道路3d数据采集车数字里程传感器系统的制作方法
【专利摘要】本发明属于车载设备领域，提供一种道路3D数据采集车数字里程传感器系统，包括依次连接的信号采集装置、固定盘、柔性连接杆、单片机、板载系统及计算机，所述信号采集装置包括外壳、激光发射装置、激光接收装置、光电转换装置、传感盘，所述激光发射装置、激光接收装置及光电转换装置固定安装于外壳上，所述外壳通过柔性连接杆连接于车轮上方叶子板上，所述传感盘通过固定盘连接于车轮轮毂上，工作时，信号采集装置采集到的信号经过MCU处理后，通过SOC与计算机进行实时通讯。本发明应用了具有高分辨率的红外光信号，利用单片机光电技术，加上实时片上板载系统，使得信号数据更加精准有效。
【专利说明】道路3D数据采集车数字里程传感器系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种车载设备，特别是涉及一种车载传感器。
【背景技术】
[0002]通常普通车辆自身仪表的速度里程计误差较大，误差率约为每1000米5%。时速低于15Km/h时，误差率会增加1%?3%。当速度低于5Km/h时，误差无法判别。因为通常大部分车辆是采用磁电式里程传感器，其灵敏度在低速行驶时不好；分辨率也不是很高，通常为45° /r?90° /r。那么，此类信号精度在高精度移动测量数据采集时，是无法作为基础信号应用的。
【发明内容】
[0003]鉴于以上缺陷，本发明的主要目的在于提供一种道路3D数据采集车数字里程传感器系统，该传感器系统克服了上述的不足，应用了具有高分辨率的红外光信号，利用单片机(MCU)光电技术，加上实时片上板载系统(SOC)，使得信号数据更加精准有效。
[0004]为了达到以上目的，本发明提供的该种道路3D数据采集车数字里程传感器系统，包括依次连接的信号采集装置、固定盘、柔性连接杆、单片机、板载系统及计算机，所述信号采集装置包括外壳、激光发射装置、激光接收装置、光电转换装置、传感盘，所述激光发射装置、激光接收装置及光电转换装置固定安装于外壳上，所述外壳通过柔性连接杆连接于车轮上方叶子板上，所述传感盘通过固定盘连接于车轮轮毂上，工作时，信号采集装置采集到的信号经过MCU处理后，通过SOC与计算机进行实时通讯。
[0005]进一步的，所述固定盘包括盘体及设于盘体中央的固定轴，所述固定轴用于固定信号采集装置的传感盘，所述盘体上设有至少8个条形孔位，分别为第一孔位、第二孔位、第三孔位、第四孔位、第五孔位、第六孔位、第七孔位、第八孔位，所述8个条形孔位的延长线的共有交点为盘体的圆心，所述第一孔位和第三孔位在一条直线上，所述第二孔位和第四孔位也在一条直线上，所述第一孔位和第二孔位相互垂直，所述第一孔位与第五孔位之间的夹角为30度，所述第六孔位与第三孔位之间的夹角为30度，所述第七孔位与第四孔位之间的夹角为36度，所述第八孔位与第四孔位之间的夹角为36度。
[0006]与轮胎轮毂组装时，根据车型的不同，轮毂螺丝的个数一般分别为四个、五个、六个，当轮毂螺丝为四个时，可通过第一孔位、第二孔位、第三孔位、第四孔位固定，当轮毂螺丝为五个时，可通过第二孔位、第七孔位、第八孔位固定，当轮毂螺丝为六个时，可通过第五孔位、第六孔位、第四孔位固定。
[0007]由于所述条形孔位为条形，因此使得该固定盘可适用不同直径的轮毂。
[0008]进一步的，所述柔性连接杆主要包括柔性连接件及伸缩杆，所述伸缩杆固定于车轮上方的叶子板上，所述柔性连接件一端通过固定元件与伸缩杆连接，另一端与信号采集装置的外壳连接，当车轮由于路面不平整产生上下运动时，柔性连接件带动伸缩杆与车轮一起上下运动，以保证信号采集装置的传感盘可以高速旋转，而信号采集装置的外壳处于相对静止状态。
[0009]进一步的，所述柔性连接件选材为有一定可塑性的工程ABS塑料、尼龙或聚胺酯板材，可减少对传感器外壳运动时产生的不利谐振力的吸收，避免对传感器的损坏。
[0010]进一步的，所述信号采集装置的传感盘为光栅旋转盘，所述光栅旋转盘安装于所述激光发射装置与激光接收装置之间，所述光栅旋转盘盘面上，对应于激光发射装置、激光接收装置之间的位置设有若干光栅孔，所述光栅旋转盘固定于固定盘的固定轴上。
[0011]车辆运动时，所述光栅旋转盘随车轮一起旋转，所述激光发射装置发出的激光，通过光栅孔由激光接收装置接收，获得间断的光信号，再通过光电转换装置转换为电流信号后传送给MCU，再通过SOC与计算机进行实时通讯，从而计算出车辆在不同时刻下，运动的速度和运动的距离增量，给车载采集系统提供实时数据。
[0012]进一步的，所述信号采集装置的传感盘为光栅齿旋转盘，所述激光发射装置与激光接收装置安装在一起，所述光栅齿旋转盘安装于激光发射装置与激光接收装置正下方，所述光栅齿旋转盘边沿设有凹凸的光栅齿，所述光栅齿旋转盘固定于固定盘的固定轴上。
[0013]车辆运动时，所述光栅齿旋转盘随车轮一起旋转，所述激光发射装置发出的激光，经光栅齿旋转盘上的光栅齿反射后，再由激光接收装置接收，因光栅齿凹凸部位随旋转不断变换，使得激光反射距离不断变化而产生光信号，再通过光电转换装置转换为电流信号传送给MCU，通过SOC与计算机进行实时通讯，从而计算出车辆在不同时刻下，运动的速度和运动的距离增量，给车载采集系统提供实时数据。
[0014]利用本发明提供的道路3D数据采集车数字里程传感器系统获得的这些数据，除了作为距离移动增量计算采集的心跳信号外，还可以在车载GPS信号失锁时提供给测量系统路线参考矢量信号；同时也为车载照相系统在拍摄时，作为基础位置信息参考提供依据。
[0015]本发明应用了具有高分辨率的红外光信号，利用MCU光电技术，加上实时片上S0C，使得信号数据精准有效。
[0016]本发明采用了柔性连接杆，可减少对传感器外壳运动时产生的不利谐振力的吸收，避免对传感器的损坏，另外，一般车型的叶子板铁皮厚度不足1_，通常在0.6-0.9_左右，如果采用硬性连接固定外壳时，如球头活塞，当未避免与障碍物碰撞时，不仅外壳及其里面的设备会损坏，还有可能把本身脆弱的叶子板铁皮造成较大的损伤，故本发明采用柔性连接方式来固定外壳，可在碰撞时吸收一部分损坏作用力，以减少对车身更大的损伤。
[0017]本发明采用的固定盘，其结构简单，可适用于不同型号、不同直径的轮毂。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本发明提供的道路3D数据采集车数字里程传感器系统的固定盘的结构示意图；
[0019]图2为本发明提供的道路3D数据采集车数字里程传感器系统的柔性连接杆的结构示意图；
[0020]图3为本发明提供的道路3D数据采集车数字里程传感器系统的一种信号采集装置结构示意图；
[0021]图4为本发明提供的道路3D数据采集车数字里程传感器系统的另一种信号采集装置结构示意图。【具体实施方式】
[0022]以下结合附图及实施例对本发明的技术方案进一步说明，但不作对其的限定:
[0023]本发明提供的该种道路3D数据采集车数字里程传感器系统，包括依次连接的信号采集装置、固定盘、柔性连接杆、单片机、板载系统及计算机，所述信号采集装置包括外壳、激光发射装置、激光接收装置、光电转换装置、传感盘，所述激光发射装置、激光接收装置及光电转换装置固定安装于外壳上，所述外壳通过柔性连接杆连接于车轮上方叶子板上，所述传感盘通过固定盘连接于车轮轮毂上，工作时，信号采集装置采集到的信号经过MCU处理后，通过SOC与计算机进行实时通讯。
[0024]如图1所示，所述固定盘包括盘体10及设于盘体中央的固定轴20，所述固定轴20用于固定传感盘，所述盘体10上设有至少8个条形孔位，分别为第一孔位11、第二孔位12、第三孔位13、第四孔位14、第五孔位15、第六孔位16、第七孔位17、第八孔位18，所述8个条形孔位的延长线的共有交点为盘体10的圆心，所述第一孔位11和第三孔位13在一条直线上，所述第二孔位12和第四孔位14也在一条直线上，所述第一孔位11和第二孔位12相互垂直，所述第一孔位11与第五孔位15之间的夹角为30度，所述第六孔位16与第三孔位13之间的夹角为30度，所述第七孔位17与第四孔位14之间的夹角为36度，所述第八孔位18与第四孔位14之间的夹角为36度。
[0025]组装时，根据车型的不同，轮毂螺丝的个数一般分别为四个、五个、六个，当轮毂螺丝为四个时，可通过第一孔位11、第二孔位12、第三孔位13、第四孔位14固定，当轮毂螺丝为五个时，可通过第二孔位12、第七孔位17、第八孔位18固定，当轮毂螺丝为六个时，可通过第五孔位15、第六孔位16、第四孔位14固定。
[0026]由于所述条形孔位为条形，因此使得该固定盘可适用不同直径的轮毂。
[0027]如图2所示，所述柔性连接杆30主要包括柔性连接件31及伸缩杆32，所述伸缩杆32固定于车轮上方的叶子板上，所述柔性连接件31 —端通过固定元件与伸缩杆32连接，另一端与信号采集装置的外壳33连接，当车轮由于路面不平整产生上下运动时，柔性连接件31带动伸缩杆32与车轮一起上下运动，以保证信号采集装置的传感盘可以高速旋转，而信号采集装置的外壳33处于相对静止状态。
[0028]所述柔性连接件选材为有一定可塑性的工程ABS塑料、尼龙或聚胺酯板材，可减少对传感器外壳运动时产生的不利谐振力的吸收，避免对传感器的损坏。
[0029]如图3所示，所述信号采集装置40的传感盘为光栅旋转盘41，所述光栅旋转盘41安装于所述激光发射装置42与激光接收装置43之间，所述光栅旋转盘盘面41上，对应于激光发射装置42、激光接收装置43之间的位置设有若干光栅孔，所述光栅旋转盘41固定于固定盘的固定轴20上。
[0030]车辆运动时，所述光栅旋转盘41随车轮一起旋转，所述激光发射装置42发出的激光，通过光栅孔由激光接收装置43接收，获得间断的光信号，再通过光电转换装置转换为电流信号后传送给MCU，再通过SOC与计算机进行实时通讯，从而计算出车辆在不同时刻下，运动的速度和运动的距离增量，给车载采集系统提供实时数据。
[0031]如图4所示，所述信号采集装置的传感盘为光栅齿旋转盘50，所述激光发射装置42与激光接收装置43安装在一起，所述光栅齿旋转盘50安装于激光发射装置42与激光接收装置43正下方，所述光栅齿旋转盘50边沿设有凹凸的光栅齿，所述光栅齿旋转盘50固定于固定盘的固定轴20上。
[0032]车辆运动时，所述光栅齿旋转盘50随车轮一起旋转，所述激光发射装置42发出的激光，经光栅齿旋转盘上的光栅齿反射后，再由激光接收装置43接收，因光栅齿凹凸部位随旋转不断变换，使得激光反射距离不断变化而产生光信号，再通过光电转换装置转换为电流信号传送给MCU，通过SOC与计算机进行实时通讯，从而计算出车辆在不同时刻下，运动的速度和运动的距离增量，给车载采集系统提供实时数据。
[0033]以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的【技术领域】，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【权利要求】
1.一种道路3D数据采集车数字里程传感器系统，其特征在于，包括依次连接的信号采集装置、固定盘、柔性连接杆、单片机、板载系统及计算机，所述信号采集装置包括外壳、激光发射装置、激光接收装置、光电转换装置、传感盘，所述激光发射装置、激光接收装置及光电转换装置固定安装于外壳上，所述外壳通过柔性连接杆连接于车轮上方叶子板上，所述传感盘通过固定盘连接于车轮轮毂上。
2.根据权利要求1所述的道路3D数据采集车数字里程传感器系统，其特征在于，所述固定盘包括盘体及设于盘体中央的固定轴，所述固定轴用于固定信号采集装置的传感盘，所述盘体上设有至少8个条形孔位，分别为第一孔位、第二孔位、第三孔位、第四孔位、第五孔位、第六孔位、第七孔位、第八孔位，所述8个条形孔位的延长线的共有交点为盘体的圆心，所述第一孔位和第三孔位在一条直线上，所述第二孔位和第四孔位也在一条直线上，所述第一孔位和第二孔位相互垂直，所述第一孔位与第五孔位之间的夹角为30度，所述第六孔位与第三孔位之间的夹角为30度，所述第七孔位与第四孔位之间的夹角为36度，所述第八孔位与第四孔位之间的夹角为36度。
3.根据权利要求1所述的道路3D数据采集车数字里程传感器系统，其特征在于，所述柔性连接杆主要包括柔性连接件及伸缩杆，所述伸缩杆固定于车轮上方的叶子板上，所述柔性连接件一端通过固定元件与伸缩杆连接，另一端与信号采集装置的外壳连接。
4.根据权利要求3所述的道路3D数据采集车数字里程传感器系统，其特征在于，所述柔性连接件选材为工程ABS塑料、尼龙或聚胺酯板材其中任意一种。
5.根据权利要求2所述的道路3D数据采集车数字里程传感器系统，其特征在于，所述信号采集装置的传感盘为光栅旋转盘，所述光栅旋转盘安装于所述激光发射装置与激光接收装置之间，所述光栅 旋转盘盘面上，对应于激光发射装置、激光接收装置之间的位置设有若干光栅孔，所述光栅旋转盘固定于固定盘的固定轴上。
6.根据权利要求2所述的道路3D数据采集车数字里程传感器系统，其特征在于，所述信号采集装置的传感盘为光栅齿旋转盘，所述激光发射装置与激光接收装置安装在一起，所述光栅齿旋转盘安装于激光发射装置与激光接收装置正下方，所述光栅齿旋转盘边沿设有凹凸的光栅齿,所述光栅齿旋转盘固定于固定盘的固定轴上。
【文档编号】G01C22/00GK104019827SQ201410254090
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年6月10日 优先权日:2014年6月10日
【发明者】王凤平, 李田义, 刘旎, 孟均, 朱可男, 孙勤霞, 徐篲博 申请人:北京路桥瑞通养护中心有限公司, 王凤平, 李田义, 刘旎, 孟均, 朱可男, 孙勤霞, 徐篲博