CN115343964B - 一种用于自动驾驶测试的视频模拟设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于自动驾驶测试的视频模拟设备，包括仿真器计算机以及转换器，转换器主要由ADV、FPGA和串行器组成，通过仿真计算机模拟需要进行送入自动驾驶控制器的视频，再通过转换器将输入的视频信号进行转换，输出送至自动驾驶控制器；转换器前端面设置有连接头，转换器的下端依次设置有电缆、安装架以及底托，安装架的底部设置有立轴，辅助环的下端固定连接底托，底托内部还设置有带动立轴旋转的第一驱动组件，转换器的下端设置有隔板，隔板的下端依次设置有第一张紧机构和第二张紧机构。本发明采用数字通讯方式，只要将电缆连接稳固，不会存在图像失真、图像跳动的问题，且可以通过故障模拟，实现图像传输故障模拟。

Description

一种用于自动驾驶测试的视频模拟设备

技术领域

本发明涉及汽车自动驾驶的半实物仿真测试设备，具体为一种用于自动驾驶测试的视频模拟设备。

背景技术

随着新一代的汽车技术革命如新能源、智能网联、自动驾驶的创新，将结合不同落地场景打造可复制循环的商业模式闭环，对于自动驾驶汽车来讲，测试环境是在评价系统中占据重要一环，可以让被测对象处于所有可能遇到的场景，通过对无穷的行驶环境进行有限的映射，即形成仿真测试环境，目前对于自然驾驶数据这种映射关系是利用仿真测试软件中进行还原；

当前对于自动驾驶的视频输入测试采用暗箱的方式，即在暗箱中内置摄像头与放映设备，该方法局限性很大，存在色彩失真，图像跳动等问题，并且调整难度较大，无法模拟各种图像传输故障等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于自动驾驶测试的视频模拟设备，可以解决现有技术带来的色彩失真、图像跳动的问题，同时可以模拟各种图像传输故障。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于自动驾驶测试的视频模拟设备，包括仿真器计算机以及转换器，所述转换器主要由ADV、FPGA和串行器组成，通过仿真计算机模拟需要进行送入自动驾驶控制器的视频，再通过转换器将输入的视频信号进行转换，输出送至自动驾驶控制器；

所述转换器前端面设置有连接头，转换器的下端依次设置有电缆、安装架以及底托，所述安装架的底部固定连接有伸入底托内的立轴，立轴的外部套接有辅助环，辅助环的下端固定连接底托，底托内部还设置有带动立轴旋转的第一驱动组件，所述转换器的水平两端均固定连接有侧向轴，侧向轴限位转动安装在安装架上，转换器的下端设置有隔板，隔板横置在安装架的中部，隔板的下端依次设置有第一张紧机构和第二张紧机构，电缆的一端固定连接在转换器的底部，电缆的另一端贯穿隔板并依次穿绕第一张紧机构和第二张紧机构最后穿插在接电端固定块上，接电端固定块固定安装在安装架底部后端，第一张紧机构对电缆的输出端进行紧松调节，第二张紧机构对电缆的接电端进行紧松调节。

优选的，所述底托内部开设有空腔，空腔内设置有第一驱动组件，第一驱动组件包括直齿轮和主动轮，立轴远离安装架的一端伸入空腔并与直齿轮同轴固定，直齿轮啮合连接主动轮，主动轮由旋转轴驱动。

优选的，所述第一张紧机构包括两组呈中心对称的移动立板，两组移动立板进行直线相向运动，每组移动立板上均固定安装有两根第一拉杆，位于同一列的两根第一拉杆共同连接有支撑柱，支撑柱的上下两端均固定连接第一万向球，安装架的底壁上以及隔板的下端面均开设有第一滑槽，第一万向球与第一滑槽滚动配合。

优选的，所述安装架的水平两端内部自上而下依次开设有置物槽和矩形活动腔，移动立板限位滑动安装在矩形活动腔内，且移动立板远离第一拉杆的一端开设有斜槽，斜槽内滑动插设有凸柱，凸柱固定连接推条，推条远离凸柱的一端伸入置物槽并固定连接接触条，接触条的下端固定设置有弹簧，接触条的上端抵触连接凸轮，侧向轴伸入置物槽并固定连接凸轮。

优选的，所述安装架为门形架，其下端内部开设有配合槽，配合槽内部设置有第二张紧机构，第二张紧机构包括移动座、联结块、螺杆、从动轴以及纵向移动杆，螺杆和从动轴均横置在配合槽内，螺杆一端同轴固定有第二从动轮，螺杆另一端套接有螺母座，联结块一端固定连接移动座，联结块另一端伸入配合槽并固定连接螺母座。

优选的，所述移动座上固定连接有第二拉杆，第二拉杆以及四根第一拉杆的中部均限位套接有转轮，五个转轮相互平行并交错分布，电缆依次绕卷在五个转轮上。

优选的，所述第一从动轮啮合连接第二从动轮，第二从动轮固定套接在从动轴上，从动轴远离第二从动轮的一端贯穿安装架的底部并同轴固定驱动轮，驱动轮啮合连接立向齿条，立向齿条固定连接纵向移动杆。

优选的，所述纵向移动杆限位滑动安装在安装架上，纵向移动杆的底部靠近辅助环的一侧突出设置有拨块，辅助环上开设有容纳拨块的螺旋槽，螺旋槽是由两道镜像对称的半圈螺旋滑槽拼合而成。

优选的，所述隔板以及接电端固定块上均开设有容纳电缆的穿孔，穿孔外壁上设置有滚珠，滚珠设置有六个并关于电缆呈环形阵列分布。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1. 本发明采用数字通讯方式，代替传统的暗箱方式，可以通过故障模拟，实现图像传输故障模拟，并且安装快速便捷，工序简单，像素模拟精度高，能耗更低，使用寿命更长；

2.本发明通过设置第一张紧机构和第二张紧机构，实现对电缆的转向调节，使得电缆能够随着转换器上下左右旋转而进行相应的松紧调节，避免造成电缆连接端的拉扯，使得电缆连接稳固，不会存在图像失真、图像跳动的问题；

3.本发明结构巧妙，通过在辅助环上设置螺旋槽作用于拨块，能够将安装架的旋转运动转化为纵向移动杆的直线上下运动，而通过设置联结块、螺杆、第一从动轮、第二从动轮以及从动轴配合使用，能够将纵向移动杆的直线上下运动转换为移动座的直线前后移动，步步相扣，具有多重联动效果，自适应强；

4.通过利用侧向轴能够实现对转换器的上下旋转，通过立轴实现对转换器的左右旋转，这样设置的好处能够在于，能够便于转换器能够根据仿真计算机和自动驾驶控制器的接触端进行相适宜的角度调整，有利于快速便捷安装。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明安装架的半剖状态图；

图3为本发明内部组件的示意图；

图4为本发明第一张紧机构和第二张紧机构的连接图；

图5为本发明第一张紧机构的立体图；

图6为本发明第二张紧机构的立体图；

图7为本发明中第二张紧机构的俯瞰图；

图8为本发明中辅助环的对中剖开图；

图9为本发明摄像头模拟的原理图；

图10为本发明模拟设备的转换原理图。

图中：转换器1、侧向轴101、安装架2、接电端固定块201、隔板3、立轴4、直齿轮5、主动轮6、底托7、辅助环8、螺旋槽801、电缆9、凸轮10、接触条11、弹簧12、推条13、凸柱14、移动立板15、斜槽1501、第一拉杆16、转轮17、支撑柱18、第一万向球19、第二拉杆20、移动座21、联结块22、螺杆23、第一从动轮24、第二从动轮25、从动轴26、驱动轮27、立向齿条28、纵向移动杆29、拨块30、滚珠31。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图10，本发明提供技术方案：一种用于自动驾驶测试的视频模拟设备，包括仿真器计算机以及转换器1，使用仿真器计算机模拟需要进行送入自动驾驶控制器的视频，使用可编程格式转化将输入的视频信号转换为RGB信号，通过颜色空间转换，将RGB原始信号转换为YUV/RCCC格式，并选择是否叠加模拟的视频故障，将处理后的颜色空间数据，通过串行输出送至自动驾驶控制器，自动驾驶控制器即可感知到模拟的视频，从而实现摄像头模拟；

转换器1主要由ADV7611、FPGA和串行器组成，通过仿真计算机模拟需要进行送入自动驾驶控制器的视频，再通过转换器1将输入的视频信号进行转换，输出送至自动驾驶控制器；

具体地，ADV7611接收仿真计算机的视频信号，转换为RGB并行信号，送入FPGA；

FPGA接收并行RGB信号，对颜色空间进行转换，并选择性叠加模拟故障，按照串行器需求，产生DVP时序视频；

串行器将DVP视频信号转换为GMSL视频链路输出至自动驾驶控制器；

转换器1前端面设置有连接头，转换器1的下端依次设置有电缆9、安装架2以及底托7，安装架2的底部固定连接有伸入底托7内的立轴4，立轴4的外部套接有辅助环8，辅助环8的下端固定连接底托7，底托7内部还设置有带动立轴4旋转的第一驱动组件，转换器1的水平两端均固定连接有侧向轴101，侧向轴101限位转动安装在安装架2上，转换器1的下端设置有隔板3，隔板3横置在安装架2的中部，隔板3的下端依次设置有第一张紧机构和第二张紧机构，电缆9的一端固定连接在转换器1的底部，电缆9的另一端贯穿隔板3并依次穿绕第一张紧机构和第二张紧机构最后穿插在接电端固定块201上，接电端固定块201固定安装在安装架2底部后端，第一张紧机构对电缆9的输出端进行紧松调节，第二张紧机构对电缆9的接电端进行紧松调节；

进一步地，本发明通过设置第一张紧机构和第二张紧机构，实现对电缆9的转向调节，使得电缆9能够随着转换器1上下左右旋转而进行相应的松紧调节，避免造成电缆连接端的拉扯，使得电缆连接稳固，不会存在图像失真、图像跳动的问题；

底托7内部开设有空腔，空腔内设置有第一驱动组件，第一驱动组件包括直齿轮5和主动轮6，立轴4远离安装架2的一端伸入空腔并与直齿轮5同轴固定，直齿轮5啮合连接主动轮6，主动轮6由旋转轴驱动；

进一步地，通过旋转轴驱动主动轮6进行旋转，主动轮6作用于与其啮合的直齿轮5，使得直齿轮5带动立轴4进行转动，以此实现对转换器1的左右旋转；

第一张紧机构包括两组呈中心对称的移动立板15，两组移动立板15进行直线相向运动，每组移动立板15上均固定安装有两根第一拉杆16，位于同一列的两根第一拉杆16共同连接有支撑柱18，支撑柱18的上下两端均固定连接第一万向球19，安装架2的底壁上以及隔板3的下端面均开设有第一滑槽，第一万向球19与第一滑槽滚动配合；

进一步地，通过利用第一万向球19作为支撑柱18的支撑与安装架2以及隔板3接触，一方面起到导向限位的作用，使得支撑柱18进行直线滑动；另一方面将滑动摩擦转换为滚动摩擦，摩擦阻力小，一定程度上降低了传动磨损；

安装架2的水平两端内部自上而下依次开设有置物槽和矩形活动腔，移动立板15限位滑动安装在矩形活动腔内，且移动立板15远离第一拉杆16的一端开设有斜槽1501，且两组移动立板15上的斜槽方向相反，斜槽1501内滑动插设有凸柱14，凸柱14固定连接推条13，推条13远离凸柱14的一端伸入置物槽并固定连接接触条11，接触条11的下端固定设置有弹簧12，接触条11的上端抵触连接凸轮10，侧向轴101伸入置物槽并固定连接凸轮10；

进一步地，通过设置凸轮10、接触条11、弹簧12、推条13、凸柱14与移动立板15上的斜槽1501配合使用，能够将侧向轴101的旋转运动转换为两组移动立板15的直线相向或相背运动，以此实现对靠近输出端的这一部分电缆进行松紧调节；

具体的，当侧向轴101带动转换器1进行上下旋转时，与侧向轴101同轴固定的凸轮10的接触点均逐渐变高，在弹簧12的弹力作用下，接触条11带动推条13向上移动，而接触条11上的凸柱14又作用于斜槽1501，由于两侧的斜槽1501方向相反，因而两组移动立板15受力并进行直线相向运动；

安装架2为门形架，其下端内部开设有配合槽，配合槽内部设置有第二张紧机构，第二张紧机构包括移动座21、联结块22、螺杆23、从动轴26以及纵向移动杆29，螺杆23和从动轴26均横置在配合槽内，螺杆23一端同轴固定有第二从动轮25，螺杆23另一端套接有螺母座，联结块22一端固定连接移动座21，联结块22另一端伸入配合槽并固定连接螺母座；

移动座21上固定连接有第二拉杆20，第二拉杆20以及四根第一拉杆16的中部均限位套接有转轮17，五个转轮17相互平行并交错分布，电缆9依次绕卷在五个转轮17上；转轮17与拉杆转动配合，把电缆9与拉杆之间的滑动摩擦变成滚动摩擦，能够减小对电缆9的摩擦磨损；

第一从动轮24啮合连接第二从动轮25，第二从动轮25固定套接在从动轴26上，从动轴26远离第二从动轮25的一端贯穿安装架2的底部并同轴固定驱动轮27，驱动轮27啮合连接立向齿条28，立向齿条28固定连接纵向移动杆29；

进一步地，通过设置联结块22、螺杆23、第一从动轮24、第二从动轮25以及从动轴26配合使用，能够将纵向移动杆29的直线上下运动转换为移动座21的直线前后移动，以此实现对靠近接电端这一部分的电缆进行张紧调节；

具体地，当纵向移动杆29带动立向齿条28向上移动，立向齿条28作用于驱动轮27，使得与驱动轮27同轴固定的从动轴26带动第二从动轮25进行同步旋转，而第二从动轮25啮合连接第一从动轮24，使得第一从动轮24带动与其同轴固定的螺杆23进行旋转，此时，在内外螺纹的旋合作用下，螺杆23上的螺母座带动联结块22进行直线运动，使得移动座21不断靠近接电端固定块201，此时电缆9靠近接电端的部分是松散状态，给予转换器1足够的电缆配合拉伸长度；

纵向移动杆29限位滑动安装在安装架2上，纵向移动杆29的底部靠近辅助环8的一侧突出设置有拨块30，辅助环8上开设有容纳拨块30的螺旋槽801，螺旋槽801是由两道镜像对称的半圈螺旋滑槽拼合而成；

进一步，通过在辅助环8上设置螺旋槽801作用于拨块30，能够将安装架2的旋转运动转化为纵向移动杆29的直线上下运动；

具体地，当立轴4带动安装架2进行左右旋转时，由于底托7、辅助环8是固定不动的，而纵向移动杆29设置在安装架2上，因此以纵向移动杆29为参照物，辅助环8便是相对转动状态，辅助环8上的螺旋槽801作用于拨块30，使得纵向移动杆29受力并带动立向齿条28向上移动；

隔板3以及接电端固定块201上均开设有容纳电缆9的穿孔，穿孔外壁上设置有滚珠31，滚珠31设置有六个并关于电缆9呈环形阵列分布；通过在穿孔处设置设置多个滚珠31与电缆9接触，将电缆9与穿孔之间的滑动摩擦转换为滚动摩擦，有效降低对电缆9的摩擦磨损。

本发明在使用时：将转换器1的一端连接仿真计算机，转换器1的另一端连接于自动驾驶控制器，而通过利用侧向轴101能够实现对转换器1的上下旋转，通过立轴4实现对转换器1的左右旋转，这样设置的好处能够在于，能够便于转换器1能够根据仿真计算机和自动驾驶控制器的接触端进行相适宜的角度调整，有利于快速便捷安装；

而当立轴4带动安装架2进行左右旋转时，由于底托7、辅助环8是固定不动的，而纵向移动杆29设置在安装架2上，因此以纵向移动杆29为参照物，辅助环8便是相对转动状态，辅助环8上的螺旋槽801作用于拨块30，使得纵向移动杆29受力并带动立向齿条28向上移动，由于立向齿条28作用于驱动轮27，使得与驱动轮27同轴固定的从动轴26带动第二从动轮25进行同步旋转，而第二从动轮25啮合连接第一从动轮24，使得第一从动轮24带动与其同轴固定的螺杆23进行旋转，此时，在内外螺纹的旋合作用下，螺杆23上的螺母座带动联结块22进行直线运动，使得移动座21不断靠近接电端固定块201，从而保证在转换器1进行左右旋转时，不会对电缆9造成拉扯松动；

同样的，当侧向轴101带动转换器1进行上下旋转时，与侧向轴101同轴固定的凸轮10的接触点均逐渐变高，在弹簧12的弹力作用下，接触条11带动推条13向上移动，而接触条11上的凸柱14又作用于斜槽1501，由于两侧的斜槽1501方向相反，因而两组移动立板15受力并进行直线相向运动，以此实现对靠近输出端的这一部分电缆进行松紧调节，以此保证在转换器1进行上下旋转时，不会对电缆9造成拉扯松动；

而具体使用时，ADV7611接收仿真计算机的视频信号，转换为RGB并行信号，送入FPGA；

FPGA接收并行RGB信号，对颜色空间进行转换，并选择性叠加模拟故障，按照串行器需求，产生DVP时序视频；

串行器将DVP视频信号转换为GMSL视频链路输出至自动驾驶控制器。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种用于自动驾驶测试的视频模拟设备，包括仿真器计算机以及转换器（1），其特征在于：所述转换器（1）主要由ADV、FPGA和串行器组成，通过仿真计算机模拟需要进行送入自动驾驶控制器的视频，再通过转换器（1）将输入的视频信号进行转换，输出送至自动驾驶控制器；

所述转换器（1）前端面设置有连接头，转换器（1）的下端依次设置有电缆（9）、安装架（2）以及底托（7），所述安装架（2）的底部固定连接有伸入底托（7）内的立轴（4），立轴（4）的外部套接有辅助环（8），辅助环（8）的下端固定连接底托（7），底托（7）内部还设置有带动立轴（4）旋转的第一驱动组件，所述转换器（1）的水平两端均固定连接有侧向轴（101），侧向轴（101）限位转动安装在安装架（2）上，转换器（1）的下端设置有隔板（3），隔板（3）横置在安装架2的中部，隔板（3）的下端依次设置有第一张紧机构和第二张紧机构，电缆（9）的一端固定连接在转换器（1）的底部，电缆（9）的另一端贯穿隔板（3）并依次穿绕第一张紧机构和第二张紧机构最后穿插在接电端固定块（201）上，接电端固定块（201）固定安装在安装架（2）底部后端，第一张紧机构对电缆（9）的输出端进行紧松调节，所述第一张紧机构包括两组呈中心对称的移动立板（15），两组移动立板（15）进行直线相向运动，每组移动立板（15）上均固定安装有两根第一拉杆（16），位于同一列的两根第一拉杆（16）共同连接有支撑柱（18），支撑柱（18）的上下两端均固定连接第一万向球（19），安装架（2）的底壁上以及隔板（3）的下端面均开设有第一滑槽，第一万向球（19）与第一滑槽滚动配合；所述安装架（2）的水平两端内部自上而下依次开设有置物槽和矩形活动腔，移动立板（15）限位滑动安装在矩形活动腔内，且移动立板（15）远离第一拉杆（16）的一端开设有斜槽（1501），斜槽（1501）内滑动插设有凸柱（14），凸柱（14）固定连接推条（13），推条（13）远离凸柱（14）的一端伸入置物槽并固定连接接触条（11），接触条（11）的下端固定设置有弹簧（12），接触条（11）的上端抵触连接凸轮（10），侧向轴（101）伸入置物槽并固定连接凸轮（10）；第二张紧机构对电缆（9）的接电端进行紧松调节，所述安装架（2）为门形架，其下端内部开设有配合槽，配合槽内部设置有第二张紧机构，第二张紧机构包括移动座（21）、联结块（22）、螺杆（23）、从动轴（26）以及纵向移动杆（29），螺杆（23）和从动轴（26）均横置在配合槽内，螺杆（23）一端同轴固定有第二从动轮（25），螺杆（23）另一端套接有螺母座，联结块（22）一端固定连接移动座（21），联结块（22）另一端伸入配合槽并固定连接螺母座。

2.根据权利要求1所述的一种用于自动驾驶测试的视频模拟设备，其特征在于：所述底托（7）内部开设有空腔，空腔内设置有第一驱动组件，第一驱动组件包括直齿轮（5）和主动轮（6），立轴（4）远离安装架（2）的一端伸入空腔并与直齿轮（5）同轴固定，直齿轮（5）啮合连接主动轮（6），主动轮（6）由旋转轴驱动。

3.根据权利要求1所述的一种用于自动驾驶测试的视频模拟设备，其特征在于：所述移动座（21）上固定连接有第二拉杆（20），第二拉杆（20）以及四根第一拉杆（16）的中部均限位套接有转轮（17），五个转轮（17）相互平行并交错分布，电缆（9）依次绕卷在五个转轮（17）上。

4.根据权利要求1所述的一种用于自动驾驶测试的视频模拟设备，其特征在于：所述第二从动轮（25）啮合连接第一从动轮（24），第二从动轮（25）固定套接在从动轴（26）上，从动轴（26）远离第二从动轮（25）的一端贯穿安装架（2）的底部并同轴固定驱动力（27），驱动力（27）啮合连接立向齿条（28），立向齿条（28）固定连接纵向移动杆（29）。

5.根据权利要求4所述的一种用于自动驾驶测试的视频模拟设备，其特征在于：所述纵向移动杆（29）限位滑动安装在安装架（2）上，纵向移动杆（29）的底部靠近辅助环（8）的一侧突出设置有拨块（30），辅助环（8）上开设有容纳拨块（30）的螺旋槽（801），螺旋槽（801）是由两道镜像对称的半圈螺旋滑槽拼合而成。

6.根据权利要求1所述的一种用于自动驾驶测试的视频模拟设备，其特征在于：所述隔板（3）以及接电端固定块（201）上均开设有容纳电缆（9）的穿孔，穿孔外壁上设置有滚珠（31），滚珠（31）设置有六个并关于电缆（9)呈环形阵列分布。