CN212458446U - 车载数据采集系统 - Google Patents

Abstract

车载数据采集系统，包括数据处理平台、数据采集机、4G路由器、传感器模块、检测模块、散热模块和电源模块。数据采集机包括外壳、处理器、USB接口、网络接口、电源卡扣接口、减震垫圈和保护锁扣。外壳的两侧上设有通风孔，保护锁扣包括开关锁、存储介质抽取拉门，开关锁设置于存储介质抽取拉门上；散热模块包括两个智能散热风扇。数据处理平台、散热模块和电源模块并排布置，数据采集机、4G路由器和传感器模块并排布置于散热模块一侧；数据处理平台分别与数据采集机、4G路由器、传感器模块、检测模块和散热模块通讯连接。本系统具有扩展能力好、空间占用小、散热效果好、兼顾防静电和减震设计、数据保护效果好等特点，具有较大的市场应用前景。

Description

车载数据采集系统

技术领域

本实用新型涉及自动驾驶数据采集领域，特别是一种车载数据采集系统。

背景技术

当前自动驾驶技术依靠 5G、人工智能、视觉计算、雷达、监控装置和全球定位系统协同合作，让计算机在没有任何人类主动的操作下，自动安全地操作机动车辆。自动驾驶的三个重要环节为环境感知、决策规划和控制执行。作为首要环节和最重要的环节，环境感知是通过各种传感器去搜集汽车运行的周边信息，常用的传感器包括了摄像头、激活雷达、毫米波雷达、组合导航等等。目前行业内有两种主流技术路线，一种是以特斯拉为代表的以摄像机为主导的多传感器融合方案；另一种是以谷歌、百度为代表的以激光雷达为主导，其他传感器为辅助的技术方案。无论哪种方案，都需要通过智能控制算法，根据驾驶员意图、当前车速、外部环境等状态计算规划驾驶指令、规划路径，最后由线控底盘系统来执行驾驶指令、控制车辆运行。

环境感知环节需要的多种传感器目前市场种类繁多， 技术和产品相对成熟，选择范围广，但是用来联结多种传感器的信号数据采集和处理设备不具备通用性，自动驾驶研发的各科技公司和汽车厂家都在研究各自的采集设备， 而这些采集设备普遍存在如下问题：接入扩展能力受限、空间占用较大、设备散热问题、不支持直流供电、静电和减震效果不规范以及采集设备的数据存储介质不支持开机扩展和防盗设计等缺陷。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种车载数据采集系统，从使用时的空间占用、散热能力、供电系统、存储介质的便捷取用等方面进行了优化，使得用户可以在高温颠簸的车载环境中正常使用，完成对数据采集、 存储和转移的需求，提高了车载数据采集系统的性能和自动驾驶的安全性。

本实用新型的技术方案是：车载数据采集系统，包括数据处理平台、数据采集机、4G路由器、传感器模块、检测模块、散热模块和电源模块。

所述数据采集机用于存储车载数据，包括外壳、处理器、USB接口、网络接口、电源卡扣接口、减震垫圈和保护锁扣；外壳为矩形框结构，其中相对应的两侧上设有多个通风孔，矩形框底部相对应的两侧边设有边角，边角上开设有多个螺钉孔；USB接口的数量为四个，包括两个USB2.0接口和两个USB3.0接口；网络接口的数量为四个，包括两个千兆网络接口和两个万兆网络接口， USB接口和网络接口均安装于外壳的一侧面上；电源卡扣接口安装于外壳的一侧面下部；保护锁扣包括开关锁、存储介质抽取拉门和存储介质工作指示灯，存储介质抽取拉门和存储介质工作指示灯设置于外壳侧面下部位置，开关锁设置于存储介质抽取拉门上。

所述传感器模块包括传感器和传感器集线器，传感器采集车辆行驶过程中的车载数据信息，并将其测量的车载数据信息传送至传感器集线器。

所述检测模块用于收集驾驶过程中的环境数据，包括多个摄像头和多个雷达。

所述散热模块包括两个智能散热风扇，两个智能散热风扇分别配置于数据处理平台和数据采集机的出风口位置。

所述电源模块为数据处理平台、数据采集机、4G路由器和传感器模块提供电源。

所述散热模块和电源模块横向并排布置，数据处理平台布置于散热模块和电源模块的背面，数据采集机、4G路由器和传感器模块横向并排布置于散热模块一侧；数据处理平台分别与数据采集机、4G路由器、传感器模块、检测模块和散热模块通讯连接，数据处理平台接收传感器模块和检测模块收集到的数据，对数据信息进行处理并发送至数据采集机进行存储。

本实用新型进一步的技术方案是：所述数据采集机的外壳采用阳极处理，数据采集机通过可导电的固定支架连接到车载的静电处理端。

本实用新型再进一步的技术方案是：所述数据采集机的边角安装侧设有多个减震垫圈，且数据采集机的边角采用铆接螺柱加螺丝固定。

本实用新型更进一步的技术方案是：所述电源为12V直流电源。

本实用新型与现有技术相比具有如下特点：

（1）本实用新型通过设置多个不同类型的USB接口和网络接口以及4G路由器的使用，极大地提高了现有车载数据采集设备的接入扩展能力，提高了系统的适应性。

（2）本实用新型通过设置各个模块之间的布局安排以及兼顾车辆的容积，使得系统的占用空间相较于现有的车载数据采集设备缩小了约25%，同时重量也进一步减少，很好地节省了车辆内原本紧张的空间。

（3）本实用新型通过在散热较大的数据处理平台和数据采集机设置智能散热风扇，且与外壳形成有效地散热通道，降低了车辆行驶过程中的温度，改善了系统的散热系统，有利于提高系统的工作寿命。

（4）本实用新型通过设置数据存储介质具有热插拔和开关锁物理保护设计，提高了数据存储介质的使用次数和数据使用的保密性，有利于用户或者公司对数据进行收集和进一步的利用，拓宽了系统的实用性。

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型的详细结构作进一步描述。

附图说明

图1为本实用新型系统各个模块的排布示意图；

图2为本实用新型系统中数据采集机的结构示意图；

图3为数据采集机中的侧视图；

图4为开关锁的工作示意图。

具体实施方式

实施例，如图1-4所示，车载数据采集系统，包括数据处理平台1、数据采集机2、4G路由器3、传感器模块4、检测模块5、散热模块6和电源模块7。

所述数据采集机2用于存储车载数据，包括外壳2-1、处理器2-2、USB接口2-3、网络接口2-4、电源卡扣接口2-5、减震垫圈2-6和保护锁扣2-7。

所述外壳2-1为矩形框结构，其中相对应的两侧上设有多个通风孔2-1-1，矩形框底部相对应的两侧边设有边角2-1-2，边角2-1-2上开设有多个螺钉孔2-1-3。为保证数据采集机的美观和耐用，将数据采集机2的外壳2-1采用阳极处理，同时考虑到数据采集机2的防静电要求，设置数据采集机2通过可导电的固定支架（图中未示出）连接到车载的静电处理端，提高了驾驶过程中的安全性。通过第三方机构对本数据采集机2的静电检测，该数据采集机2的防静电能力能够达到正负15KV，能够满足驾驶过程中的防静电要求。

所述USB接口2-3的数量为四个，包括两个USB2.0接口和两个USB3.0接口，所述网络接口2-4的数量为四个，包括两个千兆网络接口和两个万兆网络接口，所述USB接口2-3和网络接口2-4安装于外壳2-1的一侧面上。通过扩展USB接口2-3和网络接口2-4的数量，使得数据采集机2能够采集的数据类型增多，同时能够提供较高性能的数据处理能力，提供更高的网速，且多接口有助于多台数据采集机2的融合，兼顾了数据处理能力和设备小空间占用的要求。

所述电源卡扣2-5接口安装于外壳2-1的一侧面下部，具有防脱作用，能够防止车辆行驶过程中震动导致的脱落，提高系统可靠性。另外，为了进一步提高各个部件之间的固定连接，设置数据采集机2的边角2-1-2安装侧具有多个减震垫圈2-6，且数据采集机2的边角2-1-2采用铆接螺柱加螺丝固定，有效地防止车辆行驶过程中的震动使得数据采集机松脱。该系统通过测试标准为3Grms 5-500Hz 3轴的震动测试，达到设计预期要求。

所述保护锁扣2-7包括开关锁2-7-1、存储介质抽取拉门2-7-2和存储介质工作指示灯2-7-3，存储介质抽取拉门2-7-2和存储介质工作指示灯2-7-3设置于外壳2-1侧面下部位置，开关锁2-7-1设置于存储介质抽取拉门2-7-2上。用户只有通过与开关锁2-7-1匹配的钥匙才能打开存储介质抽取拉门2-7-2取出其中的存储介质，为灵活取用数据存储介质，数据采集机2的存储介质设计为热插拔式的，且处理器2-2结构上设有与存储介质相适应的热插拔插槽（图中未示出），并在插槽处采用了免工具安装方式，支持在不关机的情况下取用存储介质，这样方便了存储介质的更换和数据拷贝。同时，由于特别设计了开关锁2-7-1，需要专用的钥匙才可以取出存储介质，如图 4所示，钥匙转到A位置时解锁取出存储介质，转到B位置时锁定存储介质，避免了非授权情况下存储介质的取出，从物理结构上起到了很好的保护存储介质的作用。

所述4G路由器3用于汽车行驶过程中与互联网等进行网络通讯。

所述传感器模块4包括传感器4-1和传感器集线器4-2，传感器4-1采集车辆行驶过程中的车载数据信息，例如温度数据等，并将其测量的车载数据信息传送至传感器集线器4-2。

所述检测模块5用于收集驾驶过程中的环境数据，包括多个摄像头和多个雷达（图中未示出）。为汽车在自动驾驶中提供环境数据的参考，提高驾驶安全性和智能性。

所述散热模块6包括两个智能散热风扇6-1，两个智能散热风扇6-1分别配置于数据处理平台1和数据采集机2的出风口位置（图中未示出）。智能散热风扇6-1与数据处理平台1电连接，能够根据数据处理平台1和数据采集机2的实时温度进行智能调速，有利于降低系统内部各个模块处理器和元器件的散热，延长系统的使用寿命。所述两个智能散热风扇6-1与数据采集机外壳2-1上的多个通风孔2-1-1共同构成系统的散热通道。经过实际测量，该散热通道的设置在汽车室内为30℃温度的条件下，各处理器和元器件的最高温度均低于65℃，低于各处理器和元器件预期要求的70℃，能够满足车载条件下的温度要求。

所述电源模块7为数据处理平台1、数据采集机2、4G路由器3和传感器模块4提供电源。所述电源为12V直流电源。

所述散热模块6和电源模块7横向并排布置，数据处理平台1布置于散热模块6和电源模块7的背面，数据采集机1、4G路由器3和传感器模块4横向并排布置于散热模块一侧。根据各个模块的大小不同将其进行并排布置，能够有效地降低系统所占空间，使得车内的空间得到更好更合适的利用，如图1所示。通过合理的并排布置后，车载数据采集系统的占用空间约为220mm＊200mm＊90mm，仅为市面上现有的车载数据采集系统占用空间的75%，重量约为8kg，很好地节省了汽车内原本紧张的空间。

所述数据处理平台1分别与数据采集机2、4G路由器3、传感器模块4、检测模块5和散热模块6通讯连接。数据处理平台1接收传感器模块4和检测模块5收集到的数据，对数据信息进行处理发送至数据采集机2进行存储。

简述本实用新型的使用：在汽车自动驾驶过程中，检测模块5和传感器模块4自动收集驾驶过程中的车载数据信息，例如行车数据信息、环境信息和温度信息等，并将收集到的数据信息发送至数据处理平台1，由数据处理平台1对其进行处理并控制4G路由器3、数据采集机2和/或散热模块6进行工作，从而实现汽车自动驾驶过程中的安全性。若需要查看数据采集机2中存储的车在数据信息，则需要用户使用配套的钥匙对开关锁2-7-1进行操作才能进行查看，有效的保障了数据的安全保密性。

本车载数据采集系统所具有的接入扩展能力好、空间占用小、散热效果好、支持直流供电、兼顾防静电和减震设计、设计物理结构保护数据存储介质，且支持存储介质灵活取用等特点，能够有效帮助用户融合多种设备与一体，一台设备即可实现传感器、雷达和视频数据多种类型数据的采集工作，兼顾了应用场景对设备的采集能力与空间占用两方面的要求。且数据采集机采用嵌入式工控系统，能够支持严苛的生产环境，例如高温和震动，为客户提供了适用于车载环境的可靠产品。

Claims (4)

1.车载数据采集系统，其特征是：包括数据处理平台、数据采集机、4G路由器、传感器模块、检测模块、散热模块和电源模块；

所述数据采集机用于存储车载数据，包括外壳、处理器、USB接口、网络接口、电源卡扣接口、减震垫圈和保护锁扣；外壳为矩形框结构，其中相对应的两侧上设有多个通风孔，矩形框底部相对应的两侧边设有边角，边角上开设有多个螺钉孔；USB接口的数量为四个，包括两个USB2.0接口和两个USB3.0接口；网络接口的数量为四个，包括两个千兆网络接口和两个万兆网络接口， USB接口和网络接口均安装于外壳的一侧面上；电源卡扣接口安装于外壳的一侧面下部；保护锁扣包括开关锁、存储介质抽取拉门和存储介质工作指示灯，存储介质抽取拉门和存储介质工作指示灯设置于外壳侧面下部位置，开关锁设置于存储介质抽取拉门上；

所述传感器模块包括传感器和传感器集线器，传感器采集车辆行驶过程中的车载数据信息，并将其测量的车载数据信息传送至传感器集线器；

所述检测模块用于收集驾驶过程中的环境数据，包括多个摄像头和多个雷达；

所述散热模块包括两个智能散热风扇，两个智能散热风扇分别配置于数据处理平台和数据采集机的出风口位置；

所述电源模块为数据处理平台、数据采集机、4G路由器和传感器模块提供电源；

所述散热模块和电源模块横向并排布置，数据处理平台布置于散热模块和电源模块的背面，数据采集机、4G路由器和传感器模块横向并排布置于散热模块一侧；数据处理平台分别与数据采集机、4G路由器、传感器模块、检测模块和散热模块通讯连接，数据处理平台接收传感器模块和检测模块收集到的数据，对数据信息进行处理并发送至数据采集机进行存储。

2.如权利要求1所述的车载数据采集系统，其特征是：所述数据采集机的外壳采用阳极处理，数据采集机通过可导电的固定支架连接到车载的静电处理端。

3.如权利要求2所述的车载数据采集系统，其特征是：所述数据采集机的边角安装侧设有多个减震垫圈，且数据采集机的边角采用铆接螺柱加螺丝固定。

4.如权利要求3所述的车载数据采集系统，其特征是：所述电源为12V直流电源。

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