CN215577014U - 一种车辆位置估算装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车辆位置估算装置，属于车辆定位领域，其包括：位置信息获取模块、位置信息存储模块、位置信息运算识别模块和供电模块；供电模块的供电端分别与位置信息获取模块的供电端、位置信息存储模块的供电端和位置信息运算识别模块的供电端连接；所述位置信息获取模块的输出端与位置信息存储模块的输入端连接；所述位置信息存储模块的输出端分别与位置信息运算识别模块连接；本实用新型解决了在车辆编组中实现后车对前车位置及运动趋势的判断以实现编组车辆前后车跟随的问题。

Description

一种车辆位置估算装置

技术领域

本实用新型属于车辆定位领域，具体涉及一种车辆位置估算装置。

背景技术

城市交通早晚高峰及平峰对公共交通运载能力的需求不同，存在着明显的矛盾。为解决早晚高峰的人流车流量大的问题，公交企业只能在早晚高峰采用增发班次及增派司机，或以更换更大运载能力的车辆来解决这一问题。这便造成了极大的人力和物力资源的浪费。为解决这一问题，可以采用多车编组的形式，在高峰时刻将多个车辆编为一组，一组车仅需一个驾驶员；平峰时刻多个车辆分别运行，节省了人力和物力。

实用新型内容

针对现有技术中的上述不足，本实用新型提供的一种车辆位置估算装置解决了在车辆编组中实现后车对前车位置及运动趋势的判断以实现编组车辆前后车跟随的问题。

为了达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案为：一种车辆位置估算装置，包括：位置信息获取模块、位置信息存储模块、位置信息运算识别模块和供电模块；

所述供电模块的供电端分别与位置信息获取模块的供电端、位置信息存储模块的供电端和位置信息运算识别模块的供电端连接；所述位置信息获取模块的输出端与位置信息存储模块的输入端连接；所述位置信息存储模块的输出端分别与位置信息运算识别模块连接。

进一步地，位置信息运算识别模块的CPU采用STM32103VET6。

进一步地，供电模块包括：供电电路和滤波电路，所述供电电路的供电端与滤波电路连接；

所述供电电路包括：电解电容C1、电解电容C2、接地电容C3、电容C4、接地电容C5、电容C6、接地电阻R1、电阻R2、电阻R3、接地电阻R4、电阻R5、电感L1、稳压二极管D1、稳压芯片U1和发光二极管D2；

所述稳压芯片U1的BS端与电阻R3的一端连接，其IN端分别与接地电容C3、电解电容C2的正极和电解电容C1的正极连接，并作为供电电路的12V输入端；所述稳压芯片U1的SW端分别与电感L1的一端、电容C4的一端和稳压二极管D1的负极连接，其GND接地，其SS端与接地电容C5连接，其COMP端与电容C6的一端连接，其FB端分别与接地电阻R1和电阻R2的一端连接；所述电解电容C1的负极接地；所述电解电容C2的负极接地；所述稳压二极管D1的正极接地；所述电容C6的另一端与接地电阻R4连接；所述电感L1的另一端与电阻R2的另一端连接，并作为供电电路的供电端，同时也作为供电模块的供电端；所述电阻R5的一端与供电电路的供电端连接，其另一端与发光二极管D2的正极连接；所述发光二极管D2的负极接地。

进一步地，滤波电路包括：接地电容C7、接地电容C8、接地电容C9、电解电容C10、电解电容C11、电解电容C12、电解电容C13和电解电容C14；

所述接地电容C7分别与接地电容C8、接地电容C9、电解电容C10的正极、电解电容C11的正极、电解电容C12的正极、电解电容C13的正极和电解电容C14的正极连接，并与供电电路的供电端连接；

所述电解电容C10的负极分别与电解电容C11的负极、电解电容C12的负极、电解电容C13的负极和电解电容C14的负极连接，并接地。

进一步地，位置信息获取模块包括：激光发射器和多组光电三极管放大电路；

所述激光发射器设置于待测目标上；所述多组光电三极管放大电路设置于车辆位置估算装置上。

进一步地，多组光电三极管放大电路的结构均相同，其均包括：光电二极管Q1、三极管Q2、电阻R6和电阻R7；

所述光电二极管Q1的正极分别与电阻R6的一端和三极管Q2的基极连接，其发射极接地；所述三极管Q2的发射极接地，其集电极与电阻R7的一端连接，并作为光电三极管放大电路的输出端；所述电阻R7的另一端与电阻R6的另一端连接，并作为光电三极管放大电路的供电端VDD33，同时也作为位置信息获取模块的供电端。

进一步地，位置信息存储模块包括：锁存器U2、多路选择器U3、电解电容C15、接地电容C16和接地电容C17；

所述锁存器U2的1Q1至1Q8端和2Q1至2Q8端分别与锁存器U2的D0至D15端一一对应连接，其1D1至1D8端和2D1至2D8端作为位置信息存储模块的输入端；所述多路选择器U3的A端、B端、C端和D端作为位置信息存储模块的输出端；所述电解电容C15的正极分别与锁存器U2的VCC端、多路选择器U3的VDD端、接地电容C16和接地电容C17连接，并作为位置信息存储模块的供电端，所述电解电容C15的负极接地。

本实用新型的有益效果为：

(1)、本实用新型通过光电二极管Q1感知待测目标发出的激光信号，激光信号抗干扰能力强，适用于各种环境。

(2)、本实用新型采用多路选择器U3将多个光电二极管Q1进行编组，采用轮询的方式对位置信息获取模块输出的数据进行读取提高了数据读取效率。

(3)、本实用新型采用锁存器U2将144个光电二极管Q1的电平信息存储在锁存器U2内，保证了一帧内的电平数据来自同一时刻，不会被新时刻的电平数据刷新替换，保障了数据的可靠性和准确性。

(4)、本实用新型采用三极管放大电路，将光电二极管Q1的输出电流放大，在保证装置在光照条件不宜的情况下能正常工作的同时，也增强了输出的稳定性，即只有收到激光信号下才会输出高电平信号，其余情况下输出低电平信号。

(5)、通过位置信息运算识别模块中CPU将收集到的电平信号转化成矩阵信息，通过矩阵中高电平信息位置来判断带待测目标与本装置之间是否出现位置偏差，进而反馈至多车编组系统，实现车辆的位置估算。

附图说明

图1为一种车辆位置估算装置的结构框图；

图2为供电电路的电路图；

图3为滤波电路的电路图；

图4为一组光电三极管放大电路的电路图；

图5为位置信息存储模块的电路图。

具体实施方式

下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的发明创造均在保护之列。

如图1所示，一种车辆位置估算装置，包括：位置信息获取模块、位置信息存储模块、位置信息运算识别模块和供电模块；

所述供电模块的供电端分别与位置信息获取模块的供电端、位置信息存储模块的供电端和位置信息运算识别模块的供电端连接；所述位置信息获取模块的输出端与位置信息存储模块的输入端连接；所述位置信息存储模块的输出端分别与位置信息运算识别模块连接。

位置信息运算识别模块的CPU采用STM32103VET6。

供电模块包括：供电电路和滤波电路，所述供电电路的供电端与滤波电路连接；

如图2所示，供电电路包括：电解电容C1、电解电容C2、接地电容C3、电容C4、接地电容C5、电容C6、接地电阻R1、电阻R2、电阻R3、接地电阻R4、电阻R5、电感L1、稳压二极管D1、稳压芯片U1和发光二极管D2；

所述稳压芯片U1的BS端与电阻R3的一端连接，其IN端分别与接地电容C3、电解电容C2的正极和电解电容C1的正极连接，并作为供电电路的12V输入端；所述稳压芯片U1的SW端分别与电感L1的一端、电容C4的一端和稳压二极管D1的负极连接，其GND接地，其SS端与接地电容C5连接，其COMP端与电容C6的一端连接，其FB端分别与接地电阻R1和电阻R2的一端连接；所述电解电容C1的负极接地；所述电解电容C2的负极接地；所述稳压二极管D1的正极接地；所述电容C6的另一端与接地电阻R4连接；所述电感L1的另一端与电阻R2的另一端连接，并作为供电电路的供电端，同时也作为供电模块的供电端；所述电阻R5的一端与供电电路的供电端连接，其另一端与发光二极管D2的正极连接；所述发光二极管D2的负极接地。

如图3所示，滤波电路包括：接地电容C7、接地电容C8、接地电容C9、电解电容C10、电解电容C11、电解电容C12、电解电容C13和电解电容C14；

所述接地电容C7分别与接地电容C8、接地电容C9、电解电容C10的正极、电解电容C11的正极、电解电容C12的正极、电解电容C13的正极和电解电容C14的正极连接，并与供电电路的供电端连接；

所述电解电容C10的负极分别与电解电容C11的负极、电解电容C12的负极、电解电容C13的负极和电解电容C14的负极连接，并接地。

位置信息获取模块包括：激光发射器和多组光电三极管放大电路；

所述激光发射器设置于待测目标上，即前车上；所述多组光电三极管放大电路设置于车辆位置估算装置上，即位于后车上，用于接收待测目标发出的激光，并根据其光敏特性，转化成高低电平信号。

如图4所示，多组光电三极管放大电路的结构均相同，其均包括：光电二极管Q1、三极管Q2、电阻R6和电阻R7；

所述光电二极管Q1的正极分别与电阻R6的一端和三极管Q2的基极连接，其发射极接地；所述三极管Q2的发射极接地，其集电极与电阻R7的一端连接，并作为光电三极管放大电路的输出端；所述电阻R7的另一端与电阻R6的另一端连接，并作为光电三极管放大电路的供电端VDD33，同时也作为位置信息获取模块的供电端。

在本实施例中，光电三极管放大电路设置144个，光电二极管Q1的作用是将光信号转换成电信号，三极管Q2的作用是将微弱的电信号放大，使位置信息存储模块能准确地采集的到对应的电平信号。以图4中Q1、Q2组成的激光采集部分进行具体分析。当无光照时，三极管Q2的基级电流为Ib＝(11.25V-0.7)/1M＝10.55uA。三极管Q2的放大倍数为：100，则集电极电流Ic＝10.55*100＝1.055mA，分压为1.055*R7，只要保证将R7取值使得1.055*R7>VDD33(3.3V)即可，这里选择的电阻为5.1K，满足要求。当有光照时，光照强度为普通光照时，大小为10uA，则在R6上分的电压为：10uA*1M＝10V，三极管Q2的基级电压为0，三极管Q2截止，三极管Q2集电极上输出为高。

如图5所示，位置信息存储模块包括：锁存器U2、多路选择器U3、电解电容C15、接地电容C16和接地电容C17；

所述锁存器U2的1Q1至1Q8端和2Q1至2Q8端分别与锁存器U2的D0至D15端一一对应连接，其1D1至1D8端和2D1至2D8端作为位置信息存储模块的输入端；所述多路选择器U3的A端、B端、C端和D端作为位置信息存储模块的输出端；所述电解电容C15的正极分别与锁存器U2的VCC端、多路选择器U3的VDD端、接地电容C16和接地电容C17连接，并作为位置信息存储模块的供电端，所述电解电容C15的负极接地。

位置信息存储模块是用于存储位置信息获取模块传出的电平值的锁存器，和用于将144个光电二极管Q2分组轮询读取的16位多路选择器。

锁存器U2的型号为SN54LVTH16374，多路选择器U3的型号为CD4067组成。芯片SN54LVTH16374起缓存作用，由于激光信号的变化速度与位置信息运算识别模块中CPU读取的速度不匹配，所以应用此芯片SN54LVTH16374将光电信号锁存，提高数据的可靠性。芯片CD4067起多路选择器作用，通过轮询方式采集电压信号，解决了位置信息运算识别模块中CPU的引脚不足的问题。

通过位置信息运算识别模块中CPU将收集到的电平信号转化成矩阵信息，通过矩阵中高电平信息位置来判断带待测目标与本装置之间是否出现位置偏差，进而反馈至多车编组系统。

Claims (7)

1.一种车辆位置估算装置，其特征在于，包括：位置信息获取模块、位置信息存储模块、位置信息运算识别模块和供电模块；

所述供电模块的供电端分别与位置信息获取模块的供电端、位置信息存储模块的供电端和位置信息运算识别模块的供电端连接；所述位置信息获取模块的输出端与位置信息存储模块的输入端连接；所述位置信息存储模块的输出端分别与位置信息运算识别模块连接。

2.根据权利要求1所述的车辆位置估算装置，其特征在于，所述位置信息运算识别模块的CPU采用STM32103VET6。

3.根据权利要求1所述的车辆位置估算装置，其特征在于，所述供电模块包括：供电电路和滤波电路，所述供电电路的供电端与滤波电路连接；

所述供电电路包括：电解电容C1、电解电容C2、接地电容C3、电容C4、接地电容C5、电容C6、接地电阻R1、电阻R2、电阻R3、接地电阻R4、电阻R5、电感L1、稳压二极管D1、稳压芯片U1和发光二极管D2；

所述稳压芯片U1的BS端与电阻R3的一端连接，其IN端分别与接地电容C3、电解电容C2的正极和电解电容C1的正极连接，并作为供电电路的12V输入端；所述稳压芯片U1的SW端分别与电感L1的一端、电容C4的一端和稳压二极管D1的负极连接，其GND接地，其SS端与接地电容C5连接，其COMP端与电容C6的一端连接，其FB端分别与接地电阻R1和电阻R2的一端连接；所述电解电容C1的负极接地；所述电解电容C2的负极接地；所述稳压二极管D1的正极接地；所述电容C6的另一端与接地电阻R4连接；所述电感L1的另一端与电阻R2的另一端连接，并作为供电电路的供电端，同时也作为供电模块的供电端；所述电阻R5的一端与供电电路的供电端连接，其另一端与发光二极管D2的正极连接；所述发光二极管D2的负极接地。

4.根据权利要求3所述的车辆位置估算装置，其特征在于，所述滤波电路包括：接地电容C7、接地电容C8、接地电容C9、电解电容C10、电解电容C11、电解电容C12、电解电容C13和电解电容C14；

所述接地电容C7分别与接地电容C8、接地电容C9、电解电容C10的正极、电解电容C11的正极、电解电容C12的正极、电解电容C13的正极和电解电容C14的正极连接，并与供电电路的供电端连接；

所述电解电容C10的负极分别与电解电容C11的负极、电解电容C12的负极、电解电容C13的负极和电解电容C14的负极连接，并接地。

5.根据权利要求1所述的车辆位置估算装置，其特征在于，所述位置信息获取模块包括：激光发射器和多组光电三极管放大电路；

所述激光发射器设置于待测目标上；所述多组光电三极管放大电路设置于车辆位置估算装置上。

6.根据权利要求5所述的车辆位置估算装置，其特征在于，所述多组光电三极管放大电路的结构均相同，其均包括：光电二极管Q1、三极管Q2、电阻R6和电阻R7；

所述光电二极管Q1的正极分别与电阻R6的一端和三极管Q2的基极连接，其发射极接地；所述三极管Q2的发射极接地，其集电极与电阻R7的一端连接，并作为光电三极管放大电路的输出端；所述电阻R7的另一端与电阻R6的另一端连接，并作为光电三极管放大电路的供电端VDD33，同时也作为位置信息获取模块的供电端。

7.根据权利要求1所述的车辆位置估算装置，其特征在于，所述位置信息存储模块包括：锁存器U2、多路选择器U3、电解电容C15、接地电容C16和接地电容C17；

所述锁存器U2的1Q1至1Q8端和2Q1至2Q8端分别与锁存器U2的D0至D15端一一对应连接，其1D1至1D8端和2D1至2D8端作为位置信息存储模块的输入端；所述多路选择器U3的A端、B端、C端和D端作为位置信息存储模块的输出端；所述电解电容C15的正极分别与锁存器U2的VCC端、多路选择器U3的VDD端、接地电容C16和接地电容C17连接，并作为位置信息存储模块的供电端，所述电解电容C15的负极接地。

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