一种用于教学的自动驾驶小车智能导航系统及使用方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115755928A(43)申请公布日2023.03.07(21)申请号202211561251.8(22)申请日2022.12.07(71)申请人大连理工大学地址116024辽宁省大连市甘井子区凌工路２号(72)发明人王文渊李家旭刘苏日(74)专利代理机构辽宁鸿文知识产权代理有限公司21102专利代理师许明章王海波(51)Int.Cl.G05D1/02(2020.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种用于教学的自动驾驶小车智能导航系统及使用方法(57)摘要一种用于教学的自动驾驶小车智能导航系统及使用方法，属于自动驾驶技术领域，包括硬件和软件。硬件部分将四层结构安装布置在四层骨架中，其中第一层安装电源供电模块及动力模块，第二层安装控制驱动模块，第三层安装单片机开发板，第四层安装激光雷达测距模块，数据传输线连接各部分装置。软件部分通过在计算机上安装虚拟机并连接入局域网络，实现与无人小车的通讯。本发明可实现小车通过雷达信号自动构建周围环境地图，通过单片机开发板内置程序或计算机键盘控制小车的行驶；导航小车系统功能完备，实现流程简单；学生可通过实际操作深入了解无人驾驶的基础原理及所需要的技术储备；教师可通过结合实物展示，更直观地向学生讲解无人驾驶技术各部分的工作原理。CN115755928ACN115755928A权利要求书1/1页1.一种用于教学的自动驾驶小车智能导航系统，其特征在于，所述的自动驾驶小车智能导航系统包括硬件和软件两部分；所述的硬件部分：通过螺钉将八块硬质隔板固定为四层骨架，第一层安装电源供电模块及动力模块，包括蓄电池及可通过编程控制的智能马达；第二层安装控制驱动模块，包括智能马达编程板；第三层安装单片机开发板；第四层安装激光雷达测距模块，包括小型激光雷达；最后将四层装置放入隔板骨架相应位置并固定，采用数据传输线连接各部分装置，完成智能小车硬件部分的搭建；所述的软件部分：通过在计算机上安装虚拟机并连接入局域网络，实现与无人小车的通讯；首先在计算机上安装Linux操作系统，安装调试单片机开发板所需的依赖包；配置单片机与计算机的网络，实现计算机、单片机开发板、智能马达编程板、传感器之间的信号传输，其中传感器包括智能马达和雷达；将键盘和操纵杆连接至计算机，后续可直接对无人小车进行认为远程操控。2.一种权利要求1所述的用于教学的自动驾驶小车智能导航系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：搭建完成软硬件系统后，进行系统调试，系统调试无误后，智能小车系统开始运行；小车通过雷达获取周边的环境信息，并将信号传入单片机开发板的信号采集模块，由单片机开发板的微处理器接收并处理信号并传入计算机端；在智能小车系统开始运行而自动导航功能尚未正式发挥作用之前，微处理器可通过传感数据构建空间地图信息；小车开始自动导航行驶之后，通过传感数据监测小车的实时位置，并在计算机端实时展示；智能小车系统导航过程中，单片机开发板内置程序依据激光雷达信号的处理结果向智能马达编程板发送指令，马达驱动小车完成转弯、前进、停止、加速或其他一系列动作，实现小车的自动导航；为在教学过程中对比小车自动导航行驶状态与人为操作行驶状态，在小车运行过程中，计算机可以向单片机开发板直接发送信息，不使用激光雷达信号和自动导航功能，而直接由键盘或操纵杆控制小车的行驶。2CN115755928A说明书1/3页一种用于教学的自动驾驶小车智能导航系统及使用方法技术领域[0001]本发明属于自动驾驶技术领域，涉及到用于教学的自动驾驶导航系统，特别涉及到激光雷达导航方法，提供一种用于教学的自动驾驶小车智能导航系统及使用方法。背景技术[0002]在当今市场，带有自动驾驶功能的汽车已经逐渐占据主导地位，随着汽车行业科技的不断进步，自动驾驶汽车仍然具有广阔的发展空间，而技术进步需要大批具有专业背景的人才支持。[0003]智能小车作为自动驾驶专业人才培养的重要教学工具，其设计和制造过程涉及传感器数据传输、机械设计、单片机变成、电路设计、自动控制等多个学科的知识。现有的教学资料主要针对各个环节进行专业化介绍，目前仍缺乏能够让学生直观、系统地感受并学习智能小车机器导航系统设计及制作过程的基础教学器具，因此需要设计一种用于教学的自动驾驶小车智能导航系统，能够自动构建小车所在环境地图，允许学生编程控制小车运行，从而辅助相关专业学生理解学习自动驾驶技术。发明内容[0004]针对现有技术存在的问题，本发明提供一种用于教学的自动驾驶小车智能导航系统。[0005]本发明采用的技术方案如下：[0006]一种用于教学的自动驾驶小车智能导航系统，本发明所提出的导航系统包括硬件和软件两部分。[0007]硬件部分通过螺钉将八块坚硬质地的隔板固定为