[发明专利]一种基于智能微缩车的车路协同算法验证平台

权利要求书

1.一种基于智能微缩车的车路协同算法验证平台，其特征包括：路由器(3)、总控制平台(6)、贴有车道线的橡胶跑道(7)；且在所述橡胶跑道(7)的一侧设置有信号灯(2)和信号灯控制器(1)、在所述橡胶跑道(7)的两侧设置有若干定位基站(4)，在所述橡胶跑道(7)上设置有若干辆智能微缩车(5)；

所述信号灯控制器(1)由信号灯计算模块和信号灯控制模块组成；

所述信号灯(2)由底座、外壳和LED彩灯组成；

所述智能微缩车(5)由感知模块、定位模块、小车计算模块、小车主体、小车控制模块组成；

所述路由器(3)用于建立验证平台的局域网，所述信号灯(2)和智能微缩车(5)分别通过信号灯计算模块的无线模块和小车计算模块的无线模块连入所述局域网，从而利用所述局域网实现相互之间的数据发送和接收；

所述总控制平台(6)包含远程控制模块和分析处理模块；

所述远程控制模块通过所述局域网中信号灯计算模块和小车计算模块的IP地址，远程控制信号灯控制器(1)的信号灯计算模块和智能微缩车(5)的小车计算模块；

所述分析处理模块通过信号灯计算模块和小车计算模块的IP地址及端口号，使用UDP或者TCP协议实时获取信号灯(2)的状态信息和每辆智能微缩车(5)的小车速度信息、位置信息并显示；

所述信号灯计算模块包括：信号灯远程控制单元、小车信息采集单元、待验证信号灯算法运行单元、LED彩灯控制信号输出单元；

所述信号灯远程控制单元通过局域网接收总控制平台(6)的远程控制信号，使得所述小车信息采集单元在所述总控制平台(6)的远程控制下，通过局域网获取所述小车计算模块发送的小车速度信息、位置信息；

在所述总控制平台(6)的远程控制下，所述待验证信号灯算法运行单元运行用户所提交的待验证信号灯算法，所述待验证信号灯算法运行单元为所述待验证信号灯算法提供所述小车信息采集模块获取的小车速度信息、位置信息，所述待验证信号灯算法运行单元将LED彩灯控制信号作为所述待验证信号灯算法的输出结果；

在所述总控制平台(6)的远程控制下，所述信号灯控制信号输出单元将所述LED彩灯控制信号发送给信号灯控制模块，同时，通过局域网发送给智能微缩车(5)；

所述信号灯控制模块接收所述LED彩灯控制信号从而控制LED彩灯的亮灭；

所述感知模块为一个向下倾斜的摄像头并设置在所述小车主体的顶部，用于获取所拍摄的前方道路信息并传递给所述小车计算模块；

所述定位模块为一个定位标签，与定位基站(4)之间发送数据，通过计算得到定位标签的位置信息并传递给所述小车计算模块；

所述小车计算模块包括：小车远程控制单元、信息采集单元、小车定位单元、小车车道保持单元、待验证小车算法运行单元、小车控制信号输出单元和小车信息发送单元；

所述小车远程控制单元通过局域网接收总控制平台(6)的远程控制信号，使得所述信息采集单元在所述总控制平台(6)的控制下，通过局域网获取所述信号灯计算模块发送的LED彩灯控制信号和其他小车计算模块发送来的小车速度信息、位置信息；

在所述总控制平台(6)的控制下，所述小车定位单元获取定位模块发送来的位置信息并进行处理后得到所述智能微缩车(5)在所述橡胶跑道(7)上所处的位置；

在所述总控制平台(6)的控制下，所述小车车道保持单元获取感知模块发送来的前方道路信息并进行处理后得到所述橡胶跑道(7)的车道线信息，同时计算智能微缩车(5)的实时转角，从而产生所述小车控制模块的转角控制信号；

在所述总控制平台(6)的控制下，所述待验证小车算法运行单元运行用户所提交的待验证小车算法，所述待验证小车算法运行单元为所述待验证小车算法提供所述LED彩灯控制信号、小车速度信息和位置信息，所述待验证小车算法运行单元将小车控制模块的车速控制信号作为所述待验证小车算法的输出结果；

在所述总控制平台(6)的控制下，所述小车控制信号输出单元将所述转角控制信号、车速控制信号发送给小车控制模块；

在所述总控制平台(6)的控制下，所述小车信息发送单元实时地将所采集的小车车速信息、位置信息发送给信号灯计算模块和其他小车计算模块；

所述小车主体设置在所述橡胶跑道(7)上，并由支撑板、两个编码器电机、两个电机驱动器、转向舵机和车轮组成；

所述支撑板由螺栓和支撑架固定；两个编码器电机分别与两个后轮相连，用于直接驱动两个后轮，以推动小车前进或后退；

所述两个电机驱动器均与所述小车控制模块和编码器电机相连，用于实时接收来自所述小车控制模块发送来的车速控制信号，以转换成电机的控制信号并发送给所述编码器电机，从而控制电机的转速；

所述转向舵机的一侧通过杜邦线与所述小车控制模块相连，另一侧通过转向杆与前轮相连，用于实时接收来自小车控制模块的转角控制信号，以推动前轮转向；

所述小车控制模块的一侧通过usb数据线与所述小车计算模块相连，另一侧通过杜邦线分别与所述两个电机驱动器、转向舵机相连，用于发送控制信号的同时采集前轮转角与小车车速信息，从而利用所采集的前轮转角与小车车速信息对转角控制信号和车速控制信号进行校正，以实现转角与速度的闭环控制。