专利名称：无人驾驶车辆行驶轨迹的实时跟踪装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于智能车辆工程，尤其 涉及一种无人驾驶车辆行驶轨迹的实时跟踪
>J-U ρ α装直。
背景技术：
无人驾驶汽车集自动控制、体系结构、人工智能、视觉计算等众多技术于一体，是计算机科学、模式识别和智能控制技术高度发展的产物。目前，在智能交通技术、车辆工程研究领域都需要实时确定车辆的行驶位置。试验场通常采用安装第五轮来测量数据，虽然可以获得精确的结果，但是受实验条件的局限，不能大规模使用；此外是采用全球定位系统(GPS)，该方法虽然应用方便，但是定位精确度较差(10米)、数据获得频率过低(几十赫兹)，不能满足车辆行驶轨迹实时跟踪的要求。造成目前智能车辆行驶轨迹不能严格跟踪目标行驶路径，产生较大偏差，极易引发事故。发达国家及我国均在进行无人驾驶汽车的研究，目前在可行性和实用化方面都取得了突破性的进展。因此，智能车辆工程领域亟待配合开发出一种无人驾驶车辆行驶轨迹的实时跟踪装置和计算方法，以满足无人驾驶汽车的发展需求。
实用新型内容本实用新型是为了克服现有技术中的不足，提供一种无人驾驶车辆行驶轨迹的实时跟踪装置，通过该装置能够准确测量并计算出车辆实际行驶位置坐标，而且响应频率高达IOOHz以上，很好满足了使用要求。本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现，一种无人驾驶车辆行驶轨迹的实时跟踪装置，包括无人驾驶车辆车轮和车体及计算机，所述无人驾驶车辆的非驱动桥左右车轮中心上安装有旋转编码器机构，所述旋转编码器机构包括U型支架、固定块、编码器支架、编码器、联轴器和延伸轴，所述固定块固接在车体上，所述固定块纵向设有互为平行的圆孔，所述U型支架与固定块圆孔滑动连接，所述U型支架上固接有编码器固定支架，所述编码器固定支架的竖直侧面上固接有编码器，所述编码器的输出轴通过联轴器与延伸轴连接，所述延伸轴与车轴末端同轴固定连接，所述编码器与计算机的解码器无线连接。所述联轴器采用挠性联轴器。所述U型支架之间通过轴承连接有旋转销，所述旋转销与延伸轴垂直呈水平安装位置。有益效果测量出左右车轮角位移，通过车轮滚动半径，可以计算得到左右车轮向前滚动的曲线距离，由于车辆在曲线行驶和直线行驶时，左右车轮滚动距离不同，可以计算获得车辆的航向角和车辆的具体坐标位置。准确地实时测量并计算车辆位置姿态数据，提高智能车辆跟踪目标轨迹的准确程度，且成本低，结构简单，应用范围广。
图I是旋转编码器机构安装位置左视图；图2是旋转编码器机构安装位置俯视图；图3是左侧旋转编码器机构安装示意图；图4是图3中A区域放大 图；图5是图3中B区域放大图。
具体实施方式
以下结合较佳实施例，对依据本实用新型提供的具体实施方式
详述如下详见附图，一种无人驾驶车辆行驶轨迹的实时跟踪装置，包括无人驾驶车辆车轮和车体及计算机(图中未示)，所述无人驾驶车辆的非驱动桥左右车轮中心上安装有旋转编码器机构，所述旋转编码器机构包括U型支架I、固定块2、编码器支架3、编码器4、联轴器7和延伸轴9，所述固定块固接在车体上，所述固定块纵向设有互为平行的圆孔，所述U型支架与固定块圆孔滑动连接，所述U型支架上固接有编码器固定支架，所述编码器固定支架的竖直侧面上固接有编码器，所述编码器的输出轴6通过联轴器与延伸轴连接，所述延伸轴与车轴末端同轴固定连接，所述编码器的编码器信号线5直接与无人驾驶车主控计算机的解码器连接。所述联轴器采用挠性联轴器。所述U型支架之间通过轴承连接有旋转销8，所述旋转销与延伸轴垂直呈水平安装位置。延伸轴9固定在车轴末端，随车轴一起旋转，延伸轴9与车轴安装时要求同轴；旋转销8水平安装，与延伸轴9相垂直，两者之间有轴承连接，可以保证延伸轴9随车轮一起滚动，而旋转销8仍保持水平位置；编码器固定支架3与U型支架I焊接；编码器4通过端部连接螺栓固定在编码器固定支架3的竖直侧面；编码器轴6与延伸轴9之间有挠性联轴器7连接；旋转销8与U型支架I之间有轴承连接，可保证固定在一起的编码器4、编码器固定支架3，U型支架I总成能够一同绕旋转销8的轴线左右摆动，以补偿车轮跳动引起的编码器轴6与延伸轴9的不同轴；固定块2通过螺钉固定在车身上;U型支架I穿过固定块2的孔，U型支架I可相对固定块2上下滑动，以补偿车轮上下跳动。考虑到车轮滚动半径主要受车轮驱动力和车轮垂向载荷影响较大，旋转编码器安装在非驱动轮上，可避免受驱动力的影响；车辆在直线行驶时，左右车轮垂直载荷变化不大，但是车辆在弯道上行驶时，会造成左右车轮垂直载荷较大转移，外侧车轮垂直载荷增加，内侧车轮垂直载荷减小，但是增大与较小的数值是一样的，该数值与侧向加速度具有固定函数关系，可以计算得到。侧向加速度可通过旋转编码器测得的左右车轮转速计算可得。故可通过左右编码器读数修正车轮滚动半径，消除弯道时垂直载荷对车轮半径的影响，提高了精确度。工作原理在车轮上安装了微型旋转编码器(2000P/R)，测量左右车轮角位移，通过车轮滚动半径，可以计算得到左右车轮向前滚动的曲线距离，由于车辆在曲线行驶和直线行驶时，左右车轮滚动距离不同，即可计算获得车辆的航向角和车辆的具体坐标位置。实施例工作过程总行驶距离1. 49133公里，车辆停止位置的计算误差0.024公里。四段路分别为A、B、C、D段，每段路在大地测量时的航向角为分别为0°、104. 34°、193. 23° >284. 35°。[0019]I、安装按照图示位置要求，分别在左、右后轮轮胎中心安装普通绝对式旋转编码器(2000P/R)，编码器旋转轴与车轴之间使用简单联轴器连接。编码器信号通过解码器采集到计算机中。2、标定保持车辆以10公里每小时的速度匀速直线行驶50米，读取左右编码器脉冲读数
Cp CK。可计算得车轮在直线行驶时的滚动半径(单位米)
,50x2000 , 50x2000 / 1、。⑴ 实际测试计算效果，在行驶I. 5公里时偏差仅为I. 6%。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的结构作任何形式上的限制。凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型的技术方案的范围内。
权利要求1.ー种无人驾驶车辆行驶轨迹的实时跟踪装置，包括无人驾驶车辆车轮和车体及计算机，其特征是所述无人驾驶车辆的非驱动桥左右车轮中心上安装有旋转编码器机构，所述旋转编码器机构包括U型支架、固定块、编码器支架、编码器、联轴器和延伸轴，所述固定块固接在车体上，所述固定块纵向设有互为平行的圆孔，所述U型支架与固定块圆孔滑动连接，所述U型支架上固接有编码器固定支架，所述编码器固定支架的竖直侧面上固接有编码器，所述编码器的输出轴通过联轴器与延伸轴连接，所述延伸轴与车轴末端同轴固定连接，所述编码器与计算机的解码器无线连接。
2.根据权利要求I所述的无人驾驶车辆行驶轨迹的实时跟踪装置，其特征是所述联轴器米用挠性联轴器。
3.根据权利要求I所述的无人驾驶车辆行驶轨迹的实时跟踪装置，其特征是所述U型支架之间通过轴承连接有旋转销，所述旋转销与延伸轴垂直呈水平安装位置。
专利摘要本实用新型涉及一种无人驾驶车辆行驶轨迹的实时跟踪装置，所述无人驾驶车辆的非驱动桥左右车轮中心上安装有旋转编码器机构，所述编码器机构包括U型支架、固定块、编码器支架、编码器、联轴器和延伸轴，所述固定块固接在车体上，所述U型支架与固定块圆孔滑动连接，所述U型支架上固接有编码器固定支架，所述编码器固定支架上固接有编码器，所述编码器轴通过联轴器与延伸轴连接，所述延伸轴与车轴末端同轴固接，所述编码器与计算机的解码器无线连接。有益效果测量出左右车轮角位移，通过车轮滚动半径，可以计算得到左右车轮向前滚动的曲线距离，可以计算获得车辆的航向角和车辆的具体坐标位置。
文档编号G01C21/26GK202547656SQ20122014275
公开日2012年11月21日 申请日期2012年4月6日 优先权日2012年4月6日
发明者徐友春, 李明喜, 袁一, 贾鹏 申请人:中国人民解放军军事交通学院