VBOX III 使用手册.docx
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VBOXIII使用手册
VBOX3I100HzGPS数据采集器
用户手册
VBOX3I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VBOX3i。
VBOX3i保留了VBOX3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。
VBOX3i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VBOXIII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，VBOX3i能够实现40cm绝对定位精度。
作为选项，也可实现2cm95%CEP（RTK）定位精度，它需要一个RTK激活的基站（RLVBBS3）。
特征
●非接触式基于GPS技术的100Hz速度和距离测量
●11ms延迟
●4x24位差分模拟量输入，输入电压范围±50v，数据同步采集。
●2xCAN总线接口用于数据输入/输出
●RS-232串行接口
●CF闪存卡
●2x16位用户定义的模拟量输出
●2位数字输出
●100Hz速度扫描的制动触发器输入.
●宽电压范围5.3V到30V
●数据登录速度可选：
100Hz,50Hz,20Hz,10Hz,5Hz,1Hz
Racelogic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，VBOX3I电压不能超过直流15V。
标准配置
名称
数量
Racelogic代号
VBOX3I
1
VB3i
带内置12V充电器的电池包
1
RLVBACS012
电源充电器
1
RLVBACS020
雪茄点烟器适配器
1
RLVBCAB10
GPS磁性天线
1
RLVBACS001
128M闪寸卡
1
RLVBACS008
PCMCIA闪寸卡读卡器
1
RLVBACS028
VBOX软件光盘
1
RLVBACS030
PC串行电缆
1
RLVBCAB01
用户手册
1
RLVBACS031
携带箱
1
RLVBACS013
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
RLVBDSP03
8通道（16位）模拟接口
RLVBADC03
8通道（10位）模拟接口
RLVBADC02
4通道频率输入模块
RLVBFIM02
8通道车辆CAN总线接口
RLVBCAN01
8通道热电偶接口
RLVBTC8
CAN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
VBOX3I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VBOX3I。
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VBOX3I的时候，电池可供电时间超过2小时。
注意在带扩展使用下，VBOX3I外壳会发热，这是正常的。
尽管如此，将VBOX3I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
VBOX3I在前面的面板上有两个薄膜按钮，LOG（记录）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：
1
1
1
1
显示4个卫星的序列
延迟
1
2
3
4
延迟
1
2
3
4
显示0个卫星的序列
延迟（大约1秒）
延迟（大约1秒）
闪寸卡
VBOX3I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
VBOX3I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0——5V。
数字输入
DIGIN数字输入连接器包括两个给VBOX3I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，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VBOX3I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
VBOX3I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VBOX3I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VBOX3I前面面板的CAN连接器上。
CAN总线端口A和B分别位于VBOX3I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RacelogicCAN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MFD或ADC03）。
给VBOX3I的供电电压不能超过直流15V。
CAN/RS232端口（接上）
VBOX3I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LogChannels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
VBOX3I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）。
❑VBOX3I
❑充满电的电池组或雪茄点烟器12V的适配器连接线
❑GPS天线
❑空的闪寸卡
❑RS232串行线
❑VBOX软件CD
❑PC机（不提供）
1.安装软件
2.在车辆上安装VBOX
3.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VBOX3I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5—10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。
VBOX3I‘.VBO’文件格式
VBOX3I数据文件以标准的文本格式保存。
这就允许数据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VBOX3I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VBOXVBO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）2001-2004Racelogic
VBox3V01.00Build0424
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直节数方位高度垂直速度时间1时间
[数据]
004072148.26+3119.408424+00062.635139015.13356.06+00155.27-00000.220.00000
004072148.27+3119.408592+00062.635104015.17356.02+00147.93-00000.370.00000
004072148.28+3119.408629+00062.635108015.09355.92+00147.92-00000.400.00000
004072148.29+3119.408669+00062.635115014.98355.64+00147.92-00000.350.00000
004072148.30+3119.408711+00062.635119015.00355.87+00147.91-00000.470.00000
004072148.31+3119.408753+00062.635122015.03356.11+00147.90-00000.610.00000
004072148.32+3119.408797+00062.635125015.16356.48+00147.88-00000.840.00000
004072148.33+3119.408837+00062.635130015.06356.32+00147.88-00000.670.00000
004072148.34+3119.408874+00062.635138014.84355.81+00147.91-00000.140.00000
004072148.35+3119.408919+00062.635144015.03355.84+00147.90-00000.280.00000
004072148.36+3119.408968+00062.635147015.42356.17+00147.87-00000.660.00000
004072148.37+3119.409013+00062.635148015.56356.72+00147.87-00000.690.00000
VBOX.EXE软件
VBOX.EXE软件用来设置VBOX3I，也可以用来分析VBO数据文件。
VBOX.EXE软件的具体内容请见VBOX3I.提供的VBOX用户手册。
固件升级
固件一般是指VBOX3I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VBOX3I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VBOX3I。
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，UPG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：
********************.uk。
规格
GPS
速度
距离
精度
0.1Km/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
100Hz
更新速率
100Hz
最大速度
1000Mph
分辨率
1cm
最小速度
0.1Km/h
高度精度
6米 95%CEP**
分辨率
0.01Km/h
高度精度，带DGPS
2米 95%CEP**
绝对定位
时间
精度
3m 95%CEP**
分辨率
0.01s
精度，带DGPS
1.8m 95%CEP**
精度
0.01s
更新速率
100Hz
分辨率
1cm
角度
功率
分辨率
0.01°
输入电压范围
5.3v-30vDC
精度
0.1°
功率
最大10.6watts
加速度
环境和物理参数
精度
0.5%
重量
大约900克
最大
20G
尺寸
170mmx121mmx41mm
分辨率
0.01G
工作温度
-20ºCto+70ºC
更新速率
100Hz
存储温度
-30ºCto+80ºC
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（CircleErrorProbable）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
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
0to5VoltsDC
频率范围
DCto44.4Khz
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（0to400Km/h）
精度
0.1Km/h@100Km/h
90个脉冲每米
刷新速度
100Hz
精度
0.01Km/h@100Km/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
4
分辨率
24bit
输入范围
±50v
DC精度
400μV
通道采样模式
同步
数字量
制动/
升级会员 