宁波昂霖智能装备有限公司于显超获国家专利权
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龙图腾网获悉宁波昂霖智能装备有限公司申请的专利一种用于智能交通锥的控制方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120560005B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-14发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511053866.3,技术领域涉及:G05D1/69;该发明授权一种用于智能交通锥的控制方法是由于显超;陈金水;杜振宁;张晓明;刘骐珲;裘豪杰;周明明;孙源铭设计研发完成,并于2025-07-30向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种用于智能交通锥的控制方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种用于智能交通锥的控制方法,涉及智能交通锥领域,其基于固定基座建立智能交通锥与中央控制系统的通信连接;同时,算法模块基于摄像头采集的图像数据,分析出移动锥桶组在惯性坐标系下的当前位置,并将该位置信息反馈至中央控制系统;当需要布防时,中央控制系统根据各移动锥桶组的当前位置与预排队形生成对应的布防路径信息,并向控制模块下发布防指令与对应的路径信息;控制模块接收到布防指令后,结合惯性导航模块的姿态计算、轮速传感器的角速度测量、算法模块的计算以及PID控制器的方向误差调整机制,精确执行路径移动任务,有效解决了多个智能交通锥在协同布防过程中可能出现的路径冲突或重复覆盖问题。
本发明授权一种用于智能交通锥的控制方法在权利要求书中公布了:1.一种用于智能交通锥的控制方法,其特征在于,所述智能交通锥包括: 移动锥桶组和固定基座;所述移动锥桶组包括控制模块、摄像头、与控制模块通信连接的算法模块,以及与算法模块通信连接的惯性导航模块与轮速传感器;所述惯性导航模块包括:陀螺仪、加速度计与磁场传感器;其中:所述陀螺仪用于实时测量移动锥桶组绕其锥桶坐标系X轴、Y轴和Z轴的角速度;所述加速度计用于实时检测移动锥桶组在锥桶坐标系下的线性加速度;所述磁场传感器用于实时测量移动锥桶组在锥桶坐标系下的地磁场强度; 所述控制方法包括: 基于固定基座建立智能交通锥与中央控制系统的通信连接; 通过算法模块利用卷积神经网络处理摄像头实时采集的图像数据,分析出移动锥桶组相对于定位参考点在惯性坐标系下的当前位置,并通过控制模块将该位置信息发送至中央控制系统;当需要布防时,所述中央控制系统根据各移动锥桶组的当前位置与预排队形生成对应的布防路径信息,并向智能交通锥的控制模块下发布防指令与对应的包含终点位置的布防路径信息; 当控制模块接收到布防指令与对应的包含终点位置的布防路径信息时: 通过惯性导航模块利用四元数算法计算出移动锥桶组的当前姿态信息;通过轮速传感器获取移动锥桶组的驱动轮角速度并传输至算法模块;所述姿态信息包括移动锥桶组在惯性坐标系下的当前方向角; 所述通过惯性导航模块利用四元数算法计算出移动锥桶组的当前姿态信息,具体为: 基于所述陀螺仪的测量数据定义四元数状态变量; 定义三轴角速度;所述三轴角速度为陀螺仪在锥桶坐标系下测量的角速度分量,分别对应于绕X轴、Y轴和Z轴的旋转速率;其中,所述锥桶坐标系是以移动锥桶组本体为基准的局部坐标系,其原点位于移动锥桶组的几何中心,用于描述移动锥桶组在空间中的姿态与方向; 基于三轴角速度预测四元数状态变量的变化率; 基于四元数状态变量的变化率估计四元数状态变量; 通过四元数状态变量估计值获取加速度计测量数据中锥桶坐标系下重力方向的分量;通过四元数估计值获取磁场传感器测量数据中锥桶坐标系下地磁场方向的分量;将两个获取的分量组合为观测向量Z; 计算卡尔曼增益,并使用卡尔曼增益与观测向量Z更新四元数状态变量估计值;所述计算卡尔曼增益,具体为: 根据陀螺仪的测量噪声特性及四元数状态变量估计的不确定性初始化预测误差协方差矩阵P;所述预测误差协方差矩阵P在卡尔曼滤波迭代过程中基于四元数状态变量估计的不确定性变化被动态更新; 构建观测矩阵H,该矩阵表示加速度计与磁场传感器的测量数据和四元数状态变量之间的线性化映射关系,其中,所述四元数状态变量用于表征移动锥桶组在三维空间中的姿态; 根据加速度计与磁场传感器的传感器噪声特性设定观测噪声协方差矩阵R;通过预测误差协方差矩阵P、观测矩阵H与观测噪声协方差矩阵R计算卡尔曼增益; 归一化更新后的四元数状态变量估计值得到归一化四元数状态变量; 从归一化四元数状态变量中提取出移动锥桶组在惯性坐标系下的当前方向角; 通过算法模块融合当前姿态信息与驱动轮角速度得到当前实际方向角,基于移动锥桶组在惯性坐标系下的当前位置与控制模块接收的布防路径信息实时计算移动锥桶组在惯性坐标系下的目标方向角; 所述通过算法模块融合当前姿态信息与驱动轮角速度得到当前实际方向角,具体为: 通过积分驱动轮的角速度得到驱动轮在惯性坐标系中相对于初始方向的航向角; 将提取出的移动锥桶组在惯性坐标系下的当前方向角与驱动轮在惯性坐标系中相对于初始方向的航向角进行加权融合,得到融合后的方向角即当前实际方向角; 通过控制模块利用所述当前实际方向角与实时计算的目标方向角,计算出椎桶坐标系下的方向误差,结合PID控制器基于该误差实时调整驱动元件的输出,使得移动锥桶组按照接收到的布防路径信息移动至对应的终点位置。
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