BR112020024606A2 - sistemas e métodos para apoio autônomo em recuperar um veículo para um reboque - Google Patents

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Ted Scherzinger
Yen-Lin Han
Austin Chong
Christian Heussy
Caroline Hofgaard
Oleksiy Khomenko
Pauline Shammami
Kirstin Schauble
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Abstract

SISTEMAS E MÉTODOS PARA APOIO AUTÔNOMO EM RECUPERAR UM VEÍCULO PARA UM REBOQUE. Em algumas modalidades, são fornecidas técnicas para dar ré de forma autônoma a um veículo (como um modelo Classe 8) para um reboque. Em algumas modalidades, sensores de ambiente, como sensores de imagem e sensores de alcance montado no veículo, detecta um trailer e determina as distâncias entre o reboque e o veículo, bem como ângulos relativos do reboque e do veículo. Em algumas modalidades, o veículo determina um caminho para o trailer com base nestas informações e controla de forma autônoma a frenagem, torque e/ou direção do veículo para voltar autonomamente o veículo ao longo do caminho determinado.

Description

SISTEMAS E MÉTODOS PARA APOIO AUTÔNOMO EM RECUPERAR UM VEÍCULO PARA UM REBOQUE
[001] Geralmente, os veículos têm pouca visibilidade para a parte traseira e direção e durante a viagem a visão traseira não é intuitiva. Dadas essas dificuldades, o backup é uma das tarefas mais difíceis exigidas dos motoristas de veículos. Para certos tipos de veículos, como vans de carga ou vans de caixa, essas dificuldades podem ser ampliadas devido a uma total falta de visibilidade para a traseira, juntamente com o desejo frequente de voltar o veículo para uma doca de carga ou outra localização com um alto grau de precisão. Para caminhões de classe 8 que se acoplam a reboques usando o quinto acoplamento de roda ou plataforma giratória, essas dificuldades são particularmente dificultadas devido à necessidade de volta o acoplamento a um pino mestre de reboque que pode ter três polegadas de largura ou menos, e que pode estar em alturas variáveis dependendo de uma configuração do trem de pouso do reboque. A visibilidade limitada e alturas variáveis levam a falhas frequentes de acoplamento que podem causar danos ao veículo e ao trailer.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[002] Este sumário é fornecido para apresentar uma seleção de conceitos de uma forma simplificada que são descritos abaixo na Descrição Detalhada. Este sumário não se destina a identificar as principais características do assunto, nem se destina a ser usado como um auxílio na determinação do escopo do assunto reivindicado.
[003] Em algumas modalidades, um método de retroceder automaticamente um veículo para um trailer é fornecido. Um módulo de apoio autônomo do veículo determina um trailer para o alvo. O módulo de apoio autônomo determina uma distância para o trailer, um ângulo de um eixo do trailer e um ângulo de um eixo do veículo. O módulo de apoio autônomo determina um caminho para o trailer. O módulo de apoio autônomo transmite um ou mais comandos para componentes do veículo para controlar autonomamente o veículo para trás ao longo do caminho determinado para o trailer.
[004] Em algumas modalidades, um veículo configurado para voltar autonomamente para um trailer é fornecido. O veículo compreende um módulo de controle de frenagem para controlar eletronicamente um sistema de freio; um módulo de controle de direção para controlar eletronicamente um sistema de direção; um módulo de solicitação de torque para fazer eletronicamente com o veículo produzir uma quantidade de torque; e um módulo de controle eletrônico (ECM). O ECM está configurado para determinar um trailer para o alvo; determinar uma distância para o reboque, um ângulo de um eixo do reboque e um ângulo de um eixo do veículo; determinar um caminho para o trailer; e transmitir um ou mais comandos para o módulo de controle de frenagem, o módulo de controle de direção e o nódulo de solicitação de torque para controlar de forma autônoma o veículo para recuar ao longo do caminho determinado para o trailer.
[005] Em algumas modalidades, um meio legível por computador não transitório tendo sido fornecidas instruções executáveis por computador nele armazenadas. As instruções, em resposta à execução por uma unidade de controle eletrônico (ECU) de um veículo, fazer com que o veículo para realizar ações para retroceder de forma autônoma para um trailer, as ações aumentam: determinar, pela ECU, um reboque a ser atingido; determinar, pelo ECU, uma distância para o reboque, um ângulo de um eixo do reboque e um ângulo de um eixo do veículo; determinar, pela ECU, um caminho para o reboque; e transmitindo, pela ECU, um ou mais comandos para componentes do veículo para controlar autonomamente o veículo para trás ao longo do caminho determinado para o trailer.
DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[006] Os aspectos anteriores e muitas das vantagens inerentes desta invenção irão tornam-se mais facilmente apreciados à medida que os mesmos se tornam mais bem compreendidos por referência a seguinte descrição detalhada, quando considerada em conjunto com os desenhos, em que:
A FIGURA 1 é uma vista ambiental de cima para baixo de um exemplo de modalidade de um veículo percorrendo um caminho para se acoplar a um reboque de acordo com vários aspectos da presente divulgação; As FIGURAS 2A, 2B e 2C são vistas isométricas, laterais e superiores, respectivamente, de um exemplo de corpo de um veículo de acordo com vários aspectos da presente divulgação; A FIGURA 3 é um diagrama de blocos que ilustra os componentes de um exemplo da modalidade de um veículo de acordo com vários aspectos da presente divulgação; As FIGURAS 4A-4C são um fluxograma que ilustra um exemplo de modalidade de um método de dar ré autonomamente um veículo a um trailer de acordo com vários aspectos da presente divulgação; A FIGURA 5 é um diagrama esquemático de cima para baixo que ilustra um exemplo da modalidade de uma determinação de um caminho de um local de veículo para um trailer de acordo com vários aspectos da presente divulgação; A FIGURA 6 é um fluxograma que ilustra um exemplo de modalidade de um procedimento para determinar uma localização e orientação de um objeto fora de um veículo de acordo com vários aspectos da presente divulgação; A FIGURA 7 mostra um exemplo de modalidade de uma imagem, um mapa de borda e um mapa de profundidade de acordo com vários aspectos da presente divulgação; AS FIGURAS 8A-8C são vistas laterais de um exemplo de modalidade de um veículo (por exemplo, uma unidade de trator) se aproximando de um trailer de acordo com vários aspectos da presente divulgação; AS FIGURAS 9A-9C são um fluxograma que ilustra um exemplo de modalidade de um método de manobrar autonomamente um veículo usando sensores de ambiente montados em diferentes locais no veículo de acordo com vários aspectos da presente divulgação; A FIGURA 10A é um fluxograma que ilustra um exemplo de modalidade de um método de apoio a um veículo compreendendo um dispositivo de acoplamento montado em um veículo (por exemplo, uma quinta roda) para um dispositivo de acoplamento montado em reboque correspondente (por exemplo, um pino mestre) de acordo com vários aspectos da presente divulgação; A FIGURA 10B é um fluxograma de um exemplo de modalidade de um procedimento para determinar um alvo correspondente a um dispositivo de acoplamento montado em reboque de acordo com vários aspectos da presente divulgação; A FIGURA 10C é um fluxograma que ilustra um exemplo de modalidade de um procedimento para determinar uma localização de um pino mestre de acordo com vários aspectos da presente divulgação; As FIGURAS 11 A e 11 B ilustram técnicas de digitalização de exemplo empregadas por um exemplo de modalidade de um sensor lidar que pode ser usado no método descrito nas FIGURAS 10A-10C, ou outros métodos aqui descritos, para obter informações que podem ser usadas para calcular dados de coordenadas para detectar a localização e orientação de objetos, como em superfícies de reboque e pinos-mestre, de acordo com vários aspectos da presente divulgação. A FIGURA 12 é um fluxograma que ilustra um exemplo de modalidade de um método para ajustar a altura da estrutura de um veículo de acordo com vários aspectos da presente divulgação; e A FIGURA 13 é um fluxograma que ilustra um exemplo de modalidade de um método de uso e atualizando um modelo de dinâmica de giro de veículos de acordo com vários aspectos da presente divulgação.
DESCRIÇÃO DETALHADA
[007] O que se deseja são tecnologias que ajudem os motoristas a conduzir de forma confiável esses apoios e/ou tarefas de acoplamento. Em algumas modalidades da presente divulgação, um sistema integrado é fornecido para ajudar os motoristas a voltarem veículos, inclusive para acoplar reboques. O sistema pode controlar o acelerador, engate da embreagem, frenagem, direção e altura da suspensão para recuar o veículo para acoplar a um reboque sem intervenção adicional do operador. Em algumas modalidades, o sistema pode detectar o trailer ou outros objetos usando câmeras de vídeo e sensores de profundidade incluindo, mas não se limitando a sensores e a câmeras-estéreo. Em algumas modalidades, o arranjar dos sensores permite que o sistema vá tanto para trás o veículo para o trailer à distância, mesmo quando o veículo não está alinhado com o trailer, e acompanha positivamente um pino mestre do trailer até a quinta roda do veículo. Em algumas modalidades, o feedback contínuo é fornecido a partir dos sensores de ambiente para ajudar o veículo a permanecer no caminho e acopla-se com sucesso ao trailer ou chega ao alvo do operação de apoio. Em algumas modalidades, o modelo de dinâmica de rotação do veículo pode ser detectado pelo sistema sem a necessidade de programação com o físico detido na configuração do veículo.
[008] A FIGURA 1 é uma vista ambiental de cima para baixo de um exemplo de modalidade de um veículo percorrendo um caminho para casar com um trailer de acordo com vários aspectos da presente divulgação. A FIGURA 1 ilustra um veículo (102) e um reboque (104). O veículo (102) está localizado a alguma distância na frente do reboque (104) e é deslocado lateralmente a partir do reboque (104). Para casar o veículo (102) para o reboque (104), o veículo (102) é recuado para o reboque (104) de modo que a quinta roda (103) do veículo (102) rode com um pino mestre (não ilustrado) do trailer (104). Normalmente, o veículo é apoiado de maneira que segue um caminho (110) que faz com que um eixo longitudinal (106) do veículo (102) seja alinhado com um eixo longitudinal (108) do reboque (104) antes ou após o acoplamento. Seguindo tal o caminho (110) permite que o veículo (102) e o trailer (104) viajem para frente em linha reta uma vez acoplado sem desvio significativo do reboque (1040, o que pode ser particularmente útil se o trailer (104) estiver estacionado entre outros trailers ou outros objetos. Em algumas modalidades da presente divulgação, o sistema determina automaticamente o caminho (110), e faz com que o veículo (102) se desloque automaticamente ao longo do caminho (110) e se acople ao trailer (104).
[009] FIGURAS 2A, 2B e 2C são vistas isométricas, laterais e superiores, respectivamente, de uma modalidade de exemplo de um veículo de acordo com vários aspectos da presente divulgação.
[010] Nestes ilustrativos, o veículo (102) inclui um conjunto de ambiente superior de sensores (202) (individualmente rotulados (202A) e (202B) neste exemplo), e um conjunto de sensores de ambiente (204) (individualmente etiquetados como (204A) e (204B)). As posições relativas dos sensores de ambiente superior (202) e os sensores de ambiente inferior (204) fornecem o veículo (102) com a habilidade de selecionar um conjunto de sensores que é adequado para uma ação desejada, processe como apoio para um objeto (por exemplo, um trailer (104) ou um pino mestre de um trailer). Conforme mostrado, cada conjunto de sensores de ambiente podem fornecer suas próprias vantagens para atingir diferentes tipos de objetos, diferentes partes de objetos ou objetos em diferentes locais. Por exemplo, os sensores de ambiente superior (202) podem ser usados em um processo de detecção e apoio a um trailer (104), enquanto os sensores de ambiente inferior (204) podem ser usados em um processo de detectar e recuar para um pino mestre do trailer. As vantagens relativas desta configuração e configurações alternativas, e aplicações ilustrativas de tais configurações, são descritas em mais detalhes abaixo.
[011] Muitas alternativas para a configuração ilustrada nas FIGURAS 2A, 2B e 2C são possíveis. Por exemplo, embora os sensores de ambiente ilustrados (202), (204) estejam voltados para trás para facilitar as manobras de apoio aqui descritas, voltadas para a frente ou voltadas para o lado dos sensores de ambiente também podem ser usados para outras manobras, tanto no lugar de ou em combinação com sensores de ambiente voltados para trás.
[012] Como outro exemplo, embora os sensores de ambiente (202), (204) ilustrados sejam montados nas porções traseiras do veículo (102), outras configurações de sensor (por exemplo, sensores montados no topo ou na lateral) também podem ser usadas. Essas configurações alternativas podem ser útil, por exemplo, para realizar manobras de apoio autônomo onde o olhar das linhas dos sensores ilustrados podem ser de outra forma bloqueadas por objetos, como um reboque anexado em uma combinação de trator-reboque.
[013] A FIGURA 3 é um diagrama de blocos que ilustra os componentes de um exemplo de modalidade de um veículo de acordo com vários aspectos da presente divulgação. Como mostrado, o veículo (102) inclui uma unidade de controle eletrônico (ECU) (314), um conjunto de sensores de ambiente (202), um conjunto de sensores de ambiente inferiores (204), um conjunto de sensores de estado do veículo (304) e um dispositivo de interface de operação (302).
[014] Em algumas modalidades, o conjunto de sensores de ambiente superior (202) e o conjunto de sensores de ambiente inferior (204) são posicionados conforme ilustrado nas FIGURAS 2A-2C, e podem incluir um ou mais sensores de imagem e/ou um ou mais sensores de alcance. Em algumas modalidades, o um ou mais sensores de imagem são dispositivos configurados para gerar duas imagens digital dimensional e/ou dados de vídeo, e para fornecer a imagem digital e/ou dados de vídeo para outros componentes do veículo (102). Em algumas modalidades, um ou mais sensores de imagem podem incluir uma câmera digital. Em algumas modalidades, um ou mais sensores de alcance são dispositivos configurados para escanear uma área dentro de um campo de visão dos sensores e para fornecer informações de profundidade (por exemplo, informações que representam a distância do objeto mais próximo estão na direção digitalizada) para a área digitalizada. Em algumas modalidades, um ou mais sensores de alcance podem incluir um sensor lidar, um sensor de sonar e /ou um sensor de alcance de imagem incluindo, mas não se limitando a uma câmera-estéreo, uma folha de triangulação de luz e um dispositivo, um scanner 3D de luz estruturada, uma câmera time-of-light, um interferômetro e uma câmera de abertura codificada. Em algumas modalidades, um único dispositivo (como uma câmera-estéreo) pode operar como um sensor de imagem (no sentido de que fornece imagem digital bidimensional e / ou dados de vídeo) e um sensor de alcance (na medida em que fornece um mapa de profundidade em resposta). Em algumas modalidades, a leste dois sensores de ambiente superiores são fornecidos a fim de fornecer redundância. Por exemplo, uma câmera-estéreo e um sensor lidar podem ser fornecidos para que a informação de profundidade gerada pelos dois dispositivos possa ser cruzada contra cada outro, a fim de minimizar o risco de erros sendo introduzidos por um único sensor gerando dados defeituosos. Em alguns componentes, sensores semelhantes podem ser incluídos no conjunto dos sensores de ambiente superior (202) e o conjunto de sensores de ambiente inferior (204). Em algumas modalidades, diferentes sensores podem ser incluídos no conjunto de sensores de ambiente superior (202) e o conjunto de sensores de ambiente inferior (204). Em algumas modalidades, sensores de ambiente, além dos sensores de ambiente ilustrados (202), (204) podem ser fornecidos, incluindo, mas não se limitando a sensores de ambiente que monitoram uma área na frente do veículo (102) e sensores de ambiente que monitoram áreas nas laterais do veículo (102).
[015] Em algumas modalidades, o conjunto de sensores de estado do veículo (304) inclui um ou mais dispositivos configurados para fornecer informações sobre o próprio veículo (102). Alguns exemplos não limitativos de sensores de estado do veículo (304) incluem um sensor de velocidade do motor, um freio sensor pedal, um sensor de pedal do acelerador, um sensor de ângulo de direção, um sensor de freio de estacionamento, um sensor de relação de engrenagem de transmissão, um sensor de nível de bateria, um sensor de ignição e um sensor de velocidade. A informação gerada pelos sensores de estado do veículo (304) pode ser usada em vários métodos e procedimentos descritos a seguir.
[016] Em algumas modalidades, o dispositivo de interface de operação (302) pode ser configurado para fornecer a um operador, como o motorista do veículo (102), uma interface de usuário. Em algumas modalidades, o dispositivo de interface de operação (302) pode induzir uma tela (como um vídeo monitor) para apresentar informações ao operador, podendo também incluir um ou mais dispositivos de entrada do usuário (como botões, dials ou controles deslizantes) para receber a entrada do operador. Em algumas modalidades, um único componente do dispositivo de interface de operação (302), como um touchscreen, pode apresentar informações ao operador e receber entrada do operador.
[017] Em algumas modalidades, o ECU (314) é um dispositivo de computação que está configurado para receber informações dos sensores (202), (204), (304), processar as informações e enviar comandos ou outras informações para outros componentes do veículo 102. Em algumas modalidades, o ECU (314) pode incluir um ou mais dispositivos de memória, incluindo, mas não limitado, a uma memória de acesso aleatório ("RAM") e uma leitura programável de memória apagável eletronicamente ("EEPROM") e um ou mais processadores.
[018] Conforme mostrado, o ECU (314) inclui um armazenamento de dados de modelo de veículo (318), um módulo de controle autônomo (315) e um módulo de apoio autônomo (316). Em algumas modalidades, o módulo de controle autônomo (315) está configurado para receber informações dos sensores (202), (204), (304) e para controlar automaticamente a funcionalidade do veículo (102), incluindo, mas não limitado a controlar uma altura de uma suspensão do veículo (102), controlando a direção do veículo (102), controlando o movimento para frente ou para trás do veículo (102), e controlar uma transmissão do veículo (102). Em algumas modalidades, o módulo autônomo de sistema de apoio (316) é fornecido como um subcomponente do módulo autônomo de controle (315), e é responsável por gerenciar operações de apoio autônomo. Em algumas modalidades, o módulo autônomo de sistema de apoio (316) e o módulo autônomo de controle (315) pode não ser fornecido como um módulo e submódulo e pode, em vez disso, ser fornecido como um único módulo configurado para fornecer a funcionalidade conforme descrito abaixo de ambos os módulos, ou como módulos separados.
Consequentemente, algumas modalidades podem fornecer um módulo autônomo de controle (315) sem um módulo autônomo de sistema de apoio (316), algumas modalidades podem fornecer um módulo autônomo de sistema de apoio (316) sem um módulo autônomo de controle (315) e algumas modalidades podem fornecer ambos. Em algumas modalidades, o armazenamento de dados de modelo de veículo (318) está configurado para armazenar um modelo que descreve a conversão dinâmica do veículo (102) que pode ser usada pelo módulo autônomo de controle (315) ou o módulo autônomo de sistema de apoio (316) para determinar caminhos e controlar o veículo (102) durante as operações autônomas.
[019] Como mostrado, o veículo (102) também inclui um módulo de controle de frenagem (306), um módulo de controle de direção (310), um módulo de suspensão ajustável (308) e um módulo de uma solicitação de torque (312). Em algumas modalidades, o módulo de controle de frenagem (306) é configurado para transmitir comandos a um sistema de frenagem para acionar os freios do veículo (102). O módulo de controle de frenagem (306) pode ser (ou pode incluir, ou pode ser uma parte de) um módulo de sistema de travagem anti-bloqueio (ABS). Em algumas modalidades, o módulo de controle de direção (310) é configurado para transmitir comandos a um sistema de direção para girar as rodas do veículo (102). Em algumas modalidades, o módulo de suspensão ajustável (308) está configurado para transmitir comandos para um sistema de suspensão ajustável, como um sistema de suspensão pneumática, para aumentar ou abaixar a suspensão do veículo (102). Em algumas modalidades, módulo de solicitação de torque (312) recebe solicitações de torque (por exemplo, solicitações de outros componentes do veículo (102) para o veículo produzir uma quantidade solicitada de torque a fim de, para exemplo, fazer com que o veículo (102) se mova). Em algumas modalidades, o módulo de solicitação de torque (312) pode traduzir a solicitação de torque para uma taxa de combustível e/ou outro valor a ser fornecido a uma unidade de controle do motor a fim de gerar a quantidade de torque solicitada. Em algumas modalidades, o módulo de solicitação de torque (312) pode traduzir a solicitação de torque para uma tensão ou outro valor para fornecer a um motor elétrico a fim de gerar as quantidades de torque. Em algumas modalidades, o módulo de solicitação de torque (312) pode determinar como satisfazer a solicitação de torque usando mais de uma fonte de energia, como uma combinação de um motor de combustão interno e um ou mais motores elétricos. Em algumas modalidades, o veículo (102) também pode incluir um módulo de controle de transmissão, um módulo de controle de embreagem, ou outros módulos que podem ser usados para controlar a operação do veículo (102). Esses componentes não foram ilustrados ou descritos aqui para fins de brevidade.
[020] Em geral, o termo "módulo", conforme usado neste documento, refere-se à lógica incorporada no hardware, como uma ECU, um circuito integrado de aplicação específica (ASIC) ou um arranjo de portas programáveis de campo (FPGA); ou incorporado em instruções de software executáveis por um processador de um ECU, um ASIC, um FPGA ou um dispositivo de computação, conforme descrito abaixo. A lógica pode ser escrita em uma linguagem de programação, como C, C ++, COBOL, JAVATM, PHP, Peri, HTML, CSS, JavaScript, VBScript, ASPX, HDL, Microsoft .NETTM idiomas como C # e / ou semelhantes. Um módulo pode ser compilado em programas executáveis ou escritos em linguagens de programação interpretadas. Módulos podem ser exigíveis de outros módulos ou de si próprios. Geralmente, os módulos descritos neste documento referem-se a componentes lógicos que podem ser fundidos com outros módulos, ou podem ser divididos em sub módulos. Os módulos podem ser armazenados em qualquer tipo de meio legível por computador ou dispositivo de armazenamento de computador e ser armazenado e executado por um ou mais computadores com fins gerais, criando assim um computador para fins especiais configurado para fornecer o módulo. Assim, os dispositivos e sistemas ilustrados aqui podem incluir um ou mais dispositivos de computação configurados para fornecer os módulos ilustrados, embora os próprios dispositivos não foram ilustrados em todos os casos por uma questão de clareza.
[021] Como entendido por um técnico no assunto, um "armazenamento de dados" conforme descrito neste documento pode ser qualquer dispositivo adequado configurado para armazenar dados para acesso por uma ECU ou outro dispositivo de computação. Um exemplo não limitativo de um armazenamento de dados é um sistema de gerenciamento de banco de dados relacional (DBMS) altamente confiável e de alta velocidade em execução em um ou mais dispositivos de computação e acessíveis em uma rede de alta velocidade. Outro exemplo não limitante de armazenamento de dados é um armazenamento de valor-chave. Outro exemplo não limitativo de um dado store é uma tabela de pesquisa. Outro exemplo não limitativo de armazenamento de dados é um sistema de arquivos. No entanto, qualquer outra técnica de armazenamento adequada e dispositivo capaz de rapidamente fornecer de forma confiável os dados armazenados em resposta a consultas pode ser usado. Um armazenamento de dados pode também incluir dados armazenados de forma organizada em um meio de armazenamento legível por computador incluindo, mas não ligado a uma memória flash, uma ROM e um dispositivo de armazenamento magnético. Uma habilidade comum na técnica reconhecerá que armazenamentos de dados separados aqui descritos podem ser combinados em um único armazenamento de dados, e/ou um único armazenamento de dados aqui descrito pode ser separado em múltiplos armazenamentos de dados, sem se afastar do escopo da presente divulgação.
[022] Como afirmado acima, os vários componentes ilustrados na FIGURA 3 podem comunicar-se entre si por meio de uma rede de comunicações que abrange todo o veículo. Os técnicos no assunto e outros reconhecerão que a rede de comunicações de todo o veículo pode ser implementado usando qualquer número de protocolos de comunicação diferentes, como, mas não limitado a, Society of Automotive Engineers '("SAE") J1587, SAE J1922, SAE J1939, SAE J1708, e suas combinações. Em algumas modalidades, outras tecnologias de comunicação com ou sem fio, como WIFI, Ethernet, Bluetooth ou outras tecnologias podem ser usadas para conectar pelo menos alguns dos componentes ao veículo rede de comunicação.
[023] As FIGURAS 4A-4C são um fluxograma que ilustra um exemplo de modalidade de um método de dar ré autonomamente um veículo a um trailer de acordo com vários aspectos da presente divulgação. A partir de um bloco inicial, o método (400) prossegue para o bloco (402), onde um módulo de apoio autônomo (316) do veículo (102) recebe informações de estado do veículo de um ou mais sensores de estado do veículo (304) para determinar se o veículo (102) está pronto para o apoio. Como alguns exemplos não limitativos, as informações de estado do veículo podem indicar um estado de uma chave de ignição, um estado de um freio de estacionamento, uma indicação se o veículo (102) está estacionário ou em movimento, e/ou uma indicação de se uma transmissão do veículo (102) está em marcha ré apropriada.
[024] Em seguida, no bloco de decisão (404), uma determinação é feita com base no estado de informações do veículo sobre se o veículo (102) está pronto para dar ré. Se as informações do estado do veículo indicam que o veículo (102) não está pronto para dar ré, então o resultado do bloco de decisão (404) é NÃO e o método (400) segue para o bloco (406), onde o módulo de apoio autônomo (316) faz com que um alerta seja apresentado por um dispositivo de interface de operação (302) que explica porque o veículo não está pronto para dar ré. Em algumas modalidades, o alerta apresentado pode indicar um estado do veículo que impediu o retrocesso, incluindo, mas não limitado a uma seleção de engrenagem de transmissão inadequada, um estado impróprio de uma chave de ignição, e um estado impróprio do freio de estacionamento. O método (400) então prossegue para um bloco final e termina.
[025] Retornando ao bloco de decisão (404), se a informação do estado do veículo indicar que o veículo (102) está pronto para apoio, então o resultado da decisão (404) é SIM, e o método (400) segue para o bloco (408). No bloco (408), o dispositivo de interface de operação (302) apresenta uma imagem gerada por um sensor de ambiente (202), (204) do veículo (102), em que a imagem inclui pelo menos um trailer. Normalmente, a imagem é gerada por um sensor de imagem dos sensores de ambiente superior (202), porque tal sensor pode ter o campo de visão mais útil para navegação de longa distância e seleção de um trailer. Em algumas modalidades, no entanto, um sensor de imagem incluído com os sensores de ambiente inferior (204) pode ser usado em vez disso. A decisão de usar um sensor de imagem de ambiente da parte superior (202) ou os sensores de ambiente inferiores (204) podem ser configuráveis ao operador. Para os fins deste exemplo, presume-se que haja pelo menos um reboque no campo de visão dos sensores de ambiente (202), (204) antes do método (400) começar. Caso contrário, o método (400) pode terminar neste ponto se nenhum trailer estiver visível nas imagens. Em algumas aplicações, a imagem pode representar mais de um trailer, de modo que o operador pode escolher entre reboques múltiplos. Em algumas modalidades, a imagem mostra pelo menos uma totalidade de uma superfície frontal do trailer (por exemplo, uma borda frontal esquerda e uma borda frontal direita podem ser vista na imagem). A FIGURA 7 ilustra um exemplo de modalidade de tal imagem (702), e é discutido mais abaixo.
[026] No bloco (410), o dispositivo de interface de operação (302) recebe uma seleção de um reboque na imagem de um operador. Em algumas modalidades, o operador pode posicionar uma cruz mostrando pelo dispositivo de interface de operação (302) na superfície frontal do trailer para ser selecionado. O operador pode fazer isso movendo a mira exibida com botões do dispositivo de interface de operação (302), tocando uma tela de toque, ou usando qualquer outra técnica adequada. A cruz (704) também é ilustrada em: FIGURA 7 e discutida posteriormente abaixo. Em algumas modalidades, o operador pode ser um motorista do veículo (102) ou pode, caso contrário, esteja localizado dentro de uma cabine do veículo (102) (como um passageiro ou acompanhante). Em algumas modalidades, o operador e / ou o dispositivo de interface de operação (302) pode ser localizado remotamente do veículo (102),
e o operador pode ser apresentado através da imagem dos sensores de ambiente (202), (204) por meio de uma rede de comunicação. Alternativamente, sistemas de reconhecimento de imagem implementados por computador podem ser usados para identificar automaticamente e selecionar objetos, como trailers, com base nas informações obtidas pelos sensores de ambiente. Nesta situação, a seleção do trailer pode prosseguir sem a intervenção do operador, ou um sistema de reconhecimento de imagem pode fazer uma seleção preliminar de um trailer (por exemplo, colocando inicialmente a mira em um local apropriado) e solicitar o operador para confirmar a seleção ou fazer uma seleção diferente por meio da interface de operação.
[027] Em seguida, no bloco (412), o dispositivo de interface de operação (302) transmite informações representando a seleção para o módulo de apoio autônomo (316). Em algumas modalidades, a informação que representa a seleção pode ser uma localização pixel (por exemplo, um local X e um local Y) dentro da imagem. O método 400 então prossegue para um terminal de continuação ("terminal A").
[028] Do terminal A (FIGURA 4B), o método (400) segue para o bloco (414), onde o módulo de apoio autônomo (316) usa informações de um ou mais sensores de ambientes (202), (204) para determinar se o veículo (102) pode voltar com segurança em direção ao trailer. Em algumas modalidades, as informações podem indicar se há obstruções entre o veículo (102) e o trailer. Em algumas modalidades, uma área verificada quanto a obstruções pode ser uma área diretamente entre o veículo (102) e o reboque. Em algumas modalidades, uma área verificada quanto a obstruções pode ser uma área diretamente atrás do veículo 102. Em algumas modalidades, sensores de ambiente montados para ter vistas para os lados do veículo (102) pode verificar se há obstruções laterais que podem impedir a extremidade frontal do veículo (102) balançando para fora para virar para um caminho para o trailer. Em algumas modalidades, as informações de dois ou mais sensores de ambiente
(202), (204) podem ser comparados entre si para garantir a confiabilidade das informações. Se as informações coletadas por sensores separados não concordarem, pode indicar que não é seguro prosseguir. Em algumas modalidades, a informação dos sensores de ambiente (202), (204) podem ser analisados para determinar se a informação provavelmente está incorreta. Por exemplo, se um sensor de alcance indica zero distância a um obstáculo, pode ser uma indicação de que a informação do sensor é não confiável e devem ser descartados.
[029] No bloco de decisão (416), uma determinação é feita sobre se a informação dos sensores de ambiente (202), (204) indica que o veículo (102) pode voltar com segurança em direção ao trailer. Se não (por exemplo, se uma obstrução foi detectada ou os dados dos sensores de ambiente (202), (204) não puderam ser validados cruzadamente), então o resultado da decisão do bloco (416) é NÃO, e o método (400) segue para o bloco (418), onde o módulo autônomo de apoio (316) transmite comandos para componentes do veículo para fazer com que o veículo (102) para parar. Em algumas modalidades, esses comandos podem incluir a transmissão de um comando para o módulo de controle de frenagem (306) para engatar os freios e / ou um comando para o torque solicitar módulo (312) para reduzir uma quantidade de torque gerado pelo motor. Em bloco (420), o módulo de apoio autônomo (316) faz com que um alerta seja apresentado pelo dispositivo de interface de operação (302) que explica por que não é seguro voltar. Por exemplo, o alerta pode indicar que uma obstrução foi detectada, ou pode afirmar que o ambiente dos sensores (202), (204) não estão gerando dados confiáveis. O método (400) então prossegue para um termina o bloco e termina. O operador pode, neste ponto, resolver o problema de segurança e reiniciar o método (400).
[030] Retornando ao bloco de decisão (416), se as informações dos sensores de ambiente (202), (204) indicam que o veículo (102) pode voltar com segurança para o trailer, então o resultado do bloco de decisão (416) é SIM, e o método (400) segue para o bloco de procedimento (422). No bloco de procedimento (422), o módulo de apoio autônomo (316) determina uma distância para o trailer, um ângulo de um eixo longitudinal do trailer e um ângulo de um eixo longitudinal do veículo (102). Qualquer procedimento adequado pode ser usado no bloco de procedimento (422), incluindo, mas não limitado ao procedimento ilustrado na FIGURA 6 e descrito em detalhes abaixo. Em algumas modalidades, o procedimento denominado no bloco de procedimento (422) é fornecido informações dos sensores de ambiente (202), (204), como uma imagem e um mapa de profundidade, bem como a localização da cruz ou outro indicador do local selecionado na imagem pelo operador. Em algumas modalidades, o procedimento retorna a distância até o trailer e o ângulo dos eixos. Em algumas modalidades, a distância e ângulos podem ser especificados em relação a um sistema de coordenadas que coincidem com o solo e tem uma origem localizada no centro da face frontal do trailer, um eixo X5 se estendendo perpendicular da face frontal do trailer ao longo do eixo longitudinal do trailer, um eixo Y se estendendo ao longo da face frontal do trailer, e um eixo Z se estendendo perpendicular ao solo.
[031] No bloco de decisão (424), uma determinação é feita em relação ao veículo (102) quando chegou ao trailer. Em algumas modalidades, um sensor de ambiente (202), (204), como um sensor de alcance pode detectar que uma parte traseira do veículo (102) chegou dentro de uma distância predeterminada da superfície frontal do reboque para determinar que o veículo (102) chegou. Esta distância pré-definida pode ser suportada pelo operador. Em algumas modalidades, o veículo (102) pode ser considerado como tendo "chegado" uma vez que seja apropriado entregar o controle da operação autônoma para outros sensores ou sistemas de controle, tal como ilustrado nas FIGURAS 9A-C e discutido mais abaixo. Se for determinado que o veículo (102) chegou ao trailer, então o resultado do bloco de decisão (424) é SIM e o método (400) prossegue para um bloco final e termina. De outra forma, se o resultado do bloco de decisão (424) é NÃO e o método (400) segue para o bloco (426).
[032] No bloco 426, o módulo de apoio autônomo (316) determina um caminho para o trailer.
Conforme observado acima, com respeito aos valores de retorno do procedimento executado no bloco de procedimento (422), o cálculo do caminho pode assumir um sistema de coordenadas, como um sistema de coordenadas cartesianas com um eixo X paralelo ao comprimento do trailer e uma origem em, ou ligeiramente à frente de um centro da face do traçador.
Em algumas modalidades, o caminho pode ser descrito por uma função polinomial de múltiplas ordens.
A posição do veículo (102) ao longo do caminho pode ser dado em termos de parâmetros que indicam uma distância, um ângulo de um eixo longitudinal do veículo (102) e um ângulo de um componente do veículo (102) (tal como a quinta roda ou um sensor de ambiente (202), (204)) para o sistema de origem da coordenada.
Usando estes termos e a distância entre eixos do veículo (102) (por exemplo, uma distância entre um eixo dianteiro e um eixo traseiro do veículo (102)), o método (400) pode determinar as coordenadas do eixo dianteiro e do eixo traseiro dentro do sistema de coordenadas.
Em algumas modalidades, a distância entre eixos do veículo (102) pode ser determinada a partir do modelo armazenado no armazenamento de dados do modelo do veículo (318). Usando as coordenadas do eixo traseiro e/ou o eixo dianteiro como constantes dentro do sistema de coordenadas, o caminho do veículo (102) para o trailer é calculado.
Em algumas modalidades, outras coordenadas podem ser usadas em vez das coordenadas do eixo traseiro e/ou do eixo dianteiro, incluindo, mas não se limitando a coordenadas de rodas individuais do veículo (102). A FIGURA 5 é um diagrama esquemático de cima para baixo que ilustra um exemplo de modalidade de uma determinação de um caminho de uma localização de veículo para um trailer de acordo com vários aspectos da presente divulgação.
Como mostrado, o caminho (506) do veículo (102) para o reboque (104) é uma combinação de um de um termo de segunda ordem (502) e um termo de terceira ordem (504) de uma função polinomial de terceira ordem.
[033] Voltando à FIGURA 4B, o método (400), então, prossegue para um terminal de continuação ("terminal B") e do terminal B (FIGURA 4C), o método (400) segue para o bloco (428), onde o módulo de apoio autônomo (316) usa um modelo dinâmico do veículo de viragem para determinar se o caminho exige uma curva mais fechada do que o raio mínimo de viragem do veículo (102). Em algumas modalidades, o modelo pode ser recuperado do armazenamento de dados do modelo do veículo (318). O modelo pode especificar vários parâmetros que descrevem a dinâmica de rotação do veículo, incluindo, mas não se limitando a um comprimento de distância entre eixos, uma largura da pista do eixo de um raio de atrito e um ângulo máximo de direção. Esses fatores podem ser usados para determinar um raio de giro mínimo do veículo (102). Uma expansão em série de Taylor da curvatura do caminho determinado no bloco (426) pode ser tomada e comparada com termos de potência para determinar se o caminho exigirá uma curva mais acentuada do que o radio da curva mínima.
[034] Por exemplo, em algumas modalidades, pelo menos uma das seguintes equações pode ser usado:
[035] No bloco de decisão 430, uma determinação é feita sobre se o caminho é aceitável. Em algumas modalidades, esta determinação pode ser baseada em se são todos maiores que o raio mínimo de giro. Em algumas modalidades, a determinação também pode incluir uma verificação de ambiente que inclui a verificação de áreas através das quais a frente do veículo (102) sairá para desviar ao longo do caminho para obstáculos. E se o caminho é determinado como não aceitável (por exemplo, o caminho requer uma curva que é menor do que o raio de rotação mínimo), então o resultado do bloco de decisão (430) é NÃO, e o método (400) prossegue para o bloco (432), onde o módulo de apoio autônomo (316) transmite comandos aos componentes do veículo para fazer com que o veículo (102) pare. Esses comandos são semelhantes aos comandos transmitidos no bloco (418) e descritos acima. No bloco (434), o módulo de apoio autônomo (316) faz com que um alerta seja apresentado pela interface de operação do dispositivo (302) que explica que o caminho não pode ser percorrido. Em algumas modalidades, o alertar pode incluir o motivo pelo qual o caminho não pode ser percorrido, como o caminho que exigem voltas que são muito apertadas ou uma obstrução presente. Em algumas modalidades, o alerta pode incluir orientação para resolver o problema, incluindo, mas não se limitando a mover o veículo (102) mais longe do reboque ou movendo o veículo (102) para ficar mais alinhado ao eixo longitudinal do reboque. O método (400), então, prossegue para um bloco final e termina.
[036] Retornando ao bloco de decisão (430), se for determinado que o caminho é aceitável, então, o resultado do bloco de decisão (430) é SIM e o método (400) segue para o bloco (436). No bloco (436), o módulo de apoio autônomo (316) usa o modelo para determinar comandos para componentes do veículo (102) para fazer com que o veículo (102) se desloque ao longo do caminho, e no bloco (438), o módulo de apoio autônomo (316) transmite os comandos para os componentes do veículo (102). Por exemplo, o módulo de apoio autônomo (316) pode determinar uma quantidade que o veículo (102) deve girar no ponto atual no caminho, determine um ângulo de direção para fazer com que o veículo (102) gire a essa taxa determinada, e transmitir um comando para o módulo de controle de direção (310) para implementar o ângulo. Como outro exemplo, o módulo de apoio autônomo (316) pode transmitir um comando para o módulo de solicitação de torque (312) para aumentar a velocidade para mover o veículo (102) uma vez que o ângulo de direção é definido. Como outro exemplo, o módulo de apoio autônomo (316) pode transmitir o comando a uma embreagem (não retratada) para engatar a transmissão a fim de fazer com que o veículo (102) comece a se mover. Como outro exemplo, o módulo de apoio autônomo (316) pode transmitir um comando para o módulo de controle de frenagem (306) para liberar ou caso contrário, controlar os freios.
[037] Em algumas modalidades, a fim de facilitar o controle, o suporte do o módulo de apoio autônomo (316) implementa um aplicativo C ++ que lida com o envio e recebimento de mensagens em uma rede de comunicação do veículo, como o barramento CAN J1939. Esses fios se comunicam entre o módulo de apoio autônomo (316) e vários outros componentes. Esses tópicos podem separadamente de um programa principal do módulo de apoio autônomo (316) e pode utilizar variáveis atômicas para se comunicar de volta e quatro.
[038] Em algumas modalidades, um primeiro fio pode lidar com a comunicação com o sistema de módulo de controle de direção (310). Uma vez inicializado, o segmento pode manter a comunicação constante com o módulo de controle de direção (310). A linha envia comandos de direção em intervalos, atualizando a mensagem quando um novo ângulo de direção é especificado pelo programa principal. Os outros fios usados para controlar a frenagem e a velocidade do veículo (102) podem funcionar em uma maneira similar. As mensagens individuais podem ser lidas no barramento de dados a qualquer momento, sem exigindo seu tópico independente. Por conseguinte, em algumas modalidades, os comandos recebidos do operador, como pressionar um pedal de freio, pode substituir os comandos gerados pelo módulo de apoio autônomo (316). Em tais situações, o método (400) pode continuar a operar, mas pode pausar enquanto o comando de compensação está sendo emitido. Por exemplo, o procedimento de apoio autônomo pode pausar enquanto um pedal de freio está sendo pressionado e pode reiniciar assim que o pedal do freio for liberado.
[039] O método (400) então prossegue para um terminal de continuação ("terminal A"), onde faz um loop de volta para uma parte anterior do método
(400) em ordem para implementar um loop de controle. Dentro do circuito de controle e conforme descrito acima, o método 400 repete as etapas de verificar a localização, fazer verificações de segurança, calcular um caminho a partir da localização atual, determinar que o caminho está livre e pode ser percorrido e determinar / transmitir comandos para manter o veículo no caminho. Eventualmente, o loop de controle sai quando o veículo (102) é determinado como tendo chegado ao reboque no bloco de decisão (424) ou quando um estado de erro ocorre.
[040] Em algumas modalidades, o circuito de controle incluiria manter a mira no trailer. Ou seja, no bloco (410), o operador forneceu uma seleção de um local na superfície do trailer dentro da imagem apresentada na interação do operador pelo dispositivo (302). Conforme o veículo (102) viaja no caminho e começa a virar, o trailer irá mover dentro da imagem. Por conseguinte, antes do bloco de procedimento (422), o método (400) pode certificar-se de que a mira ou outra indicação da superfície do trailer selecionada permaneça localizado na superfície do trailer, ou pelo menos entre as bordas detectadas pelo procedimento chamado no bloco de procedimento (422). Em algumas modalidades, o procedimento chamado por procedimento do bloco (422) pode centralizar automaticamente o local selecionado entre as bordas detectadas de cada vez que é chamado em ordem para garantir que o local selecionado permaneça na superfície.
[041] O método (400) ilustrado e discutido acima se refere a dar ré em um veículo (102) para um trailer. No entanto, técnicas semelhantes podem ser usadas para dar ré em um veículo (102) a qualquer outro objeto alvo que pode ser detectado pelos sensores de ambiente (202), (204). Para ser detectado pelos sensores de ambiente (202), (204), o objeto alvo deve incluir uma superfície que tem uma aresta esquerda e uma aresta direita que flanqueia uma localização selecionável em uma superfície e pode ser detectada via detecção de borda ou descontinuidades de profundidade, conforme discutido mais abaixo. Por exemplo, semelhantes técnicas podem ser usadas para dar ré em um veículo até um objeto alvo que é uma doca de carregamento, um cais de carga, nivelador de doca, porta de garagem, área coberta por para-choques de uma cor que contrasta com a parede, uma área de parede entre duas linhas pintadas, ou outro veículo. Porque as descontinuidades de profundidade podem ser usadas para detectar as bordas, a falta de uma superfície ou superfície distante pode ser selecionável também, como selecionar o final de um beco (onde paredes de beco formam as bordas detectáveis) e usando o método (400) para dar ré no veículo (102) tanto para fora ou para dentro do beco.
[042] A FIGURA 6 é um fluxograma que ilustra um exemplo de modalidade de um procedimento para determinar a localização e orientação de um objeto fora de um veículo de acordo com vários aspectos da presente discussão. O procedimento (600) é um exemplo de um procedimento que pode ser usado no bloco de procedimento (422) da FIGURA 4B como discutido acima. O procedimento (600) também é um exemplo de um procedimento que pode ser usado no procedimento dos blocos (1302) e (1308) da FIGURA 13. Alguns desses blocos de procedimento (422), (1302), (1308), podem referir-se à determinação de uma localização e orientação de um objeto específico, como um trailer, mas o procedimento (600) pode ser usado para detectar qualquer objeto para o qual os sensores de ambiente pode encontrar uma superfície detectando bordas ou descontinuidades de profundidade.
[043] A partir de um bloco inicial, o procedimento (600) avança para o bloco (602), onde o módulo de apoio autônomo (316) cria um mapa de borda de uma imagem recebida de um sensor de ambiente (202), (204). Normalmente, a imagem é recebida de uma câmera e os pixels da imagem codificam uma representação visual do campo de visão da câmera. O mapa de borda é uma matriz de valores que indicam a presença ou ausência de uma borda (ou uma luminosidade ou outra descontinuidade) em um pixel correspondente da imagem. O mapa de borda pode ser criado pelo processamento da imagem usando um algoritmo de detecção de borda. Exemplos de algoritmos de detecção de borda incluem, mas não estão limitados, detecção de borda Canny, detecção de borda Deriche, o detecção de borda diferencial, filtros Sobel, operações Prewitt e operadores cruzados Roberts. No bloco (604), o módulo de apoio autônomo (316) recebe uma seleção de um local dentro da imagem que indica uma superfície do objeto. A superfície pode ser qualquer parte do objeto com uma borda esquerda e uma borda direita quando medido a partir do local selecionado, ou descontinuidades de profundidade à esquerda e à direita do local selecionado. Em algumas modalidades, a seleção do local dentro da imagem pode ser fornecida pelo usuário ao dispositivo de interface de operação (302) e fornecida para o procedimento (600) na chamada inicial para o procedimento (600).
[044] FIGURA 7 mostra um exemplo de uma imagem (702) processada no bloco (602). A imagem (702) mostra uma cena que inclui um trailer visto de um sensor de ambiente superior (202) de um veículo (102). Visível na parte inferior da imagem (702) é uma porção da traseira (701) do veículo (102). Conforme ilustrado, a parte traseira (701) do veículo (102) é mostrada na parte inferior direita da imagem (702). Em algumas modalidades, a parte superior do sensor de ambiente (202) pode ser centralizada na parte traseira do veículo (102) e, portanto, a parte traseira (701) apareceria no meio da imagem (702). Dê o espaço limitado disponível no desenho, a imagem (702) ilustrada representa uma imagem que foi recortada para uma parte relevante para poder ilustrar com mais detalhes. Como mostrado, a mira (704) indica um local indicado pelo operador como sendo na superfície do trailer. As imagens apresentam uma borda frontal esquerda (706) e uma borda frontal direita (708) do trailer, bem como uma borda esquerda (712) do trailer. O trailer é retratado contra um fundo (710) que é alguma distância atrás do trailer.
[045] A FIGURA 7 também mostra um exemplo de um mapa de borda (703) criado a partir da imagem (702). O mapa de borda (703) é uma grade de valores que corresponde a píxels da imagem (702). Os valores são "0" se uma borda não foi detectada no pixel correspondente, e "1" se uma aresta é detectada no pixel correspondente. Os retículos (718) indicam o ponto correspondente no mapa de borda (703) como a mira (704) na imagem (702), para referência.
[046] Voltando à FIGURA 6, no bloco (606), o módulo de apoio autônomo (316) determina uma borda esquerda da superfície à esquerda do local dentro da imagem, e no bloco (608), o módulo de suporte autônomo (316) determina uma borda direita da superfície para à direita do local na imagem. Em algumas modalidades, a borda esquerda pode ser encontrada começando no local selecionado no mapa de bordas e movendo-se para a esquerda no mapa de arestas até que uma aresta seja encontrada. Da mesma forma, a borda direita pode ser encontrada começando na localização selecionada no mapa de arestas, e movendo-se para a direita no mapa de arestas até uma aresta seja encontrada. Em algumas modalidades, se forem encontrados vários pixels contíguos que incluem bordas, a borda pode ser identificada no último pixel encontrado que inclui uma borda. Como mostrado no mapa de borda (703) da FIGURA 7, começando na mira (704), a borda esquerda (716) são encontrados dois pixels à esquerda da mira 704, e a borda direita (714) são encontradas três pixels à direita da mira (704).
[047] Em seguida, no bloco (610), o módulo de apoio autônomo (316) usa localizações da esquerda na borda (716) e a borda direita (714) dentro da imagem para encontrar a distância para a borda esquerda e a borda direita em um mapa de profundidade (705) correspondente à imagem. Uma vez que os locais dentro do mapa de profundidade são determinados, as profundidades indicadas no mapa de profundidade podem ser usadas para determinar a distância para a borda esquerda e a borda direita. Por exemplo, o mapa de profundidade (705) indica que a borda esquerda (720) está a "14" unidades de distância, enquanto a borda direita (722) está a "16" unidades de distância.
[048] Em algumas modalidades, as bordas detectadas (716), (714) podem ter referências cruzadas contra informações de um mapa de profundidade, a fim de determinar se as bordas detectadas indicam os cantos do objeto selecionado. A FIGURA 7 também ilustra uma porção de um mapa de profundidade (705) que corresponde ao mapa de borda (703). O mapa de profundidade (705) corresponde aos pixels do mapa de borda (703) dentro da caixa de chamada ilustrada, e corresponde à parte da imagem (702) que inclui a superfície frontal do trailer. Os valores nos pixels do mapa de profundidade (705) indicam uma distância medida entre o sensor de profundidade e o objeto detectado em modalidades nas quais a informação de borda é cruzada com as informações do mapa de profundidade, a descontinuidade de profundidade em qualquer lado da borda (por exemplo, indo de 16 para 14 em ambos os lados do local 720 que corresponde à esquerda da borda (716), e indo de 16 a 30 em cada lado da localização (722) que corresponde à borda direita (714)). Essas descontinuidades de profundidade ajudam a confirmar que a borda esquerda e direita borda do trailer foram detectadas. Em algumas corporificações, as informações apenas do mapa de profundidade (705) ou apenas o mapa de borda (703) pode ser usado para confirmar a localização da borda esquerda e borda direita.
[049] No bloco (612), o módulo de apoio autônomo (316) usa as localizações da borda do lado esquerdo e a borda direita dentro da imagem para determinar uma orientação de um eixo do veículo em relação ao objeto. Por exemplo, a FIGURA 7 mostra uma distância (724) entre um lado esquerdo da imagem e a borda esquerda (706) do trailer. Supondo que um centro do campo de visão do sensor (202), (204) está alinhado com o eixo longitudinal do veículo (102), a distância (724) corresponde a um ângulo entre os eixos longitudinais do veículo (102) e a borda esquerda (706) do reboque. Em algumas modalidades, ângulos para ambos a borda esquerda e a borda direita podem ser determinadas. Em algumas modalidades, uma média do ângulo para a borda esquerda e a borda direita pode ser determinada a fim de determinar um ângulo para a linha média do trailer. A orientação do eixo longitudinal do veículo (102) em relação ao reboque (104) é ilustrado como o ângulo (512) na FIGURA 5.
[050] No bloco (614), o módulo de apoio autônomo (316) usa as localizações do lado esquerdo da borda e borda direita dentro da imagem e as distâncias da aresta entre as bordas esquerda e direita para determinar a distância ao objeto. Em outras palavras, o módulo de apoio autônomo (316) pode determinar a que distância o veículo (102) está do objeto, ou onde o veículo (102) está localizado no sistema de coordenadas centralizado na superfície frontal do reboque, usando esses valores.
[051] No bloco opcional (616), o módulo de apoio autônomo (316) usa a distância para a borda esquerda e a borda direita para determinar uma orientação de um eixo longitudinal do objeto em relação ao veículo. O bloco opcional (616) é considerado opcional porque, em algumas modalidades, a orientação do objeto pode não ser relevante para o caminho, e em vez disso, o caminho pode ser planejado diretamente para o objeto, sem considerar também o alinhamento dos eixos do veículo (102) e o objeto após a chegada. Na FIGURA 5, o ângulo (510) representa a orientação do eixo longitudinal do reboque (104) em relação ao veículo (102).
[052] O procedimento (600) então prossegue para um bloco de saída e termina, retornando a orientação do veículo (102) em relação ao objeto, as distâncias ao objeto, e (opcionalmente) a orientação do eixo longitudinal do objeto como resultado do procedimento (600).
[053] As FIGURAS 8A-8C são vistas laterais de um exemplo de modalidade de um veículo (por exemplo, uma unidade de trator) se aproximando de um reboque de acordo com vários aspectos da presente divulgação. Como mostrado, o veículo (102) está de costas para um trailer 04 que compreende um pino mestre (806) para facilitar acoplar a quinta roda (103) do veículo ao pino mestre. Como mostrado, a quinta roda (103) tem a forma de ferradura configurada para receber o pino mestre durante o acoplamento. A quinta roda (103) pode permanecer em uma posição fixa durante a operação, ou pode ser ajustável (por exemplo, por rotação ou inclinação). O veículo (102) inclui um conjunto de sensores de ambiente superior (202) (por exemplo, sensor de câmera estéreo superior (202B) e sensor superior 202B), bem como um conjunto de sensores de ambiente inferior (204) (por exemplo, sensor de câmera estéreo (204B) e lidar inferior sensor (204A)). No entanto, deve ser entendido a partir da presente descrição que os conjuntos de sensores de ambiente superior e de 1 metro não precisam incluir vários sensores, por exemplo, em situações em que medições redundantes não são necessárias.
[054] Os conjuntos de sensores de ambiente podem ser usados juntos ou independentemente, dependendo de fatores como a distância do veículo (102) do alvo. Em uma implementação, os sensores de ambiente superior (202) são posicionados para fornecer visão de longo alcance vs do reboque (104) e correspondentes determinações de distância e orientação, enquanto os sensores de ambiente (204) estão posicionados para fornecer vistas do reboque (104) ou características de porções inferiores do reboque, como o pino mestre (806). Esses conjuntos de sensores podem ser usados em combinação para fornecer confinação de medições, ou os conjuntos de sensores podem ser usados seletivamente para diferentes tipos de movimentos autônomos do veículo, conforme descrito em mais detalhes abaixo.
[055] As FIGURAS 9A-9C são um fluxograma que ilustra um exemplo de modalidade de um método de manobrar autonomamente um veículo usando sensores de ambiente montados em diferentes locais no veículo de acordo com vários aspectos da presente divulgação. A partir de um bloco inicial, o método (900) segue para os blocos (902), (904), (906) para determinar se o veículo (102) está pronto para manobrar e toma as medidas apropriadas, conforme descrito acima com referência às etapas (402), (404), (406) na FIGURA 4A. Se as informações do estado do veículo indicam que o veículo (102) está pronto para manobrar no bloco (904), o método (900) segue para o bloco (908). No bloco (908), o módulo de controle autônomo (315) calcula os dados da primeira coordenada com base em informações (por exemplo, informações de profundidade ou valores de distância) recebidos de um primeiro conjunto de um ou mais sensores de ambiente (por exemplo, sensores de ambiente superiores
(202)) montado em uma primeira porção do veículo (102) (por exemplo, uma porção superior da parte traseira do veículo, tal como a porção de cabine mostrada nas FIGURAS 8A-8C). No bloco (910), o módulo de controle autônomo (315) determina, com base pelo menos em parte dos dados na primeira coordenada, um primeiro alvo em um primeiro local. Por exemplo, o módulo de controle autônomo (315) pode detectar a superfície frontal de um reboque (104) usando técnicas aqui descritas e definir o alvo naquele local. Em seguida, no bloco (912), o módulo de controle autônomo (315) determina um primeiro caminho para manobrar o veículo (102) para o primeiro local (por exemplo, usando técnicas aqui descritas). O método (900) então prossegue para um período de continuação ("terminal C").
[056] A partir do terminal C (FIGURA 9B), o método (900) segue para os blocos (914), (916), (918), (920) para determinar se o veículo (102) pode manobrar com segurança em direção ao alvo e leva etapas apropriadas, que podem ser semelhantes às etapas descritas acima com referência a FIGURA 4A. Se o veículo (102) puder voltar com segurança para o reboque (104), o método (900) prossegue para o bloco de procedimento (922). No bloco de procedimento (922), o controle módulo de controle autônomo (315) determina os primeiros comandos para os componentes do veículo (102) para controlar autonomamente o veículo para manobrá-lo ao longo do caminho determinado até a primeira localização (por exemplo, usando técnicas aqui descritas). No bloco de procedimento (924), o módulo de controle autônomo (315) transmite esses comandos para os componentes do veículo (102) (por exemplo, usando técnicas aqui descritas), que fazem com que o veículo se mova ao longo do caminho determinado.
[057] No bloco de decisão (926), é feita uma determinação sobre se o veículo (102) chegou ao primeiro alvo. Por exemplo, o módulo de controle autônomo (315) pode determinar que a traseira do veículo (102) chegou dentro de uma distância predeterminada da superfície frontal de um trailer (104). A determinação da chegada pode fazer com que o módulo de controle autônomo
(315) para selecionar um conjunto diferente de sensores para manobras adicionais, como descrito em detalhes abaixo.
[058] Se for determinado que o veículo (102) chegou ao trailer (104), método (900) prossegue para um terminal de continuação ("terminal D"). De outra forma, o método (900) retorna para o bloco (914) para continuar manobrando com segurança o caminho para o primeiro local.
[059] A partir do terminal D (FIGURA 9C), o método (900) prossegue com uma segunda fase da manobra em que o módulo de controle autônomo obtém e atua sobre as informações recebidas de um segundo conjunto de sensores ambientais. Especificamente, no bloco (928), o módulo de controle autônomo (315) calcula os dados da segunda coordenada com base na informação (por exemplo, valores de distância) recebidos de um segundo conjunto de um ou mais sensores de ambiente (por exemplo, sensores de ambiente inferiores (204)) montados em uma porção diferente do veículo (102) (por exemplo, uma porta da parte traseira do veículo, como mostrado nas FIGURAS 8A-8C). Em bloco (930), o módulo de controle autônomo (315) determina, com base pelo menos em parte dos dados de segundos coordenadas, um segundo alvo (por exemplo, o pino mestre (806) de um trailer (104)) em uma segunda localização. Em seguida, no bloco (932), o módulo de controle autônomo (315) determina um caminho para manobrar o veículo (102) para o segundo local (por exemplo, usando técnicas aqui descritas). No bloco de procedimento (934), o módulo de controle autônomo (315) determina segundos comandos para componentes do veículo (102) para controlar autonomamente o veículo para manobrá-lo ao longo do caminho determinado para a segunda localização (por exemplo, usando técnicas aqui descritas). No bloco de procedimento (936), o módulo de controle autônomo (315) transmite esses comandos para os componentes do veículo (102) (por exemplo, usando técnicas descritas aqui), que fazem com que o veículo se mova ao longo do caminho determinado.
[060] No bloco de decisão (938), uma determinação é feita em relação ao veículo (102) chegou ao segundo alvo. Por exemplo, o módulo de controle autônomo (315) pode determinar que a primeira roda (103) do veículo (102) chegou dentro de uma distância predeterminada (806) de um reboque (104). Se for determinado que o veículo (102) chegou ao segundo local, o método (900) prossegue para um bloco final e termina. Caso contrário, o método (900) retorna ao bloco (928) para continuar a manobrar com segurança ao longo do caminho para o segundo local.
[061] Com referência novamente ao exemplo mostrado nas FIGURAS 8A-8C, a câmera estéreo superior (202B) obtém informações de imagem com um campo de visão (802B) que tem um ângulo (identificado como A) e um ângulo horizontal (não mostrado nesta vista) para obter informações de profundidade conforme descrito acima. Esta informação pode ser usada para determinar a distância para a orientação da superfície frontal do reboque (104), conforme descrito acima. Estas determinações podem ser confirmadas, conforme desejado ou exigido por regulamento, por outros sensores, como o sensor superior (202A).
[062] A tecnologia Lidar usa lasers para emitir pulsos de luz laser e detectar retornos (por exemplo, via retroespalhamento) desses pulsos à medida que interagem com objetos ou substâncias. Lidar tem muitas aplicações, como localização de alcance e mapeamento de terreno, que envolvem a detecção de reflexos de objetos ou materiais opacos. Porque a velocidade da luz é conhecida constante, o tempo que decorre entre um pulso e um retorno correspondente pode ser usado para calcular a distância entre o sensor e um objeto ou substância. Porque a posição e orientação do sensor lidar também são conhecidas, os valores obtidos pelo sensor lidar pode ser fornecido como entrada para algoritmos que implementam funções trigonométricas para detectar a posição e a forma dos objetos. Os sensores Lidar descritos neste documento incluem um ou mais scanners a laser que desliga os pulsos de laser do veículo e detecta o tempo e potencialmente outras características (como um ângulo) dos retornos desses pulsos. O número de pulsos e retornos podem variar dependendo da implementação, de modo que diferentes taxas de amostragem são possíveis. Por exemplo, as medições podem ser feitas a uma taxa de 1 Hz a 100 Hz, por exemplo, Hz. Além disso, a geometria de tais pulsos (por exemplo, digitalização 2D, digitalização 3D ou algumas combinações) podem variar dependendo do tipo de sensores usados.
[063] Com referência novamente ao exemplo mostrado nas FIGURAS 8A-8C, os sensores lidar (202A), (204A) são sensores LIDAR de varredura horizontal 2D. O sensor lidar superior (202A) é orientado de modo que os pulsos de laser (802A) sejam emitidos em um plano que é substancialmente paralelo (por exemplo, dentro de 5 graus) aos eixos longitudinais do veículo, ao passo que o sensor LIDAR inferior (204A) é orientado em um ângulo para cima (por exemplo, 45 graus de horizontal). Este ângulo ascendente permite que o sensor lidar (204A) obtenha medições em duas dimensões (por exemplo, o plano X-Y). Este arranjo é útil para, por exemplo, detectar a elevação do trailer (104) ou pino mestre (806) (medidas de dimensão Z), bem como a distância do pino mestre (806) da superfície frontal do reboque (104) (medidas na dimensão X).
[064] A FIGURA 10A é um fluxograma que ilustra um exemplo de modalidade de um método de dar ré em um veículo (102) compreendendo um dispositivo de acoplamento montado em veículo (por exemplo, uma quinta roda) a um dispositivo de acoplamento em reboque correspondente (por exemplo, um pino mestre) de acordo com vários aspectos da presente divulgação. Embora os exemplos aqui descritos sejam direcionada a uma combinação trator-reboque Classe 8 em que uma quinta roda da unidade de trator acopla a um pino mestre de um semirreboque, esses exemplos também são aplicáveis a outros tipos de combinações de veículo-reboque, como um caminhão-plataforma ou caminhonete com uma quinta roda de acoplamento a um pino mestre montado em um trailer recreativo. Além disso, esses exemplos são também aplicável a veículos e reboques que empregam diferentes tipos de dispositivos de acoplamento, como um engate com um acoplamento de bola de reboque a um acoplador ou montagem de pescoço de ganso de um reboque, um gancho de reboque acoplado a um laço de reboque, ou um anel de luneta acoplado a um gancho de gancho.
[065] De um bloco de partida, o método (1000) segue para o bloco de procedimento (1002), onde um procedimento é realizado, em que o módulo de apoio autônomo (316) determina um alvo correspondente ao dispositivo de engate montado em reboque. Qualquer procedimento adequado pode ser usado no bloco de procedimento (1002), um exemplo do qual é ilustrado na FIGURA 10B.
[066] Uma vez que o alvo h foi determinado, no bloco (1004) o módulo de apoio autônomo (316) determina um caminho para manobrar o veículo (102) para o alvo (por exemplo, usando técnicas aqui descritas) e alinhar o dispositivo de acoplamento montado no veículo com o dispositivo de acoplamento montado em reboque. Se necessário, o método (1000) pode incluir verificações de segurança para determinar se o veículo (102) pode manobrar com segurança em direção ao alvo (ver, por exemplo, a FIGURA 4A). O método (900), então, segue para o bloco (1006), onde o módulo de apoio autônomo (316) determina comandos para componentes do veículo (102) para controlar autonomamente o veículo para manobrá-lo ao longo do caminho determinado até o alvo. No bloco (1008), o módulo de apoio autônomo (316) transmite esses comandos para os componentes do veículo (102), o que faz com que o veículo recue em direção ao alvo.
[067] No bloco de decisão (1010), o módulo de apoio autônomo (316) determina se o veículo (102) chegou ao alvo. Por exemplo, o módulo de apoio autônomo (316) pode determinar que o dispositivo de acoplamento montado no veículo chegou dentro de uma distância pré-determinada do dispositivo de engate montado em reboque. A determinação de chegada pode fazer com que o módulo de apoio autônomo (316) faça cálculos adicionais ou ajustes, como onde ajustes verticais podem ser necessários para alinhar verticalmente uma quinta roda com pino mestre para acoplamento. Nesta situação, o método (1000) pode prosseguir para o bloco opcional (1012), onde o módulo de apoio autônomo (316) calcula uma elevação do dispositivo de engate montado em reboque em relação ao engate montado no dispositivo do veículo.
O método (1000) pode então prosseguir para o bloco opcional (1014) no qual o módulo de apoio autônomo (316) determina uma quantidade de ajuste, com base na elevação calculada, para elevar ou abaixar o quadro (por exemplo, usando o módulo de suspensão ajustável (308)) do veículo (102) para facilitar o acoplamento adequado.
O módulo de apoio autônomo (316) pode, então, transmitir comandos para o módulo de suspensão ajustável (308) para que aumente ou diminua o trame pelo valor de ajuste.
Os blocos (1012) e (1014) são ilustrados como opcional porque em algumas modalidades, os ajustes de elevação ou altura podem não ser necessário para acoplar com sucesso o dispositivo de engate montado no veículo e o dispositivo de engate montado no reboque.
O método (1000) então prossegue para um bloco final e termina.
A FIGURA 10B apresenta um gráfico de um exemplo de modalidade de um procedimento para determinar um alvo correspondente a um dispositivo de acoplamento montado em reboque de acordo com vários aspectos da presente divulgação.
O procedimento (1050) é um exemplo de um procedimento adequado para uso no bloco de procedimento (1002) da FIGURA 10A.
A partir de um bloco de início, o procedimento (1050) avança para o bloco (1016), onde o módulo de apoio autônomo (316) calcula dados de coordenadas com base na informação (por exemplo, valores de distância) recebidos de pelo menos um sensor de ambiente voltado para trás (por exemplo, sensor lidar (204A)) montado no veículo (102) (por exemplo, uma porção inferior da parte traseira do veículo, tal como um membro transversal entre os trilhos da estrutura como mostrado na FIGURA 2C). No bloco de procedimento (1018), um procedimento é conduzido em que o módulo de apoio autônomo (316) determina, com base nos dados de coordenadas, uma localização do dispositivo de acoplamento montado em reboque (por exemplo, pino de ligação (806)) em um espaço de coordenadas.
Qualquer procedimento adequado pode ser usado no bloco de procedimento 1018, um procedimento como o procedimento de exemplo (1060)
ilustrado na FIGURA 10C para quando o reboque montado no dispositivo de acoplamento é um pino mestre. O procedimento (1050) então prossegue para um bloco de saída e termina.
[068] A FIGURA 10C é um fluxograma que ilustra um exemplo de modalidade de um procedimento para determinar a localização de uma parte traseira de acordo com vários aspectos da presente divulgação. O procedimento (1060) é um exemplo de um procedimento adequado para uso em bloco de procedimento (1018) da FIGURA 10B. A partir de um bloco inicial, o procedimento (1060) avança para bloquear (1020), onde o módulo de apoio autônomo (316) detecta características do reboque (104) para ajudá-lo a identificar o pino mestre (806). Especificamente, o bloco (1020) especifica a detecção de uma borda inferior de uma superfície frontal do trailer (104), uma superfície inferior do trailer e uma saliência da superfície inferior do trailer. No bloco (1022), o módulo de apoio autônomo (316) identifica a protrusão como o pino mestre no espaço de coordenadas. Para conseguir isso, o módulo de apoio autônomo (316) pode comparar os dados associados com a protrusão detectada com modelos de um ou mais pinos mestre típicos, que podem ser armazenados no módulo de apoio autônomo. Alternativamente, se as dimensões e localização do pino mestre em um trailer específico já são conhecidas (por exemplo, com base em medições anteriores), o módulo de apoio autônomo (316) pode calcular a localização e a orientação do pino mestre em uma manobra de apoio particular com base na localização e na orientação da superfície frontal do reboque. Nesta situação, o chefão não precisa ser detectado separadamente, embora isso possa servir como uma verificação sobre a precisão do anterior das medições. O procedimento (1060) então avança para um bloco de saída e termina.
[069] FIGURAS 11A e 11B ilustram técnicas de digitalização de exemplo empregadas por um exemplo de um sensor LIDAR (por exemplo, sensor LIDAR (204A)) que pode ser usado no método descrito nas FIGURAS 10A- 10C, ou outros métodos aqui descritos, para obter informações que podem ser usadas para calcular dados de coordenadas para detectar a localização e orientação de objetos, como superfícies de reboque e chefão. No exemplo apresentado nas FIGURAS 11A e 11B, o sensor lidar (204A) é um sensor lidar de varredura horizontal que é orientado em um ângulo para cima e emite pulsos de laser (804A) em um plano orientado ao longo do ângulo ascendente (por exemplo, como mostrado nas FIGURAS 8A-8C). O sensor lidar (204A) emite estes pulsos periódicos em uma amostragem de valores de distância ilustrativos obtidos nos tempos Tl-T5 é mostrado na FIGURA 11A.
[070] No tempo T1, o sensor lidar (204A) está escaneando a superfície frontal do trailer (104) como o veículo (102) está de costas para o pino mestre (806). Aqui, os valores de distância são consistentes com uma superfície geralmente plana. Conforme o veículo (102) continua a voltar para o pino mestre (806), a distância entre o sensor lidar (204A) e a superfície frontal fica menor até o ponto em que o sensor lidar está examinando o canto entre a superfície frontal e o fundo da superfície do reboque (104) no tempo T2. Neste ponto, se a superfície inferior for plana e paralela à direção de viagem, a distância entre o sensor lidar (204A) e a superfície inferior permanecerá constante conforme o veículo (102) continua a voltar para o pino mestre (806) no tempo T3. No entanto, conforme o veículo (102) recua ainda mais, às vezes T4 e T5, o sensor LIDAR (204A) detectará uma saliência da superfície inferior (o pino mestre (806)), resultando em valores de distância menores próximos ao centro da superfície. Este "solavanco" nos valores de distância também são representados graficamente na FIGURA 11B, com os pontos nos raios representando pontos de reflexão dos pulsos de laser. Nas FIGURAS 11 A e 11 B, os sinais associados ao pino mestre detectado (806) são indicados pelos retângulos tracejados.
[071] Com base nestes dados, bem como na localização e orientação conhecidas do sensor lidar (204A) montado no veículo (102), o módulo de apoio autônomo (316) pode calcular a localização e elevação do reboque (104) e do pino mestre (806) em relação à quinta roda (103). Isso permite que o módulo de apoio autônomo (316) calcule o caminho que o veículo deve seguir para alinhar a quinta roda (103) com o pino mestre (806) no plano X-Y, e para calcular quaisquer ajustes verticais à estrutura do veículo que podem ser necessário para alinhar os dispositivos de acoplamento na dimensão Z para o acoplamento adequado. Quando calcular tais caminhos, a posição da quinta roda (103) pode ser programada no módulo de apoio autônomo (316) ou detectada (por exemplo, usando sensor de câmera estéreo superior (202B)).
[072] A configuração dos sensores de ambiente inferior (204) descritos acima que inclui um sensor de profundidade angular instalado em uma porção inferior do veículo (102) pode ter uso além de contribuir para uma tarefa de direção autônoma. A capacidade de detectar uma altura de um objeto acima de uma porção do veículo (102) como ilustrado nas FIGURAS 11A-11B e descrito acima pode ser útil mesmo sem direção ou direção autônoma. A FIGURA 12 é um fluxograma que ilustra um exemplo de modalidade de um método para ajustar um quadro da altura de um veículo de acordo com vários aspectos da presente divulgação. Desde o começo do bloco, o método (1200) segue para o bloco (1202), onde uma unidade de controle eletrônico (314) do veículo (102) recebe um valor de distância de um sensor de ambiente propício (204). Para o fins do método (1200), assume-se que o valor de distância representa uma altura de um objeto detectado pelo sensor de ambiente inferior (204), conforme ilustrado na FIGURA 8C. Em algumas modalidades, a validade desta suposição poderia ser assegurada por não iniciar o método (1200) até que esse estado esteja presente. Em algumas modalidades, o controle eletrônico da unidade (314) pode monitorar os valores do sensor de ambiente inferior (204) e detectar quando o estado é provável (quando as distâncias estão caindo e, em seguida, se estabilizam acentuadamente, como uma transição da detecção de uma superfície frontal de um trailer para a detecção do trem de pouso do trailer) e, em seguida, iniciando o método (1200).
[073] Em seguida, no bloco de decisão (1204), uma determinação é feita sobre se a altura do quadro do veículo (102) deve ser ajustada automática ou manualmente. Em algumas modalidades, a determinação pode ser feita com base em uma configuração do veículo (102) feito pelo operador. Em alguns centros, a determinação pode ser feita com base em se os sensores de ambiente (202) e (204), podem verificar a uma cobertura aceitável, assim como se existem condições seguras para o ajuste automático, e ou se os dados recebidos do sensor de ambiente (204) são confiáveis.
[074] Se a determinação no bloco de decisão (1204) é que a altura do quadro deve ser ajustado automaticamente, então o resultado do bloco de decisão (1204) e o método (1200) segue para o bloco (1206). No bloco (1206), a ECU (314) determina um valor de ajuste para aumentar ou diminuir o quadro com base na diferença entre o valor da distância e uma quantidade de folga desejada. Em algumas modalidades, a quantidade de depuração desejada pode ser configurada no veículo (102) de modo que a quinta roda do veículo (102) está a uma altura apropriada para acasalar com o pino mestre de um trailer. Em algumas modalidades, a quantidade de depuração desejada pode ser configurada no veículo (102) para outros fins, incluindo, mas não Imitado, acender uma porção do veículo (102) com uma borda de uma doca, ou mantendo uma distância de segurança adequada para os componentes do veículo (102). O método (1200) então prossegue para um terminal de continuação ("terminal G").
[075] Retornando ao bloco de decisão (1204), se a determinação for que a altura do quadro não deve ser ajustado automaticamente, então o resultado do bloco de decisão (1204) é NÃO, e o método (1200) segue para o bloco (1208). No bloco (1208), o ECU 314 faz com que o valor de distância a ser apresentado a um operador por um dispositivo de exibição. O dispositivo de exibição pode ser o dispositivo de interface de operador (302) ou qualquer outro dispositivo dentro do veículo (102), incluindo, mas não imitado para uma tela de painel multifuncional. Em seguida, no bloco (1210), o ECU 314 recebe um valor de ajuste para aumentar ou diminuir o trame do operador por meio de um dispositivo de entrada. Tal como acontece com o dispositivo de exibição, o dispositivo de entrada pode ser a interface de operação do dispositivo (302), ou qualquer outro dispositivo dentro do veículo (102) capaz de receber a entrada do operador, incluindo, mas não se limitando a, um seletor, um botão ou um controle deslizante.
[076] O método (1200) então prossegue para o templo G e, em seguida, para o bloco (1212), onde o ECU 314 transmite um comando para um módulo de suspensão ajustável (308) para aumentar ou diminuir o quadro pelo valor de ajuste. Em algumas modalidades, o comando pode especificar o valor de ajuste como uma distância relativa de uma configuração atual, ou como um valor absoluto da distância do solo (ou outro ponto de referência). Em algumas modalidades, o ECU 314 pode traduzir a quantidade de ajuste (que pode ser uma unidade de medida de distância) em um valor de pressão ou um valor de outro tipo de dados aceito pelo módulo de suspensão ajustável (308), e pode transmitir o valor traduzido para o módulo de ajustável suspensão (308). Em algumas modalidades, o módulo de suspensão ajustável (308), então, aciona os componentes físicos do veículo (102) para implementar o comando. O método (1200) então prossegue para um bloco final e termina. Vários dos métodos descritos acima usam um modelo da dinâmica de giro do veículo (102) para confirmar que um caminho calculado pode ser percorrido pelo veículo (102), e determinar ações de controle adequadas para fazer com que o veículo (102) gire ao longo dos caminhos. Modelar a dinâmica de rotação é uma tarefa comum, e uma vez que os parâmetros do veículo que afetam a dinâmica de viragem (incluindo, mas não se limitando ao comprimento da distância entre eixos, a largura da pista do eixo, o raio de atrito, a configuração de convergência, o tamanho do pneu, o material do pneu, a pressão do pneu e o ângulo de direção máximo) são conhecidos, o desempenho de viragem do veículo (102) pode ser previsto para uma determinada entrada de controle com um alto grau de precisão. No entanto, os parâmetros do veículo nem sempre são conhecidos inicialmente. Por exemplo, a unidade de controle eletrônico (314) pode ser produzida em massa e programada durante a produção, e não pode ser reprogramado posteriormente com os parâmetros veiculares do veículo específico em que está instalado. Como outro exemplo, os parâmetros do veículo que afetam a dinâmica de viragem, tais como a pressão do pneu ou a configuração da convergência, pode mudar com o tempo. O que é desejável são técnicas que podem aprender o modelo da dinâmica de giro do veículo (102) sem pré-conhecimento dos parâmetros do veículo.
[077] A FIGURA 13 é um fluxograma que ilustra um exemplo de modalidade de um método de usar e atualizar um modelo de dinâmica de giro de veículos de acordo com vários aspectos da presente divulgação. Em geral, o método (1300) monitora o movimento do veículo (102) enquanto ele está em movimento, e usa o motivo do veículo para derivar o modelo para a dinâmica de giro do veículo, associando o movimento gerado ao veículo estado que causou o movimento. Em algumas modalidades, o método (1300) pode ser realizado enquanto o veículo (102) está virando em uma curva fechada (em outras palavras, enquanto o veículo (102) está viajando através de uma curva com um ângulo de direção inalterado). Em algumas modalidades, o método (1300) pode estar operando rápido o suficiente para ignorar as mudanças no ângulo de direção entre as medições. Em algumas modalidades, o método (1300) pode levar em conta as mudanças no ângulo de direção ao longo do tempo. Em algumas modalidades, o método (1300) pode operar durante outras operações do veículo para continuar a refinar o modelo, como durante um procedimento de reforço manual ou durante um procedimento de reforço autônomo. Em algumas modalidades, o método (1300) pode ser executado durante múltiplos procedimentos de apoio que são realizados a partir de uma variedade de distâncias e vários ângulos de um trailer, a fim de fornecer informações de treinamento para o método (1300).
[078] A partir de um bloco inicial, o método (1300) segue para o bloco (1301), onde um módulo de apoio autônomo (316) de um veículo (102) recupera o modelo de um armazenamento de dados do veículo de modelo (318) do veículo (102). Em algumas modalidades, o modelo recuperado pode seja um modelo padrão que inclui valores aproximados determinados durante o início da configuração do veículo (102) ou fabricação do ECU 314. Em algumas modalidades, o recuperado modelo pode ter sido atualizado anteriormente com o procedimento (1300) e está sendo posteriormente atualizada. Em algumas modalidades, o modelo recuperado pode começar como um modelo padrão que inclui valores padrão, independentemente das especificações do veículo (102).
[079] Em seguida, no procedimento do bloco (1302), o módulo de apoio autônomo (316) determina uma localização de um objeto fora do veículo e uma orientação do veículo em relação ao objeto Em algumas modalidades, o módulo de apoio autônomo (316) usa um procedimento tal como o procedimento (600) descrito acima para determinar uma localização do objeto e a orientação do veículo (102) em relação ao objeto. Em algumas modalidades, o objeto pode ser qualquer objeto que pode ser detectado pelo procedimento (600), incluindo, mas não limitado a uma superfície de um trailer, um prédio, outro veículo, um decai, uma linha pintada ou qualquer outro objeto. Em algumas modalidades, o objeto pode ser selecionado pelo operador usando o dispositivo de interface de operação (302) como descrito acima. Em algumas modalidades, o objeto pode ser automaticamente selecionado pelo módulo de apoio autônomo (316), porque o objeto escolhido não é material para o método (1300) porque não serve como um alvo de um caminho. Em algumas modalidades, os valores de retorno do procedimento o bloco (1302) indica as coordenadas do objeto (ou do veículo (102)) em um sistema de coordenada e uma orientação do veículo (102) em relação ao objeto ou o sistema de coordenada.
[080] Em seguida, no bloco (1304), o módulo de apoio autônomo (316) recebe o estado do veículo informações de um ou mais sensores de estado de veículo (304) que indicam um movimento do veículo. Normalmente, as informações de estado do veículo que indicam um movimento do veículo incluem um ângulo de direção e uma velocidade de roda. Em algumas modalidades, as informações do estado do veículo podem incluir qualquer outra informação de qualquer combinação de sensores do estado do veículo que permitem que o método (1300) determine as entradas de controle relevantes sendo aplicadas e uma taxa na qual o veículo (102) está se movendo.
[081] No bloco de procedimento 1308, o módulo de apoio autônomo 316 determina uma nova localização do objeto e uma nova orientação do veículo (102) em relação ao objeto. Este bloco de procedimento (1308) é semelhante ao bloco de procedimento (1302), pelo menos em que um procedimento como o procedimento (600) pode ser usado, e pode retornar as coordenadas do objeto (ou o veículo (102)) em um sistema de coordenadas e uma orientação do veículo (102) em relação ao objeto ou o sistema de coordenadas. A principal diferença entre o bloco de procedimento (1308) e bloco de procedimento (1302) é que em vez de escolher um objeto para detectar ou recebendo uma seleção de um objeto para detectar, o bloco de procedimento (1308) reutiliza o objeto detectado pelo bloco de procedimento (1302).
[082] Em seguida, no bloco (1310), o módulo de suporte autônomo (316) atualiza o modelo com base em uma comparação da nova localização e orientação do veículo (102) com a localização e orientação do veículo (102). O módulo de apoio autônomo (316) usa esta comparação para determinar uma translação e uma rotação do veículo (102) no sistema de coordenadas e usa as informações do estado do veículo como valores conhecidos no modelo para resolver para vários valores desconhecidos (incluindo, mas não se limitando a comprimento da distância entre eixos, eixo de largura da pista, raio de lavagem, pressão dos pneus e configuração de convergência). O modo atualizado pode ser armazenado no armazenamento de dados de modelo de veículo (318).
[083] O método (1300) segue então para um bloco de decisão (1312), onde uma determinação é feita sobre se deve continuar. Em algumas modalidades, a determinação pode ser com base em mudanças significativas que foram feitas no modelo no bloco 1310, ou se o modelo permaneceu essencialmente o mesmo. Se nenhuma mudança significativa foi feita, o modelo pode refletir com precisão com precisão a dinâmica de rotação do veículo (102), e mais refinamentos podem não ser necessários. Em algumas modalidades, a determinação pode ser com base em se o método (1300) foi executado por uma quantidade predeterminada de tempo, ou para um número predeterminado de loops. Em algumas modalidades, a determinação pode ser feita com base no fato de um objeto estar atualmente selecionado com outro método sendo executado simultaneamente pelo veículo (102), tal como um dos métodos de controles autônomos descritos acima.
[084] Se a determinação na decisão bloco (1312) achar que o método (1300) deve continuar, então o resultado do bloco de decisão (1312) é SIM, e o método (1300) retorna para o bloco (1304). Caso contrário, se a determinação no bloco de decisão (1312) não encontrar mais mudanças no modelo são desejadas, então o resultado do bloco de decisão (1312) é NÃO, e o método (1312) prossegue para um bloco final e termina. A descrição acima descreve o método (1300) como sendo executado pelo módulo de apoio autônomo (316), mas em algumas modalidades, o método (1300) pode ser realizado por outro componente do veículo (102), tal como o módulo de condução autônomo (315) ou outro componente do ECU 314.
[085] Muitas alternativas para os veículos, sistemas e métodos descritos aqui são possíveis. Como um exemplo, embora algumas modalidades aqui descritas se refiram a sistemas de computador de bordo do veículo, tais modalidades podem ser estendidas para envolver sistemas de computador que não estão a bordo de um veículo. Um veículo devidamente equipado pode comunicar-se com outros sistemas de computador sem fio, por exemplo, por meio de um Wi: Fi ou celular em rede. Esses sistemas podem fornecer processamento remoto de dados e serviços de armazenamento, serviços de diagnóstico, treinamento ou assistência de motoristas ou outros serviços relacionados a modalidades aqui descritas. Em tal modalidade, aspectos dos sistemas e métodos descritos neste documento podem ser implementados em um ou mais dispositivos de computação que comunicam-se, mas estão separados e potencialmente a uma grande distância do veículo. Em tais arranjos, modelos de veículos, modelos de dinâmica de giro e outras informações podem ser baixadas, enviadas, armazenadas e processadas por remate de sistemas de computador em um arranjo de computação em nuvem, o que pode permitir que veículos possam se beneficiar de dados obtidos por outros veículos. Como outro exemplo, aspectos dos sistemas e processos relacionados aqui descritos transcendem qualquer tipo particular de veículo e pode ser aplicado a veículos que empregam um motor de combustão interna (por exemplo, gás, diesel, etc.), trem de força híbrido ou motor elétrico.
[083] Embora modalidades ilustrativas tenham sido ilustradas e descritas, será apreciado que várias mudanças podem ser feitas nele, sem afastamento do espírito e âmbito da invenção.

Claims (20)

REIVINDICAÇÕES
1. Um método de dar ré de forma autônoma a um veículo em um trailer, o dito método é caracterizado por compreender: determinar, por um módulo de apoio autônomo do veículo, um reboque para o alvo; determinar, pelo módulo de apoio autônomo, uma distância para o trailer, um ângulo de um eixo do reboque e um ângulo de um eixo do veículo; determinar, pelo módulo de apoio autônomo, um caminho para o trailer; e transmitir, pelo módulo de apoio autônomo, um ou mais comandos para componentes do veículo para controlar autonomamente o veículo para voltar ao longo do determinado caminho para o trailer.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que determinar o trailer para o alvo inclui: apresentar, por um dispositivo de interface do operador do veículo, uma imagem capturada por um primeiro sensor de ambiente montado em uma parte traseira do veículo; e receber, pelo dispositivo de interface de operação, uma entrada de um operador indicando um localização dentro da imagem que corresponde a uma superfície frontal do trailer para o alvo.
3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que determinar o ângulo e a distância para o trailer inclui: detectar dentro da imagem, pelo módulo de apoio autônomo, uma borda esquerda da superfície frontal do trailer e uma borda direita da superfície frontal do trailer; determinar, pelo módulo de apoio autônomo, uma primeira distância do veículo para a borda esquerda e uma segunda distância do veículo para a borda direita com base na profundidade de informações associadas à imagem; e determinar, pelo módulo de apoio autônomo, o ângulo do eixo do reboque e o ângulo do eixo do veículo com base na primeira distância e na segunda distância.
4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que detectar a borda esquerda da superfície frontal do trailer compreende encontrar uma borda à esquerda do local indicado pelo operador, e em que a detecção da borda direita da superfície frontal do reboque compreende encontrar uma borda à direita do local indicado pelo operador.
5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que determinar o caminho para o trailer inclui: determinar um resultado que é uma função polinomial de múltiplas ordens; em que a função é definida em um espaço cartesiano tendo uma origem no centro da superfície dianteira do reboque e um eixo X paralelo a um eixo do reboque; e em que a função inclui termos que representam: uma posição X-Y de um eixo traseiro do veículo; e uma posição X-Y de um eixo dianteiro do veículo.
6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a transmissão, pelo módulo de apoio autônomo, um ou mais comandos para componentes do veículo para controlar autonomamente o veículo para dar ré ao longo do caminho determinado para o trailer inclui: transmitir comandos para um ou mais de um módulo de controle de frenagem, uma direção de módulo de controle e um módulo de solicitação de torque.
7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o veículo é um caminhão Classe 8.
8. Veículo configurado para voltar autonomamente a um trailer, o dito veículo é caracterizado por ser composto de: um módulo de controle de frenagem para controlar eletronicamente um sistema de freio; um módulo de controle de direção para controlar eletronicamente um sistema de direção; um módulo de solicitação de torque para fazer eletronicamente com o veículo produzir uma quantidade solicitada de torque; e um módulo de controle eletrônico (ECM) configurado para: determinar um trailer para o alvo; determinar uma distância para o trailer, um ângulo de um eixo do trailer e um ângulo de um eixo do veículo; determinar um caminho para o trailer; e transmitir um ou mais comandos para o módulo de controle de frenagem, o módulo de controle de direção e o módulo de solicitação de torque para controlar autonomamente o veículo para voltar ao longo do caminho determinado para o trailer.
9. Veículo, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um dispositivo de interface de operador e um primeiro sensor de ambiente, em que o primeiro sensor de ambiente é montado em um painel traseiro da parte do veículo, e em que determinar um reboque para o alvo inclui: apresentar, pelo dispositivo de interface de operação, uma imagem capturada pelo primeiro sensor de ambiente; e receber, pelo dispositivo de interface de operação, uma entrada de um operador indicando uma localização dentro da imagem que corresponde a uma superfície frontal do trailer para o destino.
10. Veículo, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que determina o ângulo e a distância para o trailer que inclui: detectar dentro da imagem, pela ECU, uma borda esquerda da superfície frontal do reboque e uma borda direita da superfície frontal do reboque; determinar, pela ECU, uma primeira distância do veículo até a borda esquerda e uma segunda distância do veículo até a borda direita com base nas informações de profundidade associadas com a imagem; e determinar, pelo ECU, o ângulo do eixo do reboque e o ângulo do eixo do veículo com base na primeira distância e na segunda distância.
11. Veículo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que detecta a borda esquerda da frente da superfície do reboque compreende encontrar uma borda para o feixe de localização indicado pelo operador, e em que a detecção da borda direita da superfície frontal do reboque compreende encontrar uma borda à direita do local indicado pelo operador.
12. Veículo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 8 a 11, caracterizado pelo fato de que determinar o caminho para o trailer inclui: determinar um resultado que é uma função polinomial de terceira ordem com um termo zero ausente e um primeiro termo de arder ausente; em que a função é determinada em um espaço cartesiano tendo uma origem no centro da superfície dianteira do reboque e um eixo X paralelo a um eixo do reboque; e em que a função inclui termos que representam: uma posição X-Y do de um eixo traseiro e do veículo; e uma posição X-Y de um eixo dianteiro do veículo.
13. Veículo de qualquer uma das reivindicações 8-12, caracterizado pelo veículo ser um caminhão da Classe 8.
14. Um rádio legível por computador não transitório com um executável por computador com instruções nele armazenadas que, em resposta à execução por uma unidade de controle eletrônico (ECU) de um veículo, faz com que o veículo execute ações para dar ré autonomamente a um trailer, as ações caracterizadas por em ascensão: determinar, pela ECU, um trailer a ser atingido; determinar, pela ECU, uma distância para o reboque, um ângulo de um eixo do reboque e um ângulo de um machado do veículo; determinar, pela ECU, um caminho para o reboque; e transmitir, pela ECU, um ou mais comandos para componentes do veículo para controlar de forma autônoma o veículo para dar ré ao longo do caminho determinado até o trailer.
15. Meio legível por computador, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que determinar o trailer para o destino inclui: apresentar, por um dispositivo de interface do operador do veículo, uma imagem capturada por um primeiro sensor de ambiente montado em uma parte traseira do veículo; e receber, pelo dispositivo de interface de operação, uma entrada de um operador indicando uma localização dentro da imagem que corresponde a uma superfície frontal do trailer para o alvo.
16. Meio legível por computador, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que determinar o ângulo e a distância até o trailer incluem: detectar dentro da imagem, pelo módulo de suporte autônomo, uma borda esquerda da superfície frontal do trailer e uma borda direita da superfície frontal do reboque; determinar, pelo módulo de apoio autônomo, uma primeira distância do veículo para a borda esquerda e uma segunda distância do veículo para a borda direita com base nas informações de profundidade associadas à imagem; e determinar, pelo módulo de apoio autônomo, o ângulo do eixo do reboque e o ângulo do eixo do veículo com base na primeira distância e na segunda distância.
17. Meio legível por computador, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que detectar o lado esquerdo da borda da superfície frontal do trailer compreende encontrar uma borda à esquerda do local indicada pelo operador, e em que detectar a borda direita da superfície frontal do reboque consiste em encontrar uma aresta à direita da localização indicada pelo operador.
18. Meio legível por computador, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 14 a 17, caracterizado pelo fato de que determinar o caminho para o trailer inclui: determinar um resultado que é uma função polinomial de terceira ordem com um termo zero inexistente e primeira ordem ausente; em que a função é definida em um espaço cartesiano tendo uma origem no centro da superfície anterior do reboque e um eixo X paralelo a um eixo do reboque; e em que a função inclui termos que representam: uma posição X-Y de um eixo traseiro do veículo; e uma posição X-Y de um eixo anterior do veículo.
19. Meio legível por computador, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 14 a 18, caracterizado pelo fato de que transmitir, pelo módulo de apoio autônomo, um ou mais comandos para componentes do veículo para controlar autonomamente o veículo para voltar no caminho determinado para o trailer inclui: transmitir comandos para um ou mais de um módulo de controle de freio, um sistema de direção com módulo de controle e um módulo de solicitação de torque.
20. O meio legível por computador de qualquer um das reivindicações 4-19, caracterizado por o veículo ser um caminhão da classe 8.
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