CN215725518U - 定位装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的定位装置，属于车辆定位领域，本实用新型定位装置包括：第一标记部，所述第一标记部的工作端用于标记目标位置；第二标记部，所述第二标记部与所述第一标记部匹配，所述第二标记部的工作端与所述第一标记部的工作端能进行重合度匹配，所述第二标记部用于设置在所需定位物体上；观测装置，所述观测装置用于将所述第二标记部的工作端与所述第一标记部的工作端所匹配的重合度显示给用户。通过第一标记部、第二标记部和观测装置替代指挥员指挥。使司机可以可视化的直观的了解车辆是否停车到位，为司机的快速停车带来了极大的便利。

Description

定位装置

技术领域

本实用新型属于车辆定位领域，具体涉及定位装置。

背景技术

特种车辆在使用时有时需要精确停在某个固定位置或固定点上，使特种车辆上某个特定部件（称为对点位置）对准某个固定位置或地面固定点，司机一般看不到要对准的固定位置或地面固定点的指示标志，这给车辆快速、精确对准带来一定难度。以特种车辆底盘某个对点位置对准地面固定点为例，常采用的做法是在特种车辆底盘对点位置上用细绳悬挂一个重锤，有专门人员负责观察重锤、指挥车辆，指挥车辆的人员通过观察重锤是否对准地面固定点的指示标志（地标点）来判断车辆是否对上点，挂在细绳上的重锤处于自由悬垂状态，随着车辆的移动而不规则摆动，这给指挥员根据重锤摆动情况来判断是否对准地标点带来一定难度。司机在驾驶室，看不到底盘上悬挂的重锤和地标点，只能通过指挥员的手势，需要反复操作才能将车辆停在要求的地标点附近，而指挥员的指示基本是前、后、左、右这种方向性的指示，没有量化指示，直观性差，操作起来需要多次反复，耗时长，对点精度低，在航天或武器发射领域甚至会影响后续使用。这种非可视的对点停位给司机带来极大不便。

实用新型内容

本实用新型提供定位装置，目的在于解决上述问题，解决特种车辆定位时司机的不便。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种定位装置，包括：

第一标记部，所述第一标记部的工作端用于标记目标位置；

第二标记部，所述第二标记部与所述第一标记部匹配，所述第二标记部的工作端与所述第一标记部的工作端能进行重合度匹配，所述第二标记部用于设置在所需定位物体上；

观测装置，所述观测装置用于将所述第二标记部的工作端与所述第一标记部的工作端所匹配的重合度显示给用户。

所述定位装置还包括控制模块、车体姿态角敏感模块和姿态调整装置，所述车体姿态角敏感模块和所述姿态调整装置与所述控制模块电连接；

所述车体姿态角敏感模块用于监测所需定位物体的姿态变化；

所述控制模块用于获取所需定位物体的姿态变化，并通过姿态调整装置调整第二标记部的姿态，以使第二标记部与第一标记部在重合度匹配时，通过调整第二标记部的位置，消除因所需定位物体姿态变化而产生的误差。

所述车体姿态角敏感模块为陀螺仪，所述姿态调整装置为横向舵机和纵向舵机，所述纵向舵机设置在所述横向舵机的工作端上，所述横向舵机用于固定在所需定位物体上，所述第二标记部连接在所述纵向舵机的工作端。

所述观测装置包括设置在第二标记部一侧的摄像头、无线图像传输模块以及设置在驾驶室的显示器，所述摄像头和所述显示器之间通过无线图像传输模块进行连接，所述摄像头的工作端用于拍摄第二标记部的工作端与第一标记部的工作端重合度的匹配情况。

所述第一标记部至少包括具有刻度的标记板；

所述第二标记部至少包括激光器，所述激光器用于照射在所述标记板上，并根据标记板的刻度确定所需定位物体与标记板的相对位置。

本实用新型的有益效果是，通过第一标记部标记目标位置，再通过第二标记部用于与第一标记部匹配进行重合度匹配。之后司机在停车时通过观测装置观测第一标记部和第二标记部的重合度匹配程度，来确认车辆是否停车到位。通过第一标记部、第二标记部和观测装置替代指挥员指挥。使司机可以可视化的直观的了解车辆是否停车到位，为司机的快速停车带来了极大的便利。

一种定位方法，所述定位方法包括：

使用第一标记部标记目标位置；

将第二标记部安装到所需定位物体上，将观测装置的摄像端安装到第二标记部一侧；

通过观测装置的观测端观测第一标记部的工作端与第二标记部的工作端之间的重合度，移动所需定位物体，将第一标记部的工作端与第二标记部的工作端之间的重合度匹配在预设范围内。

在将第二标记部安装到所需定位物体上之后，所述定位方法还包括：

通过车体姿态角敏感模块监测所需定位物体的姿态；

通过姿态调整装置调整第二标记部的姿态，以使第二标记部与第一标记部在重合度匹配时，通过调整第二标记部的位置，消除因所需定位物体姿态变化而产生的误差。

所述通过调整第二标记部的位置，消除因所需定位物体姿态变化而产生的误差具体为：

调整第二标记部的姿态，使第二标记部的姿态始终处于铅垂状态。

所述调整第二标记部的姿态，使第二标记部的姿态始终处于铅垂状态具体为：

通过车体姿态角敏感模块持续监测所需定位物体的横向倾角H和纵向倾角Z；

当监测到横向倾角H大于第一预设值时，通过横向舵机调整第二标记部横向旋转倾角-H；

当监测到纵向倾角Z大于第二预设值时，通过纵向舵机调整第二标记部纵向旋转倾角-Z。

在移动所需定位物体将第一标记部的工作端与第二标记部的工作端之间的重合度匹配在预设范围内之后，所述的定位方法还包括：

拍摄并选取一张第一标记部的工作端与第二标记部的工作端之间的相对位置的图像；

对所述图像进行二值化处理，再进行第三预设值次的闭运算，之后再进行第四预设值次开运算；

处理获得第一标记部的工作端与第二标记部的工作端之间的距离；

比较所述距离与第五预设值，若所述距离在所述第五预设值的范围内，则启动报警，所述第五预设值为误差的上限值。

与现有技术相比，本实用新型提供的定位方法的有益效果与上述技术方案所述定位装置的有益效果相同，此处不做赘述。

附图说明

图1为本实用新型定位装置的实际应用结构示意图；

图2为图1中第一标记部的整体结构示意图；

图3为图2的立体图；

图4为图1中第二标记部的整体结构示意图；

图5为姿态调整装置的整体结构示意图；

图6为卡扣的整体结构示意图；

图7为显示装置的整体结构示意图；

图8为车辆在斜坡时的停车示意图；

图9为车辆在不平整的底面的停车示意图；

图10为控制模块的内部模块示意图；

图11为子机内部报警流程图；

图12为姿态调整装置的一实施例的流程图。

附图标记：1、第一标记部；11、地标；12、卡扣；13、荧光棒；2、第二标记部；21、激光点；3、观测装置；4、激光保护罩；41、激光器；5、所需定位物体；6、姿态调整装置；61、磁性底座；62、横向U型架；63、横向旋转轴；64、纵向舵机；65、纵向U型架；66、纵向旋转轴；67.固定螺钉；68.横向舵机；7、显示装置；70、显示器；710、显示器中的第一标记部；711、显示器中的地标；721、显示器中的激光点。

具体实施方式

下面，将通过几个具体的实施例对本实用新型实施例提供的定位装置方案进行详细介绍说明。

特种车辆在停车时，需要将特种车辆的某一位置与预定目标地面固定点相互对应停放。现有技术中，常采用的做法是在特种车辆底盘对点位置上用细绳悬挂一个重锤，有专门人员负责观察重锤、指挥车辆，指挥车辆的人员通过观察重锤是否对准地面固定点的指示标志（地标点）来判断车辆是否对上点。

实施例1

请参考图1，其示出了本实用新型定位装置的实际应用结构示意图，该定位装置，包括：

第一标记部1，所述第一标记部1的工作端用于标记目标位置。第一标记部1在标记目标地面时，可以采用投影装置，通过投影的方式标记目标地面位置。也可以采用图2和图3所示的结构。所述第一标记部1至少包括具有刻度的地标11。所述地标11具有标记表面，所述标记表面的中部为标记区域。该标记区域用于和第二标记部2的工作端配合，以实现第一标记部1和第二标记部2的重合度匹配工作。需要说明的是，地标11可以是地面上固有上的标记点。例如，如图1所示，目前的特种车在进行倒车就位时，地面上就预先画好十字刻度。第一标记部1中部中空或采用透明材质，中空或中部透明的第一标记部1可以露出十字刻度。十字刻度也可以集成在第一标记部1上，在安置第一标记部1时，以第一标记部1为定位点。

第二标记部2，请参考图4，所述第二标记部2与所述第一标记部1匹配，所述第二标记部2的工作端与所述第一标记部1的工作端能进行重合度匹配，所述第二标记部2用于设置在所需定位物体5上。第二标记部2可以采用激光器41，所述激光器41用于照射在所述地标11上，并根据地标11的刻度确定所需定位物体5与地标11的相对位置。在具体实施时，将激光器41固定在车辆上某个特定部件的正下端，当激光器41所发射的激光照射在地标11上时，可以根据地标11确定出车辆与目标底面的位置是否对准。在另一示例中，也可以采用高亮小灯泡以及透镜，透镜将灯泡的像聚焦并投影到地标11上。其原理与激光器41类似。

观测装置3，所述观测装置3用于将所述第二标记部2的工作端与所述第一标记部1的工作端所匹配的重合度显示给用户。观测装置3主要作用是显示第二标记部2的工作端与第一标记部1的工作端配的重合度，当达到预定重合度后，表示车辆底盘的对点位置与地面固定点匹配。车辆停车至预定位置。在一示例中，所述观测装置3包括设置在第二标记部2一侧的摄像头104、无线图像传输模块以及设置在驾驶室的显示装置7，所述摄像头104和所述显示装置7通过无线图像传输模块进行无线传输连接，所述摄像头104的工作端用于拍摄第二标记部2的工作端与第一标记部1的工作端重合度的匹配情况，最终显示装置7的显示器70显示给司机。

如图1所示，在一示例中，第一标记部1包括地标11，第二标记部2包括激光器41，观测装置包括显示装置7。在进行重合度匹配时，激光器41发射激光，激光照射在地标11上形成激光点21。显示装置7在显示屏上会展示出显示器中的第一标记部710、显示器中的地标711和显示器中的激光点721，司机可以根据显示装置7上显示的显示器中的第一标记部710、显示器中的地标711和显示器中的激光点721确认车辆是否停好。具体实施时，激光点照射在地面上，随着车辆移动，当激光点21落在地标11上时，表明车辆对上点。在一示例中，第一标记部1中间是个圆孔，该圆孔称为定位孔，定位孔比地面的地标11稍微大一点，第一标记部1的定位孔置于地标11之上，让地标11恰好处在定位孔里，地标11在显示在驾驶室显示器上显示出示器中的地标711。

综上，通过第一标记部标记目标位置，再通过第二标记部用于与第一标记部匹配进行重合度匹配。之后司机在停车时通过观测装置观测第一标记部和第二标记部的重合度匹配程度，来确认车辆是否停车到位。通过第一标记部、第二标记部和观测装置替代指挥员指挥。使司机可以可视化的直观的了解车辆是否停车到位，为司机的快速停车带来了极大的便利。

实施例2

进一步的，请参考图1、图2、图3及图10，本实用新型定位装置的另一实施例，所述定位装置还包括控制模块、车体姿态角敏感模块和姿态调整装置6，所述车体姿态角敏感模块和所述姿态调整装置6与所述控制模块电连接；

所述车体姿态角敏感模块用于监测所需定位物体5的姿态变化；

所述控制模块用于获取所需定位物体5的姿态变化，并通过姿态调整装置6调整第二标记部2的姿态，以使第二标记部2与第一标记部1在重合度匹配时，通过调整第二标记部2的位置，消除因所需定位物体5姿态变化而产生的误差。

上述实施例中，车体姿态角敏感模块主要用于测量车辆的倾斜程度，车体姿态角敏感模块可以为陀螺仪。在具体实施时，陀螺仪被固定在车辆的底部或车厢上。车辆在行驶至斜坡，或者在不平的路面上时，车辆本体发生倾斜，陀螺仪监测到该倾斜信息。

姿态调整装置6主要用于调整第二标记部2的姿态。正常情况下，第一标记部1放置在地面。第一标记部1的工作端一般为具有刻度的地标11。当第一标记部1放置在地面时，地标11水平设置。或地标11也可以沿着斜坡的方向设置。在一实施例中，姿态调整装置6为横向舵机68和纵向舵机64，纵向舵机64设置在横向舵机68的工作端上，横向舵机68用于固定在所需定位物体5上，第二标记部2连接在纵向舵机64的工作端。该示例中，，第二标记部2可以在横向舵机68和纵向舵机64共同协作下，360度自由转动。

在一些情况下，例如，请参考图8及图9第二标记部2采用激光器41，激光器41固定在车辆底部时，车辆发生倾斜时，激光器41所发出的激光也会随着车辆进行倾斜，会造成误差。在解决误差时，通过车体姿态角敏感模块监测车辆的倾斜度，再通过姿态调整装置6调整激光器41始终与底面保持一定的角度，可以消除因车辆姿态变化而产生的误差。

上述的姿态调整装置6和车体姿态角敏感模块在工作时，其分别与控制模块连接，姿态调整装置6和车体姿态角敏感模块通过控制模块控制。在一实施例中，控制模块在控制横向舵机和纵向舵机时，具体控制如图12所示。

步骤1，首先设定倾角上限γ₀,设定γ₀＞0。

步骤2，车体姿态角敏感模块实时测量车体横倾角H和纵倾角Z。

步骤3，将横倾角H和纵倾角Z输给单片机并分别与上限γ₀比较。

步骤4，若H＞γ₀则转到步骤5，若H不大于γ₀则转到步骤6。

步骤5，横向舵机调整激光器横向旋转倾角-H。

步骤6，若Z＞γ₀则转到步骤7，若Z不大于γ₀则转到步骤2。

步骤7，纵向舵机调整激光器纵向旋转倾角-Z，之后转到步骤2。

控制模块通过上述控制，可以实现车辆在发生倾斜时控制激光器根据车辆的倾斜而调整自身位置，消除车辆倾斜时定位装置测量所产生的误差。

进一步，本实用新型定位装置的另一实施例，所述观测装置3还包括图像无线发射模块103、图像无线接收模块108和子控模块107，所述摄像头104通过所述图像无线发射模块103和所述图像无线接收模块108与所述子控模块107连接，所述子控模块107通过显示模块109与所述显示器7电连接。

其中，请参考图7及图10，定位装置的控制系统分为主机和子机。主机安装在车外，子机安装在驾驶室内。请参考图11及图12，控制系统的软件部份有两个，一个位于主机内，用于判断激光器光轴是否垂直以及调整软件。第二个位于子机内，用于判断激光点是否落在地标允许范围内的处理软件。

主机包括主电源装置102、控制模块、图像无线发射模块103、主控模块101、用于接收姿态调整装置6所发送信号的车体姿态角敏感模块105、摄像头104、激光发射调整模块106和激光发射调整模块。子机包括图像无线接收模块108、显示模块109、提醒模块110、子控模块107和子电源模块111。激光器调整模块包括纵向舵机64、纵向U型架65、纵向旋转轴66、固定螺钉67、横向舵机68、横向U型架62、横向旋转轴63，纵向舵机64固连在磁性底座61上，纵向U型架65固连在纵向舵机64上，纵向U型架65可以带着下端固连的激光器4绕着纵向旋转轴66做纵向旋转，横向舵机68通过固定螺钉67固连在纵向U型架65上，横向U型架62固连在横向舵机68上，横向U型架62可以带着下端固连的激光器4绕着横向旋转轴63做横向旋转。

当车体姿态角敏感模块测量出激光没有铅垂时，即车体出现倾斜时，横向舵机和纵向舵机根据测量的倾斜角度调节激光器4，激光器4在激光器保护罩4内可以横向和纵向转动。打开主机电源开关，主机电源指示灯亮，激光器41发出绿色激光投射到地面上（绿色激光抗强光干扰性好），摄像头104将地面上的地标和激光点成像并无线传输给子机。

进一步，请参考图5，本实用新型定位装置的另一实施例，所述定位装置还包括磁性底座62，所述第二标记部2和所述观测装置3固定在所述磁性底座62上。磁性底座62方便整个定位装置的侧两端安装在车辆底部。

进一步的，请参考图2、图3和图6，本实用新型定位装置的另一实施例，所述标记表面的边沿处开设有用于安装荧光棒13的凹槽，所述凹槽的外侧设置有用于固定荧光棒13的卡扣12。荧光棒13凹槽的设置，方便安装荧光棒13，荧光棒13用于照亮标记表面。

实施例3

本实用新型还公开了一种定位方法，所述定位方法包括：

使用第一标记部1标记目标位置；

将第二标记部2安装到所需定位物体5上，将观测装置3的摄像端安装到第二标记部2一侧；

通过观测装置3的观测端观测第一标记部1的工作端与第二标记部2的工作端之间的重合度，移动所需定位物体5，将第一标记部1的工作端与第二标记部2的工作端之间的重合度匹配在预设范围内。

上述实施例中，本实用新型提供的定位方法的有益效果与上述技术方案所述定位装置的有益效果相同，此处不做赘述。

进一步的，在将第二标记部2安装到所需定位物体5上之后，所述定位方法还包括：

通过车体姿态角敏感模块监测所需定位物体5的姿态；

通过姿态调整装置6调整第二标记部2的姿态，以使第二标记部2与第一标记部1在重合度匹配时，通过调整第二标记部2的位置，消除因所需定位物体5姿态变化而产生的误差。

上述实施例中，本实用新型提供的定位方法的有益效果与上述技术方案所述定位装置的有益效果相同，此处不做赘述。

进一步的，所述通过调整第二标记部2的位置，消除因所需定位物体5姿态变化而产生的误差具体为：

调整第二标记部2的姿态，使第二标记部2的姿态与所需定位物体5姿态保持一致。

上述实施例中，本实用新型提供的定位方法的有益效果与上述技术方案所述定位装置的有益效果相同，此处不做赘述。

进一步的，所述调整第二标记部2的姿态，使第二标记部2的姿态与所需定位物体5姿态保持一致具体为：

通过车体姿态角敏感模块持续监测所需定位物体5的横向倾角H和纵向倾角Z；

当监测到横向倾角H大于第一预设值时，通过横向舵机68调整第二标记部2横向旋转倾角-H；

当监测到纵向倾角Z大于第二预设值时，通过纵向舵机64调整第二标记部2纵向旋转倾角-Z。

上述实施例中，本实用新型提供的定位方法的有益效果与上述技术方案所述定位装置的有益效果相同，此处不做赘述。

进一步的，在移动所需定位物体5将第一标记部1的工作端与第二标记部2的工作端之间的重合度匹配在预设范围内之后，所述的定位方法还包括：

拍摄并选取一张第一标记部1的工作端与第二标记部2的工作端之间的相对位置的图像；

对所述图像进行二值化处理，再进行第三预设值次的闭运算，之后再进行第四预设值次开运算；

处理获得第一标记部1的工作端与第二标记部2的工作端之间的距离；

比较所述距离与第五预设值，若所述距离在所述第五预设值的范围内，则启动报警，所述第五预设值为误差的上限值。

上述实施例中，本实用新型提供的定位方法的有益效果与上述技术方案所述定位装置的有益效果相同，此处不做赘述。

需要说明，本实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后…… )仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，涉及“ 第一”、“ 第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。

各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。

Claims (3)

1.一种定位装置，其特征在于，包括：

第一标记部，所述第一标记部的工作端用于标记目标位置；

第二标记部，所述第二标记部与所述第一标记部匹配，所述第二标记部的工作端与所述第一标记部的工作端能进行重合度匹配，所述第二标记部用于设置在所需定位物体上；

观测装置，所述观测装置用于将所述第二标记部的工作端与所述第一标记部的工作端所匹配的重合度显示给用户。

2.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，所述观测装置包括设置在第二标记部一侧的摄像头、无线图像传输模块以及设置在驾驶室的显示器，所述摄像头和所述显示器之间通过无线图像传输模块进行连接，所述摄像头的工作端用于拍摄第二标记部的工作端与第一标记部的工作端重合度的匹配情况。

3.根据权利要求1或2所述的定位装置，其特征在于，所述第一标记部至少包括具有刻度的标记板；

所述第二标记部至少包括激光器，所述激光器用于照射在所述标记板上，并根据标记板的刻度确定所需定位物体与标记板的相对位置。

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