一种地下传感定位电路及定位装置的制作方法

1.本实用新型涉及车辆位置检测技术领域，尤其涉及一种地下传感定位电路及定位装置。


背景技术：

2.随着城市化进程不断加快，城市基础设施特别是城市交通与城市发展的矛盾逐渐显现，城市轨道交通对整个城市的总体规划，促进和引导沿线建设和经济发展，改善城市公共交通状况，优化城市交通结构等方面都起到积极作用。那么地下轨道交通车辆的位置信息，对交通安全起着非常重要作用。地面交通可以利用导航设备，如gps或者北斗终端，获取当前车辆的地理位置、速度与方向等信息。当时在地下空间，信号衰减很大，无法可靠的使用导航设备获取地下的轨道交通的相对位置与绝对位置。
3.公开号cn217649430u的中国专利申请公开了一种车下设备检测装置、车体及轨道车辆，其具有姿态可调节的图像采集组件，能够对车下图像信息的采集功能以便生成监测信息，但是其没有显示输出及语音播报功能，也未公开具体实现电路。因此提供一种能获取轨道车辆运行信息、选择性的语音或者视频输出的地下传感定位电路及定位装置，是很有必要的。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型提出了一种能够实现语音或者音频输出的地下传感定位电路及定位装置。
5.本实用新型的技术方案是这样实现的：一方面，本实用新型提供了一种地下传感定位电路，包括
6.处理器；
7.加速度模块，设置在轨道车辆上，与处理器通信连接，用于获取轨道车辆在地下的至少三个轴向的加速度信号的数字量，并将加速度信号的数字量发送给处理器；
8.图像采集模块，设置在轨道车辆行驶方向的一侧，并与处理器通信连接，工作在主输出模式，用于获取车辆在地下的行进方向的图像，并将图像发送给处理器；
9.显示输出模块，设置在轨道车辆内，与处理器通信连接，工作在从输入模式，用于接收经处理器转发的图像采集模块采集的图像；
10.语音输出模块，设置在轨道车辆内，与处理器通信连接，选择性的输出语音提示或者报警信息；
11.电源模块，与处理器、加速度模块、图像采集模块、显示输出模块或者语音输出模块电性连接，电源模块还选择性的向显示输出模块供电。
12.在以上技术方案的基础上，优选的，所述语音输出模块包括音频解码器u1300、音频功放芯片u1301、第一接口j1202和第二接口j1302和扬声器；所述处理器具有若干mipi接口、若干串行接口和通用输入输出接口；
13.音频解码器u1300具有至少两个不同的串行接口，音频解码器u1300的至少两个不同的串行接口与处理器的两个串行接口一一对应通信连接；音频解码器u1300的输出端与第一接口j1202的输入端对应电性连接，第一接口j1202通过rca音频线与一个扬声器电性连接；
14.音频功放芯片u1301的同相输入端与极性电容c1319的负极和电阻r1332的一端电性连接，极性电容c1319的正极与电阻r1331的一端电性连接，电阻r1331的另一端与处理器的一个通用输入输出接口电性连接；音频功放芯片u1301的反相输入端与电阻r1332的另一端均接地；音频功放芯片u1301的输出端与第二接口j1302的一端和极性电容c1321的正极电性连接，极性电容c1321的负极和第二接口j1302的另一端均接地，第二接口j1302与一个扬声器电性连接。
15.优选的，所述加速度模块包括加速度传感器u1201，加速度传感器u1201具有一路spi接口，该spi接口与处理器的一路串行接口一一对应通信连接；加速度传感器u1201的电源输入端与电源vddio_qspi1电性连接；加速度传感器u1201为村田公司的scha6xx系列产品。
16.优选的，所述图像采集模块包括数传芯片u1000、摄像头安装座j1001和双目摄像头；数传芯片u1000具有一路mipi接口、至少一路串行接口和掉电输入端；双目摄像头与摄像头安装座j1001电性连接，摄像头安装座j1001的输出端与数传芯片u1000的各输入端一一对应电性连接；数传芯片u1000的mipi接口与处理器的mipi接口一一对应通信连接；数传芯片u1000的一路串行接口与处理器的一路串行接口一一对应通信连接；处理器的一路通用输入输出接口与数传芯片u1000的掉电端口电性连接，该通用输入输出接口上拉或者下拉数传芯片u1000的掉电端口的电平；数传芯片u1000用于形成双目摄像头的输出端与处理器的mipi接口之间的数传链路。
17.进一步优选的，所述显示输出模块包括桥接串行器u800、第三接口j800和显示屏；桥接串行器u800包括一路mipi接口、至少一路串行接口和两路输出接口；桥接串行器u800的一路mipi接口与处理器的mipi接口一一对应通信连接，桥接串行器u800的一路串行接口与处理器的另一路串行接口对应通信连接；桥接串行器u800的两路输出接口分别通过共模电感与第三接口j800的输入端对应电性连接，第三接口j800还与显示屏电性连接。
18.优选的，所述电源模块包括第四接口j400、第一瞬态抑制二极管d401、肖特基二极管d400、dc转换器u400、第一mos管q402a和第二mos管q402b；第四接口j400与dc输入电源电性连接，第四接口j400的引脚1与第一瞬态抑制二极管d401的阴极、电容c400的一端、电容c401的一端、极性电容c402的正极、电容c403的一端以及肖特基二极管d400的阳极电性连接，肖特基二极管d400的阴极作为第一电源输出端vdcin2_12v；第四接口j400的引脚2与第一瞬态抑制二极管d401的阳极、电容c400的另一端、电容c401的另一端、极性电容c402的负极和电容c403的另一端均接地；
19.第一电源输出端vdcin2_12v还分别与dc转换器u400的输入端和电阻r402的一端电性连接，电阻r402的另一端分别与dc转换器u400的使能端、电阻r406的一端和电容c425的一端电性连接，电阻r406的另一端和电容c425的另一端均接地；dc转换器u400的高边驱动端与第一mos管q402a的栅极电性连接，dc转换器u400的低边驱动端与第二mos管q402b的栅极电性连接，第二mos管q402b的源极接地，第二mos管q402b的漏极分别与第一mos管
q402a的源极、dc转换器u400的输出端和电感l400的一端电性连接，电感l400的另一端作为vap_5v输出端，电感l400的另一端还与电位器的输入端电性连接，电位器的输出端与dc转换器u400的反馈端电性连接，电位器的另一端接地；第一mos管q402a的漏极分别与低边检测电阻r404的一端和dc转换器u400的第一电流检测输入端电性连接，低边检测电阻r404的另一端分别与高边检测电阻r403的一端和第一电源输出端vdcin2_12v电性连接，高边检测电阻r403的另一端与dc转换器u400的第二电流检测输入端电性连接。
20.进一步优选的，所述电源模块还包括第五接口j401、第二瞬态抑制二极管d402、第三mos管q400和第四mos管q401；第五接口j401的引脚1与第一电源输出端vdcin2_12v、第二瞬态抑制二极管d402的阴极、电阻r400的一端和第三mos管q400的漏极电性连接，第五接口j401的引脚2和引脚3与第二瞬态抑制二极管d402的阳极均接地；电阻r400的另一端分别与第三mos管q400的栅极和第四mos管q401的漏极电性连接，第四mos管q401的源极接地，第四mos管q401的栅极与处理器的一个通用输入输出接口电性连接；第三mos管q400的源极与第三接口j800的电源输入端电性连接。
21.在以上技术方案的基础上，优选的，所述处理器为芯驰的x9处理器芯片。
22.另一方面，本实用新型还提供了一种地下传感定位装置，包括中空的壳体，壳体嵌设在轨道车辆的端部并向轨道车辆内外两侧分别延伸，所述壳体内部设置有上述的地下传感定位电路，各接口、显示输出模块的输出端以及语音输出模块的输出端嵌设在壳体伸入轨道车辆内部的一侧端面，图像采集模块的输入端嵌设在壳体伸出轨道车辆的一侧端面上。
23.本实用新型提供的一种地下传感定位电路及定位装置，相对于现有技术，具有以下有益效果：
24.(1)本方案适用于地下轨道车辆相对于初始位置的绝对位置定位，可根据需要进行人工语音播报或者报警提示，还选择性的具有图像的实时输出功能，在地下gps或者北斗信号受到干扰时，能起到很好的辅助定位与提示功能；
25.(2)图像采集模块与显示输出模块均支持mipi接口，实现与处理器的高速图像传输功能；
26.(3)电源模块能够在控制器的输出的电平信号下选择性的关闭图像采集模块或者显示输出模块。
附图说明
27.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为本实用新型一种地下传感定位电路的结构框图；
29.图2为本实用新型一种地下传感定位电路的加速度模块的一种接线图；
30.图3为本实用新型一种地下传感定位电路的图像采集模块的一种接线图；
31.图4为本实用新型一种地下传感定位电路的显示输出模块的一种接线图；
32.图5为本实用新型一种地下传感定位电路的处理器与图像采集模块及显示输出模
块的部分接线端口示意图；
33.图6为本实用新型一种地下传感定位电路的语音输出模块的一种接线图；
34.图7为本实用新型一种地下传感定位电路的电源模块的接线图；
35.图8为本实用新型一种地下传感定位电路的电源模块的另一部分接线图；
36.图9为本实用新型一种地下传感定位装置的电路部分在壳体内的安装位置半剖前视图。
具体实施方式
37.下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
38.如图1所示，本实用新型提供了一种地下传感定位电路，包括处理器1、加速度模块2、图像采集模块3、显示输出模块4、语音输出模块5和电源模块6等；
39.加速度模块2设置在轨道车辆上，与处理器1模块通信连接，用于获取轨道车辆在地下的至少三个轴向的加速度信号的数字量，并将加速度信号的数字量发送给处理器1；加速度模块2获取轨道车辆至少三个轴向方向的加速度，通过对加速度进行基于时间的积分，可以获取轨道车辆在该轴向的瞬时速度，进一步确定车辆当前在平面内的姿态，可以确定轨道车辆的行驶方向以及当前位置。
40.图像采集模块3，设置在轨道车辆行驶方向的一侧，并与处理器1通信连接，工作在主输出模式，用于获取车辆在地下的行进方向的图像，并将图像发送给处理器1。
41.显示输出模块4，设置在轨道车辆内，与处理器1通信连接，工作在从输入模式，用于接收经处理器1转发的图像采集模块3采集的图像。
42.语音输出模块5，设置在轨道车辆内，与处理器1通信连接，选择性的输出语音提示或者报警信息。
43.电源模块6，与处理器1、加速度模块2、图像采集模块3、显示输出模块4或者语音输出模块5电性连接，电源模块6还选择性的向显示输出模块4供电。图像采集的功能或者显示输出功能还能根据需要开启或者暂停。语音输出模块5能够根据需要输出不同的指令，提示轨道车辆内的乘员车辆位置信息。
44.作为一种优选的实施方式，本方案的处理器1为芯驰的x9处理器芯片。车规级汽车芯片，集成了高性能cpu、gpu、ai加速器以及视频处理器，能够满足新一代汽车电子座舱应用对强大的计算能力、丰富的多媒体性能等日益增长的需求，x9系列处理器还集成了pcie3.0、usb3.0、千兆以太网和can-fd，能够以较小造价无缝衔接应用于车载系统。内置多路mipi csi接口，适用于高速图像传输。
45.如图1和图6所示，语音输出模块5包括音频解码器u1300、音频功放芯片u1301、第一接口j1202和第二接口j1302和扬声器；处理器1具有若干mipi接口、若干串行接口和通用输入输出接口；
46.其中，音频解码器u1300具有至少两个不同的串行接口，音频解码器u1300的至少两个不同的串行接口与处理器1的两个串行接口一一对应通信连接；具体的，音频解码器
u1300选用tlv320aic23bipwrq1，其i2c串行接口，即引脚23和引脚24分别与处理器1的soc_gpio_c3_i2c6_sda引脚和soc_gpio_c2_i2c6_scl引脚对应通信连接；音频解码器u1300的另一路串行接口din/dout、bclk、lrcin/lrout和xti/mclk分别与处理器1的一路四线制spi接口，即soc_i2s_sc3_sdo、soc_i2s_sc3_sck、soc_i2s_sc3_ws和soc_i2s_sc7_mclk3对应通信连接。音频解码器u1300的片选端和模式选择端，即引脚21与22，分别与处理器1的cs_n_sco引脚和mode_sco引脚，同时该两个引脚还分别与一下拉电阻r1321、r1322电性连接，模式选择端的电平不同，选择的串行总线不同，如模式选择端为高电平，则选用spi串行接口，如模式选择端为低电平，则启用i2c串行接口。音频解码器u1300的输出端与第一接口j1202的输入端对应电性连接，第一接口j1202通过rca音频线与一个扬声器电性连接；具体的，音频解码器u1300的第一输出端lout与电阻r1304的一端电性连接，电阻r1304的另一端与极性电容c1300的正极电性连接，极性电容c1300的负极与电阻r1309的一端和下拉电阻r1308电性连接，电阻r1309的另一端与第一接口j1202的引脚8电性连接，音频解码器u1300的第二输出端rout与电阻r1306的一端电性连接，电阻r1306的另一端与极性电容c1301的正极电性连接，极性电容c1301的负极分别与电阻r1311的一端和下拉电阻r1314电性连接，电阻r1311的另一端与第一接口j1202的引脚9电性连接。音频解码器u1300可通过扬声器输出立体声语音的提示信息。
47.音频功放芯片u1301的同相输入端与极性电容c1319的负极和电阻r1332的一端电性连接，极性电容c1319的正极与电阻r1331的一端电性连接，电阻r1331的另一端与处理器1的一个通用输入输出接口soc_gpio_a10_pwm1_ch0电性连接；音频功放芯片u1301的反相输入端与电阻r1332的另一端均接地；音频功放芯片u1301采用vap_5v单电源供电；音频功放芯片u1301的输出端与第二接口j1302的一端和极性电容c1321的正极电性连接，极性电容c1321的负极和第二接口j1302的另一端均接地，第二接口j1302与一个扬声器电性连接，具体的，电容c1318与电感l1302构成的lc串联环节是用于控制音频功放芯片u1301的输出的信号的上限频率，并与电容c1320和电阻r1333构成的并联rc支路结合，使音频功放芯片u1301的输出负载呈阻性，不论低频还是高频基本保持不变。
48.如图2所示，加速度模块2包括加速度传感器u1201，加速度传感器u1201具有一路spi接口，该spi接口，即引脚clk、cs#、reset#与rfu1分别与处理器1的一路串行接口ospi1_m1_sclk、ospi1_m1_ss0、ospi1_rst_n和ospi1_m1_ss1一一对应通信连接，引脚clk还连接有下拉电阻r1200，引脚ospi1_m1_ss0还设置有上拉电阻r1201，ospi1_m1_ss1还设置有上拉电阻r1205；加速度传感器u1201的电源输入端与电源vddio_qspi1电性连接，电源vddio_qspi1为3.3v直流电压；加速度传感器u1201为村田公司的scha6xx系列产品。
49.处理器1接收到加速度传感器发送的各轴向的加速度的数字量数据，通过积分可以求得瞬时速度，通过公式vt＝v0+at，vt是t时间后的速度，v0是初始速度，也就是没有产生加速度的速度，a是加速度，t是加速度作用时间，当对t进行积分时，可以计算出速度vt。本方案选用三个轴向的输出，定义轨道车辆起始位置正前方为x轴方向，轨道车辆起始位置左侧为y轴方向，轨道车辆起始位置的铅垂向上方向为z轴方向，定义三个姿态角pitch、roll和paw如下：pitch为x轴方向与水平面的夹角，对应轨道车辆的前后俯仰角；roll为y轴方向与水平面的夹角，对应轨道车辆向左或者向右的偏角；paw为轨道车辆相对于铅垂方向的旋转角；a
x
、ay和az为各轴向的加速度；得到轴向加速度后通过角度的合成，可以获取轨道
车辆的当前姿态和行进方向，并进一步得到相对于轨道车辆起始位置的相对位移，从而获取轨道车辆的在地下的真实位置。三个姿态角的计算公式如下：
[0050][0051][0052][0053]
另外，处理器1通过单位时间内，轨道车辆的距离的变化可以计算出瞬时速度，当瞬时速度为0的时候，可以判断车辆在静止状态，这个时候可以校正加速度传感器的输出为0，实现对加速度传感器的校正。
[0054]
如图3和图5所示，图像采集模块3包括数传芯片u1000、摄像头安装座j1001和双目摄像头；双目摄像头图中未画出。数传芯片u1000具有一路mipi接口、至少一路串行接口和掉电输入端；双目摄像头与摄像头安装座j1001电性连接，摄像头安装座j1001的输出端，sioap_in、siobp_in、siocp_in和siodp_in与数传芯片u1000的各输入端sioap_in、siobp_in、siocp_in和siodp_in一一对应电性连接，即差分输入段输入单端信号；数传芯片u1000的mipi接口与处理器1的mipi接口一一对应通信连接；数传芯片u1000的一路串行接口sda_rx和sda_tx与处理器1的一路串行接口csi2_sda和csi2_scl一一对应通信连接；处理器1的一路通用输入输出接口csi2_pwdn_n与数传芯片u1000的掉电端口电性连接，该通用输入输出接口上拉或者下拉数传芯片u1000的掉电端口的电平，切换数传芯片u1000的工作模式和掉电模式；数传芯片u1000用于形成双目摄像头的输出端与处理器1的mipi接口之间的数传链路。数传芯片u1000的同步mfp2/fsync、锁定mfp1/lock和错误输出mfp3/errb与处理器1的通用输入输出接口csi2_fsync、csi2_lock_n和csi2_err_n一一对应电性连接。数传芯片u1000选用美信的max96722gtb/v，这是一种支持相机输出接口和mipi csi接口高速转换的芯片。数传芯片u1000使用的电压vdd_csi2_1v8与vdd_csi2_1v2是输入电压vin_1v8或者vin_1v2经过磁珠l1001或者l1002后得到的。数传芯片u1000始终工作在发送模式，将接收到的双目摄像头的图像数据快速转发至处理器1中。
[0055]
如图4和图5所示，显示输出模块4包括桥接串行器u800、第三接口j800和显示屏，显示屏图中未画出；桥接串行器u800包括一路mipi接口、至少一路串行接口和两路输出接口；桥接串行器u800的一路mipi接口与处理器1的mipi接口一一对应通信连接，即引脚51、引脚52、
……
、引脚59和引脚60分别与soc_mipi_dsi1_d3n、soc_mipi_dsi1_d3p、soc_mipi_dsi1_d2n、
……
、soc_mipi_dsi1_d0p电性连接，桥接串行器u800的一路串行接口，即引脚38和引脚39与处理器1的另一路串行接口，即复用的两路通用输入输出接口gpio对应通信连接；桥接串行器u800的两路输出接口dsi1_dout0_p与dsi1_dout0_n、dsi1_dout1_p与dsi1_dout1_n分别通过共模电感l805、l807与第三接口j800的输入端对应电性连接，第三接口j800还与显示屏电性连接。桥接串行器u800为德州仪器的ds90ub941asrtdtq1，桥接串行器
u800始终处于从属的发送模式；第三接口j800为hspprnxs06x。第三接口j800还通过vdcin_lcd_12v端口为显示屏供电。桥接串行器u800使用到了vddio_dsi、vdd_dsi_1v8和vddl_dsi_1v1电源，分别对应3.3v直流电压、1.8v直流电压和1.1v直流电压。
[0056]
如图7所示，电源模块6包括第四接口j400、第一瞬态抑制二极管d401、肖特基二极管d400、dc转换器u400、第一mos管q402a和第二mos管q402b；第四接口j400与dc输入电源电性连接，第四接口j400的引脚1与第一瞬态抑制二极管d401的阴极、电容c400的一端、电容c401的一端、极性电容c402的正极、电容c403的一端以及肖特基二极管d400的阳极电性连接，肖特基二极管d400的阴极作为第一电源输出端vdcin2_12v；第四接口j400的引脚2与第一瞬态抑制二极管d401的阳极、电容c400的另一端、电容c401的另一端、极性电容c402的负极和电容c403的另一端均接地；另外，在第一瞬态抑制二极管d401与肖特基二极管d400之间还并联有电容c400、c401、c402和c403，用于吸收电源浪涌，或者储能用途。第一电源输出端vdcin2_12v稳定输出12v直流电压。
[0057]
12v直流电压对于部分模块的芯片来说并不能直接使用，需要进一步降压后才能正常使用。第一电源输出端vdcin2_12v还分别与dc转换器u400的输入端和电阻r402的一端电性连接，电阻r402的另一端分别与dc转换器u400的使能端、电阻r406的一端和电容c425的一端电性连接，电阻r406的另一端和电容c425的另一端均接地；dc转换器u400的高边驱动端与第一mos管q402a的栅极电性连接，dc转换器u400的低边驱动端与第二mos管q402b的栅极电性连接，第二mos管q402b的源极接地，第二mos管q402b的漏极分别与第一mos管q402a的源极、dc转换器u400的输出端和电感l400的一端电性连接，电感l400的另一端作为vap_5v输出端，电感l400的另一端还与电位器的输入端电性连接，电位器的输出端与dc转换器u400的反馈端电性连接，电位器的另一端接地；第一mos管q402a的漏极分别与低边检测电阻r404的一端和dc转换器u400的第一电流检测输入端电性连接，低边检测电阻r404的另一端分别与高边检测电阻r403的一端和第一电源输出端vdcin2_12v电性连接，高边检测电阻r403的另一端与dc转换器u400的第二电流检测输入端电性连接。dc转换器u400是一款dc/dc转换器，选用英飞凌的tlf51801elv。vdcin2_12v的电压一方面作为dc转换器u400的输入电压，另一方面经过电阻r402和r406分压后作为使能端的使能信号。第一mos管q402a与第二mos管q402b形成了一个推挽输出形式。图中的dc转换器u400外围电路是一种典型应用电路，输出的电压信号经过电容c419、c420、c421、c422和c423后，输出5v直流电压vap_5v，直接供音频功放芯片u1301使用，如果需要更低的电压，如3.3v、1.8v或者1.1v等电压，可以进一步通过ldo线性稳压器或者电位器进行分压获得，在此不再赘述。
[0058]
如图8所示，电源模块6还包括第五接口j401、第二瞬态抑制二极管d402、第三mos管q400和第四mos管q401；第五接口j401的引脚1与第一电源输出端vdcin2_12v、第二瞬态抑制二极管d402的阴极、电阻r400的一端和第三mos管q400的漏极电性连接，第五接口j401的引脚2和引脚3与第二瞬态抑制二极管d402的阳极均接地；电阻r400的另一端分别与第三mos管q400的栅极和第四mos管q401的漏极电性连接，第四mos管q401的源极接地，第四mos管q401的栅极与处理器1的一个通用输入输出接口soc_pwr_ctrl1电性连接；第三mos管q400的源极与第三接口j800的电源输入端电性连接。处理器1的通用输入输出接口作为第四mos管q401的控制信号，当soc_pwr_ctrl1为高电平时，第三mos管q400与第四mos管q401均导通，输出vdcin_lcd_12v，供显示输出模块4使用。当soc_pwr_ctrl1为低电平，或者soc_
pwr_ctrl1保持高电平，但是第四接口j400没有输入时，不会输出vdcin_lcd_12v，显示输出模块4会掉电。
[0059]
如图9所示，另一方面，本实用新型还提供了一种地下传感定位装置，包括中空的壳体100，壳体100嵌设在轨道车辆的端部并向轨道车辆内外两侧分别延伸，所述壳体100内部设置有上述的地下传感定位电路，各接口、显示输出模块4的输出端以及语音输出模块5的输出端嵌设在壳体100伸入轨道车辆内部的一侧端面，图像采集模块3的输入端嵌设在壳体100伸出轨道车辆的一侧端面上。
[0060]
以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种地下传感定位电路，其特征在于，包括处理器(1)；加速度模块(2)，设置在轨道车辆上，与处理器(1)通信连接，用于获取轨道车辆在地下的至少三个轴向的加速度信号的数字量，并将加速度信号的数字量发送给处理器(1)；图像采集模块(3)，设置在轨道车辆行驶方向的一侧，并与处理器(1)通信连接，工作在主输出模式，用于获取车辆在地下的行进方向的图像，并将图像发送给处理器(1)；显示输出模块(4)，设置在轨道车辆内，与处理器(1)通信连接，工作在从输入模式，用于接收经处理器(1)转发的图像采集模块(3)采集的图像；语音输出模块(5)，设置在轨道车辆内，与处理器(1)通信连接，选择性的输出语音提示或者报警信息；电源模块(6)，与处理器(1)、加速度模块(2)、图像采集模块(3)、显示输出模块(4)或者语音输出模块(5)电性连接，电源模块(6)还选择性的向显示输出模块(4)供电。2.根据权利要求1所述的一种地下传感定位电路，其特征在于，所述语音输出模块(5)包括音频解码器u1300、音频功放芯片u1301、第一接口j1202和第二接口j1302和扬声器；所述处理器(1)具有若干mipi接口、若干串行接口和通用输入输出接口；音频解码器u1300具有至少两个不同的串行接口，音频解码器u1300的至少两个不同的串行接口与处理器(1)的两个串行接口一一对应通信连接；音频解码器u1300的输出端与第一接口j1202的输入端对应电性连接，第一接口j1202通过rca音频线与一个扬声器电性连接；音频功放芯片u1301的同相输入端与极性电容c1319的负极和电阻r1332的一端电性连接，极性电容c1319的正极与电阻r1331的一端电性连接，电阻r1331的另一端与处理器(1)的一个通用输入输出接口电性连接；音频功放芯片u1301的反相输入端与电阻r1332的另一端均接地；音频功放芯片u1301的输出端与第二接口j1302的一端和极性电容c1321的正极电性连接，极性电容c1321的负极和第二接口j1302的另一端均接地，第二接口j1302与一个扬声器电性连接。3.根据权利要求2所述的一种地下传感定位电路，其特征在于，所述加速度模块(2)包括加速度传感器u1201，加速度传感器u1201具有一路spi接口，该spi接口与处理器(1)的一路串行接口一一对应通信连接；加速度传感器u1201的电源输入端与电源vddio_qspi1电性连接；加速度传感器u1201为村田公司的scha6xx系列产品。4.根据权利要求2所述的一种地下传感定位电路，其特征在于，所述图像采集模块(3)包括数传芯片u1000、摄像头安装座j1001和双目摄像头；数传芯片u1000具有一路mipi接口、至少一路串行接口和掉电输入端；双目摄像头与摄像头安装座j1001电性连接，摄像头安装座j1001的输出端与数传芯片u1000的各输入端一一对应电性连接；数传芯片u1000的mipi接口与处理器(1)的mipi接口一一对应通信连接；数传芯片u1000的一路串行接口与处理器(1)的一路串行接口一一对应通信连接；处理器(1)的一路通用输入输出接口与数传芯片u1000的掉电端口电性连接，该通用输入输出接口上拉或者下拉数传芯片u1000的掉电端口的电平；数传芯片u1000用于形成双目摄像头的输出端与处理器(1)的mipi接口之间的数传链路。5.根据权利要求4所述的一种地下传感定位电路，其特征在于，所述显示输出模块(4)
包括桥接串行器u800、第三接口j800和显示屏；桥接串行器u800包括一路mipi接口、至少一路串行接口和两路输出接口；桥接串行器u800的一路mipi接口与处理器(1)的mipi接口一一对应通信连接，桥接串行器u800的一路串行接口与处理器(1)的另一路串行接口对应通信连接；桥接串行器u800的两路输出接口分别通过共模电感与第三接口j800的输入端对应电性连接，第三接口j800还与显示屏电性连接。6.根据权利要求5所述的一种地下传感定位电路，其特征在于，所述电源模块(6)包括第四接口j400、第一瞬态抑制二极管d401、肖特基二极管d400、dc转换器u400、第一mos管q402a和第二mos管q402b；第四接口j400与dc输入电源电性连接，第四接口j400的引脚1与第一瞬态抑制二极管d401的阴极、电容c400的一端、电容c401的一端、极性电容c402的正极、电容c403的一端以及肖特基二极管d400的阳极电性连接，肖特基二极管d400的阴极作为第一电源输出端vdcin2_12v；第四接口j400的引脚2与第一瞬态抑制二极管d401的阳极、电容c400的另一端、电容c401的另一端、极性电容c402的负极和电容c403的另一端均接地；第一电源输出端vdcin2_12v还分别与dc转换器u400的输入端和电阻r402的一端电性连接，电阻r402的另一端分别与dc转换器u400的使能端、电阻r406的一端和电容c425的一端电性连接，电阻r406的另一端和电容c425的另一端均接地；dc转换器u400的高边驱动端与第一mos管q402a的栅极电性连接，dc转换器u400的低边驱动端与第二mos管q402b的栅极电性连接，第二mos管q402b的源极接地，第二mos管q402b的漏极分别与第一mos管q402a的源极、dc转换器u400的输出端和电感l400的一端电性连接，电感l400的另一端作为vap_5v输出端，电感l400的另一端还与电位器的输入端电性连接，电位器的输出端与dc转换器u400的反馈端电性连接，电位器的另一端接地；第一mos管q402a的漏极分别与低边检测电阻r404的一端和dc转换器u400的第一电流检测输入端电性连接，低边检测电阻r404的另一端分别与高边检测电阻r403的一端和第一电源输出端vdcin2_12v电性连接，高边检测电阻r403的另一端与dc转换器u400的第二电流检测输入端电性连接。7.根据权利要求6所述的一种地下传感定位电路，其特征在于，所述电源模块(6)还包括第五接口j401、第二瞬态抑制二极管d402、第三mos管q400和第四mos管q401；第五接口j401的引脚1与第一电源输出端vdcin2_12v、第二瞬态抑制二极管d402的阴极、电阻r400的一端和第三mos管q400的漏极电性连接，第五接口j401的引脚2和引脚3与第二瞬态抑制二极管d402的阳极均接地；电阻r400的另一端分别与第三mos管q400的栅极和第四mos管q401的漏极电性连接，第四mos管q401的源极接地，第四mos管q401的栅极与处理器(1)的一个通用输入输出接口电性连接；第三mos管q400的源极与第三接口j800的电源输入端电性连接。8.根据权利要求1所述的一种地下传感定位电路，其特征在于，所述处理器(1)为芯驰的x9处理器芯片。9.一种地下传感定位装置，包括中空的壳体(100)，壳体(100)嵌设在轨道车辆的端部并向轨道车辆内外两侧分别延伸，其特征在于，所述壳体(100)内部设置有如权利要求1—7任一项所述的地下传感定位电路，各接口、显示输出模块(4)的输出端以及语音输出模块(5)的输出端嵌设在壳体(100)伸入轨道车辆内部的一侧端面，图像采集模块(3)的输入端嵌设在壳体(100)伸出轨道车辆的一侧端面上。

技术总结
本实用新型提供了一种地下传感定位电路及定位装置，包括处理器、加速度模块、图像采集模块、显示输出模块、语音输出模块和电源模块；加速度模块设置在轨道车辆上，用于获取轨道车辆在地下的至少三个轴向的加速度信号的数字量，并将加速度信号的数字量发送给处理器；图像采集模块设置在轨道车辆行驶方向的一侧，并与处理器通信连接，用于获取车辆在地下的行进方向的图像并发送给处理器；显示输出模块设置在轨道车辆内，用于接收经处理器转发的图像采集模块采集的图像；语音输出模块选择性的输出语音提示或者报警信息；电源模块与处理器、加速度模块、图像采集模块或者语音输出模块电性连接，电源模块还选择性的向显示输出模块供电。电。电。


技术研发人员：黄涛 谌璟 孙庆新
受保护的技术使用者：自行科技（武汉）有限公司
技术研发日：2023.01.06
技术公布日：2023/5/14