DE102005045196A1 - Reversing aid for articulated lorry- drivers, includes trailer rear camera, steering sensor and articulation sensor with computer overlaying predicted trajectory on rear-view image - Google Patents

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Abstract

A trailer rear camera images its surroundings in the reversing direction. A sensor determines the steering angle through which the steerable wheels of the tractor vehicle are turned. An articulation sensor determines the angle between the longitudinal axes of tractor and trailer. From the two angles, a simulation computer forms a computed trajectory (320) of a reference point on the trailer (e.g. the center point of the trailer axis). The computed trailer trajectory (320) is overlaid onto the camera image display. The computed trajectory (322) of a tractor reference point is also displayed. The display is that of a mobile unit including the simulation computer; e.g. a personal data assistant (PDA) or a mobile telephone. Signals are exchanged by a radio connection, especially a Bluetooth (RTM) connection or a wireless local area network (LAN). Camera and articulation sensor have radio transmitters to relay signals to the computer, and/or a connection is made via the vehicle data bus. The two trajectories are calculated in a simulation plane. The computer includes a transformation unit, this projects the trajectories into the plane of the road, in the camera image. The computer memory stores geometric data of the tractor-trailer combination. This data is entered into the computer using an input unit. The data is called up to calculate trajectories.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Unterstützen des Fahrers eines Zugfahrzeugs beim Rückwärtsrangieren mit einem Fahrzeuggespann, welches aus dem Zugfahrzeug und einem an das Zugfahrzeug angekoppelten Anhänger besteht.The The invention relates to a device for assisting the driver of a towing vehicle when backwards with a vehicle combination, which consists of the towing vehicle and a to the towing vehicle coupled trailer exists.

Beim Rückwärtsrangieren eines aus einem Zugfahrzeug und einem Anhänger bestehenden Fahrzeuggespanns ist es für den Fahrer oftmals sehr schwierig, einen Radeinschlagswinkel einzustellen, der das Fahrzeuggespann auf eine gewünschte Sollbahn bringt, da die Bahn des Anhängers für den Fahrer nur schwer vorauszuberechnen ist.At the reversing maneuvers a vehicle combination consisting of a towing vehicle and a trailer is it for The driver is often very difficult to adjust a Radeinschlagwinkel, the the vehicle combination on a desired Sollbahn brings, since the track of the trailer for the driver difficult to predict is.

Zur Unterstützung des Fahrers eines Fahrzeuggespanns ist es aus der deutschen Patentschrift DE 195 02 702 C2 bekannt, den Radeinschlagswinkel beim Rangieren automatisch so zu steuern, dass der Anhänger auf einer berechneten Sollbahn unter ein Gestell gefahren wird. Dabei wird ein Regler verwendet, in dem Regeln hinterlegt sind, die für verschiedene Winkelstellungen der Längsachse des Zugfahrzeugs und des Anhängers in Bezug auf den Radeinschlagswinkel die Richtung der Bewegung des Anhängers angeben. Anhand dieser Regeln wird der Radeinschlagswinkel dann so bestimmt, dass er die Bewegung des Anhängers näher zu der Sollbahn führt.To support the driver of a vehicle combination, it is from the German patent DE 195 02 702 C2 It is known to automatically control the wheel steering angle during maneuvering in such a way that the trailer is driven under a frame on a calculated desired track. In this case, a controller is used, are deposited in the rules that indicate the direction of movement of the trailer for different angular positions of the longitudinal axis of the towing vehicle and the trailer with respect to the Radeinschlagwinkel. Based on these rules, the wheel steering angle is then determined so that it leads the movement of the trailer closer to the desired path.

Zur Bestimmung der Position des Gestells wird das Bild einer Kamera ausgewertet, die im Heckbereich des Anhängers angeordnet ist. Das Gestell wird dabei anhand des charakteristischen Abstands seiner Stützbeine zueinander identifiziert.to Determining the position of the frame becomes the image of a camera evaluated, which is located in the rear of the trailer. The frame will thereby on the characteristic distance of its support legs identified with each other.

Somit ist die bekannte Rangierhilfe darauf beschränkt, den Fahrer beim Anfahren einer bestimmten vorgegebenen Anordnung zu unterstützen. Im Allgemeinen müssen mit einem Fahrzeuggespann jedoch beliebige Anordnungen angefahren oder durchfahren werden, die in der Regel nicht im Vorhinein charakterisierbar sind.Consequently the known maneuvering is limited to the driver when starting to support a given given arrangement. in the Generally need However, with a vehicle combination approached any arrangements or be traversed, which usually can not be characterized in advance are.

In dem Artikel „Steering assistance for backing up articulated vehicles" von D.Zöbel, D. Polock, P. Wojke, Fachbereich Informatik, Universität Koblenz-Landau wird ein System vorgestellt, in dem die Position des Fahrzeugs und des Anhängers zueinander mit den zu erwartenden Fahrtrajektorien in ein „head up display" eingeblendet werden, um dem Fahrer die zu erwartende Bewegung des Gespanns anzuzeigen. Eine Einbindung dieser Darstellung in die Umgebung mit den zu erwartenden Hindernissen fehlt.In the article "Steering for backing up articulated vehicles "by D.Zöbel, D. Polock, P. Wojke, Department Computer Science, University Koblenz-Landau is presented a system in which the position of the vehicle and the trailer to each other with the expected driving trajectories in a "head up display " to indicate to the driver the expected movement of the team. An integration of this representation in the environment with the expected Obstacles are missing.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Fahrer eines Fahrzeuggespanns beim Durchfahren von beliebig angeordneten Hindernissen und beim Anfahren von beliebig angeordneten Positionen zu unterstützen.It is therefore an object of the present invention, the driver of a Vehicle wagon when driving through any obstacles arranged and assist in approaching arbitrarily arranged positions.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.According to the invention this Task by a device having the features of the claim 1 solved.

Nach der Erfindung wird dabei eine Vorrichtung der eingangs genannten Art geschaffen, die folgende Komponenten umfasst: Eine im Heckbereich des Anhängers montierbare Kamera, mit der ein Abbild eines in rückwärtiger Fahrtrichtung liegenden Umfeldbereichs des Anhängers erfassbar ist, einen Lenkwinkelgeber, mit dem ein Radeinschlagswinkel von lenkbaren Rädern des Zugfahrzeugs erfassbar ist, und/oder einen Knickwinkelgeber, mit dem ein Knickwinkel zwischen den Längsachsen des Anhängers und des Zugfahrzeugs erfassbar ist, sowie einen Simulationsrechner, in dem eine Trajektorie wenigstens eines Aufpunktes des Anhängers aus dem Radeinschlagswinkel und/oder dem Knickwinkel berechenbar ist, und eine Anzeigeeinrichtung, mit der das Kamerabild darstellbar ist, wobei die mittels des Simulationsrechners berechnete Trajektorie des Aufpunktes des Anhängers in das Kamerabild einblendbar ist.To The invention will be a device of the aforementioned Art created, which includes the following components: One in the rear of the trailer mountable camera, with an image of one in the rearward direction lying environment of the trailer is detectable, a steering angle sensor with a Radeinschlagwinkel of steerable wheels the towing vehicle is detectable, and / or a kink angle sensor, with a bend angle between the longitudinal axes of the trailer and the towing vehicle can be detected, as well as a simulation computer, in which a trajectory of at least one Aufpunktes the trailer from the wheel steering angle and / or the bending angle is calculable, and a display device with which the camera image can be displayed where the calculated by the simulation computer trajectory of the trailer's point of view can be faded into the camera image.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht es, dem Fahrer eines Fahrzeuggespanns mittels der Anzeigvorrichtung das Bild des Rückraums des Anhängers und innerhalb dieses Bildes die Trajektorie darzustellen, die sich für einen Aufpunkt des Anhängers bei einem gegebenen Knickwinkel und/oder bei einem gegebenen Radeinschlagswinkel ergibt.The inventive device allows it, the driver of a vehicle combination by means of the display device the image of the backspace of the trailer and to represent within this image the trajectory that is itself for one Point of departure of the trailer at a given bend angle and / or at a given wheel slip angle results.

Auf diese Weise erhält der Fahrer eine Vorausschau auf die zu erwartende Bahn des Anhängers und kann den Radeinschlagswinkel so einstellen, dass die Trajektorie des Anhängers auf der von ihm gewünschten Sollbahn des Anhängers liegt. Da ihm das dargestellte Bild ebenfalls im Rückraum befindliche zu umfahrende Hindernisse oder anzufahrende Positionen zeigt und somit die relative Lage der Trajektorie zu den Hindernissen bzw. der Position entnehmbar ist, kann der Fahrer insbesondere ermitteln, ob anhand eines aktuellen Radeinschlagswinkels das Umfahren der Hindernisse oder das Anfahren der Position möglich ist.On get that way the driver a foresight on the expected trajectory of the trailer and can adjust the wheel angle so that the trajectory of the trailer on his desired Desired train of the trailer lies. Because he also sees the picture in the backspace to be driven obstacles or approaching positions shows and Thus, the relative position of the trajectory to the obstacles or the position can be removed, the driver can in particular determine whether by means of a current Radeinschlagwinkels the avoidance of Obstacles or approaching the position is possible.

Bei dem Aufpunkt kann es sich beispielsweise um die Mitte einer Achse des Anhängers handeln. Es kann zudem auch die Trajektorie für mehrere Aufpunkte, wie beispielsweise die Mittelpunkte bzw. Auflagepunkte der Räder des Anhängers dargestellt werden, oder es kann die Fläche angezeigt werden, die von dem Anhänger voraussichtlich überstrichen wird, wobei die Aufpunkte, deren Trajektorien hierbei dar-gestellt werden, auf einer zur Anhängerquerachse parallelen Geraden durch den Anhänger liegen.The reference point may be, for example, the center of an axle of the trailer. It can also be the trajectory for several points, such as the centers or contact points of the wheels of the trailer are displayed, or it can be displayed the area, which is likely to be swept by the trailer, the points of view, the trajectories are represented here, lie on a parallel to the trailer transverse axis straight through the trailer.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist darüber hinaus vorgesehen, dass zusätzlich eine Trajektorie wenigstens eines Aufpunktes des Zugfahrzeugs in das Kamerabild einblendbar ist.In an advantageous embodiment the invention is above also provided that in addition a trajectory of at least one Aufpunktes the towing vehicle in the camera image can be faded in.

Auf diese Weise erhält der Fahrer des Fahrzeuggespanns zusätzlich zu der Information über die zu erwartende Bahn des Anhängers eine Information über die zu erwartende Bahn des Zugfahrzeugs und kann diese ebenfalls mit einer gewünschten Sollbahn vergleichen.On get that way the driver of the vehicle combination in addition to the information about the awaiting track of the trailer an information about the expected trajectory of the towing vehicle and can this too with a desired Compare nominal train.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei der Anzeigeeinrichtung um das Anzeigemittel eines mobilen Gerätes.In a further advantageous embodiment of the invention acts it is the display device to the display means of a mobile Device.

Vorzugsweise enthält das mobile Gerät dabei auch den Simulationsrechner.Preferably contains the mobile device as well as the simulation computer.

Insbesondere handelt es sich bei dem mobilen Gerät in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung um einen Personal Data Assistant oder um ein Mobiltelefon.Especially is the mobile device in an advantageous embodiment the invention to a personal data assistant or a mobile phone.

In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass ein Signalaustausch zwischen wenigstens zwei Komponenten der Vorrichtung über eine Funkverbindung durchführbar ist.In Another particularly preferred embodiment of the invention it provided that a signal exchange between at least two components the device over a radio connection feasible is.

Bei der Funkverbindung handelt es sich in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung um eine Bluetooth-Verbindung.at the radio link is in a preferred embodiment the invention to a Bluetooth connection.

In einer ebenso bevorzugten Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei der Funkverbindung um eine Wireless-LAN-Verbindung.In an equally preferred embodiment In the invention, the radio link is a wireless LAN connection.

Sowohl die Bluetooth-Verbindung als auch die Wireless-LAN-Verbindung entsprechen bekannten und häufig verwendeten Standards, die in der Regel insbesondere von den genannten mobilen Geräten unterstützt werden. Somit können im Rahmen der Erfindung mobile Geräte, wie beispielsweise Personal Data Assistants oder Mobiltelefone, eingesetzt werden, die insoweit in herkömmlicher Weise ausgestaltet sind.Either the Bluetooth connection as well as the wireless LAN connection known and common used standards, which in particular in particular from the mentioned mobile devices supports become. Thus, you can in the context of the invention, mobile devices, such as personnel Data assistants or cell phones, are used, so far in conventional Are designed manner.

Vorzugsweise ist es dabei vorgesehen, dass die Kamera und der Knickwinkelgeber einen Funksender aufweisen, mit dem Funksignale an den Simulationsrechner übertragbar sind.Preferably It is intended that the camera and the angle sensor have a radio transmitter, with the radio signals to the simulation computer transferable are.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es zudem vorgesehen, dass die Vorrichtung eine Schnittstelle umfasst, über die der Simulationsrechner mit einem Datenbus des Zugfahrzeugs verbindbar ist, wobei über den Datenbus ein den Radeinschlagswinkel repräsentierendes Signal in dem Simulationsrechner empfangbar ist.In a further advantageous embodiment of the invention it is also provided that the device comprises an interface via which the Simulation computer connectable to a data bus of the towing vehicle is, being over the data bus is a signal representing the Radeinschlagwinkel in the Simulation computer is receivable.

In dieser Ausführungsform kann die Berechnung der Trajektorie des Aufpunktes des Anhängers auf der Grundlage eines den Radeinschlagswinkel repräsentierenden Signals berechnet werden, das mittels eines bereits in dem Fahrzeug vorhandenen Winkelgebers bestimmt wird. Es kann somit der Umstand genutzt werden, dass mit einem ESP-System ausgerüstete Fahrzeuge bereits in ihrer Erstausstattung über einen Winkelgeber zum Bestimmen des Radeinschlagswinkels verfügen, dessen Signale über den Datenbus des Fahrzeugs abrufbar sind.In this embodiment may be the calculation of the trajectory of the Aufpunktes of the trailer on calculated based on a signal representing the Radeinschlagwinkel be, by means of an already existing in the vehicle angle sensor is determined. It can thus be used the circumstance that with equipped with an ESP system Vehicles already in their original equipment via an angle encoder for determining of the wheel angle, its signals over the data bus of the vehicle are available.

Vorzugsweise ist es bei der Erfindung weiterhin vorgesehen, dass die Trajektorie des Aufpunktes des Anhängers und/oder die Trajektorie des Aufpunktes des Zugfahrzeugs in dem Simulationsrechner in einer Fahrbahnebene berechenbar ist, und dass der Simulationsrechner eine Transformationseinheit um fasst, mit der die in der Fahrbahnebene berechnete Trajektorie in das Kamerabild projizierbar ist.Preferably it is further provided in the invention that the trajectory of the trailer's point of view and / or the trajectory of the Aufpunktes of the towing vehicle in the Simulation computer is calculable in a road plane, and that the simulation computer includes a transformation unit to, with the calculated in the road plane trajectory in the camera image is projectable.

In einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung ist es darüber hinaus vorgesehen, dass der Simulationsrechner einen Speicher aufweist, in dem Geometriedaten des Fahrzeuggespanns speicherbar sind, wobei die Geometriedaten für die Berechnung der Trajektorie heranziehbar sind.In a particularly advantageous embodiment It is above the invention also provided that the simulation computer has a memory, in the geometric data of the vehicle combination can be stored, wherein the geometry data for the calculation of the trajectory can be used.

Vorzugsweise ist dabei mit dem Simulationsrechner ein Eingabemittel verbunden, über das die Geometriedaten des Fahrzeuggespanns eingebbar sind.Preferably In this case, an input means is connected to the simulation computer via which the geometry data of the vehicle combination can be entered.

Anhand bevorzugter und vorteilhafter Ausführungsformen ermöglicht es die Erfindung insbesondere, die Komponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die nicht in der Erstausstattung eines Fahrzeugs bzw. Anhängers enthalten sind, in einfacher Weise nachzurüsten und über eine Funkverbindung miteinander zu verbinden. Zudem können diese Komponenten in sehr einfacher Weise an dem Fahrzeug angebracht und wieder von dem Fahrzeug entfernt werden.Based preferred and advantageous embodiments makes it possible the invention in particular, the components of the device according to the invention, not included in the original equipment of a vehicle or trailer are to retrofit in a simple way and over to connect a radio link with each other. In addition, these components can mounted in a very simple manner to the vehicle and back from removed from the vehicle.

Dies ist vor allem bei PKW sehr vorteilhaft, die nur ab und zu als Zugfahrzeuge für einen Anhänger eingesetzt werden.This is very advantageous especially for cars, which only occasionally as towing vehicles for one pendant be used.

Weitere Vorteile, Besonderheiten und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Darstellung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Figuren.Further advantages, special features and Advantageous developments of the invention will become apparent from the dependent claims and the following description of preferred embodiments with reference to FIGS.

Von den Figuren zeigtFrom the figures shows

1 eine schematische Darstellung eines mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestatteten Fahrzeuggespanns, 1 a schematic representation of a vehicle combination equipped with a device according to the invention,

2 eine Darstellung eines Knickwinkelgebers in einer Aufsicht, 2 a representation of a kink angle sensor in a plan view,

3 eine schematischen Darstellung der Anzeige eines Bildes der erfindungsgemäß eingesetzten Kamera, in welche die Trajektorie eines Aufpunktes des Anhängers eingeblendet ist und 3 a schematic representation of the display of an image of the inventively used camera, in which the trajectory of a Aufpunktes the trailer is superimposed and

4 eine Veranschaulichung eines Einspurmodells eines Fahrzeuggespanns. 4 an illustration of a Einspurmodell a vehicle combination.

Wie in 1 dargestellt ist ein aus einem Zugfahrzeug 110 und einem Anhänger 112 bestehendes Fahrzeuggespann, welches als Ganzes mit der Bezugsziffer 114 bezeichnet ist, in erfindungsgemäßer Weise mit einer Kamera 116, einem Knickwinkelgeber 118 und einem mit einer Anzeigeeinrichtung verbundenen Simulationsrechner 120 ausgerüstet. Das Fahrzeuggespann 114 besteht dabei beispielsweise aus einem vierrädrigen Zugfahrzeug 110 und einem einachsigen Anhänger 112, wobei die Erfindung nicht auf Fahrzeuggespanne 114 beschränkt ist, die in dieser Weise ausgestaltet sind.As in 1 is shown a from a towing vehicle 110 and a trailer 112 existing vehicle combination, which as a whole with the reference number 114 is designated, in accordance with the invention with a camera 116 , a kink angle encoder 118 and a simulation computer connected to a display device 120 equipped. The vehicle combination 114 consists of, for example, a four-wheel tractor 110 and a uniaxial trailer 112 , wherein the invention does not apply to vehicle combinations 114 is limited, which are designed in this way.

Die Kamera 116 ist vorzugsweise als Videokamera ausgeführt und somit dazu in der Lage kontinuierlich Bilder zu liefern.The camera 116 is preferably implemented as a video camera and thus able to continuously deliver images.

Sie ist mit einem bestimmten Elevationswinkel und in einer bestimmten Höhe von der Fahrbahn an der Rückseite des Anhängers 114 angebracht und erfasst ein Bild eines in rückwärtiger Fahrtrichtung des Fahrzeuggespanns 114 liegenden Umfeldbereichs 122 des Anhängers 114.It is at a certain elevation angle and at a certain height from the roadway at the rear of the trailer 114 attached and captured an image of a vehicle in the rearward direction of the vehicle combination 114 surrounding environment 122 of the trailer 114 ,

Der Knickwinkelgeber 118 kann in einer dem Fachmann grundsätzlich bekannten Art ausgeführt sein und erfasst den Knickwinkel zwischen den Längsachsen des Zugfahrzeugs 110 und des Anhängers 112.The kink angle encoder 118 can be performed in a manner known to those skilled in the art and detects the bending angle between the longitudinal axes of the towing vehicle 110 and the trailer 112 ,

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Knickwinkelgebers 118 ist in der 2 dargestellt. Dabei besteht der Knickwinkelgeber 118 aus zwei Elementen 210 und 212, die über ein ringförmiges Drehgelenk 214 miteinander verbunden sind.A particularly advantageous embodiment of the buckling angle sensor 118 is in the 2 shown. There is the kink angle encoder 118 from two elements 210 and 212 , which has an annular swivel joint 214 connected to each other.

Das erste Element 210 ist dabei U-förmig ausgebildet und wird so an der Anhängerdeichsel 216 bzw. einer an der Anhängerdeichsel befestigten Kupplungseinrichtung befestigt, dass die Drehachse 218, um die der Anhänger 112 relativ zu dem Zugfahrzeug 110 schwenkbar ist, durch das Zentrum des Drehgelenks 214 verläuft. Die Kupplungseinrichtung ist dabei längs der Öffnung in der U-Form des ersten Elements angeordnet, wobei der üblicherweise zur Bedienung der Kupplungseinrichtung vorgesehene Handgriff 219 nach oben aus dem der Spaltöffnung des ersten Elements 210 herausragt.The first element 210 is U-shaped and is so on the trailer drawbar 216 or attached to the trailer drawbar coupling device attached that the axis of rotation 218 to the trailer 112 relative to the towing vehicle 110 is pivotable through the center of the swivel joint 214 runs. The coupling device is arranged along the opening in the U-shape of the first element, wherein the usually provided for operating the coupling device handle 219 up from the gap opening of the first element 210 protrudes.

Das zweite Element 212 ist vorzugsweise ebenfalls U-förmig ausgebildet und weist insbesondere eine Spaltöffnung zur Aufnahme der mit dem Zugfahrzeug 210 verbundenen Kupplungsdeichsel 220 auf. Beim Ankuppeln des Anhängers 112 wird der an dem der Kupplungsdeichsel 220 angebrachte Kupplungskopf durch das Drehgelenk 214 hindurch in die Kupplungseinrichtung eingebracht, wobei die Kupplungsdeichsel 220 in die Spaltöffnung des zweiten Elements 212 eingeführt wird.The second element 212 is preferably also U-shaped and in particular has a gap opening for receiving the towing vehicle 210 connected coupling tongue 220 on. When coupling the trailer 112 is the at which the coupling drawbar 220 attached coupling head through the swivel joint 214 inserted into the coupling device, wherein the coupling tongue 220 in the gap opening of the second element 212 is introduced.

Der dem Knickwinkel entsprechende Winkel zwischen den beiden Elementen 210 und 212 wird mittels einer Anordnung erfasst, bei der ein ringförmiger Codeträger konzentrisch zu dem Drehgelenk 214 an einem der Elemente 210, 212 angeordnet ist, und an dem anderen Element 210, 212 ein Sensor angeordnet ist, welcher durch eine Abtastung des Codeträgers ein Signal ermittelt, welches die relative Winkelstellung der beiden Elemente 210, 212 und/oder eine Änderung der relativen Winkelstellung der Elemente 210, 212 beschreibt. Aus diesen Signalen wird in einer Auswerteeinheit der Knickwinkel ermittelt.The bend angle between the two elements 210 and 212 is detected by means of an arrangement in which an annular code carrier concentric with the hinge 214 on one of the elements 210 . 212 is arranged, and on the other element 210 . 212 a sensor is arranged, which detects a signal by a scan of the code carrier, which determines the relative angular position of the two elements 210 . 212 and / or a change in the relative angular position of the elements 210 . 212 describes. From these signals, the kink angle is determined in an evaluation unit.

Der Codeträger kann dabei einen Absolutcode aufweisen, bei dem jeder Winkelstellung eindeutig ein Codewort zugeordnet ist, so dass der Knickwinkel in der Auswerteeinheit anhand der erfassten Codeworte des Absolutcodes bestimmbar ist. Alternativ kann der Codeträger einen Inkrementalcode tragen, so dass aus den Sensorsignalen lediglich die Änderung der Winkelstellung bestimmbar ist. Die Ermittlung des absoluten Wertes des Knickwinkels erfolgt dabei ausgehend von einem Ausgangswert nach Maßgabe der Inkrementalsignale, wobei als Ausgangswert beispielsweise ein Knickwinkel von 0° vorgesehen sein kann, dessen Vorliegen mittels eines weiteren Sen sors erfasst wird, der eine Referenzmarke abtastet, die in einer entsprechenden Winkelstellung auf einer weiteren Spur des Codeträgers angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform kann der Knickwinkel nach einem erstmaligen Einstellen eines Winkels von 0° ermittelt werden.Of the code carrier can have an absolute code, in which each angular position clearly a codeword is assigned, so that the bending angle in the evaluation unit based on the detected code words of the absolute code is determinable. Alternatively, the code carrier may carry an incremental code, so that from the sensor signals only the change of the angular position is determinable. The determination of the absolute value of the bending angle takes place starting from an initial value in accordance with the Incrementalsignale, where as output value, for example, a kink angle of 0 ° provided may be, detects its presence by means of another Sen sor which scans a reference mark in a corresponding angular position is arranged on another track of the code carrier. At this Embodiment can the bending angle after first setting an angle determined by 0 ° become.

Der Simulationsrechner 120 ist vorzugsweise in einem programmierbaren mobilen Gerät enthalten, welches einen Prozessor zum Durchführen von Berechnungen, einen Speicher sowie eine Eingabeeinrichtung, wie beispielsweise eine Tastatur, aufweist. Mittels der Eingabeeinrichtung können dabei für die Berechnung der Bahn des Anhängers 112 bzw. der Trajektorie eines Aufpunktes des Anhängers 112 erforderliche Geometriedaten, die später noch im Einzelnen angegeben werden, eingegeben werden.The simulation computer 120 is preferably included in a programmable mobile device having a processor for performing calculations, a memory, and an input device such as a keyboard has. By means of the input device can be used for the calculation of the trajectory of the trailer 112 or the trajectory of a Aufpunktes the trailer 112 required geometry data, which will be specified later in detail, are entered.

Beispielsweise handelt es sich bei dem mobilen Gerät um einen Personal Data Assistent (PDA), ein Mobiltelefon oder ein vergleichbares mobiles Gerät. Das mobile Gerät kann dabei in eine im Bereich der Armaturentafel des Zugfahrzeugs 110 angeordnete Haltevorrichtung eingebracht werden, wie sie zumindest für Mobiltelefone bereits in vielen Fahrzeugen vorhanden ist.For example, the mobile device is a personal data assistant (PDA), a mobile phone or similar mobile device. The mobile device can be in one of the dashboard of the towing vehicle 110 arranged holding device can be introduced, as it is already present in many vehicles, at least for mobile phones.

Grundsätzlich kann im Rahmen der Erfindung jedoch jede zur Durchführung von Berechnungen geeignete programmierbare Einheit, die mit einer Anzeigeeinrichtung und einer Eingabeeinrichtung verbunden ist, als Simulationsrechner 120 eingesetzt werden. Insbesondere muss diese nicht in einem mobilen Gerät integriert, sondern kann gleichfalls fest im Bereich des Fahrzeugs angeordnet sein. Zumindest die das Fahrzeug betreffenden Geometriedaten können dabei auch bei der Ersteinrichtung in einem nicht-flüchtigen Speicher der Einrichtung abgespeichert werden.In principle, however, within the scope of the invention, any programmable unit suitable for carrying out calculations, which is connected to a display device and an input device, can be used as a simulation computer 120 be used. In particular, this does not have to be integrated in a mobile device, but can also be arranged firmly in the region of the vehicle. At least the geometric data relating to the vehicle can also be stored during the initial setup in a non-volatile memory of the device.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Simulationsrechner 120 über eine Schnittstelle 124 passiv mit dem Datenbus des Zugfahrzeugs 110 verbunden, bei dem es sich beispielsweise um das üblicherweise in Fahrzeugen eingesetzte Controller Area Network (CAN) handelt. Über die Schnittstelle 124 ist es dem Simulationsrechner 120 dabei insbesondere möglich, ein den Radeinschlagswinkel der lenkbaren Räder 126 des Zugfahrzeugs 110 repräsentierendes Signal zu empfangen. Dieses Signal wird dabei mittels eines Lenkwinkelgebers des Zugfahrzeugs 110 ermittelt, mit dem Fahrzeuge, die über ein ESP-System (ESP: Elektronisches Stabilitätsprogramm) verfügen, üblicherweise bereits ausgestattet sind.In a preferred embodiment of the invention is the simulation computer 120 via an interface 124 passive with the data bus of the towing vehicle 110 which is, for example, the Controller Area Network (CAN) usually used in vehicles. About the interface 124 it is the simulation computer 120 in particular possible, a wheel steering angle of the steerable wheels 126 of the towing vehicle 110 to receive representative signal. This signal is thereby by means of a steering angle sensor of the towing vehicle 110 which is already equipped with vehicles that have an ESP system (ESP: Electronic Stability Program).

Darüber hinaus kann über die Schnittstelle 124 auch eine Information über den im Getriebe des Zugfahrzeugs 110 eingelegten Gang empfangen werden. Wird dabei festgestellt, dass ein Rückwärtsgang eingelegt worden ist, kann die Berechnung der Bahn des Anhängers 112 automatisch gestartet werden.In addition, over the interface 124 also information about the in the transmission of the towing vehicle 110 inlaid gear are received. If it is found that a reverse gear has been engaged, the calculation of the trajectory of the trailer 112 be started automatically.

Alternativ kann es jedoch vorgesehen sein, dass im Bereich eines Lenkrads des Zugfahrzeugs 110 ein Lenkwinkelgeber an der Lenksäule angebracht und signalmäßig mit dem Simulationsrechner 120 verbunden wird.Alternatively, however, it may be provided that in the region of a steering wheel of the towing vehicle 110 a steering angle sensor mounted on the steering column and signal with the simulation computer 120 is connected.

Die Datenübertragung zwischen den zuvor dargestellten Komponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann in herkömmlicher Weise über Kabel erfolgen. Im Bereich des Zugfahrzeugs 110 können die Kabel dabei in den vorgesehenen Kabelkanälen geführt werden. Zur Anbindung der Kamera 116 und des Knickwinkelgebers 118 kann dabei eine im Bereich des Hecks des Zugfahrzeugs 110 angeordnete Steckverbindung vorgesehen sein, wie sie üblicherweise verwendet wird, um eine elektrische Verbindung zwischen dem Zugfahrzeug 110 und einem Anhänger 112 herzustellen.The data transmission between the previously illustrated components of the device according to the invention can be carried out in a conventional manner via cables. In the area of the towing vehicle 110 The cables can be routed in the cable channels provided. To connect the camera 116 and the kink angle sensor 118 can one in the area of the rear of the towing vehicle 110 arranged connector, as it is commonly used to an electrical connection between the towing vehicle 110 and a trailer 112 manufacture.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es jedoch vorgesehen, dass zumindest der Datenaustausch zwischen der Einheit, welche den Simulationsrechner 120 umfasst, und der Kamera 116 sowie dem Knickwinkelgeber 118 über eine Funkverbindung erfolgt. Die genannten Komponenten verfügen hierfür über entsprechende Sende- und Empfangsmittel, wie sie in mobilen Geräten, wie den zuvor beispielhaft genannten, üblicherweise bereits vorgesehen sind. Die Funkverbindung ist dabei vorzugsweise gemäß einem bestehenden Standard ausgeführt. Insbesondere handelt es sich dabei beispielsweise um eine Bluetooth-Verbindung oder Wireless-LAN-Verbindung (LAN: Local Area Network), die dem Fachmann grundsätzlich bekannt ist.In a particularly preferred embodiment of the invention, however, it is provided that at least the data exchange between the unit, which the simulation computer 120 includes, and the camera 116 as well as the kink angle encoder 118 via a radio connection. For this purpose, the components mentioned have corresponding transmitting and receiving means, as they are usually already provided in mobile devices, such as those mentioned above by way of example. The radio link is preferably designed according to an existing standard. In particular, this is, for example, a Bluetooth connection or wireless LAN connection (LAN: Local Area Network), which is known in principle to the person skilled in the art.

Weiterhin kann auch die Schnittstelle 124 zur Anbindung des Simulationsrechners 120 an den Datenbus des Zugfahrzeugs 110 als eine entsprechend ausgebildete Funkschnittstelle ausgeführt sein. Ist anstelle der Schnittstelle 124 ein zusätzlicher Lenkwinkelgeber vorgesehen, so erfolgt die Datenkommu nikation zwischen dem Lenkwinkelgeber und dem Simulationsrechner vorzugsweise ebenfalls über eine Funkverbindung der zuvor genannten Art.Furthermore, the interface can also 124 for connection of the simulation computer 120 to the data bus of the towing vehicle 110 be designed as a suitably trained radio interface. Is in place of the interface 124 provided an additional steering angle sensor, the data communication between the steering angle sensor and the simulation computer is preferably also via a radio link of the aforementioned type.

Von der Kamera 116 wird insbesondere das von dem Umfeldbereich 122 erfasste Bild an den Simulationsrechner 120 bzw. die den Simulationsrechner 120 umfassende Einheit übermittelt und dem Fahrer des Zugfahrzeugs an der Anzeigeeinrichtung angezeigt. Vorzugsweise geschieht dies permanent während des Betriebes des Zugfahrzeugs 110, d.h. sowohl während der Vorwärts- als auch während der Rückwärtsfahrt, so dass der Fahrer den Umfeldbereich 122 hinter dem Anhänger 112 einsehen kann. Die Kamera erfüllt damit insbesondere die Funktion eines "zusätzlichen Außenspiegels" bzw. Rückspiegels und erlaubt es, den sonst in der Regel nicht einsehbaren Rückraum hinter dem Anhänger 112 einzusehen.From the camera 116 in particular that of the surrounding area 122 Captured image to the simulation computer 120 or the simulation computer 120 transmitted comprehensive unit and displayed to the driver of the towing vehicle on the display device. This is preferably done permanently during the operation of the towing vehicle 110 that is, during both forward and reverse driving, allowing the driver the surrounding area 122 behind the trailer 112 can see. The camera thus fulfills in particular the function of an "additional exterior mirror" or rear-view mirror and allows the otherwise generally invisible rear space behind the trailer 112 view.

Zur Unterstützung des Fahrers beim Rückwärtsrangieren des Fahrzeuggespanns 114 ist es erfindungsgemäß vorgesehen, in das mittels der Anzeigeeinrichtung dargestellte Kamerabild die in dem Simulationsrechner 120 berechnete Trajektorie wenigstens eines Aufpunktes des Anhängers 112 einzublenden.To assist the driver in rearranging the vehicle combination 114 It is inventively provided in the camera image displayed by means of the display device in the simulation computer 120 calculated trajectory of at least one receptor point of the trailer 112 einzu dazzle.

Als Aufpunkt kann dabei beispielsweise der Mittelpunkt der Anhängerachse gewählt werden. Alternativ kommt es auch in Frage, die Trajektorien der Radmittelpunkte des Anhängers 112 bzw. der Radauflagepunkte anzuzeigen oder die Fläche, die von dem Anhänger beim Rückwärtsrangieren überstrichen wird.As a reference point, for example, the center of the trailer axle can be selected. Alternatively, it is also possible, the trajectories of the wheel centers of the trailer 112 or the wheel bearing points or the area swept by the trailer when shifting backwards.

Beispielhaft ist in 3 schematisch ein Kamerabild dargestellt, welches sich hierbei ergibt. Das Bild zeigt verschiedene Hindernisse 310, die sich in dem in rückwärtiger Fahrtrichtung gelegenen Umfeldbereich 122 des Anhängers 112 befinden, sowie eine Trajektorie entlang der sich der Mittelpunkt der Anhängerachse bei einem gegebenen Radeinschlagswinkel voraussichtlich bewegt, welche mit der Bezugsziffer 320 versehen ist.Exemplary is in 3 schematically illustrated a camera image, which results in this case. The picture shows different obstacles 310 located in the rearward direction surrounding area 122 of the trailer 112 and a trajectory along which the center of the trailer axle is expected to move at a given wheel steering angle, which is indicated by the reference numeral 320 is provided.

Ferner kann auch die Trajektorie eines Aufpunktes des Zugfahrzeugs 110, beispielsweise des Mittelpunktes der Hinterachse des Zugfahrzeugs 110 in das Kamerabild eingeblendet werden, wobei in der 2 beispielhaft eine solche Trajektorie eingezeichnet ist, welche mit der Bezugsziffer 322 versehen ist.Furthermore, the trajectory of a Aufpunktes the towing vehicle 110 , For example, the center of the rear axle of the towing vehicle 110 be faded into the camera image, wherein in the 2 as an example, such a trajectory is shown, which with the reference numeral 322 is provided.

Zur Berechnung der Trajektorie 320 wird in dem Simulationsrechner vorzugsweise ein entsprechendes Softwareprogramm ausgeführt. Die Berechnung erfolgt dabei anhand eines Einspurmodells des Fahrzeuggespanns 114, welches in 4 veranschaulicht ist. Beispielhaft wird dabei wiederum von einem vierrädrigen Zugfahrzeug 110 mit einem einachsigen Anhänger 112 ausgegangen.To calculate the trajectory 320 a corresponding software program is preferably executed in the simulation computer. The calculation is based on a single-track model of the vehicle combination 114 which is in 4 is illustrated. By way of example, this is once again based on a four-wheeled towing vehicle 110 with a uniaxial trailer 112 went out.

Als Parameter bzw. Eingangsgröße des Modells dienen der Radeinschlagswinkel δ der lenkbaren Räder 126 des Zugfahrzeugs 110, der Knickwinkel γ zwischen den Längsachsen des Zugfahrzeugs 110 und des Anhängers 112, sowie Geometriedaten des Fahrzeuggespanns, die wie bereits erwähnt über ein mit dem Simulationsrechner 120 verbundenes Eingabemittel eingegeben werden können. Dabei handelt es sich um den Radstand lF des Zugfahrzeugs, den Abstand lAK zwischen dem Mittelpunkt der Hinterachse des Zugfahrzeugs und des Kupplungskopfes der Anhängerkupplung sowie den Abstand lA zwischen dem Kupplungskopf der Anhängerkupplung und dem Mittelpunkt der Anhängerachse.The wheel steering angle δ of the steerable wheels serves as a parameter or input variable of the model 126 of the towing vehicle 110 , the bending angle γ between the longitudinal axes of the towing vehicle 110 and the trailer 112 , As well as geometric data of the vehicle combination, as already mentioned about one with the simulation computer 120 connected input means can be entered. It is the wheelbase l F of the towing vehicle, the distance l AK between the center of the rear axle of the towing vehicle and the coupling head of the trailer hitch and the distance l A between the coupling head of the trailer hitch and the center of the trailer axle.

Anhand dieses Modells erfolgt in dem Simulationsrechner 120 die Berechnung der Bahn des Mittelpunktes der Anhängerachse beim Rückwärtsrangieren des Fahrzeuggespanns 114. Der Berechnung wird dabei die Annahme zugrunde gelegt, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeuggespanns 114 beim Rückwärtsrangieren klein ist, so dass der Schräglaufwinkel der lenkbaren Räder 126 des Zugfahrzeugs 110 vernachlässigbar klein ist.Based on this model takes place in the simulation computer 120 the calculation of the path of the center of the trailer axle when Rückwärtsrangieren the vehicle combination 114 , The calculation is based on the assumption that the speed of the vehicle combination 114 when backward maneuvering is small, so that the slip angle of the steerable wheels 126 of the towing vehicle 110 negligible is small.

Unter diesen Annahmen bewegt sich das Zugfahrzeug 112 während der Fahrt entlang einer Kreisbahn, deren Radius in dem Fachmann bekannter Weise durch den Radeinschlagswinkel δ und den Radstand lF des Zugfahrzeugs 110 bestimmt ist. Dieser Zusammenhang ermöglicht die Berechnung der Bahn des Kupplungskopfes der Anhängerkupplung in einem ortsfesten zweidimensionalen Koordinatensystem, dessen Koordinatenebene vorzugsweise der Fahrbahnebene entspricht und dessen Ursprung beispielsweise auf den Mittelpunkt der hinteren Achse des Zugfahrzeugs gelegt werden kann. Als Bahnparameter kann dabei ein Zeitparameter oder der bei der Bewegung des Zugfahrzeugs auf der Kreisbahn überstrichene Winkel verwendet werden.Under these assumptions moves the towing vehicle 112 during travel along a circular path whose radius in the known manner by the Radeinschlagwinkel δ and the wheelbase l F of the towing vehicle 110 is determined. This relationship makes it possible to calculate the path of the coupling head of the trailer coupling in a fixed two-dimensional coordinate system whose coordinate plane preferably corresponds to the road plane and whose origin can be placed, for example, on the center of the rear axle of the towing vehicle. In this case, a time parameter or the angle swept on the circular path during the movement of the towing vehicle can be used as the path parameter.

Die Trajektorie des Mittelpunktes der Anhängerachse ergibt sich daraus als eine sogenannte Schleppkurve, deren Berechnung dem Fachmann grundsätzlich bekannt ist, und die beispielsweise durch den Zusammenhang zwischen dem Knickwinkelwinkel γ und dem verwendeten Bahnparameter charakterisiert ist. Als Anfangswert für die Berechnung dieses Zusammenhangs wird dabei der aktuelle, mittels des Knickwinkelgebers 118 gemessene Knickwinkel γ verwendet.The trajectory of the center point of the trailer axle results from this as a so-called drag curve, the calculation of which is fundamentally known to the person skilled in the art, and which is characterized, for example, by the relationship between the bending angle γ and the path parameter used. The initial value for the calculation of this relationship is the current, by means of the buckling angle sensor 118 measured bending angle γ used.

Eine detaillierte Darstellung der Kinematik von Fahrzeuggespannen kann dabei beispielsweise der Veröffentlichung D. Zöbel "Mathematical Modeling of the Kinematics of Vehicles" in Kamil Hrubina (Editor), Mathematical Modeling of Technical Processes, Seiten 178-200, Sokrates/Erasmus Summer School, Presov, Slowakische Republik, 2.-13. Juli 2001 (abzurufen unter http://www.unikoblenz.de/∼zoebel/pdf/Mamotep2.pdf.) entnommen werden, die in einfacher Weise auf die im Rahmen der Erfindung durchzuführende Berechnung übertragbar ist.A detailed presentation of the kinematics of vehicle combinations can while, for example, the publication D. Zöbel "Mathematical Modeling of the Kinematics of Vehicles "in Kamil Hrubina (Editor), Mathematical Modeling of Technical Processes, Pages 178-200, Socrates / Erasmus Summer School, Presov, Slovak Republic, 2.-13. July 2001 (available at http://www.unikoblenz.de/~zoebel/pdf/Mamotep2.pdf.) are taken, which can be easily transferred to the calculation to be carried out in the context of the invention is.

Anhand der Bahn des Mittelpunktes der Hinterachse des Zugfahrzeugs 110 und des Zusammenhangs zwischen dem Bahnparameter und dem Knickwinkel γ lässt sich dann die Trajektorie des Mittelpunktes der Anhängerachse in dem gewählten Koordinatensystem in Abhängigkeit von dem gewählten Bahnparameter bestimmen, die sich beim Rückwärtsrangieren aufgrund des aktuellen Radeinschlagswinkels δ ergibt. Sie wird dabei vorzugsweise bis zu dem Punkt berechnet, an dem der maximale Knickwinkel γ des Fahrzeuggespanns erreicht ist, der in dem Speicher des Simulationsrechners 120 gespeichert ist.Based on the path of the center of the rear axle of the towing vehicle 110 and the relationship between the orbital parameter and the buckling angle γ, the trajectory of the center point of the trailer axle in the selected coordinate system can then be determined as a function of the selected orbital parameter resulting from backward steering based on the current wheel slip angle δ. It is preferably calculated to the point at which the maximum bending angle γ of the vehicle combination is reached, in the memory of the simulation computer 120 is stored.

Aus dieser Trajektorie lassen sich dann die Trajektorien beliebiger Aufpunkte anhand ihrer relativen Lage zu dem Mittelpunkt der Anhängerachse berechnen.Out This trajectory then allows the trajectories to be more arbitrary Points of reference based on their relative position to the center of the trailer axis to calculate.

Vorzugsweise ist es dabei vorgesehen, dass der Simulationsrechner 120 Stützstellen für die Trajektorien der gewählten Aufpunkte in Abhängigkeit von mehreren Werten des Bahnparameters berechnet und die vollständige Trajektorie anhand der Stützstellen in geeigneter Weise interpoliert.Preferably, it is provided that the simulation computer 120 Base points for the trajectories of the selected Aufpunkte calculated as a function of several values of the path parameter and interpolated the complete trajectory on the basis of the support points in a suitable manner.

Die in dieser Weise berechneten Trajektorien der gewählten Aufpunkte des Anhängers 112 werden dann mittels einer in dem Simulationsrechner 120 integrierten und vorzugsweise ebenfalls als ein Softwareprogramm ausgeführten Transformationseinheit in das Kamerabild eingeblendet bzw. hineinprojiziert.The calculated trajectories of the selected points of the trailer in this way 112 are then using a in the simulation computer 120 integrated and preferably also executed as a software program transformation unit in the camera image or projected into it.

Dafür ist es erforderlich, das Kamerabild mit dem bei der Berechnung der Trajektorie verwendeten Koordinatensystem in Beziehung zu setzen. Um dies zu ermöglichen, müssen die Position der Kamera 116 an dem Anhänger 112 und der Elevationswinkel sowie der Öffnungswinkel, unter dem das Kamerabild aufgenommen wird, bekannt sein.For this it is necessary to relate the camera image to the coordinate system used in the calculation of the trajectory. To enable this, the position of the camera must be 116 on the trailer 112 and the elevation angle and the opening angle at which the camera image is taken, be known.

Dabei ist es vorgesehen, dass die Kamera 116 auf der Mittelachse des Anhängers 112 in einer bestimmten Höhe über der Fahrbahn montiert wird, die vorzugsweise mittels des Eingabemittels in den Simulationsrechner 120 eingegeben wird. Der Elevationswinkel ist vorzugsweise bauartbedingt durch die Halterung der Kamera 116 vorgegeben und ebenfalls in dem Simulationsrechner 120 gespeichert. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Elevationswinkel bei der Montage der Kamera 116 bestimmt und in den Simulationsrechner 120 eingegeben wird. Der ebenfalls in dem Simulationsrechner 120 gespeicherte Öffnungswinkel der Kamera 116 ist durch deren Bauart bestimmt und zu dem Speicher des Simulationsrechners 120 gespeichert.It is intended that the camera 116 on the central axis of the trailer 112 is mounted at a certain height above the roadway, preferably by means of the input means in the simulation computer 120 is entered. The elevation angle is preferably due to the design of the holder of the camera 116 given and also in the simulation computer 120 saved. However, it can also be provided that the elevation angle during assembly of the camera 116 determined and in the simulation computer 120 is entered. The also in the simulation computer 120 stored opening angle of the camera 116 is determined by their design and the memory of the simulation computer 120 saved.

Insbesondere anhand dieser Angaben ermittelt die Transformationseinheit dann den von der Kamera 116 erfassten Ausschnitt der Koordinatenebene, der in dem Kamerabild in einer ebenfalls anhand der Angaben ermittelbaren perspektivischen Verzerrung dargestellt ist. Dann bestimmte die Transformationseinheit den in dem von der Kamera erfassten Ausschnitt der Koordinatenebene liegenden Abschnitt der Trajektorien der gewählten Aufpunkte des Anhängers 112 und blendet ihn in einer entsprechenden Verzerrung in das mittels der Anzeigeeinrichtung dargestellte Kamerabild ein.In particular, based on this information, the transformation unit then determines that of the camera 116 detected section of the coordinate plane, which is shown in the camera image in a likewise detectable from the information perspective distortion. Then, the transformation unit determined the portion of the trajectories of the selected receptor points of the trailer located in the section of the coordinate plane detected by the camera 112 and fades it in a corresponding distortion in the camera image displayed by means of the display device.

Zudem kann, wie bereits erwähnt, auch die Trajektorie wenigstens eines Aufpunktes des Zugfahrzeugs 110, die aus der berechneten Bahn des Mittelpunktes der Hinterachse des Zugfahrzeugs 110 bestimmt wird, in gleicher Weise ebenfalls in das Kamerabild eingeblendet wird. Die Trajektorien der gewählten Aufpunkte des Zugfahrzeugs 110 und des Anhängers 112 können dabei beispielsweise farblich unterschieden werden.In addition, as already mentioned, the trajectory of at least one Aufpunktes the towing vehicle 110 calculated from the calculated orbit of the center of the rear axle of the towing vehicle 110 is determined in the same way is also displayed in the camera image. The trajectories of the selected Aufpunkte of the towing vehicle 110 and the trailer 112 can be differentiated, for example, in color.

Die Berechnung der Trajektorien bzw. ihre Einblendung in das Kamerabild wird gestartet, wenn der Simulationsrechner über die Schnittstelle 124 ermittelt, dass ein Rückwärtsgang in das Getriebe des Zugfahrzeugs 110 eingelegt worden ist, oder wenn der Fahrer die Berechnung manuell durch eine entsprechende Eingabe über die mit dem Simulationsrechner 120 verbundene Eingabeeinrichtung startet. Sie wird beendet, wenn über die Schnittstelle 124 ermittelt wird, dass in dem Getriebe ein Vorwärtsgang eingelegt ist, oder wenn über das Eingabemittel manuell ein Beendigungssignal eingegeben wird.The calculation of the trajectories or their insertion in the camera image is started when the simulation computer via the interface 124 determines that a reverse gear is in the transmission of the towing vehicle 110 has been inserted, or if the driver manually enters the calculation by a corresponding input via the with the simulation computer 120 connected input device starts. It will stop when over the interface 124 it is determined that in the transmission, a forward gear is engaged, or when manually via the input means, a termination signal is input.

Während des Rückwärtsrangierens erfolgt die Berechnung bzw. Einblendung der Trajektorien in das Kamerabild in jeweils aneinander anschließenden Zyklen einer durch eine Taktfrequenz des Simulationsrechners 120 bestimmten Dauer in Abhängigkeit von den aktuellen Werten des Radeinschlagswinkels δ und des Knickwinkels γ, so dass die erwarteten Trajektorien jeweils in das aktuelle Kamerabild eingeblendet werden.During the backward routing, the calculation or insertion of the trajectories into the camera image takes place in respectively adjacent cycles by a clock frequency of the simulation computer 120 certain duration in dependence on the current values of Radeinschlagwinkel δ and the bending angle γ, so that the expected trajectories are superimposed in the current camera image.

Somit wird eine vorteilhafte Vorrichtung zur Unterstützung des Fahrers eines Fahrzeuggespanns 114 beim Rückwärtsrangieren geschaffen, bei der diesem die erwarteten Trajektorien ausgewählter Aufpunkte des Anhängers 112 im Bild einer in rückwärtige Fahrtrichtung ausgerichteten Kamera angezeigt werden, so dass er die erwartete Bahn insbesondere in Bezug auf hinter dem Anhänger 112 befindliche Hindernisse 210 bewerten bzw. so einstellen kann, dass diese Hindernisse umfahren werden oder eine bestimmte Position angefahren wird.Thus, an advantageous device for assisting the driver of a vehicle combination 114 created in the backward routing, where this the expected trajectories selected points of the trailer 112 displayed in the image of a camera oriented in the rearward direction, so that he expected the expected trajectory, especially with respect to behind the trailer 112 obstacles 210 or to adjust so that these obstacles are avoided or a certain position is approached.

Die Erfindung ist dabei jedoch nicht auf die bislang dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Insbesondere kann die Vorrichtung an beliebig ausgestaltete Fahrzeuggespanne 114 angepasst werden. Bei Fahrzeuggespannen 114 mit Zweiachsanhängern ist dabei insbesondere ein zweiter Winkelgeber erforderlich, mit dem neben dem Knickwinkel zwischen der Längsachse des Zugfahrzeugs und der Anhängerdeichsel der relative Winkel zwischen den beiden Anhängerachsen bestimmt wird.However, the invention is not limited to the embodiments presented so far. In particular, the device can be adapted to any vehicle combination 114 be adjusted. For vehicle combinations 114 with two-axle trailers in particular a second angle encoder is required, with which in addition to the bending angle between the longitudinal axis of the towing vehicle and the trailer drawbar, the relative angle between the two trailer axles is determined.

Weiterhin kann auf die Erfassung des Radeinschlagswinkels δ oder auf die Erfassung des Knickwinkels γ mit Hilfe von Winkelgebern verzichtet werden und der fehlende Parameter durch eine Bilderkennung bestimmt werden, wobei jedoch mit einer geringeren Genauigkeit bei der Berechnung der Trajektorien zu rechnen ist. Alternativ kann auch der Radeinschlagswinkel bei der Berechnung mit δ = 0° angenommen werden, wodurch die Genauigkeit bei der Berechnung der Trajektorie jedoch ebenfalls erheblich abnimmt.Farther can on the detection of Radeinschlagwinkel δ or on the detection of the bending angle γ using be waived by angle encoders and the missing parameter an image recognition are determined, but with a lower Accuracy in the calculation of trajectories is to be expected. Alternatively, the wheel steering angle in the calculation with δ = 0 ° assumed which reduces the accuracy of the calculation of the trajectory but also decreases considerably.

110110
Zugfahrzeugtowing vehicle
112112
Anhängerpendant
114114
Fahrzeuggespannvehicle combination
116116
Kameracamera
118118
KnickwinkelgeberBend angle encoder
120120
Simulationsrechnersimulation computer
122122
von der Kamera erfasster Umfeldbereichfrom the camera detected environment
124124
Schnittstelle zur Busanbindunginterface to the bus connection
126126
lenkbare Räder des Fahrzeugssteerable Wheels of the vehicle
210210
erstes Element des Knickwinkelgebersfirst Element of the buckling angle sensor
212212
zweites Element des Knickwinkelgeberssecond Element of the buckling angle sensor
214214
Drehgelenkswivel
216216
Anhängerdeichseldrawbar
218218
Drehachseaxis of rotation
219219
Handgriffhandle
220220
Kupplungsdeichseldrawbar
310310
Hindernisobstacle
320320
Trajektorietrajectory
322322
Trajektorietrajectory
δδ
Radeinschlagswinkelwheel lock
γγ
Knickwinkelbending angle
lAK l AK
Abstand zwischen dem Mittelpunkt der Hinterachse desdistance between the center of the rear axle of the
Zugfahrzeugs und dem Kupplungskopf der Anhängerkupplungtowing vehicle and the coupling head of the trailer hitch
lA l A
Abstand zwischen dem Kupplungskopf der Anhängerkupplungdistance between the coupling head of the trailer hitch
und dem Mittelpunkt der Hinterachse des Anhängersand the center of the rear axle of the trailer
lF l F
Radstand des Zugfahrzeugswheelbase of the towing vehicle

Claims (13)

Vorrichtung zum Unterstützen des Fahrers eines Zugfahrzeugs (110) beim Rückwärtsrangieren mit einem Fahrzeuggespann (114), welches aus dem Zugfahrzeug (110) und einem an das Zugfahrzeug (110) angekoppelten Anhänger (112) besteht, umfassend folgende Komponenten: – Eine im Heckbereich des Anhängers (112) montierbare Kamera (116), mit der ein Abbild eines in rückwärtiger Fahrtrichtung liegenden Umfeldbereichs (122) des Anhängers (112) erfassbar ist, – einen Lenkwinkelgeber, mit dem ein Radeinschlagswinkel (δ) von lenkbaren Rädern (126) des Zugfahrzeugs (110) erfassbar ist und/oder – einen Knickwinkelgeber (118), mit dem ein Knickwinkel (γ) zwischen den Längsachsen des Anhängers (112) und des Zugfahrzeugs (110) erfassbar ist, sowie – einen Simulationsrechner (120), in dem eine Trajektorie (320) wenigstens eines Aufpunktes des Anhängers (112) aus dem Radeinschlagswinkel (δ) und/oder dem Knickwinkel (γ) berechenbar ist, – und eine Anzeigeeinrichtung, mit der das Kamerabild darstellbar ist, – wobei die mittels des Simulationsrechners (120) berechnete Trajektorie des Aufpunktes des Anhängers (120) in das Kamerabild einblendbar ist.Device for assisting the driver of a towing vehicle ( 110 ) when reversing with a vehicle combination ( 114 ), which from the towing vehicle ( 110 ) and one to the towing vehicle ( 110 ) coupled trailer ( 112 ) comprising the following components: - one in the rear of the trailer ( 112 ) mountable camera ( 116 ), with which an image of an area lying in the rearward direction ( 122 ) of the trailer ( 112 ) is detectable, - a steering angle sensor with which a wheel steering angle (δ) of steerable wheels ( 126 ) of the towing vehicle ( 110 ) is detectable and / or - a kink angle sensor ( 118 ), with which a bending angle (γ) between the longitudinal axes of the trailer ( 112 ) and the towing vehicle ( 110 ), and - a simulation computer ( 120 ), in which a trajectory ( 320 ) at least one Aufpunktes the trailer ( 112 ) can be calculated from the wheel steering angle (δ) and / or the bend angle (γ), and - a display device with which the camera image can be displayed, - wherein the means of the simulation computer ( 120 ) calculated trajectory of the Aufpunktes the trailer ( 120 ) can be faded into the camera image. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine Trajektorie (322) wenigstens eines Aufpunktes des Zugfahrzeugs (110) in dem Simulationsrechner berechenbar und in das Kamerabild einblendbar ist.Apparatus according to claim 1, characterized in that in addition a trajectory ( 322 ) at least one point of the towing vehicle ( 110 ) is calculable in the simulation computer and can be faded into the camera image. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Anzeigeeinrichtung um das Anzeigemittel eines mobilen Gerätes handelt.Device according to Claim 1 or 2, characterized in that the display device is the display means of a mobile device. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mobile Gerät den Simulationsrechner (120) enthält.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the mobile device, the simulation computer ( 120 ) contains. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Anzeigevorrichtung um einen Personal Data Assistant oder um ein Mobiltelefon handelt.Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the display device is a Personal Data Assistant or a mobile phone. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Signalaustausch zwischen wenigstens zwei ihrer Komponenten (116; 118; 120; 124) über eine Funkverbindung durchführbar ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that a signal exchange between at least two of its components ( 116 ; 118 ; 120 ; 124 ) is feasible via a radio link. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Funkverbindung um eine Bluetooth-Verbindung handelt.Device according to claim 6, characterized in that that the radio connection is a Bluetooth connection is. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Funkverbindung um eine Wireless-LAN-Verbindung handelt.Device according to claim 6, characterized in that that the wireless connection is a wireless LAN connection is. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera (116) und der Knickwinkelgeber (118) einen Funksender aufweisen, mit dem Funksignale an den Simulationsrechner (120) übertragbar sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the camera ( 116 ) and the kink angle sensor ( 118 ) have a radio transmitter, with the radio signals to the simulation computer ( 120 ) are transferable. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Simulationsrechner (120) mit einem Datenbus des Zugfahrzeugs (110) verbindbar ist, wobei über den Datenbus ein den Radeinschlagswinkel (δ) repräsentierendes Signal in dem Simulationsrechner (120) empfangbar ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the simulation computer ( 120 ) with a data bus of the towing vehicle ( 110 ) is connectable, wherein on the data bus a the Radeinschlagwinkel (δ) representing signal in the simulation computer ( 120 ) is receivable. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trajektorie (320) des Aufpunktes des Anhängers (112) und/oder die Trajektorie (322) des Aufpunktes des Zugfahrzeugs (110) in dem Simulationsrechner (120) in einer Fahrbahnebene berechenbar ist, und dass der Simulationsrechner (120) eine Transformationseinheit umfasst, mit der die in der Fahrbahnebene berechnete Trajektorie (320) in das Kamerabild projizierbar ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the trajectory ( 320 ) of the Aufpunktes of the trailer ( 112 ) and / or the trajectory ( 322 ) of the Aufpunktes of the towing vehicle ( 110 ) in the simulation computer ( 120 ) is calculable in a roadway plane, and that the simulation computer ( 120 ) comprises a transformation unit with which the trajectory calculated in the road plane ( 320 ) can be projected into the camera image. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Simulationsrechner (120) einen Speicher aufweist, in dem Geometriedaten (lA, lAK, lF) des Fahrzeuggespanns (114) speicherbar sind, wobei die Geometriedaten (lA, lAK, lF) für die Berechnung der Trajektorie (320; 322) heranziehbar sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the simulation computer ( 120 ) has a memory, in the geometry data (l A , l AK , l F ) of the vehicle combination ( 114 ), wherein the geometry data (l A , l AK , l F ) for the calculation of the trajectory ( 320 ; 322 ) can be used. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Simulationsrechner (120) ein Eingabemittel verbunden ist, über das die Geometriedaten (lA, lAK, lF) eingebbar sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that with the simulation computer ( 120 ) An input means is connected, via which the geometry data (l A , l AK , l F ) can be entered.
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