一种用于半挂车的多功能可视系统及其工作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车安全监控领域，具体地说是一种用于半挂车的多功能可视系统及其工作方法。
【背景技术】
[0002]对于半挂车辆，内轮差是牵引车的内前轮与半挂车的内后轮转弯半径之差。由于半挂车辆的半挂车厢长度一般为十几米或以上，所以其内轮差的值一般比较大，可达2米多，同时由于半挂车辆的纵深长度大、车桥多及机构复杂，而且涉及牵引车和半挂车的配合，所以在行驶状态时，驾驶员视线盲区大，难于完全控制车辆的状态，再加上内轮差问题，会形成由于视野问题而引起的安全隐患。
【发明内容】
[0003]本发明为克服现有技术和设计的不足，提供一种用于半挂车的多功能可视系统，使得驾驶员通过驾驶室内的显示器就可以获得车辆周围环境的信息，可有效地解决半挂车辆的视线盲区问题。
[0004]为实现上述目的，设计一种用于半挂车的多功能可视系统，包括半挂车，电机，摄像头，控制装置，角度传感器，倒车传感器，牵引车，其特征是:所述半挂车前部的下表面上设有角度传感器，位于角度传感器后部的半挂车下方设有鞍座，所述鞍座的左右两侧对称地分别设有一个探头，所述探头和鞍座中心的连线与接牵引车的中心线之间呈λ角度，所述半挂车的前部通过鞍座连接牵引车，所述牵引车前部的驾驶室内设有显示器和控制装置，所述半挂车尾部的左右两侧侧面上分别设有一个底座，底座上设有电机，所述电机的外侧面通过电机的转子连接支架，所述支架上设有摄像头，所述步进电机通过第一数据线与控制装置相连，所述控制装置设有两个数据输出端和三个数据输入端，控制装置的第一数据输出端通过第一数据线与电机相连，控制装置的第二输出端通过第二数据线与显示器相连，控制装置的第一数据输入端通过第三数据线与角度传感器相连，控制装置的第二数据输入端通过第四数据线与倒车传感器相连，控制装置的第三数据输入端通过第五数据线与摄像头相连。
[0005]所述λ角度的范围为0-180°。
[0006]所述电机与支架之间没有相对转动，电机的转子的中心轴线位于平行于半挂车车厢平板的平面内且与摄像头的中心轴线垂直。
[0007]所述倒车传感器为触碰式传感器，倒车传感器设在半挂车的变速箱上且位于变速杆的倒车档位置。
[0008]一种用于半挂车的多功能可视系统的工作方法，其特征是:
(1)打开系统电源，预设探头和鞍座中心之间的连线与牵引车中心线之间的夹角为λ角，通过角度传感器测量牵引车轴线与半挂车中心线所形成的夹角为Θ角度；
(2)控制装置接收倒车传感器和角度传感器的信号后，根据接收的信号判断车辆的行驶状态，若控制装置检测到车辆处于前进状态，则控制装置执行第三步，若控制装置检测到车辆处于倒车状态，则控制装置执行第四步；
(3)若控制装置检测到车辆处于前进状态，则控制装置控制电机带动位于半挂车左侧和右侧的摄像头向前转动，并根据角度传感器的信号判断牵引车的轴线与半挂车的轴线之间所呈的Θ角度是否大于预设的λ角，若牵引车的轴线与半挂车的轴线之间所呈的Θ角度小于等于预设的λ角，则控制装置控制显示器同时显示左右摄像头的拍摄画面，若牵引车的轴线与半挂车的轴线之间所呈的Θ角度大于预设的λ角，控制装置会根据角度传感器的信号，判断车辆是左转弯还是右转弯，若车辆处于左转弯，则控制装置控制显示器全屏显示位于半挂车左侧的摄像头的画面，若车辆处于右转弯，则控制装置控制显示器全屏显示位于半挂车右侧的摄像头的画面；
(4)若控制装置检测到车辆处于倒车状态，控制装置会根据角度传感器的信号判断车辆倒车的方向，若控制装置感应到车辆向右后方倒车，则控制装置控制位于半挂车右侧的摄像头朝向车辆后方、位于半挂车左侧的摄像头朝向车辆前方旋转，显示器同时显示两个摄像头的拍摄画面，若控制装置感应到车辆向左后方倒车，则控制装置根据角度传感器的信号判断牵引车的轴线与半挂车的轴线之间所呈的Θ角度是否大于预设的λ角，若牵引车的轴线与半挂车的轴线之间所呈的Θ角度小于等于预设的λ角，则控制装置控制位于半挂车右侧的摄像头朝向车辆后方、位于半挂车左侧的摄像头朝向车辆前方旋转，显示器同时显示两个摄像头的拍摄画面，若牵引车的轴线与半挂车的轴线之间所呈的Θ角度大于预设的λ角，则控制装置控制位于半挂车右侧的摄像头朝向车辆前方、位于半挂车左侧的摄像头朝向车辆后方旋转，同时由显示器同时显示两个摄像头的拍摄画面；
(5)以上步骤完成后，控制装置回到并处理传感器信号的状态，开始下一循环的控制与操作。
[0009]本发明同现有技术相比，可有效消除半挂车驾驶员的视线盲区问题，不但在向前行驶转弯时的视野大为开阔，而且兼顾半挂车倒车时的视野，使得驾驶员可以全方位地掌握车辆周围环境的状态，减小由于内轮差和视线盲区问题所带来的安全隐患。此外，相较传统的光学反光镜，显示器图像更为清晰，离驾驶人员更近，能有效地提高观察效率。而且所有的调整和变化都是系统根据车辆行驶的状态自动控制的，降低了驾驶员的工作强度，从而提高了半挂车辆的人机工程性，尤其是左右二个摄像头，可以根据车辆的左转或右转，自动地、独立地调节到向前或先后，非常清晰地观察车辆转弯时左右二侧的环境状态。
【附图说明】
[0010]图1为本发明的摄像装置示意图。
[0011]图2为本发明的角度传感器和倒车传感器在半挂车上的安装示意图。
[0012]图3为本发明在半挂车上的安装俯视图。
[0013]图4为本发明在半挂车上的安装正视图。
[0014]图5为本发明控制策略示意图。
[0015]图6为本发明在半挂车向前直行时的实施图。
[0016]图7为本发明在半挂车向右前方向转弯时的实施图。
[0017]图8为本发明在半挂车向右后方向倒车时的实施图。
[0018]参见图1?图8，其中，I是半挂车，2是步进电机，3是底座，4是支架，5是摄像头，6是牵引车，7是鞍座，8是角度传感器，9探头，10是倒车传感器，11是控制装置，12是变速箱，13是变速杆，14是显示器。
【具体实施方式】
[0019]下面根据附图对本发明做进一步的说明。
[0020]如图1?图4所示，所述半挂车I前部的下表面上设有角度传感器8，位于角度传感器8右侧的半挂车I下方设有鞍座7，所述鞍座7左的左右两侧对称地分别设有一个探头9，所述探头9和鞍座7中心的连线与接牵引车6的中心线之间呈λ角度，所述半挂车I的前部通过鞍座7连接牵引车6，所述牵引车6前部的驾驶室内设有显示器14和控制装置11，半挂车I尾部的左右两侧侧面上分别设有一个底座3，底座3上设有电机2，所述电机2的外侧面通过电机2的转子连接支架4，所述支架4上设有摄像头5，所述电机2通过第一数据线与控制装置11相连，所述控制装置11设有两个数据输出端和三个数据输入端，控制装置11的第一数据输出端通过第一数据线与步进电机2相连，控制装置11的第二输出端通过第二数据线与显示器相连，控制装置11的第一数据输入端通过第三数据线与角度传感器8相连，控制装置11的第二数据输入端通过第四数据线与倒车传感器10相连，控制装置11的第三数据输入端通过第五数据线与摄像头5相连。
[0021]所述λ角度的范围为0-180°，λ角度的范围可以根据半挂车I的车身长度调节，探头在以鞍座中心为圆心的圆周上的安装位置决定λ角的大小，探头起限位作用。
[0022]所述电机2与支架4之间没有相对转动，电机2的转子的中心轴线位于平行于半挂车I车厢平板的平面内且与摄像头5的中心轴线垂直。
[0023]所述倒车传感器10为触碰式传感器，倒车传感器10设在半挂车I的变速箱12上且位于变速杆13的倒车档位置。
[0024]所述倒车传感器10设在半挂车I的变速箱12上，当驾驶人员将变速杆13推至倒车档位时，变速杆13触碰位于变速箱12上的倒车传感器10时，倒车传感器10收到触碰信号并将其传递至控制装置11，控制装置11得到半挂车I将要倒车的信号，当变速杆13未触碰位于变速箱12上的倒车传感器10时，倒车传感器10将信号传递至控制装置11，控制装置11得到半挂车I将要前行的信号。
[0025]所述牵引车6转弯时，由于动力在牵引车6上，所以半挂车I需要通过鞍座7的带动随着牵引车6转向，位于半挂车I前部下方的角度传感器8可以探知位于鞍座7上的探头9从而得知鞍座7在牵引车6转弯时转过的角度。当所述角度传感器8经过鞍座7上的左右两个探头9时会产生变化信号，此变化信号会传输给控制装置11，并作为控制装置11的控制根据。