CN108776470B - 一种驾驶辅助标定检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种驾驶辅助标定检测系统，包括：工控机通过CAN模块与汽车CAN总线连接，PLC连接工控机，伺服驱动器连接PLC，传动机构连接伺服驱动器；对中机构设置于车辆标定工位，连接传动机构；“V”型槽设置于车辆标定工位；标定块设置于车辆标定工位，连接传动机构；车辆标定工位。本发明利用机器代替人工，大大缩短标定时间，通过“V”形槽和对中机构保证车辆定位准确；将360、LDW、FCW在一个标定台上完成；标定完成后将标定结果打印并存储到数据库中，方便维修和查阅；设置有误闯入探测功能，当标定过程中有人误闯入时所有机构立即停止，防止发生人员受伤事故。
Description
技术领域
本发明涉及工业生产领域，具体地说是一种驾驶辅助标定检测系统。
背景技术
汽车辅助驾驶系统是目前汽车技术发展的主要方向之一，以汽车360环视、车道偏离预警(LDW)和前方防碰撞预警(FCW)为代表的汽车辅助驾驶逐渐成为家用轿车的标准配置。
360环视同时采集车辆四周的影像，经过一系列处理，最终在屏幕上直观地呈现出车辆所处的位置和周边情况。系统大大地拓展了驾驶员对周围和环境的感知能力，使驾驶员在处理车辆起步、行车转弯、泊车入位、窄道会车、规避障碍等情况时可以有效减少刮蹭、甚至碰撞碾压等事故的发生。
车道偏离预警其主要功能是通过车辆上的传感器，控制器等部件，在车辆发生无意识偏离车道时通过声音、闪光和振动等方式提醒驾驶员。
前方碰撞预警能够通过雷达系统时刻监测前方车辆，判断本车与前车之间的距离、方位及相对速度，当存在潜在碰撞危险时对驾驶者进行警告。
目前汽车生产车间对于安装带有360环视的车辆检检测方法是：将车辆首先停到特定位置，然后将4块标定板放到车辆周围固定位置，利用笔记本去连接车辆进行截图、标定，由于每一辆车停的位置不是特别精确，所以截图效果不尽相同，标定效果也不尽相同，有好有坏，人为筛选费时费力，标定一辆车大概需要40分钟。
LDW与360环视一样，只是需要调整的标定板只有1块，同样也需要连接笔记本进行标定，标定一辆车也需要大概15分钟。
FCW标定目前采用的方法为汽车在道路实际行驶，通过路边的高楼与数目去标定雷达的角度，此种方法虽然可以进行标定，但标定的结果精度不高，对产品的性能发挥有影响。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种驾驶辅助标定检测系统，解决了现有的对现有的车辆驾驶辅助系统进行标定检测时，人为标定费时费力而且精度不高，对产品的性能发挥有影响的问题。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：
一种驾驶辅助标定检测系统，包括：
工控机，通过CAN模块与汽车CAN总线连接，使工控机与汽车ECU进行双向数据通信；
PLC，连接工控机，接收工控机的伺服位置信号，发送对中机构和标定块的实时位置信息到工控机；
伺服驱动器，连接PLC，接收PLC发送的伺服位置信号，驱动电机运转到目标位置，并向PLC反馈对中机构和标定块的实时位置；
传动机构，连接伺服驱动器，对传动方向和运动速度进行控制；
对中机构，设置于车辆标定工位，连接传动机构，对车辆在轴向进行定位；
“V”型槽，设置于车辆标定工位，对车辆在行进方向进行定位；
标定块，设置于车辆标定工位，连接传动机构；
车辆标定工位，用于承载车辆。
所述车辆标定工位包括第一子工位和第二子工位，每个子工位包括两组车轮承载台，可单独对车辆进行定位，且第一子工位和第二子工位顺次沿车行进方向排布，且有共用的一组车轮承载台；其中，第一子工位用于360°环视标定和车道偏离预警标定，第二子工位用于前方防碰撞预警标定。
每组车轮承载台设置一套对中机构。
所述对中机构包括对中传动机构、对称的可伸缩连接杆和对称的车轮推动杆；其中
对中传动机构，连接可伸缩连接杆，根据PLC的伺服设定位置信息，控制可伸缩连接杆在轴向进行伸缩运动；
车轮推动杆，连接可伸缩连接杆，与其一起运动，直至车轮推动杆运动到PLC的伺服设定位置，完成车轮定位。
所述对中机构包括对中传动机构、对称的可伸缩连接杆和对称的车轮推动杆；其中
对中传动机构，连接可伸缩连接杆，控制可伸缩连接杆在轴向进行伸缩运动；
车轮推动杆，连接可伸缩连接杆，与其一起运动，在对称的两个车轮推动杆上设置压力传感器，直至两个压力传感器反馈的压力值达到设定阈值时，完成车轮定位。
所述对中机构还设置位移传感器，采集车轮推动杆的位移信息，反馈到PLC。
每个车辆标定工位至少包括一个“V”型槽，且每个子工位至少包括一个“V”型槽。“V”型槽的两个斜边卡住车轮，“V”型槽的中心与车轮中心对应，“V”型槽的上表面设置轴向滑动机构。
所述标定块包括360°环视标定块、LDW标定块和FCW标定块；其中
360°环视标定块，由四块白块组成，分别设置于相对车辆位置的左前方、左后方、右前方和右后方；
LDW标定块，为一块布满黑白相间格子的矩形块，设置于相对车辆位置的正后方；
FCW标定块，为一块矩形金属板，悬空设置于相对车辆位置的正前方，使铝金属板中心位置与雷达中心位置处于同一水平线。360°环视标定块距离车身的横向/纵向距离范围为：200-500mm；LDW标定块距离车身的横向/纵向距离范围为：300-500mm；FCW标定块距离车身的横向/纵向距离范围为：600-1200mm。
在所述FCW标定块的下方铺设吸波材料。
还包括
光栅，设置于出口和入口位置，连接PLC，当标定过程中有物体闯入，则暂停系统；
限位开关，有若干个，分别设置于传动轴运行的最大位置处；
外访问接口，设置于工控机，用于连接数据中心，进行外部数据访问；
打印机，连接工控机，接收工控机发送的打印指令，在标定完成后对标定结果进行打印；
显示屏，连接工控机，用于显示标定过程信息。
本发明具有以下有益效果及优点：
1.本发明利用机器代替人工，大大缩短标定时间
2.本发明通过“V”形槽和对中机构保证车辆定位准确；
3.本发明可以将360°环视、LDW、FCW在一个标定台上完成；
4.本发明标定完成后将标定结果打印并存储到数据库中，方便维修和查阅；
5.本发明设置有误闯入探测功能，当标定过程中有人误闯入时所有机构立即停止，防止发生人员受伤事故。
附图说明
图1是本发明的系统结构图；
图2是本发明的“V”形槽与车轮位置对应关系示意图；
图3是本发明的对中结构与车轮位置对应关系示意图；
图4是本发明的标定过程流程图；
图5是本发明的360°环视与LDW工位以及FCW工位的位置对应关系示意图；
图6是本发明的360°环视标定块和LDW的标定块与车辆的位置对应关系示意图；
图7是本发明的FCW标定块与车辆的位置对应关系示意图；
其中，1为车轮，2为“V”形槽，3为车轮推动杆，4为可伸缩连接杆，5为对中传动机构，6为车轮承载台，7为360°环视和LDW工位，8为FCW工位，9为360°环视左前标定块，10为360°环视右前标定块，11为360°环视左后标定块，12为360°环视右后标定块，13为LDW标定块，14为车辆，15为FCW标定块，16为雷达波束。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。
为使本发明的上述目的、特征和有点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但本发明能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可能直接在另一个元件上，或也可以存在居中的元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的属于“前”、“后”、“左”、“右”以及类似的标书只是为了说明的目的，并不表示唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
如图1所示，工控机通过CAN通信模块与汽车CAN总线连接，依据与汽车ECU的通信协议对360°环视、LDW、FCW进行标定，并得到标定结果。
工控机与打印机通过USB进行连接，用于打印标定结果。
工控机与数据中心通过局域网连接，用于外部数据访问
工控机与标定台出入口的LED显示屏通过串口进行连接，用于指示整个标定台的状态，警示外部人员不要随意进入。
工控机与PLC通过TCP网络进行连接，用于与PLC进行数据交互，设置伺服运动位置，获取伺服实际位置，运行状态，各传感器相关数据。
PLC与光栅相连，光栅设置在标定台的入口内侧和出口内侧，当在标定过程中有人闯入，标定台停止一切操作。
PLC与限位开关相连，限位开关设置在每个轴允许运行的最大点和最小点，防止意外损坏。
PLC与对中机构位移传感器相连，当对中机构回位后，工控机认为对中机构回位完成需要满足两个条件：第一、PLC设定位置到达；第二、对中机构位移传感器数值为回位位置值。对中回位的冗余设计是为了防止对中没有回位，汽车强行行驶对机构和汽车造成损伤。
PLC与伺服连接，用控制伺服运动，伺服与传动机构相连，用于改变传动比与运动方式，传动机构与对中结构相连，用于汽车定位。传动机构与标定块相连，用于控制标定块向指定方向运动。
如图2所示，当汽车行驶进入标定台，当汽车行驶到“V”形槽内(四个车轮对应四个“V”形槽，前轮可以不采用“V”形槽)，停车，挂空挡，此时车辆由于重力作用能保证车轮中心正好对准“V”形槽的底部，由此保证车辆在前后方向位置是固定的。
如图3所示，当车辆停稳在“V”形槽中，控制前轮和后轮的对中结构车轮推动杆伸出，对中机构的两侧车轮推动杆是等距均匀伸出的，当车轮推动杆伸出到指定车型的距离时，停止伸出，此时车轮推动杆刚好将左右车轮顶死，前轮对中与后轮对中一样，当四个车轮全部顶死后，对中机构的左右中心线与车辆的左右中心线一致，由此车辆的左右方向位置是固定的。
如图4，360°环视和LDW在一个工位，FCW由于标定块干涉在另一个工位，两个工位示意图如图5所示，FCW工位后车轮位置为360°环视和LDW工位的前轮位置。首先将车辆停在360°环视和LDW工位，扫描车型码和VIN码，如果车型码和VIN属于正常范围内，标定台出入口显示屏显示正在标定，禁止进入，车辆前方放行灯变为红色。工控机通过车型码判断此车型是否需要做360°环视标定，如果需要则进入360°环视标定界面，如果不需要则判断是否需要做LDW，如果需要则进入LDW标定界面，不需要则判断是否需要做FCW，如果需要则进入FCW标定界面，不需要跳出。本发明兼容多种车型进行标定，通过扫码区分不同车型。
如果进入360°环视标定界面，工控机首先判断车辆是否在360°环视工位上，如果在360°环视工位上则进行车辆定位，利用对中结构和“V”形槽经车辆位在特定位置，然后进行标定块定位，车辆与标定块的对应关系如图6，共四个标定块，分别为360°环视左前标定块、360°环视左后标定块、360°环视右后标定块、360°环视右前标定块。将四个标定块运行到特定位置后，开始进行标定，此时工控机通过CAN总线与ECU进行通信，控制ECU进行标定，当标定完成后，无论标定成功与否，对应的四个标定块回位。如果之后有LDW标定，则进入LDW标定界面，否则进行对中回位，因为360°环视和LDW在同一个工位，所以之后如果做LDW是不需要对中回位的，对中回位和标定块都回位完成后，提示驶离标定台，标定台出入口显示屏显示标定完成，车辆前方放行灯变为绿色。工控机将数据写入数据库并打印标定结果。如果标定不成功，需要将不成功原因进行打印。
如果进入LDW标定界面，工控机首先判断车辆是否在LDW工位上，如果在LDW工位上则进行车辆定位，然后进行标定块定位，车辆与LDW标定块的对应关系如图6。共一个标定块，标定块在车辆后方。将标定块运行到特定位置后，开始进行标定，此时工控机通过CAN总线与ECU进行通信，控制ECU进行标定，当标定完成后，无论标定成功与否，对应的标定块回位、对中回位，如果之后有FCW标定，则工控机提示请驶向下一工位，当车辆到达FCW工位，进入FCW标定界面，如果之后没有FCW标定，则提示驶离标定台，标定台出入口显示屏显示标定完成，车辆前方放行灯变为绿色。工控机将数据写入数据库并打印标定结果。如果标定不成功，需要将不成功原因进行打印。
如果进入FCW标定界面，需要首先按下启动按钮，防止车辆未稳定处于FCW工位，对中自动伸出，造成定位不准。然后工控机判断车辆是否在FCW工位上，如果在FCW工位上则进行车辆定位，然后进行标定块定位和吸波材料定位，车辆与FCW标定块的对应关系如图7，吸波材料定位位置在汽车前方到标定块之间的地上，共一个标定块，标定块在车辆前方。当标定块和吸波材料定位完成后，开始进行标定，此时工控机通过CAN总线与ECU进行通信，控制ECU进行标定，当标定完成后，无论标定成功与否，对应的标定块回位、对中回位，当标定块与对中回位完成后，工控机提示请驶离标定台，标定台出入口显示屏显示标定完成，车辆前方放行灯变为绿色。工控机将数据写入数据库并打印标定结果。如果标定不成功，需要将不成功原因进行打印。
在360°环视、LDW、FCW在标定过程中，工控机保存所有通信报文，用户可以通过报文了解标定过程以及标定失败原因等。
Claims (7)
1.一种驾驶辅助标定检测系统，其特征在于，包括：
工控机，通过CAN模块与汽车CAN总线连接，使工控机与汽车ECU进行双向数据通信；
PLC，连接工控机，接收工控机的伺服位置信号，发送对中机构和标定块的实时位置信息到工控机；
伺服驱动器，连接PLC，接收PLC发送的伺服位置信号，驱动电机运转到目标位置，并向PLC反馈对中机构和标定块的实时位置；
传动机构，连接伺服驱动器，对传动方向和运动速度进行控制；
对中机构，设置于车辆标定工位，连接传动机构，对车辆在轴向进行定位；
“V”型槽，设置于车辆标定工位，对车辆在行进方向进行定位；
标定块，设置于车辆标定工位，连接传动机构；
车辆标定工位，用于承载车辆；
所述标定块包括360°环视标定块、LDW标定块和FCW标定块；其中：
360°环视标定块，由四块白块组成，分别设置于相对车辆位置的左前方、左后方、右前方和右后方；
LDW标定块，为一块布满黑白相间格子的矩形块，设置于相对车辆位置的正后方；
FCW标定块，为一块矩形金属板，悬空设置于相对车辆位置的正前方，使铝金属板中心位置与雷达中心位置处于同一水平线；
在所述FCW标定块的下方铺设吸波材料；
所述车辆标定工位包括第一子工位和第二子工位，每个子工位包括两组车轮承载台，可单独对车辆进行定位，且第一子工位和第二子工位顺次沿车行进方向排布，且有共用的一组车轮承载台；其中，第一子工位用于360°环视标定和车道偏离预警标定，第二子工位用于前方防碰撞预警标定；
360°环视和LDW在一个工位，FCW由于标定块干涉在另一个工位，FCW工位后车轮位置为360°环视和LDW工位的前轮位置；首先将车辆停在360°环视和LDW工位，扫描车型码和VIN码，如果车型码和VIN属于正常范围内，标定台出入口显示屏显示正在标定，禁止进入，车辆前方放行灯变为红色；工控机通过车型码判断此车型是否需要做360°环视标定，如果需要则进入360°环视标定界面，如果不需要则判断是否需要做LDW，如果需要则进入LDW标定界面，不需要则判断是否需要做FCW，如果需要则进入FCW标定界面，不需要跳出。
2.根据权利要求1所述的驾驶辅助标定检测系统，其特征在于：每组车轮承载台设置一套对中机构。
3.根据权利要求1或2所述的驾驶辅助标定检测系统，其特征在于：所述对中机构包括对中传动机构、对称的可伸缩连接杆和对称的车轮推动杆；其中
对中传动机构，连接可伸缩连接杆，根据PLC的伺服设定位置信息，控制可伸缩连接杆在轴向进行伸缩运动；
车轮推动杆，连接可伸缩连接杆，与其一起运动，直至车轮推动杆运动到PLC的伺服设定位置，完成车轮定位。
4.根据权利要求1或2所述的驾驶辅助标定检测系统，其特征在于：所述对中机构包括对中传动机构、对称的可伸缩连接杆和对称的车轮推动杆；其中
对中传动机构，连接可伸缩连接杆，控制可伸缩连接杆在轴向进行伸缩运动；
车轮推动杆，连接可伸缩连接杆，与其一起运动，在对称的两个车轮推动杆上设置压力传感器，直至两个压力传感器反馈的压力值达到设定阈值时，完成车轮定位。
5.根据权利要求2所述的驾驶辅助标定检测系统，其特征在于：所述对中机构还设置位移传感器，采集车轮推动杆的位移信息，反馈到PLC。
6.根据权利要求1所述的驾驶辅助标定检测系统，其特征在于：每个车辆标定工位至少包括一个“V”型槽，且每个子工位至少包括一个“V”型槽。
7.根据权利要求1所述的驾驶辅助标定检测系统，其特征在于：还包括
光栅，设置于出口和入口位置，连接PLC，当标定过程中有物体闯入，则暂停系统；
限位开关，有若干个，分别设置于传动轴运行的最大位置处；
外访问接口，设置于工控机，用于连接数据中心，进行外部数据访问；
打印机，连接工控机，接收工控机发送的打印指令，在标定完成后对标定结果进行打印；
显示屏，连接工控机，用于显示标定过程信息。
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