CN111578893A - 一种牵引车与挂厢夹角的识别方法 - Google Patents

一种牵引车与挂厢夹角的识别方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111578893A
CN111578893A CN202010473291.1A CN202010473291A CN111578893A CN 111578893 A CN111578893 A CN 111578893A CN 202010473291 A CN202010473291 A CN 202010473291A CN 111578893 A CN111578893 A CN 111578893A
Authority
CN
China
Prior art keywords
tractor
included angle
camera
trailer
main car
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010473291.1A
Other languages
English (en)
Inventor
张旭
杜一光
韩志华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzhou Zhitu Technology Co Ltd
Original Assignee
Suzhou Zhitu Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suzhou Zhitu Technology Co Ltd filed Critical Suzhou Zhitu Technology Co Ltd
Priority to CN202010473291.1A priority Critical patent/CN111578893A/zh
Publication of CN111578893A publication Critical patent/CN111578893A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C1/00—Measuring angles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R11/00—Arrangements for holding or mounting articles, not otherwise provided for
    • B60R11/04—Mounting of cameras operative during drive; Arrangement of controls thereof relative to the vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D53/00—Tractor-trailer combinations; Road trains

Abstract

本发明是一种牵引车与挂厢夹角的识别方法，包括牵引车主车和挂厢，在所述牵引车主车上设置相机来识别设置在挂厢前端的参考线标识，计算参考线标识在相机图像中角度的变化，从而得到牵引车主车和挂厢的夹角。本发明无需安装转角传感器等复杂的传感器，降低了安装难度，并且相机成本低，测量方法简单，通过计算机视觉图像的方法测量，精度较高，提高了自动驾驶卡车系统的建模准确度。

Description

一种牵引车与挂厢夹角的识别方法
技术领域
本发明涉及自动驾驶技术领域，具体涉及一种牵引车与挂厢夹角的识别方法。
背景技术
如今，自动驾驶的浪潮正席卷着蓬勃发展的汽车行业，人们也普遍认为自动驾驶技术或先在商用车领域得到展现。比起乘用车，商用车更大的市场规模更引人注意。
根据据相关公司的研究数据，自动驾驶能够降低大约35%的车辆维修费用、15%的保险费。在未来20年，自动驾驶车辆的市场规模将达到560万亿美元。
从商业模式角度讲，自动驾驶商用车能够大幅度提高运输效率，节省人工成本；从技术角度讲，自动驾驶商用车与乘用车相比，有很多不同之处。感知方面，由于商用车的制动距离，要求感知系统能够识别更远处的障碍物；决策规划方面，要考虑到卡车的变道时间比较长，侧翻阈值较小，制动距离较长；控制方面，商用车质量大，质心高，机械系统延迟较大，这对控制器提出了较高的要求。对于高速公路的主力车型牵引车，由于车头和挂厢之间通过鞍座链接，且实际过程中，很难在鞍座附近安装转角传感器，因此给控制系统建模带来了很大的麻烦。
在现有技术中，专利CN109959352A利用激光点云计算卡车车头和挂车之间夹角的方法及系统，如图1所示，该专利提出了一种利用激光点云计算卡车头和挂车之间夹角的方法和系统，其通过在卡车车头设置激光雷达，实时采集并存储激光雷达扫描得到的点云数据，根据挂车边缘线与激光雷达原点之间的距离范围，自存储的点云数据中筛选出激光雷达扫描挂车边缘线得到的点云，然后将扫描挂车边缘的三维点云投影到XY二维平面得到一束点集，并利用最小二乘原理拟合成直线，最后根据直线的斜率计算得到挂车边缘线与卡车车头中轴线的夹角，进而得到卡车头和挂车之间的夹角。但是该方法首先是基于激光的测量方法，激光雷达价格普遍较高，Velodyne 64线激光雷达的供应价格高达8万美元，已开发出了相对便宜的32线和16线激光雷达的价格也分别3万美元与8000美元，若要普及应用，成本价格是一大障碍。
在现有技术中，专利CN109900224A基于旋转编码器测量计算卡车车头和挂车夹角的装置方法，如图2所示，该方法公开了一种基于旋转编码器测量计算卡车车头和挂车夹角的装置及方法，通过分别在车头和挂车上安装第一旋转编码器、第二旋转编码器，与旋转轴中心构成线性映射关系，在挂车相对车头发生角度变化时，控制模块通过接收光电检测阵列的输出电平控制取驱动电机进行相应转动，使第一旋转编码器、第二旋转编码器始终实现互相追踪的情况下，实时获得第一、第二旋转编码器的当前角度，从而结合偏差常量计算的得到卡车车头和挂车之间夹角。但是该方法需要在车头和挂车的部分分别安装一个旋转编码器，其安装复杂，且计算过程复杂，其次，挂式卡车在行驶时由于车重较大，其颠簸程度亦较大，从而导致旋转编码器容易松动导致测量精确度持续下降。
针对上述问题，本发明提供一种牵引车与挂厢夹角的识别方法，无需转角传感器就能识别牵引车主车和挂厢之间的角度，来解决自动驾驶控制中的难题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种牵引车与挂厢夹角的识别方法，通过安装在主车上面的摄像头识别挂厢前端特殊参考线标识，计算参考线标识在摄像头图像中角度的变化，从而得到牵引车主车和挂厢的夹角，解决鞍座附近难以安装转交传感器的难题，提升了牵引车自动驾驶控制的模型精度。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种牵引车与挂厢夹角的识别方法，包括牵引车主车和挂厢，在所述牵引车主车上设置相机来识别设置在挂厢前端的参考线标识，计算参考线标识在相机图像中角度的变化，从而得到牵引车主车和挂厢的夹角。
进一步的，所述牵引车主车上的相机以一定的俯仰角向下正对挂厢的前垂面，在所述相机的光轴与挂厢的前垂面的交点处绘制有一条水平的参考线标识，并标定相机，使得当牵引车主车与挂厢夹角为0度时，参考线标识在相机像平面上的水平夹角为0度。
进一步的，计算牵引车主车和挂厢的夹角的方法包括以下步骤：
步骤1）当牵引车主车和挂厢角度为0度时，通过相机识别挂厢参考线标识在图像中的分布情况，以参考线标识夹角在图像中的夹角为0度为准；
步骤2）当牵引车主车左转或右转时，经过图像处理，识别出参考线标识与图像水平轴夹角，即可得到当前时刻牵引车主车与挂厢的夹角。
进一步的，所述相机通过底座固定在牵引车主车的顶部。
进一步的，所述相机通过底座固定在牵引车主车的后垂直面上。
本发明的有益效果是:
1、本发明无需安装转角传感器等复杂的传感器，大大降低了安装难度；
2、单目相机成本低，并且测量方法简单，通过计算机视觉图像的方法测量，精度较高，提高了自动驾驶卡车系统的建模准确度。
附图说明
图1为专利CN109959352A中的流程示意图；
图2为专利CN109900224A中的结构示意图；
图3为本发明的相机与牵引车主车之间的第一种安装方式；
图4为本发明的相机与牵引车主车之间的第二种安装方式；
图5为本发明的牵引车主车和挂厢角度为0度时，通过相机识别挂厢参考线标识在图像中的分布情况；
图6为本发明的牵引车主车左转时，参考线标识在图像中的分布情况；
图7为本发明的牵引车主车右转时，参考线标识在图像中的分布情况。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。
一种牵引车与挂厢夹角的识别方法，包括牵引车主车和挂厢，牵引车主车通过鞍座连接挂厢，在所述牵引车主车上设置相机来识别设置在挂厢前端的参考线标识，计算参考线标识在相机图像中角度的变化，从而得到牵引车主车和挂厢的夹角。
所述牵引车主车上的相机以一定的俯仰角向下正对挂厢的前垂面，在所述相机的光轴与挂厢的前垂面的交点处绘制有一条水平的参考线标识，用于相机进行图像识别，并标定相机，使得当牵引车主车与挂厢夹角为0度时，参考线标识在相机像平面上的水平夹角为0度。
计算牵引车主车和挂厢的夹角的方法包括以下步骤：
步骤1）当牵引车主车和挂厢角度为0度时，通过相机识别挂厢参考线标识在图像中的分布情况，如图5所示，以参考线标识夹角在图像中的夹角为0度为准；
步骤2）当牵引车主车左转或右转时，经过图像处理，识别出参考线标识与图像水平轴夹角，即可得到当前时刻牵引车主车与挂厢的夹角，通过Opencv的hough变换直线检测方法提取出直线的斜率k，然后通过公式
Figure 559272DEST_PATH_IMAGE001
，即可得夹角
Figure 641805DEST_PATH_IMAGE002
，该夹角
Figure 364910DEST_PATH_IMAGE002
即是牵引车主车与挂厢的夹角，由于反正切函数的阈值是
Figure 444862DEST_PATH_IMAGE003
，首先要标定向左或向右转弯直线的斜率的正负值，如果向右转弯直线斜率是正值，向左转弯直线斜率是负值，则通过反正切算出的正值角度是向右转弯时主车与挂厢的角度，负值角度是向左转弯时主车与挂厢的角度，反之亦然。在本实施例中，当牵引车主车左转时，参考线标识在图像中的分布如图6所示，当牵引车主车右转时，参考线标识在图像中的分布如图7所示。
如图3所示，所述相机通过底座固定在牵引车主车的顶部。
如图4所示，所述相机通过底座固定在牵引车主车的后垂直面上。
在实际安装中，图3中的第一种安装方式适用于牵引车主车与挂厢之间的距离较小的牵引车，图4中的第二种安装方式适用于牵引车主车与挂厢之间的距离较大的牵引车。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，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。

Claims (5)

1.一种牵引车与挂厢夹角的识别方法，包括牵引车主车和挂厢，其特征在于，在所述牵引车主车上设置相机来识别设置在挂厢前端的参考线标识，计算参考线标识在相机图像中角度的变化，从而得到牵引车主车和挂厢的夹角。
2.根据权利要求1所述的牵引车与挂厢夹角的识别方法，其特征在于，所述牵引车主车上的相机以一定的俯仰角向下正对挂厢的前垂面，在所述相机的光轴与挂厢的前垂面的交点处绘制有一条水平的参考线标识，并标定相机，使得当牵引车主车与挂厢夹角为0度时，参考线标识在相机像平面上的水平夹角为0度。
3.根据权利要求2所述的牵引车与挂厢夹角的识别方法，其特征在于，计算牵引车主车和挂厢的夹角的方法包括以下步骤：
步骤1）当牵引车主车和挂厢角度为0度时，通过相机识别挂厢参考线标识在图像中的分布情况，以参考线标识夹角在图像中的夹角为0度为准；
步骤2）当牵引车主车左转或右转时，经过图像处理，识别出参考线标识与图像水平轴夹角，即可得到当前时刻牵引车主车与挂厢的夹角。
4.根据权利要求1或3所述的牵引车与挂厢夹角的识别方法，其特征在于，所述相机通过底座固定在牵引车主车的顶部。
5.根据权利要求1或3所述的牵引车与挂厢夹角的识别方法，其特征在于，所述相机通过底座固定在牵引车主车的后垂直面上。
CN202010473291.1A 2020-05-29 2020-05-29 一种牵引车与挂厢夹角的识别方法 Pending CN111578893A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010473291.1A CN111578893A (zh) 2020-05-29 2020-05-29 一种牵引车与挂厢夹角的识别方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010473291.1A CN111578893A (zh) 2020-05-29 2020-05-29 一种牵引车与挂厢夹角的识别方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111578893A true CN111578893A (zh) 2020-08-25

Family

ID=72123668

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010473291.1A Pending CN111578893A (zh) 2020-05-29 2020-05-29 一种牵引车与挂厢夹角的识别方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111578893A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112622538A (zh) * 2020-12-29 2021-04-09 苏州挚途科技有限公司 牵引车和挂车之间线束接插件自动化插拔系统及车辆
CN113733827A (zh) * 2021-10-19 2021-12-03 长沙立中汽车设计开发股份有限公司 一种半挂车拖车与挂车相对转角检测装置及其检测方法
CN114018135A (zh) * 2021-09-29 2022-02-08 盛视科技股份有限公司 拖挂车转动角度检测机构及全景拼接系统
CN114511842A (zh) * 2022-04-19 2022-05-17 北京主线科技有限公司 一种车辆位姿确定方法、装置、设备及介质
CN115876098A (zh) * 2022-12-12 2023-03-31 苏州思卡信息系统有限公司 一种多线束激光雷达的车辆尺寸测量方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104590158A (zh) * 2013-10-31 2015-05-06 福特全球技术公司 挂车标记放置辅助系统和方法
CN205901941U (zh) * 2016-06-23 2017-01-18 宝鸡中车时代工程机械有限公司 适用于多车连挂的视频监控系统
CN111051087A (zh) * 2017-08-31 2020-04-21 塞夫霍兰德有限公司 用于识别挂车并辅助牵引机的挂接过程的系统

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104590158A (zh) * 2013-10-31 2015-05-06 福特全球技术公司 挂车标记放置辅助系统和方法
CN205901941U (zh) * 2016-06-23 2017-01-18 宝鸡中车时代工程机械有限公司 适用于多车连挂的视频监控系统
CN111051087A (zh) * 2017-08-31 2020-04-21 塞夫霍兰德有限公司 用于识别挂车并辅助牵引机的挂接过程的系统

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112622538A (zh) * 2020-12-29 2021-04-09 苏州挚途科技有限公司 牵引车和挂车之间线束接插件自动化插拔系统及车辆
CN112622538B (zh) * 2020-12-29 2022-08-02 苏州挚途科技有限公司 牵引车和挂车之间线束接插件自动化插拔系统及车辆
CN114018135A (zh) * 2021-09-29 2022-02-08 盛视科技股份有限公司 拖挂车转动角度检测机构及全景拼接系统
CN114018135B (zh) * 2021-09-29 2023-01-10 盛视科技股份有限公司 拖挂车转动角度检测机构及全景拼接系统
CN113733827A (zh) * 2021-10-19 2021-12-03 长沙立中汽车设计开发股份有限公司 一种半挂车拖车与挂车相对转角检测装置及其检测方法
CN114511842A (zh) * 2022-04-19 2022-05-17 北京主线科技有限公司 一种车辆位姿确定方法、装置、设备及介质
CN114511842B (zh) * 2022-04-19 2022-07-12 北京主线科技有限公司 一种车辆位姿确定方法、装置、设备及介质
CN115876098A (zh) * 2022-12-12 2023-03-31 苏州思卡信息系统有限公司 一种多线束激光雷达的车辆尺寸测量方法
CN115876098B (zh) * 2022-12-12 2023-10-24 苏州思卡信息系统有限公司 一种多线束激光雷达的车辆尺寸测量方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111578893A (zh) 一种牵引车与挂厢夹角的识别方法
US20210039648A1 (en) Robust Method for Detecting Traffic Signals and their Associated States
CN113002396B (zh) 一种用于自动驾驶矿用车辆的环境感知系统及矿用车辆
US20210382174A1 (en) Lidar-based Trailer Tracking
US20200175720A1 (en) Vehicle, vehicle positioning system, and vehicle positioning method
US9395192B1 (en) Methods and systems for road and lane boundary tracing
CN109373974A (zh) 一种具备主动探测功能的自动驾驶汽车环境感知系统
CN112241007A (zh) 自动驾驶环境感知传感器的标定方法、布置结构及车辆
US11392124B1 (en) Method and system for calibrating a plurality of detection systems in a vehicle
CN105699985A (zh) 一种单线激光雷达装置
US20220155415A1 (en) Detecting Spurious Objects For Autonomous Vehicles
KR20140039243A (ko) 센서 필드 선택
US11945499B2 (en) Method and apparatus for trailer angle measurement and vehicle
CN106114357A (zh) 一种车辆转弯时防剐蹭装置及方法
CN203941616U (zh) 一种车型识别系统
CN114442101B (zh) 基于成像毫米波雷达的车辆导航方法、装置、设备及介质
US11341684B1 (en) Calibration of detection system to vehicle using a mirror
US20220043157A1 (en) Self-Reflection Filtering
CN102248945B (zh) 激光扫描式车辆主动避撞系统
CN113459951A (zh) 车外环境显示方法和装置、车辆、设备和存储介质
CN202102313U (zh) 车载激光自动导航系统
JP7462738B2 (ja) 車載クラスタ追跡システム
CN115265521A (zh) 一种适用于集装箱轮胎吊大车的激光雷达导航系统和方法
CN113759787A (zh) 一种封闭园区无人驾驶机器人和工作方法
CN116009563B (zh) 一种融合激光雷达与深度相机的机器人无人划线方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200825

RJ01 Rejection of invention patent application after publication