CN217279860U - 一种无人驾驶激光雷达实训装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无人驾驶激光雷达实训装置，该实训装置包括底座，和位于底座上的模型组件、一体机电脑；模型组件包括壳体、车轮模块、滑轨模块、十六线激光雷达、单线激光雷达；壳体安装有固态激光数据采集器、电压转换器、十六线激光数据采集器、单线激光数据采集器、交换机和固态激光雷达，本实用新型模拟真实无人驾驶的汽车中十六线激光雷达、单线激光雷达及固态激光雷达对障碍物的距离探测，使学生能更加直观清楚的理解无人驾驶中激光雷达与汽车内部的电气元件的连接关系、工作过程及工作原理。适应于车辆教学技术领域。

Description

一种无人驾驶激光雷达实训装置

技术领域

本实用新型属于车辆教学技术领域，具体地说，涉及一种无人驾驶激光雷达实训装置。

背景技术

无人驾驶技术集人工智能、计算机视觉、组合导航、信息融合、自动控制和体系结构等众多高技术于一体，是计算机科学、自动化技术高度发展的产物，也是衡量一个国家科技实力和工业水平的重要标志。由于它在改善车辆驾驶性能、减轻驾驶人员劳动强度、降低交通事故发生率，以及在恶劣条件和极限条件下作业等方面具有普通车辆无可比拟的优点，因此成为许多国家以及著名汽车公司、工程机械制造商竞相研制开发的重点高科技项目；

激光雷达是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。其工作原理是向目标发射探测信号（激光束）,然后将接收到的从目标反射回来的信号（目标回波）与发射信号进行比较,作适当处理后,就可获得目标的有关信息,如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数,从而对飞机、导弹等目标进行探测、跟踪和识别。它由激光发射机、光学接收机、转台和信息处理系统等组成，激光器将电脉冲变成光脉冲发射出去，光接收机再把从目标反射回来的光脉冲还原成电脉冲，送到显示器；激光雷达现下主要以无人驾驶领域为主要应用，在该领域通过激光雷达可以扫描到周围环境的信息，运用相关算法对比上一帧及下一帧环境的变化，能较为容易的检测出周围环境的车辆及行人。

在车辆实训教学中，对十六线激光雷达、单线激光雷达及固态激光雷达在无人驾驶中的应用教学中，学生只能通过视频、图片来看到激光雷达在无人驾驶的汽车中的应用，无法直观的看清激光雷达在无人驾驶中的零部件及零部件的连接关系和工作原理，使得老师教学质量大大降低，学生不能直观的理解激光雷达在汽车中的应用原理，从而导致学生的学习效果差，为此，我们提出一种无人驾驶激光雷达实训装置。

发明内容

本实用新型提供了一种无人驾驶激光雷达实训装置，以解决以上存在的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种无人驾驶激光雷达实训装置，关键点在于，该实训装置包括底座，和位于所述底座上的模型组件、一体机电脑，其中：所述一体机电脑位于所述模型组件的前侧，所述一体机电脑经立柱固定于所述底座上；所述模型组件包括壳体、滑轨模块、十六线激光雷达、单线激光雷达，所述壳体经立柱固定于所述底座上，所述壳体安装有电压转换器、十六线激光数据采集器、单线激光数据采集器、固态激光数据采集器、交换机和固态激光雷达，所述电压转换器通过连接线分别为所述十六线激光数据采集器、所述单线激光数据采集器、所述固态激光数据采集器和所述交换机相电性连接，所述交换机通过连接线分别与所述十六线激光数据采集器、所述单线激光数据采集器、所述固态激光数据采集器和所述一体机电脑相电性连接，所述十六线激光数据采集器与所述十六线激光雷达相电性连接，所述单线激光数据采集器与所述单线激光雷达相电性连接，所述固态激光数据采集器与所述固态激光雷达相电性连接；所述壳体左右两侧的上方分别设置有左侧板和右侧板，所述滑轨模块经横杆固定在所述左侧板和所述右侧板上，所述单线激光雷达安装在位于后侧的所述横杆上，所述十六线激光雷达经安装座安装在所述滑轨模块，所述十六线激光雷达随着滑轨模块可进行前后左右四个方向的移动。

在一种可能的实现方式中，所述模型组件还包括模拟轮，所述模拟轮的数量为四个且分别位于所述壳体的四角处，所述模拟轮经立柱固定于所述底座上。

在一种可能的实现方式中，所述电压转换器、所述十六线激光数据采集器、所述单线激光数据采集器、所述固态激光数据采集器、所述交换机和所述固态激光雷达均安装在所述壳体的底板上，其中，所述电压转换器、所述十六线激光数据采集器、所述单线激光数据采集器、所述固态激光数据采集器和所述交换机位于所述壳体底板的中部，所述固态激光雷达位于所述壳体底板的后部；其中，所述十六线激光数据采集器位于所述交换机的左侧，所述交换机位于所述单线激光数据采集器的左侧，所述单线激光数据采集器位于所述固态激光数据采集器的前侧，所述固态激光数据采集器位于所述电压转换器的右侧。

在一种可能的实现方式中，所述左侧板与所述右侧板相互对称，所述左侧板和所述右侧板均由透明的亚克力材质加工而成。

在一种可能的实现方式中，所述滑轨模块包括下轨道、下滑块、上轨道和上滑块，所述下轨道固定在所述横杆上，所述下滑块安装在所述下轨道里，且可在所述下轨道内左右移动，所述上轨道固定在所述下滑块上，所述上滑块安装在所述上轨道里，且可在所述上轨道内前后移动。

在一种可能的实现方式中，所述滑轨模块还包括下手轮和上手轮，所述下手轮安装在所述下滑块上，通过摇动所述下手轮驱动所述下滑块在所述下轨道上左右移动；所述上手轮安装在所述上滑块上，通过摇动所述上手轮驱动所述上滑块在所述上轨道上前后移动。

在一种可能的实现方式中，所述滑轨模块还包括滑块电路板、滑块遥控器、第一电机和第二电机，所述滑块电路板安装在所述壳体上，所述滑块电路板通过连接线与所述电压转换器相电性连接，所述滑块电路板的接收器与所述滑块遥控器中的发射器相无线连接，所述滑块电路板通过连接线分别与所述第一电机和所述第二电机相电性连接，所述第一电机安装在所述下滑块上，通过所述第一电机驱动所述下滑块在所述下轨道上左右移动，所述第二电机安装在所述上滑块上，通过所述第二电机驱动所述上滑块在所述上轨道动。

在一种可能的实现方式中，所述模型组件还包括固定板、电机板、轴承座，所述固定板经紧固件固定在所述底座上，所述电机板固定在所述固定板上，所述模拟电机安装在所述电机板的一侧，所述轴承座固定在所述固定板上，所述模拟电机安装在所述轴承座上，所述轴承座的数量为两个且分别位于轮速传感器的左右两侧。

在一种可能的实现方式中，所述底座包括座体、座板，所述座板安装所述座体的上方，所述座板上印刻有车道线。

在一种可能的实现方式中，所述底座还包括脚轮，所述脚轮的数量为四个，且分别固定在所述座体下端的四角处。

有益效果：

本实用新型提供了一种无人驾驶激光雷达实训装置，该实训装置在车辆实训教学中，通过滑轨模块控制十六线激光雷达的位置，可以向学生展示不同位置处的十六线激光雷达，提高了教学质量，本实用新型模拟真实无人驾驶的汽车中十六线激光雷达、单线激光雷达及固态激光雷达对障碍物的距离探测，并将探测到的距离数据分别传递到十六线激光数据采集器、单线激光数据采集器及固态激光采集器中进行数据处理，再通过交换机将数据传递到一体机电脑上，本实用新型使学生能更加直观清楚的理解无人驾驶中激光雷达与汽车内部的电气元件的连接关系、工作过程及工作原理，使教学更加生动形象，充分调动学生的积极性，可以让学生直观清楚的掌握无人驾驶激光雷达与汽车的连接原理和工作原理及工作过程，提高了老师的教学效果。

本实用新型提供了一种无人驾驶激光雷达实训装置，左侧板和右侧板相互对称，左侧板和右侧板均由透明的亚克力材质加工而成，通过将左侧板和右侧板的材质设计成亚克力材质，可以使学生清楚的看清楚壳体内部的零件的结构。

本实用新型提供了一种无人驾驶激光雷达实训装置，左侧板上印刻有工作原理图，右侧板上印刻有实训装置的名称，可以使学生能过清楚的认识到无人驾驶激光雷达的原理及本实用新型的名称。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。

在附图中：

图1为本实用新型实施例1、2的结构示意图；

图2为本实用新型实施例1、2的正视图；

图3为本实用新型实施例1、2的后视图；

图4为本实用新型实施例1、2的左视图；

图5为本实用新型实施例1、2的右视图；

图6为本实用新型实施例1、2的俯视图；

图7为本实用新型实施例1、2中的外接电源的电路连接示意图。

标注部件：1-一体机电脑，2-立柱，3-壳体，4-十六线激光雷达，5-固态激光数据采集器，6-电压转换器，7-十六线激光数据采集器，8-单线激光数据采集器，9-左侧板，10-右侧板，11-横杆，12-安装座，13-传动轴，14-模拟轮，15-座体，16-座板，17-单线激光雷达，18-名称，19-滑轨模块，20-上手轮，21-固态激光雷达，22-交换机。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

本实施例公开了一种无人驾驶激光雷达实训装置，如图1-7所示，该实训装置包括底座，和位于底座上的模型组件、一体机电脑1，其中：一体机电脑1位于模型组件的前侧，一体机电脑1经立柱2固定在底座上，具体的，一体机电脑1的显示屏与水平面的夹角为α，其中15°≤α≤50°，模型组件包括壳体3、车轮模块、滑轨模块、十六线激光雷达4、单线激光雷达17，壳体3经立柱2固定在底座上，壳体3安装有固态激光数据采集器5、电压转换器6、十六线激光数据采集器7、单线激光数据采集器8、交换机22和固态激光雷达21，电压转换器6通过连接线分别为十六线激光数据采集器7、单线激光数据采集器8、固态激光数据采集器5和交换机22相电性连接，交换机22通过连接线分别与十六线激光数据采集器7、单线激光数据采集器8、固态激光数据采集器5和一体机电脑1相电性连接，十六线激光数据采集器7与十六线激光雷达4相电性连接，单线激光数据采集器8与单线激光雷达17相电性连接，固态激光数据采集器5与固态激光雷达21相电性连接；壳体3左右两侧的上方分别设置有左侧板9和右侧板10，滑轨模块19经横杆11固定在所述左侧板9和右侧板10上，单线激光雷达17安装在位于后侧的横杆11上，十六线激光雷达4经安装座12安装在滑轨模块19，十六线激光雷达4随着滑轨模块19可进行前后左右四个方向的移动；车轮模块的数量为四个且分别位于壳体3的四角处，车轮模块包括模拟电机、传动轴13，模拟电机的旋转轴通过联轴器与传动轴13的一端相连接，模拟轮14安装在传动轴13的另一端，本实施例通过模拟电机对模拟轮14进行驱动，仿真真实汽车车轮滚动，本实施例在车辆实训教学中，通过滑轨模块19控制十六线激光雷达4的位置，可以向学生展示不同位置处的十六线激光雷达4，提高了教学质量，本实施例模拟真实无人驾驶的汽车中十六线激光雷达4、单线激光雷达17及固态激光雷达21对障碍物的距离探测，并将探测到的距离数据分别传递到十六线激光数据采集器7、单线激光数据采集器8及固态激光采集器5中进行数据处理，再通过交换机22将数据传递到一体机电脑1上，本实施例使学生能更加直观清楚的理解无人驾驶中激光雷达与汽车内部的电气元件的连接关系、工作过程及工作原理，使教学更加生动形象，充分调动学生的积极性，可以让学生直观清楚的掌握无人驾驶激光雷达与汽车的连接原理和工作原理及工作过程，提高了老师的教学效果；本实施例中的底座包括座体15、座板16，座板16安装在座体15的上方，座板15上印刻有车道线，底座还包括脚轮，脚轮的数量为四个，且分别固定在座体15下端的四角处，通过设置脚轮方便对本实施例进行移动，方便老师在实训教学中对本实施例的移动，使得学生无死角看到本实训装置的结构，提高了教学质量。

本实施例的所述电压转换器6、十六线激光数据采集器7、单线激光数据采集器8、固态激光数据采集器5、交换机22和固态激光雷达21均安装在壳体3的底板上，其中，电压转换器6、十六线激光数据采集器7、单线激光数据采集器8、固态激光数据采集器5和交换机22位于壳体3底板的中部，固态激光雷达21位于壳体3底板的后部；其中，十六线激光数据采集器7位于交换机22的左侧，交换机22位于单线激光数据采集器8的左侧，单线激光数据采集器8位于固态激光数据采集器5的前侧，固态激光数据采集器5位于电压转换器6的右侧；左侧板9和右侧板10相互对称，左侧板9和右侧板10均由透明的亚克力材质加工而成，通过将左侧板9和右侧板10的材质设计成亚克力材质，可以使学生清楚的看清楚壳体3内部的零件的结构；左侧板9上印刻有工作原理图，右侧板10上印刻有实训装置的名称18，可以使学生能过清楚的认识到无人驾驶激光雷达的原理及本实训装置的名称。

本实施例的滑轨模块19的具体结构为，滑轨模块19包括下轨道、下滑块、上轨道和上滑块，下轨道固定在横杆11上，下滑块安装在下轨道里，且可在下轨道内左右移动，上轨道固定在下滑块上，上滑块安装在上轨道里，且可在上轨道内前后移动，滑轨模块19还包括下手轮和上手轮20，下手轮安装在下滑块上，通过摇动下手轮驱动下滑块在下轨道上左右移动；上手轮20安装在上滑块上，通过摇动上手轮20驱动上滑块在上轨道上前后移动，通过对十六线激光雷达4进行前后左右移动，可根据实际安装需求来调整十六线激光雷达4的位置。

本实施例的模型组件的具体结构为，模型组件还包括固定板、电机板、轴承座，固定板经紧固件固定连接在底座上，电机板固定连接在固定板上，模拟电机安装在电机板的一侧，轴承座固定连接在固定板上，模拟电机安装在轴承座上，轴承座的数量为两个且分别位于轮速传感器的左右两侧，本实施例通过模拟电机驱动传动轴13转动，传动轴13带动轮速传感器和模拟轮14进行转动，从而可以模拟真实的汽车的行驶，并通过轮速传感器对模拟轮14的速度进行实时监控。

实施例2

基于实施例1的滑动模块的构思，本实施例公开了一种一种无人驾驶激光雷达实训装置，滑动模块包括下轨道、下滑块、上轨道和上滑块，下轨道固定在横杆11上，下滑块安装在所述下轨道里，且可在下轨道内左右移动，上轨道固定在下滑块上，上滑块安装在上轨道里，且可在上轨道内前后移动，滑轨模块还包括滑块电路板、滑块遥控器、第一电机和第二电机，滑块电路板安装在壳体3上，滑块电路板通过连接线与电压转换器6相电性连接，滑块电路板的接收器和滑块遥控器中的发射器相无线连接，滑块电路板通过连接线分别与第一电机和第二电机相电性连接，第一电机安装在下滑块上，本实施例是通过第一电机驱动下滑块在下轨道上左右移动，第二电机安装在上滑块上，通过第二电机驱动上滑块在所述上轨道上前后移动，与实施例1不同之处，本实施例采用第一电机驱动下滑块带动十六线激光雷达4移动，采用第二电机驱动上滑块带动十六线激光雷达4进行移动，无需采用手动的方式，更加方便实用。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型权利要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种无人驾驶激光雷达实训装置，其特征在于：该实训装置包括底座，和位于所述底座上的模型组件、一体机电脑(1)，其中：所述一体机电脑(1)位于所述模型组件的前侧，所述一体机电脑(1)经立柱(2)固定于所述底座上；所述模型组件包括壳体(3)、滑轨模块(19)、十六线激光雷达(4)、单线激光雷达(17)，所述壳体(3)经立柱(2)固定于所述底座上，所述壳体(3)安装有固态激光数据采集器(5)、电压转换器(6)、十六线激光数据采集器(7)、单线激光数据采集器(8)、交换机(22)和固态激光雷达(21)，所述电压转换器(6)通过连接线分别为所述十六线激光数据采集器(7)、所述单线激光数据采集器(8)、所述固态激光数据采集器(5)和所述交换机(22)相电性连接，所述交换机(22)通过连接线分别与所述十六线激光数据采集器(7)、所述单线激光数据采集器(8)、所述固态激光数据采集器(5)和所述一体机电脑(1)相电性连接，所述十六线激光数据采集器(7)与所述十六线激光雷达(4)相电性连接，所述单线激光数据采集器(8)与所述单线激光雷达(17)相电性连接，所述固态激光数据采集器(5)与所述固态激光雷达(21)相电性连接；所述壳体(3)左右两侧的上方分别设置有左侧板(9)和右侧板(10)，所述滑轨模块(19)经横杆(11)固定在所述左侧板(9)和所述右侧板(10)上，所述单线激光雷达(17)安装在位于后侧的所述横杆(11)上，所述十六线激光雷达(4)经安装座(12)安装在所述滑轨模块(19)，所述十六线激光雷达(4)随着滑轨模块(19)可进行前后左右四个方向的移动。

2.根据权利要求1所述的一种无人驾驶激光雷达实训装置，其特征在于：所述模型组件还包括模拟轮(14)，所述模拟轮(14)的数量为四个且分别位于所述壳体(3)的四角处，所述模拟轮(14)经立柱(2)固定于所述底座上。

3.根据权利要求1所述的一种无人驾驶激光雷达实训装置，其特征在于：所述电压转换器(6)、所述十六线激光数据采集器(7)、所述单线激光数据采集器(8)、所述固态激光数据采集器(5)、所述交换机(22)和所述固态激光雷达(21)均安装在所述壳体(3)的底板上，其中，所述电压转换器(6)、所述十六线激光数据采集器(7)、所述单线激光数据采集器(8)、所述固态激光数据采集器(5)和所述交换机(22)位于所述壳体(3)底板的中部，所述固态激光雷达(21)位于所述壳体(3)底板的后部；其中，所述十六线激光数据采集器(7)位于所述交换机(22)的左侧，所述交换机(22)位于所述单线激光数据采集器(8)的左侧，所述单线激光数据采集器(8)位于所述固态激光数据采集器(5)的前侧，所述固态激光数据采集器(5)位于所述电压转换器(6)的右侧。

4.根据权利要求3所述的一种无人驾驶激光雷达实训装置，其特征在于：所述左侧板(9) 与所述右侧板(10)相互对称，所述左侧板(9)和所述右侧板(10)均由透明的亚克力材质加工而成，所述左侧板(9)上印刻有工作原理图，所述右侧板(10)上印刻有所述实训装置的名称(18)。

5.根据权利要求1所述的一种无人驾驶激光雷达实训装置，其特征在于：所述滑轨模块(19)包括下轨道、下滑块、上轨道和上滑块，所述下轨道固定在所述横杆(11)上，所述下滑块安装在所述下轨道里，且可在所述下轨道内左右移动，所述上轨道固定在所述下滑块上，所述上滑块安装在所述上轨道里，且可在所述上轨道内前后移动。

6.根据权利要求5所述的一种无人驾驶激光雷达实训装置，其特征在于：所述滑轨模块(19)还包括下手轮和上手轮(20)，所述下手轮安装在所述下滑块上，通过摇动所述下手轮驱动所述下滑块在所述下轨道上左右移动；所述上手轮(20)安装在所述上滑块上，通过摇动所述上手轮(20)驱动所述上滑块在所述上轨道上前后移动。

7.根据权利要求5所述的一种无人驾驶激光雷达实训装置，其特征在于：所述滑轨模块(19)还包括滑块电路板、滑块遥控器、第一电机和第二电机，所述滑块电路板安装在所述壳体(3)上，所述滑块电路板通过连接线与所述电压转换器(6)相电性连接，所述滑块电路板的接收器与所述滑块遥控器中的发射器相无线连接，所述滑块电路板通过连接线分别与所述第一电机和所述第二电机相电性连接，所述第一电机安装在所述下滑块上，通过所述第一电机驱动所述下滑块在所述下轨道上左右移动，所述第二电机安装在所述上滑块上，通过所述第二电机驱动所述上滑块在所述上轨道动。

8.根据权利要求1所述的一种无人驾驶激光雷达实训装置，其特征在于：所述模型组件还包括固定板、电机板、轴承座，所述固定板经紧固件固定在所述底座上，所述电机板固定在所述固定板上，模拟电机安装在所述电机板的一侧，所述轴承座固定在所述固定板上，所述模拟电机安装在所述轴承座上，所述轴承座的数量为两个且分别位于轮速传感器的左右两侧。

9.根据权利要求1所述的一种无人驾驶激光雷达实训装置，其特征在于：所述底座包括座体(15)、座板(16)，所述座板(16)安装所述座体(15)的上方，所述座板(16)上印刻有车道线。

10.根据权利要求9所述的一种无人驾驶激光雷达实训装置，其特征在于：所述底座还包括脚轮，所述脚轮的数量为四个，且分别固定在所述座体(15)下端的四角处。

Images