本發(fā)明涉及一種用于客貨車(尤其適用于絞接式客貨車)的外后視鏡，該外后視鏡能夠根據車頭相對于車身的轉動角度來自動調整工作角度，從而擴展駕駛員的視野。

背景技術：

絞接式拖掛車(單節(jié))在直線行駛時，現(xiàn)有的外后視鏡基本能滿足駕駛員的視野要求。但當車輛拐彎時，其前部車頭與后部拖掛車身不能保持在同一軸線上，會產生一個相對角度，其范圍在0°～90°。當該相對角度產生時，隨著其范圍的變化，車身一側和后部的視野逐漸變小，盲區(qū)逐漸增大，直至視野完全消失形成全部盲區(qū)。現(xiàn)有的各種車用外后視鏡均不能消除車輛轉彎時形成的盲區(qū)，滿足不了絞接式車在轉彎時駕駛員對車身兩側及后部視野的要求，故經常導致大量惡性交通事故的發(fā)生。

為了增加視野，減小盲區(qū)，本領域技術人員通常對外后視鏡進行以下改進：

1)改變形狀，增加面積。增加面積是解決后視盲區(qū)常用的方法，但鏡子大鏡框也大，會產生整體不協(xié)調的問題，同時也可能給視覺帶來不便。

2)改變鏡面曲率。物體變形嚴重，對駕駛員的判斷造成影響，需要一定時間適應。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題是：防止客貨車在轉彎時形成盲區(qū)。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案是提供了一種用于調節(jié)客貨車駕駛員視野的自動跟蹤外后視鏡，包括后視鏡本體，其特征在于：后視鏡本體設于可轉動的主軸上，所述自動跟蹤外后視鏡還包括控制單元、驅動機構、傳動機構、用于實時檢測車頭轉動角度的車頭轉動角度檢測單元以及用于實時檢測車身轉動角度的車身轉動角度檢測單元，車頭轉動角度檢測單元以及車身轉動角度檢測單元將檢測到的數(shù)據發(fā)送給控制單元，由控制單元計算出車頭與車身的相對轉動角度，控制單元依據相對轉動角度產生用于控制驅動機構的控制信號，驅動機構在控制單元的控制下經由傳動機構驅動主軸轉動，由主軸帶動后視鏡本體轉動。

優(yōu)選地，還包括用于實時檢測所述后視鏡本體轉動角度的轉動角度檢測單元，轉動角度檢測單元將檢測到的數(shù)據反饋給所述控制單元，由控制單元結合轉動角度檢測單元反饋的數(shù)據及所述相對轉動角度控制所述驅動機構。

優(yōu)選地，所述驅動機構包括驅動電機；

所述轉動角度檢測單元包括霍爾ic，霍爾ic的輸入與驅動電機相連，輸出與所述控制單元相連；

或所述轉動角度檢測單元包括電位器，所述驅動機構經由傳動機構同步驅動電位器，電位器的輸出與所述控制單元相連。

優(yōu)選地，所述傳動機構包括由所述驅動機構驅動的輸出齒輪、與輸出齒輪相嚙合的過渡齒輪、與過渡齒輪相嚙合的主軸連接齒輪組件，主軸連接齒輪組件設于所述主軸上。

優(yōu)選地，所述轉動角度檢測單元包括所述電位器及傳動齒輪，傳動齒輪設于所述電位器的輸入軸上，所述主軸連接齒輪組件同時與傳動齒輪相嚙合。

優(yōu)選地，所述車身轉動角度檢測單元固定在車身，包括車身主控單元、車身陀螺儀及車身電羅盤，車身主控單元通過車身陀螺儀測量得到的角速度ω2積分得到車身實時角度，車身主控單元通過車身電羅盤測量得到的車身位置坐標hx2、hy2計算得到車身加權角度＝arctan(hx2/hy2)；

所述車頭轉動角度檢測單元固定在車頭，包括車頭主控單元、車頭陀螺儀及車頭電羅盤，車頭主控單元通過車頭陀螺儀測量得到的角速度ω1積分得到車頭實時角度，車頭主控單元通過車頭電羅盤測量得到的車頭位置坐標hx1、hy1計算得到車頭加權角度＝arctan(hx1/hy1)；

所述控制單元根據車身實時角度及車頭實時角度計算得到實時角度差，同時，根據車身加權角度及車頭加權角度計算得到加權角度差，利用加權角度差對實時角度差進行修正后得到所述相對轉動角度。

優(yōu)選地，所述車頭轉動角度檢測單元固定在車頭，包括車頭主控單元、車頭陀螺儀及超聲波發(fā)射探頭，車頭主控單元通過車頭陀螺儀測量得到的角速度ω1積分得到車頭實時角度，超聲波發(fā)射探頭向外發(fā)射超聲波；

所述車身轉動角度檢測單元固定在車身，包括車身主控單元、車身陀螺儀、超聲波接收單元一及超聲波接收單元二，車身主控單元通過車身陀螺儀測量得到的角速度ω2積分得到車身實時角度，車身主控單元獲取超聲波接收單元一及超聲波接收單元二接收超聲波發(fā)射探頭向外發(fā)射的超聲波的接收時間δt1及δt2，并計算得到加權角度差為：

arccos[((δt1×340)²+(d/2)²-(δt×340)²)/(d×δt1×340)]

+arccos[((δt1×340)²+(δt×340)²-(d/2)²)/(2×δt1×340×δt×340)]

-π/2

式中，d表示所述車頭轉動角度檢測單元與所述車身轉動角度檢測單元之間的距離，δt＝δt1-δt2；

所述控制單元根據車身實時角度及車頭實時角度計算得到實時角度差，同時利用接收到的加權角度差對實時角度差進行修正后得到所述相對轉動角度。

優(yōu)選地，所述控制單元包括控制電路及與控制電路相連的驅動電路，控制電路通過驅動電路驅動所述驅動機構；

所述車頭轉動角度檢測單元與所述控制單元集成在主機模塊內，所述車頭主控單元與所述控制電路共用同一電路；

或所述車身轉動角度檢測單元與所述控制單元集成在與從機模塊內，所述車身主控單元與所述控制電路共用同一電路。

本發(fā)明對比現(xiàn)有技術有如下的有益效果：本發(fā)明提供的一種客貨車視野自動跟蹤外后視鏡特別適用于絞接式客貨車，當絞接拖掛車行駛時，特別是根據車頭和車身在動態(tài)時相對角度的變化拐彎時，本發(fā)明的后視鏡可以同時轉動不同角度實施跟蹤，從而有效消除盲區(qū)，滿足安全視野要求。

附圖說明

圖1為采用本發(fā)明后的絞接式拖掛車結構示意圖；

圖2為實施例1中的霍爾ic機械式調整器結構示意圖；

圖3為本發(fā)明客貨車視野自動跟蹤外后視鏡結構示意圖；

圖4為本發(fā)明的客貨車視野自動跟蹤外后視鏡轉動位置側視圖；

圖5為本發(fā)明的客貨車視野自動跟蹤外后視鏡轉動位置俯視圖；

圖6為實施例2中的電位器機械式調整器結構示意圖；

圖7為本發(fā)明的鉸接式拖掛車轉動30°后視野示意圖；

圖8為實施例1中的主機模塊與從機模塊系統(tǒng)框圖；

圖9為實施例3中的主機模塊與從機模塊系統(tǒng)框圖；

圖10為本發(fā)明的工作原理圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以優(yōu)選實施例，并配合附圖作詳細說明如下。

實施例1

結合圖1、圖2、圖3，本實施例公開的一種客貨車視野自動跟蹤外后視鏡包括后視鏡本體1、用于檢測車頭4與車身5相對轉動角度的主機3與從機6和位于后視鏡本體1下方的至少一塊輔助鏡。

后視鏡本體1所采用的鏡面可以采用平面鏡，也可以采用球面鏡。平面鏡、球面鏡是傳統(tǒng)鏡面采用的兩大系列，它們各有所長，但都存在明顯的功能缺陷。平面鏡：優(yōu)點是后視物體無失真，能真實反映車后物體的真實外形及實際距離，給司機有比較準確的判斷信息。缺點是后視范圍較小，造成過多的視覺盲區(qū)。球面鏡：特點是后視物體縮小，后視范圍、視角擴大，不能真實反映車后物體大小及實際距離，駕駛員需經過一段適應對比過程。本發(fā)明因為采用一塊主后視鏡和若干輔助鏡，因此主后視鏡和輔助鏡可以分別選擇不同的鏡面，從而兼顧各種鏡面的優(yōu)點，比如，所述后視鏡本體1為球面鏡，鏡片曲率為sr1200-sr1800。

結合圖2，后視鏡本體1內置鏡面調整器13，鏡面調整器13的作用是調整后視鏡本體1上的鏡片，可以采用現(xiàn)有的機械式鏡面調整器，也可以采用現(xiàn)有的光控或電控轉動裝置，在此不再詳述。鏡面調整器13分別用夾箍14a、14b與主軸12相連。主軸12上安裝有主軸連接齒輪組件7。鏡面調整器13上則安裝有固定板15。固定板15用來固定驅動電機10、輸出齒輪8a、過渡齒輪8b，驅動電機10的驅動軸9上套有輸出齒輪8a，過渡齒輪8b則同時與輸出齒輪8a及主軸連接齒輪組件7相嚙合。驅動電機10就可以通過輸出齒輪8a、過渡齒輪8b、主軸連接齒輪組件7驅動主軸12轉動，由主軸12帶動后視鏡本體1轉動。

為了實現(xiàn)對后視鏡本體1轉動角度的精確控制，本實施例采用霍爾ic11來測量驅動電機10的轉動角度，并將測量到的信號反饋給安裝于車頭4的主機模塊3，由主機模塊3根據反饋的信號控制驅動電機10。從機模塊6則安裝于車身5上，從機模塊6讀取傳感器信號后經過運算得出車身5的實時姿態(tài)，并發(fā)送給主機模塊3，主機模塊3一方面用于初始化后視鏡1工作角度，另一方面也用于獲取車頭4的實時姿態(tài)，并根據獲取到的車身5的實時姿態(tài)計算得到車頭4與車身5的相對轉動角度。

本實施例中，主機模塊3及從機模塊6的電路結構如圖8所示。主機模塊3包括arm單片機、車頭陀螺儀、車頭電羅盤以及電機驅動電路。主機模塊3通過電機驅動電路驅動驅動電機10。車頭陀螺儀用來實時測量角速度ω1，arm單片機通過對角速度ω1的積分得到車頭實時角度，在不考慮積分漂移的前提下，從電路板一上電開始就積分直到掉電才結束。積分后的角度值為零，當有夾角時產生相應的值。車頭電羅盤用于實時測量車頭位置坐標hx1、hy1，arm單片機根據車頭位置坐標計算得到車頭加權角度＝arctan(hx1/hy1)。

從機模塊6包括arm單片機、車身陀螺儀以及車身電羅盤。車身陀螺儀用來實時測量角速度ω2，arm單片機通過對角速度ω2的積分得到車身實時角度。車身電羅盤用于實時測量車頭位置坐標hx2、hy2，arm單片機根據車頭位置坐標計算得到車頭加權角度＝arctan(hx2/hy2)。

實時角度的特點是靈敏度高，但時間長了存在漂移現(xiàn)象。加權角度的特點是信號噪聲大，采樣率低，但不會隨著時間增加產生漂移。為了綜合兩者角度檢測的優(yōu)點，本發(fā)明采用實時角度提高信號靈敏度和穩(wěn)定度，加權角度保證實時角度數(shù)據不產生大的偏離，具體技術方案是：

主機模塊3的arm單片機根據接收到的車身實時角度及車頭實時角度計算得到實時角度差，∫(ω1-ω2)，同時，根據車身加權角度及車頭加權角度計算得到加權角度差，arctan(hx1/hy1)-arctan(hx2/hy2)，利用加權角度差對實時角度差進行修正后得到車頭相對車身的相對轉動角度。

綜上，本發(fā)明的工作過程為：驅動電機10帶動驅動軸9以及霍爾ic11轉動，驅動軸9帶動輸出齒輪8a，輸出齒輪8a帶動過渡齒輪8b，過渡齒輪8b帶動主軸連接齒輪組件7，主軸連接齒輪組件7帶動主軸12，主軸12帶動鏡面調整器13和主后視鏡1，同時霍爾ic11發(fā)送信息給主機模塊3，根據主機模塊3和從機模塊6的角度差來運算驅動電機10的輸出控制量，執(zhí)行后視鏡1隨動控制。當絞接拖掛車拐彎時，后視鏡本體1的轉動角度范圍0°～45°，從而有效消除盲區(qū)，如圖7所示，滿足安全視野要求。

結合圖10，本發(fā)明的外后視鏡控制方法包括如下步驟：

(a)當車頭與車身的相對轉動角度大于10°時，后視鏡依次同步或提前轉動不同角度；(b)當車回到直線行駛時，所有鏡子回到初始位置。所述后視鏡的轉動角度范圍依次相差15°～5°。

實施例2

本實施例與實施例1的區(qū)別在于：本實施例采用電位器16來測量后視鏡本體1的轉動角度，而實施例1采用霍爾ic11來測量后視鏡本體1的轉動角度。

結合圖6，本實施例中，驅動電機10帶動驅動軸9轉動，驅動軸9帶動輸出齒輪8a旋轉，輸出齒輪8a帶動過渡齒輪8b，過渡齒輪8b帶動主軸連接齒輪組件7，主軸連接齒輪組件7再帶動傳動齒輪8c，由傳動齒輪8c帶動電位器16。電位器16給出角度信號發(fā)送信息給主機模塊3，根據主機模塊3和從機模塊6的角度差來運算驅動電機10的輸出控制量，執(zhí)行后視鏡本體1隨動控制，保證鏡頭在正常范圍內旋轉。

本實施例的其他結構及工作原理同實施例1。

實施例3

本實施例與實施例1的區(qū)別在于：本實施例中主機模塊3及從機模塊6采用超聲波來計算加權角度差。

結合圖9，主機模塊3包括arm單片機、車頭陀螺儀、超聲波發(fā)射探頭以及電機驅動電路。主機模塊3通過電機驅動電路驅動驅動電機10。車頭陀螺儀用來實時測量角速度ω1，arm單片機通過對角速度ω1的積分得到車頭實時角度。超聲波發(fā)射探頭用于向外發(fā)射超聲波。

從機模塊6包括arm單片機、車身陀螺儀、超聲波接收單元一、超聲波接收單元二。車身陀螺儀用來實時測量角速度ω2，arm單片機通過對角速度ω2的積分得到車身實時角度。從機模塊6的arm單片機獲取超聲波接收單元一及超聲波接收單元二接收超聲波發(fā)射探頭向外發(fā)射的超聲波的接收時間δt1及δt2，并計算得到加權角度差為：

arccos[((δt1×340)²+(d/2)²-(δt×340)²)/(d×δt1×340)]

+arccos[((δt1×340)²+(δt×340)²-(d/2)²)/(2×δt1×340×δt×340)]

-π/2

式中，d表示所述車頭轉動角度檢測單元與所述車身轉動角度檢測單元之間的距離，δt＝δt1-δt2。

主機模塊3的arm單片機根據接收到的車身實時角度及車頭實時角度計算得到實時角度差，∫(ω1-ω2)，同時，根據接收加權角度差，利用加權角度差對實時角度差進行修正后得到車頭相對車身的相對轉動角度。

本實施例的其他結構及工作原理同實施例1。

雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領域技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，當可作些許的修改和完善，因此本發(fā)明的保護范圍當以權利要求書所界定的為準。