车辆导向系统、车辆定向的方法和安检车辆的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及车辆导向系统、车辆定向的方法和安检车辆。
【背景技术】
[0002]现有一些例如安检车辆的特殊车辆需要进行自身导向。一般情况下，这些车辆会在一侧安装激光器和两个激光测距传感器以及一组基准挡板，如图1所示。车辆10 ’沿箭头方向行进，在初次导向之前，需先设定车身10’与基准板GB之间的距离，安检车辆10’移动时，根据两个传感器的输出信号，可以获得安检车辆与基准挡板的距离dl和d2。根据dl、d2之间的关系，分析车身姿态，当dl不等于d2时，车身相对于基准板倾斜程度或车身横向偏离虚拟基准线距离超出预设范围时，纠偏系统通过执行机构，调整车身姿态，使其沿与基准挡板平行的直线行进，即dl等于d2或dl接近于d2。当车身倾斜程度或车身横向偏离虚拟基准线距离超出可调范围时，系统报错停车，保护扫描系统安全。
[0003]然而，在现有技术中，通常需要装配一定长度的基准挡板，根据安检车辆运行距离不同，拼接后的挡板长度数十米至上百米不等，每次转场后需重新安装基准挡板，现场操作较为不便。由于基准挡板体积庞大，转移和运输不方便，不能有效满足安检车辆的频繁转场需求。这种纠偏方式，对基准挡板的制作工艺和安装精度要求较高，即挡板平面要平整一致，挡板拼接后，要基本平行于预定行车轨迹。否则会导致纠偏误差较大。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种车辆导向系统，克服现有的系统的缺点，提供一种更加便捷的车辆导向系统。
[0005]根据本发明的一方面，提供一种车辆导向系统，包括:
[0006]至少两个独立基准装置，用作车辆定向基准；
[0007]区域激光扫描仪，用以发射多个激光束信号使得用激光束扫描扇形区域以便测量区域激光扫描仪与至少两个独立基准装置中任一个之间的直线连线的距离和该直线连线与车身之间的夹角或该直线连线之间的夹角；
[0008]处理器，用于数据的处理和存储；
[0009]其中，所述处理器根据区域激光扫描仪感测的区域激光扫描仪分别与至少两个独立基准装置中第一独立基准装置和第二独立基准装置之间的直线连线的距离和该直线连线与车身之间的夹角或该直线连线之间的夹角确定车辆车身的实时的取向是否开始偏离系统开始工作时初始车身取向，所述初始车身取向是系统开始工作时车辆导向系统确定的车身相对于第一独立基准装置和第二独立基准装置之间的直线连线的取向。
[0010]根据本发明的一方面，提供一种车辆定向的方法，包括:
[0011]使用车辆的区域激光扫描仪朝向至少两个独立基准装置发射多个激光束信号使得用激光束扫描扇形区域以便测量区域激光扫描仪与至少两个独立基准装置中任一个之间的直线连线的距离和该直线连线与车身之间的夹角或该直线连线之间的夹角；
[0012]基于测量的区域激光扫描仪分别与至少两个独立基准装置中第一独立基准装置和第二独立基准装置之间的直线连线的距离和该直线连线与车身之间的夹角或该直线连线之间的夹角确定车辆车身的实时的取向是否开始偏离系统开始工作时初始车身取向，所述初始车身取向是系统开始工作时车辆导向系统确定的车身相对于第一独立基准装置和第二独立基准装置之间的直线连线的取向。
[0013]根据本发明的一方面，提供一种用于对物体进行安检的安检车辆，包括如前述的车辆导向系统，其中区域激光扫描仪安装在安检车辆的侧面。
[0014]设置多个独立的标准装置，相对于基准挡板能够显著减少其安装调整时间；独立基准装置的数量可灵活掌握，体积更小，运输方便，能够满足车辆转场的需求;对多个独立的基准装置的安装精度要求不高。例如，即使两个圆柱状基准装置未严格按照虚拟基准线安装，能够计算出相对误差。这样，在考虑相对误差的前提下，识别车身位置及车身姿态。
【附图说明】
[0015]图1示出现有技术的安检车辆平面示意图；
[0016]图2示出本发明的安检车辆平面示意图；其中基准装置之间的直线连线平行初始车身取向；
[0017]图3示出本发明的安检车辆平面示意图，其中基准装置之间的直线连线不平行初始车身取向；
[0018]图4示出本发明在不同时刻下安检车辆平面示意图，车辆在运行期间完成了一次基装置接力。
【具体实施方式】
[0019]根据本发明的一个实施例，一种车辆导向系统，如图2所示，包括:至少两个独立基准装置，用作车辆10定向基准；区域激光扫描仪11，用于发射多个激光束信号使得用激光束扫描扇形区域以便测量区域激光扫描仪与至少两个独立基准装置中任一个之间的直线连线的距离以及该直线连线与车身之间的夹角;处理器，用于数据的分析处理和存储。在本实施例中，所述处理器根据区域激光扫描仪感测的区域激光扫描仪11分别与至少两个独立基准装置中第一独立基准装置Gl和第二独立基准装置G2的直线连线L1、L2的距离和该直线连线L1、L2与车身10之间的夹角α1、α2或该直线连线L1、L2之间的夹角确定车辆车身10的实时的取向是否开始偏离系统开始工作时初始车身取向，所述初始车身取向是系统开始工作时车辆导向系统确定的车身10相对于第一独立基准装置Gl和第二独立基准装置G2之间的直线连线的取向。
[0020]图2示出本发明一个实施例，车身沿剪头发相行进，初始车身取向与第一独立基准装置Gl和第二独立基准装置G2之间的直线连线平行。
[0021]在本发明的另一个实施例中，为了方便车辆导向系统的运行，可以将多个独立基准装置Gl、G2"_Gn布置成使得所有的独立基准装置Gl、G2"_Gn之间的直线连线与初始车身取向平行。
[0022]图3示出根据本发明的另一实施例，车身沿剪头发相行进，第一独立基准装置Gl和第二独立基准装置G2之间的直线连线与初始车身取向不平行。换句话说，多个独立基准装置大体沿车辆的车身延伸方向或行进方向布置，然而多个独立基准装置之间的直线连线与初始车身取向不平行。在实际应用中这方便了操作人员布置独立基准装置，因为布置独立基准装置的时候不需要严格测量，因而可以仅凭感官快速地布置独立基准装置。
[0023]区域激光扫描仪可以发射多条激光束，这些激光束在扇形区域内扫描。具体地，例如从车身的车头一侧向车尾一侧依次发射激光束从而扇形的形式扫描，每隔一个固定角度发射一束激光束，例如每隔I度、或0.5度、或更小的角度发射一束激光束，覆盖车身前面的区域。在本发明的一个实施例中，激光束以每隔一度的方式连续发射，覆盖扇形区域，或覆盖180度角范围。由于激光束可以按照次序发射并且以固定间隔角度反射，因此每条激光束相对于车身的角度可以根据激光束的序号确定。例如，当每隔一度角度发射一激光束，在第60次发射激光束时，激光束照射基准装置，则区域激光扫描仪与该基准装置之间的直线连线L1、L2与车身的夹角为60度。以此方式，区域激光扫描仪可以测量区域激光扫描仪与第一基准装置和第二基准装置之间的直线连线L1、L2的长度，以及该直线连线L1、L2与车身之间的夹角或该直线连线L1、L2之间的夹角。区域激光扫描仪工作方式可以应用于本发明的任何实施例中，为了简要，本说明书中的部分实施例没有重复描述上述有关区域激光扫描仪的工作方式，然而应该理解，本发明的实施例中，区域激光扫描仪都可以根据以上描述的方式进行工作。
[0024]当区域激光扫描仪发射激光并在扇形区域内扫描时，独立的基准装置在一定区域内可以比较随意的布置，基准装置Gl、G2-_Gn之间的间距也不需要严格要求，仅需要至少两个基准装置能够被该扇形区域覆盖即可。根据本发明的实施例，区域激光扫描仪11接收被测基准装置反射的激光信号数据，基于该数据，测算测量区域激光扫描仪11和基准装置Gh-Gn之间的距离，并通过传感器分辨率两束激光线的间隔(角度)，计算出两束光的夹角。例如，如图3，将区域激光扫描仪11固定在车身10上，传感器安装时，通过机械限位使传感器与车身平行，区域激光扫描仪11可以测量出基准装置与传感器间的直线连线L1、L2的长度(距离)以及通过分析被反射的激光束相对于车身的角度间隔可确定区域激光扫描仪11与第一和第二基准装置Gl、G2之间的直线连线L1、L2与车身夹角α1、α2。根据三角函数计算公式，可计算出两个基准装置与车身间的垂直距离。在本实施例中，两个基准装置与车身间的垂直距离不相等。根据本发明的实施例，根据行车距离不同，可以使用两个独立基准装置，或使用多于两个独立基准装置。本发明的一个实施例的车辆导向系统可以使用如图3中所示的随意布置的独立基准