CN113879234A - 一种特装车辅助驾驶定位系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种特装车辅助驾驶定位系统，涉及特装车驾驶辅助设备技术领域，具体为一种特装车辅助驾驶定位系统，包括激光定位控制组件，所述车头激光定位组件、车尾激光定位组件、右前轮激光定位组件、左前轮激光定位组件、右后轮激光定位组件、左后轮激光定位组件以及附加轮激光定位组件的输出端均与主机控制盒相连接，所述主机控制盒的输出端连接有显示控制组件。该特装车辅助驾驶定位系统，能够在夜间灯火管制以及烟尘、薄雾、月亮、星光等复杂条件下，辅助驾驶员识别道路及前方的障碍物，并在占领阵地或驶上铁路平板时实现左右横向定位，从而提高该型车辆在复杂环境下的快速机动能力和行驶安全性，提高部队的快速反应作战能力。
Description
技术领域
本发明涉及特装车驾驶辅助设备技术领域，具体为一种特装车辅助驾驶定位系统。
背景技术
特装车辆指的是外廓尺寸、重量等方面超过设计车辆限界的及特殊用途的车辆；或指经特制或专门改装，配有固定的装置设备，主要功能不是用于载人或运货的机动车辆；指担负特种勤务并悬挂特装车辆号牌、安装使用警报器和标志灯具的车辆；如运钞车、救护车、消防车、警车、工程救险车、军事监理车等；指用于牵引、清障、清扫、起重、装卸、升降、搅拌、挖掘、推土、压路等的各种轮式或履带式专用车辆，或车内装有固定专用仪器设备，从事专业工作的监测、消防、清洁、医疗、电视转播、雷达、X光检查等车辆；为适应新的战场形势的发展和变化，世界各国普遍重视军用特装车辆的生产；随着高科技发展以及国际间政策经济形势的变化，战场上的军用车辆装备也在随之而变化；国际形势变化促使军用特装车辆向军民两用方向发展；为满足特征车辆对现代战争的需求，提高WS2400系列底盘重型特装车在特殊条件下的快速机动性能，特别是在现代战争条件下，要求特装车辆在夜间灯火管制条件下具备机动作战和安全行驶的能力，以确保战争任务顺利完成。
但是现有的特装车在行驶过程中不具有辅助驾驶装置，更多的是依靠驾驶员的自身驾驶经验跟驾驶技巧对特装车进行操控，而驾驶员的驾驶经验在光线较差的情况下无法发挥作用，在现代战争的条件下，时常需要特装车辆在夜晚灯火管制的情况下具备机动作战和安全行驶的能力，以确保战争任务顺利完成，一般的特装车目前还不具备能力实现夜间的安全驾驶，不能很好满足人们的使用需求等缺点。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种特装车辅助驾驶定位系统，解决了上述背景技术中提出的特装车在行驶过程中不具有辅助驾驶装置，更多的是依靠驾驶员的自身驾驶经验跟驾驶技巧对特装车进行操控，而驾驶员的驾驶经验在光线较差的情况下无法发挥作用，在现代战争的条件下，时常需要特装车辆在夜晚灯火管制的情况下具备机动作战和安全行驶的能力，以确保战争任务顺利完成，一般的特装车目前还不具备能力实现夜间的安全驾驶，不能很好满足人们的使用需求等问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种特装车辅助驾驶定位系统，包括激光定位控制组件，所述激光定位控制组件内部包括车头激光定位组件、车尾激光定位组件、右前轮激光定位组件、左前轮激光定位组件、右后轮激光定位组件、左后轮激光定位组件以及附加轮激光定位组件，所述车头激光定位组件、车尾激光定位组件、右前轮激光定位组件、左前轮激光定位组件、右后轮激光定位组件、左后轮激光定位组件以及附加轮激光定位组件的输出端均与主机控制盒相连接，所述主机控制盒的输出端连接有显示控制组件。
可选的，所述车头激光定位组件、车尾激光定位组件均由微光夜视仪、安装平台、外部防护结构和距离传感器组合而成，其微光夜视仪利用星光、月光、大气辉光微弱光线进行观察和识别，所述微光夜视仪与距离传感器之间采用并联连接。
可选的，所述右前轮激光定位组件、左前轮激光定位组件、右后轮激光定位组件和左后轮激光定位组件均由微光相机、激光定位组件和承载平台组合而成，所述激光定位组件以一字激光线分别标示出右前轮、左前轮、右后轮和左后轮与承载平台之间的相对位置，所述利用定位组件中的微光相机采集激光定位图像。
可选的，所述附加轮激光定位组件由微光相机、激光定位组件和承载平台组合而成，所述激光定位组件以一字激光线标示出附加轮与承载平台之间的相对位置，所述利用定位组件中的微光相机采集激光定位图像。
可选的，所述主机控制盒由视频处理板卡、电源管理板卡、红外灯控制及通讯板卡、外壳结构件和电连接器五部分组成，所述主机控制盒与显示控制组件之间电性连接，且显示控制组件通过指令发送单元和指令接收单元之间的配合与主机控制盒之间电性连接。
可选的，所述红外灯控制及通讯板卡由激光测距信号、信号接收器、信号控制器、信号发射器、显示控制组件以及信号反馈组合而成，所述激光测距信号的输出端连接有信号接收器，且信号接收器的输出端连接有信号控制器，所述信号控制器的输出端连接有信号发射器，且信号发射器的输出端连接有显示控制组件，所述信号控制器的输出端连接有信号反馈。
可选的，所述信号控制器由距离数值判断、数值级别分类、警报控制信号以及自定距离参数组合而成，所述距离数值判断的输出端连接有数值级别分类，且数值级别分类的输出端连接有警报控制信号，所述数值级别分类的输入端连接有自定距离参数。
可选的，所述附加轮激光定位组件设有多组，其附加轮激光定位组件与车辆的轮组数量相对应。
可选的，所述激光定位控制组件、主机控制盒和显示控制组件之间采用系统电缆连接，所述系统电缆可以实现系统各组件之间的供电和信号传输，所述车头激光定位组件、车尾激光定位组件、右前轮激光定位组件、左前轮激光定位组件、右后轮激光定位组件和左后轮激光定位组件之间通过系统电缆实现并联连接。
本发明提供了一种特装车辅助驾驶定位系统，具备以下有益效果：
1.该特装车辅助驾驶定位系统，通过微光夜视仪可以对车辆外部的路况信息进行图像采集，在夜间灯火管制、烟尘、薄雾等复杂条件下，利用星光、月光、大气辉光等微弱光线进行观察和识别，辅助驾驶员对道路及道路前方的障碍物进行识别，能够提供良好的夜视辅助性能，微光夜视仪在夜间极低照度的情况下，具有低读出噪声和暗电流噪声，输出高信噪比等特性；同时感光像元面积大、高敏感度，光利用率高，可以检测到微弱的光信号，提供更清晰的夜视图像；另外自身特有的宽照度响应范围，能够保证在白天和次强光下正常工作，提供清晰的视频影像。
2.该特装车辅助驾驶定位系统，通过利用定位组件中的微光相机采集激光定位图像，实时传输到主机盒中，经过视频处理后在驾驶室显控终端上进行显示，辅助驾驶员快速将特装车驶上阵地及铁路平板准确位置，激光定位组件采用互换性设计，其主体结构不变，安装支架根据不同车型独立设计，安装时仅需针对不同型号车辆匹配相应安装支架即可，间接的提高了该辅助驾驶定位系统使用过程中的适用面。
3.该特装车辅助驾驶定位系统，通过将主机盒输出的图像通过该组件进行显示，同时通过显示控制组件上指令按钮向主机盒发送控制指令，切换不同图像显示，另外需要配置一支远控电源开关控制辅助驾驶定位系统通电或断电，由视频信号处理组件、液晶驱动组件，液晶面板、按键板、LED驱动板、滤波器、电源模块等组成。由主机盒输入的视频信号经视频信号处理板进行分析计算，输入到液晶驱动组件，并驱动液晶面板显示相应图像，通过调节背光控制旋钮来调整显示液晶面板的明暗程度；用户通过按键板上不同的按键发送相应的控制指令，并经通信控制模块，与主机盒进行信息交互，主机盒根据控制指令，将所需信号输出到显示控制组件，最终将指定的视频通道显示在液晶面板上。
4.该特装车辅助驾驶定位系统，依靠红外灯控制及通讯卡板可以对红外激光信号进行统一收集处理，利用激光测距信号和信号接收器之间的配合对车辆各处车轮的距离信号进行收集，并通过信号接收器将距离信号传输至信号控制器内部，而距离数值判断可以将距离信号转换为具体的距离数值，便于信号控制器根据数值的范围对距离长短进行分类判断，其中自定距离参数可以设置为原始数据库，其距离的数值参数可以由使用者对其提前录入，通过数值级别分类将测量距离值与原始距离进行比对，而警报控制信号可以根据不同的比对结构对驾驶员进行对应不同的提示指令，该提示指令可以通过信号发射器传输至显示控制组件处，对驾驶员进行视觉或听觉的提示作用。
5.该特装车辅助驾驶定位系统，在夜间灯火管制、烟尘、薄雾等复杂条件下，利用星光、月光、大气辉光等微弱光线进行观察和识别，辅助驾驶员识别道路及行驶前方的环境障碍物；辅助驾驶员快速将特装车驶上铁路平板规定位置。
附图说明
图1为本发明电性系统流程示意图；
图2为本发明主机控制盒内部流程示意图；
图3为本发明主机控制盒外部结构示意图；
图4为本发明红外灯控制及通讯板卡内部流程示意图；
图5为本发明信号控制器内部流程示意图。
图中：1、激光定位控制组件；2、车头激光定位组件；3、车尾激光定位组件；4、右前轮激光定位组件；5、左前轮激光定位组件；6、右后轮激光定位组件；7、左后轮激光定位组件；8、附加轮激光定位组件；9、主机控制盒；901、盖板；902、主体外壳；903、接线插口；904、电源控制器；905、安装面板；10、显示控制组件。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1至图5，本发明提供一种技术方案：一种特装车辅助驾驶定位系统，包括激光定位控制组件1，激光定位控制组件1内部包括车头激光定位组件2、车尾激光定位组件3、右前轮激光定位组件4、左前轮激光定位组件5、右后轮激光定位组件6、左后轮激光定位组件7以及附加轮激光定位组件8，车头激光定位组件2、车尾激光定位组件3、右前轮激光定位组件4、左前轮激光定位组件5、右后轮激光定位组件6、左后轮激光定位组件7以及附加轮激光定位组件8的输出端均与主机控制盒9相连接，车头激光定位组件2、车尾激光定位组件3均由微光夜视仪、安装平台、外部防护结构和距离传感器组合而成，其微光夜视仪利用星光、月光、大气辉光微弱光线进行观察和识别，微光夜视仪与距离传感器之间采用并联连接，微光夜视仪可以对车辆外部的路况信息进行图像采集，在夜间灯火管制、烟尘、薄雾等复杂条件下，利用星光、月光、大气辉光等微弱光线进行观察和识别，辅助驾驶员对道路及道路前方的障碍物进行识别，能够提供良好的夜视辅助性能，微光夜视仪在夜间极低照度的情况下，具有低读出噪声和暗电流噪声，输出高信噪比等特性；同时感光像元面积大、高敏感度，光利用率高，可以检测到微弱的光信号，提供更清晰的夜视图像；另外自身特有的宽照度响应范围，能够保证在白天和次强光下正常工作，提供清晰的视频影像。
右前轮激光定位组件4、左前轮激光定位组件5、右后轮激光定位组件6和左后轮激光定位组件7均由微光相机、激光定位组件和承载平台组合而成，激光定位组件以一字激光线分别标示出右前轮、左前轮、右后轮和左后轮与承载平台之间的相对位置，利用定位组件中的微光相机采集激光定位图像，实时传输到主机盒中，经过视频处理后在驾驶室显控终端上进行显示，辅助驾驶员快速将特装车驶上阵地及铁路平板准确位置，激光定位组件采用互换性设计，其主体结构不变，安装支架根据不同车型独立设计，安装时仅需针对不同型号车辆匹配相应安装支架即可，间接的提高了该辅助驾驶定位系统使用过程中的适用面。
附加轮激光定位组件8由微光相机、激光定位组件和承载平台组合而成，激光定位组件以一字激光线标示出附加轮与承载平台之间的相对位置，利用定位组件中的微光相机采集激光定位图像，附加轮激光定位组件8设有多组，其附加轮激光定位组件8与车辆的轮组数量相对应。
主机控制盒9包括盖板901、主体外壳902、接线插口903、电源控制器904和安装面板905，盖板901的下方通过螺丝连接有主体外壳902，且主体外壳902的下端固定连接有安装面板905，主体外壳902的前端等距设有接线插口903，且接线插口903的右侧平行设有电源控制器904，主机控制盒9由视频处理板卡、电源管理板卡、红外灯控制及通讯板卡、外壳结构件和电连接器五部分组成，红外灯控制及通讯卡板可以对红外激光信号进行统一收集处理，利用激光测距信号和信号接收器之间的配合对车辆各处车轮的距离信号进行收集，并通过信号接收器将距离信号传输至信号控制器内部，而距离数值判断可以将距离信号转换为具体的距离数值，便于信号控制器根据数值的范围对距离长短进行分类判断，其中自定距离参数可以设置为原始数据库，其距离的数值参数可以由使用者对其提前录入，通过数值级别分类将测量距离值与原始距离进行比对，而警报控制信号可以根据不同的比对结构对驾驶员进行对应不同的提示指令，该提示指令可以通过信号发射器传输至显示控制组件处，对驾驶员进行视觉或听觉的提示作用，主机控制盒9与显示控制组件10之间电性连接，且显示控制组件10通过指令发送单元和指令接收单元之间的配合与主机控制盒9之间电性连接；红外灯控制及通讯板卡由激光测距信号、信号接收器、信号控制器、信号发射器、显示控制组件以及信号反馈组合而成，激光测距信号的输出端连接有信号接收器，且信号接收器的输出端连接有信号控制器，信号控制器的输出端连接有信号发射器，且信号发射器的输出端连接有显示控制组件，信号控制器的输出端连接有信号反馈；信号控制器由距离数值判断、数值级别分类、警报控制信号以及自定距离参数组合而成，距离数值判断的输出端连接有数值级别分类，且数值级别分类的输出端连接有警报控制信号，数值级别分类的输入端连接有自定距离参数，激光定位控制组件1、主机控制盒9和显示控制组件10之间采用系统电缆连接，系统电缆可以实现系统各组件之间的供电和信号传输，车头激光定位组件2、车尾激光定位组件3、右前轮激光定位组件4、左前轮激光定位组件5、右后轮激光定位组件6和左后轮激光定位组件7之间通过系统电缆实现并联连接，将主机盒输出的图像通过该组件进行显示，同时通过显示控制组件10上指令按钮向主机盒发送控制指令，切换不同图像显示，另外需要配置一支远控电源开关控制辅助驾驶定位系统通电或断电，由视频信号处理组件、液晶驱动组件，液晶面板、按键板、LED驱动板、滤波器、电源模块等组成；由主机盒输入的视频信号经视频信号处理板进行分析计算，输入到液晶驱动组件，并驱动液晶面板显示相应图像，通过调节背光控制旋钮来调整显示液晶面板的明暗程度；用户通过按键板上不同的按键发送相应的控制指令，并经通信控制模块，与主机盒进行信息交互，主机盒根据控制指令，将所需信号输出到显示控制组件10，最终将指定的视频通道显示在液晶面板上。
综上，该特装车辅助驾驶定位系统，使用时车头激光定位组件2安装在驾驶室顶部，通过支架安装在驾驶室上，顶部安装面积不小于250mm×250mm，安装后不超出前驾驶室顶部前沿，不影响其他设备的正常使用和维护，在结构安装上考虑了整车振动对前视组件成像的影响，通过隔振机构以消除汽车振动的影响，而激光定位组件采用机械接口，是将支架(含壳体)通过螺钉固定在车辆两侧底部，安装时通过调节四个定位组件的相对位置，以达到技术要求，定位组件的供电和信号传输是通过壳体上的电连接器及配套电缆实现，主机控制盒9在使用时将采集到的车头、车尾两路视频、四路车轮处的激光定位视频进行图像处理，再根据显示控制组件10发送的控制指令，分别输出前视图像、定位组件四分屏图像、左前轮定位图像、右前轮定位图像、左后轮定位图像、右后轮定位图像，主机盒由视频处理板卡、电源管理板卡、红外灯控制及通讯板卡、外壳结构件和电连接器五部分组成，其中三种板卡放入主机盒内，各电连接器安装在主机盒外侧，为了满足防护等级IP67，主机盒采用密封结构设计，壳体基座周边设计了密封槽，装配时在密封槽内填充导电橡胶密封条，盖板压紧后主机盒内部与外界完全隔离；电连接器安装部位也带有密封圈，密封效果可达到防护等级IP67，从而使主机盒达到相应密封防护要求，显示控制组件10，显示控制组件10采用吊装方式，显示控制组件10固定在驾驶室内(顶部内饰上)中间位置，约45°斜向固定，屏幕斜向驾驶员，便于驾驶员观察；驾驶员可根据观察位置调整显示单元位置，当驾驶员不需要通过系统显示单元观察时，可将显示单元翻转，不会影响驾驶员观察，显示控制组件10通过电连接器及电缆与主机盒进行数据交换。
其中，车头激光定位组件2、车尾激光定位组件3、右前轮激光定位组件4、左前轮激光定位组件5、右后轮激光定位组件6、左后轮激光定位组件7以及附加轮激光定位组件8均采用广角摄像头，即微光夜视仪为微光广角夜视仪，微光相机为微光广角相机。
其中，主机控制盒9还包括核心处理器，核心处理器可以将各路视图像环形无缝拼接为以特装车为中心的完整视频，具体地，核心处理器包括：
摄像头标定单元，用于消除摄像头的扭曲失真；
图像匹配单元，用于将摄像头的选定区域图像映射到全景图中的相应区域；
拼接缝隙消除单元，用于消除拼接后的两相邻区域图像中间的拼接缝隙。
主机控制盒9通过核心处理器形成完整视频，可以提供特装车周围360°的图像，实现完整的视野，避免了盲区，可以同时观察特装车四周的环境，提升了辅助驾驶的性能。
其中，核心处理器还包括：
优化加速单元，用于将算法步骤以映射表的方式进行等价转换，以使拼接视频流畅的显示，通过直接根据映射表来执行，使执行效率与算法的复杂度没有必然联系，优化加速单元包括全景拼接映射表和拼接缝隙消除映射表映射表。
其中，主机控制盒9还包括用于存储视频图像的存储单元，以记录每个摄像头单独的视频和完整全景视频，以便进行分析和日后查看。
其中，驾驶室显控终端包括第一显示屏、第二显示屏和第三显示屏，第一显示屏用于显示特装车中前部视频图像或中左部视频图像，第二显示屏用于显示特装车中后部视频图像或中右部视频图像，第三显示屏用于显示和切换一个或多个摄像头单独的视频。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种特装车辅助驾驶定位系统，包括激光定位控制组件(1)，所述激光定位控制组件(1)内部包括车头激光定位组件(2)、车尾激光定位组件(3)、右前轮激光定位组件(4)、左前轮激光定位组件(5)、右后轮激光定位组件(6)、左后轮激光定位组件(7)以及附加轮激光定位组件(8)，其特征在于：所述车头激光定位组件(2)、车尾激光定位组件(3)、右前轮激光定位组件(4)、左前轮激光定位组件(5)、右后轮激光定位组件(6)、左后轮激光定位组件(7)以及附加轮激光定位组件(8)的输出端均与主机控制盒(9)相连接，所述主机控制盒(9)的输出端连接有显示控制组件(10)。
2.根据权利要求1所述的一种特装车辅助驾驶定位系统，其特征在于：所述车头激光定位组件(2)、车尾激光定位组件(3)均由微光夜视仪、安装平台、外部防护结构和距离传感器组合而成，其微光夜视仪利用星光、月光、大气辉光微弱光线进行观察和识别，所述微光夜视仪与距离传感器之间采用并联连接。
3.根据权利要求1所述的一种特装车辅助驾驶定位系统，其特征在于：所述右前轮激光定位组件(4)、左前轮激光定位组件(5)、右后轮激光定位组件(6)和左后轮激光定位组件(7)均由微光相机、激光定位组件和承载平台组合而成，所述激光定位组件以一字激光线分别标示出右前轮、左前轮、右后轮和左后轮与承载平台之间的相对位置，所述利用定位组件中的微光相机采集激光定位图像。
4.根据权利要求1所述的一种特装车辅助驾驶定位系统，其特征在于：所述附加轮激光定位组件(8)由微光相机、激光定位组件和承载平台组合而成，所述激光定位组件以一字激光线标示出附加轮与承载平台之间的相对位置，所述利用定位组件中的微光相机采集激光定位图像。
5.根据权利要求1所述的一种特装车辅助驾驶定位系统，其特征在于：所述主机控制盒(9)由视频处理板卡、电源管理板卡、红外灯控制及通讯板卡、外壳结构件和电连接器五部分组成，所述主机控制盒(9)与显示控制组件(10)之间电性连接，且显示控制组件(10)通过指令发送单元和指令接收单元之间的配合与主机控制盒(9)之间电性连接。
6.根据权利要求5所述的一种特装车辅助驾驶定位系统，其特征在于：所述红外灯控制及通讯板卡由激光测距信号、信号接收器、信号控制器、信号发射器、显示控制组件以及信号反馈组合而成，所述激光测距信号的输出端连接有信号接收器，且信号接收器的输出端连接有信号控制器，所述信号控制器的输出端连接有信号发射器，且信号发射器的输出端连接有显示控制组件，所述信号控制器的输出端连接有信号反馈。
7.根据权利要求6所述的一种特装车辅助驾驶定位系统，其特征在于：所述所述信号控制器由距离数值判断、数值级别分类、警报控制信号以及自定距离参数组合而成，所述距离数值判断的输出端连接有数值级别分类，且数值级别分类的输出端连接有警报控制信号，所述数值级别分类的输入端连接有自定距离参数。
8.根据权利要求1所述的一种特装车辅助驾驶定位系统，其特征在于：所述附加轮激光定位组件(8)设有多组，其附加轮激光定位组件(8)与车辆的轮组数量相对应。
9.根据权利要求1所述的一种特装车辅助驾驶定位系统，其特征在于：所述激光定位控制组件(1)、主机控制盒(9)和显示控制组件(10)之间采用系统电缆连接，所述系统电缆可以实现系统各组件之间的供电和信号传输，所述车头激光定位组件(2)、车尾激光定位组件(3)、右前轮激光定位组件(4)、左前轮激光定位组件(5)、右后轮激光定位组件(6)和左后轮激光定位组件(7)之间通过系统电缆实现并联连接。
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