CN110722939A - 挂接辅助系统 - Google Patents

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特丽萨·林
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Abstract

本文提供了一种挂接辅助系统。所述挂接辅助系统包括感测系统，所述感测系统被配置为检测挂接总成与联接器。控制器被配置为生成用于沿着第一路径或第二路径操纵车辆的命令。用户输入装置包括显示器，所述显示器被配置为图示所述第一路径和所述第二路径。

Description

挂接辅助系统
技术领域
本公开总体涉及自主和半自主车辆系统，且更具体地涉及促进将车辆挂接至挂车的挂接辅助系统。
背景技术
将车辆挂接至挂车的过程可能是困难的，特别是对于那些缺乏经验者而言。因此，需要一种通过以简单而直观的方式辅助用户来简化该过程的系统。
发明内容
根据本公开的一些方面，本文提供了一种挂接辅助系统。所述挂接辅助系统包括感测系统，所述感测系统被配置为检测挂接总成与联接器。控制器被配置为生成用于沿着第一路径或第二路径操纵车辆的命令。用户输入装置包括显示器。所述显示器被配置为图示所述第一和第二路径。
根据本公开的一些方面，本文提供了一种挂接辅助方法。所述方法包括确定挂接球头相对于所述联接器的偏移。所述方法还包括计算用于将挂接球头与所述联接器对准的第一路径，所述第一路径具有定位路径和对准路径。所述方法还包括以第一车速设定点沿所述定位路径将车辆操纵预定义距离。最后，所述方法包括以第二车速设定点沿所述对准路径将所述挂接球头与所述联接器对准，所述第二速度设定点小于所述第一车速设定点。
根据本公开的一些方面，本文提供了一种挂接辅助系统。所述挂接辅助系统包括用于捕获挂接总成与联接器的一个或多个图像的成像器。显示器基于所述一个或多个图像生成图像块。控制器被配置为识别所述挂接总成、识别联接器、并在所述显示器上显示延伸通过所述挂接总成的覆盖的车辆占用区，所述车辆占用区限定车辆行进以将所述挂接总成与所述联接器对准的区域。
在研究以下说明书、权利要求和附图后，本领域技术人员将理解并了解本发明的这些和其他方面、目标和特征。
附图说明
在附图中：
图1是根据一些示例的车辆和挂车的顶部透视图，所述车辆配备有挂接辅助系统；
图2是根据一些示例的图示挂接辅助系统的各种部件的框图；
图3是根据一些示例的在与挂车对准顺序的步骤期间车辆的俯视示意图；
图4是根据一些示例的在与挂车对准顺序的后续步骤期间车辆的俯视示意图；
图5是根据一些示例的在与挂车对准顺序的后续步骤期间车辆的俯视示意图；
图6是根据一些示例的在与挂车对准顺序的后续步骤期间并示出在导出的对准路径结束处车辆的挂接球头的位置的车辆的俯视示意图；
图7是根据一些示例的图示在沿着定位路径和对准路径操纵车辆以将挂接总成与联接器对准期间时间对车速的示例性图；
图8是根据一些示例的图示在沿着定位路径和对准路径操纵车辆以将挂接总成与联接器对准期间车辆与挂车之间的距离对车速的示例性图；
图9是根据一些示例的图示将挂接球头与联接器对准的步骤(包括定位路径和对准路径)的流程图；
图10是根据一些示例的在与挂车对准顺序的步骤期间挂接球头从联接器偏移的俯视示意图；
图11是根据一些示例的在对准顺序的后续步骤期间挂接球头从联接器偏移的俯视示意图；
图12是根据一些示例的在与联接器对准顺序的后续步骤期间并示出挂接球头已与联接器对准的挂接球头的俯视示意图；
图13是根据一些示例的显示器上的示例性图像，所述显示器图示沿着车辆路径的车辆占用区；
图14是根据一些示例的显示器上的示例性图像，所述显示器图示沿着车辆路径的车辆占用区；
图15是根据一些示例的车辆从挂车偏移和用于将挂接总成与联接器对准的多条可能路径的俯视示意图；
图16是根据一些示例的显示器上图示用于将挂接总成与联接器对准的多条可能路径的示例性图像；以及
图17是根据一些示例的图示通过选择多条可能路径中的一条以将挂接总成与联接器对准的将挂接总成对准到联接器的步骤的流程图。
具体实施方式
出于本文描述的目的，术语“上”、“下”、“右”、“左”、“后”、“前”、“竖直”、“水平”和它们的派生词应当如图1中所取向的那样来与本发明相关联。然而，应理解，本发明可采取各种替代取向，除非明确地规定相反之处。还应理解，附图中所示的以及以下说明书中所述的具体装置和过程仅是所附权利要求中所限定的创造性概念的示例性示例。因此，与本文所公开的示例有关的具体尺寸和其他物理特性不应被视为限制性的，除非权利要求另外明确陈述。
按照要求，本文公开了本发明的详细示例。然而，应理解，所公开的示例仅示例性说明本发明，本发明可以不同和替代形式来体现。附图不一定是详细设计；且一些示意图可能被放大或最小化以示出功能概况。因此，本文中公开的具体结构细节和功能细节不应被解释为是限制性的，而是仅仅作为教导本领域技术人员以不同方式采用本发明的代表性基础。
在本文档中，诸如第一和第二、顶部和底部等关系性术语仅仅用于将一个实体或动作与另一个实体或动作区分开而没有必要要求或暗示此类实体或动作之间的任何实际的这种关系或顺序。术语“包括(comprises)”、“包括(comprising)”或其任何其他变型意图涵盖非排他性包括，使得包括要素列表的过程、方法、物品或设备不仅包括那些要素，而且可以包括没有明确列出或这些过程、方法、物品或设备所固有的其他要素。在没有更多约束的情况下，前面带“包括”的要素并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或设备中存在附加的相同要素。
如本文所使用，术语“和/或”在用于列出两个或更多个项时表示可以单独地采用所列的项中的任一个项，或可以采用所列的项中的两个或更多个项的任何组合。例如，如果组合物被描述为含有组分A、B和/或C，则组合物可以含有：仅A；仅B；仅C；A和B的组合；A和C的组合；B和C的组合；或者A、B和C的组合。
以下公开内容描述了用于车辆的挂接辅助系统。挂接辅助系统可包括感测系统，所述感测系统被配置为通过一个或多个成像器和/或传感器检测挂接总成和/或挂车的联接器。挂接辅助系统还包括控制器，所述控制器被配置为生成用于沿着定位路径以及根据期望和/或需要沿着后续对准路径操纵车辆的命令。定位路径将挂接总成邻近挂车的联接器定位。对准路径可具有一个或多个顺序校正，使得在完成对准路径时挂接总成与联接器对准。车辆可在定位路径期间以第一速度设定点移动且在对准路径期间以第二速度设定点移动。控制器还可生成图示车辆可移动通过其以将挂接总成与联接器对准的区域的车辆占用区。另外，控制器可以生成可将挂接总成与联接器对准的多条路径。用户可以从多条生成的路径中选择期望的路径。
参考图1和图2，附图标记10表示用于车辆12的挂接辅助系统(也称为“挂接辅助”系统)。尤其，挂接辅助系统10包括控制器14，所述控制器14获取挂车18的联接器16的位置数据并导出用于将车辆12的挂接总成22与联接器16对准的车辆路径20(图3)。在一些示例中，挂接总成22可包括支撑挂接球头26的球头支座24。挂接球头26可固定到从车辆12延伸的球头支座24上，和/或挂接球头26可固定到车辆12的一部分，诸如车辆12的保险杠。球头支座24可与固定到车辆12的接纳器28联接。
如图1所示，车辆12示例性地体现为具有卡车货厢30的皮卡车，所述卡车货厢30能够经由可旋转后挡板32进入。挂接球头26可由联接器16以联接器球头座34的形式接纳，所述联接器球头座34设置在联接器16的末端部分。挂车18示例性地体现为联接器16从其纵向延伸的单桥挂车。应了解，挂车18的另外的示例可以可替代地与车辆12联接以提供枢转连接，诸如通过与第五车轮连接器连接。还可预期，在不脱离本文提供的教示的情况下，挂车18的另外的示例可包括一个以上车桥，并且可具有被配置用于不同负载和物品的各种形状和大小，诸如厢式挂车或平板挂车。
关于挂接辅助系统10的一般操作，如图2所示，挂接辅助系统10包括感测系统46，所述感测系统46包括获取或以其他方式提供有关车辆状态信息的各种传感器和装置。例如，在一些情形中，感测系统46结合有成像系统36，所述成像系统36包括一个或多个外部成像器38、40、42、44或任何其他基于视觉的装置。一个或多个成像器38、40、42、44各自包括区域型图像传感器(诸如CCD或CMOS图像传感器)和捕获成像视野(例如，视野50、52a、52b，图3)的图像的图像捕获光学器件，所述成像视野由图像捕获光学器件定义。在一些情形中，一个或多个成像器38、40、42、44可从多个图像帧导出图像块54(图13)，所述图像块54可以作为实际图像帧的组合和/或基于图像帧生成的图像显示在显示器118上。在各种示例中，挂接辅助系统10可包括中央高位刹车灯(CHMSL)成像器38、后成像器40、左侧侧视成像器42、和/或右侧侧视成像器44中的任何一者或多者，但是在不脱离本公开的范围的情况下，包括另外的或可替代的成像器的其他布置是可能的。
在一些示例中，成像系统36可仅包括后成像器40或者可被配置为使得挂接辅助系统10默认利用车辆12中的后成像器40与多个外部成像器38、40、42、44。在一些情形中，包括在成像系统36中的各种成像器38、40、42、44可被定位成在它们各自的视野内大致重叠，其在图5所描绘的布置中包括分别对应于CHMSL成像器38、后成像器40、以及侧视成像器42和44的视野48、50、52a、52b。以这种方式，来自成像器38、40、42、44中两个或更多个成像器的图像数据56可以在图像处理程序58中或在成像系统36内的另一个专用图像处理器中组合成单一图像或图像块54。在此类示例的一个扩展方面，图像数据56可用于导出立体图像数据56，所述立体图像数据56可用于重构各种视野48、50、52a、52b的重叠区域内的一个或多个区域(包括其中的任何物体(例如障碍物或联接器16))的三维场景。
参考图3，在一些情形中，挂车18可从车辆12横向偏移并在后成像器40的视野50之外。在此种情形中，如果挂车18设置在任何其他成像器38、42、44的视野52a、52b内，则挂接辅助系统10可通过使用可替代成像器38、42、44来检测挂车18。在一些示例中，如果挂车18不在后成像器40的视野50内，则用户U可从设置在车辆12上的可替代成像器38、42、44选择挂车18。在一些情形中，可以使用诸如触摸屏116的用户接口来从与围绕车辆12的区域相关的一个或多个成像器38、40、42、44选择视野48、50、52a、52b。从所述视野48、50、52a、52b，用户U可以选择他们希望将挂接总成22与之对准的挂车18。
在一些示例中，给定成像器38、40、42和/或44之间已知的空间关系，通过成像器38、40、42和/或44的投影几何，可以利用使用包括相同物体的两个图像来确定物体相对于两个成像器38、40、42和/或44的位置。在这方面，图像处理程序58可使用已知的程序和/或功能来识别来自成像系统36内的各种成像器38、40、42、44的图像数据56内的物体。图像处理程序58可包括与车辆12上所具成像器38、40、42、44中的任何成像器的定位(包括相对于车辆12的中心62(图1))相关或由挂接辅助系统10利用的信息。例如，在相对于车辆12的中心62的位置已知的情况下，可以使用成像器38、40、42、44相对于车辆12的中心62和/或相对于彼此的位置来进行物体定位计算，并得出相对于车辆12的中心62或车辆12的其他特征件(诸如挂接球头26(图1))的物体位置数据。此外，当车辆12沿路径20移动时，联接器16可进入和/或退出成像器38、40、42、44中的一个或多个成像器的视野48、50、52a、52b。在此种情形中，可能已经对路径20进行计算使得在车辆12接近联接器16时各种视野48、50、52a、52b之间的平稳过渡可以监测联接器16。当挂接总成22接近联接器16时，可以使用具有其中包括联接器16的视野48、50、52a、52b的任何成像器38、40、42、44来监测联接器16。
进一步参考图1和图2，接近度传感器64或其阵列和/或其他车辆传感器70可提供传感器信号，所述传感器信号由挂接辅助系统10的控制器14利用各种程序进行处理以确定邻近车辆12、挂车18和/或挂车18的联接器16的各种物体。还可利用接近度传感器64来确定联接器16的高度和位置。接近度传感器64可被配置为任何类型的传感器，诸如超声波传感器、无线电探测和测距(RADAR)传感器、声音导航和测距(SONAR)传感器、光探测和测距(LIDAR)传感器、基于视觉的传感器和/或现有技术已知的任何其他类型的传感器。
仍然参考图1和图2，示出了定位系统66(其可包括航迹推算装置68)或者另外的或作为可替代的全球定位系统(GPS)，其确定车辆12的坐标位置。例如，航迹推算装置68可以至少基于车速和/或转向角δ(图3)来确立并跟踪车辆12在局部坐标系中的坐标位置。控制器14还可以可操作地与各种车辆传感器70耦合，诸如速度传感器72和横摆率传感器74。另外，控制器14可以与一个或多个陀螺仪76和加速度计78通信以测量车辆12的位置、取向、方向和/或速度。
为了实现对车辆12的自主或半自主控制，挂接辅助系统10的控制器14还可被配置为与多种车辆系统通信。根据一些示例，挂接辅助系统10的控制器14可以控制车辆12的动力助力转向系统80以在车辆12沿着车辆路径20移动时操作车辆12的转向车轮82。动力助力转向系统80可以是包括电动转向马达84的电动助力转向(EPAS)系统，其用于基于由控制器14生成的转向命令而将转向车轮82转动到转向角δ，由此转向角δ可以由动力助力转向系统80的转向角传感器86感测并提供到控制器14。如本文所述，转向命令可被提供用于在操纵期间使车辆12自主转向，并且可以可替代地经由方向盘88(图3)的旋转位置(例如，方向盘角度)或转向输入装置90手动提供，所述转向输入装置90可被提供来使得驾驶员能够控制或以其他方式修改车辆12的路径20的期望曲率。转向输入装置90可以有线或无线方式通信地耦合到控制器14，并且向控制器14提供限定车辆12的路径20的期望曲率的信息。作为响应，控制器14处理信息并生成对应的转向命令，所述转向命令被供应到车辆12的动力助力转向系统80。在一些示例中，转向输入装置90包括能够在多个旋转位置之间操作的可旋转旋钮92，每个旋转位置提供车辆12的路径20的期望曲率的增量变化。
在一些示例中，车辆12的方向盘88可以与车辆12的转向车轮82机械地联接，使得方向盘88经由内部扭矩与转向车轮82一致地移动，从而防止车辆12的自主转向期间对方向盘88的手动干预。在这种情形中，动力助力转向系统80可以包括扭矩传感器94，所述扭矩传感器94感测方向盘88上的扭矩(例如，抓持和/或转动)，所述扭矩对于方向盘88的自主控制来说不是期望的并且因此指示驾驶员的手动干预。在一些示例中，施加到方向盘88的外部扭矩可以用作向控制器14发出的驾驶员已经采取手动控制的信号，并且用于使挂接辅助系统10停止自主转向功能的信号。
挂接辅助系统10的控制器14还可以与车辆12的车辆制动控制系统96通信，以接收车速信息，诸如车辆12的单独车轮速度。另外或可替代地，车速信息可通过动力传动系统控制系统98和/或车速传感器72以及其他可想到的手段提供给控制器14。动力传动系统控制系统98可包括节气门100和变速器系统102。挡位选择器104可设置在变速器系统102内，所述变速器系统102控制车辆变速器的操作模式。在一些示例中，控制器14可向车辆制动控制系统96提供制动命令，从而允许挂接辅助系统10在车辆12的操纵期间调节车辆12的速度。应了解，控制器14可以另外或可替代地经由与动力传动系统控制系统98的交互来调节车辆12的速度。
通过与车辆12的动力助力转向系统80、车辆制动控制系统96和/或动力传动系统控制系统98的交互，可以降低车辆12沿路径20移动时不可接受状况的可能性。不可接受状况的示例包括但不限于车辆超速状况、传感器故障等。在此种情况中，在不可接受的倒退状况即将发生或已经发生前，驾驶员可能并未意识到故障。因此，本文公开了：挂接辅助系统10的控制器14可生成对应于实际的、即将发生的和/或预期的不可接受的倒退状况的通知的警报信号，并且可在驾驶员干预之前生成对策以防止这种不可接受的倒退状况。
根据一些示例，控制器14可以与一个或多个装置通信，所述一个或多个装置包括可提示视觉、听觉和触觉通知和/或警告的车辆警报系统106。例如，车辆制动灯108和/或车辆紧急闪光灯可提供视觉警报。车辆喇叭110和/或扬声器112可提供听觉警报。另外，控制器14和/或车辆警报系统106可与车辆12的人机界面(HMI)114通信。HMI 114可包括触摸屏116，诸如安装在座舱模块内、仪表组内和/或车辆12内的任何其他位置的导航和/或娱乐显示器118，其可能够显示图像54(图5)，指示警报。
在一些情形中，HMI 114还包括用户输入装置，其可以通过将显示器118配置为具有电路120的触摸屏116的一部分以接收对应于显示器118上方的位置的输入来实现。可使用其他形式的输入(包括一个或多个操纵杆、数字输入板等)来代替触摸屏116或作为触摸屏116的补充。
进一步的，挂接辅助系统10可经由有线和/或无线通信与HMI 114的一些实例和/或与一个或多个手持或便携式装置122(图1)通信。网络可以是各种有线或无线通信机制中的一种或多种，包括有线(例如，电缆和光纤)和/或无线(例如，蜂窝、无线、卫星、微波和射频)通信机制的任何期望组合，以及任何期望的网络拓扑(或利用多种通信机制时的多个拓扑)。示例性无线通信网络包括无线收发器(例如，蓝牙模块、ZIGBEE收发器、Wi-Fi收发器、IrDA收发器、RFID收发器等)、局域网(LAN)和/或广域网(WAN)，所述广域网包括互联网，从而提供数据通信服务。
便携式装置122还可包括用于向用户U显示一个或多个图像和其他信息的显示器118。例如，便携式装置122可在显示器118上显示挂车18的一个或多个图像，并且还可以能够经由触摸屏电路120接收远程用户输入。另外，便携式装置122可提供反馈信息，诸如视觉、听觉和触觉警报。应了解，便携式装置122可以是多种计算装置中的任何一种并且可以包括处理器和存储器。例如，便携式装置122可以是手机、移动通信装置、钥匙扣、可穿戴装置(例如，健身环、手表、眼镜、珠宝、钱包)、服装(例如，T恤、手套、鞋子或其他配件)、个人数字助理、耳机和/或包括针对无线通信协议和/或任何有线通信协议的能力的其他装置。
控制器14被配置有用于处理存储在存储器126中的一个或多个逻辑程序的微处理器124和/或其他模拟和/或数字电路。逻辑程序可包括一个或多个程序，所述一个或多个程序包括图像处理/挂接检测程序58、路径导出程序128和操作程序130。来自成像器40或感测系统46的其他部件的信息可经由车辆12的通信网络供应到控制器14，所述通信网络可包括控制器局域网(CAN)、局域互连网(LIN)或汽车行业中使用的其他协议。应了解，控制器14可以是独立式专用控制器，或可以是除了任何其他可设想的车载或非车载车辆控制系统之外还与成像器40或挂接辅助系统10的其他部件集成的共享控制器。
控制器14可包括适于控制本文所述的挂接辅助系统10的各种部件的软件和/或处理电路的任何组合(包括但不限于微处理器、微控制器、专用集成电路、可编程门阵列和任何其他数字和/或模拟部件、以及前述内容的组合)以及用于收发控制信号、驱动信号、功率信号、传感器信号等的输入端和输出端。所有这种计算装置和环境都意图落在本文所使用的术语“控制器”或“处理器”的含义内，除非明确提供不同的含义或从上下文中另外明确说明。
进一步参考图2至图6，控制器14可根据所接收信息中的全部或部分来生成车辆转向信息和命令。其后，可将车辆转向信息和命令提供给动力助力转向系统80，以用于影响车辆12的转向，从而实现用于与挂车18的联接器16对准的命令行进路径20。还应了解，图像处理程序58可由例如车辆12的独立成像系统36内的专用处理器执行，所述专用处理器能够将其图像处理结果输出至车辆12的其他部件和系统，包括微处理器124。进一步的，完成图像处理功能(诸如本文所描述)的任何系统、计算机、处理器等在本文中可以称为“图像处理器”，而无论其还可以实现的其他功能(包括与执行图像处理程序58同步)。
在一些示例中，图像处理程序58可以被编程或以其他方式配置为在图像数据56内定位联接器16。在一些情形中，图像处理程序58可以基于存储的或以其他方式已知的联接器16或挂接件的通常视觉特性来在图像数据56内识别联接器16。在一些情形中，可以将贴签等形式的标记以类似于标题为“挂车监测系统和方法(TRAILER MONITORING SYSTEM ANDMETHOD)”的共同受让的美国专利第9,102,271号中所描述的方式贴附到挂车18的相对于联接器16的指定位置，所述美国专利的全部公开内容通过引用并入本文。在这种示例中，图像处理程序58可利用识别标记的特性用于在图像数据56中的位置以及联接器16相对于此标记的定位进行编程，使得可以基于标记位置来确定联接器16的位置。另外或可替代地，控制器14可以经由在触摸屏116和/或便携式装置122上的提示来寻求确认所识出的联接器16是用户U所期望的联接器。如果联接器16确定未被确认，则可提供进一步的图像处理，或者可以使用触摸屏116或另一输入以允许用户在触摸屏116上移动所描绘的联接器16的位置134来促进联接器16的位置134的用户调整，控制器14基于上述对图像数据56的使用利用其来调整联接器16相对于车辆12的位置134的确定。可替代地，用户可以从视觉上确定联接器16在HMI 114上所呈现的图像内的位置134，并且可以类似于在2017年5月1日提交的且标题为“自动化挂接挂车的系统(SYSTEM TO AUTOMATE HITCHING A TRAILER)”的共同待决、共同受让的美国专利申请第15/583,014号中所描述的方式来提供触摸输入，所述美国专利申请的全部公开内容通过引用并入本文。
如图3至图6中所示，在挂接辅助系统10的一些示例性情形中，图像处理程序58和操作程序130可以彼此结合使用来确定路径20，挂接辅助系统10可以沿着所述路径20来引导车辆12以将挂接球头26与挂车18的联接器16对准。如以下更详细提供的，路径20可以包括定位路径142和对准路径144(图7和图8)。相应地，定位路径142可在初始端点132处终止，并且对准路径144可在最终端点140处终止。在一些情况中，初始端点132和最终端点140可以是相同位置。
在所示的示例中，车辆12相对于挂车18的初始位置可为使得联接器16在侧成像器42的视野52a内，其中车辆12从挂车18横向地定位，但联接器16与挂接球头26几乎纵向地对准。以这种方式，例如在挂接辅助系统10诸如通过触摸屏116上的用户输入启动时，图像处理程序58可以在成像器42的图像数据56内识别联接器16，并使用图像数据56根据以上讨论的示例或通过其他已知手段来估计联接器16相对于挂接球头26的位置134，所述其他已知手段包括通过接收图像数据56内的焦距信息来确定至联接器16的距离Dc以及联接器16和车辆12的纵向轴线174(图13)之间偏移的角度αc。一旦联接器16的定位Dc、αc已经确定且可选地由用户确认，则控制器14可采取至少对车辆转向系统80的控制以控制车辆12沿着期望路径20的移动以将车辆挂接球头26与联接器16对准。
继续参考图3，控制器14(图2)在如上所讨论已经估计联接器16的定位Dc、αc的前提下，在一些示例中可以执行路径导出程序128以确定用于将车辆挂接球头26与联接器16对准的车辆路径20。控制器14可以存储车辆12的各种特性，包括轴距W、从后车桥到挂接球头26的距离D(其在本文称为拉杆长度)以及转向轮82能够转动的最大角度δmax。如图所示，可使用轴距W和当前转向角δ根据以下公式来确定车辆12的对应转向半径ρ：
Figure BDA0002130749580000131
其中轴距W是固定的并且转向角δ可由控制器14通过与转向系统80通信来控制，如以上所讨论。以这种方式，当最大转向角δmax为已知时，转向半径的最小可能值ρmin被确定为：
Figure BDA0002130749580000141
路径导出程序128可被编程为导出用于将车辆挂接球头26的已知位置和联接器16的估计位置134对准的车辆路径20，其考虑所确定的最小转向半径ρmin，所述最小转向半径可允许路径20使用最少量的空间和操纵。以这种方式，路径导出程序128可以使用车辆12的位置(其可以基于车辆12的中心62)、沿着后车桥的位置、航迹推算装置68的位置或坐标系上的另一已知位置来确定至联接器16的横向距离以及至联接器16的前向或后向距离两者，并导出实现车辆12在转向系统80的限制内的横向和/或前向-后向移动的路径20。路径20的导出还考虑挂接球头26相对于车辆12的跟踪位置(其可能对应于车辆12的质心62、GPS接收器的位置、或另一指定的已知区域)的定位以确定用于将挂接球头26与联接器16对准的车辆12的所需定位。
一旦已经确定期望的路径20(包括初始端点132)，则控制器14可以至少控制车辆12的转向系统80，其中动力传动系统控制系统98和制动控制系统96(由驾驶员控制还是由控制器14控制)控制车辆12的速度(前向或后向)。以这种方式，在车辆12移动期间控制器14可以接收来自定位系统66的关于车辆12的位置的数据同时控制转向系统80以保持车辆12沿着路径20。路径20在已经基于车辆12和转向系统80的几何结构被确定的前提下，可以取决于车辆12所沿的位置如由路径20所支配来调整转向角δ。另外应注意在一些示例中，路径20可以包括一系列的转向角δ调整，其取决于跟踪的车辆位置。而且，在一些情形中，每个校正可在该校正期间包括单一转向角δ调整。
如图3所示，挂车18相对于车辆12的初始定位可为使得车辆12的前向运动对于期望的车辆路径20是所需的，诸如当挂车18对车辆12的侧部横向偏移时。以这种方式，路径20可包括由拐点138分开的车辆12的前向驾驶和/或后向驾驶的各种节段136，在拐点138处车辆12在前向移动和后向移动之间过渡。如本文所用，“拐点”是沿着车辆路径20的车辆状况被改变的任何点。车辆状况包括但不限于速度的改变、转向角δ的改变、车辆方向的改变和/或可以被调整的任何其他可能的车辆状况。例如，如果车速被更改，则拐点138可以位于速度被更改的位置处。在一些示例中，路径导出程序128可被配置为包括直的倒退节段136，所述直的倒退节段136用于限定到达挂接球头26与联接器16的位置134对准的点之前的距离。可以确定其余节段136以在可能的最小区域内和/或以最少量的总体节段136或拐点138实现横向和前向/后向移动。在图3所示的示例中，路径20可包括共同地横贯车辆12的横向移动的两个节段136，同时提供直的后向倒退节段136以将挂接球头26带入联接器16的偏移位置134，其中一者包括在右向转向方向以最大转向角δmax前向驾驶，且另一者包括在左向转向方向以最大转向角δmax前向驾驶。之后，单一拐点138被包括，车辆12在单一拐点138从前向驾驶过渡到后向驾驶之后是前述直的后向倒退节段136。应注意，可以使用所描绘路径20的变化，包括这样的变化：其具有处于小于最大转向角δmax的右向转向角δ的单一前向驾驶节段136，后跟拐点138，以及处于最大左向转向角δmax的后向驾驶节段136，其具有较短的直的倒退节段136，其中另外的路径20是可能的。
在一些情形中，挂接辅助系统10可被配置为仅反向操作车辆12，在此情况中，挂接辅助系统10可提示驾驶员根据需要驾驶车辆12，以将挂车18定位到相对于车辆12的指定区域，包括定位到其后面，使得路径导出程序128可以确定包括后向驾驶的车辆路径20。这种指令还可以提示驾驶员相对于挂车18定位车辆12，以补偿挂接辅助系统10的其他限制，包括用于识别联接器16的特定距离、最小偏移角αc等。还应注意，当车辆12横越路径20(包括将车辆12定位在挂车18的前面)时以及当车辆12接近联接器16时，用于联接器16的定位Dc、αc的估计可变得更准确。因此，这种估计可被导出并根据需要在确定路径20的经调整初始端点132时用于更新路径导出程序128。
参考图5和图6，给定联接器16的位置134的竖直分量，用于确定将挂接球头26置于投影位置以与联接器16对准的车辆路径20的初始端点132的策略涉及计算联接器16移动的实际或近似轨迹同时将联接器16降到挂接球头26上。然后初始端点132被如上所述或以其他方式导出，以将挂接球头26置于该轨迹上的期望位置140。在实际中，通过确定联接器16的高度与挂接球头26的高度之间的差来实施此方案，所述差表示联接器16将被降低以与挂接球头26接合的竖直距离。所确定的轨迹然后被用于将竖直距离与由竖直距离导致的在驾驶方向上的联接器16移动的对应水平距离Δx相关联。该水平距离Δx可被输入到路径导出程序128中作为其期望的初始端点132，或者当路径20以直的倒退节段136终止时，可以作为偏移被应用于根据联接器16的初始确定位置134导出的初始端点132，如图3所示。如本文所提供的，一旦已经到达投影的初始端点132，或者车辆12邻近初始端点132，则定位路径142(图3)可以完成。如果初始端点132从最终端点140偏移，则对准路径144可以开始并将车辆12移动到最终端点140。
再次参考图5和图6，操作程序130可以继续以引导车辆12直到挂接球头26相对于联接器16处于期望的最终端点140，以在联接器16被降至与挂接球头26对准和/或接合时使联接器16与挂接球头26接合。在以上讨论的示例中，图像处理程序58在执行操作程序130期间，包括当联接器16随着车辆12沿路径20继续移动而进入后成像器40的更清晰视野时，监测联接器16的定位Dc、αc。如以上所讨论，车辆12的位置还可以通过航迹推算装置68来监测，其中在路径20和/或初始端点132可被改进或应被更新的情况下(例如，由于更近的分辨率或附加的图像数据56导致的改善的联接器高度Hc、距离Dc、或偏移角度αc信息)，包括当车辆12移动得更靠近挂车18时，联接器16的位置134被更新并馈入路径导出程序128。在一些情形中，联接器16可被假定为静态的，使得车辆12的位置可以通过继续跟踪联接器16来跟踪以消除使用航迹推算装置68的需要。在类似的方式中，操作程序130的修改的变化可通过预定的操纵顺序来推进，所述操纵涉及使车辆12以最大转向角δmax或小于该角转向，同时跟踪联接器16的位置Dc、αc以将挂接球头26的已知相对位置相对于联接器16的跟踪位置134收敛至其期望的最终端点140。
参考图7至图15，如本文所提供，车辆路径20可包括定位路径142和后续的对准路径144。定位路径142可将车辆12邻近初始端点132定位，所述车辆12可以是联接器16前方的预定义偏移车辆，以缓解因范围广泛的变量引起的潜在误差所导致的失准问题。例如，制动系统的各种状况、路面的各种类型、车辆重量的变化、各种轮胎设计、轮胎的磨损水平、地形的坡度、软件延时、网络干涉等可能影响车辆12到达初始端点132的准确度。另外，因为范围广泛的变量可能导致车辆12倒退越过初始端点132，所以偏移可有助于防止非期望的状况，诸如超过联接器16以及可能导致挂车18与车辆12之间的接触。为了增加挂接总成22相对于联接器16的准确度，对准路径144可以比定位路径142期间的速度低的速度执行。车辆12可以降低的速度操作直到到达最终端点140。应了解，在一些情况中，可能不需要对准路径144。例如，当对准路径144将把车辆12移动到距最终端点140比车辆12在初始端点132的当前位置更远的位置时，对准路径144可能不被执行。
进一步参考图7和图8，一旦车辆路径20被确定，则车辆12可沿着定位路径142移动。车辆12在定位路径142的第一部分146期间可以从静止或低速加速至第一速度设定点148。可以在控制回路中使用实际车速的反馈测量值(即车轮转数/时间)来防止第一速度设定点148的过度超调或失调。在定位路径142的第一部分146期间的加速度可被设计为匹配对车辆加速度的正常的人类操作控制。因此，车辆12的移动对于用户U可能是舒适的。因此，在一些情形中，车辆12的加速度可被限制为最大加速度值并且可以平滑的(或基本线性的)加速率执行，这可有助于防止车辆颠簸。
一旦车辆12接近第一速度设定点148，则车辆12可以邻近第一速度设定点148的速度沿定位路径142继续。车辆12可以第一速度设定点148操纵以加快车辆12邻近初始端点132和/或联接器16的定位，但足够慢以允许精确的车辆控制、准确的传感器测量、和跟踪以及对于用户U的舒适性。如本文所提供的，一旦车辆12接近初始端点132，则车辆12减速至等于或小于第二速度设定点150的速度。
对准路径144可发生于第二速度设定点150。第二速度设定点150可以是稳定的、基本不变的、相对于第一速度设定点148较低的速度。在一些情况中，第二速度设定点150可以邻近车辆12能够稳健实现的最慢连续速度。与第一速度设定点148相比较低的第二速度设定点150可有助于挂接总成22与联接器16之间更准确的对准，这是因为车辆系统的变化/公差可进一步减轻并且车辆传感器64、70可能能够由于较慢的第二速度设定点150而提供联接器16的位置的额外的准确性。进一步的，由于低的车速，挂接总成22相对于联接器16的定位的精确性可以增加。在对准路径144期间，较慢的第二速度设定点150使得误差或误差叠加的可能性最小化。
当车辆12接近最终端点140时，制动系统使车辆12停止。对准路径144的停止或减速部分152可以是已知的来自校准测试的平均值并存储在控制器14的存储器126内。应了解，由于环境因素的变化和/或车辆部件状况的改变，对准路径144的减速部分152可以随时间更改。这种变化可由于较慢的第二速度设定点150而被最小化，并且还可以使用在定位路径142和对准路径144操作期间获取的前馈数据进行预测和调适。例如，如果定位路径142的减速部分152比由控制器14所计算/预测的长，则挂接辅助系统10可以认为对准路径144的减速部分152也将比初始计算的长。因此，定位路径142和对准路径144可各自包括减速时段，并且其中对准路径减速时段基于检测到的减速时段相比于估计的减速时段的比较。
在一些示例中，当车辆起动点已邻近车辆12时可启动挂接辅助系统10。在这些情况下，挂接辅助系统10可估计在定位路径142的加速部分期间行进的距离。定位路径142的减速部分152也可以是已知的。如果加速部分和减速部分152的和大于或近似于所测量的到联接器16的距离，则挂接辅助系统10可跳过定位路径142并在对准路径144中操作。
应理解，通过定位路径142和对准路径144，可以使用反馈控制器14来控制横向加速度/减速度，所述反馈控制器14控制车速并可有助于阈值速度设定点之间的平稳过渡。以这种方式，可以以既对驾驶员舒适又允许转向系统提供方向盘运动的方式来执行急转弯以将挂接总成22与联接器16对准。
参考图9，示出了对准挂接总成22与联接器16的方法154。具体的，在步骤156，启动挂接辅助系统10。在一些示例中，可以在联接器16在成像系统36内的至少一个成像器38、40、42、44的视野48、50、52a、52b中时的任何点启动挂接辅助系统10。因此，一旦挂接辅助系统10启动，则在步骤158，控制器14可以使用成像系统36利用任何或所有可用的成像器38、40、42、44来扫描可视场景。场景扫描可产生图像块54(图3)，所述图像块54可用于随后识别联接器16，且可选地识别相关的挂车18。在步骤160，挂接辅助系统10确定将挂接球头26与联接器16彼此邻近放置的车辆路径20的初始端点132。
在步骤162，控制器14使用路径导出程序128来确定用于将车辆12与初始端点132对准的路径20。一旦已经导出路径20，则挂接辅助系统10可以请求用户U来放弃控制至少车辆12的方向盘88(且可选地，在其中执行操作程序130期间控制器14对动力传动系统控制系统98和制动控制系统96采取控制的挂接辅助系统10的各种实现方式中，放弃控制节气门100和制动控制系统96)，同时沿着定位路径142(图3)操纵车辆12，所述定位路径142可以以等于第一速度设定点148的速度被执行达其至少一部分。当已确认用户U未试图控制转向系统80时(例如，使用扭矩传感器94)，控制器14沿着所确定的路径20移动车辆12。此外，挂接辅助系统10可以确定变速器系统102是否处于正确的挡位并且是否可以换挡至期望的挡位或提示用户U换挡至期望的挡位。挂接辅助系统10然后可以在用户U或控制器14使用动力传动系统控制系统98和制动控制系统96来控制车辆12的速度时控制转向系统80以保持车辆12沿着路径20。如本文所讨论，控制器14或用户U可以控制至少转向系统80，同时跟踪联接器16的位置134，直到车辆12到达其中车辆挂接球头26与联接器16对准的最终端点140。可以预期，车辆12的操纵可以手动地、半自主地或自主地发生。在挂接辅助系统10的半自主或自主示例中，控制器14生成被提供到车辆制动控制系统96、动力传动系统控制系统98和/或动力助力转向系统80以朝向挂车18操纵车辆12的命令。在半自主示例中，在控制器14使车辆12转向时，可能需要车辆12的驾驶员踩踏油门和/或踩踏制动器。在另外的示例中，用户U可以将车辆12移动至期望的初始端点132和/或最终端点140。
在步骤164，挂接辅助系统10确定挂接总成22是否在纵向方向和/或横向方向上从联接器16偏移。纵向偏移是挂接总成22与联接器16之间在车辆航迹方向上的偏移，所述车辆航迹方向可以是车辆前向方向和/或车辆后向方向。横向偏移是挂接总成22与联接器16之间的偏移，其中需要改变车辆12的当前转向角δ以校正挂接总成22与联接器16之间的任何失准问题。
在步骤166，计算挂接球头26与联接器16之间的偏移。在步骤168，挂接辅助系统10沿着对准路径144移动以朝向最终端点140推进车辆12，所述对准路径144可以以等于第二速度设定点150的速度被执行达其至少一部分。在对准路径144期间，挂接辅助系统10可以控制动力传动系统控制系统98和/或制动控制系统96以便以比在定位路径142期间车辆12的操作速度慢的速度移动车辆12。另外，挂接辅助系统10可以将定位路径142期间的实际移动距离与预测的距离进行比较。响应于该比较，挂接辅助系统10调适制动参数并重新规划对准路径144期间的制动模式以实现期望的移动距离。
一旦系统确定已经到达其中联接器16可以与挂接球头26接合的最终端点140，则在步骤170，挂接辅助系统10可以将车辆12保持在基本固定的位置，这是因为来自发动机的怠速扭矩或来自地形坡度的滚动将导致定位失准。可以通过施加连续的行车制动扭矩、经由换挡器自动换挡至驻车、自动接合车辆驻车制动器、指示用户在自动释放行车制动器之前执行任何上述步骤的HMI指令和/或通过任何其他方法将车辆12保持在基本固定的位置，此时操作程序154可在步骤172结束。
参考图10至图12，如本文所提供，车辆12可以以第二速度设定点150沿着对准路径144移动。例如，如图10所示，车辆12可以结束定位路径142(图3)于初始端点132处，其中挂接球头26从联接器16纵向偏移，并在启动对准路径144之前减速。车辆12可以以邻近第二速度设定点150的速度沿着对准路径144移动，如图11所示，并且可以在该段时间期间重新计算挂接球头26与联接器16之间的偏移。基于更新的计算，控制器14可以确定是否保持沿着相同的对准路径144移动，或是否定义在其上移动车辆12的新的对准路径144。车辆12然后可以沿着对准路径144移动直到挂接球头26和联接器16定位在对准位置，以此结束对准路径144以及挂接辅助过程。
参考图13和图14，控制器14可根据所接收信息的全部或部分来生成车辆转向信息和命令。其后，可将车辆转向信息和命令提供给动力助力转向系统80，以用于影响车辆12的转向，从而实现用于与挂车18的联接器16对准的命令行进路径20。基于所命令的路径20，控制器14可以基于车辆12的纵向轴线174计算车辆占用区180，并且轴距移动区域区176可以从轴线174向外延伸车辆宽度至路径178，在路径178上，前车轮和/或后车轮82在地面上旋转。在一些情形中，当车辆12沿路径20移动时，车辆12的部分(诸如车辆12的前部182)可以从轴距移动区域176向外延伸附加距离do，产生车辆12与邻近车辆12的障碍物O之间的潜在接触事件。附加距离do也设置在车辆占用区180内。在一些情形中，车辆12的前部182在从轴距移动区域176向外设置时可能处于车辆感测系统盲区内。车辆感测盲区可设置在车辆12的前部182与车辆12的侧视镜184之间，其可能由于在车辆12的该区域内缺乏传感器64、70和/或成像器38、40、42、44而形成。通过监测相对于车辆占用区180的障碍物，用户U和/或控制器14可以能够避开障碍物O，即使当障碍物邻近车辆12的盲区时。
为了缓解潜在的接触事件，挂接辅助系统10可以除了车辆12的路径20之外还基于车身轨迹来计算车辆占用区180。当车辆12的横向方向被更改时，车身轨迹可虑及车辆车身从轴距向外的延伸。在一些情形中，车辆占用区180可在显示器118上被示为占用区覆盖物186。因此，用户U可以观察所投影的车辆12的路径20并且可以确认车辆占用区180没有障碍物。占用区覆盖物186还可以将用户U引导至车辆12周围的关注区域，诸如车辆12的前部182与侧视镜184之间的区域，在该区域可能存在感测系统盲区。应了解，随着新的数据被输入到挂接辅助系统10，可在挂接辅助操作期间的任何点更新占用区覆盖物186。
参考图15和图16，在一些示例中，用于将车辆12朝向联接器16移动的一条以上的潜在路径20a、20b、20c可为可能的。然而，在对准挂接总成22与联接器16时，由于车辆12与挂车18之间的最终取向，和/或车辆12可能设置在各种障碍物附近，所以一些路径20a、20b、20c可能是不太理想的。因此，在一些情形中，挂接辅助系统10可包括默认路径(例如20a)和多条辅助路径(例如20b、20c)。当计算默认路径和辅助路径20a、20b、20c时，可以考虑各种因素，包括但不限于最短路径(其可以是从车辆12至挂车18的直线路径)、其中当挂接总成22与联接器16彼此接合时车辆12与挂车18纵向对准的路径、和/或当启动挂接辅助操作时车辆12的前部182在与其被瞄准的方向相似的方向被瞄准的路径。在一些示例中，可以计算各种路径20a、20b、20c并且可以在显示器118上示出各种路径20a、20b、20c的路径覆盖物188。用户U可以在显示器118上选择路径20a、20b、20c中的任何一条路径并且挂接辅助系统10可以沿着所选路径20a、20b、20c引导车辆12。如果驾驶员在未选择路径20a、20b、20c的情况下继续挂接辅助操作，则可以通过车辆12基于所检测到的障碍物和车辆12与挂车18之间期望的最终取向自动选择路径20a、20b、20c，和/或可以选择默认路径(例如20a)。
在一些示例中，显示器118可以提供车辆12和挂车18的路径覆盖物188，并且驾驶员可以选择生成路径20或在显示器118上指定车辆最终航迹方向。例如，用户U可以沿着车辆12和挂车18之间的区域拖动其手指，并且挂接辅助系统10将计算与该模式匹配的路径20。类似地，用户U可以通过监测车辆12的前部182外部的手指来指定车辆12的最终航迹方向。
参考图17，示出了根据一些示例的对准挂接总成22与联接器16的方法190。具体的，在步骤192，启动挂接辅助系统10。在步骤194，车辆12扫描车辆12后部的场景并且可以确定挂接球头26和/或联接器16是否在车辆感测系统46内的一个或多个成像器38、40、42、44和/或其他传感器64、70的视野48、50、52a、52b内。另外，一旦已经识别联接器16，则图像处理可以指定任何其他物体作为障碍物O并且可以识别来自多个成像器38、40、42、44的图像数据56内的相同障碍物以确定所识别的障碍物O相对于车辆12的定位和高度。
如果在步骤196未识别联接器16，则可以继续场景扫描，包括同时指示驾驶员来移动车辆12以更好地与挂车18对准，直到联接器16被识别。当已识别了联接器16时，在步骤198中，可以使用路径导出程序128来确定用于将挂接总成22与联接器16对准同时避开任何其他物体的一条或多条可能的车辆路径20a、20b、20c(图16)，所述任何其他物体被指定为障碍物O(例如，通过默认)。随后，控制器14使用路径导出程序128来确定用于将挂接球头26与联接器16对准的默认路径(例如20a)和辅助路径(例如20b、20c)。
在步骤200，各种路径20a、20b、20c在显示器118上被示为路径覆盖物188，如在图16中示例性所示。路径20a、20b、20c可为各种颜色和/或模式以进一步将路径彼此分开。利用显示器118上所示的各种路径20a、20b、20c，用户U可以在步骤202选择期望的车辆路径20a、20b、20c。可以通过车辆12内和/或便携式装置122上的用户接口来选择路径20a、20b、20c。可选地，用户U可以通过触摸或以其他方式在显示器118上选择期望的路径20a、20b、20c。在一些情形中，在步骤204，如果用户U期望未示出的路径，则用户U可以在显示器118上指定所期望的路径，并且挂接辅助系统10可计算车辆路径20以匹配所期望的路径。如本文所提供的，用户可以指定车辆12的倒退路径20、车辆12的航迹方向、车辆12相对于挂车18的对准取向和/或在将挂接总成22对准至联接器16时挂接辅助系统10需要满足的任何其他约束。
在步骤206，用户U可以确认显示器118上所示的路径20是用于将挂接总成22与联接器16对准的期望路径。在路径20已由用户U确认和/或由挂接辅助系统10自动确认后，在步骤206，挂接辅助系统10可以请求用户U来放弃控制至少车辆12的方向盘88(且可选地，在其中执行操作程序130期间控制器14对动力传动系统控制系统98和制动控制系统96采取控制的挂接辅助系统10的各种实现方式中，放弃控制节气门100和制动器)，同时在步骤208车辆12执行自动挂接操作。当已确认用户U未试图控制转向系统80时(例如，使用扭矩传感器94)，控制器14开始沿着所确定的路径20移动车辆12。此外，挂接辅助系统10可以确定变速器系统102是否处于正确的挡位并且是否可以换挡至期望的挡位或提示用户U换挡至期望的挡位。挂接辅助系统10然后可以在用户U或控制器14使用动力传动系统控制系统98和制动控制系统96来控制车辆12的速度时控制转向系统80以保持车辆12沿着路径20。如本文所讨论，控制器14或用户U可以控制至少转向系统80，同时跟踪联接器16的位置，直到挂接总成22与联接器16对准，此时操作程序130可在步骤210结束。
通过使用本公开可以得到各种优点。例如，使用所公开的挂接辅助系统提供了可通过用于监测挂接总成和/或联接器的独立的成像器和/或传感器以在处于成像器和/或传感器中的一者或多者的视野外时继续监测挂接总成和/或联接器的感测系统。挂接辅助系统还包括控制器，所述控制器被配置为生成用于沿着定位路径以及根据期望和/或需要沿着后续对准路径操纵车辆的命令。车辆可以在定位路径期间以第一速度设定点移动且在对准路径期间以第二速度设定点移动，这可以产生挂接总成与联接器之间更准确的对准。控制器还可生成图示车辆可移动通过其以将挂接总成与联接器对准的区域的车辆占用区。另外，控制器可以生成可将挂接总成与联接器对准的多条路径。用户可以从多条生成的路径中选择期望的路径，这可有助于避开邻近车辆和/或挂车的物体。
根据各种示例，本文提供了一种挂接辅助系统。所述挂接辅助系统包括感测系统，所述感测系统被配置为检测挂接总成与联接器。控制器被配置为生成用于沿着第一路径或第二路径操纵车辆的命令。用户输入装置包括显示器。所述显示器被配置为图示所述第一和第二路径。挂接辅助系统的示例可以包括以下特征中的任何一个或组合：
·所述用户输入装置被配置为接受用于沿着所述第一路径或所述第二路径移动所述车辆的指令；
·所述显示器是具有用于接收对应于所述显示器上方的位置的输入的电路的触摸屏；
·所述触摸屏登记其上的用于指定所述第一路径或所述第二路径的一个或多个触摸事件；
·所述感测系统包括位于所述车辆的后部并被配置为捕获车后场景的一个或多个图像的后成像器；
·所述感测系统还包括被配置为捕获沿着所述车辆的侧部的一个或多个图像的侧视成像器；
·所述用户输入装置登记其上的用于指定所述挂接联接器在所述后成像器或所述侧视成像器的各自视野内的位置的一个或多个触摸事件；
·所述显示器图示所述第一路径或所述第二路径的车辆占用区的覆盖物，所述车辆占用区从所述车辆的轴距路径向外延伸；
·当车辆从纵向轴线偏移时所述车辆从车辆的轴距路径向外延伸；和/或
·所述覆盖物还包括在所述感测系统的视野内的障碍物。
此外，本文提供了一种挂接辅助方法。所述方法包括确定挂接球头相对于所述联接器的偏移。所述方法还包括计算用于将挂接球头与所述联接器对准的第一路径，所述第一路径具有定位路径和对准路径。所述方法还包括以第一车速设定点沿所述定位路径将车辆操纵预定义距离。最后，所述方法包括以第二车速设定点沿所述对准路径将所述挂接球头与所述联接器对准，所述第二速度设定点小于所述第一车速设定点。所述方法的示例可包括以下特征中的任何一个或组合：
·计算用于将所述挂接球头与所述联接器对准的第二路径；检测邻近所述车辆的障碍物；和沿着所述第一路径或所述第二路径操作所述车辆以避开所述障碍物；
·在触摸屏显示器上显示所述第一路径和第二路径，所述触摸屏显示器被配置为登记其上的用于指定所选路径的一个或多个触摸事件；
·在显示器上显示从轴距向外延伸的车辆占用区；
·检测邻近所述车辆或所述联接器的障碍物；和在所述显示器上图示相对于所述车辆占用区的所述障碍物；和/或
·所述定位路径和所述对准路径各自包括减速时段，并且其中所述对准路径减速时段基于检测到的减速时段相比于估计的减速时段的比较。
根据一些示例，本文提供了一种挂接辅助系统。所述挂接辅助系统包括用于捕获挂接总成与联接器的一个或多个图像的成像器。显示器基于所述一个或多个图像生成图像块。控制器被配置为识别所述挂接总成、识别联接器、并在所述显示器上显示延伸通过所述挂接总成的覆盖的车辆占用区，所述车辆占用区限定车辆行进以将所述挂接总成与所述联接器对准的区域。挂接辅助系统的示例可以包括以下特征中的任何一个或组合：
·所述成像器还被配置为检测邻近所述车辆的一个或多个障碍物，并且所述控制器还被配置为显示相对于所述车辆占用区的所述一个或多个障碍物；
·所述控制器生成将所述挂接总成与所述联接器对准的第一和第二路径；和/或
·所述显示器被配置为触摸屏，所述触摸屏被配置为接受用于沿着所述第一路径或所述第二路径移动所述车辆的指令。
本领域的普通技术人员将理解，所述发明和其他部件的构造不限于任何特定材料。本文所公开发明的其他示例性示例可由广泛的多种材料形成，除非本文另有说明。
如本文所用，术语“约”意指量、大小、配方、参数和其他数量和特性不是并且不必是精确的，而是可以根据需要为近似的和/或更大或更小的，反映公差、转换因素、四舍五入、测量误差等以及本领域技术人员已知的其他因素。当术语“约”用于描述值或范围的端点时，应该将本公开理解为包括所指的具体值或端点。无论说明书中的数值或范围的端点是否引用了“约”，数值或范围的端点都旨在包括两个实施例：一个由“约”修饰，和一个不由“约”修饰。还应当理解，每个范围的端点相对于另一个端点是显著的，并且独立于另一个端点。
如本文所用的术语“基本”、“基本上”及其变型旨在指明所描述的特征等于或近似等于值或描述。例如，“基本上线性的”表面旨在表示恒定的或近似恒定的斜度。此外，“基本上”旨在表示两个值相等或近似相等。在一些实施例中，“基本上”可以表示值在彼此的约10％内。
出于本公开的目的，术语“联接”(以其所有形式，联接、联接的、被联接等)大体上意指两个部件(电气或机械)彼此直接或间接地接合。此类接合本质上可以是固定的或者本质上是可移动的。此类接合可通过两个部件(电气或机械)和任何附加中间构件来实现，所述任何附加中间构件可彼此一体地形成为单个整体，或与所述两个部件一体地形成为单个整体。此类接合本质上可以是永久性的，或者本质上可以是可移除的或可释放的，除非另外陈述。
此外，实现相同功能的任何部件布置均有效地“相关联”，使得期望的功能得以实现。因此，本文中进行组合以实现特定功能的任何两个部件可被视为彼此“相关联”，使得期望的功能得以实现，而不管架构或中间部件如何。同样地，如此相关联的任何两个部件也可被视为彼此“可操作地连接”或“可操作地联接”以实现期望的功能，并且能够如此相关联的任何两个部件也可被视为彼此“可操作地联接”以实现期望的功能。可操作地联接的一些示例包括但不限于物理上可配对和/或物理上交互的部件和/或可无线交互和/或无线交互的部件和/或逻辑上交互和/或逻辑上可交互的部件。此外，应理解，前面有术语“……的”的部件可设置在任何实用位置(例如，设置在车辆上、车辆内、和/或车辆外部)，使得所述部件可以本文所述的任何方式起作用。
本文公开的系统、设备、装置和方法的实现方式可以包括或利用包括计算机硬件(诸如，例如本文所讨论的一个或多个处理器和系统存储器)的专用或通用计算机。本公开的范围内的实现方式还可以包括用于携载或存储计算机可执行指令和/或数据结构的物理介质和其他计算机可读介质。此类计算机可读介质可以为可由通用或专用计算机系统存取的任何可用介质。存储计算机可执行指令的计算机可读介质是计算机存储介质(装置)。携载计算机可执行指令的计算机可读介质是传输介质。因此，作为示例而非限制，本公开的实现方式可以包括至少两种截然不同的计算机可读介质：计算机存储介质(装置)和传输介质。
计算机存储介质(装置)包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM、固态驱动器(“SSD”)(例如，基于RAM)、快闪存储器、相变存储器(“PCM”)、其他类型的存储器、其他光盘存储装置、磁盘存储装置或其他磁存储装置、或可用于以计算机可执行指令或数据结构的形式存储所需程序代码手段并且可由通用或专用计算机存取的任何其他介质。
本文公开的装置、系统和方法的实现方式可以通过计算机网络进行通信。“网络”被限定为支持在计算机系统和/或模块和/或其他电子装置之间传输电子数据的一个或多个数据链路。当通过网络或另一种通信连接(硬接线、无线或硬接线或无线的任何组合)向计算机传递或提供信息时，计算机适当地将所述连接视为传输介质。传输介质可以包括网络和/或数据链路，其可以用于以计算机可执行指令或数据结构的形式携载期望的程序代码手段并且可以由通用或专用计算机存取。以上的组合也应当包括在计算机可读介质的范围内。
计算机可执行指令包括例如在处理器处执行时使通用计算机、专用计算机或专用处理装置执行某个功能或功能组的指令和数据。计算机可执行指令可以是例如二进制代码、中间格式指令(诸如汇编语言)或者甚至源代码。虽然已经用特定于结构特征和/或方法动作的语言描述了本主题，但是应当理解的是，在所附权利要求中限定的主题不必限于上述的所述特征或动作。相反，所述特征和动作被公开作为实施权利要求的示例形式。
本领域技术人员应当理解，本公开可以在具有许多类型的计算机系统配置的网络计算环境中实践，所述计算机系统配置包括内置式车辆计算机、个人计算机、台式计算机、膝上型计算机、消息处理器、手持式装置、多处理器系统、基于微处理器的或可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、移动电话、PDA、平板计算机、寻呼机、路由器、交换机、各种存储装置等。本公开还可以在分布式系统环境中实践，其中通过网络链接(通过硬接线数据链路、无线数据链路或通过硬接线与无线数据链路的任何组合)的本地和远程计算机系统都执行任务。在分布式系统环境中，程序模块可以位于本地和远程存储器存储装置这两者中。
此外，在适当的情况下，本文所述的功能可以在以下一者或多者中执行：硬件、软件、固件、数字部件或模拟部件。例如，可以编程一个或多个专用集成电路(ASIC)以执行本文描述的系统和程序中的一个或多个。某些术语在整个说明书和权利要求中用于指代特定的系统部件。所属领域技术人员将理解的是，可以通过不同名称来提及部件。本文件并不意图区分名称不同但功能相同的部件。
应当注意的是，上面讨论的传感器示例可以包括计算机硬件、软件、固件或它们的任何组合以执行其功能的至少一部分。例如，传感器可以包括被配置为在一个或多个处理器中执行的计算机代码，并且可以包括由计算机代码控制的硬件逻辑/电路。这些示例性装置在本文出于说明目的而提供，而非旨在进行限制。本公开的示例可以在如一种或多种相关领域的技术人员所已知的另外的类型的装置中实施。
本公开的至少一些示例涉及计算机程序产品，其包括存储在任何计算机可用介质上的此类逻辑(例如，以软件的形式)。此类软件在一种或多种数据处理装置中执行时使装置如本文所述进行操作。
同样重要的是应当注意，如示例性示例中所示的本发明的元件的构造和布置仅仅是说明性的。虽然在本公开中仅详细描述了本创新的几个示例，但审阅本公开的本领域技术人员应易于理解，在不实质背离所述主题的新颖教导和优点的情况下，可作出许多修改(例如，改变各种元件的大小、尺寸、结构、形状以及比例、参数值、安装布置、材料使用、颜色、取向等)。例如，示出为一体形成的元件可以由多个零件构成，或者示出为多个零件的元件可以一体形成，可以颠倒或以其他方式改变接口的操作，可以改变系统的结构和/或构件或连接器或其他元件的长度或宽度，可以改变元件之间提供的调整位置的性质或数量。应当注意的是，系统的元件和/或总成可以由提供足够强度或耐用性的广泛的多种材料中的任何一种以广泛的多种颜色、纹理和组合中的任何一种构成。因此，所有此类修改都意图包括在本创新的范围内。在不脱离本创新的精神的情况下，可在期望的和其他示例性示例的设计、工况和布置方面进行其他替换、修改、改变和省略。
应理解，任何所述过程或所述过程中的步骤可与其他公开的过程或步骤组合以形成本发明的范围内的结构。本文公开的示例性结构和过程用于说明性目的，而不应当解释为限制。
还应理解，可在不脱离本发明的概念的情况下对前述结构和方法作出改变和修改，且还应理解，此类概念意图被所附权利要求涵盖，除非这些权利要求通过其语言另外明确陈述。
根据实施例，所述定位路径和所述对准路径各自包括减速时段，并且其中所述对准路径减速时段基于检测到的减速时段相比于估计的减速时段的比较。
根据本发明，提供了一种挂接辅助系统，所述挂接辅助系统具有：成像器，其用于捕获挂接总成与联接器的一个或多个图像；显示器，其基于所述一个或多个图像生成图像块；和控制器，其用于：识别所述挂接总成；识别联接器；和在显示器上显示延伸通过所述挂接总成的覆盖的车辆占用区，所述车辆占用区限定车辆行进以将所述挂接总成与所述联接器对准的区域。
根据实施例，所述成像器还被配置为检测邻近所述车辆的一个或多个障碍物，并且所述控制器还被配置为显示相对于所述车辆占用区的所述一个或多个障碍物。
根据实施例，所述控制器生成将所述挂接总成与所述联接器对准的第一和第二路径。
根据实施例，所述显示器被配置为触摸屏，所述触摸屏被配置为接受用于沿着所述第一路径或所述第二路径移动所述车辆的指令。

Claims (15)

1.一种挂接辅助系统，其包括：
感测系统，其被配置为检测挂接总成与联接器；
控制器，其被配置为生成用于沿着第一路径或第二路径操纵车辆的命令；和
用户输入装置，其包括显示器，所述显示器被配置为图示所述第一路径和所述第二路径。
2.如权利要求1所述的挂接辅助系统，其中所述用户输入装置被配置为接受用于沿着所述第一路径或所述第二路径移动所述车辆的指令。
3.如权利要求2所述的挂接辅助系统，其中所述显示器是具有用于接收对应于所述显示器上方的位置的输入的电路的触摸屏。
4.如权利要求3所述的挂接辅助系统，其中所述触摸屏登记其上的用于指定所述第一路径或所述第二路径的一个或多个触摸事件。
5.如权利要求1-4中任一项所述的挂接辅助系统，其中所述感测系统包括位于所述车辆的后部并被配置为捕获车后场景的一个或多个图像的后成像器。
6.如权利要求5所述的挂接辅助系统，其中所述感测系统还包括被配置为捕获沿着所述车辆的侧部的一个或多个图像的侧视成像器。
7.如权利要求6所述的挂接辅助系统，其中所述用户输入装置登记其上的用于指定所述挂接联接器在所述后成像器或所述侧视成像器的各自视野内的位置的一个或多个触摸事件。
8.如权利要求1-4中任一项所述的挂接辅助系统，其中所述显示器图示所述第一路径或所述第二路径的车辆占用区的覆盖物，所述车辆占用区从所述车辆的轴距路径向外延伸。
9.如权利要求1-4中任一项所述的挂接辅助系统，其中在所述车辆偏离纵向轴线时所述车辆从所述车辆的所述轴距路径向外延伸。
10.如权利要求1-4中任一项所述的挂接辅助系统，其中所述覆盖物还包括在所述感测系统的视野内的障碍物。
11.一种挂接辅助方法，其包括以下步骤：
确定挂接球头相对于所述联接器的偏移；
计算用于将所述挂接球头与所述联接器对准的第一路径，所述第一路径具有定位路径和对准路径；
以第一车速设定点沿所述定位路径将车辆操纵预定义距离；和
以第二车速设定点沿所述对准路径将所述挂接球头与所述联接器对准，所述第二速度设定点小于所述第一车速设定点。
12.如权利要求11所述的挂接辅助方法，其还包括：
计算用于将所述挂接球头与所述联接器对准的第二路径；
检测邻近所述车辆的障碍物；和
沿着所述第一路径或所述第二路径操作所述车辆以避开所述障碍物。
13.如权利要求11或权利要求12所述的挂接辅助方法，其还包括：
在触摸屏显示器上显示所述第一路径和所述第二路径，所述触摸屏显示器被配置为登记其上的用于指定所选路径的一个或多个触摸事件。
14.如权利要求11或权利要求12所述的挂接辅助方法，其还包括：
在显示器上显示从轴距向外延伸的车辆占用区。
15.如权利要求14所述的挂接辅助方法，其还包括：
检测邻近所述车辆或所述联接器的障碍物；和
在所述显示器上图示相对于所述车辆占用区的所述障碍物。
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