CN113110405A - 一种用于自动驾驶的底盘嵌入式控制板多通道测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于自动驾驶的底盘嵌入式控制板多通道测试系统，通过将微控制器模块与控制板通道切换模块的信号端连接，控制板通道切换模块的信号端分别与控制板接口模块、多个测试模块的信号端的信号端连接；多个控制板接口模块用于将多个控制板接入测试系统，以供测试系统进行测试；多个不同种类的测试模块分别用于测试控制板不同种类的功能，控制板通道切换模块用于通过开关切换将多个控制板切换至不同种类的测试模块中进行测试；微控制器模块用于控制控制板通道切换模块的开关切换。先比现有技术，本发明中的多通道测试系统能通过控制板通道切换模块实现所述底盘嵌入式控制板的批量测试。

Description

一种用于自动驾驶的底盘嵌入式控制板多通道测试系统

技术领域

本发明涉及自动驾驶技术领域，尤其涉及一种用于自动驾驶的底盘嵌入式控制板多通道测试系统。

背景技术

现有低速电动观光旅游车通过自动化驾驶功能改造后，可在特定区域内的固定路线上进行自动驾驶，如旅游园区、厂区等非城市开放道路，有效解决了与目前法规禁止无人驾驶汽车上路的冲突，为自动驾驶技术的研究和落地提供了载体。它的自动驾驶控制系统一般由上位机、定位系统、避障系统、底盘控制系统等部分组成，底盘嵌入式控制板是自动驾驶汽车控制系统中重要的组成部分，是自动驾驶控制上位机对车辆底盘实现制动、油门、档位控制的执行部分。现有的应用这种底盘控制系统进行低速电动观光旅游车自动驾驶功能改造方案中，生产完成的底盘控制系统都没有经过前期测试和调试，直接将其安装于车辆上，通过实车进行测试与调试。这种自动驾驶车辆的底盘控制功能改造方法，主要存在如下缺陷：

1、没有经过测试的底盘控制系统直接加装于车辆的电控系统后，由于元器件质量、焊接工艺、组装工艺等原因，不可避免的会存在一定的故障，如果生产完成后的电控系统存在短路故障，直接加装于汽车电控制系统后，会对汽车原电控系统的电源和其它电路造成损坏，这样就会给后期系统调试时增加很大的难度。另外，更换人为损坏的原车电控系统来排除故障时，也会增加额外的成本支出，也影响了原车电控系统的出厂一致性，存在一定的安全隐患。

2、由于车辆的操作空间较小，不便于在车上进行底盘控制系统的检测与调试，另外底盘控制系统本身是执行上位机控制命令的中间执行机构，在测试其功能时需要上位机发送一些命令，才能验证其对车辆制动、油门、档位的控制功能是否正常，而上位机又需要定位系统、避障系统的全部参与才能正常工作，因此，这种方式不便于后期的改装和调试，会影响工程进度、相应的延长了生产周期。

目前还没有一种专用的检测和调试平台，对生产完成后的底盘控制板的性能和参数进行测试与标定，因此，如何实现底盘嵌入式控制板的批量测试已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种用于自动驾驶的底盘嵌入式控制板多通道测试系统，用于解决现有技术中无法实现底盘嵌入式控制板批量测试的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种用于自动驾驶的底盘嵌入式控制板多通道测试系统，包括：微控制器模块、多个控制板接口模块、控制板通道切换模块以及多个不同种类的测试模块；微控制器模块与控制板通道切换模块的信号端连接，控制板通道切换模块的信号端分别与控制板接口模块、多个测试模块的信号端的信号端连接；多个控制板接口模块用于将多个控制板接入测试系统，以供测试系统进行测试；多个不同种类的测试模块分别用于测试控制板不同种类的功能，控制板通道切换模块用于通过开关切换将多个控制板切换至不同种类的测试模块中进行测试；微控制器模块用于控制控制板通道切换模块的开关切换。

优选的，还包括电源切换模块，电源切换模块的电源端与各个控制板接口模块的电源端连接，电源切换模块的信号端与微控制器模块的信号端连接，微控制器模块用于发送电源切换信号给电源切换模块，以连通或断开各个控制板接口模块的电源。

优选的，多个不同种类的测试模块包括推杆电机、车辆档位切换开关以及油门踏板，推杆电机用于测试控制板的制动控制功能；车辆档位切换开关用于测试控制板的车辆档位切换功能，油门踏板功能用于测试控制板的油门控制功能。

优选的，包括按键输入模块，按键输入模块的信号端与微控制器模块的信号端连接，按键输入模块供用户输入控制指令给微控制器模块，以控制测试系统的测试种类以及测试过程。

优选的，包括状态指示灯模块，状态指示灯模块的信号端与微控制器模块的信号端连接，状态指示灯模块包括：用于显示档位状态的指示灯以及用于油门状态的指示灯。

优选的，包括液晶显示模块，液晶显示模块的信号端与微控制器模块的信号端连接，液晶显示模块用于显示微控制器模块发送来的显示信息。

优选的，包括信号测试接口模块以及信号测量接口，信号测试接口的信号端通过信号测试接口模块与控制板通道切换模块的信号端连接，信号测量接口包括：制动控制功能测试接口、档位控制功能测试接口以及油门控制功能测试接口。

优选的，控制板通道切换模块通过CAN总线驱动器与微控制器模块连接。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明中的用于自动驾驶的底盘嵌入式控制板的多通道测试系统，通过将微控制器模块与控制板通道切换模块的信号端连接，控制板通道切换模块的信号端分别与控制板接口模块、多个测试模块的信号端的信号端连接；多个控制板接口模块用于将多个控制板接入测试系统，以供测试系统进行测试；多个不同种类的测试模块分别用于测试控制板不同种类的功能，控制板通道切换模块用于通过开关切换将多个控制板切换至不同种类的测试模块中进行测试；微控制器模块用于控制控制板通道切换模块的开关切换。相比现有技术，通过控制板通道切换模块将不同测试模块切换到不同的底盘嵌入式控制板进行测试，以此来检测相应控制板的各功能是否正常，从而实现底盘嵌入式控制板的批量测试，且在测试过程中，无需人工将底盘嵌入式控制板接入至各个测试模块，大大减少了人力成本。此外，测试完成后的底盘嵌入式控制板，各电路的参数和输出性能已完成标定，加装在汽车电控制系统上后不需要额外的调试操作，能有效的缩短产品的生产周期、提高生产经济效益；由于改装工序的简化，有效的减小了工人的劳动强度。

2、在优选方案中，本测试系统能同时对3个底盘嵌入式控制板进行检测与调试，调试和检测的速度是单通道检测与调试平台的两倍以上，能有效的提高工作效率，缩短产品生产与制作周期，能有效提高生产效益。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例中的用于自动驾驶的底盘嵌入式控制板的多通道测试系统的结构图；

图2是本发明优选实施例中的用于自动驾驶的底盘嵌入式控制板的多通道测试系统的原理图；

图3是本发明优选实施例中的用于自动驾驶的底盘嵌入式控制板的多通道测试系统的微控制器模块电路图；

图4是本发明优选实施例中的用于自动驾驶的底盘嵌入式控制板的多通道测试系统的按键输入模块电路图；

图5是本发明优选实施例中的用于自动驾驶的底盘嵌入式控制板的多通道测试系统的液晶显示模块电路图；

图6是本发明优选实施例中的用于自动驾驶的底盘嵌入式控制板的多通道测试系统的状态指示模块电路图；

图7是本发明优选实施例中的用于自动驾驶的底盘嵌入式控制板的多通道测试系统的CAN总线驱动器电路图；

图8是本发明优选实施例中的用于自动驾驶的底盘嵌入式控制板的多通道测试系统的控制板通道切换模块电路图；

图9是本发明优选实施例中的用于自动驾驶的底盘嵌入式控制板的多通道测试系统的1#控制板接口模块电路图；

图10是本发明优选实施例中的用于自动驾驶的底盘嵌入式控制板的多通道测试系统的2#控制板接口模块电路图；

图11是本发明优选实施例中的用于自动驾驶的底盘嵌入式控制板的多通道测试系统的3#控制板接口模块电路图；

图12是本发明优选实施例中的用于自动驾驶的底盘嵌入式控制板的多通道测试系统的电源切换模块电路图；

图13是本发明优选实施例中的用于自动驾驶的底盘嵌入式控制板的多通道测试系统的信号测量接口模块电路图；

图14是本发明优选实施例中的用于自动驾驶的底盘嵌入式控制板的多通道测试系统的电源模块电路图；

图15是本发明优选实施例中的用于自动驾驶的底盘嵌入式控制板的多通道测试系统的微控制器主程序控制流程图；

图16是本发明优选实施例中的用于自动驾驶的底盘嵌入式控制板的通道地址指针逻辑状态图；

图中标注：

1-1#底盘嵌入式控制板；2-1#控制板电源接口；3-1#控制板CAN接口；4-1#控制板推杆电机接口；5-1#控制板油门踏板接口；6-1#控制板档位开关接口；7-液晶显示器；8-推杆电机；9-模拟刹车踏板；10-复位弹簧；11-手动模式指示；12-自动模式指示灯；13-前进档位指示灯；14-空档指示灯；15-后退档位指示灯；16-模式切换按钮；17-释放制动按钮；18-紧急制动按钮；19-前进档位按钮；20-空档按钮；21-后退档位按钮；22-制动力度向上调节按钮；23-第一确认按钮；24-制动力度向下调节按钮；25-油门开度向上调节按钮；26-第二确认按钮；27-油门开度向下调节按钮；28-油门信号APP1测量接口；29-后退档位信号测量接口；30-油门地信号测量接口；31-档位公共信号测量接口；32-前进档位信号测量接口；33-油门信号APP2测量接口；34-推杆电机正极测量接口；35-推杆电机负极测量接口；36-车辆档位切换开关；37-电源接口；38-电源开关；39-油门踏板；40-通道切换按钮；41-2#底盘嵌入式控制板；42-2#控制板电源接口；43-2#控制板CAN接口；44-2#控制板推杆电机接口；45-2#控制板油门踏板接口；46-2#控制板档位开关接口；47-3#底盘嵌入式控制板；48-3#控制板电源接口；49-3#控制板CAN接口；50-3#控制板推杆电机接口；51-3#控制板油门踏板接口；52-3#控制板档位开关接口。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例一：

本实施中公开了一种用于自动驾驶的底盘嵌入式控制板多通道测试系统，包括：微控制器模块、多个控制板接口模块、控制板通道切换模块以及多个不同种类的测试模块；微控制器模块与控制板通道切换模块的信号端连接，控制板通道切换模块的信号端分别与控制板接口模块、多个测试模块的信号端的信号端连接；多个控制板接口模块用于将多个控制板接入测试系统，以供测试系统进行测试；多个不同种类的测试模块分别用于测试控制板不同种类的功能，控制板通道切换模块用于通过开关切换将多个控制板切换至不同种类的测试模块中进行测试；微控制器模块用于控制控制板通道切换模块的开关切换。

本发明中的用于自动驾驶的底盘嵌入式控制板的多通道测试系统，通过将微控制器模块与控制板通道切换模块的信号端连接，控制板通道切换模块的信号端分别与控制板接口模块、多个测试模块的信号端的信号端连接；多个控制板接口模块用于将多个控制板接入测试系统，以供测试系统进行测试；多个不同种类的测试模块分别用于测试控制板不同种类的功能，控制板通道切换模块用于通过开关切换将多个控制板切换至不同种类的测试模块中进行测试；微控制器模块用于控制控制板通道切换模块的开关切换。相比现有技术，通过控制板通道切换模块将不同测试模块切换到不同的底盘嵌入式控制板进行测试，以此来检测相应控制板的各功能是否正常，从而实现底盘嵌入式控制板的批量测试，且在测试过程中，无需人工将底盘嵌入式控制板接入至各个测试模块，大大减少了人力成本。

实施例二：

实施例二是实施例一的优选实施例，其与实施例一的不同之处在于，对用于自动驾驶的底盘嵌入式控制板的多通道测试系统的具体结构进行细化：

(一)多通道测试系统

如图1所示，用于自动驾驶控制的底盘嵌入式控制板的多通道测试系统包括：1#底盘嵌入式控制板1、1#控制板电源接口2、1#控制板CAN接口3、1#控制板推杆电机接口4、1#控制板油门踏板接口5、1#控制板档位开关接口6、液晶显示器7、推杆电机8、模拟刹车踏板9、复位弹簧10、手动模式指示11、自动模式指示灯12、前进档位指示灯13、空档指示灯14、后退档位指示灯15、模式切换按钮16、释放制动按钮17、紧急制动按钮18、前进档位按钮19、空档按钮20、后退档位按钮21、制动力度向上调节按钮22、第一确认按钮23、制动力度向下调节按钮24、油门开度向上调节按钮25、第二确认按钮26、油门开度向下调节按钮27、油门信号APP1测量接口28、后退档位信号测量接口29、油门地信号测量接口30、档位公共信号测量接口31、前进档位信号测量接口32、油门信号APP2测量接口33、推杆电机正极测量接口34、推杆电机负极测量接口35、车辆档位切换开关36、电源接口37、电源开关38、油门踏板39、通道切换按钮40、2#底盘嵌入式控制板41、2#控制板电源接口42、2#控制板CAN接口43、2#控制板推杆电机接口44、2#控制板油门踏板接口45、2#控制板档位开关接口46、3#底盘嵌入式控制板47、3#控制板电源接口48、3#控制板CAN接口49、3#控制板推杆电机接口50、3#控制板油门踏板接口51、3#控制板档位开关接口52。

该测试系统的操作方法及工作原理如下：

通过电源接口37接通电源后，打开电源开关38，系统上电；通过操作通道切换按钮40，选择相应的被调试底盘嵌入式控制板，液晶显示器7的相应区域显示当前选择的通道号；通过操作模式切换按钮16，在内部电路的控制下通过控制板CAN接口向当前选择的底盘嵌入式控制板发送控制命令，底盘嵌入式控制板进入手动驾驶模式，液晶显示器7的相应区域显示为“手动”，同时点亮手动模式指示11。

1、手动驾驶模式下相关功能的测试方法

在手动驾驶模式下车辆的油门、档位、制动均通过手动控制，此时，可踩踏油门踏板39，再用万用表测量油门信号APP1测量接口28、油门信号APP2测量接口33和油门地信号测量接口30之间的电压是否跟随踩踏的深浅变化，以验证当前选择的底盘嵌入式控制板的油门信号切换功能是否正常；若油门信号APP1测量接口28、油门信号APP2测量接口33和油门地信号测量接口30之间的电压跟随踩踏的深浅变化，则判断所述底盘嵌入式控制板的油门信号切换功能的功能是正常的，否则，则不正常。

在手动驾驶模式下，操作车辆档位切换开关36，使其分别处于前进、后退、空档位置，再利用万用表测量后退档位信号测量接口29、前进档位信号测量接口32和档位公共信号测量接口31之间的电压值是否满足表1所示关系，以验证底盘嵌入式控制板的档位切换功能是否正常；若满足表1所示关系，则判断所述底盘嵌入式控制板的档位切换功能正常，否则，则判断不正常。

表1档位信号测量接口与档位开关之间的关系表

在手动驾驶模式下用万用表测量推杆电机正极测量接口34和推杆电机负极测量接口35之间的电压值应为0V，以验证底盘嵌入式控制板的制动控制功能是否正常；若为0，则判断正常，否则，则不正常。

2、自动驾驶模式下相关功能的测试方法

通过操作模式切换按钮16，在内部电路的控制下通过控制板CAN接口向当前选择的底盘嵌入式控制板发送控制命令，底盘嵌入式控制板进入自动驾驶模式，液晶显示器7的相应区域显示为“自动”，同时点亮自动模式指示12；在自动驾驶模式下车辆的油门、档位、制动均由底盘嵌入式控制板自动控制。

在自动驾驶模式下，可踩踏油门踏板39，再用万用表测量油门信号APP1测量接口28、油门信号APP2测量接口33和油门地信号测量接口30之间的电压应不会变化，以判断油门踏板信号已切断；通过操作油门开度向上调节按钮25、第二确认按钮26和油门开度向下调节按钮27改变油门开度值，液晶显示器7的相应区域以百分比的形式显示油门开度值，用万用表测量油门信号APP1测量接口28、油门信号APP2测量接口33和油门地信号测量接口30之间的电压应符合表2所示关系，以验证底盘嵌入式控制板的油门信号切换和油门信号产生功能是否正常；若满足，则判断正常，否则，则不正常。

表2油门信号测量接口与油门开度之间的关系表

在自动驾驶模式下，可操作车辆档位切换开关36，利用万用表测量后退档位信号测量接口29、前进档位信号测量接口32和档位公共信号测量接口31之间的电压应均为5V，证明车辆档位开关信号已切断；可操作前进档位按钮19、空档按钮20、后退档位按钮21改变自动驾驶模式下的档位状态，液晶显示器7的相应区域显示三种档位状态，同时点亮相应的前进档位指示灯13、空档指示灯14、后退档位指示灯15，再利用万用表测量后退档位信号测量接口29、前进档位信号测量接口32和档位公共信号测量接口31之间的电压值是否满足表3所示关系，以验证底盘嵌入式控制板的档位控制功能是否正常；若满足，则正常，否则，则不正常。

表3档位信号测量接口与档位按钮之间的关系表

在自动驾驶模式下，可操作紧急制动按钮18，此时利用万用表测量推杆电机正极测量接口34和推杆电机负极测量接口35之间的电压值应为12V左右，推杆电机8全速运转、实现快速制动功能；可操作制动力度向上调节按钮22、第一确认按钮23、制动力度向下调节按钮24来改变制动力度，在液晶显示器7的相应区域以百分比的形式显示制动力度，在进行制动功能测试时制动力度、电机转速、电压值之间的应呈正比，上述操作需要推杆电机8回位时，可操作释放制动按钮17。

通过操作通道切换按钮40，将调试对象分别选择为“1#”、“2#”、“3#”底盘嵌入式控制板，参考上述方法可完成3个控制板的调试。

(二)多通道测试系统的电路

1、多通道测试系统电路结构

如图2所示，用于自动驾驶控制的底盘嵌入式控制板的多通道测试系统的电路包括：微控制器模块、按键输入模块、液晶显示模块、状态指示模块、CAN总线驱动器、控制板通道切换模块、信号测量接口模块、1#控制板接口模块、2#控制板接口模块、3#控制板接口模块、电源切换模块、电源模块；按键输入模块、液晶显示模块、状态指示模块均与微控制器模块相连，按键输入模块将调试人员的操作命令转换成电信号送给微控制器模块，液晶显示模块完成相关参数和状态信息的显示，状态指示模块完成驾驶模式、档位信息的指示；CAN总线驱动器、控制板通道切换模块、微控制器模块依次顺序相连；控制板通道切换模块分别外接图1中的底盘嵌入式控制板1、推杆电机8、车辆档位切换开关36、油门踏板39；信号测量接口模块与控制板通道切换模块相连后，外接信号测量接口，信号测量接口包括油门信号APP1测量接口28、后退档位信号测量接口29、油门地信号测量接口30、档位公共信号测量接口31、前进档位信号测量接口32、油门信号APP2测量接口33、推杆电机正极测量接口34、推杆电机负极测量接口35；1#控制板接口模块、2#控制板接口模块、3#控制板接口模块分别与控制板通道切换模块相连，在微控制器模块的控制下、由控制板通道切换模块将CAN网络信号、推杆电机8控制电源、油门踏板信号、档位开关信号切换至相应的被调试底盘嵌入式控制板上；电源切换模块分别与1#控制板接口模块、2#控制板接口模块、3#控制板接口模块中的12V电源接口37相连，在微控制器模块的控制下分别为被调试底盘嵌入式控制板切换供电；电源模块为整个电路提供供电能。

2、多通道测试系统电路

如图3所示，微控制器模块包括单片机U3、滤波电感L1、滤波电容C5、退耦电容C6、短路电阻R31、短路电阻R26、滤波电容C8、退耦电容C7、滤波电容C10、退耦电容C9、滤波电容C12、退耦电容C11、晶体振荡器YS1、校正电容C13、校正电容C14、阻抗匹配电阻R27、复位充电电阻R28、复位充电电容C22、复位按键SB12、上拉电阻R18、限流电阻R19、程序下载接口P10、退耦电容C15、退耦电容C16、退耦电容C17、退耦电容C18；单片机U3的型号为MC9S12XS128MAA；单片机U3的第15脚与限流电阻R30的一端连接、电阻的另外一端与程序下载接口P10的第3脚连接；复位充电电阻R28和复位充电电容C22首尾相连的接在电源和地之间、其连接的中点与单片机U3的复位引脚第30脚相连、复位按键SB12并接在复位充电电容C22的两端；单片机U3的PB端口、PT端口与液晶显示模块相连；单片机U3的PA端口与按键输入模块相连；单片机U3的PS端口与状态指示灯模块相连；单片机U3的PP5和PP7分别与控制板通道切换模块和电源切换模块相连。

如图4所示，按键输入模块包括上拉电阻R14、R15、R25、R16、R17、R18、R19、R20、R21、R22、R23、R24、R25、R35、模式选择开关S1、通道切换按键SB13、释放制动按键SB10、紧急制动按键SB11、油门向上调节按键SB1、油门向下调节按键SB2、油门确认调节按键SB3、制动力度向上调节按键SB4、制动力度向下调节按键SB5、制动力度确认调节按键SB6、前进按键SB7、后退按键SB8、空档按键SB9；上拉电阻与按键或者开关首尾相连后连接在电源和地之间、其连接中点与单片机的IO端口连接，形成按键检测电路。

如图5所示，液晶显示模块包括液晶显示器U1、退耦电容C1、对比度调节电位器Rw1、背光调节三极管Q1、限流电阻R1；液晶显示器U1的型号为LCD12864；液晶显示器U1的数据端口第7脚至第14脚分别与微控制器模块中的单片机U3的PB端口相连；液晶显示器U1的控制端口分别与微控制器模块中的单片机U3的PT端口相连；液晶显示器U1的背光电源正极与电源相连、其负极与背光调节三极管Q1的发射极相连，背光调节三极管Q1的集电极与地相连、其基极通过限流电阻R1与微控制器模块中的单片机U3的PP0端口相连；对比度调节电位器Rw1的一端与电源相连、其另外一端与液晶显示器U1的第18脚相连、其中心调节点与液晶显示器U1的第3脚相连；

如图6所示，状态指示灯模块包括二极管限流电阻R10、状态指示二极管D1、驱动三极管Q2、基极限流电阻R6、二极管限流电阻R11、状态指示二极管D2、驱动三极管Q3、基极限流电阻R7、二极管限流电阻R12、状态指示二极管D3、驱动三极管Q4、基极限流电阻R8、二极管限流电阻R13、状态指示二极管D4、驱动三极管Q5、基极限流电阻R9、二极管限流电阻R33、状态指示二极管D7、驱动三极管Q6、基极限流电阻R34；二极管限流电阻和状态指示二极管的正极相连并串接在电源和驱动三极管的发射极之间，驱动三极管的集电极与地相连、其基极通过基极限流电阻与微控制器模块中的单片机U3的PS端口相连。

如图7所示，CAN总线驱动器包括驱动器芯片U2、总线终端电阻R2、总线终端电阻R3、总线终端电阻R4、总线终端电阻R5、退耦电容C2、旁路电容C3和C4；驱动器芯片U2的型号为TJA1050；驱动器芯片U2的第1脚和第4脚分别与微控制器模块中的单片机U3的PM1和PM0相连；总线驱动器U2的第7脚和第6脚分别自动驾驶油门控制系统接口模块中的P3相连；总线终端电阻R11和R8以首尾相连的方式串接在总线驱动器U2的第7脚和第6脚之间、其中点通过旁路电容C2与地相连；总线终端电阻R9和R10以首尾相连的方式串接在总线驱动器U2的第7脚和第6脚之间、其中点通过旁路电容C3与地相连。

如图8所示，控制板通道切换模块包括模拟电子开关U5、U6、U7、U8、U9、U10、退耦电容C23、C24、C25、C26、C27、C28；模拟电子开关的型号为MAX4942；该模拟电子开关内部包含2路3：1通道切换电路，其公共端口与信号测量接口模块、推杆电机8、车辆档位切换开关36、油门踏板39相连，其3通道端口分别与3个底盘嵌入式控制板的接口模块相连；所有模拟电子开关的通道选择信号CB1和CB2连接在一起后，分别与单片机的PP5和PP7端口相连。

如图9所示，1#控制板接口模块包括电源接口P12、CAN总线接口P13、推杆电机接口P14、油门踏板接口P15、档位开关接口P16；所述各接口与外接的待测试底盘嵌入式控制板的相应端口相连；电源接口P12与电源切换模块中继电器的常开触点相连；各信号接口分别与控制板通道切换模块中模拟电子开关的通道1相连。

如图10所示，2#控制板接口模块包括电源接口P22、CAN总线接口P23、推杆电机接口P24、油门踏板接口P25、档位开关接口P26；所述各接口与外接的待测试底盘嵌入式控制板的相应端口相连；电源接口P22与电源切换模块中继电器的常开触点相连；各信号接口分别与控制板通道切换模块中模拟电子开关的通道2相连。

如图11所示，3#控制板接口模块包括电源接口P32、CAN总线接口P33、推杆电机接口P34、油门踏板接口P35、档位开关接口P36；所述各接口与外接的待测试底盘嵌入式控制板的相应端口相连；电源接口P32与电源切换模块中继电器的常开触点相连；各信号接口分别与控制板通道切换模块中模拟电子开关的通道3相连。

如图12所示，电源切换模块包括2-4线译码器U11A、驱动三极管Q7、Q8、Q9、限流电阻R36、R37、R38、电源切换继电器K1、K2、K3；2-4线译码器U11A的型号为SN74HC139D；译码器U11A的第2和第3脚编码信号输入端分别与单片机的PP5和PP7端口相连，第1脚输出允许信号输入端与单片机的PP1端口相连；译码器U11A的第4脚选择输出端与R36的一端相连，当该端口输出有效低电平信号时，驱动三极管Q7饱和导通，继电器K1工作接通1#底盘嵌入式控制板1的12V电源；译码器U11A的第5脚选择输出端与R37的一端相连，当该端口输出有效低电平信号时，驱动三极管Q8饱和导通，继电器K2工作接通2#底盘嵌入式控制板41的12V电源；译码器U11A的第6脚选择输出端与R38的一端相连，当该端口输出有效低电平信号时，驱动三极管Q9饱和导通，继电器K3工作接通3#底盘嵌入式控制板47的12V电源。

如图13所示，信号测量接口模块包括推杆电机测量接口P7、油门信号测量接口P8、档位信号测量接口P9；推杆电机测量接口P7与底盘嵌入式控制板接口模块中推杆电机接口P4的相应引脚相连；油门信号测量接口P8与底盘嵌入式控制板接口模块中油门踏板信号接口P5的相应引脚相连；档位信号测量接口P9与底盘嵌入式控制板接口模块中档位控制开关接口P6的相应引脚相连。

如图14所示，电源模块包括直流输入接口P11、滤波电容C19、开关集成稳压器U4、续流二极管D5、储能电感L2、滤波电容C20、退耦电容C21、限流电阻R32、电源指示二极管D6；开关集成稳压器U4的型号为LM2576S-5.0；直流输入接口P11外接12V直流电源。

(三)测试系统的控制流程及方法

如图15所示，多通道测试系统中微控制器模块的主程序流程如下：

步骤100：系统上电后对液晶显示器7的初始化操作、对CAN网络相关寄存器进行配置，转至步骤101；

步骤101：对通道切换按键SB13的状态进行判断，当SB13的状态为1时转至步骤103，当SB13的状态为0时转至步骤102；

步骤102：将被调试底盘嵌入式控制板的通道地址指针加1，使其指向下一个调试通道；根据调整后的通道指针值对控制板通道切换模块中的模拟电子开关进行切换控制；对电源切换模块中的译码器进行切换控制；单片机输出的通道切换信号CB1和CB2、通道地址指针与调试通道之间的关系如下表4所示；

表4通道切换信号与调试通道之间的关系表

单片机在进行通道切换控制逻辑如图16所示，通道地址指针在0、1、2之间顺序循环，即底盘嵌入式控制在1#、2#、3#之间循环切换。

步骤103：对驾驶模式选择开关S1的状态进行判断，当S1的状态为1时转至步骤108，当S1的状态为0时转至步骤104；

步骤104：处于自动驾驶模式，驾驶模式变量赋值为0，点亮自动驾驶模式指示灯D1、熄灭人工驾驶模式指示灯D2，以便测试人员了解测试系统及底盘嵌入式控制板发送的驾驶模式，转至步骤105；

步骤105：自动驾驶模式下，读取油门开度值调整按键SB1、SB2和SB3的状态，判断按键是否按下，根据按键的状态调整油门目标开度值，油门开度值变量赋值，转至步骤106；

步骤106：自动驾驶模式下，读取档位状态调整按键SB7、SB8和SB9的状态、判断按键是否按下，根据按键的状态调整档位状态，档位状态变量赋值，转至步骤107；

步骤107：自动驾驶模式下，读取制动状态调整按键SB4、SB5、SB6、SB10、SB11的状态，判断按键是否按下，根据按键的状态设置和调整制动状态，包括紧急制动、释放制动、增加制动力度、减小制动力度等状态，制动力度变量、制动状态变量赋值，转至步骤109；

步骤108：处于人工驾驶模式，驾驶模式变量赋值为1，点亮人工驾驶模式指示灯D2、熄灭自动驾驶模式指示灯D1，以便测试人员了解测试系统及底盘嵌入式控制板发送的驾驶模式，转至步骤109；

步骤109：调用液晶显示函数，进行12864字符液晶的显示驱动操作，在液晶显示屏上显示驾驶模式(人工/自动)、油门开度值(0％～100％)、档位状态(前进/空档/后退)、制动力度(LV1～LV5)、制动状态(紧急制动/释放制动)，转至步骤110；

步骤110：对下位机发送命令时间标志进行判断(该时间标志在500毫秒定时器中断中置位为1)，当时间标志等于0时，转至步骤101实现循环，当时间标志等于1时转到步骤109；

步骤111：下位机发送命令时间标志清零，向CAN数据暂存缓冲区写入控制命令数据包，启动CAN控制寄存器通过微控制器的CAN通信接口向下位机发送数据，程序无异常转至步骤101实现循环。

向下位机发送的数据包采用动态数据长度的方式；数据长度分两种情况，第一，人工驾驶模式下数据包由2个字节的帧头、2个字节的ID码、1个字节的驾驶模式、1个字节的检验码、1个字节的帧尾共7个字节顺序组成，其格式如下表5所示；

表5下位机发送命令数据包定义

第二，自动驾驶模式下数据包由2个字节的帧头、2个字节的ID码、1个字节的驾驶模式、1个字节的油门开度值、1个字节的档位状态、1个字节的制动状态、1个字节的检验码、1个字节的帧尾共10个字节顺序组成，其格式和含义如下表6所示：

表6下位机发送命令数据包定义

综上所述，本发明中的用于自动驾驶的底盘嵌入式控制板多通道测试系统，用于自动驾驶汽车底盘嵌入式控制板生产完成后，在本检测与调试平台上进行功能和性能的测试，完成后可直接应用和加装于低速电动观光旅游车的自动化改造项目上，不会由于系统故障对原车电路造成损坏，能有效的节约产品的生产成本、有效的提高改装后汽车的安全性、稳定性。

此外，测试完成后的底盘嵌入式控制板，各电路的参数和输出性能已完成标定，加装在汽车电控制系统上后不需要额外的调试操作，能有效的缩短产品的生产周期、提高生产经济效益；由于改装工序的简化，有效的减小了工人的劳动强度。

此外，本检测与调试平台能同时对3个底盘嵌入式控制板进行检测与调试，调试和检测的速度是单通道检测与调试平台的两倍以上，能有效的提高工作效率，缩短产品生产与制作周期，能有效提高生产效益。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于自动驾驶的底盘嵌入式控制板多通道测试系统，其特征在于，包括：微控制器模块、多个控制板接口模块、控制板通道切换模块以及多个不同种类的测试模块；所述微控制器模块与所述控制板通道切换模块的信号端连接，所述控制板通道切换模块的信号端分别与所述控制板接口模块、多个测试模块的信号端的信号端连接；所述多个控制板接口模块用于将多个控制板接入测试系统，以供测试系统进行测试；所述多个不同种类的测试模块分别用于测试所述控制板不同种类的功能，所述控制板通道切换模块用于通过开关切换将所述多个控制板切换至不同种类的测试模块中进行测试；所述微控制器模块用于控制所述控制板通道切换模块的开关切换。

2.根据权利要求1所述的用于自动驾驶的底盘嵌入式控制板多通道测试系统，其特征在于，还包括电源切换模块，所述电源切换模块的电源端与各个所述控制板接口模块的电源端连接，所述电源切换模块的信号端与所述微控制器模块的信号端连接，所述微控制器模块用于发送电源切换信号给所述电源切换模块，以连通或断开各个控制板接口模块的电源。

3.根据权利要求1所述的用于自动驾驶的底盘嵌入式控制板多通道测试系统，其特征在于，所述多个不同种类的测试模块包括推杆电机、车辆档位切换开关以及油门踏板，所述推杆电机用于测试所述控制板的制动控制功能；所述车辆档位切换开关用于测试所述控制板的车辆档位切换功能，所述油门踏板功能用于测试所述控制板的油门控制功能。

4.根据权利要求1所述的用于自动驾驶的底盘嵌入式控制板多通道测试系统，其特征在于，还包括按键输入模块，所述按键输入模块的信号端与所述微控制器模块的信号端连接，所述按键输入模块供用户输入控制指令给所述微控制器模块，以控制所述测试系统的测试种类以及测试过程。

5.根据权利要求3所述的用于自动驾驶的底盘嵌入式控制板多通道测试系统，其特征在于，还包括状态指示灯模块，所述状态指示灯模块的信号端与所述微控制器模块的信号端连接，所述状态指示灯模块包括：用于显示档位状态的指示灯以及用于油门状态的指示灯。

6.根据权利要求3所述的用于自动驾驶的底盘嵌入式控制板多通道测试系统，其特征在于，还包括信号测试接口模块以及信号测量接口，所述信号测试接口的信号端通过信号测试接口模块与所述控制板通道切换模块的信号端连接，所述信号测量接口包括：制动控制功能测试接口、档位控制功能测试接口以及油门控制功能测试接口。

7.根据权利要求1所述的用于自动驾驶的底盘嵌入式控制板多通道测试系统，其特征在于，还包括液晶显示模块，所述液晶显示模块的信号端与所述微控制器模块的信号端连接，所述液晶显示模块用于显示所述微控制器模块发送来的显示信息。

8.根据权利要求1所述的用于自动驾驶的底盘嵌入式控制板多通道测试系统，其特征在于，所述控制板通道切换模块通过CAN总线驱动器与所述微控制器模块连接。

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