一种车辆的制作方法

本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种车辆。

背景技术：

半挂车是挂车通过牵引销与牵引车相连接的一种交通运输工具。随着自动驾驶技术的发展，对半挂车的自动驾驶技术研究越来越多。在半挂车处于行驶过程中，牵引车和挂车之间的转向夹角是半挂车的车辆动力学和运动学模型中一个非常重要的参数，是自动驾驶规划和控制点的基础。

但是，现有半挂车在出厂时一般不具备提供半挂车的牵引车和挂车之间的转向夹角的功能，因此如何准确地测量半挂车的牵引车和挂车之间的转向夹角成为了一个难题。

技术实现要素：

本发明提供了一种车辆，该车辆因设置有转向夹角测量装置，能够解决现有车辆不能准确测量半挂车的牵引车和挂车之间的转向夹角的问题。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种车辆，该车辆包括通过牵引销转动连接的牵引车和挂车，还包括设置于所述牵引车和所述挂车之间的转向夹角测量装置，所述转向夹角测量装置用于测量所述牵引车与所述挂车相对转动形成的转向夹角。

优选地，所述牵引销具有沿竖直方向延伸的轴心线；所述牵引车的驾驶室具有朝向所述挂车的后端面，所述后端面具有与所述轴心线平行的后端面中心线；所述挂车具有与所述后端面相对设置的前端面，所述前端面具有与所述轴心线平行的前端面中心线；所述前端面中心线和所述后端面中心线之间连接有成水平的第一柔性线缆；

所述转向夹角测量装置包括信号连接的测量单元和计算单元；

所述测量单元用于测量第一长度、第二长度以及第三长度的数值，并将测量得到的数值输入到所述计算单元；其中，所述第一长度为所述第一柔性线缆位于前端面中心线和后端面中心线之间的实际长度，第二长度为所述轴心线与所述前端面中心线之间的距离，第三长度为轴心线与所述后端面中心线之间的距离；

所述计算单元用于根据输入的数值信息计算所述转向夹角的角度。

优选地，所述计算单元根据输入的数值信息计算所述转向夹角的角度，具体包括：

判断a是否小于等于其中，a为所述第一长度，b为所述第二长度，c为所述第三长度：

若判断a小于等于则根据以下公式计算所述牵引车与所述挂车之间的转向夹角a为：

优选地，沿所述车辆的宽度延伸方向，所述后端面具有相对设置的第一端和第二端；沿所述车辆的长度延伸方向，所述前端面具有与所述第一端相对的第三端；

所述测量单元还用于：测量第四长度的数值，并将所述第四长度的数值输入到计算单元，所述第四长度为所述前端面中心线与所述第三端之间的距离；

所述计算单元还用于：若判断a大于则根据以下公式计算所述牵引车与所述挂车之间的转向夹角a为：

其中，d为所述第四长度。

优选地，在所述第一端与所述第三端之间连接有成水平的第二柔性线缆；

所述测量单元还用于测量第五长度和第六长度的数值，并将测量得到的数值输入到所述计算单元，所述第五长度为第二柔性线缆位于所述第一端和所述第三端之间的实际长度，第六长度为后端面中心线与第一端之间的距离；

所述计算单元还用于根据第一长度、第二长度、第三长度、第四长度、第五长度和第六长度的数值确定所述转向夹角的朝向信息。

优选地，计算单元根据第一长度、第二长度、第三长度、第四长度、第五长度和第六长度的数值确定所述转向夹角的朝向信息，具体包括：

根据以下公式计算第一角度α，其中，f为第六长度：

根据以下公式计算第二角度β：

根据以下公式计算第三角度γ，其中e为第五长度：

比较所述转向夹角a与(γ-α+β)和(γ+α-β)；

若a＝γ-α+β时，则确定所述转向夹角a为正值，且为所述转向夹角a赋予以下第一朝向信息：所述挂车相对于所述牵引车绕所述牵引销的轴心线朝向顺时针方向旋转；

若a＝γ+α-β时，则确定所述转向夹角a为负值，且为所述转向夹角a赋予以下第二朝向信息：所述挂车相对于所述牵引车绕所述牵引销的轴心线朝向逆时针方向旋转。

优选地，所述第一柔性线缆由弦丝电位计形成；和/或，所述第二柔性线缆由弦丝电位计形成。

优选地，所述测量单元为弦丝电位计、激光雷达测距仪或电子尺。

优选地，所述计算单元为电子控制单元ecu。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明实施例提供了一种车辆，该车辆通过设置在牵引车和挂车之间的转向夹角测量装置能够对牵引车与挂车之间的转向夹角进行测量，进而能够解决现有车辆不能准确测量半挂车的牵引车和挂车之间的转向夹角的问题。

附图说明

图1为本发明实施例提供的车辆的简化结构示意图；

图2为本发明实施例提供的转向夹角测量装置的工作原理图；

图3为图1中提供的车辆的转向夹角的一种测量原理图；

图4为图1中提供的车辆的转向夹角的另一种测量原理图；

图5为本发明实施例提供的转向夹角的计算流程图；

图6为本发明实施例提供的转向夹角的朝向信息的计算流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种车辆，该车辆因设置有转向夹角测量装置，能够解决现有车辆不能准确测量半挂车的牵引车和挂车之间的转向夹角的问题。上述车辆可以为半挂车或采用牵引车牵引的任何车辆，同时，该车辆可以为通过驾驶员驾驶的普通车辆，也可以为无人驾驶车辆，既可以为汽车、电动车、混合动力车等无轨车辆，还可以为火车等有轨车辆。

其中，请参考图1、图2以及图3，本发明一种实施例提供的车辆1，该车辆1包括通过牵引销13转动连接的牵引车11和挂车12，上述车辆1还包括设置于牵引车11和挂车12之间的转向夹角测量装置14，转向夹角测量装置14用于测量牵引车11与挂车12相对转动形成的转向夹角a。

如图1结构所示，车辆1包括牵引车11，牵引车11的前端设置有驾驶室111，牵引车11的后端通过牵引销13转动连接有挂车12，在牵引车11和挂车12之间设置有用于测量转向夹角a的转向夹角测量装置14，转向夹角测量装置14可以包括信号连接的测量单元141和计算单元142；测量单元141用于测量计算转向夹角a所需要的各种参数，计算单元142根据测量单元141测量的各种参数进行计算，以得出牵引车11与挂车12之间的转向夹角a；在测量转向夹角a时，可以以牵引车11为基准，计算挂车12相对牵引车11旋转的转向角度a，也可以以挂车12为基准，计算牵引车11相对挂车12旋转的转向角度a，在本发明实施例中，所说的转向夹角a均为沿车辆1的长度延伸方向，牵引车11的中心线与挂车12的中心线形成开口朝向牵引车方向的夹角。

由于上述车辆1在牵引车11和挂车12之间设置有转向夹角测量装置14，因此，能够通过转向夹角测量装置14对牵引车11与挂车12之间形成的转向夹角a进行测量，以获得牵引车11与挂车12之间的转向夹角a，进而能够解决现有车辆1不能准确测量半挂车12的牵引车11和挂车12之间的转向夹角a的问题，有利于改善自动驾驶的准确性和可靠性。

一种具体的实施方式中，如图1、图2和图3结构所示，牵引销13具有沿竖直方向延伸的轴心线o；牵引车11的驾驶室111具有朝向挂车12的后端面1111，后端面1111具有与轴心线o平行的后端面中心线1112；挂车12具有与后端面1111相对设置的前端面121，前端面121具有与轴心线o平行的前端面中心线1211；前端面中心线1211和后端面中心线1112之间连接有成水平的第一柔性线缆1411；第一柔性线缆1411可以由弦丝电位计形成。

如图2结构所示，转向夹角测量装置14包括信号连接的测量单元141和计算单元142；

测量单元141用于测量第一长度a、第二长度b以及第三长度c的数值，并将测量得到的数值输入到计算单元142；其中，第一长度a为第一柔性线缆1411位于前端面中心线1211和后端面中心线1112之间的实际长度；第二长度b为轴心线o与前端面中心线1211之间的距离；第三长度c为轴心线o与后端面中心线1112之间的距离。

计算单元142用于根据输入的数值信息计算转向夹角a的角度。

在采用计算单元142计算转向夹角a时，需要先通过测量单元141测量出第一长度a、第二长度b以及第三长度c的具体数值，此时，第一长度a、第二长度b以及第三长度c构成一个三角形，因此，计算单元142可以根据三角形计算公式得出转向夹角a的具体角度值。

在一个示例中，计算单元142根据输入的数值信息计算转向夹角a的角度，具体可通过以下方式实现，该方式可包括步骤a1～步骤a2，其中：

步骤a1，判断a是否小于等于若是则执行步骤a2；

步骤a2，根据以下公式(1)计算牵引车与挂车之间的转向夹角a为：

公式(1)中，a为第一长度，b为第二长度，c为第三长度。

如图3结构所示，当a小于等于时，牵引销13的轴心线o、前端面中心线1211以及后端面中心线1112形成三角形的三个顶点，根据三角形的计算公式，在得知第一长度a、第二长度b和第三长度c后，即可以计算得出三角形内任意一个角度的数值；此时，牵引车11与挂车12之间形成的转向夹角a为图3结构中前端面中心线1211与后端面中心线1112之间的连线对应的夹角，因此，可以采用上述公式(1)进行计算转向夹角a的具体角度数值；同理，当挂车12相对牵引车11朝向逆时针方向旋转且a小于等于时，也可以采用上述公式(1)计算转向夹角a的具体角度数值。

如图3结构所示，通过测量单元141能够测量得出第一长度a，也可以根据车辆1的固定尺寸参数直接获得第二长度b和第三长度c；然后通过计算单元142采用数学公式计算得出转向夹角a。

由于上述车辆1通过测量单元141能够对各尺寸参数进行实时测量，并能够通过计算单元142进行实时、准确计算，因此，能够通过测量单元141和计算单元142实时、自动获取牵引车11与挂车12之间的准确的转向夹角a，无需人工操作、控制，自动化程度高，能够通过实时获取的转向夹角a为车辆1的驾驶员或控制单元提供准确数据，为驾驶员和自动驾驶系统能够稳定、可靠的行驶提供保证，以使车辆1能够安全、可靠地行驶。

优选地，为了进一步提高转向夹角a测量的准确性，如图1和图4结构所示，沿车辆1的宽度延伸方向，后端面1111具有相对设置的第一端1113和第二端1114；沿车辆1的长度延伸方向，前端面121具有与第一端1113相对的第三端1212。测量单元141进一步用于：测量第四长度d的数值，并将第四长度d的数值输入到计算单元142，第四长度d为前端面中心线1211与第三端1212之间的距离。计算单元142用于根据输入的数值信息计算转向夹角a的角度，具体可通过如图5所示的方法流程实现，该方法可包括步骤a1～步骤a3，其中：

步骤a1、判断a是否小于等于若是则执行步骤a2，若否则执行步骤a3；

步骤a2、根据前述公式(1)计算牵引车与挂车之间的转向夹角a，在此不在赘述；

步骤a3、根据以下公式(2)计算牵引车与挂车之间的转向夹角a如下：

公式(2)中，a为第一长度，b为第二长度，c为第三长度，d为第四长度。

当计算单元142判断a大于时，如图4结构所示，此时，连接后端面中心线1112和前端面中心线1211的第一柔性线缆1411被挂车12的第三端1212抵接，使第一柔性线缆1411弯曲，形成两段式结构，其中，一段为挂车12的第三端1212与前端面中心线1211的长度，另一端为后端面中心线1112和第三端1212之间的长度，此时，转向夹角a为图4中两个夹角的和，因此，通过两个三角形的各边长可以分别计算夹角后再进行加和即可得出转向夹角a的具体数值。

优选地，本发明实施例中，在第一端1113与第三端1212之间连接有成水平的第二柔性线缆1412。为了进一步获得更加准确的转向夹角a的角度信息，除可以获得转向夹角a的具体数值外，还可以获得转向夹角a的方向信息，测量单元141还用于测量第五长度e和第六长度f的数值，并将测量得到的数值输入到计算单元142，第五长度e为第二柔性线缆1412位于第一端1113和第三端1212之间的实际长度，第六长度f为后端面中心线1112与第一端1113之间的距离；计算单元142还用于根据第一长度a、第二长度b、第三长度c、第四长度d、第五长度e和第六长度f的数值确定转向夹角a的朝向信息。一个示例中，计算单元142根据第一长度a、第二长度b、第三长度c、第四长度d、第五长度e和第六长度f的数值确定转向夹角a的朝向信息，具体可通过以如图6所述的方法流程实现，该方法包括步骤b1～步骤b6，其中：

步骤b1，根据以下公式(3)计算第一角度α，其中，f为第六长度：

步骤b2，根据以下公式(4)计算第二角度β：

步骤b3，根据以下公式(5)计算第三角度γ，其中e为第五长度：

步骤b4，比较转向夹角a与(γ-α+β)和(γ+α-β)，若转向夹角a＝γ-α+β则执行步骤b5，若转向夹角a＝γ+α-β则执行步骤b6；

步骤b5，确定转向夹角a为正值，且为转向夹角a赋予以下第一朝向信息：挂车12相对于牵引车11绕牵引销13的轴心线o朝向顺时针方向旋转；

步骤b6，确定转向夹角a为负值，且为转向夹角a赋予以下第二朝向信息：挂车12相对于牵引车11绕牵引销13的轴心线o朝向逆时针方向旋转。

如图4结构所示，当以牵引车11为基准的时候，挂车12相对牵引车11朝顺时针方向旋转时，挂车12与牵引车11之间的转向夹角a为正值，即，此时，转向夹角a＝γ-α+β；同理，当以牵引车11为基准的时候，挂车12相对牵引车11朝逆时针方向旋转时，挂车12与牵引车11之间的转向夹角a为负值，且转向夹角a＝γ+α-β；在本发明中，转向夹角a的正值表示挂车12相对牵引车11朝向顺时针方向旋转，转向夹角a的开口朝向牵引车11方向；而转向夹角a的负值表示挂车12相对牵引车11朝向逆时针方向旋转，转向夹角a的开口也同样朝向牵引车11的方向；即，正值和负值只是表示转向夹角a的方向。

通过设置在第一端1113与第三端1212之间的第二柔性线缆1412，能够计算转向夹角a的朝向，这样不仅能够实时获取转向夹角a的大小，还能通过第二柔性线缆1412计算得出转向夹角a的朝向，即，在以牵引车11为基准的时候，可以准确地测得挂车12相对牵引车11是朝顺时针方向旋转还是朝向逆时针方向旋转，这样，能够使车辆1获得更加准确地转向夹角a的数值和方向。当然，除了采用上述方法可以准确测量转向夹角a的方向信息外，还可以给根据车辆1的行车电脑的信息或人工输入的信息获取转向夹角a的方向信息，行车电脑的信息可以包括自动驾驶信息等信息。还可以是预先设置并存储有车辆转向与转向夹角的方向的对应关系，计算单元142根据车辆当前的转向信息从该对应关系中确定计算得到的转向夹角的方向。

具体地，上述车辆1中，第一长度a和第五长度e的测量均可以采用弦丝电位计进行。

在上述车辆1中，在测量转向夹角a的同时，还能实时测量挂车12与牵引车11之间的距离，此参数也可以作为一项车辆1安全行驶的监控数据。

第二柔性线缆1412不仅可以设置在第一端1113与第三端1212之间，也可以设置在第二端1114和与第二端1114对应的挂车12的前端面121的另一端之间，均能够起到计算转向夹角a的目的；并且第一柔性线缆1411和/或第二柔性线缆1412均可以由弦丝电位计形成。

由于弦丝电位计具有测量精度高、结构紧凑、防水性能好和使用成本低的优点，因此，采用弦丝电位计进行测量第一长度a，能够降低车辆1的使用成本，且能够提高测量地准确性。

在上述各种实施例的基础上，上述测量单元141可以为弦丝电位计、激光雷达测距仪或电子尺，也可以为其它能够进行测量的任何仪器。上述计算单元142可以为电子控制单元ecu(electroniccontrolunit)，也可以为mcu(microcontrollerunit，微控制单元)、单片机等能够进行计算的电子设备。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。