VBOX III 使用手册

1、VBOX 3I 100Hz GPS数据采集器用户手册VBOX 3I综述3简介4特征4标准配置5可选附件5操作6准备工作15VBOX 3I .VBO 文件格式17VBOX.EXE 软件18固件升级19规格20接线数据22模拟输入接头25CAN总线数据格式26联系信息27VBOX 3I综述简介在非常成功的VBOX3基础上，Racelogic 开发出来了升级换代的产品VBOX 3i。VBOX 3i 保留了VBOX 3的所有的功能但又增加了一些新的功能例如USB 接口，内置蓝牙接口，和音频接口用于声音标记。VBOX3i的功耗也大大降低从而使得不需要象VBOX3那样带散热器，体积也相应的减少了。VBOX

2、 3i的核心由一个166MHz 的处理器升级到一个400MHz 处理器且带一个进行浮点数学运算的协处理器，运算速度超过7.6亿次每秒。当与Racelogic的IMU结合使用时，能够进行实时惯性整合，从而在GPS信号不好如桥下，树旁的情况下，可以利用惯性数据得出准确的速度信号。和VBOX III一样，采集下来的数据直接以100Hz的速度存储到 CF卡上，从而容易传输到计算机内。当与一个DGPS 基站使用时，VBOX 3i 能够实现40cm 绝对定位精度。作为选项，也可实现2cm 95% CEP (RTK) 定位精度，它需要一个RTK 激活的基站 (RLVBBS3)。特征l 非接触式基于GPS技术

3、的100Hz速度和距离测量l 11ms 延迟l 4 x 24位差分模拟量输入，输入电压范围±50v，数据同步采集。l 2 x CAN 总线接口用于数据输入/输出l RS-232 串行接口l CF闪存卡l 2 x 16位用户定义的模拟量输出l 2 位数字输出l 100Hz速度扫描的制动触发器输入.l 宽电压范围5.3V 到 30V l 数据登录速度可选：100Hz, 50Hz, 20Hz, 10Hz, 5Hz, 1HzRacelogic外部模块比如多功能显示器只能由12V的车辆电源供电。因此，当使用外部总线模块时，VBOX 3I电压不能超过直流15V。标准配置名称数量Racelogic

4、 代号VBOX 3I1VB3i带内置12V充电器的电池包1RLVBACS012电源充电器1RLVBACS020雪茄点烟器适配器1RLVBCAB10GPS磁性天线1RLVBACS001128M闪寸卡1RLVBACS008PCMCIA闪寸卡读卡器1RLVBACS028VBOX软件光盘1RLVBACS030PC串行电缆1RLVBCAB01用户手册1RLVBACS031携带箱1RLVBACS013可选附件名称Racelogic 部件号 制动踏板触发器RLVBACS004手动制动触发器RLVBACS009开始/结束数据记录开关RLVBACS010多功能显示器RLVBDSP038通道（16位）模拟接口RL

5、VBADC038通道（10位）模拟接口RLVBADC024通道频率输入模块RLVBFIM028通道车辆CAN总线接口RLVBCAN018通道热电偶接口RLVBTC8CAN总线模拟输出模块RLVBDAC01单个偏航率传感器+2轴加速度传感器RLVBYAW02惯性测量单元。3个偏航率传感器和3个加速度传感器RLVBIMU01操作电源VBOX 3I可以由很多电源设备供电，包括车辆雪茄连接器，配套提供的Ni-Mh电池包和其它由使用者提供的电源。最大的工作电压输入不能超过30V，否则会导致损坏VBOX。警告VBOX可以连接其他的Racelogic输入模块，包括ADC03，ADC02，TC8，FIM02和

6、多功能显示器。请注意连接到VBOX的Racelogic模块的电压和VBOX的输入电压一样。因此当Racelogic外围设备和VBOX一起用的时候，输入电压不能超过15V。否则会导致损坏模块，也可能损坏VBOX 3I。由可充电的电池组供电使用VBOX的时候，当电池电压接近最小工作电压的时候，VBOX会发出警告声音。听到这个声音的时候，电池需要被充电。单独使用VBOX 3I的时候，电池可供电时间超过2小时。注意在带扩展使用下，VBOX 3I外壳会发热，这是正常的。尽管如此，将VBOX 3I放置在外壳有足够空气流动的位置是一个不错的选择。按钮VBOX 3I在前面的面板上有两个薄膜按钮，LOG（记录）

7、和FUNC（功能），记录按钮用来开始和停止记录数据到闪寸卡，功能按钮用来切换采样频率，100Hz和20Hz。记录记录按钮优先于在VBOX里的任何自动记录设置。比如，如果你设定VBOX为连续记录，记录按钮可以控制记录开始和结束。假如你设置了“运动才记录”并且车辆在运动的时候，按下记录按钮将停止VBOX记录数据和关闭闪寸卡中的文件。即使在运动都不会再记录数据，直到再次按下记录按钮或者移走闪寸卡再重新插入。这时VBOX将在运动的时候继续记录数据。每次记录按钮改变记录与否，将产生一个新文件。当VBOX记录数据的时候，兰色的CF卡指示灯闪烁，不要移动CF卡或者在LED灯闪烁的时候关闭电源。假如你在CF指

8、示灯闪烁的时候需要移动CF卡或者关闭电源，首先按下记录按钮停止VBOX记录数据。采样频率按下FUNC（功能）按钮LED灯的暂时闪烁将指示当前采样频率。所有的LED灯慢闪（每秒一次）表示20Hz，快闪（每秒五次）表示100Hz的采样频率。灯顺序闪烁表示除开100Hz和20Hz的其他采样频率。一直按下FUNC功能按钮5秒就会触发当前采样频率。采样频率也可以在VBOX软件中设置。默认设置一直按住FUNC功能按钮，同时按住记录按钮长达5秒可以恢复VBOX的默认出厂设置。VBOX的默认设置为，以100Hz在运动的时候记录数据，标准的记录参数：卫星数量，时间，纬度，经度，速度，方位，高度，垂直速度和制动触

9、发时间（默认设置下DGPS将关闭）LED灯指示在VBOX的前面面板上有三个LED指示灯。第一个LED灯，PWR灯表示VBOX通电正常，SAT灯表示VBOX已经锁定的GPS卫星数量。没有锁定卫星的时候，SAT灯将慢闪指示VBOX正在查找卫星。当一个或者更多的卫星被锁定的时候，LED灯将以一个短的延迟重复的不停闪烁表示卫星数量。下面是个SAT的LED灯闪烁序列的例子显示1个卫星的序列：1111显示4个卫星的序列延迟1234延迟1234显示0个卫星的序列延迟 (大约1秒 )延迟 (大约1秒 )闪寸卡VBOX 3I上可以使用I型的闪寸卡。闪寸卡必须用FAT或者FAT16格式格式化，不能使用FAT32格

10、式。在计算机中使用读卡器格式化闪寸卡的时候可以正常选择格式。闪寸卡记录数据的时候，兰色的CF卡LED指示灯将闪烁或直接变亮，当兰色的LED灯变亮的时候千万不要移动CF卡。如果在VBOX向CF卡中写入数据的时候移动了CF卡，就有数据文件被破坏而导致丢失数据的危险。在VBOX写入数据的时候需要移动CF卡，可以先按下在前面面板上的LOG(记录)按钮，等待兰色的LED灯熄灭。在带电的情况下插拔闪寸卡，VBOX将重新初始化。这会重置VBOX中的任何临时参数。比如CAN总线参数“通电距离”将被置为0。GPS天线VBOX 3I提供的GPS天线是一个5V的有源天线，为了达到最好的信号质量，保持天线和VBOX连

11、接的清洁很重要。将天线安装在VBOX上之前，确认在两端的接头内没有灰尘。联系VBOX供应商可以更换天线。天线是一个磁性设备，可以快速，简便安装在车辆顶部。为了得到最好的GPS信号接收，确保天线安装在车辆的最高点，并且远离能阻碍卫星接收的任何障碍物。GPS天线最好工作在金属平面上面（比如车辆顶部）。请注意当使用任何GPS设备的时候，宽阔的天空视野是很重要的。周围区域的物体比如高大的建筑物和树木都能阻挡GPS信号，从而造成跟踪的卫星数量的减少或丢失。输出1和输出2（OUT1&OUT2）输出1和输出2接头每个都有1个模拟电压和1个数字输出。OUT1连接器上的数字输出是一个相应于速度的频率/脉

12、冲输出。每米的脉冲范围可以在软件中调整。在OUT2连接器上的数字输出是简单的开/关状态输出。这个数字输出的默认功能是指示当前的数据记录状态，这里逻辑1（5V）表示正在记录数据，0（0V）表示VBOX没有记录数据。在OU1和OUT2两个连接器上的模拟输出都是由使用者配置的。比如模拟输出1口可以被设置为输出速度，同时模拟输出2口可以被设置为输出横向加速度。两个模拟输出的电压范围都是直流05V。数字输入DIG IN数字输入连接器包括两个给VBOX 3I的数字输入。数字输入1是制动触发器输入。这个输入连接到一个内在的计时捕捉模块，它能准确地记录一个事件时间用来计算制动距离。这段时间被称作触发事件时间，

13、同时以触发事件和最晚的GPS采样之间的毫秒数值记录下来。使用者也可以使用手动制动触发器将标记事件记录进VBOX 3I数据文件中。远程记录开/关按钮用起来很方便并且可以在前面面板上的开关不方便使用的时候。CAN/RS232端口VBOX 3I装备了两个CAN总线接口和两个RS232串行端口。主要的RS232端口用来VBOX和PC机的数据传输。主要端口在VBOX 3I的前面面板上标记为RS232。主要RS232端口可以从VBOX实时传输数据给PC机用来显示和进行实时测试。但是要知道由于PC机串行端口的局限性，实时传输数据只能局限于20Hz。因此GPS采样频率高于20Hz的实验应该首先将数据记录在闪寸

14、卡中再由闪寸卡传输给PC机处理。第二个RS232端口用来接收差分GPS（DGPS）来做本地的数据校正。第二个RS232端口位于VBOX 3I前面面板的CAN连接器上。CAN总线端口A和B分别位于VBOX 3I的“CAN”和“RS232”连接器上。这些端口的作用由用户自己配置，可以用于任何Racelogic外部模块或者用户自己的CAN总线设备。当一个插座上想同时使用RS232和CAN的时候，你需要一个5通道的 Lemo分线器RLVBACS024。连接“CAN”和“RS232”电缆的外部Racelogic CAN模块的电源电压和输入电压相同。因此当使用Racelogic外部CAN模块的时候（比如M

15、FD或ADC03）。给VBOX 3I的供电电压不能超过直流15V。CAN/RS232端口（接上）VBOX 3I可以在CAN端口B中记录8个CAN总线信号。在VBOX.EXE设置窗口里的Log Channels记录通道里使用VCI模块进行配置。CAN信号参数可以通过用户手动输入或者直接导入已有的CAN数据文件（.DBC），若有的话。模拟输入VBOX 3I包含四个24位最大100Hz采样频率的差分模拟输入通道。每个通道都有它自己的模数（A/D）转换器，四个通道同步进行采样。输入通道的电压值范围是±50V。注意不象ADC03模块，VBOX的这些模拟通道供电并不互相独立。模拟输入的连接器也包

16、含电压输出，可以用来给外部传感器供电。有一个与VBOX输入电压相同的Vbatt引脚和一个独立大小为5V ±2%的直流5V输出引脚。Vbatt引脚和5V输出引脚它们在VBOX内都带有100mA的保险丝。引脚设置请见第16页。有一个终端螺丝连接块，选择它可以让信号更加容易传输。使用单独5V电源的阻抗型传感器连接举例带内置调整器的传感器连接举例使用VBOX.EXE软件，模拟通道数据的记录功能可以打开或关闭。也可以改变每个输入通道的名称，配置比例和偏置值以校核传感器。1的刻度值和0的偏移值与这个通道读取的直流电压值一一对应。这就表示这个通道存储在闪寸卡中的值也是电压值。当使用例如载荷单元这样

17、的传感器的时候，可能希望以Kg为单位存储数据。在这种情况下，更改为适合于传感器的刻度和偏移值可以让闪寸卡以Kg为单位存储数据。当使用VBOX.EXE软件改变一个模拟通道的设置，可以看到显示当前通道的一组实时数据。显示的这个值是在应用比例和偏移值后的值，因此也可以帮助校核传感器。模拟输入（接上）使用VBOX.EXE软件，模拟通道数据的记录功能可以打开或关闭。也可以改变每个输入通道的名称，配置比例和偏置值以校核传感器。1的刻度值和0的偏移值与这个通道读取的直流电压值一一对应。这就表示这个通道存储在闪寸卡中的值也是电压值。当使用例如载荷单元这样的传感器的时候，可能希望以Kg为单位存储数据。在这种情况

18、下，更改为适合于传感器的刻度和偏移值可以让闪寸卡以Kg为单位存储数据。当使用VBOX.EXE软件改变一个模拟通道的设置，可以看到显示当前通道的一组实时数据。显示的这个值是在应用比例和偏移值后的值，因此也可以帮助校核传感器。准备工作需要的设备（除开专门指定而外其他都是标准设备）。q VBOX 3Iq 充满电的电池组或雪茄点烟器12V的适配器连接线q GPS天线q 空的闪寸卡q RS232串行线q VBOX软件CDq PC机(不提供)1.安装软件2.在车辆上安装VBOX3.在VBOX上安装天线4.在车顶装上GPS天线5.在计算机上连接串行线6.给VBOX接上串行线的另一端7.给VBOX连接电源线和

19、电池组8.如果使用12V电源线，把它连接到车辆上9.电源接好后，红色的PWR灯应该变亮。在一个短的延时过后VBOX 3I开始搜索卫星。SAT灯将指示锁定的卫星数量。要得到最好的实验结果，VBOX需要锁定5颗以上的卫星，并且要有很好的卫星接收质量。当第一次使用VBOX或者在很长一段时间之后再使用VBOX时，VBOX将用510分钟来重新收集数据以跟踪卫星。当车辆开始移动时，CF卡开始记录数据的时候，兰色的CF灯应该开始闪烁。当车辆停下，兰色的CF灯应该熄灭。这时可以移走CF卡，并传输数据给PC机以分析数据。VBOX 3I .VBO 文件格式VBOX 3I 数据文件以标准的文本格式保存。这就允许数据

20、很容易导入进第三方应用程序，比如Word或电子表格。每个文件在主要数据之前都有一个标题，这个标题描述了数据通道和VBOX 3I的信息，比如序列号和系统版本。列名参数表示这段数据每列的数据名右边显示了一个VBOX VBO文件例子。文件生成于 15/04/2004 08:21 标题卫星数量时间纬度经度速度节数方位高度垂直速度 m/s事件1时间通道单位评论(c)2001 - 2004 Racelogic VBox3 V01.00 Build 0424 GPS 硬件 : 2004. 1. 13，2.4O 序列号 : 00030005采样频率 (Hz) : 100.00列名卫星数量 时间 纬度 精度 垂

21、直节数 方位 高度 垂直速度 时间1时间 数据004 072148.26 +3119.408424 +00062.635139 015.13 356.06 +00155.27 -00000.22 0.00000 004 072148.27 +3119.408592 +00062.635104 015.17 356.02 +00147.93 -00000.37 0.00000 004 072148.28 +3119.408629 +00062.635108 015.09 355.92 +00147.92 -00000.40 0.00000 004 072148.29 +3119.408669 +

22、00062.635115 014.98 355.64 +00147.92 -00000.35 0.00000 004 072148.30 +3119.408711 +00062.635119 015.00 355.87 +00147.91 -00000.47 0.00000 004 072148.31 +3119.408753 +00062.635122 015.03 356.11 +00147.90 -00000.61 0.00000 004 072148.32 +3119.408797 +00062.635125 015.16 356.48 +00147.88 -00000.84 0.00

23、000 004 072148.33 +3119.408837 +00062.635130 015.06 356.32 +00147.88 -00000.67 0.00000 004 072148.34 +3119.408874 +00062.635138 014.84 355.81 +00147.91 -00000.14 0.00000 004 072148.35 +3119.408919 +00062.635144 015.03 355.84 +00147.90 -00000.28 0.00000 004 072148.36 +3119.408968 +00062.635147 015.42

24、 356.17 +00147.87 -00000.66 0.00000 004 072148.37 +3119.409013 +00062.635148 015.56 356.72 +00147.87 -00000.69 0.00000VBOX.EXE 软件VBOX.EXE软件用来设置VBOX 3I，也可以用来分析VBO数据文件。VBOX.EXE软件的具体内容请见VBOX 3I.提供的VBOX用户手册。固件升级固件一般是指VBOX 3I里的操作软件，固件负责VBOX的所有功能和实时分析。固件的升级由Racelogic公司提供，从而改进或者加强VBOX的性能。在Racelogic的主页上可以下载

25、到最新的软件，路径为：http:/www.racelogic.co.uk/2003/vbox/downloads.htm推荐定期到主页上去升级软件。VBOX升级文件有一个“.UPG”的文件扩展名。升级VBOX 3I软件的时候，先从Racelogic主页上下载最新的软件，然后复制该文件到一个闪寸卡上。再将闪寸卡插入VBOX 3I。给VBOX连接上电源。在前面面板上所有三个LED灯都应该变亮。在一个短时间后，前面面板上的绿色和兰色LED灯将闪烁。当LED灯停止闪烁的时候，VBOX将重新初始化并可以开始一般的操作。当VBOX追踪到卫星的时候绿色的SAT灯将闪烁以表示可以开始一般的操作。升级之后，UP

26、G文件将从闪寸卡上删除掉并将生成一个升级记录文件。当有任何问题发生的时候这个记录文件都会发到下面的Email地址。如果关于VBOX的升级你有什么问题，请立即联系：supportracelogic.co.uk。规格 GPS速度  距离 精度0.1 Km/h (平均4次采样) 精度0.05% (<50cm 每公里)单位Km/h 或 Mph 单位米 /英尺更新速率100 Hz 更新速率100Hz最大速度1000 Mph 分辨率1cm最小速度0.1 Km/h 高度精度6 米   

27、;  95% CEP*分辨率0.01 Km/h高度精度，带DGPS2 米     95% CEP*     绝对定位  时间 精度3m     95% CEP* 分辨率0.01 s精度，带DGPS1.8m     95% CEP* 精度0.01 s更新速率100 Hz   分辨率1 cm    &#

28、160;   角度  功率分辨率0.01° 输入电压范围5.3v-30v DC精度0.1° 功率最大10.6 watts     加速度  环境和物理参数精度0.5% 重量大约900 克最大20 G 尺寸170mm x 121mm x 41mm分辨率0.01 G 工作温度-20ºC to +70ºC更新速率100Hz 存储温度-30ºC to +80ºC&#

29、160;    存储  定义 CF卡记录时间 I型取决于CF卡的容量 * CEP =循环错误的概率95% CEP (Circle Error Probable) 表示在95的时间内，位置读数均在规定的半径内。* 当以100Hz的速率采集时1小时需要大约29Mb，最大的采集容量为182Mb每小时。   输出CAN 总线    传输位速率250Kbits ,500Kbits & 1Mbit 波特率可选  

30、0;定义类型标准11位 2.0A   数据内容卫星数，经度，纬度，速度，角度，海拔，垂直速度，距离，横向&纵向加速度，触发器距离，触发器时间，触发时速度模拟量  数字量 电压范围0 to 5Volts DC 频率范围DC to 44.4Khz默认设置*速度0.0125Volts每公里/小时 (0 到 400Km/h) 默认设置 *25Hz 每公里/小时(0 to 400Km/h)精度0.1 Km/h 100Km/h  90 个脉冲每米刷新速度100Hz 精度0.01Km/h 1

31、00Km/h   刷新速度100Hz*设定范围用户可以通过软件设定输入CAN 总线    Racelogic模块最多32 通道,对于任意下列模块的组合ADC02, ADC03, FIM02, TC8, Yaw横摆角传感器 或 CAN01     外部CAN 总线8 通道用户定义的外部CAN总线信号,例如车载CAN总线，可以从工业标准DBC数据库中载入数据。     模拟量    通道数量

32、4 分辨率24 bit输入范围±50v DC 精度400 V通道采样模式同步        数字量    制动/事件触发器可以选择信号的极性，16位记时器，12s 分辨率启动/停止采集控制远程采集手持开关控制接线信息VBOX 3I正视图两针LEMO接口三针LEMO接口五针LEMO接口接口1 电源类型两针Lemo引脚入/出描述范围1I电源正极5.4V to 30V2I接地0V接口2输出1类型三针Lemo 引脚入/出描述范围1O模拟输出10V to

33、5V2O数字输出20V to 5V3I接地接口3 输出2类型三针Lemo引脚入/出描述范围1O模拟输出20V to 5V2O数字输出10V to 5V3I接口4 数字输入类型三针Lemo引脚入/出描述范围1I接地2I数字输入2. 开始/停止 记录数据0V to 5V3I数字输入1. 制动触发器0V to 5V接口5 CAN 总线类型五针Lemo引脚入/出描述范围1ORS232 Tx (端口 B)±12v2IRS232 Rx (端口B)±12v3I/OCAN 总线 高电压 (端口A)4I/OCAN 总线 低电压(端口 A)5O电源 +V和输入电源一致 +接口6 RS232串口

34、类型五针Lemo引脚入/出描述范围1ORS232 Tx (端口A)±12v2IRS232 Rx (端口A)±12v3I/OCAN总线 高电压（端口B)4I/OCAN总线 低电压 (端口B)5O电源 +V和输入电源一致 +天线接头接口天线类型SMA 引脚入/出描述范围中心轴线-有源天线RF信号 / 电源外围-接地模拟输入接头VBOX 3I接口图接口: 模拟类型: Sub-D 25针接口: 模拟类型: Sub-D 25针引脚入/出描述范围引脚入/出描述范围1I通道 1 +14O电源等于输入电压. 100mA2I通道1 -15O接地3I通道2 +16O独立5V输出独立5V ±2%. 100mA4I通道2 -17O独立接地独立接地5I通道3 +186I通道3 -197I通道4 +208I通道4 -2192210231124122513注意: 从你的VBOX供应商那里可以买到一个螺丝端子接口模块CAN总线数据格式ID*更新率*数据字节数123456780x30110ms(1) 观察到的卫星(2) 从午夜UTC开始的时间(3) 位置 纬度 DDMM.MMMMM0x30210ms(4) 位置 精度 D