[發明專利]一種基于AI邊緣計算設備的智能小車

在審

• 申請號: 202310370907.6
• 申請日: 2023-04-10
• 公開（公告）號: CN116312193A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 魏嘉浩;李建飛;劉西
• 申請（專利權）人: 樂知行（重慶）科技有限公司
• 主分類號: G09B25/00
• 分類號: G09B25/00
• 代理公司: 重慶嘉禾共聚知識產權代理事務所(普通合伙) 50220
• 代理人: 吳迪

1.一種基于AI邊緣計算設備的智能小車，其特征在于：包括硬件系統和軟件系統，所述硬件系統包括底盤、傳感器和中央控制器三大模塊，軟件系統包括JetsonNano所搭載的Linux系統和安裝于上位機上的Simulink工具；

底盤負責為其它硬件模塊提供支承和安裝的平臺基礎，也是智能小車驅動和轉向的基礎；傳感器模塊負責感知外界環境信息，并將其轉化成電信號傳輸給中央控制器；中央控制器負責與上位機建立通訊，接收來自上位機、傳感器模塊的數據，并輸出控制命令給智能小車底盤上的執行機構；

Simulink工具負責與Linux系統建立連接，在Simulink中進行建模并將其轉譯成代碼，再將轉譯代碼發送到Linux系統中運行，以驗證所建模型的決策控制功能。

2.根據權利要求1所述的一種基于AI邊緣計算設備的智能小車，其特征在于：所述底盤包括車架、驅動系統、傳動系統、懸架系統和轉向系統，其中車架負責支撐、安裝和固定模型車的各個零部件，接受傳動系統所提供的動力，使智能小車產生運動，保證正常行駛；驅動系統由驅動電機、電子調速器和電池三部分組成，負責為智能小車提供原始動力；傳動系統負責將電機所輸出的動力，通過減速器、差速器、半軸傳至模型車的驅動車輪，產生驅動力，使模型車能以一定速度行駛；懸架系統負責緩和由不平路面傳給車架的沖擊，通過螺旋彈簧、減震器、導向機構部件提高模型車行駛穩定性；轉向系統負責改變和保持模型車行駛的方向。

3.根據權利要求1所述的一種基于AI邊緣計算設備的智能小車，其特征在于：所述傳感器模塊包括高清攝像頭、激光雷達、毫米波雷達、超聲波雷達和組合慣導，其中高清攝像頭負責捕捉攝像頭區域范圍內的畫面并進行數據采集；激光雷達發出激光束對環境進行掃描，當激光束遇到目標障礙物時會發生反射，從而可對外界環境進行建模；毫米波雷達和超聲波雷達主要用于障礙物距離測量；組合慣導包括GNSS和IMU模塊，用于智能小車定位和姿態求解。

4.根據權利要求1所述的一種基于AI邊緣計算設備的智能小車，其特征在于：所述中央控制器包括JetsonNano和智能小車供電板，其中JetsonNano搭載Linux系統，負責接收、解析、運行Simulink所轉譯的C代碼，并結合傳感器模塊所傳回的環境狀態信息，來決策規劃小車的行駛路徑和動作執行，然后將控制信號傳輸給底盤的執行機構，實現車道保持、自適應巡航、緊急制動、預碰撞安全防撞和自動泊車功能；智能小車供電板為一自主設計模塊，它集成有降壓模塊、GPIO拓展口、電路開關、電壓指示燈。

5.根據權利要求4所述的一種基于AI邊緣計算設備的智能小車，其特征在于：所述降壓模塊負責將電池電壓降壓至5伏給JetsonNano供電，所述GPIO拓展口負責拓展并增多Jetson?Nano的GPIO輸出端口，所述電路開關控制智能小車的所有用電設備電源供應，所述電壓指示燈以實時顯示電池電壓。

6.根據權利要求1所述的一種基于AI邊緣計算設備的智能小車，其特征在于：所述Simulink工具為一種可視化仿真工具，是一種基于MATLAB的框圖設計環境，在該環境中可通過簡易操作即可構造出復雜的系統模型。

7.根據權利要求1所述的一種基于AI邊緣計算設備的智能小車，其特征在于：所述Simulink提供了一種硬件支持包，該硬件包可通過TCP/UDP的通信方式傳輸對象參數，建立Simulink與JetsonNano之間的移動通信和數據交互，同時也基于JetsonNano構建了傳感器與Simulink的數據交互；Simulink可將所構建的復雜系統，通過Simulink生成嵌入式C代碼的功能，轉譯并輸出為單獨的C代碼文件，該文件可應用于JetsonNano的Linux系統。