CN105241387B - 一种用于引导装甲车辆上平车时校准两者位置关系的引导装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于引导装甲车辆上平车时校准两者位置关系的引导装置及方法，包括：两个测角装置，其沿着装甲车纵向中心线对称设置在所述装甲车前端，并且能够同步旋转；反光条，其安装于所述平车入口处，并且平行于所述平车及引导坡相交接线；以及微控制器，其与所述测角装置相连，用于接收电信号，得到角度信息；其中，所述测角装置能够发射出光，照射到所述反光条，接收经过反光条的反射光，并将接收到的反射光转换为所述电信号。本发明具有使用方便，操作简单，精度高，无需额外人员指挥即可自行准确将装甲车辆驶上平车的特点。

Description

一种用于引导装甲车辆上平车时校准两者位置关系的引导装 置及方法

技术领域

本发明涉及装甲装备的运输问题，具体涉及一种用于引导装甲车辆上平车时校准两者位置关系的引导装置及方法。

背景技术

装甲车是具有装甲防护的各种履带或轮式军用车辆，是装有装甲的军用或警用车辆的统称，装甲车辆在进行运输转移的过程中需要使装甲车辆驶入平车对其进行转移，由于装甲车辆的体型较大，载重较大，现有的对装甲车辆上平车的引导都采用人为指示，即人员站在平车上，对驾驶员进行方向指示，此方法耗费人力，位置校准精度低等问题，为此，在车辆登车过程中，要求驾驶员要有熟练的操作技巧，引导人员要有较好的位置感觉，这种方法无法精确定位，同时，由于引导人员需位于车辆前方，存在一定的危险性，人员引导需要人员对装甲车辆非常熟悉，对该人员也具有较高的要求。

发明内容

本发明设计开发了一种用于引导装甲车辆上平车时校准两者位置关系的引导装置，目的是通过本发明装置解决装甲车辆上平车的过程中，需要人员引导，位置校准精度较低的问题。

本发明还设计开发了一种用于引导装甲车辆上平车时校准两者位置关系的引导方法，目的是通过本发明方法解决现有对装甲车辆引导上平车不能自动化，精准化的问题。

本发明具有使用方便，操作简单，精度高，无需额外人员指挥即可自行准确将装甲车辆驶上平车的特点。

本发明提供的技术方案为：

一种用于引导装甲车辆上平车时校准两者位置关系的引导装置，包括：

两个测角装置，其沿着装甲车纵向中心线对称设置在所述装甲车前端，并且能够同步旋转；

反光条，其安装于所述平车入口处，并且平行于所述平车及引导坡相交接线；以及

微控制器，其与所述测角装置相连，用于接收电信号，得到角度信息；

其中，所述测角装置能够发射出光，照射到所述反光条，接收经过反光条的反射光，并将接收到的反射光转换为所述电信号。

优选的是，还包括：提示装置，其用于提示引导信息，实时校准车辆的相对位置。

优选的是，所述测角装置还包括：两个光源，其沿着装甲车纵向中心线对称设置在所述装甲车前端；

第一反射式光电开关及第二反射式光电开关，其沿着装甲车纵向中心线对称设置在所述装甲车前端，所述反射式光电开关用于接收所述光源照射到所述反光条后的反射光，将反射光信号转换成所述电信号后输出。

优选的是，所述测角装置还包括：俯仰角调节机构，其包括连接杆及支撑杆，所述连接杆与所述测角装置中的控制盒可拆卸的连接，所述测角装置通过所述支撑杆可拆卸的安装在所述装甲车辆前端；

所述俯仰角调节机构可通过所述连接杆及所述支撑杆连接处活动，用于调节所述测角装置使所述光源对准所述反光条。

优选的是，所述测角装置还包括：旋转电机，其安装于所述测角装置中的控制盒内，所述旋转电机用于控制所述测角装置进行同步旋转。

优选的是，所述反射式光电开关接收反射光点连线与所述装甲车辆前端平齐。

优选的是，所述光源为红外激光器，其通过“L”型托盘与所述控制盒通过轴承固定连接。

一种用于引导装甲车辆上平车时校准两者位置关系的引导方法，其特征在于，使用所述的引导装置，包括如下步骤：

步骤一：装甲车辆到达平车后方时，开启旋转电机，控制装甲车上的光源同步扫描所述平车上的反光条；

步骤二：设置在装甲车上的反射式光电开关接收所述反光条反射的光信号，转换成电信号后输出，微控制器对接收到的所述电信号进行数据处理得到α₁,α₂,β₁,β₂，通过得到所述装甲车辆几何中心O′及所述平车和所述装甲车辆行进方向中心线的交点O的连线OO′的长度，通过得到所述平车前沿中点O″及所述平车和所述装甲车辆行进方向中心线的交点O的连线OO″的长度；其中，α₁为所述反射式光电开关接收反射光点的连线与所述第一反射式光电开关及反光条第二顶点的连线的夹角，α₂为所述反射式光电开关接收反射光点的连线与所述第一反射式光电开关及反光条第一顶点的连线的夹角，β₁为所述反射式光电开关接收反射光点的连线与所述第二反射式光电开关及反光条第一顶点的连线的夹角，β₂为所述反射式光电开关接收反射光点的连线与所述第二反射式光电开关及反光条第二顶点的连线的夹角，D_A＝sin(α₂+β₁)，D_B＝sin(α₁+β₂)，M_A＝sinβ₁×cosα₂，N_A＝sinβ₁×sinα₂，M_B＝sinβ₂×cosα₁，N_B＝sinβ₂×sinα₁，L为所述反射式光电开关接收反射光点的连线的长度，a为所述装甲车辆登上平车的引导坡在水平面的投影长度，n为所述装甲车辆长度；

步骤三：通过所述微控制器对OO″及OO′根据如下条件进行判断：

a、

b、OO′≥0；

当满足条件a和b时，提示装置提示所述装甲车辆前行；当不能满足a和b条件之一时，所述提示装置提示所述装甲车辆倒退，重新校准直到满足条件a和b；其中，m为所述装甲车辆宽度，n为所述装甲车辆长度；

当通过所述微控制器处理数据得到OO′＝0时，对α₁,α₂,β₁,β₂进行判断如下：

当α₁+α₂＞β₁+β₂时，提示所述装甲车辆原地左转；

当α₁+α₂＜β₁+β₂时，提示所述装甲车辆原地右转；

当α₁+α₂＝β₁+β₂时，提示所述装甲车辆前行。

优选的是，所述步骤二中，所述反射式光电开关接收到反射光时，将反射光信号转换成电信号，输出电信号，所述微控制器通过检测所述电信号，得到电平脉冲时间，根据所述反射式光电开关同步旋转的转速，得到α₁,α₂,β₁,β₂。

优选的是，所述微控制器能够处理的角度范围为0＜θ＜π。

本发明所述的有益效果：

1、通过使用本发明的引导装置及引导方法，无需额外的人员指挥，通过驾驶员自己就能够将装甲车辆准确驶上平车，节省人力资源，排除了通过人员引导所具有的危险性；

2、本发明所提供的引导装置安装方便，操作简单，由于测角装置测得的一组角度对应装甲车辆唯一位置关系，所以在设定好参数后通过测定角度即可实现准确定位，校准位置，准确快捷的引导装甲车辆驶上平车；

3、本发明还能够根据不同车辆的尺寸，设定变量，选择车型，在使用时，通过对参数的设定使本发明具有更广泛的应用。

4、本发明不受平车运动形态的限制，在平车行进或者静止时，装甲车辆均能够通过本发明进行引导，能够快速准确的驶上平车。

附图说明

图1为本发明所述的测角装置的结构示意图。

图2为本发明所述的测角装置的全视图。

图3为本发明所述的俯仰角调节机构的结构示意图。

图4为本发明的原理示意图。

图5为本发明所述的引导方法引导装甲车辆在上平车的过程中的矫正角度范围。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1、图2、图3所示，本发明提供一种用于引导装甲车辆上平车时校准两者位置关系的引导装置，其包括两个测角装置100、微控制器及反光条；其中，两个测角装置100分为第一测角装置及第二测角装置，并且将两个测角装置100分别沿装甲车辆纵向中心线对称的安装在装甲车辆前端，测角装置100能够进行同步旋转，微控制器与测角装置100相连，用于接收电信号，通过对电信号进行数据处理得到角度信息；其中，两个测角装置100中分别包括两个光源110及两个反射式光电开关112，均沿着装甲车纵向中心线对称设置在所述装甲车前端，其中，光源110，其为红外激光器，通过“L”型托盘111与控制盒120通过轴承113固定连接，采用红外激光器作为光源，使光源具有更高的稳定性，抗外界干扰强，单色性好，使测量准确；反光条安装在待上平车的入口处，其与装甲车辆登上平车的引导坡及平车相交接处平行交接；两个反射式光电开关112包括第一反射式光电开关及第二反射式光电开关，分为与第一测角装置及第二测角装置对应安装，也同样能够同步旋转，反射式光电开关112能够用于接收同一测角装置100中的光源110照射到反光条后的反射光，同时，将反射光信号转换成电信号后输出。

在另一种实施例中，还包括：提示装置，其能够用于提示引导信息，实时校准装甲车辆的相对位置；在本实施例中，提示装置为显示屏，其可以安装在装甲车辆驾驶室内部，驾驶员能够通过显示屏的信息实时校准车辆的相对位置，并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此，在实施本发明时，可以根据使用者需求实施态样，通过使用语音提示替换显示屏。

在另一种实施例中，测角装置100还包括：俯仰角调节机构130，其包括连接杆131及支撑杆132，俯仰角调节机构130可通过连接杆131及支撑杆132的连接处活动，用于调节测角装置100使光源110能够准确定位对准所述反光条，并且调节后将光源110能够在装甲车辆上平车的过程中一直保持能够照射到反光条，连接杆131与控制盒120通过螺栓及螺母可拆卸的固定安装，测角装置100通过支撑杆132可拆卸的安装在装甲车辆前端；在本实施例中，测角装置100通过支撑杆132可拆卸的安装在磁力底座装置上，再通过磁力底座装置固定安装在装甲车辆前端，并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此，在实施本发明时，可以根据使用者安装需求实施态样，通过可拆卸的螺栓及螺母同样可实施本发明。

在另一种实施例中，反射式光电开关112的接收反射光点的连线与装甲车辆的前端平齐，从而使微控制器在进行电信号信号处理计算时更为简单便捷。

在另一种实施例中，控制盒120内部还安装有蓄电池122，其与旋转电机121相连，能够为旋转电机121供电，使其测角装置100在无外界电源的情况下单独运转使用。

如图4所示，本发明还提供了一种用于引导装甲车辆上平车时校准两者位置关系的引导方法，包括如下步骤：

步骤一：以第一反射式光电开关为原点(0,0)建立坐标系，则第二反射式光电开关坐标为(L,0)，设A,B为反光条的两个顶点，其中A为反光条的第一顶点，B为反光条的第二顶点，将平车及装甲车辆近似为矩形考虑，做两者行进方向上的中心线，设两中心线的交点为O，装甲车辆的几何中心为O′，平车前沿中点为O″，第一反射式光电开关接收反射光点为A′，第二反射式光电开关接收反射光点为B′；

步骤二：当装甲车辆行进到达平车后方时，开启旋转电机121，控制激光器110同步扫描反光条的第一顶点A及第二顶点B；

步骤三：第一反射式光电开关及第二反射式光电开关接收反射光条反射的光信号，转换成电信号后输出，微控制器通过接收到的电信号分析后处理数据得到α₁,α₂,β₁,β₂，则反光条第一顶点，即A点的坐标为反光条第二顶点，即B点的坐标为通过得到装甲车辆几何中心O′及平车和装甲车辆行进方向中心线的交点O的连线OO′的长度，通过得到平车前沿中点O″及平车和装甲车辆行进方向中心线的交点O的连线OO″的长度；其中，α₁为第一反射式光电开关接收反射光点A′及第二反射式光电开关接收反射光点B′的连线A′B′与第一反射式光电开关接收反射光点A′及反光条第二顶点B的连线A′B的夹角，α₂为第一反射式光电开关接收反射光点A′及第二反射式光电开关接收反射光点B′的连线A′B′与第一反射式光电开关接收反射光点A′及反光条第一顶点A的连线A′A的夹角，β₁为第一反射式光电开关接收反射光点A′及第二反射式光电开关接收反射光点B′的连线A′B′与所述第二反射式光电开关接收反射光点B′及反光条第一顶点A的连线B′A的夹角，β₂为第一反射式光电开关接收反射光点A′及第二反射式光电开关接收反射光点B′的连线A′B′与所述第二反射式光电开关接收反射光点B′及反光条第二顶点B的连线B′B的夹角，D_A＝sin(α₂+β₁)，D_B＝sin(α₁+β₂)，M_A＝sinβ₁×cosα₂，N_A＝sinβ₁×sinα₂，M_B＝sinβ₂×cosα₁，N_B＝sinβ₂×sinα₁， L为所述反射式光电开关接收反射光点的连线的长度，a为所述装甲车辆登上平车的引导坡在水平面的投影长度，n为装甲车辆的近似矩形的长度，L,a,n单位均为米；

步骤四：通过微控制器对OO″及OO′根据如下条件进行判断：

a、

b、OO′≥0；

装甲车辆不发生碰撞应当满足条件a和b，提示装置提示驾驶员装甲车辆可继续前行；当不能满足a和b条件之一时，提示装置提示驾驶员装甲车辆应当倒退，重新校准直到满足条件a和b；其中，m为装甲车辆的近似矩形的宽度，n为装甲车辆的近似矩形的长度，m与n单位均为米；

步骤五：当装甲车辆在行进过程中，微控制器通过对信号分析处理数据得到OO′＝0时，微控制器再对α₁,α₂,β₁,β₂进行判断如下：

当α₁+α₂＞β₁+β₂时，通过提示装置提示装甲车辆原地左转；

当α₁+α₂＜β₁+β₂时，通过提示装置提示装甲车辆原地右转；

当α₁+α₂＝β₁+β₂时，通过提示装置提示装甲车辆前行。

在另一种实施例中，步骤三、步骤五中，第一反射式光电开关及第二反射式光电开关接收反射光的过程中产生光信号，同时，将该反射光信号转换成电信号输出到微控制器，微控制器通过检测该电信号得到电平脉冲时间，再根据反射式光电开关同步旋转的转速，能够将数据处理得到α₁,α₂,β₁,β₂。

在另一种实施例中，如图5所示，微控制器能够处理的角度范围为0＜θ＜π，则装甲车辆通过本发明提供的引导装置能够矫正的角度范围为其中，a为所述装甲车辆登上平车的引导坡在水平面的投影长度，b为反光条的宽度，a与b单位均为米。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (3)

1.一种用于引导装甲车辆上平车时校准两者位置关系的引导方法，其特征在于，包括如下步骤：第一反射式光电开关及第二反射式光电开关，其沿着装甲车辆纵向中心线对称设置在所述装甲车辆前端；

步骤一：装甲车辆到达平车后方时，开启旋转电机，控制装甲车辆上的光源同步扫描所述平车上的反光条；

步骤二：设置在装甲车辆上的反射式光电开关接收所述反光条反射的光信号，转换成电信号后输出，微控制器对接收到的所述电信号进行数据处理得到α₁,α₂,β₁,β₂，通过得到所述装甲车辆几何中心O′及所述平车和所述装甲车辆行进方向中心线的交点O的连线OO′的长度，通过得到所述平车前沿中点O″及所述平车和所述装甲车辆行进方向中心线的交点O的连线OO″的长度；其中，α₁为所述反射式光电开关接收反射光点的连线与所述第一反射式光电开关及反光条第二顶点的连线的夹角，α₂为所述反射式光电开关接收反射光点的连线与所述第一反射式光电开关及反光条第一顶点的连线的夹角，β₁为所述反射式光电开关接收反射光点的连线与所述第二反射式光电开关及反光条第一顶点的连线的夹角，β₂为所述反射式光电开关接收反射光点的连线与所述第二反射式光电开关及反光条第二顶点的连线的夹角，D_A＝sin(α₂+β₁)，D_B＝sin(α₁+β₂)，M_A＝sinβ₁×cosα₂，N_A＝sinβ₁×sinα₂，M_B＝sinβ₂×cosα₁，N_B＝sinβ₂×sinα₁，L为所述反射式光电开关接收反射光点的连线的长度，a为所述装甲车辆登上平车的引导坡在水平面的投影长度，n为所述装甲车辆长度；

步骤三：通过所述微控制器对OO″及OO′根据如下条件进行判断：

<mrow> <mi>a</mi> <mo>,</mo> <msup> <mi>OO</mi> <mrow> <mo>&amp;prime;</mo> <mo>&amp;prime;</mo> </mrow> </msup> <mo>&amp;GreaterEqual;</mo> <msqrt> <mfrac> <mrow> <msup> <mi>m</mi> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mi>n</mi> <mn>2</mn> </msup> </mrow> <mn>2</mn> </mfrac> </msqrt> </mrow>

b、OO′≥0；

当满足条件a和b时，提示装置提示所述装甲车辆前行；当不能满足a和b条件之一时，所述提示装置提示所述装甲车辆倒退，重新校准直到满足条件a和b；其中，m为所述装甲车辆宽度，n为所述装甲车辆长度；

当通过所述微控制器处理数据得到OO′＝0时，对α₁,α₂,β₁,β₂进行判断如下：

当α₁+α₂>β₁+β₂时，提示所述装甲车辆原地左转；

当α₁+α₂<β₁+β₂时，提示所述装甲车辆原地右转；

当α₁+α₂＝β₁+β₂时，提示所述装甲车辆前行。

2.如权利要求1所述的用于引导装甲车辆上平车时校准两者位置关系的引导方法，其特征在于，所述步骤二中，所述反射式光电开关接收到反射光时，将反射光信号转换成电信号，输出电信号，所述微控制器通过检测所述电信号，得到电平脉冲时间，根据所述反射式光电开关同步旋转的转速，得到α₁,α₂,β₁,β₂。

3.如权利要求2所述的用于引导装甲车辆上平车时校准两者位置关系的引导方法，其特征在于，所述微控制器能够处理的角度范围为0<θ<π。