CN110349478A - 一种用于智能网联汽车专业教学的车道保持辅助系统实训装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于智能网联汽车教学的车道保持辅助系统实训装置，涉及智能网联汽车技术领域，上述实训装置包括：模拟驾驶器、传感器组、系统主机、小车驱动器、小车控制器和执行小车，传感器组安装在执行小车上，模拟驾驶器和传感器组均与系统主机相连，系统主机与小车驱动器相连，小车驱动器、小车控制器和执行小车依次相连，模拟驾驶器接受用户发出的驾驶操作指令，传感器组采集执行小车的行驶状态信息，系统主机根据驾驶操作指令和行驶状态信息判断执行小车是否偏离车道线，小车驱动器根据驾驶操作指令和行驶状态信息生成车辆驱动信号，小车控制器将车辆驱动信号发给执行小车，以使执行小车变更行驶状态，从而获得良好的实训效果。

Description

一种用于智能网联汽车专业教学的车道保持辅助系统实训 装置

技术领域

本发明涉及智能网联汽车技术领域，具体涉及一种用于智能网联汽车专业教学的车道保持辅助系统实训装置。

背景技术

车道保持辅助系统属于智能驾驶辅助系统中的一种。它可以在车道偏离预警系统的基础上对转向和刹车的控制协调装置进行控制。在车辆行驶过程中，借助一个摄像头识别行驶车道的标识线，从而为车辆保持在车道上行驶提供有利支持。在车道保持辅助系统中，如果车辆接近识别到的标识线并可能脱离正在行驶的车道，就会提醒驾驶员注意。

在智能网联汽车技术相关教学中将车道保持辅助系统和实物小车联合到一起，对学生进行实训教学。现有的实训平台通常都是将车道保持辅助系统集成到实物小车中，学生只能观察到车辆的行驶状态，无法对其内部结构和原理进行深入剖析。

发明内容

为了克服现有智能网联汽车技术教学转化技术的不足，现提出一种用于智能网联汽车专业教学的车道保持辅助系统实训装置，通过分别设置模拟驾驶器、传感器组、系统主机、小车驱动器、小车控制器等，提高了人们对先进驾驶辅助系统内部结构和原理认知的实训效果。

本发明提出了一种用于智能网联汽车专业教学的车道保持辅助系统实训装置，包括：模拟驾驶器、传感器组、系统主机、小车驱动器、小车控制器和执行小车，其中，所述传感器组安装在所述执行小车上；

所述模拟驾驶器和所述传感器组均与所述系统主机相连接，所述系统主机与所述小车驱动器相连接，所述小车驱动器、所述小车控制器和所述执行小车依次相连接；

所述模拟驾驶器接受用户发出的驾驶操作指令；

所述传感器组采集所述执行小车的行驶状态信息；

所述系统主机根据所述驾驶操作指令和所述行驶状态信息判断所述执行小车是否偏离车道线；

所述小车驱动器根据所述驾驶操作指令和所述行驶状态信息生成车辆驱动信号；

所述小车控制器将所述车辆驱动信号发送给所述执行小车，以使所述执行小车变更行驶状态。

进一步的，所述传感器组包括并列连接的视觉传感器、转速传感器和转角传感器；

所述视觉传感器采集所述执行小车在车道线中的位置；

所述转速传感器采集所述执行小车车轮的转速信息；

所述转角传感器采集所述执行小车方向盘的转角数据。

进一步的，还包括失效开关组，所述失效开关组与所述传感器组相连接，所述失效开关组还与所述小车控制器相连接；

所述失效开关组包括并行连接的第一失效开关、第二失效开关和第三失效开关；

所述第一失效开关与所述视觉传感器相连接，所述第二失效开关与所述转速传感器相连接，所述第三失效开关与所述转角传感器相连接；

所述第一失效开关在接收到所述小车控制器的第一控制触发后将所述视觉传感器禁用；

所述第二失效开关在接收到所述小车控制器的第二控制触发后将所述转速传感器禁用；

所述第三失效开关在接收到所述小车控制器的第三控制触发后将所述转角传感器禁用。

进一步的，还包括控制开关组，所述控制开关组与所述小车控制器相连接；

所述控制开关组包括并行连接的点火开关、左转向开关和右转向开关；

所述点火开关在接收到所述小车控制器的点火触发后控制所述执行小车启动；

所述左转向开关在接收到所述小车控制器的左转向触发后控制所述执行小车左转向灯亮起；

所述右转向开关在接收到所述小车控制器的右转向触发后控制所述执行小车右转向灯亮起。

进一步的，还包括独立设置的功能显示屏和调试显示屏，所述功能显示屏与所述系统主机相连接，所述调试显示屏与所述小车驱动器相连接；

所述功能显示屏显示所述执行小车的驾驶场景；

所述调试显示屏接收并显示对所述小车驱动器的参数配置，以使所述小车驱动器的参数得以更新。

进一步的，还包括相连接的台架电源和直流稳压电源，所述台架电源分别与所述模拟驾驶器、所述传感器组、所述系统主机、所述小车驱动器、所述小车控制器相连接，所述直流稳压电源与所述执行小车相连接；

所述台架电源分别为所述模拟驾驶器、所述传感器组、所述系统主机、所述小车驱动器和所述小车控制器提供电能；

所述直流稳压电源将所述台架电源转换为7.8V后为所述执行小车供电。

进一步的，还包括漏电保护开关，所述漏电保护开关与所述台架电源相连接；

所述漏电保护开关用于为所述台架电源进行漏电保护。

进一步的，还包括路由器，所述路由器连接在所述系统主机和所述小车驱动器之间；

所述路由器为所述系统主机和所述小车驱动器之间的信号传输提供网络支持。

进一步的，所述视觉传感器为广角摄像头。

本发明的一种用于智能网联汽车专业教学的车道保持辅助系统实训装置包括：模拟驾驶器、传感器组、系统主机、小车驱动器、小车控制器和执行小车，其中，传感器组安装在执行小车上，上述模拟驾驶器和传感器组均与系统主机相连接，系统主机与小车驱动器相连接，小车驱动器、小车控制器和执行小车依次相连接，在实施过程中，模拟驾驶器接受用户发出的驾驶操作指令，例如，人们通过模拟驾驶器进行换挡、转向、加速和刹车等操作，传感器组采集执行小车的行驶状态信息，之后，系统主机根据驾驶操作指令和行驶状态信息判断执行小车是否偏离车道线，并由小车驱动器根据驾驶操作指令和行驶状态信息生成车辆驱动信号，小车控制器将车辆驱动信号发送给执行小车，以使执行小车变更行驶状态，例如，回归到车道线中央行驶等，通过上述处理，学生不仅能观察到车辆的行驶状态，同时也能对车道保持辅助系统内部结构和原理进行深入剖析，从而获取更好的实训效果。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施方式，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

通过参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，可以更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，这样，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种用于智能网联汽车专业教学的车道保持辅助系统实训装置的结构连接图；

图2为本发明实施例提供的一种用于智能网联汽车专业教学的车道保持辅助系统实训装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

智能网联汽车技术方兴未艾，智能网联汽车专业建设如火如荼，但是目前智能网联汽车专业教学中以理论教学为主，缺乏实践操作，不利于学生对于智能网联汽车技术的理解和接受，，本发明实施例提供了一种用于智能网联汽车专业教学的车道保持辅助系统实训装置；该技术可以应用于智能网联汽车技术教学中需要对驾驶辅助系统的组成、功能和原理，对智能网联汽车的感知、决策和控制进行深入剖析的培训场所中，以下对本发明实施例进行详细介绍。

实施例一：

首先，参照图1和图2来描述本发明实施例提出的用于智能网联汽车专业教学的车道保持辅助系统实训装置。

本申请实施例提出的一种用于智能网联汽车专业教学的车道保持辅助系统实训装置包括：模拟驾驶器、传感器组、系统主机、小车驱动器、小车控制器和执行小车，其中，上述传感器组安装在执行小车上。为了表明上述各个器件的不同功能，在本实施例中，模拟驾驶器、传感器组、系统主机、小车驱动器、小车控制器和执行小车等都以独立模块的形式存在，各个器件之间通过可插拔连接线进行电连接，其中的传感器组还能够反复插拔在执行小车上。具体的，模拟驾驶器和传感器组均与系统主机相连接，系统主机与小车驱动器相连接，小车驱动器、小车控制器和执行小车依次相连接。

实训过程中，模拟驾驶器接受用户发出的驾驶操作指令，例如，学生等在模拟驾驶器上进行的换挡、转向、加速和刹车等操作，同时，由传感器组采集执行小车的行驶状态信息，例如，执行小车的行驶方向、行驶速度等，之后，系统主机根据驾驶操作指令和行驶状态信息判断执行小车是否偏离车道线，即通过执行小车是否偏离车道线的判断来确定下一步对执行小车所进行的操作。这样，小车驱动器根据驾驶操作指令和行驶状态信息生成车辆驱动信号，小车控制器将车辆驱动信号发送给执行小车，以使执行小车变更行驶状态，例如，当判定执行小车已经偏离车道线后，由小车控制器向执行小车发出的转向信号等。

具体的，上述传感器组包括并列连接的视觉传感器、转速传感器和转角传感器，上述各个传感器可以同时也可以单独接入实训装置中使用。实施过程中，视觉传感器采集执行小车在车道线中的位置，即识别执行小车在行驶过程中的车道线，优选的，视觉传感器为广角摄像头，例如，SY011HD-150度广角摄像头。转速传感器采集执行小车车轮的转速信息。例如，转速传感器LR082224，转角传感器采集执行小车方向盘的转角数据。

此外，用于智能网联汽车专业教学的车道保持辅助系统实训装置还包括失效开关组，失效开关组与传感器组相连接，通过失效开关组的开关控制可以实现上述传感器组的工作与否。具体的，失效开关组还与小车控制器相连接，失效开关组包括并行连接的第一失效开关、第二失效开关和第三失效开关，第一失效开关与视觉传感器相连接，第二失效开关与转速传感器相连接，第三失效开关与转角传感器相连接。在另一种实施例中，还可以设置一个总的失效开关，通过该总的失效开关随机的使视觉传感器、转速传感器以及转角传感器失效。实施过程中，第一失效开关在接收到小车控制器的第一控制触发后将视觉传感器禁用，当视觉传感器禁用后，学生能够通过相应的失效现象来判断视觉传感器损坏对执行小车产生的影响，从而指导学生在观察到类似情况后快速找到出现故障的传感器；第二失效开关在接收到小车控制器的第二控制触发后将转速传感器禁用，当转速传感器禁用后，学生能够通过相应的失效现象来判断转速传感器损坏对执行小车产生的影响，从而指导学生在观察到类似情况后快速找到出现故障的传感器；第三失效开关在接收到小车控制器的第三控制触发后将转角传感器禁用，当转角传感器禁用后，学生能够通过相应的失效现象来判断转角传感器损坏对执行小车产生的影响，从而指导学生在观察到类似情况后快速找到出现故障的传感器。

此外，用于智能网联汽车专业教学的车道保持辅助系统实训装置还包括控制开关组，控制开关组与小车控制器相连接，具体的，上述控制开关组包括并行连接的点火开关、左转向开关和右转向开关，需要说明的是，在同一时刻上述点火开关、左转向开关和右转向开关只能有一个进行响应。实施过程中，点火开关在接收到小车控制器的点火触发后控制执行小车启动，左转向开关在接收到小车控制器的左转向触发后控制执行小车左转向灯亮起，右转向开关在接收到小车控制器的右转向触发后控制执行小车右转向灯亮起。通过控制开关组的设置，方便实训过程中对执行小车进行直接控制。

此外，用于智能网联汽车专业教学的车道保持辅助系统实训装置中还包括独立设置的功能显示屏和调试显示屏，通过设置上述显示屏方便了学生等实时观察执行小车的行驶过程和行驶参数（例如，方向、速度、油耗）等。上述功能显示屏与系统主机相连接，上述调试显示屏与小车驱动器相连接。实施过程中，功能显示屏显示执行小车的驾驶场景，从而方便外界查看，另外，上述视觉传感器、转速传感器以及转角传感器的工作过程也可以在功能显示屏中进行展示。上述调试显示屏接收并显示对小车驱动器的参数配置，优选的，调试显示屏选用触摸屏，用户可以通过该调试显示屏输入想要配置的参数，调试显示屏将上述参数发送给小车驱动器，以使小车驱动器的参数得以更新。

此外，用于智能网联汽车专业教学的车道保持辅助系统实训装置还包括相连接的台架电源和直流稳压电源，台架电源分别与模拟驾驶器、传感器组、系统主机、小车驱动器、小车控制器相连接，直流稳压电源与执行小车相连接。使用过程中，台架电源分别为模拟驾驶器、传感器组、系统主机、小车驱动器和小车控制器提供电能，以使整个实训装置进行工作。直流稳压电源将台架电源转换为7.8V后为执行小车供电，优选的，直流稳压电源获取7.8V的直流电后给执行小车进行供电。

此外，为了保证实训装置中各个器件的安全工作，上述用于智能网联汽车专业教学的车道保持辅助系统实训装置还包括漏电保护开关，漏电保护开关与台架电源相连接，实施过程中，漏电保护开关用于为台架电源进行漏电保护，常见的，漏电保护开关中配备有限流用保险丝，当台架电源的电流过大时，保险丝熔断，切断台架电源与各个器件之间的连接。

此外，用于智能网联汽车专业教学的车道保持辅助系统实训装置还包括路由器，路由器连接在系统主机和小车驱动器之间，路由器为系统主机和小车驱动器之间的信号传输提供网络支持，即由路由器建立局域网，系统主机将驾驶操作指令和行驶状态信息通过网络发送给小车驱动器，以控制执行小车进行状态变更。

本发明实施例提供的一种用于智能网联汽车专业教学的车道保持辅助系统实训装置包括：模拟驾驶器、传感器组、系统主机、小车驱动器、小车控制器和执行小车，需要说明的是，传感器组安装在执行小车上，上述模拟驾驶器和传感器组均与系统主机相连接，系统主机与小车驱动器相连接，小车驱动器、小车控制器和执行小车依次相连接，实训过程中，模拟驾驶器接受用户发出的驾驶操作指令（换挡、转向、加速和刹车等），传感器组采集执行小车的行驶状态信息，之后，系统主机根据驾驶操作指令和行驶状态信息判断执行小车是否偏离车道线，并由小车驱动器根据驾驶操作指令和行驶状态信息生成车辆驱动信号，小车控制器将车辆驱动信号发送给执行小车，以使执行小车变更行驶状态（调整行驶速度、改变行驶方向等），经上述实训处理，学生既能观察到车辆的行驶状态，也能够对车辆的内部结构和原理进行深入剖析，并能对车辆进行模拟驾驶，从而能够获取更好的实训效果。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种用于智能网联汽车专业教学的车道保持辅助系统实训装置，其特征在于，包括：模拟驾驶器、传感器组、系统主机、小车驱动器、小车控制器和执行小车，其中，所述传感器组安装在所述执行小车上；

所述模拟驾驶器和所述传感器组均与所述系统主机相连接，所述系统主机与所述小车驱动器相连接，所述小车驱动器、所述小车控制器和所述执行小车依次相连接；

所述模拟驾驶器接受用户发出的驾驶操作指令；

所述传感器组采集所述执行小车的行驶状态信息；

所述系统主机根据所述驾驶操作指令和所述行驶状态信息判断所述执行小车是否偏离车道线；

所述小车驱动器根据所述驾驶操作指令和所述行驶状态信息生成车辆驱动信号；

所述小车控制器将所述车辆驱动信号发送给所述执行小车，以使所述执行小车变更行驶状态。

2.根据权利要求1所述的一种用于智能网联汽车专业教学的车道保持辅助系统实训装置，其特征在于，所述传感器组包括并列连接的视觉传感器、转速传感器和转角传感器；

所述视觉传感器采集所述执行小车在车道线中的位置；

所述转速传感器采集所述执行小车车轮的转速信息；

所述转角传感器采集所述执行小车方向盘的转角数据。

3.根据权利要求2所述的一种用于智能网联汽车专业教学的车道保持辅助系统实训装置，其特征在于，还包括失效开关组，所述失效开关组与所述传感器组相连接，所述失效开关组还与所述小车控制器相连接；

所述失效开关组包括并行连接的第一失效开关、第二失效开关和第三失效开关；

所述第一失效开关与所述视觉传感器相连接，所述第二失效开关与所述转速传感器相连接，所述第三失效开关与所述转角传感器相连接；

所述第一失效开关在接收到所述小车控制器的第一控制触发后将所述视觉传感器禁用；

所述第二失效开关在接收到所述小车控制器的第二控制触发后将所述转速传感器禁用；

所述第三失效开关在接收到所述小车控制器的第三控制触发后将所述转角传感器禁用。

4.根据权利要求1所述的一种用于智能网联汽车专业教学的车道保持辅助系统实训装置，其特征在于，还包括控制开关组，所述控制开关组与所述小车控制器相连接；

所述控制开关组包括并行连接的点火开关、左转向开关和右转向开关；

所述点火开关在接收到所述小车控制器的点火触发后控制所述执行小车启动；

所述左转向开关在接收到所述小车控制器的左转向触发后控制所述执行小车左转向灯亮起；

所述右转向开关在接收到所述小车控制器的右转向触发后控制所述执行小车右转向灯亮起。

5.根据权利要求1所述的一种用于智能网联汽车专业教学的车道保持辅助系统实训装置，其特征在于，还包括独立设置的功能显示屏和调试显示屏，所述功能显示屏与所述系统主机相连接，所述调试显示屏与所述小车驱动器相连接；

所述功能显示屏显示所述执行小车的驾驶场景；

所述调试显示屏接收并显示对所述小车驱动器的参数配置，以使所述小车驱动器的参数得以更新。

6.根据权利要求2所述的一种用于智能网联汽车专业教学的车道保持辅助系统实训装置，其特征在于，还包括相连接的台架电源和直流稳压电源，所述台架电源分别与所述模拟驾驶器、所述传感器组、所述系统主机、所述小车驱动器、所述小车控制器相连接，所述直流稳压电源与所述执行小车相连接；

所述台架电源分别为所述模拟驾驶器、所述传感器组、所述系统主机、所述小车驱动器和所述小车控制器提供电能；

所述直流稳压电源将所述台架电源转换为7.8V后为所述执行小车供电。

7.根据权利要求6所述的一种用于智能网联汽车专业教学的车道保持辅助系统实训装置，其特征在于，还包括漏电保护开关，所述漏电保护开关与所述台架电源相连接；

所述漏电保护开关用于为所述台架电源进行漏电保护。

8.根据权利要求1所述的一种用于智能网联汽车专业教学的车道保持辅助系统实训装置，其特征在于，还包括路由器，所述路由器连接在所述系统主机和所述小车驱动器之间；

所述路由器为所述系统主机和所述小车驱动器之间的信号传输提供网络支持。

9.根据权利要求2所述的一种用于智能网联汽车专业教学的车道保持辅助系统实训装置，其特征在于，所述视觉传感器为广角摄像头。