CN111114817B - 一种牵引对准装置及对准方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种牵引对准装置及对准方法。装置包括穿销辅助对准装置，穿销辅助对准装置包括图像采集模块、图像分析处理模块和图像显示模块，图像采集模块设置在牵引件的牵引销孔周围，采集牵引销孔的图像及与之相对应的被牵引件上对准孔的图像；图像分析处理模块将采集到的牵引件的牵引销孔的轮廓圆及圆心标记信息及被牵引件上的对准孔的轮廓圆及圆心标记信息传输至图像显示模块；图像显示模块将牵引件的牵引销孔的轮廓圆及圆心标记及被牵引件上的对准孔的轮廓圆及圆心标记显示出来。本发明旨在牵引对准装置的牵引指引下，迅速高效地进行穿销对准操作，提高了效率和可靠性，且能够有效防止车辆穿销操作过程中出现的牵引杆与牵引车的意外碰撞。

Description

一种牵引对准装置及对准方法

技术领域

本发明涉及牵引车控制技术领域，尤其是一种牵引对准装置及对准方法。

背景技术

有杆飞机牵引车主要用于将飞机从廊桥停机位顶推或牵引到滑行道上。按照机场作业要求，飞机牵引车应能够安全准确地对准飞机牵引杆销孔，不得与牵引杆发生碰撞，以避免飞机受损。由于牵引杆销孔直径很小，一般只有70毫米左右，驾驶员在牵引车上很难观察到牵引栓销孔与牵引杆销孔对准情况，特别是在车辆后部牵引飞机时。目前多是由飞机地勤人员人工引导牵引车使牵引栓靠近飞机牵引杆时，手动移动牵引杆，并指引驾驶员调整车辆状态实现销孔对准。整个工作过程中需要牵引车驾驶员与地勤人员通过手势或对讲机进行沟通配合，一旦出现失误就会发生碰撞事故，而且耗时长。

因此，有必要提出一种新的牵引对准技术，以能够高效准确地使牵引件与被牵引件对准。

发明内容

本发明旨在提供一种牵引对准装置及对准方法，以使得牵引件能够高效准确地与被牵引件对准。进一步，本发明还旨在防止牵引件与被牵引件发生碰撞的现象。

本发明提出一种牵引对准装置，所述装置包括穿销辅助对准装置，该穿销辅助对准装置包括图像采集模块、图像分析处理模块和图像显示模块，其中，所述图像采集模块设置在牵引件的牵引销孔周围，用于采集牵引销孔的图像及与之相对应的被牵引件上对准孔的图像；所述图像分析处理模块用于对所述图像采集模块采集到的图像信息进行分析，并将采集到的牵引件的牵引销孔的轮廓圆及圆心标记信息，以及被牵引件上的对准孔的轮廓圆及圆心标记信息传输至所述图像显示模块；所述图像显示模块接收所述图像分析处理模块传输的信息，并将牵引件的牵引销孔的轮廓圆及圆心标记，以及被牵引件上的对准孔的轮廓圆及圆心标记显示出来。

上述的牵引对准装置，所述图像采集模块可为摄像器件，其安装在所述牵引件的牵引销孔的轴线方向；所述图像显示模块为显示器件，其安装在牵引件的驾驶室内。

上述的牵引对准装置，所述牵引销孔设置在所述牵引件的栓板上，所述被牵引件的对准孔设置在所述被牵引件的牵引杆上，所述牵引销孔与所述被牵引件上的对准孔对准后中心线同轴；所述牵引件为牵引车，所述被牵引件为飞机。

上述的牵引对准装置，所述被牵引件上的对准孔包括内孔和外圆面，该内孔与外圆面同轴设置，所述图像采集模块采集该内孔及外圆面的截面轮廓并计算圆心。

上述的牵引对准装置，所述装置还包括牵引件行驶辅助对准装置，该牵引件行驶辅助对准装置包括牵引件运行状态采集模块、车辆所在路况图像采集模块和控制模块及显示模块，其中，所述牵引件运行状态采集模块安装在所述牵引件上，用于采集所述牵引件的速度和/或转向角度和/或转向模式信息，并将采集到的信息传输至所述控制模块；所述车辆所在路况图像采集模块安装在所述牵引件行使方向的前端，用于采集牵引件所在路面的图像信息，并将采集到的信息传输至所述控制模块；所述控制模块用于接收所述牵引件运行状态采集模块及所述车辆所在路况图像采集模块传输的信息，并计算出所述牵引件的两侧轮廓界线及中心线，将计算出的所述两侧轮廓界线及中心线叠加至所述车辆所在路况图像采集模块采集到的图像信息上传输至所述显示模块；所述显示模块接收所述控制模块传输的信息，并将所述两侧轮廓界线及中心线及车辆所在路况图像采集模块采集到的图像信息显示出来。

上述的牵引对准装置，所述牵引件运行状态采集模块包括车速传感器、转向角度传感器和转向模式开关信号检测电路，所述车速传感器、转向角度传感器安装在所述牵引件的底盘上；所述转向模式开关信号检测电路集成在所述控制模块上；所述显示模块与所述图像显示模块为同一模块；所述控制模块与所述图像分析处理模块集成在同一模块或不同模块中。

上述的牵引对准装置，所述装置还包括防碰撞装置，该防碰撞装置包括光电传感器、识别模块、报警模块、自制动模块和防再次碰撞模块，其中，所述光电传感器安装在所述牵引件上位于行驶方向的前端，用于采集所述牵引件与被牵引件牵引杆的位置信息，并将采集的信息传输至所述识别模块；所述识别模块用于接收所述光电传感器传输的信息，判断牵引件与被牵引件是否存在发生碰撞的趋势，并将识别结果信息传输至所述报警模块；所述报警模块用于接收所述识别模块传输的信息，并根据识别结果信息进行报警与否的输出；所述自制动模块用于报警模块有信号输出时，控制牵引件自行进行制动停车；所述防再次碰撞模块用于牵引件自行进行制动停车后，牵引件如再次行驶，根据自行制动时牵引件行驶状态进行判断再次行驶方向，若制动时为前进状态，控制牵引件只能倒退，若制动时为后退状态，控制牵引件只能前进。

上述的牵引对准装置，所述光电传感器安装在所述牵引件的栓板上，距离所述光电传感器一定距离设有反射膜，在该反射膜与所述光电传感器之间将容纳所述被牵引件的牵引杆前端部。

上述的牵引对准装置进行对准的方法，所述方法包括穿销辅助对准步骤：

通过设置在牵引件销孔周围的图像采集器，采集牵引件上销孔的图像及临近的被牵引件上对准孔的图像，当同时采集到牵引件上销孔的轮廓圆及被牵引件上的对准孔的轮廓圆时，标记各轮廓圆的中心，根据标记出的中心对牵引件操作，使得牵引件上的销孔的圆的中心与被牵引件上的对准孔的圆的中心对准。

上述的方法，所述方法还包括行驶辅助对准步骤和/或防碰撞步骤，其中，所述行驶辅助对准步骤包括：

采集所述牵引件的速度和/或转向角度和/或转向模式信息，并将采集到的信息传输至控制模块；

采集牵引件所在路面的图像信息，并将采集到的信息传输至控制模块；

所述控制模块接收所述牵引件运行状态采集模块及所述车辆所在路况图像采集模块传输的信息，并计算出所述牵引件的两侧轮廓界线及中心线，将计算出的所述两侧轮廓界线及中心线叠加至采集到的所述路面的图像信息上并传输至显示模块；

所述显示模块接收所述控制模块传输的信息，并将所述两侧轮廓界线及中心线及车辆所在路况图像采集模块采集到的图像信息显示出来；

所述防碰撞步骤包括：

光电传感器采集所述牵引件与被牵引件的位置信息，并将采集的信息传输至识别模块；

所述识别模块接收所述光电传感器传输的信息，判断牵引件与被牵引件是否存在发生碰撞的趋势，并将识别结果信息传输至所述报警模块；

所述报警模块接收所述识别模块传输的信息，并根据识别结果信息进行报警与否的输出；

自制动模块用于报警模块有信号输出时，控制牵引件应自行进行制动停车；

防再次碰撞模块用于牵引件自行进行制动停车后，牵引件如再次行驶，根据自行制动时牵引件行驶状态进行判断再次行驶方向，若制动时为前进状态，控制牵引件只能倒退，若制动时为后退状态，控制牵引件只能前进；

其中，所述牵引件为前进或后退行驶，当未同时检测到牵引件上的销孔图像与被牵引件上的对准孔的图像时，选择正常车速行驶；当同时检测到牵引件上的销孔图像与被牵引件上的孔的图像时，选择怠速行驶；当检测到光电传感器接通信号时，接通液压制动，自行制动停车。紧急制动后的再次行驶方向应根据自行进行制动时牵引件行驶方向进行判断。

本发明使得牵引件能够高效安全地与被牵引件对准。进一步，本发明还能够防止发生牵引件与被牵引件碰撞的现象。

附图说明

图1是本发明实施例的穿销辅助对准装置结构示意图；

图2是本发明实施例的牵引件行驶辅助对准时的结构示意图；

图3是本发明实施例的牵引件行驶辅助对准后的结构示意图；

图4是本发明实施例的视频显示轮廓界线及中心线结构示意图；

图5是本发明实施例的牵引车牵引部位与飞机牵引杆局部结构示意图；

图6是本发明图5实施例的防碰撞装置放大结构示意图；

图7是本发明实施例的牵引对准方法逻辑示意图；

图8是本发明实施例的牵引对准装置框架结构示意图。

附图标号说明：

1牵引件；11牵引栓；111销孔；112光电传感器；113反射膜；12车辆所在路况图像采集模块；13穿销对准图像采集模块；2被牵引件；21牵引杆；211孔；A轮廓界线；B中心线；C1牵引件的模拟孔；C11牵引件的模拟孔圆心；C2被牵引件的模拟孔；C21被牵引件的模拟孔圆心。

具体实施方式

为了便于本领域一般技术人员理解和实现本发明，现结合附图描绘本发明的实施例。

本发明要解决的技术问题就在于：提高飞机牵引车穿销对准操作的效率和可靠性，并且防止车辆操作意外时出现的碰撞。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案，首先是提高穿销过程的对准精度，其次，提高穿销之前的操作效率与精度，再次，为防止碰撞发生，本发明为此设置了防碰撞检测与报警方案及防再次碰撞方案。

首先来看穿销辅助对准装置，其是为了提高穿销过程的对准精度。

穿销辅助对准装置主要凭借图像采集与分析处理技术来提高操作的精度。穿销辅助对准的设计思路是通过检测牵引件上的销孔与被牵引件上的对准孔的图像来标记出各孔的圆心，操作人员可参照标记出的圆心对牵引件进行精细操作，以进一步对准被牵引件，即使牵引件上的销孔圆心与被牵引件上的对准孔的圆心对准。

穿销辅助对准装置主要包括图像采集模块、图像分析处理模块和图像显示模块。图像采集模块设置在牵引件的牵引销孔周围，用于采集牵引销孔的图像及被牵引件上对准孔的图像。该阶段是针对牵引件与被牵引件的距离已较近的情形，因此，将图像采集模块设置在牵引件上，能够捕捉牵引件与被牵引件的图像信息。

图像分析处理模块用于对图像采集模块采集到的图像信息进行分析，并将采集到的牵引件的牵引销孔的轮廓圆及圆心标记信息，以及被牵引件上的对准孔的轮廓圆及圆心标记信息传输至所述图像显示模块。

图像显示模块接收图像分析处理模块传输的信息，并将牵引件的牵引销孔的轮廓圆及圆心标记，以及被牵引件上的对准孔的轮廓圆及圆心标记显示出来。

具体地，图像采集模块可为摄像器件，其可安装在牵引件的牵引销孔的轴线方向，以准确定位销孔的位置。图像显示模块可为显示器件，其可安装在牵引件的驾驶室内，以便操作人员查看与参考。

牵引销孔可设置在牵引件的栓板上，被牵引件的对准孔可设置在被牵引件的牵引杆上，牵引销孔与被牵引件上的对准孔对准后中心线同轴。具体地，牵引件可为牵引车，被牵引件可为飞机。

具体地，被牵引件上的对准孔可包括内孔和外圆面，该孔可设计为牵引杆前端环形部的内孔。该内孔与外圆面同轴设置，图像采集模块可同时采集该内孔及外圆面的截面轮廓并计算圆心。当然，也可只设计内孔，图像采集模块也只采集内孔的轮廓圆并计算圆心。

该阶段更具体的实施方式为：如图1所示，当牵引栓板11设置为水平，被牵引件上牵引杆21的轴向方向也为水平设置，牵引栓板11上的销孔111的中心轴向为竖直方向，可在牵引件销孔111上方安装摄像头，该摄像头作为穿销对准图像采集模块13，利用视频图像识别技术，当牵引杆21进入穿销对准图像采集模块 13分辨的一定范围内时，认为车辆已经接近牵引杆，将牵引件如牵引车的发动机转速控制为怠速转速，驾驶室的显示画面切换到穿销辅助对准画面，背景是销孔上方摄像头拍摄范围内图像视频，根据识别出的销孔111与牵引杆上的孔 211的轮廓圆C1与C2，用十字线标记出圆孔的中心C11和C21。当然，可以同时捕捉孔的内外圆轮廓，比如图1可以捕捉牵引杆上的对准孔的内外圆及牵引件上销孔的内圆轮廓。驾驶员可以根据视频图像直观地进行圆孔对心操作。

对于穿销对准之前的阶段，还可包括牵引件行驶辅助对准装置，用于对牵引车的行驶进行引导，以便快速准确到达被牵引件牵引杆附近。该牵引件行驶辅助对准装置主要包括牵引件运行状态采集模块、车辆所在路况图像采集模块 12和控制模块及显示模块。

牵引件运行状态采集模块可安装在牵引件上，用于采集牵引件的速度和/ 或转向角度和/或转向模式信息，并将采集到的信息传输至控制模块。

车辆所在路况图像采集模块12可安装在牵引件上，具体位于牵引件上行使方向的前端，如图5所示，用于采集牵引件所在路面的图像信息，并将采集到的信息传输至所述控制模块。

控制模块用于接收牵引件运行状态采集模块及车辆所在路况图像采集模块传输的信息，并计算出牵引件的两侧轮廓界线及中心线，将计算出的两侧轮廓界线及中心线叠加至车辆所在路况图像采集模块采集到的图像信息上传输至所述显示模块。

显示模块接收控制模块传输的信息，并将牵引件的两侧轮廓界线及中心线及车辆所在路况图像采集模块采集到的图像信息显示出来，以便操作人员参考。

具体地，牵引件运行状态采集模块可包括车速传感器、转向角度传感器和转向模式开关信号检测电路，车速传感器、转向角度传感器可安装在所述牵引件的底盘上。转向模式开关信号检测电路可集成在控制模块上。显示模块与穿销对准装置中的图像显示模块为同一模块。控制模块与穿销对准装置中的图像分析处理模块也可集成在同一模块或不同模块中。

该阶段更具体的实施方式为：如图2所示，牵引件1如牵引车，被牵引件2 如飞机，牵引件1上的栓板11的销孔须与被牵引件2的牵引杆21上的孔对准，则在牵引车行驶时操作人员就须控制牵引车的行驶轨迹，因为可将牵引栓板设置在牵引件的中心线位置处，因此可尽量使得牵引车的中心线方向与被牵引件的牵引杆对齐。牵引件的控制器采集转向模式(前轮转向、全轮转向、蟹行转向)、车速和转向角度信号后，经过模型计算得到车辆行驶轨迹，在显示器上显示牵引件行驶轨迹中心线B和两侧轮廓界线A，叠加显示在车辆行驶前方(依据)的视频画面上，可以有效帮助驾驶员对准牵引杆的孔与牵引栓板的销孔。使得牵引件1与被牵引件牵引杆对准后的示意如图3所示。将牵引件的轮廓界线A与中心线B叠加在车辆行驶前方(依据)的视频画面的示意如图4所示。

为了防止牵引件与被牵引件的碰撞发生，还可包括防碰撞装置。防碰撞装置可包括光电传感器、识别模块、报警模块、自制动模块和防再次碰撞模块。

光电传感器可安装在牵引件上位于行使方向的前端，用于采集牵引件与被牵引件的位置信息，并将采集的信息传输至所述识别模块。

识别模块用于接收光电传感器传输的信息，判断牵引件与被牵引件是否存在发生碰撞的趋势，并将识别结果信息传输至所述报警模块。

报警模块用于接收所述识别模块传输的信息，并根据识别结果信息进行报警与否的输出。

自制动模块用于报警模块有信号输出时，控制牵引件应自行进行制动停车；

防再次碰撞模块用于牵引件自行进行制动停车后，牵引件如再次行驶，应根据自行进行制动时牵引件行驶方向进行判断再次行驶方向，若制动时为前进状态，控制牵引件只能倒退，若制动时为后退状态，控制牵引件只能前进。

具体地，光电传感器可安装在牵引件的栓板上，距离该光电传感器一定距离可设有反射膜，光电传感器发射激光，当激光射到反射膜上时，光被返回，传感器接收到反射光并发出低电平，反之发送高电平。在反射膜与光电传感器之间将容纳被牵引件的牵引杆前端部。当牵引杆前端部到达光电传感器下方时，将会遮挡住反射膜，光电传感器接收不到反射光则发送高电平。因此操作人员可据此判断被牵引件与牵引件的位置关系，并作出适当的调整，比如如果是对被牵引件进行牵引操作，则对准的过程是牵引车倒退行驶，则调整时需前进行驶，以防止再次碰撞发生。如果牵引件是对被牵引车进行顶推操作，则对准的过程是牵引车前进行驶，则调整时需倒退行驶，以防止再次碰撞发生。

该阶段更具体的实施方式为：如图5和图6所示，其中图6是图5中的局部放大示意，在牵引件如牵引车的牵引栓板销孔的朝向车辆方向侧布置一个光电传感器112，其与车辆背板之间的距离要大于牵引车的制动距离。光电传感器112发射激光，当激光射到反射膜113上时，光被返回，传感器接收到反射光并发出低电平，反之发送高电平。在图示位置的栓板11上安装光电传感器112及反射膜 113，其中栓板11设计为多层如三层，以备与不同高度的被牵引件对准。在牵引车销孔211对准过程中，如果牵引杆21深入超过牵引孔过大时，会挡住反射光，此时系统根据光电传感器的信号判定，牵引杆21与牵引车距离已经到达安全临界值，自动制动停车。紧急制动后的再次行驶方向应根据自行进行制动时牵引件行驶方向进行判断，若制动时为前进状态，牵引件只能倒退，若制动时为后退状态，牵引件只能前进。

上述的牵引对准装置进行对准的方法，主要包括穿销辅助对准步骤、行驶辅助对准步骤与防碰撞步骤。当然该几步骤不是都是必要设置，可根据具体情况增减。

其中，穿销辅助对准步骤是：

通过设置在牵引件销孔周围的图像采集器，采集牵引件上销孔的图像及临近的被牵引件上对准孔的图像，当同时采集到牵引件上销孔的轮廓圆及被牵引件上的对准孔的轮廓圆时，标记各轮廓圆的中心，根据标记出的中心对牵引件操作，使得牵引件上的销孔的圆的中心与被牵引件上的对准孔的圆的中心对准。

行驶辅助对准步骤包括：

采集所述牵引件的速度和/或转向角度和/或转向模式信息，并将采集到的信息传输至控制模块；

采集牵引件所在路面的图像信息，并将采集到的信息传输至控制模块；

所述控制模块接收所述牵引件运行状态采集模块及所述车辆所在路况图像采集模块传输的信息，并计算出所述牵引件的两侧轮廓界线及中心线，将计算出的所述两侧轮廓界线及中心线叠加至采集到的所述路面的图像信息上并传输至显示模块；

所述显示模块接收所述控制模块传输的信息，并将所述两侧轮廓界线及中心线及车辆所在路况图像采集模块采集到的图像信息显示出来。

所述防碰撞步骤包括：

采集所述牵引件与被牵引件的位置信息，并将采集的信息传输至识别模块；

所述识别模块接收所述光电传感器传输的信息，判断牵引件与被牵引件是否存在发生碰撞的趋势，并将识别结果信息传输至所述报警模块；

所述报警模块接收所述识别模块传输的信息，并根据识别结果信息进行报警与否的输出。

所述自制动模块用于报警模块有信号输出时，控制牵引件应自行进行制动停车；

所述防再次碰撞模块用于牵引件自行进行制动停车后，牵引件如再次行驶，根据自行进行制动时牵引件行驶方向进行判断再次行驶方向，若制动时为前进状态，控制牵引件只能倒退，若制动时为后退状态，控制牵引件只能前进。

其中，所述牵引件可根据推拉或顶推被牵引件为前进或后退行驶状态。当未同时检测到牵引件上的销孔图像与被牵引件上的对准孔的图像时，说明牵引件还未临近被牵引件，选择前进或倒退档行驶。当同时检测到牵引件上的销孔图像与被牵引件上的对准孔的图像时，说明牵引件已临近被牵引件，牵引件怠速行驶。当检测到光电传感器接通信号时，如输出高电平，则说明快要发生碰撞了，则可接通液压制动，自行制动停车。紧急制动后的再次行驶方向应根据自行进行制动时牵引件行驶方向进行判断，若制动时为前进状态，牵引件只能倒退，若制动时为后退状态，牵引件只能前进。

本实施方式包括完整的穿销辅助对准步骤、行驶辅助对准步骤与防碰撞辅助对准步骤的逻辑框图如图7所示：车辆上电后，车辆控制器首先根据变速箱档位判断车辆是准备向前，还是向后行驶，选择仪表显示器显示前向或后向行驶辅助对准画面。同时控制器也会检测前向或后向的摄像头销孔视频，一旦检测到牵引件与被牵引件的待对准圆孔时，将显示画面切换到穿销辅助对准，发动机转速控制为怠速。穿销过程中如果光电传感器接通(输出高电平)，则立即制动停车，仪表报警。并且如果检测到车辆前部光电传感器的报警信号，则说明车辆是前进行驶，车辆控制器将只执行变速箱选档单元发出的倒档指令，以避免再次碰撞发生；如果检测到车辆后部光电传感器的报警信号，则说明车辆是后退行驶状态，则车辆控制器将只执行变速箱选档单元发出的前进挡指令，以避免再次碰撞发生。

逻辑框图7涵盖了上述各个步骤，并将各步骤连贯起来，具体见图示描述。其中，车辆是指牵引件如牵引车。

本发明在飞机牵引车穿销对准的工作全过程，采用视频监控的方法，通过转向轨迹显示方法帮助驾驶员高效对准牵引杆；通过图像识别的方法切断油门信号降低车速，并指引驾驶员对准销孔；通过在牵引栓上安装光电传感器检测飞机牵引杆驶过销孔距离，距离过大时，能及时制动牵引车，规避碰撞。

本发明使得驾驶员能够在牵引对准系统指引下，迅速高效地进行穿销对准操作，提高了效率和可靠性，并且能够防止车辆穿销操作过程中意外出现的牵引杆与牵引车的碰撞。

实施例

如图8所示，本实施例系统主要涉及车辆控制器采集油门踏板、变速箱选档单元、光电传感器、车速、转角传感器、转向模式开关信号和四路视频信息，经过条件逻辑判断后控制发动机转速、变速箱档位、电控液压制动踏板输出电信号，经过模型计算控制仪表显示屏显示画面。

为解决本发明牵引对准的技术问题，本实施例提出的技术方案如下所述。

车辆行驶辅助对准：包含两个行驶辅助对准图像采集模块，一路安装在车头，一路安装在车尾，安装方向为水平向下，如图5所示，该图只示出牵引车一端的结构。该图像采集装置用于车辆行驶轨迹指引辅助。当牵引车距离飞机牵引杆较远时，根据车辆行驶档位(前进/倒退)，车辆控制器使用牵引车前部或尾部摄像头视频信号，在驾驶室内显示屏显示牵引车行驶轨迹中心线和两侧轮廓线，中心线和轮廓线将随着转向模式、车速和转向角度的不同而调整，使驾驶员更容易掌握飞机牵引杆与牵引车之间的相对位置，方便高效地驶向牵引杆。

穿销辅助对准：包含两个穿销对准图像采集模块13，一路安装在车头牵引栓销孔上方，一路安装在车尾牵引栓销孔上方，安装方向为垂直向下，如图5 所示，该图只示出牵引车一端的结构。该图像采集装置用于牵引车销孔对位指引辅助。车辆在接近牵引杆的过程中，如果车辆控制器在画面中识别出三个圆孔时(其中两个圆孔可以是在牵引栓板上的销孔，另一个是牵引杆上的销孔)，车辆自动显示穿销辅助对准画面。通过视频系统显示器，能清楚地观察到牵引栓销孔和牵引杆杆孔进入情况。从上方进行观察，通过对视频帧图像分析，识别连接处销孔，用十字标记其中心，辅助驾驶员进行圆孔对心操作。在杆孔进入销孔的情况下，对视频帧图像分析，通过进入销孔的杆孔圆弧段(或杆孔外围圆弧段)，识别杆孔并对连接处杆孔内(外)圆周轮廓与中心进行指示。

防碰撞：在飞机牵引车牵引栓板上安装光电传感器(漫反射型，车辆前后各一个)。穿销对准时，如果飞机牵引车前冲致使牵引杆超过牵引栓销孔一定距离时，光电传感器工作(输出高电平)，仪表蜂鸣器报警，车辆控制器控制飞机牵引车自动停车，防止飞机牵引车与牵引杆发生碰撞。此时，若顶推飞机时，牵引车只能倒退，若牵引飞机时，牵引车只能前进。在牵引销孔辅助对准模式下，车辆控制器切断油门踏板信号，仅依靠发动机怠速行进。

本发明的特点是：在飞机牵引车穿销对准的工作全过程，采用视频监控的方法，通过转向轨迹显示方法帮助驾驶员高效对准牵引杆；通过图像识别的方法切断油门信号降低车速，并指引驾驶员对准销孔；通过在牵引栓上安装光电传感器检测飞机牵引杆驶过销孔距离，距离过大时，能及时制动牵引车，规避碰撞；紧急制动后的再次行驶时，行驶方向应根据自行进行制动时牵引车行驶方向进行判断，若制动时为前进状态，牵引车只能倒退，若制动时为后退状态，牵引车只能前进。

本发明使得驾驶员能够在牵引对准系统指引下，高效准确地进行穿销对准操作，提高了效率和可靠性，并且能够防止车辆穿销操作过程中意外出现的牵引杆与牵引车的碰撞。

虽然通过实施例描绘了本发明，但本领域普通技术人员知道，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，就可使本发明有许多变形和变化，都应在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种牵引对准装置，所述装置包括穿销辅助对准装置，该穿销辅助对准装置包括图像采集模块、图像分析处理模块和图像显示模块，其中，

所述图像采集模块设置在牵引件的牵引销孔周围，用于采集牵引销孔的图像及与之相对应的被牵引件上对准孔的图像；

所述图像分析处理模块用于对所述图像采集模块采集到的图像信息进行分析，并将采集到的牵引件的牵引销孔的轮廓圆及圆心标记信息，以及被牵引件上的对准孔的轮廓圆及圆心标记信息传输至所述图像显示模块；

所述图像显示模块接收所述图像分析处理模块传输的信息，并将牵引件的牵引销孔的轮廓圆及圆心标记，以及被牵引件上的对准孔的轮廓圆及圆心标记显示出来；

所述被牵引件上的对准孔包括内孔和外圆面，该内孔与外圆面同轴设置，所述图像采集模块采集该内孔及外圆面的截面轮廓并计算圆心；

所述装置还包括防碰撞装置，该防碰撞装置包括光电传感器、识别模块、报警模块、自制动模块和防再次碰撞模块，其中，

所述光电传感器安装在所述牵引件上位于行使方向的前端，用于采集所述牵引件与被牵引件的位置信息，并将采集的信息传输至所述识别模块；

所述识别模块用于接收所述光电传感器传输的信息，判断牵引件与被牵引件是否存在发生碰撞的趋势，并将识别结果信息传输至所述报警模块；

所述报警模块用于接收所述识别模块传输的信息，并根据识别结果信息进行报警与否的输出；

所述自制动模块用于报警模块有信号输出时，控制牵引件自行进行制动停车；

所述防再次碰撞模块用于牵引件自行进行制动停车后，牵引件如再次行驶，根据自行制动时牵引件行驶状态进行判断再次行驶方向，若制动时为前进状态，控制牵引件只能倒退，若制动时为后退状态，控制牵引件只能前进。

2.根据权利要求1所述的牵引对准装置，其特征在于，所述图像采集模块为摄像器件，其安装在所述牵引件的牵引销孔的轴线方向；所述图像显示模块为显示器件，其安装在牵引件的驾驶室内。

3.根据权利要求2所述的牵引对准装置，其特征在于，所述牵引销孔设置在所述牵引件的栓板上，所述被牵引件的对准孔设置在所述被牵引件的牵引杆上，所述牵引销孔与所述被牵引件上的对准孔对准后中心线同轴；所述牵引件为牵引车，所述被牵引件为飞机。

4.根据权利要求2所述的牵引对准装置，其特征在于，所述装置还包括牵引件行驶辅助对准装置，该牵引件行驶辅助对准装置包括牵引件运行状态采集模块、车辆所在路况图像采集模块和控制模块及显示模块，其中，

所述牵引件运行状态采集模块安装在所述牵引件上，用于采集所述牵引件的速度和/或转向角度和/或转向模式信息，并将采集到的信息传输至所述控制模块；

所述车辆所在路况图像采集模块安装在所述牵引件行使方向的前端，用于采集牵引件所在路面的图像信息，并将采集到的信息传输至所述控制模块；

所述控制模块用于接收所述牵引件运行状态采集模块及所述车辆所在路况图像采集模块传输的信息，并计算出所述牵引件的两侧轮廓界线及中心线，将计算出的所述两侧轮廓界线及中心线叠加至所述车辆所在路况图像采集模块采集到的图像信息上传输至所述显示模块；

所述显示模块接收所述控制模块传输的信息，并将所述两侧轮廓界线及中心线及车辆所在路况图像采集模块采集到的图像信息显示出来。

5.根据权利要求4所述的牵引对准装置，其特征在于，所述牵引件运行状态采集模块包括车速传感器、转向角度传感器和转向模式开关信号检测电路，所述车速传感器、转向角度传感器安装在所述牵引件的底盘上；所述转向模式开关信号检测电路集成在所述控制模块上；所述显示模块与所述图像显示模块为同一模块；所述控制模块与所述图像分析处理模块集成在同一模块或不同模块中。

6.根据权利要求1所述的牵引对准装置，其特征在于，所述光电传感器安装在所述牵引件的栓板上，距离所述光电传感器一定距离设有反射膜，在该反射膜与所述光电传感器之间将容纳所述被牵引件牵引杆的前端部。

7.利用权利要求1至6任一项所述的牵引对准装置进行对准的方法，其特征在于，所述方法包括穿销辅助对准步骤：

通过设置在牵引件销孔周围的图像采集器，采集牵引件上销孔的图像及临近的被牵引件上对准孔的图像，当同时采集到牵引件上销孔的轮廓圆及被牵引件上的对准孔的轮廓圆时，标记各轮廓圆的中心，根据标记出的中心对牵引件操作，使得牵引件上的销孔的圆的中心与被牵引件上的对准孔的圆的中心对准；

所述方法还包括行驶辅助对准步骤和/或防碰撞步骤，其中，

所述行驶辅助对准步骤包括：

采集所述牵引件的速度和/或转向角度和/或转向模式信息，并将采集到的信息传输至控制模块；

采集牵引件所在路面的图像信息，并将采集到的信息传输至控制模块；

所述控制模块接收所述牵引件运行状态采集模块及所述车辆所在路况图像采集模块传输的信息，并计算出所述牵引件的两侧轮廓界线及中心线，将计算出的所述两侧轮廓界线及中心线叠加至采集到的所述路面的图像信息上并传输至显示模块；

所述显示模块接收所述控制模块传输的信息，并将所述两侧轮廓界线及中心线及车辆所在路况图像采集模块采集到的图像信息显示出来；

所述防碰撞步骤包括：

光电传感器采集所述牵引件与被牵引件的位置信息，并将采集的信息传输至识别模块；

所述识别模块接收所述光电传感器传输的信息，判断牵引件与被牵引件是否存在发生碰撞的趋势，并将识别结果信息传输至报警模块；

所述报警模块接收所述识别模块传输的信息，并根据识别结果信息进行报警与否的输出；

自制动模块用于报警模块有信号输出时，控制牵引件自行进行制动停车；

防再次碰撞模块用于牵引件自行进行制动停车后，牵引件如再次行驶，根据自行制动时牵引件行驶状态进行判断再次行驶方向，若制动时为前进状态，控制牵引件只能倒退，若制动时为后退状态，控制牵引件只能前进；

其中，所述牵引件为前进或后退行驶，当未同时检测到牵引件上的销孔图像与被牵引件上的孔的图像时，选择正常车速行驶；当同时检测到牵引件上的销孔图像与被牵引件上的孔的图像时，选择怠速行驶；当检测到光电传感器接通信号时，接通液压制动，控制自行制动停车；制动后的再次行驶方向根据自行进行制动时牵引件行驶方向进行判断。