本发明涉及汽车领域，特别涉及一种车辆对齐方法及装置。
背景技术：
随着社会的进步，汽车的数量也越来越多。汽车不仅为人们提供了出行的便利，同时也是生活质量的一种体现。尤其在一些特殊场合，需要用到多辆汽车组成的车队，为了保证车队队形的美观，需要对前后车辆进行对齐。
通常情况下由后方车辆的驾驶员通过肉眼观察，然后对后方车辆进行相应控制，实现前后车辆的对齐。
技术实现要素：
本发明提供了一种车辆对齐方法及装置，用以解决现有技术中前后车辆无法实现自动对齐的问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
依据本发明的一个方面，提供了一种车辆对齐方法，应用于至少两辆前后呈队列行驶的车辆，所述方法包括：
建立至少两组目标点及目标跟踪仪，其中所述目标点设置于前车的后部，所述目标跟踪仪设置于后车的前部，所述目标跟踪仪用于跟踪所述前车上的所述目标点；
获取并储存所述目标跟踪仪与所述目标点之间的基准距离和基准角度；
获取至少两组所述目标跟踪仪和所述目标点的实时距离，以及至少两组目标跟踪仪的实时角度；
计算得到所述实时距离与所述基准距离的距离差值，以及所述实时角度与所述基准角度的角度差值；
根据所述距离差值以及所述角度差值，控制所述后车的方向盘转动，使所述目标跟踪仪的实时角度趋于所述基准角度；
根据所述距离差值，控制所述后车的行车速度，使每组所述目标跟踪仪与所述目标点之间的实时距离均趋于所述基准距离。
进一步地，所述根据所述距离差值以及所述角度差值，控制所述后车的方向盘转动，使所述目标跟踪仪的实时角度趋于所述基准角度的步骤包括：
根据所述距离差值以及所述角度差值，判断所述后车的行进方向相对于所述前车的行进方向的偏转状态；
根据所述偏转状态，控制所述后车的方向盘转动，使所述目标跟踪仪的所述实时角度趋于所述基准角度。
进一步地，所述目标跟踪仪包括第一目标跟踪仪和第二目标跟踪仪，所述目标点包括第一目标点和第二目标点，其中所述第一目标跟踪仪与所述第一目标点一组，所述第二目标跟踪仪与所述第二目标点一组；
所述根据所述距离差值以及所述角度差值，判断所述后车的行进方向相对于所述前车的行进方向的偏转状态的步骤包括：
所述第一目标跟踪仪跟踪所述第一目标点时产生第一实时距离和第一实时角度，将所述第一实时距离减去第一基准距离得到第一距离差值，将所述第一实时角度减去第一基准角度得到第一角度差值，其中所述第一基准距离为所述前车和所述后车在预设标准车距和对齐状态下，所述第一目标跟踪仪跟踪所述第一目标点确定的距离，所述第一基准角度为所述前车和所述后车在预设标准车距和对齐状态下，所述第一目标跟踪仪跟踪所述第一目标点所处的角度；
所述第二目标跟踪仪跟踪所述第二目标点时产生第二实时距离和第二实时角度，将所述第二实时距离减去第二基准距离得到第二距离差值，将所述第二实时角度减去第二基准角度得到第二角度差值，其中所述第二基准距离为所述前车和所述后车在预设标准车距和对齐状态下，所述第二目标跟踪仪跟踪所述第二目标点确定的距离，所述第二基准角度为所述前车和所述后车在预设标准车距和对齐状态下，所述第二目标跟踪仪跟踪所述第二目标点所处的角度；
根据所述第一距离差值、所述第二距离差值、所述第一角度差值和所述第二角度差值，判断所述后车的行进方向相对于所述前车的行进方向的偏转状态。
进一步地，所述根据所述第一距离差值、所述第二距离差值、所述第一角度差值和所述第二角度差值，判断所述后车的行进方向相对于所述前车的行进方向的偏转状态的步骤包括：
若所述第一角度差值和所述第二角度差值均等于零，则确定所述后车的行进方向相对于所述前车的行进方向未偏转；
若所述第一角度差值和所述第二角度差值均小于零，或者所述第一距离差值大于所述第二距离差值，则确定所述后车的行进方向相对于所述前车的行进方向向左偏转；
若所述第一角度差值和所述第二角度差值均大于零，或者所述第一距离差值小于所述第二距离差值，则确定所述后车的行进方向相对于所述前车的行进方向向右偏转。
进一步地，所述根据所述偏转状态，控制所述后车的方向盘转动，使所述目标跟踪仪的所述实时角度趋于所述基准角度的步骤包括：
若所述后车的行进方向相对于所述前车的行进方向未偏转，控制所述后车的方向盘保持当前转动角度；
若所述后车的行进方向相对于所述前车的行进方向向左偏转，控制所述后车的方向盘向右转动；
若所述后车的行进方向相对于所述前车的行进方向向右偏转，控制所述后车的方向盘向左转动。
进一步地，所述根据所述距离差值，控制所述后车的行车速度，使每组所述目标跟踪仪与所述目标点之间的实时距离均趋于所述基准距离的步骤包括：
当所述第一距离差值和所述第二距离差值均等于零时，控制所述后车的电动节气门保持当前气门开度；
当所述第一距离差值和所述第二距离差值均小于零时，控制所述后车的电动节气门减小当前气门开度；
当所述第一距离差值和所述第二距离差值均大于零时，控制所述后车的电动节气门增大当前气门开度。
依据本发明的又一个方面，提供了一种车辆对齐装置，包括：设置于后车上的至少两个目标跟踪仪，设置于前车上的至少两个反射元件，方向盘驱动结构、车速控制结构和控制器；
所述目标跟踪仪、所述方向盘驱动结构和所述车速控制结构分别与所述控制器连接；
所述控制器包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述的车辆对齐方法的步骤。
进一步地，所述目标跟踪仪的数量为2，包括第一目标跟踪仪和第二目标跟踪仪，其中所述第一目标跟踪仪设置于所述后车的前保险杠上的左外侧，所述第二目标跟踪仪设置于所述后车的前保险杠上的右外侧。
进一步地，所述反射元件包括第一反射元件和第二反射元件，其中所述第一反射元件设置于所述前车的后保险杠上的左外侧，所述第二反射元件设置于所述前车的后保险杠上的右外侧，所述第一目标跟踪仪跟踪所述第一反射元件，所述第二目标跟踪仪跟踪所述第二反射元件。
进一步地，所述第一目标跟踪仪与所述第二目标跟踪仪之间的距离等于所述第一反射元件与所述第二反射元件之间的距离。
进一步地，所述方向盘驱动结构包括：与所述控制器连接的驱动电机，设置于所述驱动电机的输出轴上的驱动齿轮和设置于所述后车的转向中间轴上的与所述驱动齿轮相啮合的驱动齿带，所述驱动电机根据所述控制器输出的转动控制信号实现所述驱动电机的正转或者反转。
进一步地，所述车速控制结构包括与所述控制器连接的电动节气门，所述电动节气门根据所述控制器输出的车速调整信号控制气门开度。
进一步地，所述目标跟踪仪为激光跟踪仪。
本发明的有益效果是：
上述技术方案，通过目标跟踪仪跟踪目标点确定前车与后车之间的实时距离，以及目标跟踪仪的实时角度，根据至少两组目标跟踪仪确定的实时距离、实时角度以及基准距离、基准角度，对后车进行调整，使得后车的行进方向与前车的行进方向不存在偏转，并且后车与前车之间的车距保持在固定距离，实现后车与前车的对齐。
附图说明
图1表示本发明实施例提供的一种车辆对齐方法示意图；
图2表示本发明实施例提供的一种车辆对齐装置示意图；
图3表示本发明实施例提供的后车前保险杠示意图；
图4表示本发明实施例提供的前车后保险杠示意图；
图5表示本发明实施例提供的方向盘驱动结构示意图。
附图标记说明：
21、目标跟踪仪；22、方向盘驱动结构；23、车速控制结构；24、控制器；25、驱动电机；26、驱动齿轮；27、驱动齿带；31、反射元件。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
如图1所示，本发明实施例提供了一种车辆对齐方法，应用于至少两辆前后呈队列行驶的车辆，该车辆对齐方法包括：
s11：建立至少两组目标点及目标跟踪仪，其中目标点设置于前车的后部，目标跟踪仪设置于后车的前部，目标跟踪仪用于跟踪前车上的目标点；
应当说明的是，目标跟踪仪通过旋转一定的角度从而达到跟踪目标点的目的，目标跟踪仪跟踪目标点，可以确定目标跟踪仪与目标点的距离以及得到该距离时目标跟踪仪转动的角度。每组包括一个目标跟踪仪和一个目标点，该目标跟踪仪跟踪与其一组的目标点。
s12：获取并储存目标跟踪仪与目标点之间的基准距离和基准角度；
应当说明的是，基准距离和基准角度可以是前车与后车处于标准车距并且对齐的情况下，位于后车上的目标跟踪仪跟踪位于前车上的目标点得到的距离，以及该目标跟踪仪的角度。
s13：获取至少两组目标跟踪仪和目标点的实时距离，以及至少两组目标跟踪仪的实时角度；
应当说明的是，目标跟踪仪跟踪目标点将会得到连续的多个时刻下，目标跟踪仪与目标点之间的距离，也就是实时距离；同样也会得到连续的多个时刻下，目标跟踪仪的角度，也就是实时角度。
s14：计算得到实时距离与基准距离的距离差值，以及实时角度与基准角度的角度差值；
s15：根据距离差值以及角度差值，控制后车的方向盘转动，使目标跟踪仪的实时角度趋于基准角度；
应当说明的是，通过该距离差值以及角度差值，可以确定后车的行进方向相对于前车的行进方向的偏转状态，通过调整后车的方向盘使得目标跟踪仪的实时角度趋于基准角度，较佳的，使目标跟踪仪的实时角度等于基准角度。当目标跟踪仪的实时角度趋于基准角度时，后车的行进方向也将趋于前车的行进方向，实现前车和后车对齐。
s16：根据距离差值，控制后车的行车速度，使每组目标跟踪仪与目标点之间的实时距离均趋于基准距离。
应当说明的是，为了保证前车和后车可以以固定的标准车距保持行驶，根据该距离差值，调整后车的行车速度，实现后车与前车保持固定的标准车距。
本发明实施例中，通过目标跟踪仪跟踪目标点确定前车与后车之间的实时距离，以及目标跟踪仪的实时角度，根据至少两组目标跟踪仪确定的实时距离、实时角度以及基准距离、基准角度，对后车进行调整，使得后车的行进方向与前车的行进方向不存在偏转，并且后车与前车之间的车距保持在固定距离，实现后车与前车的对齐。
在上述发明实施例的基础上，本发明实施例中，根据距离差值以及角度差值，控制后车的方向盘转动，使目标跟踪仪的实时角度趋于基准角度的步骤包括：
根据距离差值以及角度差值，判断后车的行进方向相对于前车的行进方向的偏转状态；
根据偏转状态，控制后车的方向盘转动，使目标跟踪仪的实时角度趋于基准角度。
应当说明的是，该距离差值可以反映出目标跟踪仪得到的实时距离与基准距离的第一数值关系，该角度差值可以反映出目标跟踪仪得到的实时角度与基准角度的第二数值关系，通过第一数值关系和第二数值关系，确定后车的行进方向相对于前车的行进方向的偏转状态，并根据该偏转状态，对后车的方向盘进行调整。使得目标跟踪仪的实时角度趋于基准角度，当然也可以使目标跟踪仪的实时角度等于基准角度。
本发明实施例中，目标跟踪仪包括第一目标跟踪仪和第二目标跟踪仪，目标点包括第一目标点和第二目标点，其中第一目标跟踪仪与第一目标点一组，第二目标跟踪仪与第二目标点一组；
根据距离差值以及角度差值，判断后车的行进方向相对于前车的行进方向的偏转状态的步骤包括：
第一目标跟踪仪跟踪第一目标点时产生第一实时距离和第一实时角度，将第一实时距离减去第一基准距离得到第一距离差值，将第一实时角度减去第一基准角度得到第一角度差值，其中第一基准距离为前车和后车在预设标准车距和对齐状态下，第一目标跟踪仪跟踪第一目标点确定的距离，第一基准角度为前车和后车在预设标准车距和对齐状态下，第一目标跟踪仪跟踪第一目标点所处的角度；
第二目标跟踪仪跟踪第二目标点时产生第二实时距离和第二实时角度，将第二实时距离减去第二基准距离得到第二距离差值，将第二实时角度减去第二基准角度得到第二角度差值，其中第二基准距离为前车和后车在预设标准车距和对齐状态下，第二目标跟踪仪跟踪第二目标点确定的距离，第二基准角度为前车和后车在预设标准车距和对齐状态下，第二目标跟踪仪跟踪第二目标点所处的角度；
根据第一距离差值、第二距离差值、第一角度差值和第二角度差值，判断后车的行进方向相对于前车的行进方向的偏转状态。
应当说明的是，为了更准确的判断后车的行进方向相对于前车的行进方向的偏转状态，第一目标跟踪仪设置于后车的前保险杠上的左外侧，第二目标跟踪仪设置于后车的前保险杠上的右外侧。第一目标点设置于前车的后保险杠上的左外侧，第二目标点设置于前车的后保险杠上的右外侧，第一目标跟踪仪跟踪第一目标点，第二目标跟踪仪跟踪第二目标点。
为了确定后车的行进方向相对于前车的行进方向的偏转状态，在上述各发明实施例的基础上，本发明实施例中，根据第一距离差值、第二距离差值、第一角度差值和第二角度差值，判断后车的行进方向相对于前车的行进方向的偏转状态的步骤包括：
若第一角度差值和第二角度差值均等于零，则确定后车的行进方向相对于前车的行进方向未偏转；
若第一角度差值和第二角度差值均小于零，或者第一距离差值大于第二距离差值，则确定后车的行进方向相对于前车的行进方向向左偏转；
若第一角度差值和第二角度差值均大于零，或者第一距离差值小于第二距离差值，则确定后车的行进方向相对于前车的行进方向向右偏转。
应当说明的是，第一角度差值和第二角度差值均等于零，说明第一实时角度等于第一基准角度，第二实时角度等于第二基准角度，此时后车与前车处于对齐状态，后车的行进方向相对于前车的行进方向未偏转，也可以说后车和前车沿行车方向的中心线位于同一直线。第一角度差值和第二角度差值均小于零，说明第一实时角度小于第一基准角度，第二实时角度小于第二基准角度，这里可以将目标跟踪仪的角度等于第一基准角度时作为预设状态，例如第一基准角度等于0，目标跟踪仪跟踪目标点时，若顺时针转动(从目标跟踪仪的上方向下看)则目标跟踪仪的角度为负值，逆时针转动为正值，第一实时角度小于第一基准角度，第二实时角度小于第二基准角度，说明后车在前车的左后方；同理第一角度差值和第二角度差值均大于零时，与第一角度差值和第二角度差值均小于零的情况相反，在此不再赘述。第一距离差值大于第二距离差值，说明后车的车身相对于前车，向左发生倾斜。第一距离差值小于第二距离差值，说明后车的车身相对于前车，向右发生倾斜。
为了准确调整后车的行车方向，使得后车与前车对齐，在上述各发明实施例的基础上，本发明实施例中，根据偏转状态，控制后车的方向盘转动，使目标跟踪仪的实时角度趋于基准角度的步骤包括：
若后车的行进方向相对于前车的行进方向未偏转，控制后车的方向盘保持当前转动角度；
若后车的行进方向相对于前车的行进方向向左偏转，控制后车的方向盘向右转动；
若后车的行进方向相对于前车的行进方向向右偏转，控制后车的方向盘向左转动。
为了使得前车与后车之间的车距保持为固定标准车距，在上述各发明实施例的基础上，本发明实施例中，根据距离差值，控制后车的行车速度，使每组目标跟踪仪与目标点之间的实时距离均趋于基准距离的步骤包括：
当第一距离差值和第二距离差值均等于零时，控制后车的电动节气门保持当前气门开度；
当第一距离差值和第二距离差值均小于零时，控制后车的电动节气门减小当前气门开度；
当第一距离差值和第二距离差值均大于零时，控制后车的电动节气门增大当前气门开度。
应当说明的是，增大后车上电动节气门的气门开度，后车的车速将会增加；减小后车上电动节气门的气门开度，后车的车速将会减小。
如图2所示，依据本发明的又一个方面，提供了一种车辆对齐装置，包括：
设置于后车上的至少两个目标跟踪仪21，设置于前车上的至少两个反射元件(图2中未示出)，方向盘驱动结构22、车速控制结构23和控制器24；
目标跟踪仪21、方向盘驱动结构22和车速控制结构23分别与控制器24连接；
控制器24包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上各发明实施例的车辆对齐方法的步骤。
应当说明的是，目标跟踪仪21通过旋转一定的角度从而达到跟踪反射元件的目的，目标跟踪仪21跟踪反射元件，可以确定目标跟踪仪21与反射元件的距离以及得到该距离时目标跟踪仪21转动的角度。近似的可以将目标跟踪仪21与反射元件之间的距离作为前后与后车的车距。每个目标跟踪仪21跟踪一相应的反射元件。较佳的，目标跟踪仪21为激光跟踪仪。方向盘驱动结构22可以根据控制器24输出的转动控制信号，驱动方向盘进行转动；具体的，当根据目标跟踪仪确定的实时距离和实时角度，判断出后车的行进方向相对于前车的行进方向的偏转状态时，控制后车的方向盘转动，使目标跟踪仪的实时角度趋于基准角度，也就是说使得后车与前车处于对齐状态，这里的基准角度时后车与前车对齐，并且保持固定标准车距时，后车的目标跟踪仪的实时角度；例如当判断出后车的行进方向相对于前车的行进方向向左偏转，向方向盘驱动结构22发送第一转动控制信号，控制后车的方向盘向右转动；当判断出后车的行进方向相对于前车的行进方向向右偏转，向方向盘驱动结构22发送第二转动控制信号，控制后车的方向盘向左转动；当判断出后车的行进方向相对于前车的行进方向未发生偏转，向方向盘驱动结构22发送第三转动控制信号，控制后车的方向盘保持当前转动角度。
车速控制结构23可以根据控制器24输出的车速调整信号，控制车速增大、减小或者保持。具体的，当根据目标跟踪仪确定的实时距离，判断出前车与后车的车距未达到固定标准车距时，控制后车的行车速度，使目标跟踪仪与反射元件之间的实时距离均趋于基准距离，也就是说使得前车与后车之间的车距保持为固定标准车距，这里的基准距离也就是固定标准车距。例如当判断出后车与前车之间的车距小于基准距离，向车速控制结构23发送第一车速调整信号，控制后车的电动节气门减小当前气门开度，从而减小后车的车速，增大前车与后车的车距；当判断出后车与前车之间的车距大于基准距离，向车速控制结构23发送第二车速调整信号，控制后车的电动节气门增大当前气门开度，从而增大后车的车速，减小前车与后车的车距；当判断出后车与前车之间的车距等于基准距离，向车速控制结构23发送第三车速调整信号，控制后车的电动节气门保持当前气门开度。
本发明实施例中，通过目标跟踪仪21跟踪反射元件确定前车与后车之间的实时距离，以及目标跟踪仪21的实时角度；控制器24根据确定的实时距离以及实时角度，分别向方向盘驱动结构22输出车速调整信号，向车速控制结构23输出车速调整信号，从而控制后车与前车对齐，并保持固定标准车距。
参见图3和图4，在上述各发明实施例的基础上，本发明实施例中，目标跟踪仪21的数量为2，包括第一目标跟踪仪和第二目标跟踪仪，其中第一目标跟踪仪设置于后车的前保险杠上的左外侧，第二目标跟踪仪设置于后车的前保险杠上的右外侧。
应当说明的是，每一目标跟踪仪21跟踪一个反射元件31，较佳的，反射元件31包括第一反射元件和第二反射元件，其中第一反射元件设置于前车的后保险杠上的左外侧，第二反射元件设置于前车的后保险杠上的右外侧，第一目标跟踪仪跟踪第一反射元件，第二目标跟踪仪跟踪第二反射元件。第一目标跟踪仪与第二目标跟踪仪之间的距离等于第一反射元件与第二反射元件之间的距离。
通过第一目标跟踪仪、第二目标跟踪仪、第一反射元件和第二反射元件，判断后车的行进方向相对于前车的行进方向的偏转状态的具体过程，可以是第一目标跟踪仪跟踪第一反射元件时产生第一实时距离和第一实时角度，将第一实时距离减去第一基准距离得到第一距离差值，将第一实时角度减去第一基准角度得到第一角度差值，其中第一基准距离为前车和后车在预设标准车距和对齐状态下，第一目标跟踪仪跟踪第一反射元件确定的距离，第一基准角度为前车和后车在预设标准车距和对齐状态下，第一目标跟踪仪跟踪第一反射元件所处的角度；
第二目标跟踪仪跟踪第二反射元件时产生第二实时距离和第二实时角度，将第二实时距离减去第二基准距离得到第二距离差值，将第二实时角度减去第二基准角度得到第二角度差值，其中第二基准距离为前车和后车在预设标准车距和对齐状态下，第二目标跟踪仪跟踪第二反射元件确定的距离，第二基准角度为前车和后车在预设标准车距和对齐状态下，第二目标跟踪仪跟踪第二反射元件所处的角度；
若第一角度差值和第二角度差值均等于零，则确定后车的行进方向相对于前车的行进方向未偏转；
若第一角度差值和第二角度差值均小于零，或者第一距离差值大于第二距离差值，则确定后车的行进方向相对于前车的行进方向向左偏转；
若第一角度差值和第二角度差值均大于零，或者第一距离差值小于第二距离差值，则确定后车的行进方向相对于前车的行进方向向右偏转。
参见图5，为了方便驱动方向盘进行转动，在上述各发明实施例的基础上，本发明实施例中，方向盘驱动结构22包括：与控制器24连接的驱动电机25，设置于驱动电机25的输出轴上的驱动齿轮26和设置于后车的转向中间轴上的与驱动齿轮26相啮合的驱动齿带27，驱动电机25根据控制器24输出的转动控制信号实现驱动电机25的正转或者反转。
为了方便调整车速，在上述各发明实施例的基础上，本发明实施例中，车速控制结构23包括与控制器24连接的电动节气门，电动节气门根据控制器24输出的车速调整信号控制气门开度。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。