牵引挂车夹角实时获取方法

技术领域

本发明涉及一种牵引挂车夹角实时获取方法。

背景技术

在360度环视拼接领域中，通常是在乘用车对前后左右相机的图像进行拼接。目前，一般的乘用车可以近似看作是一个刚体，在汽车运行中相机之间、相机与车辆之间的位置关系不会发生改变，因此图像拼接算法是固定的。而对于牵引挂车则不同，车头和挂车之间会产生旋转夹角，从而改变相机之间、相机与车辆之间的位置关系，因此图像拼接算法必须根据这个夹角变化动态调整。而，目前如何测量估算车头与挂车之间的夹角是个技术难题。

发明内容

本发明提供了一种牵引挂车夹角实时获取方法，可以有效解决上述问题。

本发明是这样实现的：

一种牵引挂车夹角实时获取方法，所述牵引挂车包括其包括牵引车头以及挂车；所述牵引车头上进一步设置第一惯性传感器，且所述挂车上进一步设置与所述第一惯性传感器通信连接的第二惯性传感器；所述第一惯性传感器以及所述第二惯性传感器设置于平行于车辆长度方向的直线上，所述第一惯性传感器的X轴、Y轴以及Z轴分别与所述所述第二惯性传感器的X轴、Y轴以及Z轴的朝向相同，所述方法包括以下步骤：

S1，获取所述第二惯性传感器测量到所述挂车运动的角速度记为av2，获取所述第一惯性传感器测量到所述牵引车头运动的角速度记为av1；

S2，获取所述牵引车头与所述挂车的角速度的差diff_av＝(av1-av2)；

S3，通过公式：delt_a＝diff_av/f获取所述牵引车头与所述挂车当前时刻的相对旋转角度delt_a；

S4，累加每一帧的相对旋转角度delt_a，进而获得所述牵引车头与所述挂车的夹角a＝Σdelt_a。

作为进一步改进的，在步骤S1中，在车辆启动时，需进一步同步所述第一惯性传感器以及所述第二惯性传感器的采集频率f。

作为进一步改进的，所述采集频率f为5～20s

作为进一步改进的，在步骤S4之后，进一步包括：

S5，当所述第一惯性传感器测量到的av1的绝对值接近0，且所述第二惯性传感器测量到的av2的绝对值也接近0，判断所述牵引车头与所述挂车已经拉伸至平直，此时将所述牵引车头与所述挂车的夹角归零，并回到步骤S1中重新计算。

作为进一步改进的，所述第一惯性传感器(11)设置于牵引车头，所述第二惯性传感器设置在所述挂车上；且所述第一惯性传感器以及所述第二惯性传感器设置于平行于车辆长度方向的直线上。

作为进一步改进的，所述第一惯性传感器的X轴、Y轴以及Z轴分别与所述所述第二惯性传感器的X轴、Y轴以及Z轴的朝向相同。

作为进一步改进的，所述第一惯性传感器以及所述第二惯性传感器设置于沿车辆长度方向上的中轴线上。

本发明的有益效果是：本发明基于双惯性传感器的挂车夹角实时获取方法，能够实时高频的输出转角信息，满足车辆工程的实时性需求；另外，本发明对车辆来说是无损的，改造工作量小，成本低，稳定性高，适用范围广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1是本发明实施例提供的具有双惯性传感器的牵引挂车的结构示意图。

图2是本发明实施例提供的具有双惯性传感器的牵引挂车中挂车夹角实时获取方法的流程图。

图3是本发明实施例提供的具有双惯性传感器的牵引挂车中挂车360度环视拼接方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

参照图1所示，本发明实施例提供一种具有双惯性传感器(IMU)的牵引挂车，其包括牵引车头1以及挂车2。本发明实施例以牵引挂车为例，但不限于牵引挂车也是适用于半挂车。

所述牵引车头1上进一步设置第一惯性传感器11，且所述挂车2上进一步设置与所述第一惯性传感器11通信连接的第二惯性传感器21。所述第一惯性传感器11以及所述第二惯性传感器21设置于平行于车辆长度方向的直线上。其中，所述第一惯性传感器11的X轴朝前，Y轴朝左，Z轴朝上，保持水平设置；所述第二惯性传感器21的X轴朝前，Y轴朝左，Z轴朝上，保持水平设置。优选的，所述第一惯性传感器11以及所述第二惯性传感器21设置于沿车辆长度方向上的中轴线上。所述第一惯性传感器11可以设置于所述牵引车头1的顶部、中部或底部，在其中一个实施例中，所述第一惯性传感器11设置于所述牵引车头1的顶部。所述第二惯性传感器21可以设置于所述挂车2的顶部、中部或底部，在其中一个实施例中，所述第二惯性传感器21设置于所述挂车2的顶部。更进一步的，由于所述挂车2的长度较长，为了更精确获取所述牵引车头1以及所述挂车2之间的角度，所述第二惯性传感器21更优选的，设置在所述挂车2的中后部。在其中另一个实施例中，所述第二惯性传感器21设置于所述挂车2的车顶部尾部位置。

当车辆启动后，所述牵引车头1以及所述挂车2运动到任意角度，两个惯性传感器同时高频的采集实时数据频率f，所述挂车2上第二惯性传感器21将采集的数据通过CAN网络/串口发送到第一惯性传感器11上，同时第一惯性传感器11也会采集数据。此时，可以通过所述第一惯性传感器11上计算牵引车头1以及所述挂车2的夹角。具体计算如下：

获取所述第二惯性传感器21测量到所述挂车2运动的角速度记为av2，获取所述第一惯性传感器11测量到所述牵引车头1运动的角速度记为av1；获取所述牵引车头1与所述挂车2的角速度的差diff_av＝(av1-av2)；进一步的，通过公式：delt_a＝diff_av/f获取所述牵引车头1与所述挂车2当前时刻的相对旋转角度delt_a；最后，累加每一帧的相对旋转角度delt_a，进而获得所述牵引车头1与所述挂车2的夹角a＝Σdelt_a。

做为进一步改进的，所述具有双惯性传感器惯性传感器的牵引挂车进一步包括多个设置于所述牵引车头1以及挂车2上的摄像头。具体的，所述牵引车头1包括设置于所述牵引车头1前部两侧的第一摄像头12；所述挂车2包括设置于所述挂车2尾部两侧的第二摄像头21。所述第一摄像头12以及所述第二摄像头21的类型不限，在其中一个实施例中，所述第一摄像头12以及所述第二摄像头21均为鱼眼相机。通过所述牵引车头1与所述挂车2的实时夹角a动态变化，可以对所述第一摄像头12以及所述第二摄像头21获取的前、后、左、右视图像进行360度环视拼接，从而使整个图像拼接算法可以根据这个所述实时夹角a的变化动态调整。

做为进一步改进的，所述具有双惯性传感器的牵引挂车进一步包括处理器图中未画出。所述处理器进一步用于获取所述牵引车头1与所述挂车2的夹角a，以及所述第一摄像头12和所述第二摄像头21的前、后、左、右视图；并进一步用于根据所述实时夹角a的变化，动态调整整个图像拼接算法，进而对获取的前、后、左、右视图像进行360度环视拼。所述图像拼接算法为现有技术，在此不再累述。

所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

请一并参见图2，本发明实施例进一步提供一种牵引挂车夹角实时获取方法，包括以下步骤：

S1，获取所述第二惯性传感器21测量到所述挂车2运动的角速度记为av2，获取所述第一惯性传感器11测量到所述牵引车头1运动的角速度记为av1；

S2，获取所述牵引车头1与所述挂车2的角速度的差diff_av＝(av1-av2)；

S3，通过公式：delt_a＝diff_av/f获取所述牵引车头1与所述挂车2当前时刻的相对旋转角度delt_a；

S4，累加每一帧的相对旋转角度delt_a，进而获得所述牵引车头1与所述挂车2的夹角a＝Σdelt_a。

在步骤S1中，在车辆启动时，需进一步同步所述第一惯性传感器11以及所述第二惯性传感器21的采集频率f。所述采集频率f可以根据实际需要设定，优选的，所述采集频率f为5～20s

在步骤S4之后，进一步包括：

S5，当所述第一惯性传感器11测量到的av1的绝对值接近0，且所述第二惯性传感器21测量到的av2的绝对值也接近0，判断所述牵引车头1与所述挂车2已经拉伸至平直，这时将所述牵引车头1与所述挂车2的夹角归零a＝0，并回到步骤S1中重新计算。

请一并参见图3，本发明实施例进一步提供一种牵引挂车360度环视拼接方法，包括以下步骤：

S1，获取所述第二惯性传感器21测量到所述挂车2运动的角速度记为av2，获取所述第一惯性传感器11测量到所述牵引车头1运动的角速度记为av1，以及实时获取车辆前、后、左、右视图；

S2，获取所述牵引车头1与所述挂车2的角速度的差diff_av＝(av1-av2)；

S3，通过公式：delt_a＝diff_av/f获取所述牵引车头1与所述挂车2当前时刻的相对旋转角度delt_a；

S4，累加每一帧的相对旋转角度delt_a，进而获得所述牵引车头1与所述挂车2的夹角a＝Σdelt_a；

S6，根据所述夹角a的变化，动态调整整个图像拼接算法，进而对获取的前、后、左、右视图像进行360度环视拼接。

本发明进一步提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有数据处理程序，所述数据处理程序可被一个或者多个处理器执行，以实现上述的挂车夹角实时获取方法或挂车360度环视拼接方法的步骤。

在本发明所提供的几个实施方式中，应该理解到，所揭露的系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

另外，在本发明各个实施方式中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明各个实施方式方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。