CN119289857A - 一种眼点位置确定装置和系统 - Google Patents
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Abstract
本公开实施例公开了一种眼点位置确定装置和系统,眼点位置确定装置可以包括标定部和找平部,其中,标定部,设置在车辆内相对于车辆底板的第一设定高度处,标定部设置有定位标识,以供定位组件根据定位标识确定眼点在车辆的宽度方向上的位置;找平部,设置在车辆内相对于车辆底板的第二设定高度处,用于发出光线,以供定位组件进行光路对准来确定眼点在车辆的高度和长度方向上的位置;其中,第一设定高度与第二设定高度在阈值范围内相等。
Description
技术领域
本公开实施例涉及汽车座舱设计技术领域,尤其涉及一种眼点位置确定装置和系统。
背景技术
随着汽车安全和驾驶便利性的提升,抬头显示系统(Head Up Display,简称HUD)逐渐成为现代汽车中的一项重要配置。HUD通过将关键的驾驶信息投射到驾驶员前方的挡风玻璃上,使驾驶员在保持视线不离开路面的情况下,就能获取速度、导航、警告信号等信息,从而提高了驾驶的安全性和舒适性。
然而,HUD系统的精确性和用户体验在很大程度上取决于HUD图像与驾驶员眼点位置的对准。眼点位置的确定是HUD系统设计和调试中的一个关键步骤。在现有的技术中,眼点位置的确定通常依赖于复杂的测量设备和繁琐的调试过程。这些方法不仅耗时,而且成本高昂,对于非生产线环境,如实车户外环境或非产线环境下的HUD眼点确认尤为困难。
发明内容
有鉴于此,本公开实施例期望提供一种眼点位置确定装置和系统;能够解决现有技术中的眼点位置确定不准确的技术问题。
本公开实施例的技术方案是这样实现的:
第一方面,本公开实施例提供了一种眼点位置确定装置,包括:
标定部,设置在车辆内相对于车辆底板的第一设定高度处,所述标定部设置有定位标识,以供定位组件根据所述定位标识确定所述眼点在所述车辆的宽度方向上的位置;
找平部,设置在车辆内相对于车辆底板的第二设定高度处,用于发出光线,以供所述定位组件进行光路对准来确定眼点在所述车辆的高度和长度方向上的位置;
其中,所述第一设定高度与所述第二设定高度在阈值范围内相等。
第二方面,本公开实施例提供了一种眼点位置确定系统,包括:
标定部,设置在车辆内相对于车辆底板的第一设定高度处;
定位组件,用于根据所述标定部上的定位标识确定所述眼点在所述车辆的宽度方向上的位置;
找平部,设置在车辆内相对于车辆底板的第二设定高度处,用于发出光线以供所述定位组件进行光路对准来确定眼点在所述车辆高度方向上的位置;
其中,所述第一设定高度与所述第二设定高度在阈值范围内相等。
本公开实施例提供了眼点位置确定装置和系统;通过标定部和找平部的协同工作,实现了在三个维度(长度、宽度和高度)上对眼点位置的精确定位,提高了HUD系统的准确性和可靠性。该装置的设计允许在车辆内部快速设置和调整,无需复杂的测量工具或拆卸车辆部件,简化了眼点位置的确定过程。由于定位标识和光线对准的使用,减少了对专业设备的依赖,提高了眼点位置确定的效率,缩短了调试时间。装置设计考虑到了不同车型的适应性,通过设定不同的高度和使用定位标识,使得装置能够适用于多种车辆配置。
附图说明
图1为本公开实施例提供的一种车载系统组成示意图。
图2为本公开提供的车辆的示例性的俯视图。
图3为本公开提供的来自车辆驾驶员座椅的示例性的透视图。
图4为本公开实施例提供的一种眼点位置确定装置的示意图。
图5为本公开实施例提供的一种定位图像的示意图。
图6为本公开实施例提供的一种采集图像的示意图。
图7为本公开实施例提供的另一种采集图像的示意图。
图8为本公开实施例提供的一种车辆坐标系的示意图。
图9为本公开实施例提供的一种安装板的示意图。
图10为本公开实施例提供的另一种眼点位置确定装置的示意图。
图11为本公开实施例提供的再一种眼点位置确定装置的示意图。
图12为本公开实施例提供的又一种眼点位置确定装置的示意图。
图13为本公开实施例提供的一种眼点位置确定系统的示意图。
通过上述附图,已示出本公开明确的实施例,后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围,而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而,示例实施方式能够以多种形式实施,且不应被理解为限于在此阐述的范例;相反,提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整,并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。
此外,附图仅为本公开的示意性图解,并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分,因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体,不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体,或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体,或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
如图1所示,车载系统100包括:导航子系统110、在车辆行驶过程中获取车辆所处环境的环境检测设备群120、车辆行驶状态检测设备群130、数据处理部140、显示控制部150以及显示部160。上述各组件或设备群之间通过通信总线12耦合在一起。在一些示例中,通信总线12用于上述各组件或设备群之间的连接通信。需要说明的是,图1仅示出了车载系统100的一部分,而并非车载系统100的组件的全部。
在图1中,导航子系统110包括:定位组件111和地图信息存储装置112。其中,定位组件111能够基于全球定位系统(global positioning system,GPS)、中国的北斗系统、俄罗斯的格洛纳斯(GLONASS)系统、欧洲的伽利略(Galileo)系统、日本的准天顶卫星系统(QZSS)、印度的印度区域导航卫星系统(IRNSS)等定位系统对本车辆的位置进行定位,获得本车辆的位置信息。地图信息存储装置112存储有地图信息,能够根据从定位组件111所得到的位置信息获取引导直至目的地的导航路径,并且将位置信息以及导航路径在地图应用程序中进行显示。
在图1中,环境检测设备群120可以包括车载通信设备121、雷达122、激光测距仪123和摄像机124。这些设备能够获取表示本车辆的周围环境状况的环境数据。
车载通信设备121可以直接地或者经由通信网络来与一个或多个设备无线通信,这些能够与车载通信设备121进行通信的设备可以是其他车辆,也可以是路侧机或路边站台,还可以是本车辆的车内人员所使用的移动终端设备等。在一些示例中,车载通信设备121可使用3G蜂窝通信,例如码分多址(code division multiple access,CDMA)、EVD0、全球移动通信系统(global system for mobile communications,GSM)/通用分组无线服务技术(general packet radio service,GPRS),或者4G蜂窝通信,例如长期演进(long termevolution,LTE),或者5G蜂窝通信。在一些示例中,车载通信设备121也可利用WiFi与无线局域网(wireless local area network,WLAN)通信。在一些实施例中,车载通信设备121还可利用红外链路、蓝牙或ZigBee与设备直接通信。在一些示例中,车载通信设备121还可以利用其他无线协议与设备进行通信。
雷达122用于感测本车辆的周边环境内的物体,也可用于感测这些物体的速度和/或前进方向。在一些示例中,雷达122可以以电磁波或激光作为媒介,基于飞行时间(timeof flight,TOF)方式或相移(phase-shift)方式来检测对象,并检测得到被检测出的对象的位置、与被检测出的对象的距离以及相对速度。在一些示例中,为了能够检测位于本车辆的前方、后方或侧方的对象,雷达122可配置在本车辆的外部的适当的位置。
激光测距仪123可利用激光来感测本车辆所位于的环境中的物体。在一些实施例中,激光测距仪123可包括一个或多个激光源、激光扫描器以及一个或多个检测器,以及其他系统组件。
摄像机124可用于捕捉本车辆的周边环境的多个图像。摄像机124可以是静态相机或视频相机。在一些示例中,为了获取本车辆外部影像,摄像机124可位于本车辆的外部的适当的位置。例如,为了获取本车辆前方的影像,摄像机124可在本车辆的室内与前风挡相靠近地配置。或者,摄像机124可配置在前保险杠或散热器格栅周边。在一些示例中,为了获取本车辆后方的影像,摄像机124可在本车辆的室内与后窗玻璃相靠近地配置。或者,摄像机124可配置在后保险杠、后备箱或尾门周边。在一些示例中,为了获取本车辆侧方的影像,摄像机124可在车辆的室内与侧窗中的至少一方相靠近地配置。或者,摄像机124可配置在侧镜、挡泥板或车门周边。
在图1中,车辆行驶状态检测设备群130可以包括:检测本车辆转向角的转向角传感器131、检测本车辆行驶速度的车速传感器132、以及检测施加到本车辆的加速度的加速度传感器133。在一些示例中,如虚线框所示,还可以包括基于惯性加速度检测本车辆的位置和朝向变化的惯性传感器134,该惯性传感器134在具体实施过程中可以是加速度传感器133和陀螺仪的组合。
在图1中,数据处理部140可以被实施为具备存储器、处理器、输入输出接口以及连接这些总线的计算系统。在一些示例中,数据处理部140通过存储于存储器的程序指令使处理器执行多个命令,以实现对导航子系统110、环境检测设备群120以及车辆行驶状态检测设备群130所得到的数据进行处理。在一些示例中,数据处理部140还可以基于处理后的数据部分或者全部地控制本车辆的行驶。
在图1中显示控制部150用于对多个显示部160进行控制,显示控制部150可以用于向显示部输送图像,以供显示部展示,显示部160可以是车辆内部的显示屏、投影设备等,也可以是车辆内的HUD显示装置的显示屏幕,如挡风玻璃。
在图1中,数据处理部140、显示控制部150和显示部160可以作为抬头显示(HeadUp Display,HUD)装置的主体。显示控制部150可以在接收数据处理部140处理后的数据,或者在接收导航子系统110、环境检测设备群120以及车辆行驶状态检测设备群130所得到的数据之后,将接收到的数据进行处理得到需要进行显示的显示信息,并通过显示部160将该显示信息投射到本车辆的挡风玻璃进行显示。
抬头显示(Head Up Display,HUD)装置通过例如反射式的光学设计将图像源输出的显示图像的光线投射到成像窗(例如,成像板、挡风玻璃等)上,以将例如车速、油量等车辆状态信息以及导航、危险警示等指示信息在驾驶员前方的适当的位置上显示,由此使得驾驶员可以在视线不偏离前方路面的情况下获取车速、油量等相关信息,进而可以提升驾驶的安全系数和驾驶体验。
具体的,参照图2和图3,抬头显示设备可以设置在车辆上,车辆包括位于车辆前部的挡风玻璃204。车辆客舱208内的驾驶员和乘客可以透过挡风玻璃204看到车辆的前方。
在图3中,挡风玻璃204在视觉上位于车辆仪表板206上方。驾驶员可在客舱208内转动方向盘210以转向车辆,例如改变车道、并线和停放车辆。在一些实施例中,方向盘210可以收起或省略。
HUD系统旨在提供一种无需低头即可查看关键驾驶信息的方式。为了实现这一目标,HUD图像需要精确地投影到驾驶员的眼点位置,即驾驶员眼睛所在的空间位置。
点位置的精确性直接影响HUD图像的观看效果。如果眼点位置不准确,可能会导致图像重影、变形,甚至影响驾驶员的视力和驾驶安全。
传统的HUD眼点定位方法依赖于复杂的测量设备和繁琐的调试过程。这些方法不仅耗时、成本高,而且在非生产线环境,如实车户外环境或非产线环境下的HUD眼点确认尤为困难。
在实际的车辆环境中,由于安装公差和风挡玻璃等零部件的差异,HUD的图像可能会产生变形。在没有特定生产线的情况下,难以对HUD的图像进行处理采集,无法进行后续的数据处理及图像分析。现有的方法通常需要拆除主驾座椅,使用卷尺或其他测量工具进行简单测量,然后将采集图像用摄像机固定在理论眼点处。这种方法由于测量工具误差和手动寻找测量基准的原因,对于理论眼点的定位存在较大偏差,导致采集的数据与理论数据有较大偏差,影响采集精度。
基于此,本公开首先提供一种眼点位置确定装置,图4示出了眼点位置确定装置可以包括标定部1和找平部2,标定部1设置于上述车辆内部的相对于车辆底板的第一设定高度,找平部2设置在车辆内相对于车辆底板第二设定高度的位置。其中,第一设定高度与第二设定高度在阈值范围内相等,其中,上述阈值范围可以是2厘米、5厘米等,也可以是第一设定高度与第二设定高度相差的比例小于10%、5%等,还可以根据用户需求进行自定义,在本示例实施方式中不做赘述。
标定部1上设置有定位标识,定位标识可以供定位组件11根据定位标识确定眼点在车辆的长度和/或宽度方向上的位置。
在一些示例中,上述标定部1可以位于HUD成像的位置与眼点大致位置的光路上,即上述标定部1可以设置于主驾驶座椅的头枕与HUD成像位置之间。具体的,标定部1可以设置在设定位置,设定位置距离车辆底板第一设定高度,距离主驾驶车窗玻璃的位置以及距离车辆挡风玻璃的位置可以根据不同的车辆进行设定,具体数据在本示例中不做赘述,具体位置的设定能够使得标定部1位于眼点的设定位置与HUD显示区域之间。
可选的上述标定部1可以是标定板,参照图5,标定板上可以包括定位图像,定位图像可以是由多条直线构成,也可以是“田”字形状,还可以根据用户需求进行自定义,在本示例实施方式中不做赘述。
可选的,上述定位标识还可以是圆圈、正方形或其他形状,在本示例中不做具体限定。
在一些示例中,在上述标定部1上的定位标识为定位图像时,上述定位组件11可以是成像装置,成像装置拍摄上述定位图像的采集图像,并通过采集图像与定位图像之间的对比确定眼点在所述车辆的宽度方向上的位置。进一步地,也可以根据上述采集图像与定位图像之间的对比确定上述成像装置的俯仰角,即上述眼点位置处的观测俯仰角。
举例而言,参照图6,若采集图像相较于定位图像向左偏移,则眼点位置位于上述定位组件11右侧的方位,参照图7,如采集图像相较于定位图像向右偏移,则眼点位置位于上述定位组件11左侧的位置,调整上述定位组件11的位置,直至上述定位组件11获取的采集图像与上述定位图像对准,则将定位组件11在宽度方向上的位置定义为上述眼点在车辆宽度方向的位置。
继续参照图7,眼点位置还会向上偏移,在根据上述找平部2确定高度方向的位置之后,眼点位置的向上偏移是由于成像装置的俯仰角决定的,因此,可以调整上述成像装置的俯仰角,以确定上述眼点位置的光路方向。
需要说明的,参照图8,宽度方向为车辆坐标系中车辆的Y轴所在方向,长度方向为车辆坐标系中的X轴所在的方向,高度方向为车辆坐标系中车辆的Z轴所在的方向。
在一些示例中,上述定位组件11还可以包括激光发射器和角度测量装置(未图示),此时,上述定位标识可以是圆圈或者是黑点等,可以采用上述激光发射器发出激光照射上述定位标识,在照射到定位标识时,利用角度测量装置测量上述激光与车辆宽度方向的夹角,然后可以根据上述夹角确定上述车辆在宽度方向的位置,具体的,在上述夹角在90度的预设范围内时,将上述定位组件11在车辆宽度方向的位置确定为眼点在宽度方向的位置。
在一些示例中,参照图9,上述眼点位置确定装置还可以包括安装板3和固定部4,上述安装板3可以是矩形板状结构,包括第一端和第二端,第一端和第二端分别为矩形的短边所在的端,安装部用于固定上述标定部1和找平部2。
在一些示例中,上述标定部1的数量可以是一个,参照图10,在上述标定部1为一个时,上述标定部1固定在上述安装板3的第一端,上述找平部2安装至第二端,能够提升眼点位置确定装置的稳定性。
标定部1的数量还可以是两个,参照图11,分别设置在上述安装板3的第一端和第二端,上述找平部2安装在上述安装板3的中间位置,能够提升眼点位置确定装置的稳定性,同时,能够使得上述眼点位置确定装置能够适配不同的车辆,左舵或右舵。
固定部4连接于上述安装板3上,用于将上述安装板3固定在车辆内,在固定部4将安装板3固定在上述车辆内时,可以将上述标定部1固定在车辆的主驾驶上方。且距离车辆底板的第一设定高度位置。
在一些示例中,上述固定部4可以是夹持机构,设置在安装板3的两侧,通过夹持机构将上述安装板3固定在车辆的遮光板上,在将眼点位置确定装置夹持在遮光板上时,上述遮光板处于与车辆底板垂直的位置。
在一些示例中,找平部2就用于发出光线以供定位组件11进行光路对准以确定眼点在车辆的长度和高度方向上的位置。具体的,找平部2发出的光线照射到设定位置,移动上述定位组件11的位置,在上述定位组件11被找平部2发出的光线照射到时,将定位组件11在车辆的高度和长度方向的位置确定为眼点在高度和长度方向上的位置。
可选的,上述找平部2发出的光线可以是激光,能够更好地进行定位。
在一些示例中,参照图11,找平部2可以包括发光结构22和找平结构21,其中找平结构21可以包括至少两个找平机构,找平机构可以包括固定板和找平板,其中,固定板可以通过螺栓固定在上述安装板3上,固定板与安装板3平行设置,找平板与固定板垂直连接,相邻两个找平机构的固定板分别设置于安装板3的两侧,将上述找平部2安装在两个找平板之间,通过两个找平板相互配合以使得上述发光结构22发出的光线能够处于平行于底板的方向。
在一些示例中,上述找平部2还可以是如水平仪等找平设备,在本示例实施方式中不作赘述。
在一些示例中,参照图12,上述安装板3上还可以设置有加强结构5,用于增加安装板3的强度。设置加强结构5,可以在保证安装板3强度的同时,降低安装板3的厚度以及质量,进而减轻安装板3固定在车辆内的难度。
需要说明的是,标定部1与找平部2与安装板3均可以通过螺栓连接,也可以通过如强力胶黏合、磁吸等方式连接,在本示例实施方式中不做赘述。
本公开实施例提供的眼点位置确定装置,通过标定部1和找平部2的协同工作,在车辆内部快速、精确地确定HUD系统的眼点位置。标定部1设置在车辆内相对于车辆底板的第一设定高度处,配备有定位标识,而找平部2设置在第二设定高度,用于发出光线供定位组件11进行光路对准。这种设计允许在三个维度(长度、宽度和高度)上对眼点位置进行精确定位,从而提高了HUD系统的准确性和可靠性。
该装置的设计允许在车辆内部快速设置和调整,无需复杂的测量工具或拆卸车辆部件。通过使用定位标识和光线对准,减少了对专业设备的依赖,提高了眼点位置确定的效率,缩短了调试时间,同时也降低了成本。
此外,该装置的设计还考虑到了不同车型的适应性。通过设定不同的高度和使用定位标识,使得装置能够适用于多种车辆配置。阈值范围、定位标识的形状和样式也可以根据用户需求进行自定义,增加了装置的灵活性。
通过对称设置的固定部4和标定部1,以及位于两个标定部1之间的找平部2,增强了装置的稳定性。固定部4的设计,如夹持机构,使得装置易于安装在车辆内,如夹持在车辆的遮光板上。
找平部2包括发光结构22和找平结构21,确保了发出的光线与车辆底板平行,有助于精确确定眼点在高度和长度方向上的位置。安装板3上的加强结构5用于增加安装板3的强度,同时降低安装板3的厚度和质量,减轻了安装难度。
进一步的,参照图13,本公开还提供一种眼点位置确定系统,包括标定部1、定位组件11和找平部2,其中,标定部1设置在车辆内相对于车辆底板的第一设定高度处;定位组件11用于根据所述标定部1上的定位标识确定所述眼点在所述车辆的宽度方向上的位置;找平部2设置在车辆内相对于车辆底板的第二设定高度处,用于发出光线以供所述定位组件11进行光路对准来确定眼点在所述车辆高度方向上的位置;其中,所述第一设定高度与所述第二设定高度在阈值范围内相等。
需要说明的是,上述标定部1、定位组件11以及找平部2的具体细节可以参照对眼点位置确定装置的说明,在此不作赘述。
在对确定上述眼点位置时,可以首先由上述找平部2确定上述定位组件11在Z轴方向和X轴方向的位置,即长度方向和高度方向的位置,然后定位组件11根据定位标识确定定位组件11在车辆宽度方向上的位置,在完成定位组件11的位置确定之后,可以将定位组件11所在位置确定为眼点位置。
在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。上述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里申请的发明后,将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未申请的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。
应当理解的是,本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求书来限制。
Claims (10)
1.一种眼点位置确定装置,其特征在于,包括:
标定部,设置在车辆内相对于车辆底板的第一设定高度处,所述标定部设置有定位标识,以供定位组件根据所述定位标识确定所述眼点在所述车辆的宽度方向上的位置;
找平部,设置在车辆内相对于车辆底板的第二设定高度处,用于发出光线,以供所述定位组件进行光路对准来确定眼点在所述车辆的高度和长度方向上的位置;
其中,所述第一设定高度与所述第二设定高度在阈值范围内相等。
2.根据权利要求1所述的眼点位置确定装置,其特征在于,所述定位标识包括定位图像,所述定位组件包括成像装置;
所述定位标识能够供所述成像装置获取采集图像,并通过对比所述定位图像与所述采集图像确定所述眼点在所述车辆的宽度方向上的位置。
3.根据权利要求2所述的眼点位置确定装置,其特征在于,所述成像装置包括图像比对标识,以使得所述采集图像中包括比对区域;
所述定位组件能够根据所述定位图像和所述比对区域调整所述成像装置的俯仰角,以确定眼点的光路方向。
4.根据权利要求1所述的眼点位置确定装置,其特征在于,所述定位组件包括:
激光发射器,用于发出激光照射所述定位标识;
角度测量装置,用于在激光发射器的激光照射所述定位标识时,测量所述激光与所述车辆宽度方向的夹角;
所述定位组件根据所述夹角确定所述眼点在所述车辆的宽度方向上的位置。
5.根据权利要求1所述的眼点位置确定装置,其特征在于,所述眼点位置确定装置还包括:
安装板,用于固定所述标定部和所述找平部;
固定部,用于将所述安装板固定在所述车辆内。
6.根据权利要求5所述的眼点位置确定装置,其特征在于,所述眼点位置确定装置包括对称设置的两个所述固定部与所述标定部;
所述找平部位于所述两个标定部之间。
7.根据权利要求5所述的眼点位置确定装置,其特征在于,所述固定部包括:
夹持机构,夹持在所述车辆的遮光板,以将所述安装板固定在所述车辆内。
8.根据权利要求5所述的眼点位置确定装置,其特征在于,所述找平部包括:
发光结构,安装在所述安装板上,用于发出光线;
找平结构,安装在所述安装板与发光结构之间,用于使得所述发光结构发出的光线与所述车辆底板平行。
9.根据权利要求8所述的眼点位置确定装置,其特征在于,所述找平结构包括:
至少两个找平机构,所述找平机构包括固定板和找平板;
相邻两个找平机构的固定板分别设置于所述安装板两侧,所述固定板与所述安装板平行设置,所述找平板垂直于所述安装板。
10.一种眼点位置确定系统,其特征在于,包括:
标定部,设置在车辆内相对于车辆底板的第一设定高度处;
定位组件,用于根据所述标定部上的定位标识确定所述眼点在所述车辆的宽度方向上的位置;
找平部,设置在车辆内相对于车辆底板的第二设定高度处,用于发出光线以供所述定位组件进行光路对准来确定眼点在所述车辆高度方向上的位置;
其中,所述第一设定高度与所述第二设定高度在阈值范围内相等。
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