CN217484502U - 一种移动目标物牵引控制的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种移动目标物牵引控制的装置，其包括牵引控制机箱、与牵引控制机箱间隔开的定滑轮固定结构、连接于牵引控制机箱和定滑轮固定结构之间的同步带、固定安装在同步带上的目标物移动托盘结构、与所述牵引控制机箱通信连接的光栅触发结构。本实用新型的移动目标物牵引控制的装置采用虚假目标物替代真人、真自行车在测试场景中移动，最大可能性的保证了人员、车辆的安全性；且该装置通过牵引控制机箱和同步带结构带动目标移动，能够更好地模拟行人和自行车运动的真实情况，使之能够适用各种测试场景需求。

Description

一种移动目标物牵引控制的装置

技术领域

本实用新型属于智能驾驶领域，具体涉及一种移动目标物牵引控制的装置。

背景技术

随着智能驾驶辅助技术的快速发展以及技术上的日趋成熟，ADAS在全球汽车市场也已快速实现商业化普及应用。如何确定ADAS系统的环境感知零部件是否安全可靠，需要整车厂和各零部件开发商通过大量的场地实验模拟真实行车环境来加以验证。同时，随着ADAS自动化程度的从L1到L3 级需求的提升，对测试场景需求也在不断提高，要求系统能够在目标物类别、目标物速度、自车速度、碰撞位置、光照条件等多种条件参数下能够进行有针对性的功能验证。

现有的设计方案在稳定性、便捷性、准确性等方面都存在不足。因此，需要一种设备，来更好地模拟行人和自行车运动的真实情况，更快速、更准确地反馈试验结果。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种移动目标物牵引控制的装置，以在雷达测试时模拟目标运动的真实情况。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种移动目标物牵引控制的装置，其包括牵引控制机箱、与牵引控制机箱间隔开的定滑轮固定结构、连接于牵引控制机箱和定滑轮固定结构之间的同步带、固定安装在同步带上的目标物移动托盘结构、与所述牵引控制机箱通信连接的光栅触发结构。

所述牵引控制机箱包括机箱箱体，安装于机箱箱体中且依次电连接的三相电源、电机驱动器和驱动电机，安装在驱动电机的电机轴上的第一同步带轮，与第一同步带轮配合的第二同步带轮和第一张紧轮。

所述三相电源包括依次连接的蓄电池、逆变器和变频器，所述变频器还直接与市电连接。

所述电机轴穿过机箱箱体的底板，第二同步带轮和第一张紧轮均安装在机箱箱体外部的底板上。

所述移动目标物牵引控制的装置还包括与电机驱动器相连的电控部分，所述电控部分包括与电机驱动器相连的上位机、与上位机相连的IO外设；

所述IO外设与光栅触发结构、限位开关和手动控制开关均连接。

所述光栅触发结构是由一组光幕传感器形成的系统触发装置，光幕传感器之间的红外射线与车辆的行驶方向垂直，并且与同步带的传动方向平行；所述限位开关分别安装在牵引控制机箱和定滑轮固定结构的底部，且沿着同步带的传送方向在面向目标物移动托盘结构的位置安装；所述手动控制开关通过开孔安装在牵引控制机箱的外壳部分。

所述牵引控制机箱和定滑轮固定结构均依靠自身重量固定。

定滑轮固定结构包括固定板、以及安装于固定板的第三同步带轮和第二张紧轮。

所述同步带是钢丝同步带，其外部为橡胶材质，且其上设有齿牙。

所述目标物移动托盘结构包括通过一同步带固定结构与同步带固定连接的滑动底盘、安装于滑动底盘的底面上并与地面接触的万向轮、安装于滑动底盘上的目标物支撑杆以及安装于目标物支撑杆上的上装目标物。

本实用新型的移动目标物牵引控制的装置采用虚假目标物替代真人、真自行车在测试场景中移动，最大可能性的保证了人员、车辆的安全性；且该装置通过牵引控制机箱和同步带结构带动目标移动，能够更好地模拟行人和自行车运动的真实情况，使之能够适用各种测试场景需求；此外，本实用新型的移动目标物牵引控制的装置结构简单，使用方便，滚轮、目标物等易损件的装配和更换也十分的简单，能够简单快速的拆卸和安装，适用于外出场地测试的要求，使测试不受环境的限制，并且可随时随地对滚轮、目标物进行更换，从而保证了长时间、高强度测试的需要。

另外，本实用新型的移动目标物牵引控制的装置采用钢丝同步带作为牵引工具，提高了传动的稳定性。同步带轮和张紧轮确保同步带呈张紧状态，使得移动托盘沿直线运动，无需牵引轨道，对试验路面要求更低，安装更便捷。本实用新型还采用上位机，使得通信更快速，策略更灵活，控制更准确。

附图说明

图1是根据本实用新型的一个实施例的移动目标物牵引控制的装置的结构示意图。

图2是如图1所示的移动目标物牵引控制的装置的牵引控制机箱的内部结构示意图。

图3是如图1所示的移动目标物牵引控制的装置的牵引控制机箱的底部结构示意图。

图4是如图1所示的移动目标物牵引控制的装置的定滑轮固定结构的导向结构示意图。

图5是如图1所示的移动目标物牵引控制的装置的目标物移动托盘结构的结构示意图。

图6是如图1所示的移动目标物牵引控制的装置的目标物移动托盘结构的底面结构示意图。

图7是如图1所示的移动目标物牵引控制的装置的光栅触发结构的结构示意图。

图8是如图1所示的移动目标物牵引控制的装置的电控部分的电气控制原理图。

具体实施方式

如图1所示为根据本实用新型的一个实施例的移动目标物牵引控制的装置，所述移动目标物牵引控制的装置包括：牵引控制机箱1、与牵引控制机箱1间隔开的定滑轮固定结构2、连接于牵引控制机箱1和定滑轮固定结构2之间的同步带3、固定安装在同步带3上的目标物移动托盘结构4、与所述牵引控制机箱1通信连接的光栅触发结构5五个主要部分。

如图2和图3所示，牵引控制机箱1放置在地上，靠自身重量固定在地面上。牵引控制机箱1用于提供牵引动力和调节与牵引对应的控制参数，控制参数包括移动速度(单位为km/h)、使得传动了一段运行距离后牵引停止的运行距离(单位为m)、以及光栅触发结构5触发后延迟启动的时间(单位为ms)。牵引控制机箱1包括机箱箱体11，安装于机箱箱体11中且依次电连接的三相电源、电机驱动器16和驱动电机17，安装在驱动电机17的电机轴上的第一同步带轮181，与第一同步带轮181配合的第二同步带轮182 和第一张紧轮19，以及安装在机箱箱体11的两个侧壁的外侧的箱体把手15，箱体把手15用于方便搬运牵引控制机箱1。

其中，机箱箱体11用于放置固定其他配件，起到承托和保护作用。三相电源包括依次连接的蓄电池13、逆变器12和变频器14；蓄电池13通过螺丝固定在机箱箱体11内部的底板上，为电机驱动提供所需要的电能；逆变器 12固定在机箱箱体11内部的底板上，通过电线与蓄电池13相连，将蓄电池 13的电压转换成220V的单相交流电；变频器14固定在机箱箱体11内部的底板上，通过电线与逆变器12相连，将单相交流电转变成三相交流电，提高电机启动转矩和运行稳定性。此外，在其他实施例中，所述变频器14还可以直接与市电105(如图8所示)连接，以实现两种能源接入的方式。由此，系统配置两种能源接入方式，其一为蓄电池13接入，并通过逆变器12供给电机驱动器16；另外可外接220V的市电输入，在此状态下可以正常工作或者给蓄电池13充电。

电机驱动器16安装在机箱箱体11内部的底板上，通过电线与三相电源的变频器14的输出端相连，通过调节脉冲信号来控制驱动电机17，提高驱动电机17执行精确度。驱动电机17的数量为1个，其安装在机箱箱体11 内部的底板上，通过电缆与电机驱动器16相连，将电能信号转化为机械能，以带动第一同步带轮181转动，从而在下文通过同步带3将动能传递以牵引目标物移动托盘结构4。

安装有第一同步带轮181的电机轴穿过机箱箱体11的底板，第二同步带轮182和第一张紧轮19均安装在机箱箱体11外部的底板上，所述同步带 3绕设于所述第一同步带轮181、第二同步带轮182和第一张紧轮19上。其中，第一同步带轮181安装在驱动电机17的电机轴上，其为主动轮，以用于在下文中配合同步带3和第一张紧轮19起传动作用。第二同步带轮182和第一张紧轮19均与第一同步带轮181配合，两者均为从动轮，用于配合第一同步带轮181和同步带3来起到传动作用，随着同步带3移动而自转动。

如图4所示，定滑轮固定结构2包括固定板21、以及安装于固定板21 的第三同步带轮22和第二张紧轮23。其中，第三同步带轮22、第二张紧轮 23用来导向同步带3，定滑轮固定结构2上的第三同步带轮22、第二张紧轮 23都是从动轮，随着同步带3移动而自转动。其中，第三同步带轮22和第二张紧轮23的安装位置均是固定板21上设计的安装孔位，第三同步带轮22 和第二张紧轮23通过轴和螺母固定在固定板21上。

定滑轮固定结构2同样靠自身重量固定在地面上(相对地面不动)，用于在远端拉紧同步带3。因此，定滑轮固定结构2与牵引控制机箱1之间的距离是固定的，根据同步带3的长度连接牵引控制机箱1和定滑轮固定结构2后拉紧即可。具体来说，目标物移动托盘结构4和同步带3连接好后，把同步带在几个轮子(即第一同步带轮181、第二同步带轮182和第三同步带轮22以及第一张紧轮19、第二张紧轮23)上绕好，将定滑轮固定结构2 相对于牵引控制机箱1向远端移动，直至同步带3被完全拉紧，随后定滑轮固定结构2上可以设置配重以固定在地面上，保证在同步带传动时，牵引控制机箱1和定滑轮固定结构2都相对地面不动。

在本实施例中，第一同步带轮181的数量为1个，第二同步带轮182 的数量为1个，第三同步带轮22的数量为2个。第一张紧轮19和第二张紧轮23的数量均为2个。然而，在其他实施例中，这些轮子的数量也可以根据需要发生变化。

再请参见图1、图3和图4，同步带3起到传动作用，用于通过第一同步带轮181把电机轴的转矩转换成对目标物移动托盘结构4的拉力。同步带 3上设有齿牙，其为标准件，所述齿牙与所述第一同步带轮181、第二同步带轮182和第三同步带轮22均适配，也就是说，同步带轮与同步带3类似于自行车的齿轮和链条传动。在本实施例中，同步带3只是一根30米长的钢丝同步带，内部有钢丝，不易被拉断，外部为橡胶材质。

如图5和图6所示，目标物移动托盘结构4固定安装在同步带3上，从而使得目标物移动托盘结构4跟随同步带3的传动一起移动，因此，目标物移动托盘结构4的移动方向是同步带3的移动方向(移动方向如图1中箭头所示)。目标物移动托盘结构4由通过一同步带固定结构43与同步带3 固定连接的滑动底盘41、安装于滑动底盘41的底面上并与地面接触的万向轮42、安装于滑动底盘41上的目标物支撑杆44以及安装于目标物支撑杆44 上的上装目标物45组成。滑动底盘41的两端与同步带3固定连接，滑动底盘41的底面安装有4个与地面接触的万向轮42，方便滑动底盘41在地面上随着同步带3的传动而一起滑动。万向轮42用于通过滚动摩擦提升滑动底盘 41移动效率。同步带固定结构43用于将同步带与滑动底盘41固定连接。具体来说，同步带3固定在滑动底盘41的卡槽中，同步带固定结构43将同步带3压紧在滑动底盘41的卡槽中，并用螺丝锁紧。目标物支撑杆44柔性安装在滑动底盘41上，用来支撑表示假人、假自行车灯的目标物。上装目标物 45用于模拟真实的人或是自行车，其可以是假人、角反、假自行车模型等，可以根据需要进行替换。

如图7所示，光栅触发结构5是由一组光幕传感器51(即2个光幕传感器51)形成的系统触发装置，负责在车辆到达指定位置后向系统输入启动信号。光栅触发结构5根据需要，可以放置在车辆前方3-8m的路面上。光幕传感器51之间的红外射线与车辆的行驶方向垂直，并且与同步带3的传动方向平行。所述光栅触发结构5与牵引控制机箱1通信连接，从而将光栅触发结构5的光栅触发信号发送给牵引控制机箱1。

由此，本实用新型的移动目标物牵引控制的装置通过上述的牵引控制机箱1、定滑轮固定结构2、同步带3、目标物移动托盘结构4和光栅触发结构5各部分配合搭建后即可实现移动目标物的牵引控制，从而使毫米波雷达开发过程中功能验证变得简单易行。

当车辆的车头部位行驶到图7中的光幕传感器51之间时，光幕传感器 51检测到有障碍物遮挡，从而使光幕传感器51产生开关信号并发送给牵引控制机箱1。牵引控制机箱1根据设定的控制参数提供牵引动力，即使得驱动电机17牵引目标物移动托盘结构4移动至目标位置，验证雷达产品是否能够检测到目标物。

如图8所示，在本实用新型的移动目标物牵引控制的装置还可以包括与电机驱动器16相连的电控部分。所述电控部分包括与电机驱动器16相连的上位机101、与上位机101相连的IO外设102。

所述上位机101可以是办公电脑，上位机101与电机驱动器16之间以网口方式连接，并通过控制电机驱动器16来调节与牵引对应的控制参数。

所述IO外设102通常可以是外接的USB IO板卡。所述IO外设102 与所述光栅触发结构5通信连接，用于接收光栅触发结构5的光栅触发信号，从而根据光栅触发信号，可以通过电机驱动器16控制驱动电机17拖拽目标物完成实验。此外，所述IO外设102还与限位开关103连接，用于接收限位开关103被移动托盘结构4遮挡时产生的光电信号，并控制电机停止转动，避免因操作不当导致撞坏设备的情况发生；所述IO外设102还与手动控制开关104连接。其中，限位开关103可以分别安装在牵引控制机箱1和定滑轮固定结构2这两处的底部，且沿着同步带3的传送方向在面向目标物移动托盘结构4的一侧位置安装，用于刹停托盘，防止撞坏机箱1和/或定滑轮固定结构2。手动控制开关104通过开孔安装在牵引控制机箱1的外壳部分，其用于在按下时使得驱动电机17运行，松开时使驱动电机17停止运行，适合点动控制。

此外，所述上位机101可以安装有软件程序，并设置为通过运行所述软件程序执行以下功能：

1)选择测试场景选择：可以根据用户需求定制不同测试场景，输入与测试场景对应的关键的控制参数，以控制上装目标物45如假人的移动。

2)参数计算：根据关键的控制参数计算出触发延时时间，并手动修改所述触发延时时间。

具体来说，所述触发延时时间为：

其中，公式中各个参数的含义如下表1所示。

表1公式中各个参数的含义

3)手动控制假人位置：手动以按钮方式控制假人位置；

4)对牵引控制机箱1的牵引所对应的控制参数进行初始化、0位的定位。

综上，本实用新型适应了毫米波雷达及前置摄像头场地功能试验的技术发展趋势，通过牵引控制机箱和同步带结构带动目标移动，能够真实的模拟行人、自行车横穿车辆前方等危险场景下车载毫米波雷达和摄像头传感器的功能是否符合设计预期，在验证产品开发效果的同时，保证人员和车辆的安全。

以上所述的，仅为本实用新型的较佳实施例并非用以限定本实用新型的范围，本实用新型的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本实用新型申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本实用新型专利的权利要求保护范围。本实用新型未详尽描述的均为常规技术内容。

Claims (10)

1.一种移动目标物牵引控制的装置，其特征在于，包括牵引控制机箱(1)、与牵引控制机箱(1)间隔开的定滑轮固定结构(2)、连接于牵引控制机箱(1)和定滑轮固定结构(2)之间的同步带(3)、固定安装在同步带(3)上的目标物移动托盘结构(4)、与所述牵引控制机箱(1)通信连接的光栅触发结构(5)。

2.根据权利要求1所述的移动目标物牵引控制的装置，其特征在于，所述牵引控制机箱(1)包括机箱箱体(11)，安装于机箱箱体(11)中且依次电连接的三相电源、电机驱动器(16)和驱动电机(17)，安装在驱动电机(17)的电机轴上的第一同步带轮(181)，与第一同步带轮(181)配合的第二同步带轮(182)和第一张紧轮(19)。

3.根据权利要求2所述的移动目标物牵引控制的装置，其特征在于，所述三相电源包括依次连接的蓄电池(13)、逆变器(12)和变频器(14)，所述变频器(14)还直接与市电(105)连接。

4.根据权利要求2所述的移动目标物牵引控制的装置，其特征在于，所述电机轴穿过机箱箱体(11)的底板，第二同步带轮(182)和第一张紧轮(19)均安装在机箱箱体(11)外部的底板上。

5.根据权利要求2所述的移动目标物牵引控制的装置，其特征在于，还包括与电机驱动器(16)相连的电控部分，所述电控部分包括与电机驱动器(16)相连的上位机(101)、与上位机(101)相连的IO外设(102)；所述IO外设(102)与光栅触发结构(5)、限位开关(103)和手动控制开关(104)均连接。

6.根据权利要求5所述的移动目标物牵引控制的装置，其特征在于，所述光栅触发结构(5)是由一组光幕传感器(51)形成的系统触发装置，光幕传感器(51)之间的红外射线与车辆的行驶方向垂直，并且与同步带(3)的传动方向平行；所述限位开关(103)分别安装在牵引控制机箱(1)和定滑轮固定结构(2)的底部，且沿着同步带(3)的传送方向在面向目标物移动托盘结构(4)的位置安装；所述手动控制开关(104)通过开孔安装在牵引控制机箱(1)的外壳部分。

7.根据权利要求1所述的移动目标物牵引控制的装置，其特征在于，所述牵引控制机箱(1)和定滑轮固定结构(2)均依靠自身重量固定。

8.根据权利要求1所述的移动目标物牵引控制的装置，其特征在于，所述定滑轮固定结构(2)包括固定板(21)、以及安装于固定板(21)的第三同步带轮(22)和第二张紧轮(23)。

9.根据权利要求1所述的移动目标物牵引控制的装置，其特征在于，所述同步带(3)是钢丝同步带，其外部为橡胶材质，且其上设有齿牙。

10.根据权利要求1所述的移动目标物牵引控制的装置，其特征在于，所述目标物移动托盘结构(4)包括通过一同步带固定结构(43)与同步带(3)固定连接的滑动底盘(41)、安装于滑动底盘(41)的底面上并与地面接触的万向轮(42)、安装于滑动底盘(41)上的目标物支撑杆(44)以及安装于目标物支撑杆(44)上的上装目标物(45)。

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