一种基于北斗高精度定位的模块化实训装置的制作方法

专利检索2022-05-10  9



1.本实用新型涉及一种基于北斗高精度定位的实训装置,尤其涉及一种基于北斗高精度定位的模块化实训装置。


背景技术:

2.随着科技的进步和社会的发展,为了提高人才质量,促进技术发展,各大高校积极推广“产教融合”的教学模式,紧跟科技与时代的发展步伐;随着车联网、自动驾驶等行业的发展,北斗高精度定位技术的重要性愈发凸显,很多高校都利用实训装置进行教学,帮助学生更好的认识和了解北斗高精度定位技术。
3.但是,现有的基于北斗高精度定位的实训装置通常都是针对特定的应用场景,定制化应用,存在不能完全适配不同场景下的实训工作的问题且拆装麻烦;如果因为功能侧重点不用而选用不同的实训装置,则投入的成本较大且实用性不强。


技术实现要素:

4.为了能解决上述问题,降低成本,提供一种可以根据使用场景的不同组合模块,更好的适配不同场景下的实训工作的基于北斗高精度定位的实训装置,本实用新型对现有的基于北斗高精度定位的实训装置做出改进,提供一种基于北斗高精度定位的模块化实训装置,采用如下的技术方案:
5.一种基于北斗高精度定位的模块化实训装置,包括北斗高精度定位模块、人机交互装置、无线通信模块一、无线通信模块二、控制器、编码器、主控制板、可移动轮式平台和电源;主控制板包括光耦芯片、全桥直流电机驱动电路和电源管理模块,电源管理模块包括ldo线性稳压控制器、升压电路和稳压电路;可移动轮式平台包括直流电机、舵机和阿克曼转向结构;主控制板上设置有定位模块接口、人机交互装置接口、多功能无线通信模块接口一、多功能无线通信模块接口二、控制器接口和舵机接口;北斗高精度定位模块与定位模块接口连接,定位模块接口与控制器接口连接,控制器接口与控制器连接;控制器接口与光耦芯片连接,光耦芯片与全桥直流电机驱动电路的输入端连接,全桥直流电机驱动电路的输出端与可移动轮式平台的直流电机的输入端连接;控制器接口与舵机接口连接,舵机接口与可移动轮式平台的舵机连接,舵机与阿克曼转向结构连接;编码器的数据输出端与控制器接口连接,人机交互装置与人机交互装置接口连接,人机交互装置接口与控制器接口连接;无线通信模块一与多功能无线通信模块接口一连接,多功能无线通信模块接口一和定位模块接口连接;无线通信模块二与多功能无线通信模块接口二连接,多功能无线通信模块接口二和控制器接口连接;电源的输出端分别与ldo线性稳压控制器、升压电路和稳压电路的输入端连接;ldo线性稳压控制器的输出端分别与定位模块接口、人机交互装置接口、多功能无线通信模块接口一、多功能无线通信模块接口二和控制器接口连接,升压电路的输出端与全桥直流电机驱动电路的输入端连接,稳压电路的输出端与舵机接口连接。通过本实用新型的改进,北斗高精度定位模块、人机交互装置、无线通信模块一、无线通信模块
二、控制器均采用模块化的方式进行组装,可根据实训需求灵活选择所需模块的类型和配置进行安装,组装成功能侧重点不同的实训装置;组装简单且降低了成本,能够解决现有技术中存在的现有的实训装置存在的不能完全适配不同场景下的实训工作、拆装麻烦以及成本高的问题。
6.优选的,所述控制器接口为双列直插式,所述控制器为stm32f4系列高性能控制器或esp32系列低功耗控制器,控制器接口适配两种类型的控制器,用户能根据自己的需求灵活选择。
7.优选的,所述控制器接口同时只能安装一个控制器,采用防呆设计,防止用户误操作。
8.优选的,所述人机交互装置为液晶显示屏和五向摇杆型微动开关,五向摇杆型微动开关设置于液晶显示屏下方。
9.优选的,所述液晶显示屏为0.96寸oled液晶屏幕或1.3寸oled液晶屏幕,用户能够根据实训装置的侧重点,灵活选择液晶屏幕的类型。
10.优选的,所述无线通信模块一为wifi模块、蓝牙模块或射频模块,用户可以根据使用场景,按需选择。
11.优选的,所述无线通信模块二为wifi模块、蓝牙模块或射频模块。
12.优选的,所述多功能无线通信模块接口一适配wifi模块、蓝牙模块和射频模块。
13.优选的,所述多功能无线通信模块接口二适配wifi模块、蓝牙模块和射频模块。
14.优选的,所述电源为锂电池。
15.综上所述,本实用新型具有如下的有益技术效果:
16.1、装置整体采用模块化设计,可以根据使用场景的不同,灵活选择所需模块的类型及配置,更好的适配不同场景下的实训工作;
17.2、降低了组装难度,方便更换,提高了设备的安全性、稳定性和适应性;
18.3、有助于推动北斗高精度定位技术在电子信息工科教学工作中的普及,从而进一步促进北斗产业应用发展;
19.4、降低了成本。
附图说明
20.图1是本实用新型的连接示意图。
具体实施方式
21.以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
22.本实用新型实施例公开一种基于北斗高精度定位的实训装置。参照图1,基于北斗高精度定位的实训装置包括主控制板、可移动轮式平台、北斗高精度定位模块、人机交互装置、无线通信模块一、无线通信模块二、控制器、编码器和电源;主控制板包括光耦芯片、电源管理模块和全桥直流电机驱动电路,电源管理模块包括ldo线性稳压控制器、升压电路和稳压电路;可移动轮式平台包括直流电机、阿克曼转向结构和舵机。
23.主控制板上设置有定位模块接口、人机交互装置接口、多功能无线通信模块接口一、多功能无线通信模块接口二、控制器接口和舵机接口;北斗高精度定位模块与定位模块
接口插接,人机交互装置与人机交互装置接口插接,无线通信模块一与多功能无线通信模块接口一插接,无线通信模块二与多功能无线通信模块接口二插接,控制器与控制器接口插接。多功能无线通信模块接口一与定位模块接口连接,无线通信模块一通过多功能无线通信模块接口一和定位模块接口与北斗高精度定位模块连接。多功能无线通信模块接口二与控制器接口连接,无线通信模块二通过多功能无线通信模块接口一和控制器接口与控制器连接。定位模块接口与控制器接口连接,北斗高精度定位模块通过定位模块接口和控制器接口与控制器连接。编码器的信号输出端与控制器接口连接,编码器的信号输出端通过控制器接口与控制器连接。ldo线性稳压控制器的输出端分别与定位模块接口、人机交互装置接口、多功能无线通信模块接口一、多功能无线通信模块接口二和控制器接口连接,通过定位模块接口、人机交互装置接口、多功能无线通信模块接口一、多功能无线通信模块接口二和控制器接口为北斗高精度定位模块、人机交互装置、无线通信模块一、无线通信模块二、控制器和编码器供电。控制器接口通过光耦芯片与全桥直流电机驱动电路连接,控制器通过控制器接口和光耦芯片与全桥直流电机驱动电路连接;升压电路的输出端与全桥直流电机驱动电路的输入端连接;控制器接口与舵机接口连接;稳压电路的输出端与舵机接口连接。
24.主控制板搭载在可移动轮式平台上,全桥直流电机驱动电路的输出端与直流电机的输入端连接;主控制板的舵机接口与可移动轮式平台的舵机连接,稳压电路通过舵机接口与舵机连接,为舵机提供稳定可调的电压;可移动轮式平台的舵机与阿克曼转向结构控制连接,实现对于该实训装置的方向控制。电源的输出端与ldo线性稳压控制器的输入端连接,将电源输出的电能转换为可为各类外设模块供电的电能;电源的输出端与升压电路的输入端连接,将电源输出的电压升高,为全桥直流电机驱动电路提供足够的导通电压;电源的输出端与稳压电路的输入端连接,实现可调稳压输出。
25.编码器与直流电机同轴连接。
26.本实施例的工作方式为:
27.将北斗高精度定位解算、路线规划策略及相关功能驱动程序下载到控制器后,在户外进行基于北斗高精度定位的无人驾驶路线规划实训相关内容。
28.多功能无线通信模块一为北斗高精度定位模块提供高精度定位所需的rtcm32数据;北斗高精度定位模块获取高精度定位数据并传输至控制器;控制器处理接收到的高精度定位数据,根据高精度定位数据,经光耦芯片向全桥直流驱动电路传输控制信号,全桥直流电机驱动电路接收控制信号后,控制直流电机正反转调速,实现该实训装置的平移;控制器向舵机传输控制信号,舵机接收控制信号后,控制阿克曼转向结构转动的角度,从而实现对该实训装置运动方向的控制。多功能无线通信通信模块二为控制器提供网络,使得控制器与pc端实现无线通信;编码器测得该实训装置的运行速度数据并传输至控制器;控制器获取运行速度数据后,将该实训装置的实时信息传输至人机交互装置,人机交互装置能显示该实训装置的配置参数和实时信息,方便调试。
29.实施例一中,控制器为stm32f4系列高性能控制器;人机交互装置为0.96寸液晶显示屏和五向摇杆型微动开关;无线通信模块一为esp8266 wifi模块,无线通信模块二为hc

12 433mhz射频模块;北斗高精度定位模块为梦芯mxt903亚米及高精度定位模块;光耦芯片为elq3h7芯片;可移动轮式平台为四轮小车平台,其中舵机为sr

1501mg标准数字舵机。
30.实施例二中,控制器为esp32系列低功耗控制器;人机交互装置为1.3寸液晶显示屏和五向摇杆型微动开关;无线通信模块一为esp8266 wifi模块,无线通信模块二为hc

12 433mhz射频模块;北斗高精度定位模块为梦芯mxt903亚米及高精度定位模块;光耦芯片为elq3h7芯片;可移动轮式平台为四轮小车平台,其中舵机为sr

1501mg标准数字舵机。
31.以上为本实用新型的较佳实施例,并非依此限制本实用新型的保护范围,故:凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。
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