[发明专利]基于视觉的拖挂车的转向夹角的检测方法及检测系统

权利要求书

1.一种基于视觉的拖挂车的转向夹角的检测方法，其特征在于，包括：

制作包含3个横向并排设置的矩形块的标定板图案，并将该标定板图案喷涂或固定设置于车厢朝向牵引车车头的一侧，

安装相机于牵引车车头并将相机正对标定板图案正中心，对相机进行标定获得内外参数及畸变参数；

在拖挂车行驶过程中利用相机拍摄标定板图像，提取标定板图像中每一矩形块的中心点，并以每一矩形块的中心点为起点遍历图像获得该矩形块的高度；以及

依据相机标定获得的参数和标定板图像的每一矩形块的高度获得该矩形块的中心点至相机镜头的距离，并利用任意两个相邻的矩形块的中心点至相机镜头的距离和该两个矩形块的中心点之间的距离求得拖挂车的转向夹角；

其中，每一矩形块包括黑色区域和由黑色区域包围的矩形的白色区域，且白色区域位于矩形块的中心且矩形的白色区域的四个边与矩形块的外围的四个边一一平行对应，设定矩形的白色区域的每一边的边长为该边与矩形块的外围的相对应的边的边长的一半；记任一矩形块的中心为O_i和该矩形块的高度为h_i。

2.如权利要求1所述的基于视觉的拖挂车的转向夹角的检测方法，其特征在于，提取每一矩形块的中心点，并以每一矩形块的中心点为起点遍历图像获得标定板图像中该矩形块的高度的步骤包括：

对牵引车行驶过程中的相机采集的一帧标定板图像进行灰度化处理，并对该帧标定板图像进行二值化处理使得黑色矩形区域的灰度值为0和白色矩形区域的灰度值为255；

以图像左上角为坐标原点，逐行逐列遍历二值化后的该帧标定板图像，依次搜索沿横轴方向排布的第一个、第二个和第三个矩形块，搜索过程中计算出第一个矩形块的中心点O₁(C_x1,C_y1)、第二个矩形块的中心点O₂(C_x2,C_y2)、第三个矩形块的中心点O₃(C_x3,C_y3)；

以每一矩形块的中心点为遍历沿Y轴方向遍历二值化图像，获得该矩形块在Y轴方向的上下黑色边界的，该每一矩形块的高度为下黑色边界的Y轴坐标与上黑色边界的Y轴坐标的差值；

记获得第一矩形块、第二矩形块和第三矩形块的高度分别为h₁、h₂和h₃。

3.如权利要求2所述的基于视觉的拖挂车的转向夹角的检测方法，其特征在于，

拖挂车的转向夹角α为：α＝arccos((d₂²+D²-d₃²)/(2d₂·D))，或者α＝arccos((d₂²+D²-d₁²)/(2d₂·D))；

任一矩形块的中心点至相机镜头的距离d_i为:d_i＝(S_标·H·f)/(h_i·S_芯)；

其中，S_标为标定板图案的实际物理尺寸，S_芯相机的CMOS芯片的实际物理尺寸，h_i为一矩形块在标定板图像中的高度，i取值1,2和3，H为标定板图像的高度，f为进行对相机进行标定获得的焦距，d₁为标定板图像中第一个矩形块的中心点至相机镜头的距离，d₂为标定板图像中第二个矩形块至相机镜头的距离，d₃为标定板图像中第三个矩形块至相机镜头的距离，D为任意两个相邻的矩形块的中心点之间距离。

4.如权利要求3所述的基于视觉的拖挂车的转向夹角的检测方法，其特征在于，D＝50cm。