确定相机和挂接球之间的距离制造技术

一种用于确定车辆的相机和挂接球之间的距离的系统。该系统包括配置成安装在车辆上的相机和连接到相机的电子处理器。电子处理器被配置成：确定与拖车上的点相关联的第一位置和第二位置；确定第一位置和第二位置之间的旋转角度；并且使用第一位置、第二位置和旋转角度来确定矩阵的零空间。在一个示例中，矩阵为并且矩阵的零空间包括相机和挂接球之间的距离(d

【技术实现步骤摘要】
确定相机和挂接球之间的距离

技术实现思路

[0001]今天，许多车辆具有一些自主或半自主功能。例如，车辆可能能够将自己停放在停车位中、执行变道、操纵绕过拐角等。当车辆附接有拖车时，执行自主或半自主功能变得更加困难。在一些实施例中，为了对附接有拖车的车辆执行自主或半自主操作，连接到车辆的电子处理器必须确定拖车相对于连接到车辆的相机的位置。通常为了确定拖车的位置，电子处理器利用来自安装到车辆的相机的图像和挂接球的位置。然而，很难使用来自相机的图像来确定挂接球的位置，尤其是当相机和挂接球都位于车辆的后端部的水平中心处时。挂接球相对于相机的位置可以基于相机和挂接球之间的距离来确定。
[0002]本文中描述的实施例除其它之外还提供了用于确定相机和挂接球之间的距离的系统和方法。
[0003]一个实施例提供了一种用于确定车辆的相机和挂接球之间的距离的系统。该系统包括配置成安装在车辆上的相机和连接到相机的电子处理器。电子处理器被配置成：确定与拖车上的点相关联的第一位置和第二位置；确定第一位置和第二位置之间的旋转角度；并且使用第一位置、第二位置和旋转角度来确定矩阵的零空间。在一个示例中，矩阵被定义为
[0004][0005]并且矩阵的零空间包括相机和挂接球之间的距离(d
l
)的值。电子处理器还被配置成基于相机和挂接球之间的距离(d
l
)来执行自主或半自主车辆操作。
[0006]另一个实施例提供了一种用于确定用于确定车辆的相机和挂接球之间的距离的矩阵的方法。该方法包括将从安装到车辆的挂接球到第一位置的第一向量(t0)和从挂接球到第二位置的第二向量(t1)分解成三维坐标以确定第一方程组，其中，从挂接球到第一位置的第一向量(t0)是从安装在车辆上的相机到第一位置的第一单位向量(cu0)乘以相机和第一位置之间的第一距离(d0)减去从相机到挂接球的第三向量(L)，并且挂接球和第二位置之间的第二向量(t1)是从相机到第二位置的第二单位向量(cu1)乘以相机和第二位置之间的第二距离(d1)减去从相机到挂接球的第三向量(L)。该方法还包括：基于第一位置和第二位置处于相同高度的假设，确定d1＝(d0*cu
z0
)/cu
z1
，在第一方程组中将d1替换成(d0*cu
z0
)/cu
z1
以确定第二方程组；以及通过将方程添加到第二方程组来确定第三方程组，其中，该方程从描述点通过旋转角度从第一位置到第二位置的移动的旋转矩阵导出。该方法还包括：基于从相机到挂接球的第三向量(L)是第三单位向量(cl
x
cl
y
cl
z
)乘以相机和挂接球之间的距离(d
l
)，将第三方程组中的L
x
替换成d
l
cl
x
，将第三方程组中的L
y
替换成d
l
cl
y
，并且将第三方程组中的L
z
替换成d
l
cl
z
，以确定第四方程组。该方法还包括：基于挂钩球与第一位置和第二位置处于相同高度的假设，将第四方程组中的t
z
替换为0，并重新整理第四方程
组中的方程以确定第五方程组。该方法还包括基于第五方程组确定用于确定车辆的相机和挂接球之间的距离的矩阵。
[0007]又一个实施例提供了一种用于确定车辆的相机和挂接球之间的距离的方法。该方法包括：使用安装到车辆的相机确定与拖车上的点相关联的第一位置和第二位置；确定第一位置和第二位置之间的旋转角度；以及使用第一位置、第二位置和旋转角度确定矩阵的零空间。在一个示例中，矩阵为或被定义为
[0008][0009]并且矩阵的零空间包括相机和挂接球之间的距离(d
l
)的值。该方法还包括基于相机和挂接球之间的距离(d
l
)执行自主或半自主车辆操作。
[0010]通过考虑详细描述和附图，其它方面、特征和实施例将变得显而易见。
附图说明
[0011]图1是根据一个实施例的用于确定相机和挂接球之间的距离的系统的框图。
[0012]图2图示了根据一个实施例的用于确定相机和挂接球之间的距离的方法的流程图。
[0013]图3是在两个位置处的图1的系统的部件之间的几何关系的说明性示例。
[0014]图4A和图4B图示了用于确定用于确定车辆的相机和挂接球之间的距离的矩阵的方法的示例流程图。
具体实施方式
[0015]在详细解释任何实施例之前，应当理解，本公开并不旨在将其应用局限于在以下描述中阐述的或在以下附图中图示的部件的构造和布置的细节。实施例能够有其它配置并且能够以各种方式实践或进行。
[0016]多个基于硬件和软件的设备以及多个不同的结构部件可以用来实现各种实施例。此外，实施例可以包括硬件、软件和电子部件或模块，出于讨论的目的，这些硬件、软件和电子部件或模块可以图示和描述为好像大多数部件仅在硬件中实现。然而，本领域普通技术人员基于对该详细描述的阅读将认识到，在至少一个实施例中，本专利技术的基于电子的方面可以用能够由一个或多个处理器执行的软件(例如，存储在非暂时性计算机可读介质上)来实现。例如，说明书中描述的“控制单元”和“控制器”可以包括一个或多个电子处理器、包括非暂时性计算机可读介质的一个或多个存储器模块、一个或多个通信接口、一个或多个专用集成电路(ASIC)以及连接各种部件的各种连接(例如，系统总线)。应当理解，尽管某些附图图示了位于特定设备内的硬件和软件，但这些描绘仅用于说明目的。在一些实施例中，图示部件可以组合或划分成单独的软件、固件和/或硬件。例如，逻辑和处理可以分布在多个电子处理器之间，而不是位于单个电子处理器内并由单个电子处理器执行。不管它们如何
组合或划分，硬件和软件部件可以位于相同计算设备上，或者可以分布在由一个或多个网络或其它合适的通信链路连接的不同计算设备之间。
[0017]图1图示了用于确定相机和挂接球之间的距离的系统100的一个示例。系统100包括车辆105和拖车110。尽管图示为四轮车辆，但车辆105可以涵盖各种类型和设计的车辆。例如，车辆105可以是汽车、摩托车、卡车、公共汽车、半牵引车等。尽管图示为四轮拖车，但拖车110可以包括各种类型和设计的拖车。例如，拖车110可以包括两个车轮而不是四个，或者拖车110可以成形为类似矩形而不是正方形。车辆105和拖车110经由安装到车辆105的挂接球115和从拖车110延伸的拖车杆120连接。在一些实施例中，挂接球115经由挂接球座125连接到车辆105的后端部。在一些实施例中，挂接球115位于车辆105的后端部的水平中心处。
[0018]在图1中所示的示例中，车辆105包括电子控制器130和相机135。在所示的示例中，电子控制器130包括向电子控制器130内的部件和模块提供电力、操作控制和保护的多个电气和电子部件。电子控制器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于确定车辆的相机和挂接球之间的距离的系统，所述系统包括：相机，其被配置成安装在车辆上；和电子处理器，其连接到所述相机，所述电子处理器被配置成确定与拖车上的点相关联的第一位置和第二位置；确定所述第一位置和所述第二位置之间的旋转角度；使用所述第一位置、所述第二位置和所述旋转角度确定矩阵的零空间，其中，所述矩阵被定义为并且所述矩阵的所述零空间包括所述相机和所述挂接球之间的距离(d
l
)的值；并且根据所述相机和所述挂接球之间的所述距离(d
l
)执行自主或半自主车辆操作。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电子处理器还被配置成通过将第三单位向量(cl
x
cl
y
cl
z
)乘以所述相机和所述挂接球之间的所述距离来确定所述挂接球的位置。3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述相机位于所述车辆的后端部的水平中心处。4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述自主或半自主车辆操作包括选自包括下列各项组的至少一个：停放所述拖车；在所述车辆向前移动时操纵所述拖车绕过拐角；在所述车辆向后移动时操纵所述拖车绕过拐角、使所述拖车在直线上向后移动、以及在所述车辆正在向后行驶时与所述拖车一起进行左或右90度转弯。5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述拖车上的所述点包括从包括所述拖车的本体上的点和拖车杆上的点的组中选择的一个点。6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述矩阵的零空间为x＝[t
x0 t
yo t
x1 d
0 d
l
]。7.一种用于确定车辆的相机和挂接球之间的距离的方法，所述方法包括：将从安装到车辆的挂接球到第一位置的第一向量(t0)和从所述挂接球到第二位置的第二向量(t1)分解成三维坐标以确定第一方程组，其中，从所述挂接球到所述第一位置的所述第一向量(t0)是从安装在所述车辆上的相机到所述第一位置的第一单位向量(cu0)乘以所述相机和所述第一位置之间的第一距离(d0)减去从所述相机到所述挂接球的第三向量(L)，并且所述挂接球和所述第二位置之间的所述第二向量(t1)是从所述相机到所述第二位置的第二单位向量(cu1)乘以所述相机和所述第二位置之间的第二距离(d1)减去从所述相机到所述挂接球的所述第三向量(L)；基于所述第一位置和所述第二位置处于相同高度的假设，确定d1＝(d0*cu
z0
)/cu
z1
；将第一方程组中的d1替换成(d0*cu
z0
)/cu
z1
，以确定第二方程组；通过将方程添加到所述第二方程组来确定第三方程组，其中，所述方程从描述所述点通过所述旋转角度从所述第一位置到所述第二位置的移动的旋转矩阵导出；基于从所述相机到所述挂接球的所述第三向量(L)是第三单位向量(cl
x
cl
y
cl
z
)乘以所
述相机和所述挂接球之间的距离(d
l
)，将所述第三方程组中的L
x
替换成d
l
cl
x
，将所述第三方程组中的L
y
替换成d
l
cl
y
，并且将所述第三方程组中的L
z
替换成d
l
cl
z
，以确定第四方程组；基于所述挂接球与所述第一位置和所述第二位置处于相同高度的假设，将所述第四方程组中的t
z
替换为0，并重新整理所述第四方程组中的方程以确定第五方程组；以及基于所述第五方程组，确定车辆的相机和挂接球之间的距离。8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第一位置和所述第二位置与拖车上的点相关联。9.根据权利要求7所述的方法，所述方法还包括：基于与所述相机相关联的焦距和所述相机从所述车辆的后端部的水平中心的偏移来确定所述第三单位向量(cl
x
cl
y
cl
z
)；以及通过将所述第三单位向量(cl
x
cl
y
cl
z
)乘以所述相机和所述挂接球之间的距离(d
l
)来确定所述挂接球的位置。10.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第一方程组为：t
x0
＝d0*cu
x0
‑
L
x
t
y0
＝d0*cu
y0
‑
L
y
t
z0
＝d0*cu
z0
‑
L
z
t
x1
＝d1*cu
x1
‑
L
x
t
y1
＝d1*cu
y1
‑
L
y
t
z1
＝d1*cu
z1
‑
L
z
所述第二方程组为：t
x0
＝d0cu
x0
‑
L
x
t
y0
＝d0cu
y0
‑
L
y
t
z
＝d0cu
z0
‑
L
z
tx1＝((d0cu
z0
)/cu
z1
)cu
x1
‑
L
x
所述第三方程组为：tx0＝d0cu
x0
‑
L
x
ty0＝d0cu
y0
‑
L
y
tz＝d0cu
z0
‑
L
z
t
x1
＝((d0cu
z0
)/cu
z1
)cu
x1
‑
L
x
t
x1
＝t
x0
cosδ
‑
t
y0
sinδ所述第四方程组为：t
x0
‑
d0cu
x0
＝
‑
d
l
cl
x
t
y0
‑
d0cu
y0
＝
‑
d
l
cl
y
t
z
＝d0cu
z0
‑
d
l
cl
z
tx1‑
((d0cu
z0
)/cu
z1
)cu
x1
＝
‑
d
l
cl
x
t
x1
＝t
x0
cosδ
‑
t
y0
sinδ所述第五方程组为：t
x0
‑
d0cu
x0
+d
l
cl
x
＝0t
y0
‑
d0cu
y0
+d
l
cl
y
＝0
d0cu
z0
‑
d
l
cl
z
＝0t
x1
‑
((d0cu
z0
)/cu
z1
)cu
x1
+d
l
cl
x
＝0
‑
t
x0

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：罗伯特，
类型：发明
国别省市：