CN115180018B - 测量转向轮转角的方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种测量转向轮转角的方法、装置、设备及存储介质，属于测量技术领域，该方法包括：通过图像采集设备获取包括测量杆的第一图像，测量杆与车辆的转向轮同步转向，图像采集设备与转向轮不同步转向；根据测量杆在第一图像中的位置获取第一测量角；基于测量角与转角之间的关系，获取第一测量角对应的第一转角，将第一转角作为转向轮的转角。该方法通过图像处理方式实现了对转向轮转角的非接触测量，避免了由传感器与转向零部件之间的接触导致的测量误差，提高了转向轮转角的测量精确度。

Description

测量转向轮转角的方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本申请涉及测量技术领域，特别涉及一种测量转向轮转角的方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

车辆的转向轮转角作为直接关联车辆的横向运动的重要参数，能够反映车辆在不同工况下的转向性能。因此，需要对转向轮转角进行测量，以实现车辆在行驶过程中的横向稳定性。

相关技术中，在车辆的横拉杆、主销等转向零部件中增加位移传感器，并利用几何关系计算转向轮转角与转向零部件的位移变化之间的关系，然后根据位移传感器检测到的转向零部件发生的位移变化，以及该转向轮转角与转向零部件的位移变化之间的关系测量得到转向轮转角。

但是，由于当车辆的横向加速度增大时，各个转向零部件之间会发生形变和悬架位移，进而导致测量的转向轮转角的误差增大。

发明内容

本申请提供了一种测量转向轮转角的方法、装置、设备及存储介质，能够解决相关技术中的问题。

第一方面，提供一种测量转向轮转角的方法，所述方法包括：

通过图像采集设备获取包括测量杆的第一图像，所述测量杆与车辆的转向轮同步转向，所述图像采集设备与所述转向轮不同步转向；

根据所述测量杆在所述第一图像中的位置获取第一测量角；

基于测量角与转角之间的关系，获取所述第一测量角对应的第一转角，将所述第一转角作为所述转向轮的转角。

在一种可能的实施方式中，所述根据所述测量杆在所述第一图像中的位置获取第一测量角，包括：

提取所述第一图像中的所述测量杆的像素点对应的坐标，得到坐标序列；

对所述坐标序列进行降维处理，得到所述坐标序列对应的特征向量，所述特征向量指示所述测量杆在所述第一图像中的方向；

计算所述特征向量相对于坐标轴的夹角，将所述夹角作为所述第一测量角。

在一种可能的实施方式中，所述基于测量角与转角之间的关系，获取所述第一测量角对应的第一转角之前，还包括：

获取所述转向轮的零位转角，所述零位转角指示所述转向轮在摆正状态下对应的测量角；

基于所述零位转角获取所述测量角与转角之间的关系。

在一种可能的实施方式中，所述获取所述转向轮的零位转角，包括：

获取所述车辆在行驶状态下的多组行驶数据，一组行驶数据包括横摆角速度和横向加速度中的至少一种以及采集图像，所述采集图像为通过所述图像采集设备采集的包括所述测量杆的图像；

从所述多组行驶数据中筛选得到满足筛选条件的多组有效数据，所述筛选条件包括所述横摆角速度小于第一阈值或所述横向加速度小于第二阈值中的至少一种；

根据所述测量杆分别在所述多组有效数据对应的多个采集图像中的位置获取多个测量角；

基于所述多个测量角获取所述零位转角。

在一种可能的实施方式中，所述车辆的车身侧面与参考平面平行放置，所述测量杆的中心位置设置有激光发射器，所述激光发射器用于向所述参考平面发射激光，所述车辆与所述参考平面之间的距离为第一距离；

所述基于所述零位转角获取所述测量角与转角之间的关系，包括：

在所述转向轮摆正时，获取所述激光打在所述参考平面上的第一激光点；

获取多组第二转角和第二测量角，任一个第二转角基于第二距离与所述第一距离得到，所述第二距离为所述转向轮发生转向时，所述激光打在所述参考平面上的第二激光点与所述第一激光点之间的距离；任一个第二测量角基于所述测量杆在第二图像中的位置获取得到，所述第二图像为所述转向轮发生转向时，通过所述图像采集设备获取的包括所述测量杆的第二图像；

基于所述零位转角以及所述多组第二转角和第二测量角，获取所述测量角与转角之间的关系。

在一种可能的实施方式中，所述基于所述零位转角以及所述多组第二转角和第二测量角，获取所述测量角与转角之间的关系，包括：

基于所述零位转角对所述第二测量角进行补偿，得到多组第二转角和补偿后的第二测量角；

对所述多组第二转角和补偿后的第二测量角进行函数拟合，根据函数拟合结果得到所述测量角与转角之间的关系。

在一种可能的实施方式中，所述测量杆的颜色与所述第一图像中的其他元素的颜色不同，所述测量杆的像素点为像素值为所述测量杆的颜色对应的RGB值的像素点。RGB值即代表R(red，红)、G(green，绿)、B(blue，蓝)这三个颜色通道的值。

第二方面，提供了一种测量转向轮转角的装置，所述装置包括：

第一获取模块，用于通过图像采集设备获取包括测量杆的第一图像，所述测量杆与车辆的转向轮同步转向，所述图像采集设备与所述转向轮不同步转向；

第二获取模块，用于根据所述测量杆在所述第一图像中的位置获取第一测量角；

第三获取模块，用于基于测量角与转角之间的关系，获取所述第一测量角对应的第一转角，将所述第一转角作为所述转向轮的转角。

在一种可能的实施方式中，所述第二获取模块，用于提取所述第一图像中的所述测量杆的像素点对应的坐标，得到坐标序列；对所述坐标序列进行降维处理，得到所述坐标序列对应的特征向量，所述特征向量指示所述测量杆在所述第一图像中的方向；计算所述特征向量相对于坐标轴的夹角，将所述夹角作为所述第一测量角。

在一种可能的实施方式中，该装置还包括：

第四获取模块，用于获取所述转向轮的零位转角，所述零位转角指示所述转向轮在摆正状态下对应的测量角；

第五获取模块，用于基于所述零位转角获取所述测量角与转角之间的关系。

在一种可能的实施方式中，所述第四获取模块，用于获取所述车辆在行驶状态下的多组行驶数据，一组行驶数据包括横摆角速度和横向加速度中的至少一种以及采集图像，所述采集图像为通过所述图像采集设备采集的包括所述测量杆的图像；从所述多组行驶数据中筛选得到满足筛选条件的多组有效数据，所述筛选条件包括所述横摆角速度小于第一阈值或所述横向加速度小于第二阈值中的至少一种；根据所述测量杆分别在所述多组有效数据对应的多个采集图像中的位置获取多个测量角；基于所述多个测量角获取所述零位转角。

在一种可能的实施方式中，所述车辆的车身侧面与参考平面平行放置，所述测量杆的中心位置设置有激光发射器，所述激光发射器用于向所述参考平面发射激光，所述车辆与所述参考平面之间的距离为第一距离；

所述第五获取模块，用于在所述转向轮摆正时，获取所述激光打在所述参考平面上的第一激光点；获取多组第二转角和第二测量角，任一个第二转角基于第二距离与所述第一距离得到，所述第二距离为所述转向轮发生转向时，所述激光打在所述参考平面上的第二激光点与所述第一激光点之间的距离；任一个第二测量角基于所述测量杆在第二图像中的位置获取得到，所述第二图像为所述转向轮发生转向时，通过所述图像采集设备获取的包括所述测量杆的第二图像；基于所述零位转角以及所述多组第二转角和第二测量角，获取所述测量角与转角之间的关系。

在一种可能的实施方式中，所述第五获取模块，用于基于所述零位转角对所述第二测量角进行补偿，得到多组第二转角和补偿后的第二测量角；对所述多组第二转角和补偿后的第二测量角进行函数拟合，根据函数拟合结果得到所述测量角与转角之间的关系。

在一种可能的实施方式中，所述测量杆的颜色与所述第一图像中的其他元素的颜色不同，所述测量杆的像素点为像素值为所述测量杆的颜色对应的RGB值的像素点。

第三方面，还提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条程序代码，所述至少一条程序代码由所述处理器加载并执行，以使计算机设备实现上述任一项所述的测量转向轮转角的方法。

第四方面，还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有至少一条程序代码，所述至少一条程序代码由处理器加载并执行，以使计算机实现上述任一项所述的测量转向轮转角的方法。

第五方面，还提供了一种计算机程序产品或计算机程序，所述计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，所述计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从所述计算机可读存储介质读取所述计算机指令，处理器执行所述计算机指令，使得所述计算机设备执行上述任一所述的测量转向轮转角的方法。

本申请提供的技术方案至少可以带来如下有益效果：

本申请提供的技术方案，通过测量杆的应用与图像处理的方式实现了对转向轮转角的非接触测量，避免了由传感器与转向零部件之间的接触导致的测量误差，提高了转向轮转角的测量效率和精确度。并且基于测量角与转角之间的关系来获取转向轮转角，实现了对基于图像获取的测量角的校准，能够进一步提高转向轮转角的测量精确度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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的附图。

图1是本申请实施例提供的一种测量转向轮转角的方法的实施环境的示意图；

图2是本申请实施例提供的一种测量转向轮转角的方法的流程图；

图3是本申请实施例提供的一种转向轮转角的测量场景的示意图；

图4是本申请实施例提供的一种图像处理的过程示意图；

图5是本申请实施例提供的一种静态激光标定场景的示意图；

图6是本申请实施例提供的一种测量转向轮转角的装置的示意图；

图7是本申请实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

图1示出了本申请实施例提供的车轮转向角的获取方法的实施环境的示意图。该实施环境包括：计算机设备101。在本申请实施例中，计算机设备101与图像采集设备之间通过有线或无线的方式连接，计算机设备101能够通过图像采集设备获取到该图像采集设备采集的图像，进而对获取到的图像进行处理。其中，该图像采集设备用于采集包括测量杆的图像，测量杆与转向轮同步转向，图像采集设备与转向轮不同步转向。示例性地，图像采集设备安装于转向轮的上方。

在一种可能实现方式中，计算机设备101可以是指终端，也可以是指服务器。示例性地，终端可以是任何一种可与用户通过键盘、触摸板、触摸屏、遥控器、语音交互或手写设备等一种或多种方式进行人机交互的电子产品，例如个人计算机(Personal Computer，PC)、智能手机、个人数字助手(Personal Digital Assistant，PDA)、可穿戴设备、掌上电脑PPC(Pocket PC，PPC)、平板电脑、智能车机等。服务器可以是独立的物理服务器，也可以是多个物理服务器构成的服务器集群或者分布式系统，还可以是提供云服务、云数据库、云计算、云函数、云存储、网络服务、云通信、中间件服务、域名服务、安全服务、内容分发网络(Content Delivery Network，CDN)、以及大数据和人工智能平台等基础云计算服务的云服务器。

本领域技术人员应能理解上述计算机设备101仅为举例，其他现有的或今后可能出现的计算机设备也可适用于本申请，也应包含在本申请保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。

基于上述图1所示的实施环境，本申请实施例提供一种测量转向轮转角的方法，该方法应用于计算机设备101，计算机设备101可以为终端，也可以为服务器，本申请实施例对此不进行限定。如图2所示，本申请实施例提供了一种测量转向轮转角的方法，该方法包括如下步骤201-步骤203。

步骤201，通过图像采集设备获取包括测量杆的第一图像，测量杆与车辆的转向轮同步转向，图像采集设备与转向轮不同步转向。

本申请实施例中的车辆可以为汽车、卡车等任何类型的车辆，转向轮为使车辆运动方向发生改变的轮胎，例如，前轮。在本申请实施例中，通过图像处理的方式来间接测量转向轮转角，由于测量杆与车辆的转向轮同步转向，而图像采集设备与转向轮不同步转向，因此，通过图像采集设备采集的包括测量杆的图像中测量杆的转角信息能够指示转向轮的转角信息。

在一种可能的实施方式中，计算机设备通过有线或无线的方式与图像采集设备相连，进而能够获取到图像采集设备采集到的图像。可选地，本申请实施例中的图像采集设备可以为摄像头、摄像机、相机或其他带有拍照功能的设备等，该图像采集设备的技术参数要求分辨率高于参考像素，帧率高于参考帧率，其中，参考像素和参考帧率可以根据应用场景灵活调整，例如，参考像素为640×480，参考帧率为35fps(Frames Per Second，每秒传输帧数)。

本申请实施例不对测量杆和图像采集设备安装方式进行限定，通过图像采集设备获取的包括测量杆的第一图像能够指示转向轮的转角信息即可。示例性地，参见图3，图3为本申请实施例提供的一种转向轮转角的测量场景的示意图。以面向车辆的侧身为例，图3中的左半部分为该转向轮转角的测量场景中车辆的侧视图，图3中的右半部分为该转向轮转角的测量中车辆的正视图。

如图3所示，在该转向轮转角的测量场景中，图像采集设备2安装在转向轮3的上方的车头1上，镜头的方向相对于车头1所在水平面垂直向下，镜头的光轴通过测量杆5。拆除转向轮3的轮毂原有的侧向油封盖，通过法兰盘4将测量杆5与转向轮3对其连接，以实现测量杆5与转向轮3同步转向。车头1与车身6连接。可选地，测量杆的长度不小于长度阈值，测量杆的直径不小于直径阈值，以使得测量杆在采集图像中的大小适当。本申请实施例不对长度阈值和直径阈值进行限定，可以根据应用场景中轮胎的大小和图像采集设备的成像参数灵活设置，例如，长度阈值为200毫米，直径阈值为50毫米。

在本申请实施例中，通过对测量杆的表面进行颜色涂装，以使在图像采集设备采集的图像画面中，测量杆的颜色是唯一的，即测量杆的颜色与图像中除测量杆之外的其他元素的颜色均不同。由此，使得测量杆在采集的第一图像中有更加清晰的辨识度，从而提高在采集的图像中识别测量杆的成功率。此外，对测量杆表面进行磨砂处理，使得测量杆表面的反光概率小于第一概率阈值，避免由反光导致的图像清晰度低的问题，进一步提高在采集的图像中识别测量杆的成功率。

可选地，本申请实施例不对第一概率阈值进行限定，可以根据应用场景中转向轮的大小和图像采集设备的成像参数灵活设置，例如，第一概率阈值为10％。示例性地，以测量杆的颜色为蓝色为例，对测量杆的表面进行蓝色的磨砂颗粒方式的涂装，或者，在测量杆的表面贴上蓝色的磨砂贴纸。

步骤202，根据测量杆在第一图像中的位置获取第一测量角。

在本申请实施例中，在获取得到包括测量杆的第一图像后，即可通过第一图像中的各像素点值识别第一图像中的测量杆的位置，根据第一图像中的测量杆的位置即可获取得到测量杆的方向信息，通过该方向信息结合勾股定理等几何算法能够获取该第一图像中的测量杆与该第一图像的长边所在水平面或宽边所在水平面形成的夹角信息，进而根据该夹角信息来获取得到第一测量角。由于测量杆与转向轮同步转向，通过该第一测量角能够获取到转向轮的转角。

可选地，可以基于第一图像构建图像坐标系，例如，以第一图像左上角为原点，以第一图像的长度方向为x轴，以第一图像的宽度方向为y轴建立图像坐标系。由于图像坐标系基于第一图像构建，则第一图像中的测量杆位于该图像坐标系中，通过获取图像坐标系中的测量杆与x轴或y轴形成的夹角即为第一测量角。

在一种可能的实施方式中，根据测量杆在第一图像中的位置获取第一测量角，包括：提取第一图像中的测量杆的像素点对应的坐标，得到坐标序列；对坐标序列进行降维处理，得到坐标序列对应的特征向量；计算特征向量相对于坐标轴的夹角，将夹角作为第一测量角。其中，特征向量指示测量杆在第一图像中的方向。

可选地，本申请实施例不对提取第一图像中的测量杆的像素点对应的坐标的方法进行限定，例如，可以先对第一图像包括的像素点值进行二值化处理，得到第一图像对应的灰度图像，进而提取该灰度图像中的测量杆的像素点对应的坐标作为第一图像中的测量杆的像素点对应的坐标。

在一种可能的实施方式中，测量杆的颜色与第一图像中的其他元素的颜色不同，测量杆的颜色为纯色，即测量杆的颜色对应的一种RGB值，测量杆的像素点的像素值即为测量杆的颜色对应的RGB值。示例性地，测量杆的颜色对应的RGB值为R>200、G<10、B<10，获取第一图像中各像素点的像素值后，按照R>100、R/G>1.4且R/B>1.4的标准对第一图像进行二值化处理，得到保留测量杆形状的灰度图像和测量杆的像素点对应的坐标序列。

可选地，本申请实施例对坐标序列进行降维处理的方法不限定，能够得到坐标序列对应的特征向量即可，例如，降维处理的方法可以为PCA(Principle ComponentAnalysis，主成分分析)算法或LDA(Linear Discriminant Analysis，线性判别分析)算法。

示例性地，以PCA算法的降维处理方法为例，对获取坐标序列对应的特征向量进行举例说明。可选地，测量杆的像素点对应的坐标用(w,h)来表示，以坐标序列包括n个序列为例，n为正整数，n个序列可以表示为(w₁,h₁)、(w₂,h₂)……(w_i,h_i)。通过上述n个序列能够得到w序列(w₁,w₁……w_i)和h序列(h₁,h₂……h_i)，进而计算w序列对应的均值计算h序列对应的均值/>将原坐标序列(w,h)减去均值得到新坐标序列(w₂₁,h₂₁)、(w₂₂,h₂₂)……(w_2i,h_2i)；令w＝(w₂₁,w₂₂……w_2i)，h(h₂₁,h₂₂……h_2i)，计算协方差矩阵其中，cov为协方差函数；最后计算协方差矩阵C对应的特征值(w₀,h₀)和特征向量(v_w,v_h)，该特征向量即为坐标序列对应的特征向量。

参见图4，图4为本申请实施例提供的一种图像处理的过程示意图。如图4所示，对于包括测量杆的第一图像，通过二值化处理能够得到保留测量杆的灰度图像；提取灰度图像中的测量杆的像素点对应的坐标得到坐标序列，对坐标序列进行主成分分析处理，得到主成分分析处理后对应的特征图，该特征图能够呈现主成分分析的结果，主成分分析的结果包括特征值和特征向量，呈现在该特征图中可以看出，黑色圆点表示该坐标序列对应的特征值，箭头表示该坐标序列对应的特征向量。从图4中可以看出，特征向量能够指示测量杆的方向信息。

在一种可能的实施方式中，计算特征向量相对于坐标轴的夹角，将夹角作为第一测量角，包括：将特征向量带入反正切函数得到第一测量角。可以理解的是，在由特征向量与坐标轴构建的三角形中，对于特征向量相对于坐标轴的夹角来说，特征向量的横轴坐标值即为该三角形中任一直角边的长度，特征向量的纵轴坐标值即为该三角形中另一直角边的长度，而两个直角边的长度比值即为该夹角对应的正切值。因此，将特征向量的横纵坐标值的比值带入反正切函数即可得到该第一测量角。示例性地，对于特征向量(v_w,v_h)，计算得到第一测量角angle_origin＝arctan(v^w/v_h)，其中，arctan代表反正切函数。

步骤203，基于测量角与转角之间的关系，获取第一测量角对应的第一转角，将第一转角作为转向轮的转角。

在本申请实施例中，由于提前标定了测量角与转角之间的关系，因此，基于该测量角与转角之间的关系，在基于第一图像获取到第一测量角后，即可得到该第一测量角对应的第一转角，该第一转角即为测量得到的转向轮的转角。可选地，基于测量角与转角之间的关系，获取第一测量角对应的第一转角之前，还包括：获取测量角与转角之间的关系。

本申请实施例不对获取测量角与转角之间的关系的方式进行限定，例如，通过测试实验获取多组基于图像获取的测量角与转向轮的真实转角的数据，以分析该多组基于图像获取的测量角与转向轮的真实转角的数据之间的关系，以得到对应的测量角与转角之间的关系。可以理解的是，测量角与转角之间的关系的准确性是影响本申请实施例提供的测量转向轮转角的方法的准确性关键，也即测量角与转角之间的关系获取的越准确，则基于测量角与转角之间的关系获取的转向轮的转角越准确。

在一种可能的实施方式中，获取测量角与转角之间的关系，包括但不限于如下步骤2031和步骤2032。

步骤2031，获取转向轮的零位转角，零位转角指示转向轮在摆正状态下对应的测量角。

由于转向轮的转向是基于转向轮在摆正状态下的角度而言的，通常，转向轮在摆正状态下的角度应该为0°，但是由于图像采集设备安装角度等客观因素，可能导致转向轮在摆正状态下时测量杆在采集图像中对应的测量角不为0°。因此，通过获取零位转角，并基于零位转角获取测量角与转角之间的关系，能够提高获取的测量角与转角之间的关系的精确度。

本申请实施例不对获取转向轮的零位转角的方式进行限定，可选地，采用静态标定的方式，获取转向轮在静态摆正状态下通过图像采集设备采集的多个包括测量杆的图像，基于测量杆在该多个图像中的位置获取得到多个测量角，将该多个测量角的均值作为零位转角。

在一种可能的实施方式中，还可以采用动态标定的方式，首先获取车辆在行驶状态下的多组行驶数据，一组行驶数据包括横摆角速度和横向加速度中的至少一种以及采集图像，采集图像为通过图像采集设备采集的包括测量杆的图像；然后从多组行驶数据中筛选得到满足筛选条件的多组有效数据；根据测量杆分别在多组有效数据对应的多个采集图像中的位置获取多个测量角；基于多个测量角获取零位转角。示例性地，行驶数据中的横摆角速度和横向加速度可以通过安装与车辆转向零部件上的横摆角速度传感器和横向加速度传感器获取得到。

可选地，车辆的行驶状态可以指的是车辆的车速在70km/h(千米/小时)以上，且平均误差小于1km/h，车辆所行驶的道路长度不小于1千米。其中，筛选条件包括横摆角速度小于第一阈值或横向加速度小于第二阈值中的至少一种。可选地，第一阈值和第二阈值可以根据应用场景灵活调整，例如，第一阈值为0.5°/s(度/秒)，第二阈值为0.2m/s²(米/秒2)。

本申请实施例不对基于多个测量角获取零位转角的方式进行限定，例如，除了将多个测量角的均值作为零位转角，还可以将多个测量角中出现次数最多的测量值作为零位转角，或者，将去掉最大值和最小值的多个测量角的均值作为零位转角。

步骤2032，基于零位转角获取测量角与转角之间的关系。

在本申请实施例中，在获取零位转角后，即可基于零位转角来获取测量角与转角之间的关系。示例性地，获取多组基于图像获取的测量角与转向轮的真实转角的数据，然后基于零位转角对基于图像获取的测量角进行补偿，进而通过多组补偿后的基于图像获取的测量角与转向轮的真实转角的数据获取测量角与转角之间的关系。

在一种可能的实施方式中，还可以采用静态激光标定的方法来基于零位转角获取测量角与转角之间的关系。在静态激光标定方法中，将车辆的车身侧面与参考平面平行放置，然后在测量杆的中心位置设置激光发射器，激光发射器用于向参考平面发射激光。可选地，激光发射器可以为任意一种能够发射激光的装置，例如，激光笔；参考平面可以为任意能够投射激光点的平面，例如，白墙或白板。将车辆与参考平面之间的距离设为第一距离，该第一距离可以根据应用场景灵活调整，第一距离越大静态激光标定方法的准确度越高。

对于上述标定场景，在转向轮摆正时，获取激光打在参考平面上的第一激光点；在转向轮发生转向时，获取激光打在参考平面上的第二激光点，获取多组第二转角和第二测量角，任一个第二转角基于第二距离与第一距离得到，第二距离为转向轮发生转向时，激光打在参考平面上的第二激光点与第一激光点之间的距离；任一个第二测量角基于测量杆在第二图像中的位置获取得到，第二图像为转向轮发生转向时，通过图像采集设备获取的包括测量杆的第二图像；基于零位转角以及多组第二转角和第二测量角，获取测量角与转角之间的关系。

在一种可能的实施方式中，基于零位转角以及多组第二转角和第二测量角，获取测量角与转角之间的关系，包括：基于零位转角对第二测量角进行补偿，得到多组第二转角和补偿后的第二测量角；对多组第二转角和补偿后的第二测量角进行函数拟合，根据函数拟合结果得到测量角与转角之间的关系。

可选地，本申请实施例不对基于零位转角对第二测量角进行补偿的方式进行限定，例如，将零位转角与第二测量角的和作为补偿后的第二测量角，或者，将零位转角与第二测量角的权重和作为补偿后的第二测量角。同样的，本申请实施例不对函数拟合的方法进行限定，例如，采用最小二乘法对多组第二转角和补偿后的第二测量角进行函数拟合，得到测量角与转角之间的二元一次函数关系式。

示例性地，参见图5，图5为本申请实施例提供的一种静态激光标定场景的示意图。如图5所示，在通过静态激光标定方法进行标定过程中，车头1和车身6与平直墙面8平行，车头1和车身6与平直墙面8之间的第一距离l₁不小于10米，测量杆5与转向轮2同步转向，测量杆5的中心位置处安装一个激光笔，激光笔发射的激光能够在平直墙面8上形成激光点。

可选地，转动控制转向轮2转向的方向盘使补偿后的第二测量角|angle_origin+angle_offset|＜0.1°，标记激光源点9的位置，其中，angle_origin代表基于图像获取的第二测量角，angle_offset代表零位转角；转动该方向盘使|angle_origin+angle_offset|＝1+0.1°，标记移动激光点7的位置；计算移动激光点7与激光源点9之间的第二距离l₂，移动激光点7与激光笔之间的第三距离l₃，根据第一距离l₁、第二距离l₂和第三距离l₃能够计算得到转向轮的第二转角angle_real。

在本申请实施例中，通过反复转动方向盘每次使angle_origin+angle_offset变化在1+0.1°，能够得到20组范围在[-10°，10°]的(angle_origin+angle_offset，angle_real)序列，即获取得到多组第二转角和补偿后的第二测量角。

示例性地，采用最小二乘法拟合angle_real和angle_origin+angle_offset之间的函数关系。以(angle_origin+angle_offset，angle_real)序列的数量为m个为例，m为正整数，为表述简单，用x代表angle_origin+angle_offset，用y代表angle_real，即多组第二转角和补偿后的第二测量角又表示为(x₁,y₁)、(x₂,y₂)……(x_j,h_j)。计算序列x对应的均值为序列y对应的均值为/>令/>为使/>取得最小值，计算/>由此，得到多组第二转角和补偿后的第二测量角对应的拟合函数angle_real＝k(angle_origin+angle_offset)+b，该拟合函数即为获取的测量角与转角之间的关系。

本申请提供的测量转向轮转角的方法，通过测量杆的应用与图像处理的方式实现了对转向轮转角的非接触测量，避免了由传感器与转向零部件之间的接触导致的测量误差，提高了转向轮转角的测量效率和精确度。并且基于测量角与转角之间的关系来获取转向轮转角，实现了对基于图像获取的测量角的校准，能够进一步提高转向轮转角的测量精确度。

参见图6，本申请实施例提供了一种测量转向轮转角的装置，该装置包括：

第一获取模块601，用于通过图像采集设备获取包括测量杆的第一图像，测量杆与车辆的转向轮同步转向，图像采集设备与转向轮不同步转向；

第二获取模块602，用于根据测量杆在第一图像中的位置获取第一测量角；

第三获取模块603，用于基于测量角与转角之间的关系，获取第一测量角对应的第一转角，将第一转角作为转向轮的转角。

在一种可能的实施方式中，第二获取模块602，用于提取第一图像中的测量杆的像素点对应的坐标，得到坐标序列；对坐标序列进行降维处理，得到坐标序列对应的特征向量，特征向量指示测量杆在第一图像中的方向；计算特征向量相对于坐标轴的夹角，将夹角作为第一测量角。

在一种可能的实施方式中，该装置还包括：

第四获取模块，用于获取转向轮的零位转角，零位转角指示转向轮在摆正状态下对应的测量角；

第五获取模块，用于基于零位转角获取测量角与转角之间的关系。

在一种可能的实施方式中，第四获取模块，用于获取车辆在行驶状态下的多组行驶数据，一组行驶数据包括横摆角速度和横向加速度中的至少一种以及采集图像，采集图像为通过图像采集设备采集的包括测量杆的图像；从多组行驶数据中筛选得到满足筛选条件的多组有效数据，筛选条件包括横摆角速度小于第一阈值或横向加速度小于第二阈值中的至少一种；根据测量杆分别在多组有效数据对应的多个采集图像中的位置获取多个测量角；基于多个测量角获取零位转角。

在一种可能的实施方式中，车辆的车身侧面与参考平面平行放置，测量杆的中心位置设置有激光发射器，激光发射器用于向参考平面发射激光，车辆与参考平面之间的距离为第一距离；

第五获取模块，用于在转向轮摆正时，获取激光打在参考平面上的第一激光点；在转向轮发生转向时，获取激光打在参考平面上的第二激光点，获取多组第二转角和第二测量角，任一个第二转角基于第二距离与第一距离得到，第二距离为转向轮发生转向时，激光打在参考平面上的第二激光点与第一激光点之间的距离；任一个第二测量角基于测量杆在第二图像中的位置获取得到，第二图像为转向轮发生转向时，通过图像采集设备获取的包括测量杆的第二图像；基于零位转角以及多组第二转角和第二测量角，获取测量角与转角之间的关系。

在一种可能的实施方式中，第五获取模块，用于基于零位转角对第二测量角进行补偿，得到多组第二转角和补偿后的第二测量角；对多组第二转角和补偿后的第二测量角进行函数拟合，根据函数拟合结果得到测量角与转角之间的关系。

在一种可能的实施方式中，测量杆的颜色与第一图像中的其他元素的颜色不同，测量杆的像素点为像素值为测量杆的颜色对应的RGB值的像素点。

本申请提供的测量转向轮转角的装置，通过测量杆的应用与图像处理的方式实现了对转向轮转角的非接触测量，避免了由传感器与转向零部件之间的接触导致的测量误差，提高了转向轮转角的测量效率和精确度。并且基于测量角与转角之间的关系来获取转向轮转角，实现了对基于图像获取的测量角的校准，能够进一步提高转向轮转角的测量精确度。

应理解的是，上述实施例提供的装置在实现其功能时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将设备的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的装置与方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

请参考图7，其示出了本申请一个实施例提供的计算机设备的结构示意图。该计算机设备可以为终端，例如可以是：智能手机、平板电脑、车载终端、笔记本电脑或台式电脑。终端还可能被称为用户设备、便携式终端、膝上型终端、台式终端等其他名称。

通常，终端包括有：处理器701和存储器702。

处理器701可以包括一个或多个处理核心，比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器701可以采用DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)、FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)、PLA(Programmable Logic Array，可编程逻辑阵列)中的至少一种硬件形式来实现。处理器701也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称CPU(Central ProcessingUnit，中央处理器)；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中，处理器701可以集成有GPU(Graphics Processing Unit，图像处理器)，GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中，处理器701还可以包括AI(Artificial Intelligence，人工智能)处理器，该AI处理器用于处理有关机器学习的计算操作。

存储器702可以包括一个或多个计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是非暂态的。存储器702还可包括高速随机存取存储器，以及非易失性存储器，比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。在一些实施例中，存储器702中的非暂态的计算机可读存储介质用于存储至少一个指令，该至少一个指令用于被处理器701所执行以实现本申请中方法实施例提供的电子账户的开户方法。

在一些实施例中，终端还可选包括有：外围设备接口703和至少一个外围设备。处理器701、存储器702和外围设备接口703之间可以通过总线或信号线相连。各个外围设备可以通过总线、信号线或电路板与外围设备接口703相连。具体地，外围设备包括：射频电路704、显示屏705、摄像头组件706、音频电路707、定位组件708和电源709中的至少一种。

外围设备接口703可被用于将I/O(Input/Output，输入/输出)相关的至少一个外围设备连接到处理器701和存储器702。在一些实施例中，处理器701、存储器702和外围设备接口703被集成在同一芯片或电路板上；在一些其他实施例中，处理器701、存储器702和外围设备接口703中的任意一个或两个可以在单独的芯片或电路板上实现，本实施例对此不加以限定。

射频电路704用于接收和发射RF(Radio Frequency，射频)信号，也称电磁信号。射频电路704通过电磁信号与通信网络以及其他通信设备进行通信。射频电路704将电信号转换为电磁信号进行发送，或者，将接收到的电磁信号转换为电信号。可选地，射频电路704包括：天线系统、RF收发器、一个或多个放大器、调谐器、振荡器、数字信号处理器、编解码芯片组、用户身份模块卡等等。射频电路704可以通过至少一种无线通信协议来与其它终端进行通信。该无线通信协议包括但不限于：城域网、各代移动通信网络(2G、3G、4G及5G)、无线局域网和/或无线保真(Wireless Fidelity，WiFi)网络。在一些实施例中，射频电路704还可以包括NFC(Near Field Communication，近距离无线通信)有关的电路，本申请对此不加以限定。

显示屏705用于显示UI(User Interface，用户界面)。该UI可以包括图形、文本、图标、视频及其它们的任意组合。当显示屏705是触摸显示屏时，显示屏705还具有采集在显示屏705的表面或表面上方的触摸信号的能力。该触摸信号可以作为控制信号输入至处理器701进行处理。此时，显示屏705还可以用于提供虚拟按钮和/或虚拟键盘，也称软按钮和/或软键盘。在一些实施例中，显示屏705可以为一个，设置在终端的前面板；在另一些实施例中，显示屏705可以为至少两个，分别设置在终端的不同表面或呈折叠设计；在再一些实施例中，显示屏705可以是柔性显示屏，设置在终端的弯曲表面上或折叠面上。甚至，显示屏705还可以设置成非矩形的不规则图形，也即异形屏。显示屏705可以采用LCD(LiquidCrystal Display，液晶显示屏)、OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)等材质制备。

摄像头组件706用于采集图像或视频。可选地，摄像头组件706包括前置摄像头和后置摄像头。通常，前置摄像头设置在终端的前面板，后置摄像头设置在终端的背面。在一些实施例中，后置摄像头为至少两个，分别为主摄像头、景深摄像头、广角摄像头、长焦摄像头中的任意一种，以实现主摄像头和景深摄像头融合实现背景虚化功能、主摄像头和广角摄像头融合实现全景拍摄以及VR(Virtual Reality，虚拟现实)拍摄功能或者其它融合拍摄功能。在一些实施例中，摄像头组件706还可以包括闪光灯。闪光灯可以是单色温闪光灯，也可以是双色温闪光灯。双色温闪光灯是指暖光闪光灯和冷光闪光灯的组合，可以用于不同色温下的光线补偿。

音频电路707可以包括麦克风和扬声器。麦克风用于采集用户及环境的声波，并将声波转换为电信号输入至处理器701进行处理，或者输入至射频电路704以实现语音通信。出于立体声采集或降噪的目的，麦克风可以为多个，分别设置在终端的不同部位。麦克风还可以是阵列麦克风或全向采集型麦克风。扬声器则用于将来自处理器701或射频电路704的电信号转换为声波。扬声器可以是传统的薄膜扬声器，也可以是压电陶瓷扬声器。当扬声器是压电陶瓷扬声器时，不仅可以将电信号转换为人类可听见的声波，也可以将电信号转换为人类听不见的声波以进行测距等用途。在一些实施例中，音频电路707还可以包括耳机插孔。

定位组件708用于定位终端的当前地理位置，以实现导航或LBS(Location BasedService，基于位置的服务)。定位组件708可以是基于美国的GPS(Global PositioningSystem，全球定位系统)、中国的北斗系统、俄罗斯的格雷纳斯系统或欧盟的伽利略系统的定位组件。

电源709用于为终端中的各个组件进行供电。电源709可以是交流电、直流电、一次性电池或可充电电池。当电源709包括可充电电池时，该可充电电池可以支持有线充电或无线充电。该可充电电池还可以用于支持快充技术。

在一些实施例中，终端还包括有一个或多个传感器710。该一个或多个传感器710包括但不限于：加速度传感器711、陀螺仪传感器712、压力传感器713、指纹传感器714、光学传感器715以及接近传感器716。

加速度传感器711可以检测以终端建立的坐标系的三个坐标轴上的加速度大小。比如，加速度传感器711可以用于检测重力加速度在三个坐标轴上的分量。处理器701可以根据加速度传感器711采集的重力加速度信号，控制显示屏705以横向视图或纵向视图进行用户界面的显示。加速度传感器711还可以用于游戏或者用户的运动数据的采集。

陀螺仪传感器712可以检测终端的机体方向及转动角度，陀螺仪传感器712可以与加速度传感器711协同采集用户对终端的3D动作。处理器701根据陀螺仪传感器712采集的数据，可以实现如下功能：动作感应(比如根据用户的倾斜操作来改变UI)、拍摄时的图像稳定、游戏控制以及惯性导航。

压力传感器713可以设置在终端的侧边框和/或显示屏705的下层。当压力传感器713设置在终端的侧边框时，可以检测用户对终端的握持信号，由处理器701根据压力传感器713采集的握持信号进行左右手识别或快捷操作。当压力传感器713设置在显示屏705的下层时，由处理器701根据用户对显示屏705的压力操作，实现对UI界面上的可操作性控件进行控制。可操作性控件包括按钮控件、滚动条控件、图标控件、菜单控件中的至少一种。

指纹传感器714用于采集用户的指纹，由处理器701根据指纹传感器714采集到的指纹识别用户的身份，或者，由指纹传感器714根据采集到的指纹识别用户的身份。在识别出用户的身份为可信身份时，由处理器701授权该用户执行相关的敏感操作，该敏感操作包括解锁屏幕、查看加密信息、下载软件、支付及更改设置等。指纹传感器714可以被设置在终端的正面、背面或侧面。当终端上设置有物理按键或厂商Logo时，指纹传感器714可以与物理按键或厂商Logo集成在一起。

光学传感器715用于采集环境光强度。在一个实施例中，处理器701可以根据光学传感器715采集的环境光强度，控制显示屏705的显示亮度。具体地，当环境光强度较高时，调高显示屏705的显示亮度；当环境光强度较低时，调低显示屏705的显示亮度。在另一个实施例中，处理器701还可以根据光学传感器715采集的环境光强度，动态调整摄像头组件706的拍摄参数。

接近传感器716，也称距离传感器，通常设置在终端的前面板。接近传感器716用于采集用户与终端的正面之间的距离。在一个实施例中，当接近传感器716检测到用户与终端的正面之间的距离逐渐变小时，由处理器701控制显示屏705从亮屏状态切换为息屏状态；当接近传感器716检测到用户与终端的正面之间的距离逐渐变大时，由处理器701控制显示屏705从息屏状态切换为亮屏状态。

本领域技术人员可以理解，图7中示出的结构并不构成对计算机设备的限定，可以包括比图示更多或更少的组件，或者组合某些组件，或者采用不同的组件布置。

在示例性实施例中，还提供了一种计算机设备，该计算机设备包括处理器和存储器，该存储器中存储有至少一条程序代码。该至少一条程序代码由一个或者一个以上处理器加载并执行，以使计算机设备实现上述任一种测量转向轮转角的方法。

在示例性实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有至少一条程序代码，该至少一条程序代码由计算机设备的处理器加载并执行，以使计算机实现上述任一种测量转向轮转角的方法。

可选地，上述计算机可读存储介质可以是只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、只读光盘(Compact Disc Read-OnlyMemory，CD-ROM)、磁带、软盘和光数据存储设备等。

在示例性实施例中，还提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行上述任一种测量转向轮转角的方法。

本申请的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们的任意变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

需要说明的是，本申请所涉及的信息(包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等)、数据(包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等)以及信号，均为经用户授权或者经过各方充分授权的，且相关数据的收集、使用和处理需要遵守相关国家和地区的相关法律法规和标准。例如，本申请中涉及到的获取包括测量杆的第一图像都是在充分授权的情况下获取的。

以上所述仅为本申请的可选实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种测量转向轮转角的方法，其特征在于，所述方法包括：

通过图像采集设备获取包括测量杆的第一图像，所述测量杆与车辆的转向轮同步转向，所述图像采集设备与所述转向轮不同步转向；

根据所述测量杆在所述第一图像中的位置获取第一测量角；

基于测量角与转角之间的关系，获取所述第一测量角对应的第一转角，将所述第一转角作为所述转向轮的转角；

所述车辆的车身侧面与参考平面平行放置，所述测量杆的中心位置设置有激光发射器，所述激光发射器用于向所述参考平面发射激光，所述车辆与所述参考平面之间的距离为第一距离；所述测量角与转角之间的关系的获取方式为，在所述转向轮摆正时，获取所述激光打在所述参考平面上的第一激光点；获取多组第二转角和第二测量角，任一个第二转角基于第二距离与所述第一距离得到，所述第二距离为所述转向轮发生转向时，所述激光打在所述参考平面上的第二激光点与所述第一激光点之间的距离；任一个第二测量角基于所述测量杆在第二图像中的位置获取得到，所述第二图像为所述转向轮发生转向时，通过所述图像采集设备获取的包括所述测量杆的第二图像；基于零位转角对所述第二测量角进行补偿，得到多组第二转角和补偿后的第二测量角，所述零位转角指示所述转向轮在摆正状态下对应的测量角；对所述多组第二转角和补偿后的第二测量角进行函数拟合，根据函数拟合结果得到所述测量角与转角之间的关系。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述测量杆在所述第一图像中的位置获取第一测量角，包括：

提取所述第一图像中的所述测量杆的像素点对应的坐标，得到坐标序列；

对所述坐标序列进行降维处理，得到所述坐标序列对应的特征向量，所述特征向量指示所述测量杆在所述第一图像中的方向；

计算所述特征向量相对于坐标轴的夹角，将所述夹角作为所述第一测量角。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于零位转角以及所述多组第二转角和第二测量角，获取所述测量角与转角之间的关系之前，还包括：

获取所述车辆在行驶状态下的多组行驶数据，一组行驶数据包括横摆角速度和横向加速度中的至少一种以及采集图像，所述采集图像为通过所述图像采集设备采集的包括所述测量杆的图像；

从所述多组行驶数据中筛选得到满足筛选条件的多组有效数据，所述筛选条件包括所述横摆角速度小于第一阈值或所述横向加速度小于第二阈值中的至少一种；

根据所述测量杆分别在所述多组有效数据对应的多个采集图像中的位置获取多个测量角；

基于所述多个测量角获取所述零位转角。

4.根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，所述测量杆的颜色与所述第一图像中的其他元素的颜色不同，所述测量杆的像素点为像素值为所述测量杆的颜色对应的红绿蓝RGB值的像素点。

5.一种测量转向轮转角的装置，其特征在于，所述装置包括：

第一获取模块，用于通过图像采集设备获取包括测量杆的第一图像，所述测量杆与车辆的转向轮同步转向，所述图像采集设备与所述转向轮不同步转向；

第二获取模块，用于根据所述测量杆在所述第一图像中的位置获取第一测量角；

第三获取模块，用于基于测量角与转角之间的关系，获取所述第一测量角对应的第一转角，将所述第一转角作为所述转向轮的转角；

所述车辆的车身侧面与参考平面平行放置，所述测量杆的中心位置设置有激光发射器，所述激光发射器用于向所述参考平面发射激光，所述车辆与所述参考平面之间的距离为第一距离；第五获取模块，用于在所述转向轮摆正时，获取所述激光打在所述参考平面上的第一激光点；获取多组第二转角和第二测量角，任一个第二转角基于第二距离与所述第一距离得到，所述第二距离为所述转向轮发生转向时，所述激光打在所述参考平面上的第二激光点与所述第一激光点之间的距离；任一个第二测量角基于所述测量杆在第二图像中的位置获取得到，所述第二图像为所述转向轮发生转向时，通过所述图像采集设备获取的包括所述测量杆的第二图像；基于零位转角对所述第二测量角进行补偿，得到多组第二转角和补偿后的第二测量角，所述零位转角指示所述转向轮在摆正状态下对应的测量角；对所述多组第二转角和补偿后的第二测量角进行函数拟合，根据函数拟合结果得到所述测量角与转角之间的关系。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二获取模块，用于提取所述第一图像中的所述测量杆的像素点对应的坐标，得到坐标序列；对所述坐标序列进行降维处理，得到所述坐标序列对应的特征向量，所述特征向量指示所述测量杆在所述第一图像中的方向；计算所述特征向量相对于坐标轴的夹角，将所述夹角作为所述第一测量角。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第四获取模块，用于获取所述车辆在行驶状态下的多组行驶数据，一组行驶数据包括横摆角速度和横向加速度中的至少一种以及采集图像，所述采集图像为通过所述图像采集设备采集的包括所述测量杆的图像；从所述多组行驶数据中筛选得到满足筛选条件的多组有效数据，所述筛选条件包括所述横摆角速度小于第一阈值或所述横向加速度小于第二阈值中的至少一种；根据所述测量杆分别在所述多组有效数据对应的多个采集图像中的位置获取多个测量角；基于所述多个测量角获取所述零位转角。

8.根据权利要求5-7任一所述的装置，其特征在于，所述测量杆的颜色与所述第一图像中的其他元素的颜色不同，所述测量杆的像素点为像素值为所述测量杆的颜色对应的红绿蓝RGB值的像素点。

9.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条计算机程序或指令，所述至少一条计算机程序或指令由所述处理器加载并执行，以使所述计算机设备实现如权利要求1至4任一所述的测量转向轮转角的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有至少一条程序代码，所述至少一条程序代码由处理器加载并执行，以使计算机实现如权利要求1至4任一所述的测量转向轮转角的方法。