DE102006035021A1

DE102006035021A1 - Fahrerassistenzeinrichtung, Abbildungssystem, Regelungseinrichtung, Verfahren und Computerprogrammvorrichtung

Info

Publication number: DE102006035021A1
Application number: DE200610035021
Authority: DE
Inventors: Dieter Prof. Dr. Zöbel; Uwe Berg; Philipp Wojke
Original assignee: KOBLENZ LANDAU, University of; Universitat Koblenz-Landau
Current assignee: KOBLENZ LANDAU, University of; Universitat Koblenz-Landau
Priority date: 2006-07-28
Filing date: 2006-07-28
Publication date: 2008-01-31
Anticipated expiration: 2026-07-29
Also published as: DE102006035021B4; WO2008012109A1

Abstract

Zusammengefaßt betrifft die vorliegende Erfindung eine Fahrerassistenzeinrichtung (10) zum Verarbeiten und Ausgeben von Fahrzeugdaten eines Zugfahrzeugs (16) mit daran angeordnetem Anhänger (18) mit - einer Dateneingangsvorrichtung, welche ausgelegt ist, zumindest zwei Eingabedaten, welche jeweils von einem Lenkwinkel alpha des Zugfahrzeugs (16) und/oder einem Knickwinkel gamma zwischen einer Zugfahrzeuglängsachse (38) und einer Anhängerlängsachse (52) abhängen, als Eingabe an die Datenbearbeitungsvorrichtung zu übergeben, - einer Datenbearbeitungsvorrichtung (24, 26), welche ausgelegt ist, anhand der zumindest zwei Eingabedaten und anhand zumindest eines Zugfahrzeugdatums und/oder zumindest eines Anhängerdatums zumindest eine Trajektorie (58, 60, 62) des Zugfahrzeugs (16), des Anhängers (18) und eines Gespanns (22) zu bestimmen, wobei die Trajektorie (62) des Gespanns (22) eine gemeinsame Trajektorie des Zugfahrzeugs (16) und des Anhängers (18) ist und mit - einer Ausgabevorrichtung (28), welche ausgelegt ist, zumindest eine der Trajektorien (58, 60, 62) des Zugfahrzeugs (16), des Anhängers (18) und des Gespanns (22) auszugeben sowie ein Abbildungssystem, eine Regelungseinrichtung, zwei Verfahren und ein Computerprogrammprodukt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrerassistenzeinrichtung, ein Abbildungssystem, eine Regelungseinrichtung, zwei Verfahren und eine Computerprogrammprodukt.
Stand der Technik
Regelmäßig ist das Rückwärtsfahren von Zugfahrzeugen mit daran angeordnetem Anhänger mit einem hohen Schwierigkeitsgrad verbunden, da das kinematische Verhalten solcher Gespanne sehr komplex und nur schwer zu beherrschen ist. Insbesondere ungeübte Fahrer sind häufig mit dem komplizierten Lenkprozess bei der Rückfahrt eines Gespanns umfassend das Zugfahrzeug und den Anhänger überfordert. Eine Ursache hierfür kann sein, daß eine Fahrerin/ein Fahrer die meiste Zeit zur Vorwärtsfahrt verwendet und folglich Rückfahrmanöver im Verhältnis zur Gesamtfahrzeit die eine Fahrerin/ein Fahrer aufbringt, relativ gering sind. Dies führt dazu, daß viele Fahrerinnen/Fahrer eine Rückfahrt ungewohnt empfinden und insbesondere auch vor einer Rückfahrt mit einem Anhänger beunruhigt sind. Weiterhin kann eine Ursache hierfür auch an der eingeschränkten Sicht der Fahrerin/des Fahrers auf den seitlichen und den rückwärtigen Bereich des Gespanns sein. Hinzukommt, daß die Fahrerin/der Fahrer häufig mit einem zunächst unlogisch erscheinenden Lenkprozeß konfrontiert wird. Sind das Zugfahrzeug und der Anhänger z.B. gerade ausgerichtet und das Gespann soll in einer Linkskurve zurücksetzen, muß das Zugfahrzeug zunächst nach rechts gesteuert werden. Erst wenn der Anhänger die gewünschte Richtung eingeschlagen hat, wird das Zugfahrzeug ebenfalls in die ursprünglich intendierte Richtung gesteuert.
Solche Situationen führen immer wieder zu Lenkfehlern. Hierbei ist besonders hervorzuheben, daß dieser Lenkfehler nicht unmittelbar ersichtlich sind, sondern erst während der Rückwärtsfahrt erkannt werden, wenn sie nur noch mit hohem Aufwand zu korrigieren sind. Um die Fahrerin/den Fahrer bei rückwärtigem Fahren zu unterstützen, werden im Zubehörhandel beispielsweise Rückfahrkameras angeboten, mit deren Hilfe die Fahrerin/der Fahrer den rückwärtigen Bereich des Gespanns beobachten kann. Die Fahrerin/der Fahrer wird durch dieses Zubehör jedoch nicht bei der Steuerung des Gespanns unterstützt.
Aufgabe
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Fahrerin/einen Fahrer eines Zugfahrzeugs mit daran angeordnetem Anhänger während der Rückwärtsfahrt zu unterstützen. Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen bzw. Ausführungsvarianten sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Fahrerassistenzeinrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung
Ein Aspekt der Erfindung betrifft eine Fahrerassistenzeinrichtung zum Verarbeiten und Ausgeben von Fahrzeugdaten eines Zugfahrzeugs mit daran angeordnetem Anhänger mit

– einer Dateneingangsvorrichtung, welche ausgelegt ist, zumindest zwei Eingabedaten, welche jeweils von einem Lenkwinkel α des Zugfahrzeugs und/oder einem Knickwinkel γ zwischen einer Zugfahrzeuglängsachse und einer Anhängerlängsachse abhängt, als Eingabe an eine Datenbearbeitungsvorrichtung zu übergeben,
– einer Datenbearbeitungsvorrichtung, welche ausgelegt ist, anhand der zumindest zwei Eingabedaten und anhand zumindest eines Zugfahrzeugdatums und/oder zumindest eines Anhängerdatums zumindest eine Trajektorie des Zugfahrzeugs, des Anhängers und eines Gespanns zu bestimmen, wobei die Trajektorie des Gespanns eine gemeinsame Trajektorie des Zugfahrzeugs und des Anhängers ist und mit
– einer Ausgabevorrichtung, welche ausgelegt ist, zumindest eine der Trajektorien des Zugfahrzeugs, des Anhängers und des Gespanns auszugeben.

Begriffsbestimmungen
Zum besseren Verständnis der Erfindung werden nachfolgend eine Vielzahl von Begriffen beispielhaft definiert.
Eine Dateneingangsvorrichtung im Sinne der Erfindung kann beispielsweise eine Schnittstelle sein. Eine Dateneingangsvorrichtung kann auch ein Touch Screen, ein Sensor, etc. sein. Insbesondere kann die Dateneingangsvorrichtung ausgelegt sein, den Lenkwinkel α des Zugfahrzeugs und/oder den Knickwinkel γ zwischen der Zugfahrzeuglängsachse und der Anhängerlängsachse ein- bzw. anzugeben. Die Dateneingangsvorrichtung kann aber auch ausgelegt sein, Eingabedaten, welche von dem Lenkwinkel α und/oder dem Knickwinkel γ abhängen, ein- bzw. anzugeben. Insbesondere können auch Hilfsgrößen ein- bzw. angegeben werden, welche von dem Lenkwinkel α und/oder dem Knickwinkel γ abhängen.
Bestimmen im Sinne dieser Erfindung kann z.B. Berechnen, Abschätzen, aus einer Tabelle entnehmen, usw. beinhalten.
Eine Zugfahrzeuglängsachse kann insbesondere eine Achse sein, welche zu der bzw. den Fahrzeugradachse(n) im wesentlichen senkrecht steht. Insbesondere ist die Zugfahrzeuglängsachse derart angeordnet, daß sie von gegenüberliegenden Rädern einer Radachse gleich weit beabstandet ist. In anderen Worten befindet sich die Zugfahrzeuglängsachse vorzugsweise mittig zwischen den Vorderrädern bzw. den Hinterrädern, insbesondere bei Geradeausfahrt. Sollte das Zugfahrzeug mehrere Vorderradpaare und/oder Hinterradpaare aufweisen, befindet sich die Zugfahrzeuglängsachse vorzugsweise im wesentlichen mittig zwischen gegenüberliegenden, korrespondierenden Rädern.
Eine Anhängerlängsachse kann eine Achse sein, welche im wesentlichen senkrecht zu einer oder mehreren Radachsen des Anhängers ist. Insbesondere ist die Anhängerlängsachse derart angeordnet, daß sie von gegenüberliegenden Rädern einer Radachse gleich weit beabstandet ist. In anderen Worten befindet sich die Anhängerlängsachse vorzugsweise mittig zwischen den Vorderrädern bzw. den Hinterrädern, insbesondere bei Geradeausfahrt. Sollte der Anhänger mehrere Radpaare aufweisen, befindet sich die Anhängerlängsachse vorzugsweise im wesentlichen mittig zwischen gegenüberliegenden, korrespondierenden Rädern.
Beispielsweise kann die Anhängerlängsachse im wesentlichen parallel zu einer Deichsel als bevorzugtem Anhängermittel des Anhängers sein. Insbesondere kann die Anhängerlängsachse deckungsgleich mit der Deichsel sein (insbesondere bei Geradeausfahrt).
Ferner kann die Zugfahrzeuglängsachse beispielsweise eine Anhängerkupplung des Zugfahrzeugs schneiden. Bei Geradeausfahrt sind die Anhängerlängsachse und die Zugfahrzeuglängsachse im wesentlichen parallel, insbesondere deckungsgleich.
Ein Zugfahrzeugdatum kann beispielsweise eine Abmessung des Zugfahrzeugs sein. Beispielsweise kann ein Zugfahrzeugdatum eine Länge des Zugfahrzeugs, ein Achsabstand des Zugfahrzeugs, usw. sein.
Ein Anhängerdatum kann beispielsweise eine Abmessung des Anhängers sein. Beispielsweise kann ein Anhängerdatum eine Länge des Anhängers oder ein Länge bzw. Längen von Teilen des Anhängers, ein Achsabstand des Anhängers, eine Deichsellänge usw. sein.
Ein Lenkwinkel α des Zugfahrzeugs kann beispielsweise eine Stellung der lenkbaren Räder, insbesondere relativ zu der Fahrzeuglängsachse sein. Beispielsweise kann der Lenkwinkel α anhand der Stellung einer Radachse eines ausgelenkten Rades relativ zu der Längsachse bestimmt, insbesondere gemessen bzw. berechnet werden. Insbesondere kann der Lenkwinkel α gleich 90° minus dem Winkel sein, welchen eine Radachse des ausgelenkten Rades mit der Längsachse des Zugfahrzeugs einschließt.
Ein Knickwinkel γ zwischen der Zugfahrzeuglängsachse und der Anhängerlängsachse ist beispielsweise ein Winkel, welchen die Zugfahrzeuglängsachse mit der Anhängerlängsachse einschließt.
Eine Trajektorie bezeichnet insbesondere eine Bahnkurve entlang der sich ein Körper, oder der Schwerpunkt eines Körpers bewegt. Insbesondere kann eine Trajektorie des Zugfahrzeugs ein Weg bzw. eine Bahnkurve eines vorbestimmten Punktes des Zugfahrzeugs, beispielsweise eines Symmetriepunktes der Hinterachse des Zugfahrzeugs sein. Dieser Symmetriepunkt kann der Mittelpunkt der Hinterradachse zwischen gegenüberliegenden Rädern sein. Beispielsweise ist dieser Symmetriepunkt der Schnittpunkt der Fahrzeuglängsachse mit der Hinterradachse.
Eine Trajektorie des Anhängers kann ein Weg bzw. eine Bahnkurve eines vorbestimmten Punktes des Anhängers, beispielsweise eines Symmetriepunktes der Achse des Anhängers sein. Insbesondere kann dieser Symmetriepunkt der Mittelpunkt der Achse zwischen gegenüberliegenden Rädern sein. Beispielsweise ist dieser Symmetriepunkt der Schnittpunkt der Anhängerlängsachse mit der Achse, d.h. der Radachse des Anhängers.
Eine Trajektorie des Gespanns kann ein Weg bzw. eine Bahnkurve eines vorbestimmten Punktes des Gespanns, beispielsweise eines Symmetriepunktes einer der Achsen des Zugfahrzeugs oder des Anhängers sein. Insbesondere kann dieser Symmetriepunkt der Mittelpunkt der Achse, d.h. der Radachse des Anhängers zwischen gegenüberliegenden Rädern sein. Beispielsweise ist dieser Symmetriepunkt der Schnittpunkt der Anhängerlängsachse mit der Achse des Anhängers. Der vorbestimmte Punkt des Gespanns kann identisch mit dem vorbestimmten Punkt des Anhängers sein.
Ein Gespann im Sinne der Erfindung umfaßt insbesondere eine Kombination aus einem Zufahrzeug mit einem daran angeordneten Anhänger.
Eine Ausgabevorrichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise ein Computerdisplay sein, welches eine graphische Darstellung von Daten erlaubt. Eine Ausgabevorrichtung kann aber auch eine Schnittstelle, insbesondere eine USB-Schnittstelle, eine Netzwerkschnittstelle, ein kabelloser Sender, usw. sein.
Vorteilhafterweise kann anhand der erfindungsgemäßen Fahrerassistenzeinrichtung eine Fahrerin/ein Fahrer bei rückwärtigen Fahrmanövern insbesondere aufgrund der durch die Ausgabevorrichtung zur Verfügung gestellten Informationen, bei der Steuerung des Gespanns unterstützt werden. Hierbei ist der Anwendungsbereich nicht auf PKWs mit einachsigem Anhänger beschränkt, sondern umfaßt insbesondere auch Nutzfahrzeuge, beispielsweise LKWs, mit Sattelanhänger oder einachsigem Anhänger. Hierbei können weiterhin vorteilhafterweise der Fahrerin/dem Fahrer anhand der Ausgabeeinrichtung Steuerhinweise bzw. Steuerinformationen über den Anhänger bzw. die Anhängerumgebung mitgeteilt werden. Weiterhin vorteilhafterweise kann anhand der Ausgabeeinrichtung das zukünftige Fahrverhalten von Zugfahrzeug und/oder Anhänger und/oder Gespann im wesentlichen in Echtzeit dargestellt werden, wodurch der Fahrerin/dem Fahrer eine Rückwärtsfahrt erleichtert wird.
Insbesondere vorteilhafterweise kann anhand der Fahrerassistenzeinrichtung für eine Vielzahl von Fahrerinnen/Fahrern vermieden werden, daß das Gespann in eine kritische Situation gesteuert wird, wodurch das Risiko einer Beschädigung des Zugfahrzeugs oder des Anhängers gesenkt werden kann. In anderen Worten kann beispielsweise die Wahrscheinlichkeit, in eine kritische Situation zu geraten, reduziert werden.
Weiterhin vorteilhafterweise wird weniger Platz benötigt, um Fahrmanöver während der Rückwärtsfahrt auszuführen.
Ferner vorteilhafterweise ermöglicht die Fahrerassistenzeinrichtung der Fahrerin/dem Fahrer, näher an ein Hindernis, wie beispielsweise eine Laderampe heranzufahren und/oder näher an ein Zielobjekt heranzufahren, als ohne Verwendung der Fahrerassistenzeinrichtung, wobei insbesondere die Anzahl der Fahrmanöver bzw. der Fahrversuche auf ein Minimum reduzierbar ist.
In anderen Worten kann anhand der Datenbearbeitungsvorrichtung aufgrund zumindest zweier Eingabedaten in Verbindung mit zumindest einem Zugfahrzeugdatum und/oder in Verbindung mit zumindest einem Anhängerdatum die Trajektorie des Zugfahrzeugs und/oder die Trajektorie des Anhängers und/oder die Trajektorie des Gespanns bestimmt werden.
Bevorzugte Ausführungsformen der Fahrerassistenzeinrichtung
Vorzugsweise ist die Datenbearbeitungsvorrichtung ausgelegt, zumindest eine der Trajektorien des Zugfahrzeugs, des Anhängers und des Gespanns automatisch und/oder wiederholt zu bestimmen.
In anderen Worten kann die Datenbearbeitungsvorrichtung ausgelegt sein, die Trajektorie des Zugfahrzeugs und/oder die Trajektorie des Anhängers und/oder die Trajektorie des Gespanns automatisch zu bestimmen. Die Datenbearbeitungsvorrichtung kann auch ausgelegt sein, die Trajektorie des Zugfahrzeugs und/oder die Trajektorie des Anhängers und/oder die Trajektorie des Gespanns wiederholt zu bestimmen.
Der Begriff automatisch Bestimmen kann z.B. beinhalten, daß die Datenbearbeitungsvorrichtung ausgelegt ist, Eingabedaten automatisch von einer Dateneingangsvorrichtung zu empfangen und anhand dieser Eingabedaten, ohne weiteres Zutun der Fahrerin/des Fahrers, eine Trajektorie zu bestimmen bzw. zu berechnen. Insbesondere kann die Fahrerassistenzeinrichtung ausgelegt sein, in automatischer Weise Eingabedaten insbesondere zu messen bzw. zu bestimmen, diese Eingabedaten an die Datenbearbeitungsvorrichtung weiterzugeben und zumindest eine Trajektorie zu bestimmen und gegebenenfalls auch auszugeben.
Weiterhin kann die Fahrerassistenzeinrichtung ausgelegt sein, zumindest eine Trajektorie wiederholt zu bestimmen. Insbesondere kann es möglich sein, in einem zeitlichen Abstand, beispielsweise jede Mikrosekunde, jede Millisekunde, jede Hundertstelsekunde, jede Zehntelsekunde, jede Sekunde, usw. anhand der Eingabedaten die zumindest eine Trajektorie zu bestimmen. Gegebenenfalls kann die Ausgabevorrichtung ausgelegt sein, die zumindest eine Trajektorie entsprechend häufig auszugeben. Vorteilhafterweise ist die Fahrerassistenzeinrichtung daher derart ausgestaltet, daß durch eine Änderung des Lenkwinkels α und/oder des Knickwinkels γ und/oder weiterer Parameter eine Änderung der zumindest einen Trajektorie zeitnah und insbesondere regelmäßig darstellbar, überprüfbar und feststellbar ist. Eine Änderung der zumindest einen Trajektorie kann daher in einfacher und sicherer Weise der Fahrerin/dem Fahrer regelmäßig, insbesondere im wesentlichen in Echtzeit wiedergegeben werden.
Besonders bevorzugt ist die Datenbearbeitungsvorrichtung ausgelegt, in Abhängigkeit von zumindest dem Lenkwinkel α und von zumindest einer Abmessung des Zugfahrzeugs als Zugfahrzeugdatum die Trajektorie des Zugfahrzeugs bestimmen.
In anderen Worten kann beispielsweise der Lenkwinkel α bestimmt werden, insbesondere gemessen werden und als Eingabedatum an die Datenbearbeitungsvorrichtung übergeben werden. Ebenso kann eine Abmessung des Zugfahrzeugs, insbesondere unter Berücksichtigung des Lenkwinkels α in direkter oder indirekter Weise, an die Datenbearbeitungsvorrichtung übergeben werden und die Datenbearbeitungsvorrichtung ausgelegt sein, die Trajektorie des Zugfahrzeugs daraus zu bestimmen. Hierbei kann die Abmessung des Zugfahrzeugs bereits beispielsweise bei der Installation der Fahrerassistenzeinrichtung an die Datenbearbeitungsvorrichtung übergeben werden und lediglich aus einem Speicher ausgelesen werden. Die Abmessung des Zugfahrzeugs kann auch durch eine Messung, insbesondere zeitgleich mit der Messung des Lenkwinkels α, bestimmt werden.
Besonders bevorzugt ist die Datenbearbeitungsvorrichtung ausgelegt, in Abhängigkeit von zumindest dem Lenkwinkel α, dem Knickwinkel γ und von zumindest einer Abmessung des Anhängers als Anhängerdatum und/oder zumindest zweier Abmessungen des Zugfahrzeugs als Zugfahrzeugdaten die Trajektorie des Anhängers zu bestimmen.
Weiterhin vorzugsweise ist die Datenbearbeitungsvorrichtung ausgelegt, in Abhängigkeit von zumindest dem Knickwinkel γ und von zumindest einer Abmessung des Anhängers als Anhängerdatum und/oder zumindest einer Abmessung des Zugfahrzeugs als Zugfahrzeugdatum die Trajektorie des Gespanns zu bestimmen.
Besonders bevorzugt ist die Datenbearbeitungsvorrichtung ausgelegt, die Trajektorie des Zugfahrzeugs als Position einer Mitte einer Hinterachse des Zugfahrzeugs anhand folgender Formel zu bestimmen: x2 + y2 = rza(α)2,wobei für rza gilt:
und
und wobei

lza: ein Abstand der beiden Achsen des Zugfahrzeugs voneinander ist,
lzk: ein Abstand der Kupplung bzw. der Anhängerkupplung und der Vorderachse des Zugfahrzeugs voneinander ist,
laa: der Abstand der Kupplung bzw. der Anhängerkupplung und Achse des Anhängers voneinander ist und
u: eine Laufvariable ist.

Insbesondere gelten für die oben genannten Längen und Winkel geometrische Beziehungen, wie sie für den stabilen Zustand beispielhaft beschrieben sind (siehe unten). In dem stabilen Zustand schneiden sich insbesondere die Verlängerung der Achse des Anhängers sowie die Verlängerung der Hinterachse des Zugfahrzeugs sowie die Verlängerung der mit dem Lenkwinkel α ausgelenkten Achse eines Vorderrades in einem Punkt. Der Schnittpunkt der die Verlängerung der Hinterachse des Zugfahrzeugs mit der Verlängerung der mit dem Lenkwinkel α ausgelenkten Achse des Vorderrades wird als Bezugspunkt für die geometrische Darstellung gewählt, wobei die vorgenannten Winkel und Größen ausgehend von diesem Bezugspunkt bestimmbar sind.
Die Position des Bezugspunkts, d.h. der Schnittpunkt der Verlängerung der Hinterachse des Zugfahrzeugs sowie der Verlängerung der mit dem Lenkwinkel α ausgelenkten Achse eines Vorderrades, verändert sich insbesondere durch eine Änderung des Lenkwinkels α.
Weiterhin vorzugsweise ist die Datenverarbeitungsvorrichtung ausgelegt, die Trajektorie des Anhängers als Position einer Mitte einer Achse des Anhängers anhand folgender Formeln zu bestimmen: x(u, α) = rzk(α)·cos(u) + laa·cos(u – v(u, α)) y(u, α) = rzk(α)·sin(u) + laa·sin(u – v(u, α))wobei gilt:
und
und wobei lza ein Abstand der beiden Achsen des Zugfahrzeugs voneinander ist.
Weiterhin vorzugsweise ist die Datenbearbeitungsvorrichtung ausgelegt, die Trajektorie des Gespanns als eine Position einer Mitte einer Achse des Anhängers anhand folgender Formel zu bestimmen: x2 + y2 = raa(γ)2, wobei gilt:
und
und wobei laa und laa2 Abmessungen des Anhängers sind.
Besonders bevorzugt ist die Dateneingangseinrichtung ausgelegt, Bilddaten zumindest einer Bildaufnahmeeinrichtung als Eingabedaten an die Datenbearbeitungsvorrichtung zu übergeben.
Eine Bildaufnahmeeinrichtung kann beispielsweise eine herkömmliche Digitalkamera sein. Die Bildaufnahmeeinrichtung kann insbesondere eine Rückfahrkamera sein, welche an einem seitlichen und/oder hinteren Bereich des Zugfahrzeugs und/oder des Anhängers anbringbar ist. Die Bildaufnahmeeinrichtung bzw. Bildaufnahmeeinrichtungen sind hierbei insbesondere derart angeordnet, daß ein Raum, welcher in Fahrtrichtung einer Rückwärtsfahrt vor dem Zugfahrzeug bzw. dem Anhänger liegt, abgebildet und dargestellt werden kann. In anderen Worten kann durch die zumindest eine Bildaufnahmeeinrichtung ein Raum zumindest teilweise abgebildet werden, welcher an das hintere Ende, d.h. beispielsweise das Heck des Zugfahrzeugs und/oder das hintere Ende des Anhängers angrenzt. Ist das Zugfahrzeug beispielsweise ein LKW, kann die Fahrerin/Fahrer nicht durch ein Heckfenster blicken wie bei einem PKW. Der Blick durch das Heckfenster bei einer Rückfahrt wird somit durch die Anzeige der Bildaufnahmeeinrichtung ersetzt.
Ein hinterer bzw. rückwärtiger Bereich des Fahrzeugs ist hierbei ein Bereich, welcher zu dem Anhänger hin gerichtet ist. Dem hinteren Bereich des Zugfahrzeugs entgegengesetzt ist der vordere Bereich des Zugfahrzeugs. Eine Rückwärtsfahrt ist eine Fahrt entlang einer Richtung, welche, ausgehend von einem vorderen Bereich des Fahrzeugs, das Fahrzeug in Richtung des hinteren Bereichs bewegt. Fährt das Zugfahrzeug entlang einer rückwärtigen Richtung, so grenzt ein Raum in Fahrtrichtung vor dem Zugfahrzeug an den hinteren Bereich des Zugfahrzeugs, d.h. an das Heck des Fahrzeugs an. Ein Raum in Fahrtrichtung hinter dem Zugfahrzeug grenzt entsprechend bei Rückwärtsfahrt an den vorderen Bereich des Zugfahrzeugs, d.h. den Frontbereich des Zugfahrzeugs an. Umgekehrtes gilt bei einer Bewegung des Zugfahrzeugs in Vorwärtsrichtung.
Besonders bevorzugt ist die Ausgabevorrichtung ausgelegt, die Bilddaten auszugeben und
diesen zumindest eine der Trajektorien des Zugfahrzeugs, des Anhängers und/oder des Gespanns zu überlagern.
Vorteilhafterweise kann anhand der dargestellten Bilddaten die Sicht der Fahrerin/des Fahrers bei einer Rückfahrt erhöht werden. Insbesondere sind die sichtbaren Bereiche um ein Zugfahrzeug und einen Anhänger sehr beschränkt, wobei regelmäßig bei einer Rechtskurve (in Rückfahrtrichtung) die Sicht bzw. der sichtbare Bereich gegenüber dem sichtbaren Bereich einer Linkskurve (in Rückfahrtrichtung) weiter beschränkt ist. In jedem Fall ist der sichtbare Bereich bei der Rückfahrt eingeschränkt, wobei der sichtbare Bereich auf der Fahrerseite gegenüber dem sichtbaren Bereich auf der Beifahrerseite um etwa 10° größer ist. Der sichtbare Bereich auf der Fahrerseite kann zwischen etwa 20 und 23° (bezogen auf eine Fahrzeuglängsachse bzw. eine Fahrzeugseite des Zugfahrzeugs) betragen. Insbesondere liegen Bereiche vor, in welche die Fahrerin bzw. der Fahrer nicht einsehen kann. Solche Bereiche können beispielsweise direkt hinter dem Zugfahrzeug bzw. dem Anhänger sein. Anhand der Darstellungseinrichtung können insbesondere jene Bereiche für die Fahrerin/den Fahrer sichtbar gemacht werden, welche herkömmlicherweise nicht einzusehen sind, wodurch vorteilhafterweise das Rückwärtsfahren erleichtert wird und eine Abneigung der Fahrerin/des Fahrers gegenüber einer Rückwärtsfahrt in einfacher Weise überwunden werden kann.
Weiterhin vorteilhafterweise ist es möglich, anhand der Bilddaten ein Hindernis bzw. einen Zielort besser, insbesondere genau zu identifizieren und das Gespann nah, bzw. näher als herkömmlich möglich, an dem Hindernis vorbeizuführen bzw. an den Zielort heranzuführen. Dadurch kann vorteilhafterweise die Anzahl der Fahrmanöver reduziert werden.
In anderen Worten kann vorteilhafterweise gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung somit insbesondere ein Raum in Rückfahrtrichtung vor dem Zugfahrzeug und/oder dem Anhänger, d.h. eine Umgebung, welche an das Heck des Zugfahrzeugs und/oder des Anhängers angrenzt, dargestellt werden und dieser Darstellung die Trajektorie des Zugfahrzeugs und/oder die Trajektorie des Anhängers und/oder die Trajektorie des Gespanns überlagert werden. Der Fahrerin/dem Fahrer ist es daher in einfacher Weise möglich, die jetzige und auch zukünftige Position des Fahrzeugs bei dem gegebenen Lenkeinschlag zu erfassen und insbesondere den Lenkeinschlag derart anzupassen, daß der Weg des Fahrzeugs und/oder des Anhängers beispielsweise um ein Hindernis herum führt bzw. auf einen Zielort zuführt. Der Lenkeinschlag kann auch derart angepaßt werden, daß der Weg des Zugfahrzeugs und/oder des Anhängers auf ein Zielobjekt hin geführt wird. Dies kann dadurch möglich sein, daß die Fahrerassistenzeinrichtung ausgelegt ist, anhand des jeweiligen Lenkwinkels α bzw. anhand jeder Änderung des Lenkwinkels α die Trajektorie des Zugfahrzeugs und/oder die Trajektorie des Anhängers und/oder die Trajektorie des Gespanns zu bestimmen, wobei dies insbesondere im wesentlichen in Echtzeit möglich ist.
Hierbei können die Trajektorien auch bei ruhendem Fahrzeug bestimmt werden, wenn beispielsweise lediglich der Lenkwinkel α, d.h. der Lenkausschlag geändert wird. Der Fahrerin/dem Fahrer ist es daher vorteilhafterweise möglich, auch bei ruhendem Zugfahrzeug durch Drehen des Lenkrads eine mögliche zukünftige Position des Zugfahrzeugs und/oder des Anhängers anhand der Ausgabevorrichtung der Fahrerassistenzeinrichtung zu erfassen. Gegebenenfalls kann nach einer Rückwärtsfahrt das Zugfahrzeug und somit auch der Anhänger gestoppt werden, der Lenkausschlag ohne unnötigen Zeitdruck korrigiert werden und die Rückwärtsfahrt anschließend weiter vorgenommen werden. Dies kann auch wiederholt durchgeführt werden, wodurch vorteilhafterweise insbesondere unsichere Fahrer bzw. ungeübte Fahrer in einfacher Weise eine komplizierte Rückwärtsfahrt eines Zugfahrzeugs mit daran angeordnetem Anhänger durchführen können.
Besonders bevorzugt ist die Ausgabevorrichtung ein herkömmliches Computerdisplay.
Insbesondere kann die Fahrerassistenzeinrichtung beispielsweise in einen herkömmlichen PDA, einen herkömmlichen Taschencomputer, ein herkömmliches Notebook, ein herkömmliches Handy, einen Bordcomputer des Zugfahrzeugs, usw. integriert sein, wobei das Display des jeweiligen Geräts als Ausgabevorrichtung der Fahrerassistenzeinrichtung dienen kann.
Abbildungssystem gemäß einem Aspekt der Erfindung
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Abbildungssystem zum Abbilden einer Umgebung eines Zugfahrzeugs mit daran angeordnetem Anhänger mit

– einer erfindungsgemäßen Fahrerassistenzeinrichtung und
– zumindest einer Bildaufnahmeeinrichtung.

Regelungseinrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Regelungseinrichtung zum Regeln einer Bewegung eines Zugfahrzeugs mit daran angeordnetem Anhänger mit

– einer Dateneingangsvorrichtung, welche ausgelegt ist, zumindest zwei Eingabedaten, welche von einem Lenkwinkel α des Zugfahrzeugs und einem Knickwinkel γ zwischen einer Zugfahrzeuglängsachse und einer Anhängerlängsachse abhängen, als Eingabe an eine Datenbearbeitungsvorrichtung zu übergeben,
– eine Datenbearbeitungsvorrichtung, welche ausgelegt ist, anhand der zumindest zwei Eingabedaten und anhand zumindest eines Zugfahrzeugdatums und/oder zumindest eines Anhängedatums zumindest eine Trajektorie des Zugfahrzeugs, des Anhängers und eines Gespanns zu bestimmen, wobei die Trajektorie des Gespanns eine gemeinsame Trajektorie des Zugfahrzeugs und des Anhängers ist und mit
– einer Lenkwinkelregelungsvorrichtung, welche ausgelegt ist, den Lenkwinkel α des Zugfahrzeugs derart zu regeln, daß zumindest eine der Trajektorien des Zugfahrzeugs, des Anhängers und des Gespanns ein Hindernis nicht schneidet und/oder eine Zielort schneidet.

Beispielsweise kann die Trajektorie des Zugfahrzeugs und/oder die Trajektorie des Anhängers und/oder die Trajektorie des Gespanns iterativ bestimmt werden, wobei insbesondere bei jeder Bestimmung der Lenkwinkel α und/oder der Knickwinkel γ berücksichtigt werden können. Ebenso kann die Regelungseinrichtung ausgelegt sein, den Lenkwinkel α und/oder den Knickwinkel γ iterativ zu bestimmen, wobei bei jeder Bestimmung der Trajektorie vorab der Lenkwinkel α und/oder Knickwinkel γ bestimmt werden kann.
Bevorzugte Ausführungsformen der Regelungseinrichtung
Folglich kann die Regelungseinrichtung vorzugsweise derart ausgelegt sein, eine Änderung des Lenkwinkels α und/oder eine Änderung des Knickwinkels γ zeitnah, im wesentlichen in Echtzeit, zu erfassen und bei der Bestimmung der entsprechenden Trajektorie zu berücksichtigen.
Weiterhin vorzugsweise kann die Lenkwinkelregelungsvorrichtung beispielsweise derart ausgelegt sein, eine Stellgröße auszugeben, welche insbesondere an eine Lenkregelung übergeben werden kann, so daß beispielsweise eine Zylinderlänge eines Lenkzylinders änderbar ist, usw..
Besonders bevorzugt umfaßt die Regelungseinrichtung eine erfindungsgemäße Fahrerassistenzeinrichtung.
Beispielsweise kann die Fahrerassistenzeinrichtung ausgelegt sein, eine Stellgröße zum Regeln des Lenkwinkels α, d.h. des Lenkausschlags der lenkbaren Räder an geeignete Servomotoren, Zylinder, Einrichtungen, usw. zu übergeben.
Weiterhin vorzugsweise ist die Lenkwinkelregelungsvorrichtung ausgelegt, automatisch und/oder wiederholt während der Fahrt den Lenkwinkel α zu regeln.
Weiterhin vorzugsweise ist die Datenverarbeitungsvorrichtung ausgelegt, zumindest eine der Trajektorien des Zugfahrzeugs, des Anhängers und des Gespanns automatisch und/oder wiederholt zu bestimmen.
In anderen Worten kann in vorgebbaren zeitlichen Abständen die Trajektorie des Zugfahrzeugs und/oder die Trajektorie des Anhängers und/oder die Trajektorie des Gespanns durch die Datenverarbeitungsvorrichtung bestimmt, insbesondere berechnet werden.
Folglich können die Regelungseinrichtung und/oder die Datenverarbeitungseinrichtung, insbesondere in Zusammenarbeit ausgelegt sein, während der Fahrt regelmäßig, insbesondere wiederholt die Trajektorie des Zugfahrzeugs und/oder die Trajektorie des Anhängers und/oder die Trajektorie des Gespanns zu bestimmen und/oder zu überprüfen, ob die entsprechende Trajektorie das Hindernis schneidet und/oder den Zielort schneidet. Schneidet die entsprechende Trajektorie beispielsweise das Hindernis, kann anhand der Lenkwinkelregelungsvorrichtung der Lenkwinkel α verändert werden, erneut die Trajektorie berechnet werden und überprüft werden, ob die Trajektorie nach wie vor das Hindernis schneidet.
Ebenfalls kann überprüft werden, ob die entsprechende Trajektorie den Zielort schneidet. Schneidet die entsprechende Trajektorie den Zielort nicht, kann ebenfalls der Lenkwinkel α geändert werden, und anhand des geänderten Lenkwinkels α die entsprechende Trajektorie neu berechnet werden. Hierbei kann die Regelungseinrichtung ausgelegt sein, die oben genannten Abläufe wiederholt durchzuführen, wobei die Lenkwinkelregelungsvorrichtung wiederholt den Lenkwinkel α regeln bzw. korrigieren kann, um vorteilhafterweise ein Hindernis zu umgehen und/oder einen Zielort zu erreichen.
Anders ausgedrückt kann vorteilhafterweise anhand der erfindungsgemäßen Regelungseinrichtung die Trajektorie des Zugfahrzeugs und/oder die Trajektorie des Anhängers und/oder die Trajektorie des Gespanns derart geregelt werden, daß bei einer Rückwärtsfahrt des Zugfahrzeugs mit daran angeordnetem Anhänger ein Zielort erreicht wird, wobei ein Hindernis nicht berührt wird, sondern umfahren wird.
Somit kann weiterhin vorteilhafterweise durch Zusammenspiel der Datenbearbeitungsvorrichtung und der Lenkwinkelregelungsvorrichtung der erfindungsgemäßen Regelungseinrichtung eine automatische Rückwärtsfahrt des Zugfahrzeugs mit daran angeordnetem Anhänger regelbar sein.
Weiterhin vorzugsweise ist die Dateneingangsvorrichtung ausgelegt, ein Hindernis und/oder ein Zielort an die Datenverarbeitungsvorrichtung als Eingangsdaten zu übergeben.
Besonders bevorzugt ist die Dateneingangsvorrichtung ausgelegt, daß das Hindernis und/oder der Zielort manuell bestimmbar ist.
Die Dateneingangsvorrichtung kann insbesondere eine Schnittstelle umfassen, welche ausgelegt ist, den Lenkwinkel α und/oder den Knickwinkel γ an die Datenbearbeitungsvorrichtung zu übergeben..
Ferner kann die Dateneingangsvorrichtung beispielsweise ein Display umfassen. Insbesondere kann das Display der erfindungsgemäßen Fahrerassistenzeinrichtung Bestandteil der Dateneingangsvorrichtung sein und das Hindernis und/oder der Zielort durch manuelle Kennzeichnung auf dem Display bestimmt werden. Dies kann vorzugsweise mit einem entsprechenden Stift und/oder einem Finger und/oder einem Touch Pad und/oder einer Computermaus, usw. durchgeführt werden.
Weiterhin bevorzugt ist die Datenbearbeitungsvorrichtung ausgelegt, das Hindernis und/oder den Zielort automatisch zu bestimmen.
Insbesondere kann die Datenverarbeitungsvorrichtung ein Bilderkennungsverfahren umfassen, anhand welchem die Datenbearbeitungsvorrichtung automatisch ein Hindernis und/oder einen Zielort aus den abgebildeten Bilddaten ermitteln kann.
Verfahren gemäß einem Aspekt der Erfndung
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen zumindest einer Trajektorie eines Zugfahrzeugs, eines Anhängers des Zugfahrzeugs und eines Gespanns umfassend das Zugfahrzeug und den Anhänger, mit den Schritten:

– Bestimmen bzw. Messen zumindest eines Eingabedatums, welches von einem Lenkwinkel α des Zugfahrzeugs und/oder einen Knickwinkel γ zwischen einer Zugfahrzeuglängsachse und einer Anhängerlängsachse abhängt,
– Bestimmen bzw. Berechnen zumindest einer der Trajektorien des Zugfahrzeugs, des Anhängers und des Gespanns anhand des zumindest einen Eingabedatums und eines Zugfahrzeugdatums und/oder eines Anhängerdatums.

Vorzugsweise kann das Eingabedatum bzw. die Eingabedaten direkt der Lenkwinkel α und/oder den Knickwinkel γ sein.
Vorteilhafterweise kann anhand des erfindungsgemäßen Verfahrens die Trajektorie des Zugfahrzeugs und/oder die Trajektorie des Anhängers und/oder die Trajektorie des Gespanns bestimmt bzw. berechnet werden.
Bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens
Vorzugsweise umfaßt das Verfahren den Schritt:
Ausgeben zumindest einer der Trajektorien des Zugfahrzeugs, des Anhängers und des Gespanns.
In anderen Worten kann anhand des bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahrens die Trajektorie des Zugfahrzeugs und/oder die Trajektorie des Anhängers und/oder die Trajektorie des Gespanns ausgegeben werden.
Weiterhin vorzugsweise umfaßt das Verfahren den Schritt:
Ausgeben von Bilddaten zumindest einer Bildaufnahmevorrichtung, wobei den Bilddaten der zumindest einen Bildaufnahmevorrichtung zumindest eine der Trajektorien des Zugfahrzeugs, des Anhängers und des Gespanns überlagert ist.
In anderen Worten werden anhand des bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahrens den Bilddaten die Trajektorie des Zugfahrzeugs und/oder die Trajektorie des Anhängers und/oder die Trajektorie des Gespanns überlagert.
Verfahren gemäß einem Aspekt der Erfindung zum automatischen Bewegen eines Zugfahrzeugs mit daran angeordnetem Anhänger
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Bewegen eines Zugfahrzeugs mit daran angeordnetem Anhänger mit den Schritten:

– Abbilden eines Raumes in Fahrtrichtung vor dem Zugfahrzeug mit zumindest einer Bildaufnahmevorrichtung;
– Ermitteln eines Hindernisses und/oder eines Zielortes anhand der Bilddaten der zumindest einen Bildaufnahmevorrichtung;
– Bestimmen zumindest einer Trajektorie des Zugfahrzeugs, des Anhängers und des Gespanns anhand einer Datenverarbeitungsvorrichtung;
– Regeln eines Lenkwinkels α des Zugfahrzeugs derart, daß zumindest eine der Trajektorien des Zugfahrzeugs, des Anhängers und des Gespanns das Hindernis nicht schneidet und/oder den Zielort schneidet.

Der Raum in Fahrtrichtung vor dem Zugfahrzeug ist der Raum, welcher an ein Heck des Zugfahrzeugs und/oder an ein Heck des Anhängers angrenzt. Die Fahrtrichtung ist in diesem Fall die Richtung in Rückwärtsfahrt des Zugfahrzeugs und/oder des Anhängers.
In anderen Worten wird gemäß des Verfahrens der vorliegenden Erfindung die Trajektorie des Zugfahrzeugs und/oder die Trajektorie des Anhängers und/oder die Trajektorie des Gespanns bestimmt und ferner der Lenkwinkel α des Zugfahrzeugs derart geregelt, dass die Trajektorie des Zugfahrzeugs und/oder die Trajektorie des Anhängers und/oder die Trajektorie des Gespanns das Hindernis nicht schneidet und/oder den Zielort schneidet.
Bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens
Vorzugsweise wird das Zugfahrzeug automatisch angetrieben und/oder der Antrieb des Zugfahrzeugs manuell geregelt.
In anderen Worten kann das Verfahren derart ausgelegt sein, daß die Bewegung, insbesondere die Geschwindigkeit des Zugfahrzeugs von dem Verfahren automatisch geregelt wird, wobei die Fahrerin/der Fahrer lediglich beschränkten Einfluß auf die Bewegung hat. Insbesondere kann gemäß dem bevorzugten Verfahren die Geschwindigkeit des Zugfahrzeugs erhöht werden und verlangsamt werden. Es kann auch möglich sein, daß die Fahrerin/der Fahrer eingreifen und die Geschwindigkeit manuell erhöhen bzw. verlangsamen.
Weiterhin vorzugsweise wird der Schritt des Bestimmens der Trajektorie und/oder der Schritt des Regelns des Lenkwinkels α wiederholt durchgeführt.
In anderen Worten kann die Trajektorie des Zugfahrzeugs und/oder die Trajektorie des Anhängers und/oder die Trajektorie des Gespanns durch Regeln des Lenkwinkels α geändert werden bzw. der Lenkwinkel α angepaßt werden, um eine vorbestimmte Trajektorie zu erhalten. Die notwendigen Schritte können dabei iterativ durchgeführt werden, wobei eine automatische Rückfahrt des Zugfahrzeugs mit daran angeordnetem Anhänger ermöglicht wird.
Computerprogrammprodukt gemäß einem Aspekt der Erfindung
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Computerprogrammprodukt, insbesondere auf einem computerlesbaren Medium gespeichert oder als Signal verwirklicht, welches, wenn geladen in den Speicher eines Computers und ausgeführt von einem Computer, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführt.
Die obigen Ausführungen zu den Aspekten der Erfindung sind nicht auf die jeweiligen Aspekte der Erfindung eingeschränkt. Vielmehr gelten die Ausführungen jeweils sinngemäß für alle Aspekte der Erfindung.
Kurze Figurenbeschreibung
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden anhand begleitender Figuren beispielhaft beschrieben, wobei einzelne Merkmale der beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen beliebig miteinander kombiniert werden können. Es zeigt
1: eine bevorzugte Fahrerassistenzeinrichtung;
2: eine schematische Draufsicht eines Zugfahrzeugs und eines Anhängers;
3: eine schematische Ansicht eines Zugfahrzeugs mit daran angeordnetem Anhänger und zumindest einer Trajektorie;
4: eine schematische Ansicht gemäß 3;
5: eine schematische Ansicht gemäß 3;
6: eine schematische Ansicht gemäß 3;
7: eine schematische Ansicht gemäß 3;
8: eine schematische Ansicht einer bevorzugten Fahrerassistenzeinrichtung in einem Innenraum eines Fahrzeugs;
9: eine schematische Ansicht eines beispielhaften Systems.
Detaillierte Figurenbeschreibung
1 zeigt eine bevorzugte Fahrerassistenzeinrichtung 10. Die Fahrerassistenzeinrichtung 10 umfaßt eine Mensch-Maschine-Schnittstelle 12, insbesondere auch graphischer Natur als sogenanntes Graphical User Interface GUI. Die Mensch-Maschine-Schnittstelle 12 ist insbesondere so ausgelegt, eine Ansicht zumindest einer Trajektorie des Zugfahrzeugs und/oder einer Trajektorie des Anhängers und/oder einer Trajektorie des Gespanns einem Fahrer 14 darzustellen. Hierzu kann die Mensch-Maschine-Schnittstelle 12 ein Display, beispielsweise ein TFT-, LCD- Display, usw., umfassen.
Ferner kann die Mensch-Maschine-Schnittstelle 12 über ein akustisches Warn- bzw. Darstellungsmittel, beispielsweise einen Lautsprecher verfügen, welcher ein akustisches Signal ausgeben kann, wenn beispielsweise das Gespann von einer stabilen Lage in eine nicht stabile Lage (siehe unten) übergeht. Ferner kann ein weiteres akustisches Signal ausgegeben werden, falls das Gespann von einem nicht stabilen Zustand in einen kritischen Zustand (siehe unten) übergeht. Insbesondere können sich diese akustischen Signale unterscheiden. Es ist auch möglich, lediglich in einem kritischen Zustand ein akustisches Signal auszugeben.
Ferner ist in 1 ein Zugfahrzeug 16 mit einem Anhänger 18 dargestellt. Ein Lenkwinkel α des Zugfahrzeugs 16 kann beispielsweise über einen oder mehrere Sensoren 20 detektiert, insbesondere gemessen werden. Der bzw. die Sensor(en) 20 können auch Bestandteil der Fahrerassistenzeinrichtung 10 sein. Hierbei kann der Sensor 20 beispielsweise in Verbindung mit den Rädern stehen und insbesondere den Lenkwinkel α direkt messen. Beispielsweise kann der Sensor 20 auch in Verbindung mit dem Lenkrad bzw. einem Joystick, usw. als bevorzugtem Lenkgeber stehen und den Lenkausschlag bzw. einen Kippwinkel des Joysticks, usw. messen. Insbesondere kann entweder der Lenkwinkel α direkt oder der Lenkausschlag des Lenkrads an die Fahrerassistenzeinrichtung übergeben werden. Wobei anhand des Lenkradausschlags und/oder der Stellung der Räder der Lenkwinkel α berechnet bzw. ermittelt werden kann und an die Fahrerassistenzeinrichtung 10 übergeben werden kann.
Weiterhin kann ein zusätzlicher Sensor 20 angeordnet sein, um den Knickwinkel γ zwischen einer Längsachse (gezeigt in 2) des Zugfahrzeugs 16 und einer Längsachse (gezeigt in 2) des Anhängers 18 zu bestimmen, insbesondere zu messen.
Hierbei kann der Sensor ein herkömmlicher optischer, akustischer, elektronischer, usw. Sensor sein. Insbesondere kann der Sensor ein Radarsensor sein. Der Sensor 20 kann ein oder mehrere Sensorelemente, insbesondere Sendeelemente und Empfangselemente aufweisen. Ferner kann der Sensor 20 ein oder mehrere Reflektorelemente aufweisen. Der zumindest eine Sensor 20 und/oder das zumindest eine Reflektorelement kann beispielsweise in die Anhängerkupplung integriert sein.
Wie in 1 weiterhin dargestellt, kann die Fahrerin/der Fahrer den Zustand eines Gespanns 22, umfassend das Zugfahrzeug 16 und den Anhänger 18, anhand der zur Verfügung stehenden Betätigungseinrichtungen, insbesondere Lenkrad, Gaspedal, Bremse, Kupplung (alle nicht gezeigt) beeinflussen. Ebenso kann die Fahrerin/der Fahrer 14 den Zustand des Gespanns 22 über ihre/seine optische, akustischen und/oder haptischen Wahrnehmungskanäle wahrnehmen. Mit Hilfe eines oder mehrerer Sensoren 20 kann der Fahrzeugzustand in Form der Stellung des Lenkrades als bevorzugtem Lenkwinkel α und des Winkels zwischen der Längsachse (gezeigt in 2) des Zugfahrzeugs 16 und der Längsachse (gezeigt in 2) des Anhängers 18 als bevorzugtem Einknickwinkel bzw. Knickwinkel γ erfaßt werden. Diese Daten können von einer Logikeinrichtung 24 als Bestandteil der Fahrerassistenzeinrichtung 10 verarbeitet und ausgewertet werden. Beispielsweise kann von der Logikeinrichtung 24 geprüft werden, ob kritische Werte, insbesondere basierend auf dem Lenkwinkel α und dem Einknickwinkel γ als bevorzugtem Knickwinkel, überschritten wurden, bei denen beispielsweise die Fahrerassistenzeinrichtung 10 keine Unterstützung mehr leisten kann oder ein kritischer Fahrzustand (beispielsweise bei einer Rückwärtsfahrt) vorkommt.
Die Mensch-Maschine-Schnittstelle 12 stellt als Bestandteil der Fahrerassistenzeinrichtung 10 die Verbindung bzw. Schnittstelle zu der Fahrerin/dem Fahrer 14 her. Die Mensch-Maschine-Schnittstelle 12 kann hierbei eine Komponente 26 zur Berechnung der Trajektorie des Zugfahrzeugs 16 und/oder der Trajektorie des Anhängers 18 und/oder der Trajektorie des Gespanns 22 umfassen. Die Komponente 26 kann auch Bestandteil der Logikeinreichtung 24 sein.
Ferner kann die Mensch-Maschine-Schnittstelle 12 eine Visualisierungskomponente 28 aufweisen, anhand welcher die berechneten Trajektorie bzw. ein Teil der berechneten Trajektorie insbesondere in einer virtuellen Umgebung dargestellt werden können. Ferner kann die Visualisierungskomponente 28 auch ein Bild einer oder mehrerer Rückfahrkameras 28, 30 einblenden. Diesen Bilddarstellungen können eine oder mehrere Trajektorien ganz oder teilweise überlagert werden. Anhand dieser Information kann die Fahrerin/der Fahrer das Zugfahrzeug 16 vorteilhafterweise in einfacher Weise steuern, um ein gewünschtes Fahrziel zu erreichen. Auch das Fahrziel kann beispielsweise anhand der Visualisierungskomponente 28 dargestellt werden.
Beispielsweise kann die Visualisierungskomponente 28 ein herkömmliches 7-Zoll-Display sein, welches an dem Armaturenbrett (nicht gezeigt) angeordnet ist.
Die Fahrerassistenzeinrichtung 10 kann insbesondere vollständig in einem Gehäuse (nicht gezeigt) untergebracht sein, wobei in dem Gehäuse die Visualisierungskomponente 28 angeordnet ist sowie die Logikeinrichtung 24. Die Logikeinrichtung 24 kann über Schnittstellen (nicht gezeigt) mit den Sensoren 20 verbunden sein. Ferner können weitere herkömmliche Ein- und Ausgänge vorhanden sein, beispielsweise eine Stromzufuhr, usw.. Es ist auch möglich, daß die Mensch-Maschine-Schnittstelle 12 und die Fahrerassistenzeinrichtung 10 identische bzw. einander umfassende Vorrichtungen sind.
Ferner kann die Fahrerassistenzeinrichtung 10 mit einer zusätzlichen Eingabeeinrichtung (nicht gezeigt), beispielsweise einer Tastatur verbunden sein, anhand welcher Fahrzeugabmessungen usw. eingegeben werden können.
2 zeigt eine schematische Draufsicht des Zugfahrzeugs 16 mit daran angeordnetem Anhänger 18. Das Zugfahrzeug 16 weist eine Vorderachse 34 und eine Hinterachse 36 auf. Das Zugfahrzeug 16 kann aber auch mehrere Vorderachsen 34 bzw. mehrere Hinterachsen 36 aufweisen. Die Vorderachse 34 ist im wesentlichen parallel zu der Hinterachse 36. Ferner ist in 2 schematisch eine Zugfahrzeuglängsachse 38 dargestellt. Die Zugfahrzeuglängsachse ist im wesentlichen senkrecht zu der Vorderachse 34 und der Hinterachse 36. Weiterhin zeigt 2 Vorderräder 40 und Hinterräder 42. Vorzugsweise sind die Vorderräder 40 lenkbar und die Hinterräder 42 starr angeordnet. Die Vorderräder 40 sind unter einem Lenkwinkel α ausgelenkt dargestellt. Weiterhin ist in 2 eine Streck rzl im wesentlichen parallel zu einer Radachse (nicht gezeigt) der Vorderräder 40 dargestellt. Die Strecke rzl, die Vorderachse 34 und die Fahrzeugzugfahrzeuglängsachse 38 schneiden sich in einem Punkt. Ferner ist in 2 eine Strecke rza dargestellt, welche mit einer Radachse (nicht gezeigt) der Hinterräder 42 zusammenfällt. Die Strecke rzl und die Strecke rza schneiden sich unter dem Lenkwinkel α. Ferner ist in 2 der Abstand lza der Vorderachse 34 von der Hinterachse 36 sowie der Abstand lzk der Vorderachse 34 von einer Anhängerkupplung 44 dargestellt. Außerdem schneiden sich die Strecke rzl und rza in einem Punkt, dem Koordinatenursprung 46.
Die Darstellung des Zugfahrzeugs 16 und des Anhängers 18 entspricht einem stabilen Zustand des Zugfahrzeugs 16 und des Anhängers 18. Ein stabiler Zustand ist beispielsweise ein Zustand bei dem Zugfahrzeug 16 und der Anhänger 18 gerade ausgerichtet sind (siehe 3) oder auf im wesentlichen konzentrischen Kreisen (siehe 4) fahren. In dem in 2 gezeigten Fall sind das Zugfahrzeug 16 und der Anhänger 18 auf im wesentlichen konzentrischen Kreisen um den Kreismittelpunkt 46 fahrend dargestellt. Der Kreismittelpunkt entspricht bevorzugt dem Koordinatenursprung 46.
Ferner ist in 2 eine Anhängerachse bzw. eine Radachse 48 des Anhängers 18 dargestellt, sowie Räder 50 des Anhängers 18. Zusätzlich zeigt 2 eine Strecke raa, welche im wesentlichen parallel zu Radachse 48 der Räder 50 des Anhängers 18 ist. Da sich das Zugfahrzeug 16 und der Anhänger 18 jeweils auf im wesentlichen konzentrischen Kreisbahnen bewegen, schneidet die Strecke raa den Ursprung 46, d.h. den Schnittpunkt der Strecke rzl und der Strecke rza.
Ferner wird bei einer Bewegung des Gespanns 22 in einem nicht stabilen Zustand der Ursprung 46 mit dem Zugfahrzeug 16 bewegt. Die Trajektorie (siehe unten) des Anhängers 18 bzw. die Trajektorie (siehe unten) des Gespanns 22 wird bevorzugt immer relativ zu diesem Ursprung 46 berechnet und dargestellt. Ebenso wird die Position des Ursprungs 46 verändert, falls der Lenkwinkel α durch Drehen des Lenkrads verändert wird. In diesem Fall wird ebenfalls die Trajektorie (siehe unten) des Anhängers 18 relativ zu dem veränderten Ursprung 46 dargestellt und gleiches gilt in analoger Weise für die Trajektorie (siehe unten) des Gespanns 22. Dies kann auch für Trajektorie (siehe unten) des Zugfahrzeugs 16 gelten.
Weiterhin ist in 2 eine Anhängerlängsachse 52 dargestellt. Die Anhängerlängsachse 52 und die Zugfahrzeuglängsachse 38 schneiden sich am Ort der Anhängerkupplung 44 unter dem Knickwinkel γ.
Weiterhin ist in 2 der Abstand laa der Radachse 48 des Anhängers 18 von der Anhängerkupplung 44 dargestellt. Ferner zeigt 2 eine Vielzahl von Hilfsgrößen, wie z.B. den Hilfswinkel u, den Hilfswinkel v sowie die weiteren Hilfswinkel β, η und die Hilfslängen laa2 und rza2. Um die kinematischen Eigenschaften des Gespanns 22 anhand der Geometrie von Zugfahrzeug 16 und Anhänger 18 zu berechnen, wird das in 2 dargestellte zweispurige Fahrzeugmodell bevorzugt auf ein einspuriges Fahrzeugmodell reduziert. Basierend auf diesem einspurigen Fahrzeugmodell können die Trajektorien des Zugfahrzeugs 16, des Anhängers 18 und des Gespanns 22 berechnet werden, wobei die Bewegung des Gespanns 22 umfassend das Zugfahrzeug 16 und den Anhänger 18 und somit auch die Berechnung aller Trajektorien stark von der Kinematik solcher Gespanne abhängt. Fahrzeuge, welche rückwärts fahren, sind in der Regel sehr langsam. Da der Einfluß der Kinetik auf langsam bewegte Fahrzeuge marginal ist, wurde die Kinetik von Fahrzeugen insbesondere vernachlässigt.
Trajektorie des Zugfahrzeugs 16
Die Trajektorie des Zugfahrzeugs 16 beschreibt den (virtuellen oder aktuellen) Weg, den das Zugfahrzeug 16 aufgrund des jeweils aktuellen (und insbesondere konstanten) Lenkwinkels α fahren würde. In Abhängigkeit von den Abmessungen des Zugfahrzeugs 16 und dem Lenkwinkel α wird zunächst der Radius bzw. die Strecke rza wie folgt berechnet:
Mit Hilfe dieses Wertes wird anschließend die Position einer Mitte 54 der Hinterachse 36 des Zugfahrzeugs 16 berechnet: x2 + y2 = rza(α)2. (2)
Ohne Beschränkung der Allgemeinheit sei die Mitte 54 der Hinterachse 36 des Zugfahrzeugs 16 der Bezugspunkt der Trajektorie des Zugfahrzeugs 16. Damit wird durch die Gleichung (2) auch die Trajektorie des Zugfahrzeugs beschrieben, wobei die Trajektorie relativ zu dem Kreismittelpunkt 46 als Ursprung 46 angegeben wird.
Trajektorie des Anhängers 18
Die Trajektorie des Anhängers 18 beschreibt den Weg(virtuellen oder aktuellen), den der Anhänger 18 aufgrund des aktuellen (und insbesondere konstanten) Lenkwinkels α fahren würde. Diese Fahrzeugbewegung wird durch die Abmessungen des Zugfahrzeugs 16 und den Lenkwinkel α bestimmt. Zur Bestimmung der Bahnkurve wird zunächst die Strecke bzw. der Radius rza berechnet:
Aufbauend auf diesem Wert kann der Radius bzw. die Strecke raa wie folgt bestimmt werden:
und
Die Berechung der Trajektorie erfolgt insbesondere indirekt, indem zunächst der zu einem gegebenen Winkel u korrespondierende Winkel v berechnet wird. Der Winkel u stellt dabei eine Laufvariable dar, über die die Trajektorie vorausberechnet wird. Abhängig von der Größe des Winkels v können zwei verschiedene Ergebnisse erhalten werden. Gilt die Gleichung
so sieht die Funktion zur Berechnung des Winkels v wie folgt aus:
Gilt dagegen die Gleichung
wird der Winkel v wie folgt berechnet:
wobei

lzk: ein Abstand der Kupplung bzw. der Anhängerkupplung und der Vorderachse des Zugfahrzeugs voneinander ist,
laa: der Abstand der Kupplung bzw. der Anhängerkupplung und Achse des Anhängers voneinander ist und
u: eine Laufvariable ist.

Diese beiden Fälle resultieren aus der initialen Position von Zugfahrzeug 16 und Anhänger 18. Die Formel (7) wird angewandt, wenn sich der Anhänger 18 innerhalb eines Kreises befindet, der durch die Trajektorie des Zugfahrzeugs 16 beschrieben wird. Ansonsten wird die Formel (6) angewandt.
In Abhängigkeit von den Fahrzeugabmessungen sowie den beiden Winkeln u und α kann die Position des Anhängers bestimmt werden, wie aus 2 ersichtlich. Eine x-als auch eine y-Koordinate einer Mitte 56 der Anhängerachse 48 kann wie folgt berechnet werden: x(u, α) = rzk(α)·cos(u) + laa·cos(u – v(u, α)); (8) y(u, α) = rzk(α)·sin(u) + laa·sin(u – v(u, α)). (9)
Für einen bestimmten Winkelbereich von u werden die entsprechenden Positionen der Mitte 56 der Anhängerachse 48 berechnet. Ohne Beschränkung der Allgemeinheit sei die Mitte 56 der Anhängerachse 48 der Bezugspunkt der Trajektorie des Anhängers 18 (relativ zu dem Ursprung 46). Damit kann anhand der Gleichungen (8) und (9) die Trajektorie des Anhängers 18 berechnet werden.
Trajektorie des Gespanns 22
Die Trajektorie des Gespanns 22 beschreibt den (virtuellen oder aktuellen) Weg, den das Gespann 22 aufgrund des jeweils aktuellen (und insbesondere konstanten) Einknickwinkels γ fahren würde. In Abhängigkeit von den Abmessungen des Gespanns 22 und dem Einknickwinkel γ werden zunächst die beiden Strecken bzw. Hilfsgrößen laa2 und raa berechnet:
und
Damit wird schließlich die Position der Mitte 56 der Anhängerachse 48 wie folgt berechnet: x2 + y2 = raa(γ)2. (12)
Ohne Beschränkung der Allgemeinheit sei die Mitte 56 der Anhängerachse 48 der Bezugspunkt der Trajektorie des Gespanns. Damit kann durch die Gleichung (12) auch die Trajektorie des Gespanns 22 beschrieben werden.
Abhängigkeit zwischen Lenkwinkel α und Einknickwinkel γ
Es sei der Fall gegeben, daß das Zugfahrzeug 22 mit einem beliebigen aber festen Lenkwinkel α vorwärts auf einer Kreisbahn fährt. Dann wird der Anhänger 18 asymptotisch auf einen im wesentlichen konstanten Knickwinkel γ einschwenken und alle Teile des Gespanns 22 werden sich auf im wesentlichen konzentrischen Kreisbahnen bewegen. Fährt das Zugfahrzeug 16 anschließend mit dem gleichen Lenkwinkel α rückwärts, bleibt der Einknickwinkel γ des Gespanns 22 erhalten. Diese Abhängigkeit zwischen Einknickwinkel γ und im Lenkwinkel α läßt sich funktionell wie folgt beschreiben. Der Einknickwinkel γ wird in Abhängigkeit von Abmessungen des Zugfahrzeugs 16 bzw. des Anhängers 18 und dem Lenkwinkel α wie folgt berechnet:
In Umkehrung dazu wird der Lenkwinkel α in Abhängigkeit von den Abmessungen des Zugfahrzeugs 16 bzw. des Anhängers 18 und dem Einknickwinkel γ wie folgt berechnet:
Da der Radlenkwinkel bzw. der Lenkwinkel α fahrzeugtechnisch bedingt auf das Intervall [–α_max, α_max] beschränkt ist, gibt es für jedes Gespann 22 mit einachsigem Anhänger 18 einen zu α_max korrespondierenden kritischen Einknickwinkel = |γ(α_max)|. Wird dieser kritische Einknickwinkel γ_crit überschritten, kann das Gespann 22 insbesondere durch Vorwärtsfahrt gerade ausgerichtet werden. Alternativ kann der Anhänger 18 auch, wenn möglich, abgekoppelt werden und manuell ausgerichtet werden. Außerdem besteht bei Überschreiten des kritischen Winkels γ_crit die Gefahr, daß das Zugfahrzeug 16 gegen eine Deichsel (nicht gezeigt) des Anhängers 18 fährt.
Vorteilhafterweise kann anhand der berechneten und dargestellten Trajektorien die Fahrerin/der Fahrer ein Zugfahrzeug 16 mit einem einachsigen Anhänger 18 kontrolliert steuern und das zukünftige Verhalten des Gespanns 22 vorhersehen. Insbesondere vorteilhafterweise können mit Hilfe der Fahrerassistenzeinrichtung mögliche Lenkfehler anhand der dargestellten Trajektorien unmittelbar erkannt werden, noch bevor sie sich auf den Einknickwinkel γ auswirken. Durch Drehen des Lenkrads bzw. Kippen des Joysticks reagiert die Fahrerassistenzeinrichtung im wesentlichen in Echtzeit mit einer veränderten Lage der Trajektorie des Zugfahrzeugs 16 und/oder einer veränderten Lage der Trajektorie des Anhängers 18 und/oder einer veränderten Lage der Trajektorie des Gespanns 22. Dies trifft insbesondere für den Fall zu, daß sich das Zugfahrzeug 16 nicht bewegt. Die Fahrerin/Fahrer kann anhand der Trajektorien insbesondere auch den Zustand des Gespanns 22 erkennen. Hierbei werden insbesondere vier Zustände unterschieden: ein stabiler Zustand, ein kritischer Zustand, ein ausrichtender Zustand und ein einknickender Zustand (siehe unten), von denen nur einer oder mehrere bestimmt und/oder ausgegeben werden können.
3 zeigt eine schematische Ansicht eines Gespanns 22 mit einem Zugfahrzeug 16 und einem Anhänger 18. Ferner ist in 3 schematisch eine Trajektorie 58 des Zugfahrzeugs 16 dargestellt. Ebenso ist eine Trajektorie 60 des Anhängers 18 dargestellt. 3 zeigt schematisch einen stabilen Zustand des Gespanns 22, wie er beispielsweise entsteht, wenn das Gespann geradeaus nach vorne fährt. Folglich sind die Trajektorie 58 des Zugfahrzeugs 16 und die Trajektorie 60 des Anhängers 18 aufeinanderliegend dargestellt. In dem stabilen Zustand kann das Gespann 22 sowohl vorwärts als auch rückwärts fahren, ohne daß sich der Zustand ändert, d.h. die Trajektorien 58, 60 würden ihre Position und Form ebenfalls beibehalten.
Ferner ist die Trajektorie (nicht gezeigt) des Gespanns 22 deckungsgleich mit der Trajektorie 58 des Zugfahrzeugs 16 und der Trajektorie 60 des Anhängers 18, wodurch die Trajektorie des Gespanns 22 in 3 durch die Trajektorien 58, 60 des Zugfahrzeugs 16 und des Anhänger 18 verdeckt ist und somit insbesondere nicht abgebildet ist.
4 zeigt das Gespann 22 ebenfalls in einem stabilen Zustand, wobei sich das Gespann jedoch im wesentlichen auf einer Kreisbahn bewegt. In dem stabilen Zustand kann das Gespann 22 sowohl vorwärts als auch rückwärts fahren, ohne daß sich der Zustand ändert. Analog wie in 3 überlagern sich Trajektorien 58, 60. Die Trajektorien 58, 60 stellen insbesondere konzentrische Kreise dar. Der in 4 gezeigte stabile Zustand wird beispielsweise dadurch erhalten, daß das Zugfahrzeug 16 und der Anhänger 18 auf im wesentlichen konzentrischen Kreisen fahren, wodurch die Trajektorien 58, 60 ebenfalls im wesentlichen konzentrisch angeordnet sind. Besitzen die Trajektorien des Anhängers 16 und des Gespanns 22 den gleichen Bezugspunkt (beispielsweise die Mitte 56 der Anhängerachse 52), liegt auch die Trajektorie des Gespanns (nicht gezeigt) auf dem gleichen konzentrischen Kreis, d.h. die Trajektorie 60 des Anhängers 18 und die Trajektorie (nicht gezeigt) des Gespanns 22 sind im wesentlichen deckungsgleich.
Formal ist der in 3 und 4 dargestellte Zustand wie folgt definiert. Mit Hilfe der Gleichung (14) wird zu dem jeweils aktuellen Einknickwinkel γ der korrespondierende Lenkwinkel α_soll berechnet. Ist für diesen Winkel sowohl die Bedingung α = α_soll als auch die Bedingung |γ| ≤ γ_crit erfüllt, wird der Fahrzeugzustand d.h. der Zustand des Gespanns 22 als stabiler Zustand bezeichnet.
5 zeigt das Gespann 22 in einem kritischen Zustand. Insbesondere ist in 5 das Gespann 22 mit Zugfahrzeug 16 und Anhänger 18 sowie die Trajektorie 58 des Zugfahrzeugs 16, die Trajektorie 60 des Anhängers 18 und eine Trajektorie 62 des Gespanns 22 dargestellt. Die Trajektorie 62 ist zur besseren Sichtbarkeit anhand einer durchbrochenen Linie umgrenzt. Befindet sich die Trajektorie 60 des Anhängers 18 bei beliebigem Lenkwinkel α stets auf bzw. innerhalb der Trajektorie 62 des Gespanns 22, so kann das Gespann 22 in Rückwärtsfahrt nicht mehr gerade gerichtet werden. Vielmehr knickt das Gespann 22 immer stärker ein, mit der Gefahr, daß das Zugfahrzeug 16 gegen die Deichsel (nicht gezeigt) des Anhängers 18 fährt. Um diesen Zustand besonders hervorzuheben, kann beispielsweise die Farbe der Trajektorie 60 des Anhängers 18 geändert werden, beispielsweise von Grün zu Orange. Ferner kann die Trajektorie 60 des Anhängers 18 blinkend dargestellt werden und/oder ein Warnsignal in Form eines optischen und/oder akustischen Signals ausgegeben werden.
Formal ist der kritische Zustand durch die Bedingung |γ| ≥ γ_crit gekennzeichnet.
6 zeigt das Gespann 22 in einem ausrichtenden Zustand. Befindet sich die Trajektorie 60 des Anhängers 18 zwischen der Längsachse 52 des Anhängers 18 und der Trajektorie 62 des Gespanns 22, verkleinert sich der Einknickwinkel γ. Dieser Zustand liegt ebenfalls vor, wenn sich die Längsachse 52 des Anhängers 18 zwischen der Trajektorie 60 des Anhängers 18 und der Trajektorie 62 des Gespanns 22 befindet (dies ist jedoch nicht dargestellt). In diesem Zustand sinkt während der Rückwärtsfahrt die Wahrscheinlichkeit, in den kritischen Zustand zu gelangen.
Formal ist der ausrichtende Zustand durch die Bedingung |γ| ≤ γ_crit gekennzeichnet. Zudem verkleinert sich der Einknickwinkel |γ|, während der Rückwärtsfahrt.
7 zeigt einen einknickenden Zustand des Gespanns 22. Befindet sich die Trajektorie 62 des Gespanns 22 zwischen der Längsachse 52 des Anhängers 18 und der Trajektorie 60 des Anhängers 18, vergrößert sich der Einknickwinkel γ. In diesem Zustand steigt die Wahrscheinlichkeit, in den kritischen Zustand zu gelangen.
Werden die eine oder mehrere Trajektorie(n) 58, 60, 62 z.B. in das Bild einer Rückfahrkamera 30, 32 eingeblendet, kann die Fahrerin/der Fahrer mit Hilfe der Mensch-Maschine-Schnittstelle 12 ein bestimmtes Fahrziel anvisieren und dieses Fahrziel mit hoher Präzision erreichen. Befindet sich das gewünschte Fahrziel ohne Beschränkung der Allgemeinheit auf der linken Seite der Trajektorie 62 des Gespanns 22, muß die Fahrerin/der Fahrer die Trajektorie 60 des Anhängers 18 durch Drehen des Lenkrades im linken Bereich des Fahrziels positionieren. Die Fahrerin/der Fahrer erhält von der Mensch-Maschine-Schnittstelle 12 eine unmittelbare Rückmeldung, in dem sich in Abhängigkeit von der Lenkradstellung die Lage der Trajektorie 60 des Anhängers 18 in Echtzeit verändert.
Während der Rückwärtsfahrt bewegt sich die Trajektorie 62 des Gespanns 22 dann ebenfalls nach links. Sobald die Trajektorie 62 des Gespanns 22 exakt auf das gewünschte Fahrziel zuläuft oder gar durch das gewünschte Fahrziel hindurch läuft, muß die Fahrerin/der Fahrer die Trajektorie 60 des Anhängers 18 durch Drehen des Lenkrades deckungsgleich mit der Trajektorie 62 des Gespanns 22 bringen. Auch hier erhält der Fahrer eine unmittelbare Rückmeldung durch die Mensch-Maschine- Schnittstelle 12. Das Gespann 22 befindet sich dann im stabilen Zustand.
Insgesamt führt die Mensch-Maschine-Schnittstelle 12 dazu, daß die Fahrerin/der Fahrer das Gespann 22 insbesondere bei schwierigen rückwärtigen Fahrmanövern sicherer beherrscht. So können unfallträchtige Situationen wie z.B. zu starkes Einknicken des Gespanns 22 frühzeitig erkannt und Beschädigungen des Zugfahrzeugs vermieden werden. Durch den Einsatz einer Rückfahrkamera 30, 32 kann die Fahrerin/der Fahrer zudem den Bereich hinter dem Gespann 22 beobachten und bei Auftreten von Hindernissen entsprechend reagieren.
Weitere Vorteile und die Arbeitsweise der vorgestellten Mensch-Maschine-Schnittstelle 12 sollen anhand zweier typischer Fahrmanöver verdeutlicht werden.
Geradeaus rückwärts:
Ist das Gespann 22 gerade ausgerichtet, bildet die Trajektorie 62 des Gespanns 22 eine Gerade. Die Fahrerin/der Fahrer muß das Gespann 22 lediglich in einen stabilen Zustand bringen (siehe oben).
Rückwärts um eine Ecke:
Ist das Gespann 22 ohne Beschränkung der Allgemeinheit gerade ausgerichtet, muß das Gespann 22 zunächst auf den gewünschten Kurvenradius eingeknickt werden (siehe oben).
Wird während der Rückwärtsfahrt der gewünschte Kurvenradius erreicht, so ist das Gespann 22 in einen stabilen Zustand zu bringen (siehe oben). Unmittelbar vor erreichen des Kurvenausgangs ist damit zu beginnen, das Gespann 22 wieder gerade auszurichten (siehe oben). Sobald das Gespann 22 wieder gerade ausgerichtet ist, kann die Fahrerin/der Fahrer das Gespann 22 wieder in den stabilen Zustand (siehe oben) bringen.
Aber auch unabhängig von einer bestimmten Fahraufgabe kann ein Gespann 22 sehr effizient mit Hilfe der Trajektorien 60, 62 des Anhängers 18 und des Gespanns 22 gesteuert werden. Für die Fahrerin/den Fahrer stellt sich die Bedienung der Mensch-Maschine-Schnittstelle 12 dar, als ob zwischen der Trajektorie 62 des Gespanns 22 und der Trajektorie 60 des Anhängers 18 ein Gummiband gespannt ist. Je stärker man dieses Gummiband spannt, indem man die Trajektorie 60 des Anhängers 18 durch Drehen des Lenkrades von der Trajektorie 62 des Gespanns 22 entfernt, desto schneller knickt das Gespann 22 in Richtung der Trajektorie 60 des Anhängers 18 ein.
8 zeigt eine Innenansicht eines Fahrzeugs mit einer an einem Armaturenbrett 64 angeordneten bevorzugten Mensch-Maschine-Schnittstelle 12. Die Mensch-Maschine-Schnittstelle 12 hat eine Visualisierungskomponente 28 in Form eines Displays 28. Auf dem Display 28 sind eine schematische Ansicht eines Gespanns 22 sowie beispielhaft drei Trajektorien 58, 60 und 62 abgebildet. Ferner weist die Mensch-Maschine-Schnittstelle 12 eine zusätzliche Eingabeeinrichtung 66 in Form von Tasten 66 auf.
Alternativ zur Darstellung aller drei Trajektorien 58, 60, 62 kann es vorteilhaft sein, um Ablenkung und Streß von der Fahrerin/dem Fahrer abzuwenden, die ausgebende Information zu minimieren. Insbesondere kann es vorteilhaft sein, lediglich die Trajektorie 60 des Anhängers 18 sowie die Trajektorie 62 des Gespanns 22 darzustellen.
Ausgehend von der Trajektorie 60 des Anhängers 18 und der Trajektorie 62 des Gespanns 22 kann der Anhänger vorteilhafterweise effizient kontrolliert werden. Durch Drehen des Lenkrads kann die Fahrerin/der Fahrer die Trajektorie 60 des Anhängers 18 dorthin bewegen, wo sie/er hinfahren will.
Anhand der Fahrerassistenzeinrichtung ist eine Fahrerin/ein Fahrer fähig, ein Zugfahrzeug 16 mit daran angeordnetem Anhänger 18 zu kontrollieren und insbesondere das zukünftige Verhalten des Gespanns 22, d.h. des Gelenkfahrzeugs vorherzusehen. Der besondere Vorteil der Fahrerassistenzeinrichtung ist die Möglichkeit, Steuerfehler wahrzunehmen, bevor diese tatsächlich entstehen und einen Einfluß auf den Knickwinkel γ haben. Dazu wird das zukünftige Verhalten des Gespanns 22 und/oder des Zugfahrzeugs 16 und/oder des Anhängers 18 im wesentlichen in Echtzeit dargestellt. Weiterhin vorteilhafterweise kann die Fahrerin/der Fahrer exakt die Position ansteuern bzw. anzielen, zu welcher er/sie fahren möchte.
Besonders vorteilhafterweise können insbesondere unerfahrene Fahrer ein Zugfahrzeug 16 und einen Anhänger 18 in effektiver und effizienter Weise in alltäglichen Situationen kontrollieren, insbesondere um rückwärts um Ecken zu fahren oder rückwärts in einen Parkplatz einzuparken. Weiterhin vorteilhafterweise ist die Adaptionszeit sehr gering, welche benötigt wird, damit auch unerfahrene Fahrer die Fahrerassistenzeinrichtung bedienen können und sich von der Fahrerassistenzeinrichtung leiten lassen zu können. Insbesondere ist es den meisten Fahrern möglich, innerhalb von Minuten mit der Fahrerassistenzeinrichtung 10 umzugehen. Somit verbessert die Fahrerassistenzeinrichtung 10 die Fahrresultate erheblich, wobei Fahrer insbesondere ein Ausbrechen bzw. Schlenkern und ein Querstellen des Anhängers 18 verhindern können.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungen bevorzugter Ausführungsformen beschränkt. Insbesondere umfaßt die Erfindung weitere Ausgestaltungen, beispielsweise mehr oder weniger Information auf der Visualisierungskomponente 28 darzustellen. Weiterhin können ein oder mehrere Hindernisse automatisch erkannt werden und eine Kollision vorhergesehen und/oder ein entsprechendes Signal, insbesondere ein Warnsignal ausgegeben werden. Ebenso kann die Fahrerassistenzeinrichtung 10 ausgelegt sein, Trajektorien zweiachsiger Anhänger mit Drehschwalmlenkung und einem Sattelschlepper darzustellen.
Bezugnehmend auf 9 wird ein beispielhaftes System zum Implementieren der Erfindung beschrieben. Ein beispielhaftes System umfaßt eine universelle Rechnereinrichtung in der Form einer herkömmlichen Rechnerumgebung 120 z.B. ein "personal computer" (PC) 120, mit einer Prozessoreinheit 122, einem Systemspeicher 124 und einem Systembus 126, welcher eine Vielzahl von Systemkomponenten, unter anderem den Systemspeicher 124 und die Prozessoreinheit 122 verbindet. Die Prozessoreinheit 122 kann arithmetische, logische und/oder Kontrolloperationen durchführen, indem auf den Systemspeicher 124 zugegriffen wird. Der Systemspeicher 124 kann Informationen und/oder Instruktionen zur Verwendung in Kombination mit der Prozessoreinheit 122 speichern. Der Systemspeicher 124 kann flüchtige und nichtflüchtige Speicher, beispielsweise "random access memory" (RAM) 128 und "Nur-Lesespeicher" (ROM) 130 beinhalten. Ein Grund-Eingabe-Ausgabe-Sytem (BIOS), das die grundlegenden Routinen enthält, welche helfen, Informationen zwischen den Elementen innerhalb des PCs 120, beispielsweise während des Hochfahrens, zu transferieren, kann in dem ROM 130 gespeichert sein. Der Systembus 126 kann eine von vielen Busstrukturen sein, unter anderem ein Speicherbus oder ein Speichercontroller, ein peripherer Bus und ein lokaler Bus, welcher eine bestimmte Busarchitektur aus einer Vielzahl von Busarchitekturen verwendet.
Der PC 120 kann weiterhin ein Festplattenlaufwerk 132 zum Lesen oder Schreiben einer Festplatte (nicht gezeigt) aufweisen und ein externes Disklaufwerk 134 zum Lesen oder Schreiben einer entfernbaren Disk 136 bzw. eines entfernbaren Datenträgers. Die entfernbare Disk kann eine magnetische Disk bzw. eine magnetische Diskette für ein magnetisches Disklaufwerk bzw. Diskettenlaufwerk oder eine optische Diskette wie z.B. eine CD-ROM für ein optisches Disklaufwerk sein. Das Festplattenlaufwerk 132 und das externe Disklaufwerk 134 sind jeweils mit dem Systembus 126 über eine Festplattenlaufwerkschnittstelle 138 und eine externe Disklaufwerkschnittstelle 140 verbunden. Die Laufwerke und die zugeordneten computerlesbaren Medien stellen einen nichtflüchtigen Speicher computerlesbarer Instruktionen, Datenstrukturen, Programm-Modulen und anderer Daten für den PC 120 zur Verfügung. Die Datenstrukturen können die relevanten Daten zum Implementieren eines wie oben beschriebenen Verfahrens aufweisen. Obwohl die beispielshaft beschriebene Umgebung eine Festplatte (nicht gezeigt) und eine externe Disk 142 verwendet, ist für den Fachmann offensichtlich, daß andere Typen computerlesbarer Medien, welche computerzugreifbare Daten speichern können, in der beispielhaften Arbeitsumgebung verwendet werden können, wie z.B. magnetische Kassetten, Flash-Memory Karten, digitale Videodisketten, Random-Access-Speicher, Nur-Lesespeicher, usw..
Eine Vielzahl von Programm-Modulen, insbesondere ein Betriebssystem (nicht gezeigt) ein oder mehrere Applikationsprogramme 144, oder Programm-Module (nicht gezeigt) und Programmdaten 146, können auf der Festplatte, der externen Disk 142, dem ROM 130 oder dem RAM 128 gespeichert werden. Die Applikationsprogramme können zumindest einen Teil der Funktionalität, wie in 9 gezeigt, umfassen.
Ein Benutzer kann Kommandos und Information, wie oben beschrieben, in den PC 120 anhand von Eingabevorrichtungen, wie z.B. einer Tastatur bzw. eines Keyboards 148 und einer Computermaus bzw. einem Trackball 150 eingeben. Andere Eingabevorrichtungen (nicht gezeigt) können ein Mikrofon und/andere Sensoren, einen Joystick, ein Spielpolster bzw. -kissen, einen Scanner oder ähnliches umfassen. Diese oder andere Eingabevorrichtungen können mit der Prozessoreinheit 122 anhand einer seriellen Schnittstelle 152 verbunden sein, welche mit dem System 126 gekoppelt ist, oder können anhand anderer Schnittstellen, wie z.B. einer parallelen Schnittstelle 154, eines Spieleports oder eines universellen seriellen Busses (USB) verbunden sein. Weiterhin kann Information mit einem Drucker 156 gedruckt werden. Der Drucker 156 und andere parallele Eingabe/Ausgabevorrichtungen können mit der Prozessoreinheit 122 durch die parallele Schnittstelle 154 verbunden sein. Ein Monitor 158 oder andere Arten von Anzeigevorrichtung(en) ist/sind mit dem Systembus 126 mittels einer Schnittstelle, wie z.B. eines Videoeingang/-ausgangs 160 verbunden. Zusätzlich zu dem Monitor kann die Rechnerumgebung 120 andere periphere Ausgabevorrichtungen (nicht gezeigt) wie z.B. Lautsprecher oder akustische Ausgänge umfassen.
Die Rechnerumgebung 120 kann mit anderen elektronischen Vorrichtungen z.B. einem Computer, einem Schnurtelefon, einem schnurlosen Telefon, einem persönlichen digitalen Assistenten (PDA), einem Fernseher oder ähnlichem kommunizieren. Um zu kommunizieren, kann die Rechnerumgebung 120 in einer vernetzten Umgebung arbeiten, wobei Verbindungen zu einem oder mehreren elektronischen Vorrichtungen verwendet werden. 9 stellt die mit einem "remote computer" bzw. entfernten Computer 162 vernetzte Rechnerumgebung dar. Der entfernte Computer 162 kann eine andere Rechnerumgebung, wie z.B. ein Server, ein Router, ein Netzwerk-PC, eine gleichwertige bzw. "peer" Vorrichtung oder andere gewöhnliche Netzwerkknoten sein und kann viele oder alle der hinsichtlich der Rechnerumgebung 120 oben beschriebenen Elemente umfassen. Die logischen Verbindungen, wie sie in 9 dargestellt sind, umfassen ein "local area network" (LAN) 164 und ein "wide are network" (WAN) 166. Solche Netzwerkumgebungen sind alltäglich in Büros, firmenweiten Computernetzwerken, Intranetzen und dem Internet.
Wenn eine Rechnerumgebung 120 in einer LAN-Netzwerkumgebung verwendet wird, kann die Rechnerumgebung 120 mit dem LAN 164 durch einen Netzwerkeingang/-ausgang 168 verbunden sein. Wenn die Rechnerumgebung 120 in einer WAN-Netzwerkumgebung verwendet wird, kann die Rechnerumgebung 120 ein Modem 170 oder andere Mittel zum Herstellen einer Kommunikation über das WAN 166 umfassen. Das Modem 170, welches intern und extern bezüglich der Rechnerumgebung 120 sein kann, ist mit dem Systembus 126 mittels der seriellen Schnittstelle 152 verbunden. In der Netzwerkumgebung können Programm-Module, welche relativ zu der Rechnerumgebung 120 dargestellt sind, oder Abschnitte davon in einer entfernten Speichereinrichtung gespeichert sein, welche an oder von einem entfernten Computer 162 zugreifbar bzw. systemeigen sind. Weiterhin können andere Daten, welche für das oben beschriebene Verfahren bzw. System relevant sind, auf oder von dem entfernten Computer 162 zugreifbar vorliegen.

10: Fahrerassistenzeinrichtung
12: Mensch-Maschine-Schnittstelle
14: Fahrer
16: Zugfahrzeug
18: Anhänger
20: Sensoren
22: Gespann
24: Logikeinrichtung
26: Komponente
28: Visualisierungskomponente
30: Rückfahrkamera
32: Rückfahrkamera
34: Vorderachse
36: Hinterachse
38: Zugfahrzeuglängsachse
40: Vorderräder
42: Hinterräder
44: Anhängerkupplung
46: Kreismittelpunkt/Ursprung
48: Anhängerachse/Radachse
50: Räder
52: Anhängerlängsachse
54: Mitte
56: Mitte
58: Trajektorie des Zugfahrzeugs
60: Trajektorie des Anhängers
62: Trajektorie des Gespanns
64: Armaturenbrett
66: Eingabeeinrichtung
α: Lenkwinkel
γ: Knickwinke
β: Hilfswinkel
η: Hilfswinkel
u: Hilfswinkel
v: Hilfswinkel
laa2: Hilfsgröße
rza2: Hilfsgröße
rzl: Strecke
rza: Strecke
120: Rechnerumgebung
122: Prozessoreinheit
124: Systemspeicher
126: Systembus
128: random access memory (RAM)
130: Nur-Lesespeicher (ROM)
132: Festplattenlaufwerk
134: Disklaufwerk
136: entfernbare Disk
138: Festplattenlaufwerkschnittstelle
140: Disklaufwerkschnittstelle
142: externe Disk
144: Applikationsprogramm
146: Programmdaten
148: Tastatur
150: Computermaus/Trackball
152: serielle Schnittstelle
154: parallele Schnittstelle
156: Drucker
158: Monitor
160: Videoeingang/-ausgang
162: entfernter Computer
164: "local area network" (LAN)
166: "wide are network" (WAN)
168: Netzwerkeingang/-ausgang

Claims

Fahrerassistenzeinrichtung (10) zum Verarbeiten und Ausgeben von Fahrzeugdaten eines Zugfahrzeugs (16) mit daran angeordnetem Anhänger (18) mit – einer Dateneingangsvorrichtung, welche ausgelegt ist, zumindest zwei Eingabedaten, welche jeweils von einem Lenkwinkel α des Zugfahrzeugs (16) und/oder einem Knickwinkel γ zwischen einer Zugfahrzeuglängsachse (38) und einer Anhängerlängsachse (52) abhängen, als Eingabe an die Datenbearbeitungsvorrichtung zu übergeben, – einer Datenbearbeitungsvorrichtung (24, 26), welche ausgelegt ist, anhand der zumindest zwei Eingabedaten und anhand zumindest eines Zugfahrzeugdatums und/oder zumindest eines Anhängerdatums zumindest eine Trajektorie (58, 60, 62) des Zugfahrzeugs (16), des Anhängers (18) und eines Gespanns (22) zu bestimmen, wobei die Trajektorie (62) des Gespanns (22) eine gemeinsame Trajektorie des Zugfahrzeugs (16) und des Anhängers (18) ist und mit – einer Ausgabevorrichtung (28), welche ausgelegt ist, zumindest eine der Trajektorien (58, 60, 62) des Zugfahrzeugs (16), des Anhängers (18) und des Gespanns (22) auszugeben.
Fahrerassistenzeinrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die Datenbearbeitungsvorrichtung (24, 26) ausgelegt ist, zumindest eine der Trajektorien (58, 60, 62) des Zugfahrzeugs (16), des Anhängers (18) und des Gespanns (22) automatisch und/oder wiederholt zu bestimmen.
Fahrerassistenzeinrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Dateneingangsvorrichtung ausgelegt ist einen Hilfswinkel u als Eingabedatum an die Datenbearbeitungsvorrichtung (24, 26) zu übergeben.
Fahrerassistenzeinrichtung (10) nach Anspruch 3, wobei die Datenbearbeitungsvorrichtung (24, 26) ausgelegt ist, in Abhängigkeit von zumindest dem Lenkwinkel α und von zumindest einer Abmessung des Zugfahrzeugs (16) die Trajektorie (58) des Zugfahrzeugs (16) zu bestimmen.
Fahrerassistenzeinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei die Datenbearbeitungsvorrichtung (24, 26) ausgelegt ist, in Abhängigkeit von zumindest dem Lenkwinkel α und/oder dem Knickwinkel γ, dem Hilfswinkel u und von zumindest einer Abmessung des Anhängers (18) als Anhängerdatum und/oder von zumindest einer Abmessung des Zugfahrzeugs (16) als Zugfahrzeugdatum die Trajektorie (60) des Anhängers (18) zu bestimmen.
Fahrerassistenzeinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die Datenbearbeitungsvorrichtung (24, 26) ausgelegt ist, in Abhängigkeit von zumindest dem Knickwinkel γ und von zumindest einer Abmessung des Anhängers (18) als Anhängerdatum die Trajektorie (62) des Gespanns (22) zu bestimmen.
Fahrerassistenzeinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei die Datenbearbeitungsvorrichtung (24, 26) ausgelegt ist, die Trajektorie (58) des Zugfahrzeugs (16) als Position einer Mitte (54) einer Hinterachse (36) des Zugfahrzeugs (16) anhand folgender Formel zu bestimmen: x2 + y2 = rza(α)2,wobei für gilt:
und
und wobei lza ein Abstand der beiden Achsen (34, 36) des Zugfahrzeugs (16) voneinander ist, lzk ein Abstand der Kupplung (44) und der Vorderachse (34) des Zugfahrzeugs (16) voneinander ist, laa der Abstand der Kupplung (44) und Achse (48) des Anhängers (18) voneinander ist und u eine Laufvariable ist.
Fahrerassistenzeinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei die Datenbearbeitungsvorrichtung (24, 26) ausgelegt ist, die Trajektorie (60) des Anhängers (18) als Position einer Mitte (56) einer Achse (48) des Anhängers (18) anhand folgender Formeln zu bestimmen: x(u, α) = rzk(α)·cos(u) + laa·cos(u – v(u, α)), y(u, α) = rzk(α)·sin(u) + laa·sin(u – v(u, α))wobei gilt:
und
und wobei lza ein Abstand der beiden Achsen (34, 36) des Zugfahrzeugs (16) voneinander ist.
Fahrerassistenzeinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei die Datenbearbeitungsvorrichtung (24, 26) ausgelegt ist, die Trajektorie (62) des Gespanns (22) als eine Position einer Mitte (56) einer Achse (48) des Anhängers (18) anhand folgender Formel zu bestimmen: x2 + y2 = raa(γ)2,wobei gilt:
und
und wobei laa und laa2 Abmessungen des Anhängers (18) sind.
Fahrerassistenzeinrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei – die Dateneingangseinrichtung ausgelegt ist, Bilddaten zumindest einer Bildaufnahmeeinrichtung (30, 32) als Eingabedaten an die Datenbearbeitungsvorrichtung (24, 26) zu übergeben.
Fahrerassistenzeinrichtung (10) nach Anspruch 10, wobei – die Ausgabevorrichtung (28) ausgelegt ist, die Bilddaten auszugeben und wobei – die Ausgabevorrichtung (28) ausgelegt ist, bei der Ausgabe der Bilddaten den Bilddaten zumindest eine der Trajektorien (58, 60, 62) des Zugfahrzeugs (16), des Anhängers (18) und des Gespanns (22) zu überlagern.
Fahrerassistenzeinrichtung (10) nach Anspruch 11, wobei die Ausgabevorrichtung (28) ein herkömmliches Computerdisplay ist.
Abbildungssystem zum Abbilden einer Umgebung eines Zugfahrzeugs (16) mit daran angeordnetem Anhänger (18) mit – einer Fahrerassistenzeinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 und – zumindest einer Bildaufnahmeeinrichtung (30, 32).
Regelungseinrichtung zum Regeln einer Bewegung eines Zugfahrzeugs (16) mit daran angeordnetem Anhänger (18) mit – einer Dateneingangsvorrichtung, welche ausgelegt ist, zumindest zwei Eingabedaten, welche von einem Lenkwinkel α des Zugfahrzeugs (16) und einem Knickwinkel γ zwischen einer Zugfahrzeuglängsachse (38) und einer Anhängerlängsachse (52) abhängen, als Eingabe an eine Datenbearbeitungsvorrichtung (24, 26) zu übergeben, – einer Datenbearbeitungsvorrichtung (24, 26), welche ausgelegt ist, anhand der zumindest zwei Eingabedaten und anhand zumindest eines Zugfahrzeugdatums und/oder zumindest eines Anhängerdatums zumindest eine Trajektorie (58, 60, 62) des Zugfahrzeugs (16, 18, 20), des Anhängers (18) und eines Gespanns (22) zu bestimmen, wobei die Trajektorie (62) des Gespanns (22) eine gemeinsame Trajektorie des Zugfahrzeugs (16) und des Anhängers (18) ist und mit – einer Lenkwinkelregelungsvorrichtung, welche ausgelegt ist, den Lenkwinkel α des Zugfahrzeugs (16) derart zu regeln, daß zumindest eine der Trajektorien (58, 60, 62) des Zugfahrzeugs (16), des Anhängers (18) und des Gespanns (22) ein Hindernis nicht schneidet und/oder einen Zielort schneidet.
Regelungseinrichtung nach Anspruch 14 mit einer Fahrerassistenzeinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
Regelungseinrichtung nach Anspruch 14 oder 15, wobei die Lenkwinkelregelungsvorrichtung ausgelegt ist, automatisch und/oder wiederholt während der Fahrt den Lenkwinkel α zu regeln.
Regelungseinrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei die Datenbearbeitungsvorrichtung (24, 26) ausgelegt ist, zumindest eine der Trajektorien (58, 60, 62) des Zugfahrzeugs (16), des Anhängers (18) und des Gespanns (22) automatisch und/oder wiederholt zu bestimmen.
Regelungseinrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, wobei die Dateneingangsvorrichtung ausgelegt ist, ein Hindernis und/oder einen Zielort an die Datenbearbeitungsvorrichtung (24, 26) als Eingangsdaten zu übergeben.
Regelungseinrichtung nach Anspruch 18, wobei die Dateneingangsvorrichtung ausgelegt ist, daß das Hindernis und/oder der Zielort manuell bestimmbar ist.
Regelungseinrichtung nach Anspruch 18, wobei die Datenbearbeitungsvorrichtung (24, 26) ausgelegt ist, das Hindernis und/oder den Zielort automatisch zu bestimmen.
Verfahren zum Bestimmen zumindest einer Trajektorie (58, 60, 62) eines Zugfahrzeugs (16), eines Anhängers (18) des Zugfahrzeugs und eines Gespanns (22) umfassend das Zugfahrzeug (16) und den Anhänger (18) mit den Schritten: – Bestimmen bzw. Messen zumindest eines Eingabedatums, welches von einem Lenkwinkel α des Zugfahrzeugs und/oder einem Knickwinkel γ zwischen einer Zugfahrzeuglängsachse (38) und einer Anhängerlängsachse (52) abhängt, – Bestimmen bzw. Berechnen zumindest einer der Trajektorien (58, 60, 62) des Zugfahrzeugs (16), des Anhängers (18) und des Gespanns (22) anhand des zumindest einen Eingabedatums und eines Zugfahrzeugdatums und/oder eines Anhängerdatums.
Verfahren nach Anspruch 21, mit dem Schritt: – Ausgeben zumindest einer der Trajektorien (58, 60, 62) des Zugfahrzeugs (16), des Anhängers (18) und des Gespanns (22).
Verfahren nach Anspruch 22 mit dem Schritt: – Ausgeben von Bilddaten zumindest einer Bildaufnahmevorrichtung (30, 32), wobei den Bilddaten der zumindest einen Bildaufnahmevorrichtung (30, 32) zumindest eine der Trajektorien (58, 60, 62) des Zugfahrzeugs (16), des Anhängers (18) und des Gespanns (22) überlagert ist.
Verfahren zum automatischen Bewegen eines Zugfahrzeugs (16) mit daran angeordnetem Anhänger (18) mit den Schritten: – Abbilden eines Raumes in Fahrtrichtung vor dem Zugfahrzeug (16) mit zumindest einer Bildaufnahmevorrichtung (30, 32); – Ermitteln eines Hindernisses und/oder eines Zielortes anhand der Bilddaten der zumindest einen Bildaufnahmevorrichtung (30, 32); – Bestimmen zumindest einer Trajektorie (58, 60, 62) des Zugfahrzeugs (16), des Anhängers (18) und des Gespanns (22) anhand einer Datenbearbeitungsvorrichtung (24, 26); – Regeln eines Lenkwinkels α des Zugfahrzeuges (16) derart, daß zumindest eine der Trajektorien (58, 60, 62) des Zugfahrzeugs (16), des Anhängers (18) und des Gespanns (22) das Hindernis nicht schneidet und/oder den Zielort schneidet.
Verfahren nach Anspruch 24, wobei das Zugfahrzeug (16) automatisch angetrieben wird und/oder der Antrieb des Zugfahrzeugs (16) manuell geregelt wird.
Verfahren nach Anspruch 24 oder 25, wobei der Schritt des Bestimmens der Trajektorie (58, 60, 62) und/oder der Schritt des Regelns des Lenkwinkels α wiederholt durchgeführt wird bzw. werden.
Computerprogrammprodukt, welches wenn geladen in den Speicher eines Computers und ausgeführt von einem Computer ein Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 26 durchführt.