CN111717116A - 用于拖车对准的系统和方法 - Google Patents

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罗杰·阿诺德·特朗布利
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Abstract

本公开涉及一种车辆操纵装置，所述车辆操纵装置包括被配置为捕获图像数据的成像设备和与车辆操纵系统通信的控制器。所述控制器被配置为在所述图像数据中识别拖车的联接器位置并将所述联接器位置的联接器高度与挂接球的挂接高度进行比较。响应于所述联接器高度不足以超越所述挂接高度，所述控制器被进一步配置为计算相对于所述联接器位置侧向偏移的目标位置并将所述目标位置传送至所述车辆操纵系统。

Description

用于拖车对准的系统和方法
技术领域
本公开整体涉及用于辅助车辆-拖车挂接操作的系统。具体地讲，本公开涉及用于控制车辆与拖车的联接器之间的对准的系统。
背景技术
将拖车挂接到车辆可能是一种困难且耗时的经历。具体地讲，将车辆挂接球与期望的拖车挂接装置对准可根据拖车相对于车辆的初始位置，要求与多个转向操纵相配合的重复正向和反向驾驶，以适当地定位车辆。此外，在适当的挂接球对准所需的该驾驶的相当大部分中，无法看见拖车挂接装置，并且在一般情况下，驾驶员实际上根本看不见挂接球。视线不足要求基于与特定车辆和拖车的经验来推断出挂接球和挂接装置的定位，并且可能仍然需要多次停车并下车来确认对准或进行适当的校正用于后续的一组操纵。更进一步地，挂接球与车辆后保险杠的靠近意味着任何过冲都可能会引起车辆与拖车的碰撞。因此，可能期望进一步的改进。
发明内容
根据本公开的一个方面，公开了一种车辆操纵装置。该装置包括被配置为捕获图像数据的成像设备和与车辆操纵系统通信的控制器。该控制器被配置为在图像数据中识别拖车的联接器位置并将联接器位置的联接器高度与挂接球的挂接高度进行比较。响应于联接器高度不足以超越挂接高度，控制器被进一步配置为计算相对于联接器位置侧向偏移的目标位置并将目标位置传送至车辆操纵系统。
本公开的第一方面的示例可包括以下特征中的任何一者或以下特征的组合：
·控制器被进一步配置为基于图像数据识别拖车行进方向；
·基于从联接器延伸的舌状部的纵向方向在图像数据中识别拖车行进方向；
·在垂直于拖车行进方向的方向上计算侧向偏移；
·控制器被进一步配置为识别车辆行进方向与拖车行进方向之间的差异；
·控制器被进一步配置为基于车辆行进方向和拖车行进方向之间的差异来计算目标位置相对于联接器位置的侧向偏移的方向；
·基于车辆行进方向和拖车行进方向之间的差异，在朝向挂接球投影目标位置的方向上施加侧向偏移；
·基于挂接球的半径和联接器的侧向宽度计算侧向偏移；
·控制器被进一步配置为在图像数据中识别联接器的宽度；
·控制器被配置为基于图像数据识别挂接球的半径和高度中的至少一者；
·控制器被进一步配置为控制车辆操纵系统以控制车辆的用于将挂接球与目标位置对准的转向角和运动；并且/或者
·目标位置被侧向偏移，使得可在侧向方向上调节联接器位置，从而限制将联接器与挂接球连接所需的对拖车的纵向位置的手动调节。
根据本公开的另一方面，公开了一种用于控制车辆的方法。该方法包括在传感器数据中识别包括拖车的联接器高度的联接器位置并将联接器高度与挂接球的挂接高度进行比较。响应于联接器高度不足以超越挂接高度，该方法还包括基于联接器位置计算用于挂接球的目标位置。该方法还包括控制车辆操纵系统以控制车辆的用于将挂接球与目标位置对准的转向角和运动。
本公开的下一个方面的示例可包括以下方法步骤或特征中的任何一者或以下方法步骤或特征的组合：
·基于传感器数据识别拖车行进方向；
·基于从联接器延伸的舌状部的纵向方向在传感器数据中识别拖车行进方向；
·在垂直于拖车行进方向的方向上计算侧向偏移；
·识别车辆行进方向与拖车行进方向之间的差异；以及/或者
·基于车辆行进方向和拖车行进方向之间的差异来计算目标位置相对于联接器位置的侧向偏移的方向。
根据本公开的又一个方面，公开了一种车辆操纵系统。该系统包括控制器、安装在车辆上的挂接球和被配置为捕获传感器数据的传感器系统。控制器被配置为在来自传感器系统的传感器数据中识别拖车的联接器位置。控制器被进一步配置为基于传感器数据识别拖车的联接器位置和拖车行进方向。控制器被进一步配置为识别车辆行进方向和拖车行进方向之间的差异并且基于车辆行进方向和拖车行进方向之间的差异来计算目标位置相对于联接器位置的侧向偏移的方向。控制器被进一步配置为控制车辆的用于将挂接球与目标位置对准的运动。
本领域技术人员在研究以下说明书、权利要求书和附图时，将理解和明白本公开的这些和其他方面、目的和特征。
附图说明
在附图中：
图1是相对于拖车处于未挂接位置的车辆的透视图；
图2是根据本公开的一个方面的系统的示意图，该系统用于辅助车辆与处于用于将拖车挂接到车辆的位置处的拖车对准；
图3是在与拖车的对准序列的步骤期间的车辆的平面图；
图4是控制与拖车的对准序列的车辆的平面图；
图5是示出与拖车的对准序列的图像数据的投影视图；
图6是示出与车辆的挂接球的高度有关的联接器的高度的侧视图；
图7是示出用于检测联接器的高度并调节用于附接至挂接球的高度的方法的流程图；
图8A是与处于偏移配置的挂接球对准的联接器的平面图；
图8B是与处于偏移配置的挂接球对准的联接器的平面图，该偏移配置考虑拖车行进方向或轨迹；
图9A是与处于偏移配置的挂接球对准的联接器的平面图；并且
图9B是根据本公开的与处于偏移配置的挂接球对准的联接器的平面图。
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”、“内部”、“外部”以及它们的衍生词应涉及如图1取向的设备。然而，除非明确相反地指定，否则应当理解该设备可采取各种另选的取向。还应当理解，附图中所示并且以下说明书中所述的具体设备和方法仅仅是所附权利要求书中定义的本发明概念的示例性实施例。因此，除非权利要求书另外明确指出，否则与本文所公开的实施例相关的具体尺寸和其他物理特性不应被视为是限制性的。另外，除非另外指明，否则应当理解，对在给定方向等上或沿给定方向等延伸的特定特征部或部件的讨论并不意指：该特征部或部件在该方向上遵循直线或轴线，或者该特征部或部件仅在该方向上或此类平面上延伸，而没有其他方向分量或偏差，除非另外指明。
大致参考图1至图4，参考标号10指定用于车辆12的挂接帮助系统(也称为“挂接辅助”系统)。在各种实施例中，挂接辅助系统10包括控制器14，该控制器被配置为获取拖车18的联接器16的位置数据。控制器14可被配置为推导车辆路径20以将车辆12的挂接球22与联接器16对准。推导车辆路径20可包括多个步骤，该多个步骤包括检测和补偿联接器位置24的变化，以便控制车辆12来定位与联接器16对准的挂接位置26。车辆路径20可包括可与车辆12的操作方向或转向方向的变化对应的多个区段28。在各种实施例中，推导车辆路径20可包括围绕居间的对象或结构进行导航、在非平坦地形上方操作、沿循由操作者或用户U指示的期望路径等。因此，本公开可提供挂接辅助系统10以提供车辆12的经改善的导航和/或与联接器16的交互，使得拖车18可在不复杂化的情况下有效地连接到车辆12。
在一些实施例中，系统10可被配置为识别联接器16的高度Hc，以确定联接器16是否兼容或者高度Hc是否足以超越挂接球22的高度Hb。如果系统10识别出联接器16的高度Hc不足以超越挂接球22的高度Hb，则控制器14可转移或调节车辆路径20以将联接器16定位成靠近挂接球22但相对于拖车18的轨迹或挂接行进方向30侧向偏移。在该配置中，系统10可被配置为将挂接球22取向为与相对于挂接行进方向30侧向偏移的联接器16相距预定距离。在该配置中，联接器16可由用户U抬起，而不会受到来自挂接球22的竖直干扰。因此，用户U可手动增大联接器16的高度Hc并摆动联接器16，以调节拖车18的轨迹30并降低与挂接球22配合连接的联接器16，而无需不必要的工作。例如，可将对联接器16的手动调节限制为垂直于行进方向30的侧向调节，使得可避免拖车18的纵向调节。
关于挂接辅助系统10的一般操作，如图2至图4的系统图所示，系统10包括获得或以其他方式提供车辆状态相关信息的各种传感器和设备。该信息包括来自定位系统32的定位信息，该定位系统可包括航位推算设备34或者附加的或另选的全球定位系统(GPS)，以基于定位系统32内的设备的一个或多个位置来确定车辆12的坐标位置。具体地讲，航位推算设备34可至少基于车辆速度和转向角δ来建立和跟踪车辆12在局部坐标系36内的坐标位置，如图3所示。由挂接辅助系统10接收的其他车辆信息可包括车辆12的来自速度传感器38的速度和车辆12的来自偏航率传感器40的偏航率。设想在附加实施例中，接近传感器42或其阵列以及其他车辆传感器和设备可提供传感器信号或其他信息，诸如包括检测到的联接器16的拖车18的序列图像，挂接辅助系统10的控制器14可利用各种例程来处理该传感器信号或其他信息以确定联接器16的高度Hc和位置(例如，基于距离Dc和角度αc)。
如图2进一步所示，挂接辅助系统10的一个实施例与车辆12的转向系统50通信。转向系统50可以是动力辅助转向系统50，其包括转向马达52，该转向马达用于操作车辆12的转向车轮54(图1)，使车辆12以车辆偏航随车辆速度和转向角δ变化的方式移动。在例示实施例中，动力辅助转向系统50是电动动力辅助转向(“EPAS”)系统，其包括电动转向马达52，该电动转向马达用于基于转向命令将转向车轮54转向到转向角δ，由此转向角δ可由动力辅助转向系统50的转向角传感器56感测。转向命令可由挂接辅助系统10提供用于在拖车挂接对准操纵期间进行自主地转向，或者可另选地经由车辆12的方向盘的旋转位置(例如，方向盘角度)手动提供。
在例示实施例中，车辆12的方向盘与车辆12的转向车轮54机械联接，使得方向盘与转向车轮54一致地移动，从而防止在自主转向期间对方向盘造成手动干预。更具体地讲，扭矩传感器58设置在动力辅助转向系统50上，该扭矩传感器感测方向盘上的预期并非来自对方向盘的自主控制的扭矩，因此指示手动干预。在该配置中，挂接辅助系统10可警告驾驶员停止对方向盘的手动干预和/或停止自主转向。在另选的实施例中，一些车辆具有动力辅助转向系统50，其允许方向盘与此类车辆的转向车轮54的移动进行部分地解耦。
继续参考图2，动力辅助转向系统50向挂接辅助系统10的控制器14提供与车辆12的转向车轮54的旋转位置相关的信息，包括转向角δ。除了各种车辆12状况之外，例示实施例中的控制器14还处理当前转向角，以沿期望路径20引导车辆12(图3)。可以设想，附加实施例中的挂接辅助系统10可以是动力辅助转向系统50的集成部件。例如，动力辅助转向系统50可包括用于根据从成像系统60、动力辅助转向系统50、车辆制动控制系统62、动力系控制系统64和其他车辆传感器和设备以及人机界面(“HMI”)66接收的信息中的全部或一部分生成车辆转向信息和命令的挂接辅助算法，如下文进一步所讨论的。
同样如图2所示，车辆制动控制系统62还可与控制器14通信，以向挂接辅助系统10提供制动信息，诸如车辆车轮速度，并从控制器14接收制动命令。制动控制系统62可被配置为控制行车制动器62a和驻车制动器62b。该驻车制动器62b可对应于可与控制器14通信的电子驻车制动系统。因此，在操作中，控制器14可被配置为控制制动器62a和62b并检测车辆速度信息，该车辆速度信息可由制动控制系统62监视的各个车轮速度传感器确定。车辆速度还可由动力系控制系统64、速度传感器38和/或定位系统32以及其他可设想的装置确定。在一些实施例中，各个车轮速度还可用于确定车辆偏航率，该车辆偏航率可提供给挂接辅助系统10，以替代或补充车辆偏航率传感器40。
挂接辅助系统10还可向制动控制系统62提供车辆制动信息，用于允许挂接辅助系统10在拖车18的倒车期间控制车辆12的制动。例如，在一些实施例中，挂接辅助系统10可在车辆12与拖车18的联接器16对准期间调节车辆12的速度，这可减小与拖车18碰撞的可能性，并且可使车辆12在路径20的确定终点70处完全停止。本文所公开的是，挂接辅助系统10可附加地或另选地发出与和拖车18的一部分的实际碰撞、即将发生碰撞和/或预期碰撞的通知对应的警示信号。如图2所示的实施例中所示，动力系控制系统64还可与挂接辅助系统10交互，用于在与拖车18的部分或自主对准期间调节车辆12的速度和加速度。如上所述，调节车辆12的速度可有利于防止与拖车18碰撞。
如前所述，挂接辅助系统10可与车辆12的人机界面(“HMI”)66通信。HMI 66可包括车辆显示器72，诸如安装有中控面板的导航或娱乐显示器(图1)。HMI 66还包括输入设备，该输入设备可通过将显示器72配置为触摸屏74的一部分来实现，该触摸屏具有用于接收与显示器72上方的位置对应的输入的电路76。包括一个或多个操纵杆、数字输入板等的其他形式的输入端可用于代替或补充触摸屏74。此外，挂接辅助系统10可经由无线通信与HMI66的另一个实施例进行通信，诸如与一个或多个手持式或便携式设备80(图1)通信，该一个或多个手持式或便携式设备包括一个或多个智能电话。便携式设备80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72。例如，便携式设备80可在显示器72上显示拖车18的一个或多个图像，并且可被进一步配置为经由触摸屏电路76接收远程用户输入。此外，便携式设备80可提供反馈信息，诸如视觉、听觉和触觉警示。
在一些实施例中，挂接辅助系统10还可与一个或多个指示器设备78通信。指示器设备78可对应于常规车辆指示器，诸如车辆喇叭78a、灯78b、扬声器系统78c、车辆附件78d等。在一些实施例中，指示器设备78还可包括一个或多个附件78d，该一个或多个附件可对应于通信设备、遥控设备和可在用户U和车辆12之间提供状态和操作反馈的多种设备。例如，在一些实施例中，HMI 66、显示器72和触摸屏74可由控制器14控制以提供识别操作或接收用于控制挂接辅助系统10的指令或反馈的状态更新。另外，在一些实施例中，便携式设备80可与控制器14通信，并被配置为显示或以其他方式指示与挂接辅助系统10的操作相关的一个或多个警示或消息。
仍然参考图2所示的实施例，控制器14被配置为具有微处理器82，以处理存储在从上述传感器和车辆系统接收信息的存储器84中的逻辑和例程，该车辆系统包括成像系统60、动力辅助转向系统50、车辆制动控制系统62、动力系控制系统64和其他车辆传感器和设备。控制器14可根据接收到的信息中的全部或一部分信息来生成车辆转向信息和命令。然后，可将车辆转向信息和命令提供给动力辅助转向系统50以影响车辆12的转向，来实现行进的命令路径20(图3)以用于与拖车18的联接器16对准。控制器14可包括微处理器82和/或用于处理一个或多个例程的其他模拟和/或数字电路。另外，控制器14可包括用于存储一个或多个例程的存储器84，该一个或多个例程包括图像处理例程86和/或挂接检测例程、路径推导例程88和操作例程90。
应当理解，控制器14可以是独立专用控制器，或者可以是与其他控制功能块集成的共享控制器，诸如与车辆传感器系统、动力辅助转向系统50和其他可设想的车载或非车载车辆控制系统集成的共享控制器。还应当理解，图像处理例程86可由专用处理器执行，例如，该专用处理器在用于车辆12的独立成像系统内，可将其图像处理的结果输出至车辆12的其他部件和系统，并且包括微处理器82。此外，完成图像处理功能的任何系统、计算机、处理器等(诸如本文所述的那些)在本文中可都被称为“图像处理器”，尽管其还可实现(包括与执行图像处理例程86同时进行)其他功能。
系统10还可结合包括一个或多个外部摄像头的成像系统60。外部摄像头的示例在图4中示出，并且包括后视摄像头60a、中央高位刹车灯(CHMSL)摄像头60b以及侧视摄像头60c和60d，但包括附加的或另选的摄像头的其他布置也是可能的。在一个示例中，成像系统60可仅包括后视摄像头60a或可被配置为使得系统10仅使用具有多个外部摄像头的车辆中的后视摄像头60a。在另一个示例中，被包括在成像系统60中的各种摄像头60a至60d可定位成在其相应视场中大致重叠，在所描绘的布置中，这些视场包括分别与后视摄像头60a、中央高位刹车灯(CHMSL)摄像头60b以及侧视摄像头60c和60d对应的视场92a、92b、92c和92d。这样，可在图像处理例程86中或成像系统60内的另一专用图像处理器中将来自两个或更多个摄像头的图像数据组合成单个图像。
作为组合来自多个摄像头的图像数据的示例，图像数据可用于推导立体图像数据，该立体图像数据可用于重建各种视场92a、92b、92c和92d的重叠区域内的一个或多个区域的三维场景，其中包括任何对象(例如，障碍物或联接器16)。在实施例中，鉴于图像源之间的已知空间关系，可使用包括相同对象的两个图像来确定对象相对于两个图像源的位置。在这方面，图像处理例程86可使用已知的编程和/或功能来识别来自成像系统60内的各种摄像头60a、60b、60c和60d的图像数据内的对象。在任一示例中，图像处理例程86可包括与存在于车辆12上或由系统10使用的任何摄像头60a、60b、60c和60d的定位有关的信息，该定位例如包括：相对于车辆12的中心96(图1)的定位，使得例如摄像头60a、60b、60c和60d相对于中心96和/或相对于彼此的位置可用于对象定位计算，并得到相对于车辆12的中心96的对象位置数据；或相对于车辆12的其他特征部诸如挂接球22(图1)的定位，该其他特征部相对于车辆12的中心96具有已知位置。
图像处理例程86可被具体编程或以其他方式被配置为将联接器16定位在图像数据内。在一个示例中，图像处理例程86一般可基于联接器16或挂接装置的存储或以其他方式已知的视觉特性来在图像数据内识别联接器16。在另一个实施例中，可以与共同转让的美国专利9,102,271中所述的方式类似的方式，在相对于联接器16的指定位置处将贴纸等形式的标记物贴在拖车18上，该美国专利的全部公开内容以引用方式并入本文。在该实施例中，图像处理例程86可被编程为具有用于图像数据中的位置的标记物的识别特性以及联接器16相对于该标记物的定位，使得可基于标记物位置来确定联接器16的位置24。
附加地或另选地，控制器14可经由触摸屏74上的提示来寻求对所确定的联接器16的确认。如果未确认对联接器16的确定，则提供进一步的图像处理，或可使用触摸屏74或另一输入来允许用户U移动所描绘的联接器16在触摸屏74上的位置24，从而促进用户对联接器16的位置24的调节，控制器14使用该触摸屏基于上述对图像数据的使用来调节对联接器16相对于车辆12的位置24的确定。另选地，用户U可在视觉上确定联接器16在于HMI 66上呈现的图像内的位置24，并且可以与共同待决的、共同转让的美国专利申请公布2018/0312022A1中所述的方式类似的方式提供触摸输入，该美国专利申请公布的全部公开内容以引用方式并入本文。图像处理例程86然后可将触摸输入的位置与应用于在显示器72上显示的图像数据的坐标系36相关联，这可如图3所示进行描绘。
如图3所示，图像处理例程86和操作例程90可彼此结合使用以确定路径20，挂接辅助系统10可沿该路径引导车辆12以对准挂接球22和拖车18的联接器16。在所示的示例中，车辆12相对于拖车18的初始位置可使得联接器16仅位于侧面摄像头60c的视场92c中，其中车辆12相对于拖车18侧向定位，但联接器16与挂接球22大致纵向对准。这样，在例如通过触摸屏74上的用户输入启动挂接辅助系统10时，图像处理例程86可识别摄像头60c的图像数据内的联接器16并估计联接器16相对于挂接球22的位置24。联接器16的位置24可由系统10根据在图像数据内接收到焦距信息使用图像数据来识别，以确定与联接器16的距离Dc以及联接器16与车辆12的纵向轴线之间的偏移的角度αc。还可根据图像数据的视场内的联接器16的位置24使用该信息来确定或估计联接器16的高度Hc。一旦联接器16的定位Dc、αc已经确定并且任选地由用户U确认，控制器14就可至少控制车辆转向系统50以控制车辆12沿期望路径20的移动，从而将车辆挂接球22的挂接球位置26与联接器16对准。
继续参考图3和图4，另外参考图2，如上文所讨论的已经估计联接器16的定位Dc、αc的控制器14，在一个示例中，可执行路径推导例程88以确定车辆路径20，以将车辆挂接球22与联接器16对准。具体地讲，控制器14可在存储器84中存储车辆12的各种特性，包括轴距W、从后轮轴到挂接球22的距离(在本文中称为牵拉杆长度L)以及转向车轮54可转向的最大角度δmax。如图所示，可根据以下公式使用轴距W和当前转向角δ来确定车辆12的对应转向半径ρ：
Figure BDA0002405238090000101
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50的通信来控制，如上所述。这样，当最大转向角δmax已知时，转向半径的最小可能值ρmin以下式来确定：
Figure BDA0002405238090000102
路径推导例程88可被编程用于推导车辆路径20以将车辆挂接球22的已知位置与联接器16的估计位置24对准，该估计位置考虑了确定的最小转向半径ρmin以允许路径20使用最小量的空间和机动。这样，路径推导例程88可使用车辆12的位置(其可基于车辆12的中心96、沿后轮轴的位置、航位推算设备34的位置或坐标系36上的另一已知位置)来确定与联接器16的侧向距离和与联接器16的前部或后部距离两者，并推导在转向系统50的限制内实现车辆12的所需的侧向移动和前后移动的路径20。对路径20的推导还基于长度L考虑挂接球22相对于车辆12的跟踪位置(其可能与车辆12的质心96、GPS接收器的位置或另一指定的已知区域对应)，以确定所需的车辆12的定位，以将挂接球22与联接器16对准。
如上所述，挂接辅助系统10可向图像处理例程86提供图像数据，该图像数据可由图像处理例程86(通过上述方法或通过其他可用的方法)用于确定挂接球22的高度Hb(即，包括联接器16的位置24的数据的竖直分量)。图像数据可由成像系统60的摄像头60a至60d中的一者或多者捕获。此外，挂接辅助系统10可在存储器84中存储或可以其他方式确定挂接球22的高度Hb。在一个示例中，在用于挂接辅助系统10的初始设置例程期间，可通过将包括挂接球22的球安装件与定位在车辆12的后部上的接收器组装来提示用户U安装挂接球22。然后可要求用户U测量挂接球22的高度Hb(诸如到其顶部或中心的高度)，并且例如通过HMI 66将该测量结果输入存储器84中。这样，与特定车辆12结合使用的多个挂接球的多个不同高度测量结果可存储在存储器84中，并且可由用户U选择。在一些实施例中，挂接球22可在后视摄像头60a的视场92a内，使得可处理图像数据来实时或按需确定挂接球22的高度Hb。
参考图5和图6，如前所述，挂接辅助系统10可被配置为识别联接器16的高度Hc，以确定联接器16是否兼容或者高度Hc是否足以超越挂接球22的高度Hb。如果系统10识别出联接器16的高度Hc不足以超越挂接球22的高度Hb，则控制器14可转移或调节车辆路径20以将挂接球22与偏移目标位置100对准。目标位置100可位于联接器16附近，使得挂接球22相对于拖车18的轨迹30侧向偏移。在该配置中，系统10可被配置为将挂接球22取向为与相对于拖车行进方向30侧向偏移的联接器16相距预定或计算的距离。
目标位置100的侧向偏移位置可使联接器16被用户U抬起，而不会受到来自挂接球22的竖直干扰。另外，侧向偏移可将用户对联接器16的手动调节限制为垂直于拖车行进方向30的移动，使得可避免拖车18的纵向调节。沿拖车行进方向30对拖车18的位置的纵向调节可能比侧向调节困难得多，因为由舌状部102在拖车18的车轮前面延伸的长度L上方提供的机械优点不可用于沿拖车行进方向30调节纵向位置。因此，通过将挂接球22定位在目标位置100处，系统10可显著地限制用户U手动将拖车18连接至车辆12所需的工作。
如图6所示，拖车18被示出为静置在地面或操作表面104上。在此类示例中联接器16的高度Hc可由控制器14基于从成像系统60接收的图像数据来识别为大约为零。在此类示例中，联接器16的高度Hc可被识别为小于挂接球22的高度Hb。响应于识别到Hc<Hb，控制器14可调节或计算车辆路径20，使得挂接球22与偏移目标100对准。尽管参考拖车18的静置在地面上的舌状部102讨论，但在联接器16的高度Hc不足以超越或越过挂接球22的高度Hb的情况下，控制器14可类似地做出响应。
再次参考图5和图6，响应于调节车辆路径20以将挂接球22与目标位置100对准，控制器14还可基于车辆行进方向106和拖车行进方向30之间的角度差来计算与目标位置100的更新距离。例如，当目标位置侧向或垂直于拖车行进方向30偏移时，与联接器16的距离Dc可改变为与目标位置100的距离Dt。可与拖车行进方向30和车辆行进方向106之间的角度差成比例地计算与目标位置100的距离Dt。参考图8A和图8B讨论了关于确定目标位置100的侧向偏移的距离和挂接球22与目标位置100的相关距离Dt的更多细节。
现在参考图7，更详细地讨论了用于控制车辆12到目标位置100的导航的方法110的流程图。方法110可通过启动挂接连接例程(112)来开始。如前所述，挂接连接例程(112)可包括控制成像系统60来捕获图像数据。控制器14可接收图像数据并扫描来自传感器(例如，摄像头系统60)的数据(114)。在接收到扫描数据或图像数据的情况下，控制器14可识别联接器位置24(116)。在步骤118中，如果识别到联接器位置24，则方法110可继续至基于联接器位置24和车辆12的动态来估计车辆路径20(120)。如果在步骤118中未识别到联接器位置24，则方法110可返回至用于尝试识别联接器位置24的步骤116。
在识别到用于挂接连接例程的车辆路径20的情况下，控制器14可通过朝向联接器位置24导航车辆12(例如，挂接球22)(122)来继续。在朝向联接器16导航车辆12时，控制器14可通过确定联接器16的高度Hc(124)来继续。当在步骤116中识别到联接器位置24时，也可确定联接器16的高度Hc。在步骤126中，控制器14可将联接器16的高度Hc与挂接球22的高度Hb进行比较。如果联接器16的高度Hc大于挂接球22的高度Hb，则控制器14可继续沿车辆路径20导航车辆12，直到挂接球22与联接器16对准，使得到地面距离(例如，不包括高度分量的距离)到联接器16的距离Dc大约为零(128)。在步骤128之后，控制器14可输出通知并完成挂接对准例程(130)。
如果高度Hc不大于步骤126中的高度Hb，则控制器14可继续到计算相对于联接器16偏移的目标位置100(132)。如前所述，可在垂直于拖车行进方向30的方向上计算相对于联接器16侧向偏移的目标位置100。因此，在步骤134中，控制器14可被配置为基于由成像系统60提供的图像数据来识别拖车行进方向30。这种识别可由控制器14通过应用一个或多个特征提取算法或滤波器(例如，Canny、Sobel、Kayyali、Harris&Stephens/Plessey/Shi–Tomasi)来完成。一旦相对于车辆行进方向106识别了拖车行进方向30，控制器14就可计算与相对于联接器16偏移的目标位置100的距离Dt(136)。
在计算目标位置100之后，控制器14可调节车辆路径20并控制车辆的导航以将挂接球22与目标位置100对准。因此，在步骤136之后，控制器14可控制车辆12遍历车辆路径20，直到与目标位置100的距离Dt大约为零。一旦挂接球22与目标位置100(138)对准，控制器14就可在步骤130中完成挂接对准例程。
现在参考图8A和图8B，示出了拖车18的联接器16和车辆12的挂接球22的简化平面图，该图示出了目标位置100的偏移140。如前所述，目标位置100的侧向偏移位置可使联接器16被用户U抬起，而不受到来自挂接球22的竖直干扰。另外，侧向偏移可将用户对联接器16的手动调节限制为垂直于拖车行进方向30的移动，使得可避免拖车18的纵向调节。沿拖车轨迹或行进方向30对拖车18的位置的纵向调节可能比侧向调节困难得多，因为由舌状部102在拖车18的车轮前面延伸的长度L上方提供的机械优点不可用于沿拖车行进方向30调节纵向位置。此外，如果梯度存在，则可采用拖车车轮锁或止轮块来固定拖车18。因此，通过将挂接球22定位在目标位置100处，系统10可显著地限制用户U手动将拖车18连接至车辆12所需的工作。
如图8A所示，可由控制器14以从联接器16的中心到联接器的边缘的部分间隙距离(c)、挂接球22的半径(a)和联接器16与挂接球22之间的预定间距或缓冲距离(b)的总和来计算偏移140。该间隙距离(c)和挂接球22的半径(a)可以是半径(a)，缓冲距离(b)和/或间隙距离(c)可由用户U提供的输入来提供或以其他方式编程到控制器14中。可提供缓冲距离(b)以在舌状部102的“抬起”过程期间允许联接器16和挂接球22之间的空间。缓冲距离(b)越大，舌状部102在抬起期间与挂接球22碰撞的可能性将越小。然而，缓冲距离(b)越小，用户U可能就越不需要手动调节联接器16的侧向位置以连接到挂接球22。因此，最初可将缓冲距离(b)的值编程为预定间距(例如，3cm)，其可由用户U经由HMI 66调节。
现在参考图8B，可调节车辆路径20以将挂接球22与目标位置100对准。为了将挂接球22与目标位置100对准，控制器14可计算与目标位置100的更新距离Dt。可基于车辆行进方向106和拖车行进方向30之间的角度差θΔ来计算与目标位置100的距离Dt。可基于角度差θΔ的切线的三角函数对与联接器16的距离Dc和与目标位置100的距离Dt之间的差异进行近似，以识别距离ΔD的变化。因此，控制器14可通过选择导致从挂接球22到目标位置100的最短距离Dt的偏移方向来确定联接器16的一侧以施加偏移140或偏移方向。
控制器14还可确定联接器16的一侧以基于车辆12的转向角δ来施加偏移140。例如，在确定偏移方向时，可基于车辆12在拖车18的哪一侧上来确定偏移140的方向。拖车18的车辆12所在的一侧，或者更具体地讲，拖车18相对于挂接球22或车辆12的中心96偏移的方向，可基于转向角δ来确定。例如，如果操纵期间转向角向左(负转向角)，则拖车18必须位于车辆12的右侧。相反，如果转向角向右(正转向角)，则拖车18必须位于车辆12的左侧(从面向拖车18的角度来看)。因此，如果转向角δ小于或等于零，则控制器14可向右施加偏移140。然而，如果转向角δ大于零，则控制器14可向左施加偏移140(从面向拖车18的角度来看，类似于图5所示的角度)。这样，控制器14还可确定相对于拖车18的侧向偏移140的方向。
现在参考图9A和图9B，在一些具体实施中，系统10可被配置为停止车辆12，使得联接器16定位成相对于挂接球22纵向偏移。在此类具体实施中，控制器14可计算距离Dl的纵向变化，该变化可由舌状部102相对于操作表面104的角度取向的变化导致的距离变化引起，如图9B所示。可使用拖车18的轮轴154与联接器16的末端156之间的拖车间隙长度r来估计距离Dl的纵向变化。此外，舌状部102在平行于操作表面104时的高度h可用于以下式计算距离Dl的纵向变化：
Figure BDA0002405238090000151
另外，在一些具体实施中，可将用于Dl的标称值预先编程到系统中，使得控制器14可用与联接器16的距离Dc减去距离Dl的纵向变化来计算目标位置100。类似于侧向偏移140，可由控制器14计算纵向偏移160，以包括添加到联接器16的距离Dl的纵向变化的缓冲距离(b)。在该配置中，控制器14可计算纵向偏移160以确保联接器16的末端156与挂接球22之间存在足够的间距。
尽管与侧向偏移140分开讨论，但在一些具体实施中，可施加纵向偏移160以结合侧向偏移140来调节目标位置。可由用户U经由HMI 66选择此类配置。因此，系统10可被配置为在不脱离本公开的实质的情况下以多种方式确定目标位置100。应当理解，在不脱离本公开的概念的情况下，可对上述结构进行变型和修改；并且还应当理解，除非这些权利要求以它们的语言明确地说明，否则这些概念旨在由以下权利要求书涵盖。
出于本公开的目的，术语“联接”(其所有形式，联接、被联接、联接的等)通常意指两个部件(电气部件或机械部件)彼此之间直接或间接的接合。此类接合在本质上可以是静止的或在本质上是可移动的。可利用两个部件(电气部件或机械部件)以及彼此一体形成单个主体或与两个部件一体形成单个主体的任何附加中间构件来实现这种连接。除非另外指明，否则此类连接在本质上可以是永久的，或者在本质上可以是可移除的或可释放的。
还重要的是，应注意，示例性实施例中所示的本公开的元件的构造和布置仅仅是示例性的。尽管本公开仅详细描述了本发明创新的几个实施例，但本领域技术人员将易于理解，在不显著脱离所列举的主题的新教导内容和优点的情况下，许多修改都是可能的(例如，各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例的变化，参数值、安装布置、材料使用、颜色、取向等)。例如，被示出为一体形成的元件可由多个部件构成，被示出为多个部件的元件可一体形成，界面的操作可逆转或以其他方式改变，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改变，在元件之间提供的调节位置的性质或数量可改变。应当指出的是，系统的元件和/或组件可由提供足够强度或耐久性的多种材料中的任一种构造，具有多种颜色、纹理和它们的组合中的任一者。因此，旨在将所有此类修改包括在本发明的范围内。在不脱离本创新的实质的情况下，可对期望示例性实施例和其他示例性实施例的设计、操作条件和布置进行其他替换、修改、改变和省略。
应当理解，任何所述方法或所述方法内的步骤可与其他所公开的方法或步骤组合以形成本公开范围内的结构。本文所公开的示例性结构和方法用于例示性目的，并且不应理解为是限制性的。
根据本发明，提供了一种车辆操纵装置，所述车辆操纵装置具有：被配置为捕获图像数据的成像设备；和与车辆操纵系统通信的控制器，所述控制器被配置为：在所述图像数据中识别拖车的联接器位置；将所述联接器位置的联接器高度与挂接球的挂接高度进行比较；响应于所述联接器高度不足以超越所述挂接高度，计算相对于所述联接器位置侧向偏移的目标位置；以及将所述目标位置传送至所述车辆操纵系统。
根据实施例，所述控制器被进一步配置为：基于所述图像数据识别拖车行进方向。
根据实施例，基于从所述联接器延伸的舌状部的纵向方向在所述图像数据中识别所述拖车行进方向。
根据实施例，在垂直于所述拖车行进方向的方向上计算所述侧向偏移。
根据实施例，所述控制器被进一步配置为：识别车辆行进方向和所述拖车行进方向之间的差异。
根据实施例，所述控制器被进一步配置为：基于所述车辆行进方向和所述拖车行进方向之间的所述差异来计算所述目标位置相对于所述联接器位置的所述侧向偏移的方向。
根据实施例，基于所述车辆行进方向和所述拖车行进方向之间的所述差异，在朝向所述挂接球投影所述目标位置的方向上施加所述侧向偏移。
根据实施例，基于所述挂接球的半径和所述联接器的侧向宽度计算所述侧向偏移。
根据实施例，所述控制器被进一步配置为：在所述图像数据中识别所述联接器的所述宽度。
根据实施例，所述控制器被配置为：基于所述图像数据识别所述挂接球的所述半径和所述高度中的至少一者。
根据实施例，所述控制器被进一步配置为：控制所述车辆操纵系统以控制所述车辆的用于将所述挂接球与所述目标位置对准的转向角和运动。
根据实施例，所述目标位置侧向偏移，使得可在所述侧向方向上调节所述联接器位置，从而限制将所述联接器与所述挂接球连接所需的对所述拖车的纵向位置的手动调节。
根据本发明，提供了一种用于控制车辆的方法，该方法包括：在传感器数据中识别包括拖车的联接器高度的联接器位置；将所述联接器高度与挂接球的挂接高度进行比较；响应于所述联接器高度不足以超越所述挂接高度，基于所述联接器位置计算用于挂接球的目标位置；以及控制车辆操纵系统以控制车辆的用于将所述挂接球与所述目标位置对准的转向角和运动。
根据实施例，本发明的特征还在于基于所述传感器数据识别所述拖车行进方向。
根据实施例，基于从所述联接器延伸的舌状部的纵向方向在所述传感器数据中识别所述拖车行进方向。
根据实施例，在垂直于所述拖车行进方向的方向上计算所述侧向偏移。
根据实施例，本发明的特征还在于识别车辆行进方向和所述拖车行进方向之间的差异。
根据实施例，本发明的特征还在于，基于所述车辆行进方向和所述拖车行进方向之间的所述差异来计算所述目标位置相对于所述联接器位置的所述侧向偏移的方向。
根据本发明，提供了一种车辆操纵系统，所述车辆操纵系统具有：安装在车辆上的挂接球；被配置为捕获传感器数据的传感器系统；和控制器，所述控制器被配置为：基于所述传感器数据识别拖车的联接器位置；基于所述传感器数据识别拖车的联接器位置和拖车行进方向；确定车辆行进方向和所述拖车行进方向之间的方向差异；基于所述车辆行进方向和所述拖车行进方向之间的差异来计算所述目标位置相对于所述联接器位置的侧向偏移的方向；以及控制所述车辆的用于将所述挂接球与所述目标位置对准的运动。
根据实施例，基于所述车辆行进方向和所述拖车行进方向之间的所述差异，在朝向所述挂接球投影所述目标位置的方向上施加侧向偏移。

Claims (15)

1.一种车辆操纵装置，所述车辆操纵装置包括：
成像设备，所述成像设备被配置为捕获图像数据；和
控制器，所述控制器与车辆操纵系统通信，所述控制器被配置为：
在所述图像数据中识别拖车的联接器位置；
将所述联接器位置的联接器高度与挂接球的挂接高度进行比较；
响应于所述联接器高度不足以超越所述挂接高度，计算相对于所述联接器位置侧向偏移的目标位置；以及
将所述目标位置传送至所述车辆操纵系统。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制器被进一步配置为：基于所述图像数据来识别拖车行进方向。
3.根据权利要求2所述的装置，其中基于从所述联接器延伸的舌状部的纵向方向在所述图像数据中识别所述拖车行进方向。
4.根据权利要求3所述的装置，其中在垂直于所述拖车行进方向的方向上计算所述侧向偏移。
5.根据权利要求2所述的装置，其中所述控制器被进一步配置为：
识别车辆行进方向与所述拖车行进方向之间的差异。
6.根据权利要求5所述的装置，其中所述控制器被进一步配置为：
基于所述车辆行进方向和所述拖车行进方向之间的所述差异来计算所述目标位置相对于所述联接器位置的所述侧向偏移的方向。
7.根据权利要求6所述的装置，其中基于所述车辆行进方向和所述拖车行进方向之间的所述差异，在朝向所述挂接球投影所述目标位置的方向上施加所述侧向偏移。
8.根据权利要求1所述的装置，其中基于所述挂接球的半径和所述联接器的侧向宽度计算所述侧向偏移。
9.根据权利要求8所述的装置，其中所述控制器被进一步配置为：
在所述图像数据中识别所述联接器的所述宽度。
10.根据权利要求8所述的装置，其中所述控制器被配置为：
基于所述图像数据识别所述挂接球的所述半径和所述高度中的至少一者。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的装置，其中所述控制器被进一步配置为：
控制所述车辆操纵系统以控制所述车辆的用于将所述挂接球与所述目标位置对准的转向角和运动。
12.根据权利要求1所述的装置，其中所述目标位置被侧向偏移，使得在侧向方向上调节所述联接器位置，从而限制将所述联接器与所述挂接球连接所需的对所述拖车的纵向位置的手动调节。
13.一种用于控制车辆的方法，所述方法包括：
在传感器数据中识别包括拖车的联接器高度的联接器位置；
将所述联接器高度与挂接球的挂接高度进行比较；
响应于所述联接器高度不足以超越所述挂接高度，基于所述联接器位置计算用于挂接球的目标位置；以及
控制车辆操纵系统以控制所述车辆的用于将所述挂接球与所述目标位置对准的转向角和运动。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括：
基于所述传感器数据识别拖车行进方向。
15.根据权利要求14所述的方法，其中基于从所述联接器延伸的舌状部的纵向方向来在所述传感器数据中识别所述拖车行进方向。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114083943A (zh) * 2021-11-18 2022-02-25 东风汽车集团股份有限公司 一种可调节的隐藏式车架拖车钩系统及控制方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2570238B (en) * 2016-09-27 2022-03-02 Towteknik Pty Ltd Device, method, and system for assisting with trailer reversing
US20230331050A1 (en) * 2022-04-18 2023-10-19 Pebble Mobility, Inc. Systems and methods for tethering an autonomous electric-powered trailer to a towing nexus

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004008928A1 (de) 2004-02-24 2005-09-08 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zum Ankuppeln eines Anhängers unter Einsatz einer Fahrzeugniveauregulierung
US20090040300A1 (en) 2007-08-06 2009-02-12 Two Loons Trading Company Removably Mountable, Portable Vision System
US9102271B2 (en) 2011-04-19 2015-08-11 Ford Global Technologies, Llc Trailer monitoring system and method
US20130226390A1 (en) 2012-02-29 2013-08-29 Robert Bosch Gmbh Hitch alignment assistance
NO20130966A1 (no) 2013-07-11 2015-01-12 Smart Patents As System og fremgangsmåte for automatisk å koble en tilhenger til et kjøretøy
US20150115571A1 (en) 2013-10-24 2015-04-30 GM Global Technology Operations LLC Smart tow
DE102014110498A1 (de) 2014-07-25 2016-01-28 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren zum Unterstützen eines Ankuppelvorgangs eines Kraftfahrzeugs an einen Anhänger
US9434381B2 (en) 2014-10-31 2016-09-06 Fca Us Llc Collision avoidance method including determining height of an object fixed to a vehicle
US9499018B2 (en) * 2015-04-01 2016-11-22 Robert Bosch Gmbh Trailer coupling assistance system with vehicle video camera
US9457632B1 (en) 2015-06-11 2016-10-04 Fca Us Llc Collision avoidance method including determining height of an object fixed to a vehicle
DE102015213404A1 (de) 2015-07-16 2017-01-19 Continental Teves Ag & Co. Ohg Verfahren und Vorrichtung zum Ankuppeln eines Kraftfahrzeugs an einen Anhänger
US9895945B2 (en) 2015-12-08 2018-02-20 Ford Global Technologies, Llc Trailer backup assist system with hitch assist
US20180081370A1 (en) * 2016-09-22 2018-03-22 Robert Bosch Gmbh Trailer hitch ball detection and location measurement using a rear view camera
US11014561B2 (en) * 2017-02-01 2021-05-25 Magna Electronics Inc. Vehicle trailer hitch assist system
US10266023B2 (en) * 2017-05-01 2019-04-23 Ford Global Technologies, Llc System to automate hitching a trailer
US10984553B2 (en) * 2018-05-01 2021-04-20 Continental Automotive Systems, Inc. Real-time trailer coupler localization and tracking
US10913494B2 (en) * 2018-08-01 2021-02-09 Ford Global Technologies, Llc System and method for trailer height adjustment
US11603100B2 (en) * 2018-08-03 2023-03-14 Continental Autonomous Mobility US, LLC Automated reversing by following user-selected trajectories and estimating vehicle motion
US11505124B2 (en) * 2019-10-18 2022-11-22 Ford Global Technologies, Llc Alignment position adaptation for fifth wheel trailers in hitch assist operation

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114083943A (zh) * 2021-11-18 2022-02-25 东风汽车集团股份有限公司 一种可调节的隐藏式车架拖车钩系统及控制方法
CN114083943B (zh) * 2021-11-18 2023-10-20 东风汽车集团股份有限公司 一种可调节的隐藏式车架拖车钩系统及控制方法

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