第十八届智能汽车竞赛信标系统技术规格与使用说明

一、简介

第十八届全国大学智能车竞赛室外声音信标组需要车模通过信标无线充电线圈进行充电，然后检测声音信号来源，寻声过程中轧过发声的信标触发光电检测进行切灯。

▲ 图1 室外声音信标组运行过程

十八届声音信标组信标裁判系统由上位机、控制器、控制板、光电板、无线充电线圈、排线和灯罩组成。

▲ 图1.1.2 信标灯的组成

新版信标系统主体有两个灯罩，其中一个灯罩下面放置控制板，负责通信、电能发射和小车经过检测。另一个灯罩下面放置发射线圈、光电板及喇叭等，负责发射声音信号和无线充电，并检测车模是否经过。

二、技术规格

1、信标灯罩

▲ 图1.2.1 信标灯罩规格

▲ 图1.2.2 灯罩实物图

灯罩的外形为圆形，直径为26cm；中心高度为24mm。灯罩顶部中心部分开有多个大圆孔，圆孔用来透声及检测小车是否到达灯罩上方；四个对称的小圆孔，用来固定光电板和喇叭。

2、控制电路板

信标灯控制板主要是实现接收及传递控制器的指令，控制光电板发出声音信号，接收红外反馈信号，同时为无线充电线圈提供电能。

▲ 图1.2.3 信标灯控制电路板

控制板上的“总线入”接口通过排线连接其他控制板的“总线出”接口，可以串接多个控制板，通过排线完成供电和通信。

控制板上的“信号板”接口连接光电板，驱动喇叭发出声音信号，同时接收光电板的红外检测结果，判断光电板灯罩上是否有车模通过。

控制板上还有无线充电线圈的接口，实现电能发射。

控制板的电源由外部DC24V电压源提供来保证控制板的正常运行。

（注：在整个信标控制系统中，只需要有其中一个控制板连接电源和裁判系统即可）

3、信标灯光板

光电板的主要作用是为车模提供声音导航信号并且通过红外检测车模是否通过。

▲ 图1.2.4 信标灯光电板

新版信标灯光电板上搭载了三处红外检测，检测点相对往届更多，光电板通过排线连接到控制板上“信号板”接口。控制板通过排线驱动扬声器发出Chirp声音信号，为智能车提供声音导航信号。

温馨提示：由于是红外检测车底反光效果，建议车友们在车底粘贴白色反光材料（如白纸、锡纸等），触发更准确。

4、信标控制器

信标控制器跟往年完全相同，可重复利用。

▲ 图1.2.5 与往届信标灯相同的控制器

信号控制器启动时会检测控制板（节点/灯）个数，并为控制板分配一个ID。信标控制器会反馈一个触发阈值。信标控制器通过ADC采集检测红外反馈的电压，当数值变化大于阈值时，说明灯被触发，通知控制器切灯。

三、使用说明

1、无线功率测试

无线充电发射线圈外径约21cm，感抗约31uH。

无线充电发射部分采用LCC谐振，谐振频率为150KHZ，限制功率72W。

▲ 图1.3.1 无线充电功率测试

上面是充电功率的测试，实测车模在信标灯上放置时充电的电流可以达到3A。

电能发射部分可实时检测输出电流，控制输出功率，防止长时间超负荷运行；充电模块采用双MOS的设计，提高可靠性。

2、系统连接

下面是信标系统连接示意图：

▲ 图1.3.2 系统连接示意图

下面是连接实物图：

▲ 图1.3.3 系统连接实物图

▲ 图1.3.4 三个信标连接实物图