[发明专利]基于激光雷达和UWB室内定位的汽车测试模拟教学系统

说明书

本发明公开了一种基于激光雷达和UWB室内定位的汽车测试模拟教学系统，属于汽车测试模拟技术领域，所述定位模块用于采集车辆位置信息用以计算车速并绘制车辆运动轨迹。本发明中，实现了真实车辆测试教学过程的全模拟。同学们通过本发明中的车辆道路测试教学模拟教具可以多次观摩实验，通过本教具更好地展现车辆性能，提高参数代表性，同时避免了学生长时间采用激烈的方式进行实验，提高了教学过程的安全性，并且改进现有的实车道路测试演示教学模式，在保证演示效果的基础上，提高实验的安全性、便捷性、可重复性、可操作性和学生的参与度，降低实验成本，进而更好地服务实践教学。

技术领域

本发明属于汽车测试模拟技术领域，尤其涉及一种基于激光雷达和UWB室内定位的汽车测试模拟教学系统。

背景技术

为车辆工程学科进行实训教学实践中，车辆道路测试教学涉及汽车滑行实验、制动实验、加速实验、稳态回转实验等环节，是车辆工程相关专业必修实践课程。在教学实践中，由实训教师带领学生，通过实地驾车演练，实现对车辆各参数的测试和教学。目前教学过程主要采用基于英国RACELOGIC公司研发的VBox数据采集设备配套其上位机软件(TestSuite)，同时为了实现对汽车数据的准备采集和实时教学，需要将VBox数据采集设备放置汽车副教师位，实训教师需要一边驾车一边通过笔记本完成对学生的教学任务。VBox数据采集设备配套其上位机软件(Test Suite)实现实验过程中实时参数的可视化，同时在演示教学后可以通过调用离线数据的方式来更好地展现实验细节。通过以上实验学生可以直观了解汽车性能参数及测试过程，掌握实验设备和软件的使用方式，对于培养实践能力和职业技能具有很好的现实意义。

在教学实践中，演示过程需要进行实际的道路测试，目前采用授课者驾驶车辆，学生坐在车内观摩的方式，车内座位数量限制单次参与学生在3人以内，授课者需要多次带领学生重复实验，学生可以观摩实验但是没有实际操作，一定程度上降低了参与度，增加了结课考核的难度；为了更好地展现车辆性能，提高参数代表性，演示过程需要采取较为激烈的驾驶方式，一方面引起车内人员身体不适，另一方面校内缺乏专用封闭的测试场地，存在产生交通意外的安全隐患；授课者在操作车辆的同时要对电脑上显示的实时参数进行讲解，具有一定的危险性，实验可重复性降低；本实验受天气影响较大，恶劣天气会影响教学进度，实验操作车辆的引入产生电能费用、保养费用和汽车磨损等额外成本，因此亟需一种能够降低训练成本的改进现有的实车道路测试演示教学模式。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决校内缺乏专用封闭的测试场地，存在产生交通意外的安全隐患；授课者在操作车辆的同时要对电脑上显示的实时参数进行讲解，具有一定的危险性，实验可重复性降低；本实验受天气影响较大，恶劣天气会影响教学进度，实验操作车辆的引入产生电能费用、保养费用和汽车磨损等额外成本的问题，而提出的一种基于激光雷达和UWB室内定位的汽车测试模拟教学系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种基于激光雷达和UWB室内定位的汽车测试模拟教学系统，包括控制中心模块，所述控制中心模块输出端与上位机模块输入端电性连接，所述控制中心模块用于对接场地和模拟车辆模块、定位模块、动作姿态采集模块、操作者和观摩者，所述上位机模块用于软件配置、数据演示和离线数据调取，所述控制中心输入端与操作者模块输出端电性连接，所述操作者模块输出端与模拟车辆模块输入端通讯连接，所述操作者模块用于向控制中心输入控制信号，所述模拟车辆模块运行于测试场地内，所述模拟车辆模块安装有定位模块和运动姿态采集模块，所述定位模块用于采集模拟车辆模块的位置信息用以计算车速并绘制模拟车辆模块的运动轨迹，所述运动姿态采集模块用于采集模拟车辆模块运动时在六个自由度上的加速与转向情况。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述测试场地为3M*3M的平面区域，且测试场地四周设有限制模拟车辆模块运动的挡板。

作为上述技术方案的进一步描述：