CN209683617U - 一种自动驾驶用轮毂电机电动汽车车载设备布线结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动驾驶用轮毂电机电动汽车车载设备布线结构，包括数据采集及控制信号传输线束、制动油路、用电设备供电线路；便于电动汽车能够实现有效的数据传输以及安全制动，有效的避免实验车辆电器设备及相关线路的杂乱，有利于排查故障节约乘用空间。这是对无人驾驶车辆研究与探索具有重要意义，有利于推进自动驾驶轮毂电机车的发展。

Description

一种自动驾驶用轮毂电机电动汽车车载设备布线结构

技术领域

本实用新型涉及自动电动汽车领域，尤其涉及一种自动驾驶用轮毂电机电动汽车。

背景技术

随着当今世界信息化的飞速发展，人们对汽车各种性能要求越来越高，自动驾驶汽车时代离我们越来越近，但对轮毂电机电动汽车的自动驾驶研究并不多见，开放的自动驾驶用开发实验车辆更是少有。因此提出了一种综合功能相对齐全的自动驾驶用轮毂电机电动汽车车载设备布线结构，用以弥补国内自动驾驶用轮毂电机电动汽车的空白，满足各高校各企业对自动驾驶用轮毂电机电动汽车的需求，有利于国内学者对自动驾驶汽车的相关研究。

实用新型内容

基于上述背景技术中的问题，本实用新型提供一种自动驾驶用轮毂电机电动汽车车载设备布线结构，它能够提高车辆的空间利用率，有利于排查故障方便调试，缩短前期开发时间，减少开发成本。

一种自动驾驶用轮毂电机电动汽车车载设备布线结构，包括数据采集及控制信号传输线束、制动油路、用电设备供电线路；

所述数据采集及控制信号传输线束包括通信线束、传感器数据采集线束、控制命令输出线束，所述采集及控制信号传输线束成环状围绕车身内侧；

所述通信线束相关硬件设备包括车载电脑、myrio控制器、DGPS传感器，所述myrio控制器通过专用数据线与所述车载电脑的USB接口相连，所述 DGPS传感器通过串口数据线与所述车载电脑的串口相连；

所述传感器数据采集线束相关硬件设备还包括视觉传感器、轮毂电机驱动器、转角传感器、DGPS传感器通信天线、DGPS主天线、DGPS辅天线、加速踏板；

所述视觉传感器均存在USB数据线，所述USB数据线首先捆束成视觉数据线束，所述视觉数据线束并入所述采集及控制信号传输线束，最终在所述采集及控制信号传输线束末端解除捆束分别与所述车载电脑USB接口连接；

所述轮毂电机驱动器内部均存在电机转速传感器，所述电机转速传感器均存在对外输出信号线，所述对外输出信号线并入所述采集及控制信号传输线束，最终在所述采集及控制信号传输线束末端解除捆束分别与所述myrio 控制器的DIO引脚相连；

所述转角传感器均存在对外输出信号线，所述对外输出信号线并入所述采集及控制信号传输线束，最终在所述采集及控制信号传输线束末端解除捆束分别与所述myrio控制器的DIO引脚相连；

所述DGPS传感器存在电台板卡、移动站板卡，所述DGPS传感器通信天线通过数据线与所述电台板卡相连，所述电台板卡通过串口线与所述移动站板卡相连，所述DGPS主天线、所述DGPS辅天线均并入所述采集及控制信号传输线束，最终在所述采集及控制信号传输线束末端解除捆束分别与所述移动站板卡信号输入端相连；

所述加速踏板存在对外输出信号线，所述对外输出信号线并入所述采集及控制信号传输线束，最终在所述采集及控制信号传输线束末端解除捆束与所述myrio控制器的AIO引脚相连；

所述控制命令输出线束相关硬件设备还包括轮毂电机驱动器、转向电机驱动器、多路继电器板；

所述轮毂电机驱动器、所述转向电机驱动器均存在PWM信号输入端，所述myrio控制器存在多路PWM信号输出端，所述PWM信号输出端通过 PWM信号线与所述PWM信号输入端相连，所述PWM信号线并入所述采集及控制信号传输线束；

所述轮毂电机驱动器、所述转向电机驱动器均存在正反转信号输入端，所述myrio控制器存在多路数字信号输出端，所述数字信号输出端通过数字信号线与所述正反转信号输入端相连，所述数字信号线并入所述采集及控制信号传输线束；

所述多路继电器板存在多路开关信号输入端，所述myrio控制器存在多路开关信号输出端，所述开关信号输出端通过开关信号线与所述开关信号输入端相连，所述开关信号线并入所述采集及控制信号传输线束；

如上所述的自动驾驶用轮毂电机电动汽车车载设备布线结构，其中，优选的是，所述视觉传感器包括所述前视觉传感器、所述右视觉传感器、所述觉传感器、所述左视觉传感器。

如上所述的自动驾驶用轮毂电机电动汽车车载设备布线结构，其中，优选的是，所述轮毂电机驱动器包括所述右前轮轮毂电机驱动器、左后轮轮毂电机驱动器、左前轮轮毂电机驱动器、右后轮轮毂电机驱动器。

如上所述的自动驾驶用轮毂电机电动汽车车载设备布线结构，其中，优选的是，所述转向电机驱动器包括右后轮转向电机驱动器、左前轮转向电机驱动器、左后轮转向电机驱动器、右前轮转向电机驱动器。

如上所述的自动驾驶用轮毂电机电动汽车车载设备布线结构，其中，优选的是，所述转角传感器包括右前轮转角传感器、右后轮转角传感器、左后轮转角传感器、左前轮转角传感器。

所述制动油路相关硬件设备包括电动油泵、两位三通阀、两位两通阀、制动主油路、液压制动储油箱、高压油管、制动主缸、制动器；

所述电动油泵的进油口、所述制动主缸的进油口通过吸油管与所述液压制动储油箱的出油口相连；

所述电动油泵的出油口通过油管所述两位两通阀的进油口相连，所述两位两通阀的出油口与所述高压油管相连；

所述电动油泵的出油口与所述两位三通阀进油口相连，所述两位三通阀的出油口与所述高压油管相连，所述两位三通阀的回油管与所述液压制动储油箱的进油口相连；

所述高压油管与所述制动主油路相连，所述制动主油路通过油管与所述制动器相连；

如上所述的一种自动驾驶用轮毂电机电动汽车车载设备布线结构，其中，优选的是，所述制动器包括所述右前轮制动器、所述右后轮制动器、所述左后轮制动器、所述左前轮制动器。

所述用电设备供电线路包括小功率用电设备供电线路、大功率用电设备供电线路，所述用电设备供电线路相关硬件设备还包括自供电设备、车载电源；

所述小功率用电设备供电线路相关硬件设备还包括视觉传感器、转角传感器、加速踏板、轮毂电机驱动器内部电机转速传感器；

所述视觉传感器均通过USB数据线由所述车载电脑USB口供电及接地；

所述转角传感器、所述加速踏板、所述轮毂电机驱动器内部电机转速传感器均存在VCC端与GND端，所述VCC端均与所述myrio控制器的V输出口连接，所述GND端均与所述myrio控制器的接地引脚连接；

所述大功率用电设备供电线路相关硬件设备还包括轮毂电机驱动器、转向电机驱动器、电动油泵、两位两通阀、两位三通阀、车载电源；

所述轮毂电机驱动器、所述转向电机驱动器正极输入端均与所述车载电源正极接线柱相连；

所述电动油泵、所述两位两通阀、所述两位三通阀正极输入端均与所述多路继电器板其三路开关继电器连接，所述三路开关继电器均与所述车载电源正极接线柱相连；

所述轮毂电机驱动器、所述转向电机驱动器、所述电动油泵、所述两位两通阀、所述两位三通阀负极均与车体搭铁连接；

所述车载电源负极接线柱与车体搭铁连接；

所述自供电设备包括所述车载电脑、所述myrio控制器、所述DGPS传感器，所述自供电设备均由各自额定输出的锂电池供电；

本实用新型的优点是：着眼与未来电动汽车的发展方向，轮毂电机电动汽车因其突出优点必然将广泛应用，无人驾驶自动驾驶是目前行业热门话题，为此设计出一能够实现自动驾驶功能的硬件装备相对齐全的实验车辆布线方式，本车辆能够实现有效的数据传输以及安全制动，有效的避免实验车辆电器设备及相关线路的杂乱，有利于排查故障节约乘用空间。这是对无人驾驶车辆研究与探索具有重要意义，有利于推进自动驾驶轮毂电机车的发展。

附图说明

图1为本实用新型电器设备组成图。

图2为本实用新型数据采集及控制信号传输线束图。

图3为本实用新型制动油路器件链接关系图。

图4为本实用新型大功率用电设备供电线路图。

图5为本实用新型布线组成图。

附图标记说明：

1-前视觉传感器，2-右前轮转向电机驱动器，3-右前轮转角传感器，4- 右前轮轮毂电机驱动器，5-电动油泵，6-两位三通阀，7-多路继电器板，8-myrio 控制器，9-右视觉传感器，10-DGPS传感器通信天线，11-数据采集及控制信号传输线束，12-右后轮轮毂电机驱动器，13-DGPS主天线，14-右后轮转角传感器，15-右后轮转向电机驱动器，16-后视觉传感器，17-左前轮转向电机驱动器，18-左后轮转向电机驱动器，19-左后轮转角传感器，20-左后轮轮毂电机驱动器，21-DGPS传感器，22-左视觉传感器，23-车载电脑，24-DGPS 辅天线，25-加速踏板，26-两位两通阀，27-左前轮轮毂电机驱动器，28-左前轮转角传感器，29-制动主油路，30-右前轮制动器，31-液压制动储油箱，32- 右前轮，33-高压油管，34-右后轮制动器，35-右后轮，36-右后轮轮毂电机， 37-左后轮轮毂电机，38-左后轮制动器，39-左后轮，40-左前轮，41-左前轮轮毂电机，42-左前轮制动器，43-制动主缸，44-车载电源，45-大功率用电设备供电线路。

具体实施方式

本实用新型提出了一种自动驾驶用轮毂电机电动汽车车载设备布线结构，包括数据采集及控制信号传输线束11、制动油路、用电设备供电线路。

所述数据采集及控制信号传输线束11包括通信线束、传感器数据采集线束、控制命令输出线束，所述采集及控制信号传输线束11成环状围绕车身内侧；

所述通信线束相关硬件设备包括车载电脑23、myrio控制器8、DGPS 传感器21，所述myrio控制器8通过专用数据线与所述车载电脑23的USB 接口相连，所述DGPS传感器21通过串口数据线与所述车载电脑23的串口相连。

所述传感器数据采集线束相关硬件设备还包括视觉传感器、轮毂电机驱动器、转角传感器、DGPS传感器通信天线10、DGPS主天线13、DGPS辅天线24、加速踏板25。

所述视觉传感器均存在USB数据线，所述USB数据线首先捆束成视觉数据线束，所述视觉数据线束并入所述采集及控制信号传输线束11，最终在所述采集及控制信号传输线束11末端解除捆束分别与所述车载电脑USB接口连接。

所述轮毂电机驱动器内部均存在电机转速传感器，所述电机转速传感器均存在对外输出信号线，所述对外输出信号线并入所述采集及控制信号传输线束11，最终在所述采集及控制信号传输线束11末端解除捆束分别与所述 myrio控制器8的DIO引脚相连；

所述转角传感器均存在对外输出信号线，所述对外输出信号线并入所述采集及控制信号传输线束11，最终在所述采集及控制信号传输线束11末端解除捆束分别与所述myrio控制器8的DIO引脚相连。

所述DGPS传感器21存在电台板卡、移动站板卡，所述DGPS传感器通信天线10通过数据线与所述电台板卡相连，所述电台板卡通过串口线与所述移动站板卡相连，所述DGPS主天线13、所述DGPS辅天线24均并入所述采集及控制信号传输线束11，最终在所述采集及控制信号传输线束11末端解除捆束分别与所述移动站板卡信号输入端相连。

所述加速踏板25存在对外输出信号线，所述对外输出信号线并入所述采集及控制信号传输线束11，最终在所述采集及控制信号传输线束11末端解除捆束与所述myrio控制器8的AIO引脚相连。

所述控制命令输出线束相关硬件设备还包括轮毂电机驱动器、转向电机驱动器、多路继电器板7；

所述轮毂电机驱动器、所述转向电机驱动器均存在PWM信号输入端，所述myrio控制器8存在多路PWM信号输出端，所述PWM信号输出端通过PWM信号线与所述PWM信号输入端相连，所述PWM信号线并入所述采集及控制信号传输线束11。

所述轮毂电机驱动器、所述转向电机驱动器均存在正反转信号输入端，所述myrio控制器8存在多路数字信号输出端，所述数字信号输出端通过数字信号线与所述正反转信号输入端相连，所述数字信号线并入所述采集及控制信号传输线束11。

所述多路继电器板7存在多路开关信号输入端，所述myrio控制器8存在多路开关信号输出端，所述开关信号输出端通过开关信号线与所述开关信号输入端相连，所述开关信号线并入所述采集及控制信号传输线束11。

如上所述的一种自动驾驶用轮毂电机电动汽车车载设备布线结构，其中，优选的是，所述视觉传感器包括所述前视觉传感器1、所述右视觉传感器9、所述觉传感器16、所述左视觉传感器22。

如上所述的一种自动驾驶用轮毂电机电动汽车车载设备布线结构，其中，优选的是，所述轮毂电机驱动器包括所述右前轮轮毂电机驱动器4、左后轮轮毂电机驱动器20、左前轮轮毂电机驱动器27、右后轮轮毂电机驱动器12。

如上所述的一种自动驾驶用轮毂电机电动汽车车载设备布线结构，其中，优选的是，所述转向电机驱动器包括右后轮转向电机驱动器15、左前轮转向电机驱动器17、左后轮转向电机驱动器18、右前轮转向电机驱动器2。

如上所述的一种自动驾驶用轮毂电机电动汽车车载设备布线结构，其中，优选的是，所述转角传感器包括右前轮转角传感器3、右后轮转角传感器14、左后轮转角传感器19、左前轮转角传感器28。

所述制动油路相关硬件设备包括电动油泵5、两位三通阀6、两位两通阀 26、制动主油路29、液压制动储油箱31、高压油管33、制动主缸43、制动器；

所述电动油泵5的进油口、所述制动主缸43的进油口通过吸油管与所述液压制动储油箱31的出油口相连；

所述电动油泵5的出油口通过油管所述两位两通阀26的进油口相连，所述两位两通阀的出油口与所述高压油管33相连；

所述电动油泵5的出油口与所述两位三通阀26进油口相连，所述两位三通阀6的出油口与所述高压油管33相连，所述两位三通阀6的回油管与所述液压制动储油箱31的进油口相连；

所述高压油管33与所述制动主油路29相连，所述制动主油路29通过油管与所述制动器相连；

如上所述的一种自动驾驶用轮毂电机电动汽车车载设备布线结构，其中，优选的是，所述制动器包括所述右前轮制动器30、所述右后轮制动器34、所述左后轮制动器38、所述左前轮制动器42。

所述用电设备供电线路包括小功率用电设备供电线路、大功率用电设备供电线路45，所述用电设备供电线路相关硬件设备还包括自供电设备、车载电源44；

所述小功率用电设备供电线路相关硬件设备还包括视觉传感器、转角传感器、加速踏板25、轮毂电机驱动器内部电机转速传感器；

所述视觉传感器均通过USB数据线由所述车载电脑23USB口供电及接地；

所述转角传感器、所述加速踏板25、所述轮毂电机驱动器内部电机转速传感器均存在VCC端与GND端，所述VCC端均与所述myrio控制器8的 5V输出口连接，所述GND端均与所述myrio控制器8的接地引脚连接；

所述大功率用电设备供电线路45相关硬件设备还包括轮毂电机驱动器、转向电机驱动器、电动油泵5、两位两通阀26、两位三通阀6、车载电源44；

所述轮毂电机驱动器、所述转向电机驱动器正极输入端均与所述车载电源44正极接线柱相连；

所述电动油泵5、所述两位两通阀26、所述两位三通阀6正极输入端均与所述多路继电器板7其三路开关继电器连接，所述三路开关继电器均与所述车载电源正极接线柱相连；

所述轮毂电机驱动器、所述转向电机驱动器、所述电动油泵5、所述两位两通阀26、所述两位三通阀6负极均与车体搭铁连接；

所述车载电源44负极接线柱与车体搭铁连接；

这种无人轮毂电机电动汽车的工作原理为：首先通过车载电脑的输出端口输出控制指令，通过数据总线控制各执行器或传感器进行初始化操作，并通过数据数据总线接收DGPS传感器的坐标数据及各视觉传感器的实时图像数据，然后经由车载电脑及Myrio内部的控制程序进行数据处理及逻辑判断，做出相应的决策输出相应的控制信号通过数据总线向外输出控制，通过对应的数据线向各执行器发送控制命令，各执行器挂接在数据总线上，由各执行器控制命令输入端口接收相应的控制指令，而后做出相应的执行动作，随后各传感器采集反馈数据，通过数据总线传入控制器，控制器根据反馈信号求出与目标值的偏差进行反馈调节，各执行机构相互配合，完成车辆的目标控制状态。

Claims (6)

1.一种自动驾驶用轮毂电机电动汽车车载设备布线结构，其特征在于，包括数据采集及控制信号传输线束、制动油路、用电设备供电线路；

所述数据采集及控制信号传输线束包括通信线束、传感器数据采集线束、控制命令输出线束，所述采集及控制信号传输线束成环状围绕车身内侧；

所述通信线束相关硬件设备包括车载电脑、myrio控制器、DGPS传感器，所述myrio控制器通过专用数据线与所述车载电脑的USB接口相连，所述DGPS传感器通过串口数据线与所述车载电脑的串口相连；

所述传感器数据采集线束相关硬件设备还包括视觉传感器、轮毂电机驱动器、转角传感器、DGPS传感器通信天线、DGPS主天线、DGPS辅天线、加速踏板；

所述视觉传感器均存在USB数据线，所述USB数据线首先合并成一股视觉数据线束，所述视觉数据线束并入所述采集及控制信号传输线束，最终在所述采集及控制信号传输线束末端解除捆束分别与所述车载电脑USB接口连接；

所述轮毂电机驱动器内部均存在电机转速传感器，所述电机转速传感器均存在对外输出信号线，所述对外输出信号线并入所述采集及控制信号传输线束，最终在所述采集及控制信号传输线束末端解除捆束分别与所述myrio控制器的DIO引脚相连；

所述转角传感器均存在对外输出信号线，所述对外输出信号线并入所述采集及控制信号传输线束，最终在所述采集及控制信号传输线束末端解除捆束分别与所述myrio控制器的DIO引脚相连；

所述DGPS传感器存在电台板卡、移动站板卡，所述DGPS传感器通信天线通过数据线与所述电台板卡相连，所述电台板卡通过串口线与所述移动站板卡相连，所述DGPS主天线、所述DGPS辅天线均并入所述采集及控制信号传输线束，最终在所述采集及控制信号传输线束末端解除捆束分别与所述移动站板卡信号输入端相连；

所述加速踏板存在对外输出信号线，所述对外输出信号线并入所述采集及控制信号传输线束，最终在所述采集及控制信号传输线束末端解除捆束与所述myrio控制器的AIO引脚相连；

所述控制命令输出线束相关硬件设备还包括轮毂电机驱动器、转向电机驱动器、多路继电器板；

所述轮毂电机驱动器、所述转向电机驱动器均存在PWM信号输入端，所述myrio控制器存在多路PWM信号输出端，所述PWM信号输出端通过PWM信号线与所述PWM信号输入端相连，所述PWM信号线并入所述采集及控制信号传输线束；

所述轮毂电机驱动器、所述转向电机驱动器均存在正反转信号输入端，所述myrio控制器存在多路数字信号输出端，所述数字信号输出端通过数字信号线与所述正反转信号输入端相连，所述数字信号线并入所述采集及控制信号传输线束；

所述多路继电器板存在多路开关信号输入端，所述myrio控制器存在多路开关信号输出端，所述开关信号输出端通过开关信号线与所述开关信号输入端相连，所述开关信号线并入所述采集及控制信号传输线束；

所述制动油路相关硬件设备包括电动油泵、两位三通阀、两位两通阀、制动主油路、液压制动储油箱、高压油管、制动主缸、制动器；

所述电动油泵的进油口、所述制动主缸的进油口通过吸油管与所述液压制动储油箱的出油口相连；

所述电动油泵的出油口通过油管所述两位两通阀的进油口相连，所述两位两通阀的出油口与所述高压油管相连；

所述电动油泵的出油口与所述两位三通阀进油口相连，所述两位三通阀的出油口与所述高压油管相连，所述两位三通阀的回油管与所述液压制动储油箱的进油口相连；

所述高压油管与所述制动主油路相连，所述制动主油路通过油管与所述制动器相连；

所述用电设备供电线路包括小功率用电设备供电线路、大功率用电设备供电线路，所述用电设备供电线路相关硬件设备还包括自供电设备、车载电源；

所述小功率用电设备供电线路相关硬件设备还包括视觉传感器、转角传感器、加速踏板、轮毂电机驱动器内部电机转速传感器；

所述视觉传感器均通过USB数据线由所述车载电脑USB口供电及接地；

所述转角传感器、所述加速踏板、所述轮毂电机驱动器内部电机转速传感器均存在VCC端与GND端，所述VCC端均与所述myrio控制器的V输出口连接，所述GND端均与所述myrio控制器的接地引脚连接；

所述大功率用电设备供电线路相关硬件设备还包括轮毂电机驱动器、转向电机驱动器、电动油泵、两位两通阀、两位三通阀、车载电源；

所述轮毂电机驱动器、所述转向电机驱动器正极输入端均与所述车载电源正极接线柱相连；

所述电动油泵、所述两位两通阀、所述两位三通阀正极输入端均与所述多路继电器板其三路开关继电器连接，所述三路开关继电器均与所述车载电源正极接线柱相连；

所述轮毂电机驱动器、所述转向电机驱动器、所述电动油泵、所述两位两通阀、所述两位三通阀负极均与车体搭铁连接；

所述车载电源负极接线柱与车体搭铁连接；

所述自供电设备包括所述车载电脑、所述myrio控制器、所述DGPS传感器，所述自供电设备均由各自额定输出的锂电池供电。

2.根据权利要求1所述的自动驾驶用轮毂电机电动汽车车载设备布线结构，其特征在于，所述视觉传感器包括前视觉传感器、右视觉传感器、觉传感器、左视觉传感器。

3.根据权利要求1所述的自动驾驶用轮毂电机电动汽车车载设备布线结构，其特征在于，所述轮毂电机驱动器包括右前轮轮毂电机驱动器、左后轮轮毂电机驱动器、左前轮轮毂电机驱动器、右后轮轮毂电机驱动器。

4.根据权利要求1所述的自动驾驶用轮毂电机电动汽车车载设备布线结构，其特征在于，所述转向电机驱动器包括右后轮转向电机驱动器、左前轮转向电机驱动器、左后轮转向电机驱动器、右前轮转向电机驱动器。

5.根据权利要求1所述的自动驾驶用轮毂电机电动汽车车载设备布线结构，其特征在于，所述转角传感器包括右前轮转角传感器、右后轮转角传感器、左后轮转角传感器、左前轮转角传感器。

6.根据权利要求1所述的自动驾驶用轮毂电机电动汽车车载设备布线结构，其特征在于，所述制动器包括右前轮制动器、右后轮制动器、左后轮制动器、左前轮制动器。