技术领域
[0001] 本
发明涉及装车辅助系统领域，尤其涉及一种高效装甲车辆运输装车辅助系统。
背景技术
[0002] 随着现代军事训练的节奏加快，需要快速地将大量装甲车通过
铁路或者专
门平板车运输到
指定场地。装甲车在运输中的一个关键要求是，装甲车的
重心必须和运输装置的中心对正，误差达到厘米级。由于装甲车辆通常比较宽，与运输平板车的宽度接近，甚至超出平板车宽度，因此，为了达到重心对正，需要装甲车辆反复调整才能对正，浪费了大量时间和人
力，装车效率极低，严重影响了运输时效。
[0003] 在组织装备车辆上火车平板过程中，一般做法是由一名引导员在车辆前方，通过肉眼判断车辆在平板的
位置，实时指挥驾驶员调整左右方向，最后完成
定位，这种做法存在的弊端为：一是人工定位误差大；二是时效性差。车辆在火车平板上前进相对容易，后退相对难度大，若不能快速准确定位，将会大大影响单位行动时间。
[0004]
现有技术中，采用
图像处理方式实现车辆重心对正，但是
图像采集方式对环境和光线要求比较高，难以实现复杂环境下(如夜间、雨天等)车辆对正
[0005] 现有技术中，采用带
磁铁的指示杆作为对中指示，提示车辆引导人员实现对中，这种方式难以实现车辆后方对中，而车辆后方对中是车辆对中最难的部分，而且司机无法了解车辆的前后对中的具体情况，指示杆方式无法提示车后状态，也无法给司机准确信息，只能给引导人员部分提示。
发明内容
[0006] (一)发明目的
[0007] 为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种高效装甲车辆运输装车辅助系统，解决车辆运输中存在的对中低效问题，提供一种全天候，高效、实时提供数据的车辆运输辅助系统。
[0008] (二)技术方案
[0009] 为解决上述问题，本发明提出了一种高效装甲车辆运输装车辅助系统，包括两组
传感器阵列组件和设备终端；传感器阵列组件安装在车辆尾部两端以及头部两端，设备终端安装在
驾驶室内；
[0010] 传感器阵列组件包括安装架、多个竖直杆、
连接杆、多个
水平杆和传感器
支架；传感器支架上设置
探头；
[0011] 安装架上设置磁片，安装架通过磁片的磁力
吸附安装在车辆尾部；多个竖直杆沿竖直方向依次连接，位于最上方的竖直杆上端与安装架底部连接，位于最下方的竖直杆下端与连接杆连接；多个水平杆沿水平方向依次连接，其中，靠近连接杆的水平杆与连接杆连接，远离连接杆的水平杆与传感器支架连接；竖直杆与水平杆垂直；
[0012] 探头内部设置由多个传感器构成的传感器阵列；传感器阵列，用于测量车辆边沿与平板车边沿之间的距离值；传感器阵列均与设备终端数据传递连接，将测量的距离值发送至设备终端，并在设备终端上进行显示；
[0013] 其中，位于车辆左侧的传感器阵列为传感器阵列L，位于车头右侧的传感器阵列为传感器阵列R。
[0014] 优选的，探头内部包括多路AD、控制系统、无线传输模
块和
电池；传感器阵列通过多路AD与控制系统数据传递连接，用于将传感器阵列测量的距离值发送至控制系统；其中，控制系统为
单片机控制系统与无线传输模块控制连接，用于控制无线传输模块将传感器阵列测量的距离值发送至设备终端；电池，用于向探头内部的各个部件进行供电。
[0015] 优选的，控制系统包括采集单片机和通讯单片机；传感器阵列通过多路AD与采集单片机数据传递连接；通讯单片机与无线传输模块控制连接。
[0016] 优选的，探头内部设置第一电源管理模块；第一电源管理模块，用于监控电池工作状态、电池电量以及控制
电流电压稳定。
[0017] 优选的，探头内部设置第一设备状态管理模块；第一设备状态管理模块用于监控以及提示传感器阵列的工作状态。
[0018] 优选的，设备终端内部包括无线接收模块、终端控制系统、显示屏、按键和电池；无线接收模块，用于接收传感器阵列测量的距离值；无线接收模块与终端控制系统数据传递连接，用于将距离值发送至终端控制系统；终端控制系统与显示屏数据传递控制连接，用于控制显示屏显示传感器阵列测量的距离值；按键与终端控制系统连接，用于通过终端控制系统对显示屏界面进行操作；电池用于向设备终端内部各个部件进行供电。
[0019] 优选的，终端控制系统包括第二电源管理模块；第二电源管理模块，用于监控电池工作状态、电池电量以及控制电流电压稳定。
[0020] 优选的，终端控制系统包括第二设备状态管理模块；第二设备状态管理模块用于监控显示屏和按键的工作状态。
[0021] 优选的，竖直杆上端设置
螺栓，竖直杆下端设置
螺纹孔，螺栓配合旋入
螺纹孔内，以将多个竖直杆通过
螺纹连接；水平杆一端设置螺栓，另一端端设置螺纹孔，螺栓配合旋入螺纹孔内，以将多个水平杆螺纹连接。
[0022] 本发明中，传感器支架用于测量车辆边沿距离平板车边沿的距离值，并将距离值通过无线模块发送到设备终端，设备终端接收到距离值后，计算出车辆重心与平板车中心的偏移，并通过显示屏显示出来，司机根据现实结果调节车辆两侧距离值至相等，进而保证车辆重心与平板车中心对齐，以便于提高车辆进入平板车内部的效率和准确度。其中，设备终端安装在驾驶室内，便于驾驶员观察，能够及时调整车辆
角度。
[0023] 本发明中，采用传感器阵列测量运输平板车的两侧边缘，根据车辆距离两边沿计算重心，采用的传感器阵列不受光线、环境影响。同时，采用无线通讯方式将传感器阵列采集结果传输到驾驶室，驾驶室放置显示屏，能够直观的实时显示重心位置。安装架通过磁片的磁力吸附安装在车辆尾部，实现快速安装、拆卸，提高使用效率。
附图说明
[0024] 图1为本发明提出的高效装甲车辆运输装车辅助系统的设备安装示意图。
[0025] 图2为本发明提出的高效装甲车辆运输装车辅助系统中传感器阵列组件结构示意图。
[0026] 图3为本发明提出的高效装甲车辆运输装车辅助系统中安装架的结构示意图。
[0027] 图4为本发明提出的高效装甲车辆运输装车辅助系统中传感器支架内部系统示意图。
[0028] 图5为图4中控制系统的一个实施方式的示意图。
[0029] 图6为本发明提出的高效装甲车辆运输装车辅助系统中设备终端系统示意图。
[0030] 图7为图6中终端控制系统的一个实施方式的示意图。
[0031] 图8为为本发明提出的高效装甲车辆运输装车辅助系统中传感器支架内部系统工作原理图。
具体实施方式
[0032] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
[0033] 如图1-8所示，本发明提出的一种高效装甲车辆运输装车辅助系统，包括两组传感器阵列组件和设备终端；传感器阵列组件安装在车辆尾部两端以及头部两端，设备终端安装在驾驶室内；
[0034] 传感器阵列组件包括安装架1、多个竖直杆2、连接杆3、多个水平杆4和传感器支架5；传感器支架5上设置探头；
[0035] 安装架1上设置磁片10，安装架1通过磁片10的磁力吸附安装在车辆尾部；多个竖直杆2沿竖直方向依次连接，位于最上方的竖直杆2上端与安装架1底部连接，位于最下方的竖直杆2下端与连接杆3连接；多个水平杆4沿水平方向依次连接，其中，靠近连接杆3的水平杆4与连接杆3连接，远离连接杆3的水平杆4与传感器支架5连接；竖直杆2与水平杆4垂直；
[0036] 探头内部设置由多个传感器构成的传感器阵列；传感器阵列，用于测量车辆边沿与平板车边沿之间的距离值；传感器阵列均与设备终端数据传递连接，将测量的距离值发送至设备终端，并在设备终端上进行显示；
[0037] 其中，位于车辆左侧的传感器阵列为传感器阵列L，位于车头右侧的传感器阵列为传感器阵列R。
[0038] 在一个可选的
实施例中，探头内部包括多路AD、控制系统、无线传输模块和电池；传感器阵列通过多路AD与控制系统数据传递连接，用于将传感器阵列测量的距离值发送至控制系统；其中，控制系统为单片机控制系统与无线传输模块控制连接，用于控制无线传输模块将传感器阵列测量的距离值发送至设备终端；电池，用于向探头内部的各个部件进行供电。
[0039] 在一个可选的实施例中，设备终端内部包括无线接收模块、终端控制系统、显示屏、按键和电池；无线接收模块，用于接收传感器阵列测量的距离值；无线接收模块与终端控制系统数据传递连接，用于将距离值发送至终端控制系统；终端控制系统与显示屏数据传递控制连接，用于控制显示屏显示传感器阵列测量的距离值；按键与终端控制系统连接，用于通过终端控制系统对显示屏界面进行操作；电池用于向设备终端内部各个部件进行供电。
[0040] 本发明中，传感器阵列组件不适用时，折叠放入收纳盒内，需要使用时，将设备取出安装即可。
[0041] 本发明中，探头用于测量车辆边沿距离平板车边沿的距离值，并将距离值通过无线模块发送到设备终端，设备终端接收到距离值后，计算出车辆重心与平板车中心的偏移，并通过显示屏显示出来，司机根据现实结果调节车辆两侧距离值至相等，进而保证车辆重心与平板车中心对齐，以便于提高车辆进入平板车内部的效率和准确度。其中，设备终端安装在驾驶室内，便于驾驶员观察，能够及时调整车辆角度。
[0042] 需要说明的是，设备终端放置在驾驶室，设备终端为驾驶员提供车辆距离平板车边沿的偏差信息，获得此偏差的准确值，是车辆装载的关键所在。
[0043] 使用对称安装的传感器阵列(传感器阵列L和传感器阵列R)来测量识别平板车边沿，此传感器阵列由多个红外或者激光测距传感器组成。测距传感器可以是模拟量输出，也可以是测量距离范围内有无
信号的输出(
开关量)。对比两个传感器阵列的测量结果，可以得到车辆距离平板车边沿的偏差信息。
[0044] 需要说明的是，检测车辆居中
精度：理论精度2cm，实际精度小于5cm，响应速度为200ms；无线通讯距离为100米；电池容量为5V600mA，3000mAh，可供传感器支架5连续工作3小时以上；设备同时工作装置64套。
[0045] 综上，本发明中，采用传感器阵列测量运输平板车的两侧边缘，根据车辆距离两边沿计算重心，采用的传感器阵列不受光线、环境影响。
[0046] 同时，采用无线通讯方式将传感器阵列采集结果传输到驾驶室，驾驶室放置显示屏，能够直观的实时显示重心位置。安装架1通过磁片10的磁力吸附安装在车辆尾部，实现快速安装、拆卸，提高使用效率。
[0047] 在一个可选的实施例中，控制系统包括采集单片机和通讯单片机；传感器阵列通过多路AD与采集单片机数据传递连接；通讯单片机与无线传输模块控制连接。
[0048] 在一个可选的实施例中，探头内部设置第一电源管理模块；第一电源管理模块，用于监控电池工作状态、电池电量以及控制电流电压稳定。
[0049] 在一个可选的实施例中，探头内部设置第一设备状态管理模块；第一设备状态管理模块用于监控以及提示传感器阵列的工作状态。
[0050] 需要说明的是，原来一个单片机需要同时负责采集和通讯功能；改进以后，使用采集单片机专门负责采集，通讯单片机专门负责无线通讯，两个单片机之间采用高速总线进行快速信息交换，极大地提高探头的工作可靠性。
[0051] 同时，提高显示的实时性，整个装置的响应时间由200ms提高到100ms。
[0052] 响应时间的意义：假如车辆的速度为5公里/小时，即约1.4米/秒，响应时间200ms，表示车辆在此速度下每200ms显示界面刷新一次，即前进28厘米，而响应时间100ms，即前进14厘米，显示界面刷新一次，相当于有线连接的响应速度。
[0053] 其中，第一电源管理模块，用于监控电池工作状态、电池电量以及控制电流电压稳定，第一设备状态管理模块用于监控以及提示传感器阵列的工作状态，通过这些优化可以提高探头的可靠性及用户使用的方便性。
[0054] 在一个可选的实施例中，终端控制系统包括终端通讯单片机和终端显示单片机；终端通讯单片机与无线接收模块数据传递连接；终端显示单片机与显示屏数据传递控制连接。
[0055] 在一个可选的实施例中，终端控制系统包括第二电源管理模块；第二电源管理模块，用于监控电池工作状态、电池电量以及控制电流电压稳定。
[0056] 在一个可选的实施例中，终端控制系统包括第二设备状态管理模块；第二设备状态管理模块用于监控显示屏和按键的工作状态。
[0057] 需要说明的是，原来一个单片机需要同时负责数据收集和显示屏数据传递功能；改进以后，使用终端通讯单片机专门负责数据收集，终端显示单片机专门显示屏数据通讯，两个单片机之间采用高速总线进行快速信息交换，极大地提高设备终端的工作可靠性。
[0058] 在一个可选的实施例中，竖直杆2上端设置螺栓，竖直杆2下端设置螺纹孔，螺栓配合旋入螺纹孔内，以将多个竖直杆2通过螺纹连接；水平杆4一端设置螺栓，另一端端设置螺纹孔，螺栓配合旋入螺纹孔内，以将多个水平杆4螺纹连接。
[0059] 需要说明的是，竖直杆2之间以及水平杆4之间，实现螺纹连接，点不限于此，还可通过卡接、滑动连接、插接等连接方式实现，以达到竖直杆2在竖直方向上长度调节以及水平杆4在水平方向上长度调节的目的，从而适用于不同高度和宽度的车辆，提高设备使用的灵活性。
[0060] 如图8所示：在一个可选的实施例中，传感器为红外传感器；
[0061] 传感器阵列L由若干个红外测距传感器组成，红外传感器探测距离可以选择为20～80cm；
[0062] 检测过程中，传感器1-4无检测，而传感器5及后续都有检测，表明平板车边沿在传感器4-5之间。同样，若对应的传感器阵R列检测出平板车边沿在4-5之间，则表示车辆在平板车中间。
[0063] 通过上述方法，可以得到车辆距离平板车边沿的偏差为传感器之间间隔的倍数，按搜集的资料，这个间隔可以做到1.5cm左右，满足准确度要求。
[0064] 需要说明的是：
[0065] 在传感器支架与平板车表面不平行状态下：如果单个传感器输出模拟量，则可以补偿这个倾斜；如果单个传感器输出为开关量，需要评估倾斜对准确度的影响。
[0066] 在车辆前进方向与平板车中心线不平行状态下，这个不平行状态带来的测量结果影响相同，可以抵消。
[0067] 在平板车连接处、边沿有缺口，而无法检测的状态下：只在平板部分进行偏差判别完全可以满足要求。
[0068] 应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何
修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附
权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
