時PID優(yōu)化控制調(diào)整算法包括以下步驟: S4.1、高度控制 根據(jù)高度誤差計算每根電動推桿的高度補償,保證平臺整體高度保持在目標值附近; 然后將誤差分配到四根電動推桿,四根電動推桿分別位于雷達支撐部的前后和左右兩側(cè),根據(jù)平臺中心的實際偏移量,動態(tài)調(diào)整高度誤差的分配; S4.2、姿態(tài)補償協(xié)同控制 俯仰角控制:根據(jù)俯仰角誤差,計算并調(diào)整前后電動推桿長度差; 橫滾角控制:根據(jù)橫滾角誤差,計算并調(diào)整左右推桿長度差; 考慮俯仰角和橫滾角對電動推桿運動的耦合影響,采用矩陣分解法處理俯仰角和橫滾角的聯(lián)合補償; S4.3、總伸縮長度控制 綜合高度、俯仰和橫滾的補償量,計算得到每根電動推桿的伸縮長度調(diào)整值; 建立電動推桿伸縮長度與平臺姿態(tài)的耦合約束,在誤差補償時,優(yōu)化電動推桿之間的動作分配,使平臺姿態(tài)調(diào)整更平滑。
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