一種獲取牽引車和掛車夾角的裝置的制作方法
1.本技術涉及車輛安全技術領域，尤其涉及一種獲取牽引車和掛車夾角的裝置。
背景技術：
2.在牽引車與掛車轉向、倒車等情況下，掛車的行駛軌跡對行車安全具有重要影響。如果牽引車和拖掛車之間的夾角已知，為車輛360全景影像的圖像拼接服務，消除駕駛員視覺盲區，減輕駕駛員負擔，提高駕駛安全性。現有技術提供了一些類型的夾角測量裝置，包括固定式霍爾傳感器、浮動磁鐵及磁鐵限位器等等，這些技術中涉及的角度檢測組件包括旋轉編碼器、激光器、光電檢測陣列等多種電子元器件。
3.針對上述相關技術，本技術發明人在實現本技術實施例中發明技術方案的過程中，發現至少存在以下技術問題：采用上述夾角測量裝置來獲取牽引車與掛車夾角的方式，成本較高，且各元器件間相互作用及檢測關系復雜，對零部件精度及安裝要求高，工作過程中穩定性較差。
技術實現要素：
4.本技術實施例通過提供一種獲取牽引車和掛車夾角的裝置，解決了現有技術中夾角測量裝置來獲取牽引車與掛車夾角的方式，導致工作穩定性較差，測量不精準的問題，實現了簡便、精準地獲取牽引車與掛車的夾角。
5.本技術實施例提供了一種獲取牽引車和掛車夾角的裝置，包括：第一獲取單元，用于獲取第一標識點、第二標識點的位置信息，所述第一標識點、第二標識點的位置信息由安裝于牽引車后端的攝像頭監測兩個塊得到，兩個所述塊分別安裝于掛車前端且位于左右兩側的位置；第二獲取單元，用于獲取第三標識點、第四標識點和第五標識點的位置信息，所述第三標識點為攝像頭的位置，所述第四標識點為掛車前端中點，所述第五標識點為掛車的牽引銷位置；計算單元，包括第一計算單元、第二計算單元、第三計算單元和第四計算單元；所述第一計算單元用于計算第一標識點和第二標識點的物理坐標，所述第一標識點和第二標識點的物理坐標由攝像頭獲取的第一標識點和第二標識點的像素坐標計算得到，所述第二計算單元用于計算第一標識點和第五標識點的連線、牽引車的中軸線之間的第一夾角，或用于計算第二標識點和第五標識點的連線、牽引車的中軸線之間的第一夾角，所述第三計算單元用于計算第一標識點和第五標識點的連線、第四標識點與第五標識點的連線之間的第二夾角，或用于計算第二標識點和第五標識點的連線、第四標識點與第五標識點的連線之間的第二夾角，所述第四計算單元用于計算牽引車與掛車之間的第三夾角，當車輛左轉時，采用第一標識點計算，所述第三夾角為第二夾角和第一夾角的和值，當車輛右轉時，采用第二標識點計算，所述第三夾角為第二夾角和第一夾角的差值。
6.進一步的，所述攝像頭的安裝高度高于塊的安裝高度。
7.進一步的，所述塊為球形狀。
8.進一步的，位于所述掛車兩側的塊顏不同。
9.進一步的，所述牽引車的后端設置有支桿，所述攝像頭設置于支桿的端部。
10.進一步的，所述攝像頭位于牽引車頂端的中部位置，所述塊位于掛車前端且靠近底部的位置。
11.本技術實施例中提供的技術方案，至少具有如下技術效果或優點：
12.由于采用了獲取單元以及計算單元，通過攝像頭獲取位于掛車前端且靠近兩側的位置點，以掛車的牽引銷為坐標系原點、牽引車的中軸線方向為y軸以及垂直于牽引車的中軸線方向為x軸，建立坐標系，利用攝像頭捕捉的塊位置信息轉換成物理坐標，直接計算得到牽引車和掛車之間的夾角，有效解決了牽引車與掛車夾角獲取問題，夾角獲取裝置整體結構成本低，維護保養方便，工作穩定，不受環境因素干擾。
附圖說明
13.圖1為本技術實施例中的牽引車與掛車連接的側視圖；
14.圖2為本技術實施例中的牽引車與掛車連接的俯視面；
15.圖3為本技術實施例中的牽引車轉向后的俯視圖；
16.圖4為本技術實施例中車輛側面狀態下的獲取夾角裝置的各安裝連接點的狀態示意圖；
17.圖5為本技術實施例中牽引車未發生轉向時的獲取夾角裝置的各安裝連接點的狀態示意圖；
18.圖6為本技術實施例中牽引車發生轉向時的獲取夾角裝置的各安裝連接點的狀態示意圖；
19.圖中：1、牽引車；2、掛車；21、牽引銷；3、攝像頭；4、塊；5、支桿。
具體實施方式
20.本技術實施例公開提供了一種獲取牽引車和掛車夾角的裝置和方法，通過攝像頭3獲取位于掛車2前端且靠近兩側的位置點，以掛車2的牽引銷21為坐標系原點、牽引車1的中軸線方向為y軸以及垂直于牽引車1的中軸線方向為x軸，建立坐標系，利用攝像頭3捕捉的塊4位置信息轉換成物理坐標，直接計算得到牽引車1和掛車2之間的夾角，有效解決了牽引車1與掛車2夾角獲取問題，夾角獲取裝置整體結構成本低，維護保養方便，工作穩定，不受環境因素干擾。
21.為了更好的理解上述技術方案，下面將結合說明書附圖以及具體的實施方式對上述技術方案進行詳細的說明。
22.參照圖1～3，一方面，本技術實施例公開了一種獲取牽引車和掛車夾角的裝置，牽引車1和掛車2通過牽引車1鞍座與掛車2的牽引銷21連接，包括第一獲取單元、第二獲取單元和計算單元，通過第一獲取單元和第二獲取單元獲取綜合的數據，再根據獲取的數據通過計算得出牽引車1與掛車2之間的夾角。
23.第一獲取單元，用于獲取第一標識點、第二標識點的位置信息，第一標識點、第二標識點的位置信息由安裝于牽引車1后端的攝像頭3監測兩個塊4得到，兩個塊4分別安裝于掛車2前端且位于左右兩側的位置，具體地，攝像頭3的安裝高度高于塊4的安裝高度，保證攝像頭3能夠在掛車2轉動范圍內拍攝到塊4。在牽引車1的后端固定安裝有水平
設置的支桿5，攝像頭3可拆卸地固定安裝于支桿5的端部。為了方便獲取相關的數據，將攝像頭3安裝于位于牽引車1頂端的中部位置，而塊4位于掛車2前端且靠近底部的位置，塊4與牽引銷21位于同一水平面上。塊4可以為球形狀、方塊狀等結構，優先選擇為球形狀，并且兩個塊4的顏可以設置為相同顏或不同顏，采用不同的顏能夠方便區別左右兩個塊4，提高圖像處理的便利性，方便尋中心。
24.第二獲取單元，用于獲取第三標識點、第四標識點和第五標識點的位置信息，第三標識點為攝像頭3的位置，第四標識點為掛車2前端中點，第五標識點為掛車2的牽引銷21位置。
25.計算單元，包括第一計算單元、第二計算單元、第三計算單元和第四計算單元。第一計算單元用于計算第一標識點和第二標識點的物理坐標，第一標識點和第二標識點的物理坐標由攝像頭3獲取的第一標識點和第二標識點的像素坐標計算得到，第二計算單元用于計算第一標識點和第五標識點的連線、牽引車1的中軸線之間的第一夾角，或用于計算第二標識點和第五標識點的連線、牽引車1的中軸線之間的第一夾角，第三計算單元用于計算第一標識點和第五標識點的連線、第四標識點與第五標識點的連線之間的第二夾角，或用于計算第二標識點和第五標識點的連線、第四標識點與第五標識點的連線之間的第二夾角，第四計算單元用于計算牽引車1與掛車2之間的第三夾角，當車輛左轉時，采用第一標識點作為基準，第一夾角為第一標識點和第五標識點的連線、牽引車1的中軸線之間的夾角，第二夾角為第一標識點和第五標識點的連線、第四標識點與第五標識點的連線之間的夾角，第三夾角為第二夾角和第一夾角的和值；當車輛右轉時，采用第二標識點作為基準，第一夾角為第二標識點和第五標識點的連線、牽引車1的中軸線之間的夾角，第二夾角為第二標識點和第五標識點的連線、第四標識點與第五標識點的連線之間的夾角，第三夾角為第二夾角和第一夾角的差值。
26.另一方面，參照圖1～6，本技術實施例公開了一種獲取牽引車和掛車夾角的方法，采用上述獲取牽引車與掛車夾角的裝置，牽引車1和掛車2通過牽引車1鞍座與掛車2的牽引銷21連接，具體方法包括以下步驟。
27.獲取第一標識點、第二標識點的位置信息，第一標識點、第二標識點的位置信息由安裝于牽引車1后端的攝像頭3監測兩個塊4得到，兩個塊4分別安裝于掛車2前端且位于左右兩側的位置。將第一標識點標記為b點，第二標識點標記為c點，在牽引車1后端上標記與b點、c點離地面等高的位置點為e點、f點，b點、c點、e點、f點位于同一水平面bcef上。
28.獲取第三標識點、第四標識點和第五標識點的位置信息，第三標識點為攝像頭3的位置，將第三標識點標記為a點，標記a點在水平面bcef的垂足為a’點。第四標識點為掛車2前端中點，將第四標識點標記為d點，為在水平面bcef上的垂足。第五標識點為掛車2的牽引銷21位置，即第五標識點為牽引銷21在水平面bcef上的垂足，將第五標識點標記為q點。
29.獲取牽引車1與掛車2夾角的裝置安裝完成后，存在a’點、d點和q點在一條直線和不在一條直線上的情況，當a’點、d點和q點不在一條直線上即牽引車1與掛車2之間產生夾角，為了方便對該夾角進行計算，建立坐標系。
30.坐標系的設定方式為：以第五標識點的q點為坐標原點，以牽引車1的中軸線方向為y軸，以垂直于牽引車1的中軸線的方向為x軸。
31.計算第一標識點和第二標識點的物理坐標，第一標識點和第二標識點的物理坐標
由攝像頭3獲取的第一標識點和第二標識點的像素坐標計算得到。
32.首先，得到透視圖轉化為俯視圖的透視變換矩陣。具體地，根據四個點b、c、e、f點的物理坐標(x，y)和攝像頭3所拍攝圖像中對應的四個點b’、c’、e’、f’點的像素坐標(u，v)，利用opencv中的getperspectivertransform函數，可以得到透視變換矩陣a。
[0033][0034]
其次，根據塊4在圖像中顯示的圓形，求出塊4的圓心坐標，即為b、c點的像素坐標(u,v)，根據上一步得到的透視變換矩陣，可以求出b、c點相對于坐標原點的物理坐標(x，y)，具體計算公式如下。
[0035][0036][0037]
計算第一標識點和第五標識點的連線、牽引車1的中軸線之間的第一夾角，或計算第二標識點和第五標識點的連線、牽引車1的中軸線之間的第一夾角，第一夾角為∠bqa’或∠cqa’，當車輛左轉時，第一夾角為∠bqa’，當車輛右轉時，第一夾角為∠cqa’。
[0038]
計算第一標識點和第五標識點的連線、第四標識點與第五標識點的連線之間的第二夾角，或計算第二標識點和第五標識點的連線、第四標識點與第五標識點的連線之間的第二夾角，第二夾角為∠bqd或∠cqd，當車輛左轉時，第二夾角為∠bqd，當車輛右轉時，第二夾角為∠cqd。
[0039]
計算牽引車1與掛車2之間的第三夾角，第三夾角為第一夾角和第二夾角的差值，第三夾角為∠a’qd。
[0040]
當車輛左轉時，以左邊塊4的中心坐標進行計算，當車輛右轉時，以右邊塊4的中心坐標進行計算。車輛大角度左轉時，第二標識點有可能會被擋住，反過來，車輛大角度右轉時，第一標識點有可能會被擋住。
[0041]
在本技術實施例中，以牽引車1左轉為例，即根據b點的物理坐標通過反正切函數計算得到第一夾角∠bqa’。同時，在
△
bdq中，根據已知長度的bd、dq的長度，通過反正切函數求出∠bqd，而牽引車1與掛車2的第三夾角∠a’qd為第一夾角∠bqa’和第二夾角∠bqd的差值。具體算法如下。
[0042]
已知：b、c點相對于坐標原點的物理坐標(x，y)，
[0043]
得知：∠bqa’＝tan-1
(x/y)，
[0044]
已知：
[0045]
得知：
[0046]
求得：∠a’qd＝∠bqd-∠bqa’。
[0047]
顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和范圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
[0048]
以上所述的，僅為本技術實施例較佳的具體實施方式，但本技術的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本技術揭露的技術范圍內，根據本技術的技術方案及其構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本技術的保護范圍之內。
技術特征：
1.一種獲取牽引車和掛車夾角的裝置，其特征在于，包括：第一獲取單元，用于獲取第一標識點、第二標識點的位置信息，所述第一標識點、第二標識點的位置信息由安裝于牽引車(1)后端的攝像頭(3)監測兩個塊(4)得到，兩個所述塊(4)分別安裝于掛車(2)前端且位于左右兩側的位置；第二獲取單元，用于獲取第三標識點、第四標識點和第五標識點的位置信息，所述第三標識點為攝像頭(3)的位置，所述第四標識點為掛車(2)前端中點，所述第五標識點為掛車(2)的牽引銷(21)位置；計算單元，包括第一計算單元、第二計算單元、第三計算單元和第四計算單元；所述第一計算單元用于計算第一標識點和第二標識點的物理坐標，所述第一標識點和第二標識點的物理坐標由攝像頭(3)獲取的第一標識點和第二標識點的像素坐標計算得到，所述第二計算單元用于計算第一標識點和第五標識點的連線、牽引車(1)的中軸線之間的第一夾角，或用于計算第二標識點和第五標識點的連線、牽引車(1)的中軸線之間的第一夾角，所述第三計算單元用于計算第一標識點和第五標識點的連線、第四標識點與第五標識點的連線之間的第二夾角，或用于計算第二標識點和第五標識點的連線、第四標識點與第五標識點的連線之間的第二夾角，所述第四計算單元用于計算牽引車(1)與掛車(2)之間的第三夾角，當車輛左轉時，采用第一標識點計算，所述第三夾角為第二夾角和第一夾角的和值，當車輛右轉時，采用第二標識點計算，所述第三夾角為第二夾角和第一夾角的差值。2.如權利要求1所述的一種獲取牽引車和掛車夾角的裝置，其特征在于，所述攝像頭(3)的安裝高度高于塊(4)的安裝高度。3.如權利要求1所述的一種獲取牽引車和掛車夾角的裝置，其特征在于，所述塊(4)為球形狀。4.如權利要求1所述的一種獲取牽引車和掛車夾角的裝置，其特征在于，位于所述掛車(2)兩側的塊(4)顏不同。5.如權利要求1所述的一種獲取牽引車和掛車夾角的裝置，其特征在于，所述牽引車(1)的后端設置有支桿(5)，所述攝像頭(3)設置于支桿(5)的端部。6.如權利要求1所述的一種獲取牽引車和掛車夾角的裝置，其特征在于，所述攝像頭(3)位于牽引車(1)頂端的中部位置，所述塊(4)位于掛車(2)前端且靠近底部的位置。
技術總結
本申請涉及車輛安全技術領域，公開了一種獲取牽引車和掛車夾角的裝置，包括：第一獲取單元，用于獲取第一標識點、第二標識點的位置信息，第一標識點、第二標識點的位置信息由安裝于牽引車后端的攝像頭監測兩個塊得到，兩個塊分別安裝于掛車前端且位于左右兩側的位置；第二獲取單元，用于獲取第三標識點、第四標識點和第五標識點的位置信息，第三標識點為攝像頭的位置，第四標識點為掛車前端中點，第五標識點為掛車的牽引銷位置；計算單元，用于計算牽引車與掛車之間的第三夾角。本申請具有簡便、精準地獲取牽引車與掛車的夾角的效果。精準地獲取牽引車與掛車的夾角的效果。精準地獲取牽引車與掛車的夾角的效果。
