CN111372795B

CN111372795B - 使用图像坐标的自动化拖车挂接

Info

Publication number: CN111372795B
Application number: CN201880075943.7A
Authority: CN
Inventors: K.卡彭特
Original assignee: Continental Automotive Systems Inc
Current assignee: Continental Automotive Systems Inc
Priority date: 2017-09-25
Filing date: 2018-09-25
Publication date: 2023-07-04
Anticipated expiration: 2038-09-25
Also published as: EP3687839A1; WO2019060893A1; US20190092109A1; CN111372795A; JP2020535077A; EP3687839B1; US10987984B2; JP6938793B2

Abstract

一种反向操纵车辆以用于附接到拖车的方法，包括从至少一个车辆相机接收在一个或多个图像内示出的拖车挂接接收器图像位置。该方法还包括确定图像中牵引车辆前后轴线和拖车前后轴线之间的像素角度差，确定牵引车辆挂接球和挂接接收器之间的像素距离，以及确定从初始定位到邻近拖车的最终定位的车辆路径。车辆路径包括被配置为将车辆沿着车辆路径从初始定位移动到最终定位的操纵。然后在与计算设备通信的驾驶系统处自主地跟随从初始定位到最终定位的车辆路径。

Description

使用图像坐标的自动化拖车挂接

技术领域

本公开涉及一种机动车辆，并且更具体地，涉及一种用于机动车辆以帮助将车辆挂接到拖车的驾驶员辅助系统。

背景技术

拖车通常是由动力牵引车辆拉动的无动力车辆。除其它之外，拖车还可以是多用途拖车、弹出式露营车、旅行拖车、牲畜拖车、平板拖车、封闭式汽车运输车和船拖车。牵引车辆可以是汽车、跨界车、卡车、货车、运动型多用途车辆（SUV）、休闲车辆（RV）或被配置为附接到拖车并拉动拖车的任何其它车辆。可以使用拖车挂接部将拖车附接到动力车辆。接收器挂接部安装在牵引车辆上，并连接到拖车挂接部以形成连接。拖车挂接部可以是球窝、第五个轮和鹅颈管或拖车千斤顶。也可以使用其它附接机构。除了拖车和动力车辆之间的机械连接之外，在一些示例中，拖车电连接到牵引车辆。照此，电连接允许拖车从动力车辆的后灯电路取得馈入，从而允许拖车具有与动力车辆的灯同步的尾灯、转向灯和制动灯。

牵引车辆驾驶员面临的一些挑战是将牵引车辆连接到拖车，因为需要不止一个人。例如，一个人驾驶车辆（例如驾驶员），并且需要另外一个或多个人来查看牵引车辆和拖车，并且为驾驶员提供关于牵引车辆为了与挂接部对准而必须采取的路径的指导。如果向驾驶员提供指导的人不习惯于将牵引车辆挂接到拖车，那么他们可能难以提供用于指导牵引车辆路径的有效指令。

传感器技术方面的最新进展已经导致用于车辆的经改进的安全系统。用于检测和避开碰撞的布置和方法正变得可用。这样的驾驶员辅助系统使用位于车辆上的传感器来检测正在进行的碰撞。在一些示例中，系统可以警示驾驶员一个或多个驾驶情形，以防止或最小化碰撞。附加地，当车辆正在向前方向上行驶时，传感器和相机也可以用于警告驾驶员可能的障碍物。因此，合期望的是提供一种包括传感器以克服牵引车辆驾驶员面临的挑战的系统。

发明内容

一个总体方面包括一种反向操纵车辆以用于附接到拖车的方法，包括：通过车辆的神经网络在一个或多个图像内检测一个或多个拖车，在图像中检测拖车挂接接收器。该操纵方法还包括在与神经网络通信的计算设备处确定图像中牵引车辆前后轴线和拖车前后轴线之间的像素角度差，确定牵引车辆挂接球和挂接接收器之间的像素距离，确定从初始定位到邻近拖车的最终定位的车辆路径。车辆路径包括被配置为将车辆沿着该车辆路径从初始定位移动到最终定位的操纵。还包括确定包含被配置为将车辆沿着车辆路径从初始定位移动到最终定位的操纵的车辆路径，以及然后在与计算设备通信的驾驶系统处自主地跟随从初始定位到最终定位的车辆路径。

一个总体方面包括一种反向操纵车辆以用于附接到拖车的方法，包括：接收由驾驶员使用用户接口选择的拖车挂接接收器图像位置，其中拖车挂接接收器被示出在来自至少一个车辆相机的一个或多个图像内。该操纵方法还包括在计算设备处确定图像中牵引车辆前后轴线和拖车前后轴线之间的像素角度差，确定牵引车辆挂接球和挂接接收器之间的像素距离，确定从初始定位到邻近拖车的最终定位的车辆路径。车辆路径包括被配置为将车辆沿着车辆路径从初始定位移动到最终定位的操纵。还包括确定包含被配置为将车辆沿着车辆路径从初始定位移动到最终定位的操纵的车辆路径，以及然后在与计算设备通信的驾驶系统处自主地跟随从初始定位到最终定位的车辆路径。

在参考随附附图考虑以下详细描述和所附权利要求——所有这些形成本说明书的一部分——时，本发明的其它目的、特征和特性，以及操作方法和结构的相关元件的功能、部件的组合和制造的经济性将变得更加显而易见。应当理解的是，详细描述和具体示例虽然指示本公开的优选实施例，但是仅旨在用于说明目的而并不旨在限制本公开的范围。

附图说明

根据详细描述和随附附图，将变得更全面地理解本公开，其中：

图1A是示例性牵引车辆和牵引车辆后面的拖车的示意图；

图1B是用于检测拖车挂接接收器位置的示例性用户接口的示意图；

图2A-图2C是示例性牵引车辆的透视图；

图3是用于基于图像分析检测拖车挂接接收器位置的控制策略；

图4A和图4B是沿着规划路径自主操纵的示例性牵引车辆的透视图；

图5A是处于初始定位的示例性牵引车辆的透视图；

图5B是处于中间定位的示例性牵引车辆的透视图；

图5C是处于最终定位的示例性牵引车辆的透视图；

图6A-图6D是连接到拖车挂接部的示例性车辆挂接部的透视图；

图7是用于反向操作牵引车辆以用于附接到拖车的示例性操作布置的流程图。

同样的参考符号在各种附图中指示同样的要素。

具体实施方式

诸如但不限于汽车、跨界车、卡车、货车、运动型多用途车辆（SUV）以及休闲车辆（RV）的牵引车辆可以被配置为对拖车进行牵引。牵引车辆通过拖车挂接部的方式连接到拖车。合期望的是具有一种牵引车辆，其能够具有用于朝向拖车操纵并附接到拖车的更自动化的系统和方法，从而降低对于如下的需要：驾驶员在向后方向上驾驶牵引车辆，同时另外的一个或多个人为驾驶员提供关于牵引车辆为了与拖车对准并最终挂接到拖车而必须采取的路径的指导。照此，具有用于向后驾驶的辅助设备的牵引车辆在将牵引车辆挂接到拖车时为驾驶员提供了更安全和更快速的体验。

参考图1A-图2C，在一些实现方式中，牵引车辆100的驾驶员想要对拖车200进行牵引。牵引车辆100可以配置有驾驶员辅助系统310，以向驾驶员提供对朝向所选拖车200驾驶的引导。牵引车辆100可以包括驾驶系统110，该驾驶系统110例如基于具有x、y和z分量的驾驶命令来操纵牵引车辆100穿过路面。如所示出的，驾驶系统110包括右前轮112,112a、左前轮112,112b、右后轮112,112c和左后轮112,112d。驾驶系统110也可以包括其它轮配置。驾驶系统110还可以包括制动系统120和加速系统130，该制动系统120包括与每个轮112,112a-d相关联的制动器，该加速系统130被配置为调整牵引车辆100的速度和方向。此外，驾驶系统110可以包括悬架系统132，该悬架系统132包括与每个轮112,112 a-d相关联的轮胎、轮胎空气、弹簧、减震器、以及将牵引车辆100连接到其轮112,112 a-d并且允许牵引车辆100和轮112,112 a-d之间的相对运动的连杆。悬架系统132改进牵引车辆100的道路处置，并通过隔离道路噪音、颠簸和振动来提供更好的乘坐质量。此外，悬架系统132被配置为调整牵引车辆100的高度，从而允许牵引车辆挂接部160与拖车挂接部210对准，这帮助牵引车辆100和拖车200之间的连接。

牵引车辆100可以通过相对于由牵引车辆100限定的三个相互垂直轴线的各种移动的组合而移动穿过路面，所述三个相互垂直轴线为：横向轴线X、前后轴线Y和中心竖向轴线Z。横向轴线x在牵引车辆100的右侧R和左侧之间延伸。沿着前后轴线Y的向前驾驶方向被指定为F，也称为向前运动。此外，沿着前后方向Y的后向或向后驾驶方向被指定为R，也称为向后运动。当悬架系统132调整牵引车辆100的悬架时，牵引车辆100可以围绕X轴线和或Y轴线倾斜，或者沿着中心竖向轴线Z移动。

驾驶员辅助系统310可以包括用户接口140。用户接口140可以是并入到车辆中的显示器，或者可以设置在诸如个人无线设备之类的分离的设备上。用户接口140经由一个或多个输入机构或触摸屏显示器142从驾驶员接收一个或多个用户命令，和/或向驾驶员显示一个或多个通知。用户接口140与车辆控制器300通信，车辆控制器300转而与传感器系统400和驾驶系统110通信。在一些示例中，用户接口140显示牵引车辆100的环境的图像，从而导致用户接口140（从驾驶员）接收到发起一个或多个行为的执行的一个或多个命令。车辆控制器300包括计算设备（或处理器）302（例如，具有一个或多个计算处理器的中央处理单元），所述计算设备302与能够存储可在（多个）计算处理器上执行的指令的非暂时性存储器304（例如，硬盘、闪速存储器、随机存取存储器）通信。

车辆控制器300执行驾驶员辅助系统310，驾驶员辅助系统310转而包括路径跟随子系统320。路径跟随子系统320从路径规划系统550接收规划路径552（图4A和图4B），并执行向驾驶系统110发送命令301的行为322-330，从而导致牵引车辆100在向后方向R上围绕规划路径552自主驾驶。

路径跟随子系统320包括制动行为322、速度行为324、转向行为326、挂接部连接行为328和悬架调整行为330。每个行为322-330引起牵引车辆100采取除其它之外诸如朝后驾驶、以特定角度转弯、刹车、提速、减慢的动作。车辆控制器300可以通过控制驾驶系统110、更具体地通过向驾驶系统110发出命令301，来操纵牵引车辆100在任何方向上穿过路面。例如，车辆控制器300可以操纵牵引车辆100从初始定位（如图4A中所示）去往最终定位（如图5C中所示）。在最终定位中，牵引车辆100的挂接球162与拖车200的挂接耦合器212对准，所述挂接耦合器212将牵引车辆100与所选拖车200进行连接。

牵引车辆100可以包括传感器系统400，以提供可靠和鲁棒的自主驾驶。传感器系统400可以包括不同类型的传感器，其可以分离地使用或与彼此一起使用，以创建对牵引车辆环境的感知，该感知用于使牵引车辆100自主驾驶并基于由传感器系统400检测到的对象和障碍物作出智能决策。传感器可以包括但不限于一个或多个成像设备（诸如相机）410和传感器420，诸如但不限于雷达、声纳、LIDAR（光检测和测距，其可能使光学遥感成为必要，光学遥感测量散射光的属性以找到远处目标的距离和/或其它信息）、LADAR（激光检测和测距）等。此外，当牵引车辆100正在向前方向F上或向后方向R上行驶时，（多个）相机410和（多个）传感器420可以用于经由用户接口140通过听觉警告和/或视觉警告向驾驶员警告可能的障碍物。因此，传感器系统400对于增加在半自主或自主条件下操作的牵引车辆100的安全性尤其有用。

在一些实现方式中，牵引车辆100包括后相机410,410a，后相机410,410a被安装以提供针对牵引车辆100的后驾驶路径的视图。附加地，在一些示例中，牵引车辆100包括为牵引车辆100提供前驾驶路径视图的前相机410,410b、定位在牵引车辆100右侧的右相机410，410c以及定位在牵引车辆100左侧的左相机410,410d。左相机410,410c和右相机410,410d提供牵引车辆100的附加侧视图。在该情况下，除了沿着前驾驶路径和后驾驶路径检测到的对象和障碍物之外，牵引车辆100还可以检测定位在牵引车辆100任一侧的对象和障碍物。（多个）相机410,410 a-d可以是单目相机、双目相机或能够提供牵引车辆100的后行驶路径的视图的另外的类型的感测设备。

在一些实现方式中，牵引车辆100包括例如深度神经网络（DNN）之类的一个或多个神经网络（NN）500，以改进牵引车辆100的自主驾驶。DNN 500是除了其它学科之外还用在计算机科学中的计算方法，并且其基于大的神经单元的集合，粗略地模仿生物大脑利用由轴突连接的大簇生物神经元来解决问题的方式。DNN 500是自学习和训练的，而不是编程的，并且在其中在传统计算机程序中难以表达解决方案特征检测的领域中表现出色。换言之，DNN 500是被设计为对模式进行识别的一组算法。DNN 500通过机器感知、标注或聚类原始输入来解释传感器系统数据402（例如，来自传感器系统400）。所识别的模式是数字、向量，所有真实世界的数据（诸如图像、文本、声音或时间序列）被转换成所述数字、向量。DNN 500包括与DNN非暂时性存储器504通信的多层非线性处理单元502。DNN非暂时性存储器504存储指令，所述指令当在非线性处理单元502上执行时，引起DNN 500提供输出506、508。每个非线性处理单元502被配置为使用通过训练学习的参数来变换输入或信号（例如，传感器系统数据402）。从输入（例如，传感器系统数据402）到输出506、508的一系列变换发生在多层非线性处理单元502处。因此，DNN 500能够基于图像412或传感器数据422来确定位置，从而排除对具有DGPS或GPS的需要。

DNN 500接收传感器系统数据402（包括图像412和/或传感器数据422），并基于所接收的数据420向用户接口140提供图像输出506和/或向车辆控制器300提供数据输出508。在一些示例中，DNN 500从与DNN 500通信的相机410接收牵引车辆100的后视图的（多个）图像412。DNN 500分析图像412，并在所接收的图像412中标识拖车200和拖车挂接接收器212。DNN 500还可以从与DNN 500通信的传感器420接收传感器数据420，并分析所接收的传感器数据420。基于所分析的图像412（或所分析的图像412和传感器数据422），DNN 500标识拖车挂接接收器212相对于牵引车辆挂接球162的位置，如下面进一步详细描述的那样。照此，DNN 500在用户接口140上显示所接收的图像412，该所接收的图像412显示位于牵引车辆100后面一定距离处的拖车200的表示146。在一些示例中，用户接口是触摸屏显示器142。在其它示例中，用户接口140不是触摸屏，并且驾驶员可以使用诸如但不限于旋转式旋钮或鼠标的输入设备。

至少参考图1A、图1B和图3，拖车挂接接收器212的位置由挂接位置系统520确定。挂接位置系统520使用DNN 500或控制器300来计算图像144中拖车挂接接收器212的位置的图像坐标（X_T，Y_T）以及针对车辆挂接球位置的图像坐标（X_V，Y_V）。示意性地示出了用于检测可选拖车的边界。该边界可以由（多个）相机410,410a的视场限制，或者由DNN 500可以对其执行图像分析和计算的、在车辆100和拖车200之间的角度差限制，或者可以由路径跟随子系统320可以对其进行执行的、在车辆100和拖车200之间的角度差限制。虽然边界和挂接位置系统520的计算在图像144上示意性地图示，但是可以完全地部分地或者可以实际上并不显示在图像144中。

可以教导DNN 500或控制器300识别图像144中的挂接接收器212以及其它拖车信息，诸如至少一个水平拖车边缘220。基于检测到的拖车信息，DNN 500可以计算牵引车辆前后轴线Y和拖车前后轴线T之间的角度差

。角度差/>

是图像144中所标识的牵引车辆前后轴线Y和拖车前后轴线T之间的像素角度，如下式：

其中，

，并且/>

。

进一步地，在图像144中拖车挂接接收器212的位置的图像坐标（X_T，Y_T）和针对车辆挂接球位置的图像坐标（X_V，Y_V）之间的像素距离（λ）也通过下式计算：

。

在拖车200位置、尤其是拖车挂接接收器212位置被标识之后，路径规划系统550基于所选拖车200的位置（由DNN 500或控制器300从所接收的传感器系统数据402确定）相对于牵引车辆100的定位（例如，定向和距离），规划牵引车辆100和拖车200之间的路径552（图4A、4B）。当牵引车辆100正在朝向所选拖车200自主倒车时。规划路径552允许牵引车辆100自主驾驶并连接到拖车200。路径规划系统550为牵引车辆100规划自主操纵的路径552，使得在距拖车200预定距离D内的中间定位处，牵引车辆100处于总体平行于拖车200对准并且背离拖车200的定向上，其中牵引车辆100的挂接部160基本上与拖车200的挂接部210对准。

在一个实施例中，牵引车辆前后轴线Y与拖车前后轴线T之间的角度差

、以及挂接球162和挂接接收器212之间的像素距离（λ）被输入到所示的控制策略中，以提供转向请求。下面描述了由路径规划系统550、550B进行的转向请求计算的进一步细节。

在一些示例中，路径规划系统550是如图2A中所示的车辆控制器300的一部分；而在其它示例中，路径规划系统550是如图2B中所示的DNN 500的一部分。参考图2A，DNN 500a向控制器300发送数据输出508，该数据输出508包括如从用户输入设备140接收的所选拖车200相对于牵引车辆100的位置。

进一步地，图2C图示了牵引车辆100的示例性实施例，其中路径规划系统550是控制器的一部分，并且不利用DNN 500。在该实施例中，并且也可能在图2B中所示的实施例中，牵引车辆100的驾驶员将负责选择图像中的拖车接收器位置212。这可以通过如下操作完成：通过利用旋钮143和按钮145操纵针对用户接口140的光标；通过利用旋钮143和按钮145选择图像上的期望位置的方式；通过经由触摸屏显示器142进行选择；或者操纵表示图像144中与拖车挂接接收器212的位置相对应的感兴趣点的一些其它图像（车辆挂接耦合器162路径、轮112c-112d路径等）。

在一个实施例中，路径规划系统550a规划牵引车辆100和所选拖车200之间的路径552。路径规划系统550a可以使用若干种方法来确定路径552。图4A和图4B提供了一种用于路径规划的方法。在一些示例中，路径规划系统550a在向后方向R上延伸其前后轴线Y，而拖车200在向前方向上关于拖车200的长延伸前后轴线。路径规划系统550a绘制面向拖车前后轴线的与牵引车辆前后轴线Y在第一切点555处相切的第一圆554，以及面向牵引车辆前后轴线Y的与拖车前后轴线在第二切点557处相切的第二圆556。第一圆554和第二圆556在相交点558处相交。第一圆554和第二圆556的大小可以基于牵引车辆100和拖车200之间的距离、定位在牵引车辆100和拖车200之间的障碍物和对象、以及任何其它考虑来调整和操纵。路径规划系统550a通过如下操作来确定路径552：跟随牵引车辆前后轴线Y直到第一切点555，然后沿着第一圆554的弧移动直到相交点558，然后沿着第二圆556的弧移动直到第二切点557，然后跟随拖车前后轴线。照此，规划路径552将牵引车辆100定位在总体平行于拖车200对准的定向上，其中牵引车辆100的挂接部160基本上与拖车200的挂接部210对准。换言之，其中牵引车辆100的前后轴线Y基本上与拖车200的前后轴线T对准。图4A示出了路径552的示例，其中牵引车辆100的前后轴线Y基本上平行于拖车200的前后轴线T。而图4B示出了路径552的示例，其中牵引车辆100的前后轴线Y基本上不平行于拖车200的前后轴线T。

继续参考图2A、图4A和图4B，在一些示例中，当牵引车辆100正在沿着规划路径552自主驾驶时，DNN 500在牵引车辆100基于所接收的传感器系统数据402（即图像412）沿着规划路径552移动时持续地向车辆控制器300发送所选拖车200相对于牵引车辆100的位置。

在一些示例中，DNN 500标识沿着规划路径552的一个或多个对象，并向路径规划系统550a发送与一个或多个对象的定位相关的数据。在该情况下，路径规划系统550a可以重新计算规划路径552以避开一个或多个对象。在一些示例中，路径规划系统550a确定碰撞概率，并且如果碰撞概率超过预定阈值，则路径规划系统550a调整路径并将其发送到路径跟随子系统320。

返回参考图2A和图2B，一旦路径规划系统550规划了路径552，路径跟随子系统320就被配置为执行引起驾驶系统110自主地跟随规划路径552的行为。因此，路径跟随子系统320包括一个或多个行为322-330，所述行为322-330一旦被执行就允许牵引车辆100沿着规划路径552自主驾驶。行为322-330可以包括但不限于制动行为322、速度行为324、转向行为326、挂接部连接行为328和悬架调整行为330。

制动行为322可以被执行以基于规划路径552使牵引车辆100停止或使牵引车辆减慢。制动行为322向驾驶系统110（例如制动系统120）发送信号或命令301，以使牵引车辆100停止或降低牵引车辆100的速度。

速度行为324可以被执行以通过基于规划路径552加速或减速来改变牵引车辆100的速度。速度行为324向制动系统120发送信号或命令301以用于减速或向加速系统130发送信号或命令301以用于加速。

转向行为326可以被执行以基于规划路径改变牵引车辆100的方向。照此，转向行为326向加速系统130发送信号或命令301，其指示引起驾驶系统110改变方向的转向角度。

图4A-5C示出了相对于所选拖车200处于初始定位P_I（图4A）、中间定位P_M（图4B）和最终定位P_F（图5C）或连接定位的牵引车辆100。参考图4A，在启动朝向所选拖车200的自主操纵之前，牵引车辆100相对于拖车200处于初始定位P_I。在一些示例中，牵引车辆100和所选拖车200之间的初始距离D_I约为15米。牵引车辆100沿着规划路径552自主操纵，直到牵引车辆100到达距所选拖车200中间距离D_M的中间定位P_M，如图4B中所示。在中间定位P_M，牵引车辆挂接部160在总体平行于所选拖车200对准的定向上，并且牵引车辆挂接部160基本上与拖车挂接部210的挂接部210对准。换言之，车辆前后Y限定了一个平面，该平面沿着车辆竖向轴线Z并且沿着拖车前后T沿着拖车竖向轴线延伸。在一些示例中，中间距离D_M约为1米。

参考图6A-6D，在一些示例中，当牵引车辆100处于中间定位P_M时，执行挂接部连接行为328，以将车辆挂接部160与拖车挂接部210连接。DNN 500确定牵引车辆挂接球162的顶部和拖车挂接耦合器212的底部之间的相对高度H_R。为了连接牵引车辆100和所选拖车200，拖车挂接耦合器212可释放地接收牵引车辆挂接球162。因此，为了将牵引车辆挂接球162连接到拖车挂接耦合器212，相对高度H_R必须等于零，从而允许牵引车辆挂接球162在拖车挂接耦合器212下方移动并插入其中。因此，当挂接部连接行为328从DNN 500接收到牵引车辆挂接球162和拖车挂接耦合器212之间的大于零的相对高度H_R时，挂接部连接行为328向悬架调整行为330发送命令，来执行并且向悬架系统132发出命令301，以基于来自DNN 500的测量值而调整牵引车辆100的高度，从而降低相对高度H_R。当挂接部连接行为328接收到等于零的相对高度H_R时，然后挂接部连接行为328向驾驶系统110发出命令301，以沿着路径552的剩余部分——即，从中间定位P_M到最终定位P_F（图5C）——进行操纵，从而将牵引车辆100连接到所选拖车200。

可替换地，如图2B-2C中所示，这可以由控制器300而不是DNN 500来完成。

图7图示了针对朝向所选拖车200自主地操纵牵引车辆100（如图1-5中所示）的方法700的操作的示例布置。在框702处，方法700包括接收驾驶员想要将牵引车辆100自主地挂接到拖车200的指示。该指示可以通过在牵引车辆100的用户接口140上进行选择的方式将牵引车辆置于反向（在不倒车的情况下）或任何其它指示。在框704处，控制器300/DNN500检测拖车并标识拖车挂接接收器和其它拖车数据，其包括至少一个拖车边缘。在判定框706处，方法700利用挂接位置系统520确定牵引车辆前后轴线Y和拖车前后轴线T之间的角度差

，以及挂接球162和挂接接收器212之间的像素距离（λ）。在框708处，方法700包括规划相对于所选拖车200从牵引车辆100的初始定位P_I到最终定位P_F的路径552。在一些示例中，路径规划系统规划路径552。路径规划系统550可以是控制器300的一部分或DNN 500的一部分。在框710处，方法700包括执行路径跟随子系统320。在判定框712处，方法700确定牵引车辆100是否在距所选拖车200的预定距离内，即，方法700确定牵引车辆100是否已经到达中间定位P_M。当牵引车辆100到达中间定位P_M时，方法700在判定框712处确定牵引车辆100的挂接球162的顶部与所选拖车200的挂接耦合器212的底部之间的相对高度H_R，并基于该相对高度H_R确定挂接耦合器212是否能够可释放地接收挂接球162。换言之，方法700确定相对高度H_R是否等于零。如果相对高度H_R不等于零，则在框716处，方法700调整牵引车辆100的悬架，并且然后在框714处确定相对高度H_R并检查相对高度H_R是否等于零。一旦相对高度H_R等于零，方法700就在框618处继续围绕路径552从中间定位P_M操纵至最终定位P_F，从而将牵引车辆100的挂接球162与所选拖车200的挂接耦合器212连接。

上面的实现方式可以包括以下特征中的一个或多个。最终定位将牵引车辆挂接耦合器162放置在距拖车挂接耦合器212中心一定距离内，该距离小于或等于拖车挂接耦合器212的大小。最终定位将牵引车辆挂接部162放置在距拖车挂接耦合器212中心一定距离内，该距离小于或等于拖车挂接耦合器212的大小的一半。可替换地，最终定位将牵引车辆挂接部162放置在距拖车挂接耦合器212中心一定距离内，该距离足够近以在没有对牵引车辆100进行进一步操纵的情况下将牵引车辆挂接部162和拖车挂接耦合器212彼此耦合。

这里描述的系统和技术的各种实现方式可以在数字电子电路、集成电路、专门设计的ASIC（专用集成电路）、计算机硬件、固件、软件和/或它们的组合中实现。这些各种实现方式可以包括在一个或多个计算机程序中的实现方式，所述计算机程序在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上可执行和/或可解释，所述可编程处理器可以是专用的或通用的，其被耦合以从存储系统、至少一个输入设备和至少一个输出设备接收数据和指令，并且将数据和指令传输到存储系统、至少一个输入设备和至少一个输出设备。

这些计算机程序（也称为程序、软件、软件应用或代码）包括用于可编程处理器的机器指令，并且可以以高级过程和/或面向对象的编程语言和/或以汇编/机器语言来实现。如本文中所使用的，术语“机器可读介质”和“计算机可读介质”指代用于向可编程处理器提供机器指令和/或数据的任何计算机程序产品、装置和/或设备（例如，磁盘、光盘、存储器、可编程逻辑器件（PLD）），包括接收机器指令作为机器可读信号的机器可读介质。术语“机器可读信号”指代用于向可编程处理器提供机器指令和/或数据的任何信号。

本说明书中描述的主题和功能操作的实现方式可以在数字电子电路中实现，或者在包括本说明书中公开的结构及其结构等同物的计算机软件、固件或硬件中实现，或者在它们中的一个或多个的组合中实现。此外，本说明书中描述的主题可以被实现为一个或多个计算机程序产品，即编码在计算机可读介质上的计算机程序指令的一个或多个模块，以用于由数据处理装置执行或控制数据处理装置的操作。计算机可读介质可以是机器可读存储设备、机器可读存储衬底、存储器设备、实现机器可读传播信号的物质组成或它们中的一个或多个的组合。术语“数据处理装置”、“计算设备”和“计算处理器”涵盖用于处理数据的所有装置、设备和机器，举例来说包括可编程处理器、计算机或多个处理器或计算机。除了硬件之外，该装置还可以包括为所讨论的计算机程序创建执行环境的代码，例如，构成处理器固件、协议栈、数据库管理系统、操作系统或它们中的一个或多个的组合的代码。传播信号是人工生成的信号，例如，机器生成的电、光或电磁信号，生成所述信号以对信息进行编码，以用于传输到合适的接收器装置。

类似地，虽然在附图中以特定的顺序描绘了操作，但是这不应当被理解为要求以所示的特定顺序或者以依次顺序执行这样的操作、或者执行所有图示的操作来实现合期望的结果。在某些情况下，多任务和并行处理可能是有利的。此外，上述实施例中的各种系统组件的分离不应当被理解为在所有实施例中都要求这样的分离，并且应当理解，所描述的程序组件和系统一般可以一起集成在单个软件产品中或者封装到多个软件产品中。

已经描述了许多实现方式。尽管如此，应当理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以进行各种修改。因此，其它实现方式在以下权利要求的范围内。

Claims

1.一种反向操纵牵引车辆以用于附接到拖车的方法，所述方法包括：

通过所述牵引车辆的神经网络检测一个或多个图像内的一个或多个拖车；

检测所述图像中的拖车挂接接收器；

在与所述神经网络通信的计算设备处，确定所述图像中牵引车辆前后轴线和拖车前后轴线之间的像素角度差；

在与所述神经网络通信的计算设备处，确定牵引车辆挂接部和挂接接收器之间的像素距离；在与所述神经网络通信的计算设备处，基于所述像素角度差和所述像素距离确定从初始定位到邻近所述拖车的最终定位的牵引车辆路径，所述牵引车辆路径包括被配置为将所述牵引车辆沿着所述牵引车辆路径从所述初始定位移动到所述最终定位的操纵；以及

在与所述计算设备通信的驾驶系统处，自主地跟随从初始定位到最终定位的所述牵引车辆路径。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在到达最终定位之前在驾驶系统处使牵引车辆在中间定位处停止或停住，所述中间定位比初始定位更接近最终定位；

在所述驾驶系统处修改与所述牵引车辆相关联的一个或多个牵引车辆悬架，以将牵引车辆挂接部与拖车挂接部对准；

在所述驾驶系统处自主地跟随从所述中间定位到所述最终定位的牵引车辆路径；以及

在所述驾驶系统处，将所述牵引车辆挂接部与所述拖车挂接部连接。

3.根据权利要求1所述的方法，其中将牵引车辆挂接部与拖车挂接接收器连接包括修改与牵引车辆相关联的一个或多个牵引车辆悬架，以将所述牵引车辆挂接部与所述拖车挂接部对准。

4.根据权利要求1所述的方法，其中操纵包括转向、制动和提速。

5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

当牵引车辆正在沿着牵引车辆路径移动时，在神经网络处持续地检测所述牵引车辆路径内的一个或多个对象；以及

当检测到对象时，在计算设备处更改所述牵引车辆路径。

6.根据权利要求1所述的方法，其中检测一个或多个拖车包括：

在与神经网络通信的一个或多个成像设备处捕获一个或多个图像，所述一个或多个成像设备中的至少一个面向向后方向定位在拖车的后侧；以及

在所述神经网络处确定所述一个或多个图像内的拖车挂接接收器。

7.根据权利要求1所述的方法，其中最终定位将牵引车辆挂接部放置在距拖车挂接耦合器中心一定距离内，所述距离小于或等于拖车挂接耦合器的直径。

8.根据权利要求7所述的方法，其中最终定位将牵引车辆挂接部放置在距拖车挂接耦合器中心一定距离内，所述距离小于或等于拖车挂接耦合器的直径的一半。

9.根据权利要求1所述的方法，其中最终定位将牵引车辆挂接部放置在距拖车挂接耦合器中心一定距离内，所述距离足够近以在没有对所述牵引车辆进行进一步操纵的情况下将所述牵引车辆挂接部与所述拖车挂接耦合器耦合。

10.一种反向操纵牵引车辆以用于附接到拖车的方法，所述方法包括：

接收由驾驶员使用用户接口选择的拖车挂接接收器图像位置，其中拖车挂接接收器被示出在来自至少一个牵引车辆相机的一个或多个图像内；

在与所述用户接口通信的计算设备处，确定图像中牵引车辆前后轴线和拖车前后轴线之间的像素角度差；

在通信中的计算设备处，确定牵引车辆挂接部与所述拖车挂接接收器之间的像素距离；

在所述计算设备处，基于所述像素角度差和所述像素距离确定从初始定位到邻近拖车的最终定位的牵引车辆路径，所述牵引车辆路径包括被配置为将牵引车辆沿着牵引车辆路径从初始定位移动到最终定位的操纵；以及

在与所述计算设备通信的驾驶系统处，自主地从初始定位跟随牵引车辆路径。

11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括：

在到达最终定位之前在驾驶系统处使牵引车辆在中间定位处停止或停住，所述中间定位比初始定位更接近最终定位；

12.根据权利要求10所述的方法，其中操纵包括转向、制动和提速。

13.根据权利要求10所述的方法，其中将牵引车辆挂接部与拖车挂接接收器连接包括修改与牵引车辆相关联的一个或多个牵引车辆悬架，以将牵引车辆挂接部与拖车挂接部对准。

14.根据权利要求10所述的方法，其中最终定位将牵引车辆挂接部放置在距拖车挂接耦合器中心一定距离内，所述距离小于或等于拖车挂接耦合器的直径。

15.根据权利要求14所述的方法，其中最终定位将牵引车辆挂接部放置在距拖车挂接耦合器中心一定距离内，所述距离小于或等于拖车挂接耦合器的直径的一半。

16.根据权利要求10所述的方法，其中最终定位将牵引车辆挂接部放置在距拖车挂接耦合器中心一定距离内，所述距离足够近以在没有对牵引车辆进行进一步操纵的情况下将牵引车辆挂接部与拖车挂接耦合器耦合。