CN115465261A - 用于使车辆运动到与之间隔开的物体的部件处的方法（坐标转换） - Google Patents

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Abstract

描述了用于使车辆运动到与之间隔开的物体的部件处的方法(坐标转换)，其中，车辆(10)具有导航模块(11)，导航模块包括相机(12)和评估电子器件(13)，并且在物体(20)上以预定的定位紧固有辨识元件(30)，使得在车辆相对物体的远距离区域(Dmax)内，由相机识别到辨识元件，并且由评估电子器件根据相机相对辨识元件的透视定位计算车辆的倒退行驶线(40i、40ii、40iii、40a)。本发明的任务通过如下方式来解决，即，在车辆的启动定位(S)中，由导航模块生成静态的物体坐标系(KO)，并且计算从启动定位到预定位点(SVi、SVii、SViii)的倒退行驶线。

Description

用于使车辆运动到与之间隔开的物体的部件处的方法(坐标 转换)
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的前序部分所列出的特征的用于使车辆运动到与之间隔开的物体的部件处的方法。
背景技术
这种方法用于对车辆接近固定不动的物体进行简化或者甚至能够自主地、也就是说在没有驾驶员合作情况下执行。
DE 10 2017 119 968 A1公开了能在半挂车的前侧上进行探测的图案，该图案包括至少一个固定的预定点。借助固定的预定点，并且必要时借助与固定的预定点以预先定义的间距布置的另外的点，展开了位于半挂车前部的二维的坐标系，并被尤其是被构造为相机系统的探测单元检测到。以这种方式设计的挂车的显著缺点在于无法找到耦联机构，这是因为在耦接期间，主销在车辆纵向方向上距半挂车前部的间距是未知的，并且尤其是在车辆歪斜驶近时可能会发生错误耦联。
DE 10 2014 217 746 A1描述了另一现有技术，其包括车辆和由该车辆所要容纳的作业器具。在作业器具上存在能翻转的标牌，该标牌具有被至少一个相机识别的棋盘式图案。根据棋盘式图案的扭曲来进行对驶近角的计算，其中，位于作业器具上的耦联机构的确切高度是未知的。此外，感知机器并不处理(多个)相机的整个图像，而只是处理感兴趣的范围，从而只使用了相机图像的较小截段。这需要对车辆进行尽可能精确的预先定位，为此要求驾驶员进行相应合作。
DE 20 2019 104 576 U1中描述了用于针对耦接过程对两个车辆进行定位的设备。在其中一个车辆上紧固有其上施布QR码的标牌，该QR码也包含了有关所配属的耦联机构相对于该标牌的定位数据。该标牌由布置在另一车辆上的相机来识别和读取。最后，另一车辆根据所计算的路径从初始定位运动向耦接定位。然而，该已知的设备已被证明不适合装备商用车辆，这是因为尤其是在鞍式半挂车的情况下，标牌要安装在半挂车前部，并且耦联期间，标牌越过了相机，从而使得该标牌不再供导航使用。
DE 10 2016 209 418 A1解释了用于运行由牵引车和挂车构成的组合体的方法和系统，其中，挂车相对牵引车的相对位置在耦接前而且在耦接状态下都要进行改进。为此，挂车具有至少一个信息载体，信息载体能被牵引车侧的读取装置来读取。基于所测定的信息载体的位置，获知挂车相对牵引车的相对位置，该相对位置也与信息载体的相对位置相应。
在DE 10 2012 003 992 A1中涉及用于机动车辆的目标引导系统，该目标引导系统具有布置在车辆尾部的相机和安装在静止的物体上的定位确定的标识部以及电子图像处理装置。关于标识部的几何形状的信息被保存在图像处理装置中，并与由相机所提供的图像进行比较。根据该比较获知车辆相对于静止的物体的位置信息。
DE 10 2004 029 130 A1涉及用于将挂车耦联到机动车的方法。在机动车接近挂车期间，所存储的挂车的耦联区域的模型数据被用来将模型数据在图像传感器捕获的图像数据中进行分割，即在图像中找到与模型数据相应的结构。所存储的耦联区域的模型数据被定位正确地放置到图像数据中，并从模型数据与图像数据的叠加中确定用于机动车耦联在挂车上的目标区。
基于现有技术的缺点，本发明的任务是开发一种用于改进车辆接近固定不动的物体的方法。
发明内容
根据本发明，该任务利用权利要求1的特征来解决。车辆可以是牵引车，物体可以是挂车，并且部件可以是挂车的耦联机构。有利地，挂车是半挂车，并且耦联机构是主销。于是，相机和评估电子器件被尤其布置在牵引车上。有利地，辨识元件被方位固定地安装在挂车的前侧上、尤其是安装在半挂车的前侧上。
替选地，车辆可以包括牵引车和与之耦联的挂车，物体可以是装卸平台，并且部件可以是装卸平台的上边缘的中间定位。在该变型方案中，相机尤其被布置在挂车的背对牵引车的一侧上。有利地，在挂车的后侧上安装有第二相机，该后侧与挂车的与前侧相对置的一侧齐平。
该方法还能够实现使车辆自主地或半自主地接近物体。自主的接近被理解为车辆的完全自动化的接近，而不需要驾驶员或其他人员的任何交互，其中，方法的启动也可以自动化地进行。在半自主的接近中，驾驶员可以至少启动方法，并在必要时触发或接管各个步骤。
辨识元件优选是在相机视场内安装在物体上的标牌，在标牌上施布有三维的位置信息。适宜地，标牌在物体上布置在部件周围最大1.30m的装配半径之内。由此可能的是，使得相机的视场聚焦在挂车的前侧处的相对较小的面积上。辨识元件包含关于辨识元件在物体的纵向轴线中、在物体的横向轴线中且必要时在物体的高度轴线中间距的说明。
假如辨识元件没有精确地布置在挂车前缘的正上方，附加地，在辨识元件中还可以存储有关于半挂车前缘在物体的纵向轴线中相对该辨识元件的定位的说明。
基于三维位置信息，使得在车辆接近物体期间，存在对部件、尤其是耦联机构，如主销的准确了解。例如，从半挂车前缘出发，主销依赖于半挂车类型可能在物体的纵向轴线中位于不同定位处。因此，罐式汽车或筒仓车具有从半挂车前缘直到主销的通常为600mm至700mm的间距，相反在常见的半挂车中，主销与半挂车前缘间隔约1700mm。如果不知道主销相对于辨识元件在物体的纵向轴线中的定位，就存在在耦联期间车辆速度过快的风险，由此可能会对主销造成相当大的损坏，也可能会对牵引车耦联部造成损坏。
此外，还存在如下风险，即，在不知道主销的空间定位的情况下，牵引车耦联部在耦联期间在牵引车下面行进得太远，并且在牵引车尾部借助空气悬架提升延迟的情况下，牵引车耦联部在车辆的高度轴线中将被压向主销并造成损坏。过早提升牵引车耦联部的相反情况同样是成问题的，这是因为有可能在提升牵引车尾部期间，牵引车耦联部只部分地在半挂车前缘下面行进，由此尤其是使得耦联板受到设计中没有预设的弯曲应力。此外，在耦联部只部分地位于半挂车前缘下面时，有特别大的杠杆臂作用到牵引车耦联部上，并且也作用到半挂车上，该半挂车在牵引车耦联部被抬起时并处于装载状态下同样受到提高的弯曲应力。
原则上，可以将物体附近的点理解为预定位点，例如是抬升点，在抬升点，使车辆的空气悬架升高以便使挂车升高，或者是车辆的目标定位，在目标定位中，牵引车耦联部在耦联机构移入后闭合。然而，更特别优选的是如下方法：其中，预定位点是物体之前的虚拟点，在该虚拟点，在牵引车进一步接近物体时相机从其视场中失去辨识元件。在物体以挂车形式、尤其是半挂车形式存在的情况下，相机有利地被装配在尾部区域中或牵引车耦联部的外围中或者说牵引车耦联部的部件上，从而使得随着牵引车继续接近，相机在半挂车下面移动，并且不再能够识别到紧固在挂车的前侧处的辨识元件。
启动定位是其中检测到物体并且在导航模块中构建起静态的物体坐标系的定位。原则上，使车辆位于该物体坐标系中。该方法的主要优点在于，在静态的物体坐标系中只计算一次倒退行驶线，由此明显比连续在迭代步骤中重新计算倒退行驶线的动态的车辆坐标系的情况下所需的计算能力要小。
适宜地，车辆从启动定位开始倒退地接近物体。在该情况下，车辆在启动定位中将从前进行驶变为倒退行驶。
也可以有意义的是，自启动定位起从动态的车辆坐标系变为静态的物体坐标系。因此进行了从动态的车辆坐标系到静态的物体坐标系的变换，在静态的物体坐标系中，车辆的实际定位与目标定位之间没有发生迭代计算。因此，针对进一步接近的考虑因素从车辆变为物体。动态的车辆坐标系是安置在现代的车辆中的，并且大多包括三个相互垂直的轴线以及测量车辆围绕高度轴线的旋转取向的横摆率传感器。
有利地，定义了在物体方向上以近距离区域半径限界的近距离区域，并且将虚拟预定位点设在近距离区域半径上。近距离区域半径的原点在目标定位中，该目标定位与物体的部件相应，并且例如可以由半挂车的主销的中心轴线形成。近距离区域半径的张开角度受制于相机的视场。倾斜的接近和可能导致的挂车的倾斜耦联能在限制范围内配置，并从物体的纵向轴线出发不应超过+/-25°的角度，优选是+/-15°的角度。近距离区域半径从物体的部件出发，尤其是从主销出发，大约为3.00m到4.00m，优选为3.50m。
优选地，从虚拟预定位点计算朝物体的部件的方向的目标路径。例如，目标路径是指车辆在不改变在预定位点处调整好的转向节偏转度(Lenkeinschlag)或转向角情况下所走过的轨迹曲线。该方法的一个特别优选的设计方案是，目标路径由线性延伸目标直线形成。因此，牵引车在倒退行驶线的末端处从预定位点起准确地直线倒车。由此实现了从具有监测和比较目标与实际定位的复杂的调节向相对更简单的控制的过渡，在该控制中，车辆在不进行控制运动的情况下朝部件的方向倒车行驶。可以有利地通过经由车辆的转向系统对转向角的查询进行查询和调整沿倒退方向的行驶。
有意义的是，始终以各不相同的数学函数计算多条倒退行驶线，并且使车辆遵循一条从中选出的倒退行驶线。在此，多条倒退行驶线在计算后可以作为轨迹线的曲线群存储在评估电子器件中。然后，车辆选出理想的倒退行驶线，并走过该倒退行驶线。由此导致的优点是，与迭代模型相比，在评估电子器件中需要的计算能力更少。在迭代模型中，随着车辆继续接近必须依次总是计算新的倒退行驶线。
适宜地，在近距离区域半径上针对多条倒退行驶线中的每一条分别计算虚拟预定位点。多条倒退行驶线的预定位点全部以共同的近距离区域半径相邻地布置，并且与物体的纵向轴线的距离不同。
根据一个特别有利的设计方案，可以从每个虚拟预定位点开始始终计算出所属的朝物体的部件的方向的目标路径。在此，位于近距离区域半径上离物体的纵向轴线较远的虚拟预定位点的目标路径与位于近距离区域半径上在物体的纵向轴线中或与物体的纵向轴线邻近的虚拟预定位点的目标路径相比具有更大的角度。
有利地，从多条倒退行驶线中确定那条使目标路径与物体的纵向轴线之间的角度尽可能小的倒退行驶线作为选出的倒退行驶线。由于角度小，使得牵引车尽可能准确地沿着物体的纵向轴线接近和耦接。
其中每条倒退行驶线都可以具有公差带，在该公差带之内对车辆的实际行驶路线进行修正。如果车辆由于特殊事件，如斜坡、薄冰层或不稳定的地面，而离开了容许的公差带，那么倒退行驶将被中断，并从该部位处的新的启动定位重新评估情况。
有利地，在离开公差带的情况下，从新的启动定位出发计算新的倒退行驶线。
有利地，辨识元件在远距离区域被读取和验证。在要执行的方法中，车辆的远距离区域是相对于物体而言是空间上最远的区域。首先，应当在远距离区域中查找辨识元件。为此，准备相机并就相机的分辨率和曝光时间方面进行调整。寻找辨识元件基于一种算法，根据该算法，首先搜索针对某一类型的半挂车的或装卸平台的辨识元件。
优选地，然后在远距离区域中借助辨识元件上存储的信息辨识物体。这可以通过如下方式来进行，即，从辨识元件中读取身份号码。根据身份号码或补充身份号码的物体类型ID可以得知物体是哪种类型，例如挂车或装卸平台。此外，也可以将挂车的几何尺寸与类型ID关联在一起，其中还包括在车辆接近时必须考虑到的具有干扰性轮廓的设计结构上的特别情况。
在远距离区域之内，优选启动用于使车辆接近物体的方法，其中，这可以通过例如驾驶员在显示屏中进行的请求半自主地进行。在自主方法的情况下，启动由预定的程序或从可能来自控制中心的外部传输来的信号发起。
已被证明特别适宜的是，在远距离区域与近距离区域之间设置接近区域，接近区域相对远距离区域借助接近区域半径来分界，并且相对近距离区域借助近距离区域半径来分界，其中，在远距离区域中和/或在接近区域中借助数学函数来计算倒退行驶线。在远距离区域内和/或接近区域内生成至少一条理想的倒退行驶线。数学函数被尤其理解为三角函数或指数函数。倒退行驶线的生成典型地在导航模块的评估电子器件中进行。在远距离区域和/或接近区域之内，导航模块通过读取辨识元件来获知车辆相对于物体的部件的三维的驻地定位。
根据另外的有利的方法步骤，目标区域在物体的方向上跟在近距离区域之后且以目标区域半径分开，其中，在目标区域半径上规定了抬升点，在该抬升点，使车辆的空气悬架升高。抬升点布置在半挂车前缘与挂车的耦联机构之间。由此使最初布置在挂车处的支腿被去负荷。此外，从抬升点开始，半挂车的半挂车板摆放在耦联板的上侧上，从而基于该接触，使得牵引车耦联部和半挂车的主销在其预定的高度位置中被强制地相互对准，并降低了由于在车辆高度轴线中的位置不正确而导致的耦联部故障的风险。
适宜地，在目标区域内，由相机识别到挂车的耦联机构、尤其是主销、和/或布置在物体上的替代特征。
有意义的是，通过闭合牵引车耦联部结束目标区域。从抬升点直至到达目标区域，牵引车耦联部在挂车下面滑动经过。在闭合牵引车耦联部后，主销以能转动的方式保持在牵引车耦联部中，从而使牵引车和挂车相互机械地连接。
附图说明
为了更好地理解，下面将参照8个附图更详细地解释本发明。其中：
图1：示出牵引车和形式为半挂车的物体在耦联前的透视图；
图2：示出具有标识的形式为标牌的辨识元件的俯视图；
图3：示出形式为装卸平台的物体的透视图；
图4：示出包括牵引车和与其耦联的半挂车的车辆在接近装卸平台时的侧视图；
图5：示出牵引车的透视图，其具有紧固在牵引车耦联部上的导航模块；
图6：示出具有通向半挂车的三条倒退行驶线的牵引车的俯视图；
图7：示出牵引车的俯视图，其具有通向半挂车的穿过不同区域的倒退行驶线；以及
图8：示出根据本发明的方法步骤的流程图。
具体实施方式
图1示出了形式为牵引车15的车辆10的透视图，车辆倒退地行驶接近与牵引车15间隔开的形式为挂车22的物体20的部件21，以便容纳挂车22并相互机械地耦联。
在耦联状态下，牵引车15和挂车22形成鞍式牵引载重车。牵引车15具有牵引车耦联部16用于与挂车22以能松开的方式连接，挂车22的耦联机构23能移入到牵引车耦联部中并能被锁定。在图5中可以特别清楚地看到牵引车耦联部16，并且它包括耦联板17，耦联板借助两个与之侧向嵌接的轴承座18紧固在牵引车15上。轴承座18位于装配板19上，装配板又建立在未进一步标注的车架的两个支柱上并与它们永久连接。
挂车22的耦联机构23通常是向下突出的主销，主销形成物体20的部件21，并在图1中被放大示出用以更好地识别。为了无摩擦并无损坏的耦联，牵引车15必须尽可能精确地倒退接近固定不动的挂车22。
为了使牵引车15自主或半自主地接近挂车22，牵引车15具有导航模块11，导航模块包括至少一个相机12和评估电子器件13。优选的是，将导航模块11安装在牵引车耦联部16的部件上，尤其是安装在耦联板17、其中一个轴承座18和/或装配板19上。
车辆10持久地生成动态的车辆坐标系KF，该动态的车辆坐标系至少由车辆10的纵向轴线XKF和横向轴线YKF展开。在车辆10的导航模块11中，还生成物体坐标系KO，该物体坐标系尤其可以由物体20、例如挂车22的纵向轴线XKO、横向轴线YKO和高度轴线ZKO展开。附加地，还得知物体20、例如挂车22的横摆角Φ，这对于极有把握的耦接过程来说是有意义的。
在任何情况下，相机12在车辆10的纵向轴线XKF中的能检测的视场是向后地朝物体20的方向指向的。
在物体20上方位固定地安装有形式为标牌30的辨识元件，在图1中，该辨识元件位于挂车22的前侧24上。标牌30可以(但不是必须地)居中地在挂车22的纵向轴线XKO中取向。然而优选的是，将标牌30安装在相当于挂车22的半个宽度TB(见图7)的围绕挂车22的纵向轴线XKO的装配半径RS中，使该标牌极有把握被相机12找到和读取。
标牌30具有示例性地在图2中可以看到的多个标识31。每个标识31被构造为在标牌30的表面上具有高对比度的暗色填充物的方形的格。标识31被用于可以在牵引车15上在评估电子器件13中基于相机12和标牌30的相对位置的透视上的变化计算根据图6中的图示的至少一条倒退行驶线40i、40ii、40iii。在车辆10接近期间，相机12侧向相对标牌30偏移越远，标识31的失真就越大。根据标识31的失真计算车辆10相对于标牌30的定位。标牌30总是在相机12的整个视场内被搜索到。
为了极有把握地计算倒退行驶线40i、40ii、40iii，尤其使用外部标识32的拐角，该外部标识形成闭合的外边界。附加的内部标识33能够实现让导航模块11识别到车辆10是从前侧还是从后侧接近物体20，这是因为在有时非附属的标牌30的后侧没有标识31，尤其是没有内部标识33。内部标识33被布置成相对外部标识32的外轮廓向内错开了其大小的尺度。各个内部标识33与自由的面34邻接，自由的面具有的大小与内部标识33相同。所有标识31原则上都施布在唯一的标牌30上。
在标识31中，尤其是内部标识33中，还存储了部件21的三维位置信息，在图1的实施例中是主销23相对于标牌30的位置信息。三维位置信息被理解为标牌30在物体20的纵向轴线XKO、横向轴线YKO和高度轴线ZKO中与部件21、例如主销23的间距。
导航模块11读取三维位置信息，并根据偏移量通过计算修改标牌30的装配定位的坐标，从而让车辆10碰到的是物体20的部件21而不是标牌30。在此至关重要的是，标牌30根据其上存储的相对部件21的三维位置信息始终是方位固定地紧固在物体20上的，并且不改变其自身的位置。
标识31、尤其是内部标识33，还包含关于物体20的身份的信息，该信息同样由导航模块11读取。例如，车辆10以该方式获得关于要耦接的挂车22是哪种类型的挂车22的信息。挂车22的类型例如被理解为它是否为冷藏半挂车、筒仓半挂车或罐体半挂车。这种挂车22往往具有干扰性轮廓，在车辆10接近时必须考虑该干扰性轮廓。此外，在标识31中包含的信息还涉及关于物体20性质的几何或技术上的数据，在计算倒退行驶线40i、40ii、40iii(见图6、图7)时考虑到了这些信息，以便能够实现无事故的接近。
除了标识31外，标牌30还具有编码区35，其中尤其施布了QR码。此外，还可以设置的是，在标牌30中、适宜地在编码区35中或者替选地也在标识31中、尤其是在内部标识33中实现挂车22的辨识号码，辨识号码由相机12读取。经由辨识号码可以将涉及物体20或挂车22的物流信息与标牌30相关联，从而在牵引车15接近时将物体20或挂车22辨识为所要搜索的。原则上，编码区35包含的信息主要对于物流评估有重要意义，而对导航评估的意义较小。
在标识31中、尤其是内部标识33中，或者也借助在编码区35上实现的挂车22的辨识号码，也可以为牵引车15定义抬升点SA，在该抬升点，牵引车15的空气悬架14(见图5)至少被提升直到耦联板17与半挂车22接触。
图3示出了本发明的替选的实施例，其中，物体20是装卸平台25，装卸平台的上边缘26的中间定位代表了要驶向的部件21。在装卸平台的预定的定位处方位固定的紧固有标牌30，在标牌中存储了装卸平台25的上边缘26的中间定位相对于标牌30的三维位置信息。根据图4，例如由牵引车15和与之耦联的半挂车22构成的车辆10朝标牌30的方向运动，关于装卸平台25的上边缘26的中间定位的三维位置信息进行修正，并倒退地居中碰到该要驶向的部件21。
在本实施例中，在挂车22的后侧27上布置有导航模块11的相机12或附加地与导航模块11的联接的相机12a，以便确保到标牌30的自由视场。
图6中示出了形式为牵引车15的车辆10接近停放的挂车22的俯视图。牵引车15处于启动定位S中。挂车22的标牌30已经被布置在牵引车15上的导航模块11的相机12检测、读取并基于不同的数学函数计算总共三条倒退行驶线40i、40ii、40iii。
为了清楚起见，只有三条倒退行驶线40i、40ii、40iii中的已经被导航模块11辨识为选出的倒退行驶线40a的中间倒退行驶线40ii被设有公差带41。公差带41被理解为围绕一条或多条倒退行驶线40i、40ii、40iii的包络曲线，在该包络曲线之内，牵引车15在偏离选出的倒退行驶线40a的情况下仍然可以反向控制，以便返回到最初选出的倒退行驶线40a上。如果在导航模块11中确认牵引车15的当前定位在公差带41之外，则不再可能进行倒车控制。相反，该当前定位将被解释为新的启动定位S，从该启动定位开始，在导航模块11中再次计算新的倒退行驶线40i、40ii、40ii的曲线群。新计算的倒退行驶线40i、40ii、40iii优选同样分别设有公差带41。
在所有的实施例中，由导航模块11计算的(多条)倒退行驶线40i、40ii、40iii始终在挂车22前面的所属的预定位点SVi、SVii、SVii处结束。随着到达其中一个预定位点SVi、SVii、SVii，牵引车15就仅直线地向后行驶。因此，在经过预定位点SVi、SVii、SViii之后，不再进行对倒退行驶线40i、40ii、40ii的连续计算。其中每个预定位点SVi、SVii、SViii均位于近距离区域半径Rmin上，该近距离区域半径与物体20的间距由相机12、12a的视场预定。布置在牵引车耦联部16外围中的相机12在牵引车15接近过程中行进到挂车22的其上紧固有标牌30的前侧24下面，从而使得标牌30从预定位点SVi、SVii、SVii开始就不再处于相机12的视场中。从预定位点SVi、SVii、SViii开始，不再是牵引车15沿选出的倒退行驶线40a的受调节的接近，而是在所属的由目标直线43i、43ii、43ii形成的目标直线之一上以朝物体20的部件21的线性方向的受控的直线行驶。
在图6的图面内左侧延伸的倒退行驶线40i在所属的预定位点SVi的近距离区域半径Rmin上结束。从这里朝耦联机构23的方向延伸的目标直线43i与挂车22的纵向轴线XKO展开了角度
Figure BDA0003683603700000131
在图面右侧延伸的倒退行驶线40iii同样在近距离区域半径Rmin上在预定位点SViii中结束。从预定位点SViii朝耦联机构23的方向延伸的目标直线43iii与挂车22的纵向轴线XKO展开了角度
Figure BDA0003683603700000132
中间的倒退行驶线40ii在挂车22前面居中地在近距离区域半径Rmin上在预定位点SVii中结束。目标直线43ii从预定位点SVii延伸向耦联机构23，并且理想地与挂车22的纵向轴线XKO对齐。在这种情况下，角度
Figure BDA0003683603700000133
为0°。
导航模块11从计算的倒退行驶线40i、40ii、40iii中辨识出那条使角度
Figure BDA0003683603700000134
具有最小值的倒退行驶线作为选出的倒退行驶线40a。
典型地，车辆10朝物体20方向的运动沿着延伸通过四个不同区域的行驶路线42进行，这在图7中以图形示出，并在图8中作为流程图阐述。为了简化图示，图7中只示出了多条可能的倒退行驶线40i、40ii、40iii中的一条，即图6中已经辨识为有利的倒退行驶线40ii。
在远距离区域Dmax中，车辆10、例如牵引车15，前进行驶地接近要鞍连的半挂车22。半挂车22具有预定的长度TL和宽度TB。
远距离区域Dmax在相对物体20的径向方向上以远距离区域半径Rmax向外限界，并在物体20的方向上以接近区域半径Rmed限界。在远距离区域半径Rmax之外，车辆10在其通常的行驶环境中运动，而与用于车辆10接近固定不动的物体20的方法和系统无关。远距离区域半径Rmax的长度从抬升点SA开始为12.00m至17.00m，优选为13.00m至16.00m，更优选为14.00m至15.00m，并朝物体20的右前方向扫过了100°至120°的角度。
在远距离区域Dmax之内，随着达到系统启动的接近点AS，触发用于车辆10向物体20运动的方法。系统启动的触发可以由驾驶员手动地、借助来自控制中心的远程控制地或通过预定的程序来进行。
在车辆10仍在继续前进行驶期间，该车辆到达连接建立的接近点AV，从此开始，相机12被打开，并搜索物体20上的标牌30。假如在接近点AV成功进行了连接建立，则随后在物体信息的接近点AO中读取物体20、尤其是挂车22的辨识号码。因此，导航模块11知道了挂车22的类型，并且有时也知道了其几何尺寸。车辆10在行驶路线42上的前进行驶在启动定位S中结束。车辆10的速度在远距离区域Dmax内小于50km/h。
从位于远距离区域Dmax中的启动定位S开始，从动态的车辆坐标系KF变为静态的物体坐标系KO，并且借助导航模块11生成至少一条倒退行驶线40i、40ii、40iii，在图7中被标注为选出的倒退行驶线40a。倒退行驶线40ii基于相机12相对施布在标牌30的标识31的透视取向计算，并关于物体20的部件21的三维位置信息进行修正，其中，位置信息也被存储在标牌30的标识31中。必要时，导航模块11针对一条或多条倒退行驶线40i、40ii、40ii还获知所属的公差带41ii。
在经过接近区域半径Rmed后，车辆10已经变换到接近区域Dmed中。接近区域半径Rmed的长度从抬升点SA开始为6.00m至10.00m，尤其为7.00m至9.00m，并且朝物体20的右前方向扫过了130°至140°的角度。此外，在通过接近区域Dmed期间，驶过了已经生成的倒退行驶线40ii、40a，并在此，从标牌30读取三维位置信息，以及追踪标牌30相对相机12的相对位置。车辆10的速度在接近区域Dmed中相对于远距离区域Dmax有所降低，并且例如可以为最大20km/h。
随着达到近距离区域半径Rmin，接近区域Dmed过渡成近距离区域Dmin。从与部件21重合的目标定位SZ开始，近距离区域半径Rmin的长度为3.00m至4.00m，优选为3.30m至3.70m，并朝物体20的右前方向扫过最大140°的角度。车辆10的速度在近距离区域Dmin中相对于接近区域Dmed进一步降低，并且例如可以为最大5km/h。
随着达到近距离区域半径Rmin，车辆10处于预定位点SVii中，该预定位点在前进方向上紧靠物体20的部件21的前方。从预定位点SVii开始，安装在物体20的前侧24上的标牌30不再被相机12的视场检测到，这是因为牵引车15的尾部已经行进到半挂车22下面，并因此不再有助于检测车辆10相对物体20的相对定位。然而，牵引车15和挂车22沿挂车22的纵向轴线XKO相互对齐地取向，从而使得牵引车15只需要倒退行驶，以便碰到挂车22的耦联机构23。
随着达到目标区域半径Rmic，近距离区域Dmin过渡到目标区域Dmic。从与部件21重合的目标定位SZ开始，目标区域半径Rmic的长度相当于物体20宽度的一半，在本例中是挂车22宽度TB(例如2.55m)的一半，并且朝物体20的右前方向上扫过至多180°的角度。在纵向轴线XKO上，抬升点SA位于目标区域半径Rmic上，在该抬升点，牵引车15的尾部连同牵引车耦联部16一起被空气悬架14提升。从抬升点SA开始，牵引车耦联部16与挂车22滑动接触，直到到达目标定位SZ，在该目标定位中，主销22移入到牵引车耦联部16中。车辆10的速度在目标区域Dmic中相对于近距离区域Dmin进一步降低，并且例如可以为最大2.5km/h。
附图标记列表
10 车辆
11 导航模块
12 相机
12a 挂车的附加的相机
13 评估电子器件
14 空气悬架
15 牵引车
16 牵引车耦联部
17 耦联板
18 轴承座
19 装配板
20 物体
21 部件
22 挂车、半挂车
23 耦联机构，主销
24 挂车的前侧
25 装卸平台
26 装卸平台的上边缘的中间定位
27 挂车的后侧
30 辨识元件/标牌
31 标识
32 外部标识
33 内部标识
34 自由的面
35 编码区
40i～40iii 倒退行驶线
40a 选出的倒退行驶线
41 公差带
42 车辆的行驶路线
43i～43iii 目标路径/(多条)目标直线
AO 物体信息的接近点
AS 系统启动的接近点
AV 连接建立的接近点
Dmax 远距离区域
Dmed 接近区域
Dmin 近距离区域
Dmic 目标区域
Rmax 远距离区域半径
Rmed 接近区域半径
Rmin 近距离区域半径
Rmic 目标区域半径
RS 标牌的装配半径
S 启动定位
SVi～SViii 预定位点
SA 抬升点
SZ 目标定位
TB 挂车/半挂车的宽度
TL 挂车/半挂车的长度
KF 车辆坐标系
XKF 车辆的纵向轴线
YKF 车辆的横向轴线
KO 物体坐标系
XKO 物体的纵向轴线
YKO 物体的横向轴线
ZKO 物体的高度轴线
Φ 物体的横摆角
Figure BDA0003683603700000181
目标路径或目标直线/物体的纵向轴线的夹角

Claims (15)

1.用于使车辆(10)运动到与之间隔开的物体(20)的部件(21)处的方法，其中，所述车辆(10)具有导航模块(11)，所述导航模块包括相机(12)和评估电子器件(13)，并且在所述物体(20)上以预定的定位紧固有辨识元件(30)，使得在所述车辆(10)相对所述物体(20)的远距离区域(Dmax)内，由所述相机(12)识别到所述辨识元件，并且由所述评估电子器件(13)根据所述相机(12)相对所述辨识元件(30)的透视定位计算所述车辆(10)的倒退行驶线(40i、40ii、40iii、40a)，
其特征在于，
在所述车辆(10)的启动定位(S)中，由所述导航模块(11)生成静态的物体坐标系(KO)，并且计算从所述启动定位(S)到预定位点(SVi、SVii、SViii)的倒退行驶线(40i、40ii、40iii、40a)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述车辆(10)从所述启动定位(S)开始倒退地接近所述物体(20)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，自所述启动定位(S)起，从动态的车辆坐标系(KF)变为所述静态的物体坐标系(KO)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，定义了在所述物体(20)的方向上以近距离区域半径(Rmin)限界的近距离区域(Dmin)，并且将虚拟预定位点(SVi、SVii、SViii)设在所述近距离区域半径(Rmin)上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，从虚拟预定位点(SVi、SVii、SViii)计算朝所述物体(20)的部件(21)的方向的目标路径(43i、43ii、43iii)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，始终以各不相同的数学函数计算多条倒退行驶线(40i、40ii、40iii)，并且使所述车辆(10)遵循一条选出的倒退行驶线(40a)。
7.根据引用权利要求4时的权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述近距离区域半径(Rmin)上为所述多条倒退行驶线(40i、40ii、40iii)中的每一条倒退行驶线分别计算虚拟预定位点(SVi、SVii、SViii)。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，从每个虚拟预定位点(SVi、SVii、SViii)开始始终计算出所属的朝所述物体(20)的部件(21)的方向的目标路径(43i、43ii、43iii)。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，从所述多条倒退行驶线(40i、40ii、40iii)中确定那条使所述目标路径(43i、43ii、43iii)与所述物体的纵向轴线(XKO)之间的角度
Figure FDA0003683603690000021
尽可能小的倒退行驶线作为选出的倒退行驶线(40a)。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，所述倒退行驶线(40i、40ii、40iii、40a)具有公差带(41)，在所述公差带之内修正所述车辆(10)的实际行驶路线(42)。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在离开所述公差带(41)的情况下，从新的启动定位(S)出发计算新的倒退行驶线(40i、40ii、40iii)。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其特征在于，在所述远距离区域(Dmax)中读取和验证所述辨识元件(30)。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其特征在于，在远距离区域(Dmax)内借助所述辨识元件(30)上存储的信息辨识所述物体(20)。
14.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述远距离区域(Dmax)与所述近距离区域(Dmin)之间设置有接近区域(Dmed)，所述接近区域相对所述远距离区域(Dmax)借助接近区域半径(Rmed)来分界，并且相对所述近距离区域(Dmin)借助所述近距离区域半径(Rmin)来分界，其中，在远距离区域(Dmax)中和/或在接近区域(Dmed)中借助数学函数来计算所述倒退行驶线(40i、40ii、40iii、40a)。
15.根据权利要求4或14所述的方法，其特征在于，目标区域(Dmic)在所述物体(20)的方向上跟在所述近距离区域(Dmin)之后且以目标区域半径(Rmic)分开，其中，在所述目标区域半径(Rmic)上规定了抬升点(SA)，在所述抬升点，使所述车辆(10)的空气悬架(14)升高。
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