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任务三
完成车身电路的连接

学习目标

●熟悉智慧猫ROS智能车的电气线路连接。

●熟悉智慧猫ROS智能车的信号线路连接。

●能够对智慧猫ROS智能车的电气线路进行拆接。

●能够对智慧猫ROS智能车的信号连接线路进行拆接。

●具有利用信息手段查阅相关资料的能力。

●具有分析问题、解决问题和再学习的能力。

●具有良好的团队精神和较强的表达沟通、协调组织能力。

●具有认真负责的职业态度和良好的职业道德。

知识索引

情境导入

在对ROS智能小车进行拆装测试之后,你决定对小车的电气线路与信号连接线路进行测试,主管安排了一位助理工程师来协助你,你要如何向他讲解ROS智能车的车身电路结构呢?

获取信息

引导问题1

查阅相关资料,简述智慧猫ROS智能车提供的主要供电单元。

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智慧猫ROS智能车供电连接电路

智慧猫ROS智能车整车的供电连接电路如图1-3-1所示。

图1-3-1 智慧猫整车供电连接电路

智慧猫ROS智能车采用锂离子电池模组作为电源。这个电池模组被一个铝合金外壳盒封装后固定在线控底盘的底部,它由与电动汽车同款的动力型三元聚合物锂离子电芯制作,支持大电流放电。因为锂离子电芯最高电压为4.2V,最低电压(受保护板限制)为3.2V,而智慧猫电池采用了3节电芯串联(3S)设计,所以电池包工作电压约在9.6~12.6V之间(通常简称为12V直流电源)。在日常使用过程中,为了能有更好的使用体验,建议当车尾的电压显示屏(图1-3-2)显示电压值低于11.1V时,就要尽快为其充电。

图1-3-2 电压显示屏

智慧猫有专门的充电口,位于车尾的电压显示屏附近。使用专用的充电器(能够输出电流不小于2A,电压为12.6V的直流电)插接入智慧猫的充电口后,就能够为锂离子电池模组充电。为了确保智慧猫使用安全,充电过程中建议先关闭总电源键,断开智能车全车用电设备。

整车电源供电电压分为12V和5V。其中使用12V供电的是底盘控制单元和电压显示模块。这种连接方式使得电压显示模块可以实时显示锂离子电池模组的电压。底盘控制单元获得12V直流电输入后,一部分直接连接到其内部的电机驱动模块,将电流按照控制策略提供给驱动电机。另外一部分则通过其内部的降压模块转换为5V直流电,提供给智能车的其他多个用电设备。

底盘控制单元的降压模块输出的5V直流电为自身的TTL转USB模块、决策单元、USB扩展器、驱动电机的编码器、车头背光板以及车尾背光板供电。此外,深度摄像头、单目摄像头、键盘鼠标接收器以及IMU是通过USB线缆,从USB扩展器或决策单元处获取5V直流电的;单线激光雷达和单点激光雷达则是通过专门线缆从底盘控制单元的TTL转USB模块处获取5V直流电的(图1-3-3)。

引导问题2

查阅相关资料,请简述智慧猫ROS智能车信号连接线路的决策单元主要连通了哪些模块。

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智慧猫ROS智能车信号连接线路

智慧猫ROS智能车信号连接线路如图1-3-3所示。

图1-3-3 智慧猫信号连接线路

决策单元是自动驾驶的“大脑”,各传感器(雷达、摄像头等)或执行器(底盘控制单元)都通过USB线缆与之进行信号交流。但因为决策单元选用的Jetson Nano的USB连接端口仅有4个,所以智慧猫使用了一个6口的USB扩展器。其中单点激光雷达(通过线控底盘控制单元内的TTL转USB模块)、单线激光雷达(通过线控底盘控制单元内的TTL转USB模块)、线控底盘控制单元的核心板、深度摄像头、单目摄像头,以及键盘鼠标接收器都是直接将USB线缆插接到这个6口的USB扩展器中。而这个6口的USB扩展器与IMU则直接连接到决策单元的USB端口中。

此外,每个驱动电机后端的编码器信号线(分别为A、B两相),则是通过线束(与编码器电源线共同拼组的线束)连接到线控底盘控制单元的。

竞赛指南

在2019年中国技能大赛——机动车检测工(新能源汽车智能化技术)赛项中,其中一个任务为智能网联汽车智能化装备装调,旨在考察、培养新能源智能汽车领域复合型高层次技能人才,其中最基础也是最重要的技能要求为智能网联汽车安装调试及安全规范的掌握。要求参赛者掌握智能网联汽车安装调试安全操作规范、诊断设备与检测仪器的使用规范和维护方法、安全防护用具的使用规范、维修资料使用方法等。操作安全规范是重中之重,为技能型竞赛考察最重要的一环。

任务分组

学生任务分配表

工作计划

扫描二维码了解智慧猫小车电路连接步骤,结合前面所了解的知识内容和小组内部讨论的结果,制定工作方案,落实各项工作负责人,如任务实施前的准备工作、实施中主要操作及协助支持工作、实施过程中相关要点及数据的记录工作等。

工作计划表

进行决策

1.各组派代表阐述资料查询结果。

2.各组就各自的查询结果进行交流,并分享技巧。

3.教师结合各组完成的情况进行点评,选出最佳方案。

任务实施

评价反馈

1.各组代表展示汇报PPT,介绍任务的完成过程。

2.以小组为单位,请对各组的操作过程与操作结果进行自评和互评,并将结果填入综合评价表中的小组评价部分。

3.教师对学生工作过程与工作结果进行评价,并将评价结果填入综合评价表中的教师评价部分。

综合评价表 MG6F8AVZoVdwwQaKR5BsSovKhQH9Gj0SVInk0gAkxwkHJRdgH4ui16zkEhyxc5zG

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