一种智能网联汽车环境感知教学实训台架的制作方法

本实用新型涉及一种实训台架，具体为一种智能网联汽车环境感知教学实训台架。

背景技术：

汽车是指由动力驱动，具有4个或4个以上车轮的非轨道承载的车辆，主要用于载运人员和货物、牵引载运人员和货物的车辆以及特殊用途，汽车环境感知是利用车载传感器来感知车辆周围环境，并根据感知所获得的道路、车辆位置和障碍物信息，控制车辆的转向和速度，从而使车辆能够安全、可靠地在道路上行驶。

汽车环境感知教学实训台架是一种能够模拟汽车驾驶过程中对外界环境感知的实训装置，但现有汽车环境感知教学实训台架大多功能较为单一且实用性大多较差。因此我们对此做出改进，提出一种智能网联汽车环境感知教学实训台架。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案：

本实用新型一种智能网联汽车环境感知教学实训台架，包括实验箱，所述实验箱的顶部设置有十个通孔，十个所述通孔的内部分别设置有摄像头组件、agx组件、示波器组件、霍尔传感器组件、光电传感器组件、陀螺仪组件、超声波雷达组件、激光雷达组件、毫米波雷达组件和控制面板，所述实验箱的内部设置有十个升降机构，十个所述升降机构的底端均与实验箱内腔的底部固定连接，十个所述升降机构的顶端分别与摄像头组件、agx组件、示波器组件、霍尔传感器组件、光电传感器组件、陀螺仪组件、超声波雷达组件、激光雷达组件、毫米波雷达组件和控制面板相连；

所述升降机构由连接件、电动伸缩杆和支撑架组成；

所述摄像头组件由摄像头托盘、摄像头安装阻尼转轴、双目摄像头和行程限位块组成；

所述agx组件由agx本体和agx托盘组成；

所述示波器组件由示波器本体和示波器托盘组成；

所述霍尔传感器组件由霍尔传感器托盘、霍尔传感器固定件、霍尔传感器本体、半封闭式磁环外壳和磁环本体组成；

所述光电传感器组件由光电传感器托盘、光电传感器安装固定件、光电传感器本体和转轮组成；

所述陀螺仪组件由陀螺仪托盘、陀螺仪万向铰、陀螺仪安装固定件、陀螺仪本体和陀螺仪防护罩组成；

所述超声波雷达组件由超声波雷达托盘、超声波雷达万向铰、超声波雷达安装固定件和超声波雷达本体组成；

所述激光雷达组件由激光雷达托盘、齿牙、激光雷达支撑板、马达、齿轮、激光雷达安装云台、激光雷达本体和连接板组成，所述连接板的两侧均开设有若干个激光雷达托盘，所述马达和齿轮的数量均为四个；

所述毫米波雷达组件由毫米波雷达托盘、毫米波雷达安装云台、毫米波雷达安装固定件和毫米波雷达本体组成；

所述控制面板由显示屏、控制开关、键盘、鼠标以及设置在实验箱内部的电脑主机组成，所述控制开关的数量为二十个，二十个所述控制开关平均分为十组，十组所述控制开关分别与十个升降机构中的电动伸缩杆电性连接。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述支撑架的底部与实验箱的底部固定连接，所述支撑架的顶部与连接件固定连接，所述连接件的顶部与电动伸缩杆固定连接。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述摄像头安装阻尼转轴连接在摄像头托盘和双目摄像头之间，所述行程限位块安装在摄像头托盘的顶部且位于双目摄像头的一侧。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述agx托盘安装在agx本体上，所述示波器托盘安装在示波器本体上。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述霍尔传感器固定件安装在霍尔传感器托盘的顶部，所述霍尔传感器本体安装在霍尔传感器固定件的顶部，所述半封闭式磁环外壳设置在霍尔传感器固定件上，所述磁环本体设置在半封闭式磁环外壳的内部。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述光电传感器安装固定件安装在光电传感器托盘的顶部，所述光电传感器本体和转轮均设置在光电传感器安装固定件上，且光电传感器本体位于转轮的下方。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述陀螺仪万向铰设置在陀螺仪托盘和陀螺仪安装固定件之间，所述陀螺仪本体和陀螺仪万向铰均设置在陀螺仪安装固定件的顶部，所述陀螺仪本体位于陀螺仪防护罩的内部。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述超声波雷达万向铰设置在超声波雷达托盘和超声波雷达安装固定件之间，所述超声波雷达本体设置在超声波雷达安装固定件的内部。

作为本实用新型的一种优选技术方案，四个所述马达分别设置在激光雷达支撑板的两侧，四个所述齿轮分别设置在四个马达的输出轴上，四个所述马达分别与连接板两侧的齿牙啮合，所述连接板安装在激光雷达托盘的顶部，所述激光雷达本体通过激光雷达安装云台安装在激光雷达支撑板的顶部。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述毫米波雷达安装云台设置在毫米波雷达托盘与毫米波雷达安装固定件之间，所述毫米波雷达本体设置在毫米波雷达安装固定件的顶部。

本实用新型的有益效果是：该种智能网联汽车环境感知教学实训台架，以实验箱作为载体，搭载摄像头组件、agx组件、示波器组件、霍尔传感器组件、光电传感器组件、陀螺仪组件、超声波雷达组件、激光雷达组件和毫米波雷达组件等环境感知设备，使用显示屏、键盘和电脑主机等设备进行数据处理与决策，使得该实训台能够进行智能网联汽车关键传感器原理认知、功能测试和参数调节等实训项目，并且具有障碍物检测、目标识别与报警等功能，与现有技术相比，本实用新型功能丰富多样，且实用性高，通过理论学习结合该实训台架的应用，能够帮助学生迅速掌握智能网联汽车关键传感器的相关知识，通过升降机构能够控制摄像头组件、agx组件、示波器组件、霍尔传感器组件、光电传感器组件、陀螺仪组件、超声波雷达组件、激光雷达组件、毫米波雷达组件和显示屏的升降，从而便于学生使用，进一步提高了该实训台架的实用性。

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是本实用新型一种智能网联汽车环境感知教学实训台架的结构示意图；

图2是本实用新型一种智能网联汽车环境感知教学实训台架的各组件升起后的示意图；

图3是本实用新型一种智能网联汽车环境感知教学实训台架的后视剖切结构示意图；

图4是本实用新型一种智能网联汽车环境感知教学实训台架的摄像头组件的结构示意图；

图5是本实用新型一种智能网联汽车环境感知教学实训台架的agx组件的结构示意图；

图6是本实用新型一种智能网联汽车环境感知教学实训台架的示波器组件的结构示意图；

图7是本实用新型一种智能网联汽车环境感知教学实训台架的霍尔传感器组件的结构示意图；

图8是本实用新型一种智能网联汽车环境感知教学实训台架的光电传感器组件的结构示意图；

图9是本实用新型一种智能网联汽车环境感知教学实训台架的陀螺仪组件的立体结构示意图；

图10是本实用新型一种智能网联汽车环境感知教学实训台架的陀螺仪本体的结构示意图；

图11是本实用新型一种智能网联汽车环境感知教学实训台架的陀螺仪万向铰的结构示意图；

图12是本实用新型一种智能网联汽车环境感知教学实训台架的超声波雷达组件的立体结构示意图；

图13是本实用新型一种智能网联汽车环境感知教学实训台架的超声波雷达组件的平面结构示意图；

图14是本实用新型一种智能网联汽车环境感知教学实训台架的激光雷达组件的结构示意图；

图15是本实用新型一种智能网联汽车环境感知教学实训台架的毫米波雷达组件的立体结构示意图；

图16是本实用新型一种智能网联汽车环境感知教学实训台架的激光雷达组件的平面结构示意图；

图17是本实用新型一种智能网联汽车环境感知教学实训台架的a处放大结构示意图；

图18是本实用新型一种智能网联汽车环境感知教学实训台架的毫米波雷达本体的线路连接图；

图19是本实用新型一种智能网联汽车环境感知教学实训台架的摄像头组件的线路连接图；

图20是本实用新型一种智能网联汽车环境感知教学实训台架的激光雷达组件的线路连接图；

图21是本实用新型一种智能网联汽车环境感知教学实训台架的激光雷达组件的功能示意图；

图22是本实用新型一种智能网联汽车环境感知教学实训台架的毫米波雷达本体功能示意图；

图23是本实用新型一种智能网联汽车环境感知教学实训台架的激光雷达组件的功能结构示意图；

图24是实用新型一种智能网联汽车环境感知教学实训台架的霍尔传感器组件的功能示意图。

图中：1、实验箱；2、摄像头组件；21、摄像头托盘；22、摄像头安装阻尼转轴；23、双目摄像头；24、行程限位块；3、agx组件；31、agx本体；32、agx托盘；4、示波器组件；41、示波器本体；42、示波器托盘；5、霍尔传感器组件；51、霍尔传感器托盘；52、霍尔传感器固定件；53、霍尔传感器本体；54、半封闭式磁环外壳；55、磁环本体；6、光电传感器组件；61、光电传感器托盘；62、光电传感器安装固定件；63、光电传感器本体；64、转轮；7、陀螺仪组件；71、陀螺仪托盘；72、陀螺仪万向铰；73、陀螺仪安装固定件；74、陀螺仪本体；75、陀螺仪防护罩；8、超声波雷达组件；81、超声波雷达托盘；82、超声波雷达万向铰；83、超声波雷达安装固定件；84、超声波雷达本体；9、激光雷达组件；91、激光雷达托盘；92、齿牙；93、激光雷达支撑板；94、马达；95、齿轮；96、激光雷达安装云台；97、激光雷达本体；98、连接板；10、毫米波雷达组件；101、毫米波雷达托盘；102、毫米波雷达安装云台；103、毫米波雷达安装固定件；104、毫米波雷达本体；11、显示屏；12、控制开关；13、键盘；14、鼠标；15、连接件；16、电动伸缩杆；17、支撑架。

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：如图1-24所示，本实用新型一种智能网联汽车环境感知教学实训台架，包括实验箱1，实验箱1的顶部设置有十个通孔，十个通孔的内部分别设置有摄像头组件2、agx组件3、示波器组件4、霍尔传感器组件5、光电传感器组件6、陀螺仪组件7、超声波雷达组件8、激光雷达组件9、毫米波雷达组件10和控制面板，实验箱1的内部设置有十个升降机构，十个升降机构的底端均与实验箱1内腔的底部固定连接，十个升降机构的顶端分别与摄像头组件2、agx组件3、示波器组件4、霍尔传感器组件5、光电传感器组件6、陀螺仪组件7、超声波雷达组件8、激光雷达组件9、毫米波雷达组件10和控制面板相连；

升降机构由连接件15、电动伸缩杆16和支撑架17组成；

摄像头组件2由摄像头托盘21、摄像头安装阻尼转轴22、双目摄像头23和行程限位块24组成；

agx组件3由agx本体31和agx托盘32组成；

示波器组件4由示波器本体41和示波器托盘42组成；

霍尔传感器组件5由霍尔传感器托盘51、霍尔传感器固定件52、霍尔传感器本体53、半封闭式磁环外壳54和磁环本体55组成；

光电传感器组件6由光电传感器托盘61、光电传感器安装固定件62、光电传感器本体63和转轮64组成；

陀螺仪组件7由陀螺仪托盘71、陀螺仪万向铰72、陀螺仪安装固定件73、陀螺仪本体74和陀螺仪防护罩75组成；

超声波雷达组件8由超声波雷达托盘81、超声波雷达万向铰82、超声波雷达安装固定件83和超声波雷达本体84组成；

激光雷达组件9由激光雷达托盘91、齿牙92、激光雷达支撑板93、马达94、齿轮95、激光雷达安装云台96、激光雷达本体97和连接板98组成，连接板98的两侧均开设有若干个激光雷达托盘91，马达94和齿轮95的数量均为四个；

毫米波雷达组件10由毫米波雷达托盘101、毫米波雷达安装云台102、毫米波雷达安装固定件103和毫米波雷达本体104组成；

控制面板由显示屏11、控制开关12、键盘13、鼠标14以及设置在实验箱1内部的电脑主机组成，控制开关12的数量为二十个，二十个控制开关12平均分为十组，十组控制开关12分别与十个升降机构中的电动伸缩杆16电性连接。

其中，支撑架17的底部与实验箱1的底部固定连接，支撑架17的顶部与连接件15固定连接，连接件15的顶部与电动伸缩杆16固定连接。

其中，摄像头安装阻尼转轴22连接在摄像头托盘21和双目摄像头23之间，行程限位块24安装在摄像头托盘21的顶部且位于双目摄像头23的一侧，双目摄像头23能够根据在车辆上的安装位置可以实现不同的功能，安装在车辆前方可以进行交通信号灯识别、交通标示识别、行人车辆识别的，安装在车辆侧方可以进行盲区监测，安装在车辆后方可以进行倒车辅助，安装在车辆四周可以进行车辆360°环视显示，根据双目摄像头23类别的不同，又可以进行目标位置识别、目标速度识别和夜间识别，摄像头组件2由双目摄像头23和micro-usb数据线组成，数据线usb端接插在hub上，micro端与双目摄像头23连接，基于图像识别算法，摄像头组件2能够进行目标检测，目前能够识别并标注出人、车、桌椅、手机、杯子、显示屏等数十种目标信息，学生通过该模块的学习能够了解双目摄像头的功能及图像识别算法的应用。

其中，agx托盘32安装在agx本体31上，示波器托盘42安装在示波器本体41上。

其中，霍尔传感器固定件52安装在霍尔传感器托盘51的顶部，霍尔传感器本体53安装在霍尔传感器固定件52的顶部，半封闭式磁环外壳54设置在霍尔传感器固定件52上，磁环本体55设置在半封闭式磁环外壳54的内部，霍尔传感器本体53用于车辆速度的判断，并将数据传输反馈至决策系统，进而辅助车辆控制，霍尔传感器组件5通过杜邦线和控制面板连接，vcc端口接5v电压，gnd端口接gnd，out端口接输出，学生通过该模块的学习能够了解，霍尔传感器本体53的功能，原理，数据传输及自动驾驶应用。

其中，光电传感器安装固定件62安装在光电传感器托盘61的顶部，光电传感器本体63和转轮64均设置在光电传感器安装固定件62上，且光电传感器本体63位于转轮64的下方，光电传感器本体63与转轮64做成一个模块，转轮64用轴承连接。

其中，陀螺仪万向铰72设置在陀螺仪托盘71和陀螺仪安装固定件73之间，陀螺仪本体74和陀螺仪万向铰72均设置在陀螺仪安装固定件73的顶部，陀螺仪本体74位于陀螺仪防护罩75的内部。

其中，超声波雷达万向铰82设置在超声波雷达托盘81和超声波雷达安装固定件83之间，超声波雷达本体84设置在超声波雷达安装固定件83的内部，超声波雷达本体84能够进行短距离内的障碍物识别，在实际自动驾驶中，主要安装于车辆后方，用于车辆后方障碍物检测并进行倒车预警，超声波雷达组件8由超声波雷达本体84和超声波测距模块组成，超声波测距模块通过杜邦线与控制面板连接，能够进行目标距离检测并能够报警。

其中，四个马达94分别设置在激光雷达支撑板93的两侧，四个齿轮95分别设置在四个马达94的输出轴上，四个马达94分别与连接板98两侧的齿牙92啮合，连接板98安装在激光雷达托盘91的顶部，激光雷达本体97通过激光雷达安装云台96安装在激光雷达支撑板93的顶部，激光雷达本体97识别距离远，能够进行周围环境360°的大范围扫描，并将周围环境以点云的形式展示在显示屏上，在实际自动驾驶中，主要用于车辆周围障碍物识别，激光雷达组件9由思岚单线激光雷达、usb适配器，usb-dc电源线和micro-usb线缆组成，激光雷达本体97与usb适配器连接，usb适配器通过usb-dc电源线和micro-usb线束与hub连接，学生通过该模块的学习能够了解激光雷达本体97通讯方式、激光雷达本体97功能、激光雷达本体97点云数据格式。

其中，毫米波雷达安装云台102设置在毫米波雷达托盘101与毫米波雷达安装固定件103之间，毫米波雷达本体104设置在毫米波雷达安装固定件103的顶部，毫米波雷达本体104能够识别障碍物位置和速度，且识别距离远，在实际自动驾驶中，主要用于车辆前方障碍物识别和后方障碍物识别，毫米波雷达组件10由毫米波雷达本体104和组合线束组成，组合线束一端连接毫米波雷达本体104，一端连接电源和控制面板，其中蓝色线束为can高通讯接在控制面板上，棕色线束为can低通讯接在控制面板上，黑色线束为电源负极，红色线束为电源正极，学生通过该模块的学习能够了解毫米波雷达本体104通讯方式、功能、目标检测结果呈现方式。

工作时，首先接通该实训台架的外接电源，然后通过控制开关12启动十个电动伸缩杆16，通过十个电动伸缩杆16分别推动摄像头组件2、agx组件3、示波器组件4、霍尔传感器组件5、光电传感器组件6、陀螺仪组件7、超声波雷达组件8、激光雷达组件9和毫米波雷达组件10从实验箱1上的通孔内伸出，以及调整好显示屏11的角度，调整好之后即可进行如下实训：

激光雷达组件9操作步骤如下：

1)点击显示屏11桌面图标“lidar”，打开激光雷达点云界面；

2)点击start，此时激光雷达本体97开始旋转，激光雷达本体97开始工作；

3)通过激光雷达本体97可以看到周围环境的二维点云图；

4)击stop界面，激光雷达停止运行。

毫米波雷达组件10操作步骤如下：

1)点击桌面图标“radar”，打开毫米波雷达本体104的目标检测界面；

2)此时可以看到界面上显示多个红色光点，即为毫米波雷达本体104所检测到的目标；

3)红色光电后面的三个数据分别表示目标相对毫米波雷达本体104的横向距离、竖向距离和速度；

4)通过毫米波雷达本体104可以看到红色光点位置和数量在实时变化。

摄像头组件2操作步骤如下：

1)点击桌面图标“camera”，打开视觉传感器目标检测界面；

2)此时可以看到界面上显示双目摄像头23实际拍摄画面；

3)画面清晰度可以旋转摄像头安装阻尼转轴22对双目摄像头23进行调节；

4)通过双目摄像头23可以看到画面出现目标方框并显示目标名称。

超声波雷达组件8操作步骤如下：

1)点击桌面图标“canview”，打开传感器数据显示界面；

2)点击start，此时可以看到界面上显示超声波雷达本体84检测到的障碍物距离；

3)调整超声波雷达本体84与障碍物的相对距离；

4)点击clear可以将超声波雷达本体84检测数据清除，点击end结束传感器数据采集工作。

霍尔传感器组件5操作步骤如下：

1)点击桌面图标“canview”，打开霍尔传感器本体53数据显示界面；

2)点击start，此时可以看到界面上显示霍尔传感器本体53检测到的值；

3)调整磁环本体55，可以看到霍尔传感器本体53数值在实时变化；

4)点击clear可以将霍尔传感器本体53检测数据清除，点击end结束霍尔传感器本体53数据采集工作。

使用完成之后，通过控制开关12启动十个电动伸缩杆16，通过十个电动伸缩杆16分别带动摄像头组件2、agx组件3、示波器组件4、霍尔传感器组件5、光电传感器组件6、陀螺仪组件7、超声波雷达组件8、激光雷达组件9、毫米波雷达组件10和显示屏11缩回实验箱1上的通孔内，然后关闭该实训台架的电源即可。

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的保护范围之内。

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