DE102015206265A1 - SYSTEM AND METHOD FOR CALCULATING A HORIZONTAL CAMERA TARGET DISTANCE - Google Patents

SYSTEM AND METHOD FOR CALCULATING A HORIZONTAL CAMERA TARGET DISTANCE Download PDF

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Roger Arnold Trombley
Christopher Scott Nave
Erick Michael Lavoie
Bradley G. Hockrein
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Abstract

Ein System und Verfahren zum Berechnen eines horizontalen Kamera-Ziel-Abstands werden bereitgestellt. Eine Kamera an Bord eines Fahrzeugs ist zum Abbilden eines Ziels auf einem Anhänger, der mit dem Fahrzeug ausgerichtet ist, konfiguriert. Eine Steuerung kommuniziert mit der Kamera, der eine vom Benutzer erhaltene Messung bereitgestellt wird. Die Steuerung ist zum Berechnen eines ersten horizontalen Abstands und eines zweiten horizontalen Abstands und zum Summieren des ersten und des zweiten horizontalen Abstands zum Berechnen eines horizontalen Kamera-Ziel-Abstands konfiguriert.A system and method for calculating a horizontal camera-to-target distance are provided. A camera on board a vehicle is configured to depict a target on a trailer aligned with the vehicle. A controller communicates with the camera, which is provided with a measurement obtained by the user. The controller is configured to calculate a first horizontal distance and a second horizontal distance and sum the first and second horizontal distances to calculate a horizontal camera-to-target distance.

Description

Die hierin gemachte Offenbarung betrifft im Allgemeinen Fahrerhilfs- und aktive Sicherheitstechnologien in Fahrzeugen und genauer Abstandsbestimmungen zwischen einer Kamera und einem Ziel.The disclosure made herein generally relates to driver assistance and active safety technologies in vehicles and more accurate ranging between a camera and a target.

Anhängerrückfahrhilfssysteme, die eine kamerabasierte Zielerkennung einsetzen, können von einem Benutzer das Erhalten von fahrzeug- und anhängerbezogenen Messungen erfordern, bevor sie funktionieren. Dies ist nicht nur aufwändig für den Benutzer, sondern kann auch dazu führen, dass der Benutzer falsche Messungen vornimmt, die wiederum den Betrieb des Anhängerrückfahrhilfssystems beeinträchtigen können. Daher besteht ein Bedarf an einem Anhängerrückfahrhilfssystem, das die erforderliche Menge an vom Benutzer erhaltenen Messungen minimiert.Trailer backup assist systems employing camera-based target detection may require a user to obtain vehicle and trailer related measurements before they function. Not only is this costly for the user, but it may also cause the user to make incorrect measurements which, in turn, may affect the operation of the trailer backup assist system. Therefore, a need exists for a trailer backup assist system that minimizes the required amount of user-received measurements.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Anhängerrückfahrhilfssystem bereitgestellt. Das System weist eine Kamera an Bord eines Fahrzeugs auf, die zum Abbilden eines Ziels auf einem Anhänger konfiguriert ist, der mit dem Fahrzeug ausgerichtet ist. Eine Steuerung kommuniziert mit der Kamera, der eine vom Benutzer erhaltene Messung geliefert wird. Die Steuerung ist zum Berechnen eines ersten horizontalen Abstands und eines zweiten horizontalen Abstands und zum Summieren des ersten und des zweiten horizontalen Abstands zum Berechnen eines horizontalen Kamera-Ziel-Abstands konfiguriert.In accordance with one aspect of the present invention, a trailer backup assist system is provided. The system includes a camera on board a vehicle configured to depict a target on a trailer that is aligned with the vehicle. A controller communicates with the camera which is provided with a measurement obtained by the user. The controller is configured to calculate a first horizontal distance and a second horizontal distance and sum the first and second horizontal distances to calculate a horizontal camera-to-target distance.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Anhängerrückfahrhilfssystem bereitgestellt. Das System weist eine Kamera an Bord eines Fahrzeugs auf, wobei die Kamera ein vertikales Sichtfeld aufweist, das von einem unteren Feldmaß und einem oberen Feldmaß zum Abbilden eines Ziels, das auf einem Anhänger angeordnet ist, definiert wird. Eine Eingabevorrichtung ist zum Eingeben einer vom Benutzer erhaltenen Messung vorgesehen. Eine Steuerung zum Empfangen von Bilddaten aus der Kamera und der vom Benutzer erhaltenen Messung wird vorgesehen, um einen horizontalen Kamera-Ziel-Abstand zu berechnen.In accordance with another aspect of the present invention, a trailer backup assist system is provided. The system includes a camera on board a vehicle, the camera having a vertical field of view defined by a lower field measure and an upper field measure for imaging a target disposed on a trailer. An input device is provided for inputting a measurement obtained by the user. A controller for receiving image data from the camera and the measurement obtained from the user is provided to calculate a horizontal camera-to-target distance.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Berechnen eines horizontalen Kamera-Ziel-Abstands bereitgestellt. Das Verfahren beinhaltet die Schritte des Bereitstellens einer Kamera an Bord eines Fahrzeugs und des Abbildens eines Ziels, das auf einem Anhänger, der mit dem Fahrzeug ausgerichtet ist, angeordnet ist, wobei einer Steuerung Bilddaten aus der Kamera und eine vom Benutzer erhaltene Messung über eine Eingabevorrichtung bereitgestellt werden, und die Steuerung zum Berechnen eines horizontalen Kamera-Ziel-Abstands verwendet wird.In accordance with another aspect of the present invention, a method of calculating a horizontal camera-to-target distance is provided. The method includes the steps of providing a camera on-board a vehicle and imaging a target disposed on a trailer aligned with the vehicle, wherein a controller receives image data from the camera and a user-obtained measurement via an input device and the controller is used to calculate a horizontal camera-to-target distance.

Der Fachmann wird diese und andere Aspekte, Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung nach Prüfen der folgenden Spezifikation, Ansprüche und beiliegenden Zeichnungen verstehen und zu schätzen wissen.Those skilled in the art will appreciate and appreciate these and other aspects, objects, and features of the present invention after examining the following specification, claims, and appended drawings.

Es zeigen:Show it:

1 ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform des Anhängerrückfahrhilfssystems mit einem kamerabasierten Zielerkennungssystem darstellt; 1 10 is a block diagram illustrating one embodiment of the trailer backup assist system with a camera-based target recognition system;

2 eine perspektivische Draufsicht auf ein Fahrzeug, das mit einem Anhänger verbunden ist wobei das Fahrzeug eine hintere Kamera mit einem vertikalen Sichtfeld zum Abbilden eines Ziels, das auf dem Anhänger angeordnet ist, aufweist; 2 a top perspective view of a vehicle which is connected to a trailer wherein the vehicle has a rear camera with a vertical field of view for imaging a target, which is arranged on the trailer;

3 ein Diagramm, das ein Fahrzeug und einen Anhänger darstellt, gemeinsam mit der Geometrie und den Variablen, die zum Berechnen eines horizontalen Kamera-Ziel-Abstands verwendet werden; 3 a diagram illustrating a vehicle and a trailer, along with the geometry and variables used to calculate a horizontal camera-to-target distance;

4 ein Diagramm, das bestimmte Aspekte der Geometrie und Variablen, die zum Berechnen des horizontalen Kamera-Ziel-Abstands verwendet werden, darstellt; 4 a diagram illustrating certain aspects of the geometry and variables used to calculate the horizontal camera target distance;

5 ein Diagramm, das ein Fahrzeug und einen Anhänger darstellt, wobei der Anhänger eine Deichsel mit einer Absenkung aufweist; und 5 a diagram illustrating a vehicle and a trailer, the trailer having a drawbar with a lowering; and

6 ein Diagramm, das ein Bild zeigt, das von einer hinteren Kamera aufgenommen wurde und ein Ziel, das auf dem Anhänger angeordnet ist, zeigt. 6 a diagram showing an image, which was taken by a rear camera and a target, which is arranged on the trailer shows.

Wenngleich verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf eine bestimmtes Ausführungsbeispiel beschrieben sind, ist die Erfindung nicht auf solche Ausführungsformen beschränkt, wobei weitere Modifikationen, Anwendungen und Ausführungsformen implementiert werden können, ohne von der vorliegenden Erfindung abzuweichen. In den Figuren werden ähnliche Bezugszeichen verwendet, um die gleichen Komponenten darzustellen. Der Fachmann wird erkennen, dass die verschiedenen hierin dargestellten Komponenten verändert werden können, ohne von dem Schutzumfang des erfinderischen Gegenstands abzuweichen.While various aspects of the present invention have been described with reference to a particular embodiment, the invention is not limited to such embodiments, and other modifications, applications, and embodiments may be implemented without departing from the present invention. In the figures, like reference numerals are used to represent the same components. Those skilled in the art will recognize that the various components illustrated herein may be varied without departing from the scope of the inventive subject matter.

Der offenbarte Gegenstand richtet sich an ein Anhängerrückfahrhilfssystem, das eine kamerabasierte Zielerkennung zum Bestimmen eines Anhängerkupplungswinkels zwischen einem Fahrzeug und einem Anhänger einsetzt. Fahrzeuge, die mit einem Anhängerrückfahrhilfssystem ausgestattet sind, können oftmals eine Benutzeraktion vor Erreichen ihrer vollständigen Funktionalität erfordern. Zum Beispiel kann es erforderlich sein, dass der Benutzer das Ziel angemessen auf einem Anhänger anordnet oder eine oder mehrere Messungen im Zusammenhang mit einer bestimmten Fahrzeug-Anhänger-Konfiguration vornehmen muss. Zwei vom Benutzer erhaltene Messungen können einen horizontalen Kamera-Ziel-Abstand und einen Ziel-Boden-Abstand einschließen. In Fällen, bei denen der Benutzer mit dem Durchführen dieser Messungen beauftragt wird, besteht die Möglichkeit fehlerhafter Messungen, die dem Anhängerrückfahrhilfssystem 10 mitgeteilt werden, wodurch möglicherweise die Präzision der Anhängerkupplungswinkelerkennung und/oder anderer Aktionen, die von dem Anhängerrückfahrhilfssystem 10 durchgeführt werden, beeinträchtigt werden. Um die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass der Benutzer fehlerhafte Messungen angibt, werden hierin ein System und ein Verfahren offenbart, die höchstens von dem Benutzer erfordern, den Ziel-Boden-Abstand zu messen, der dem Anhängerrückfahrhilfssystem 10 bereitgestellt wird und der zum Berechnen eines horizontalen Kamera-Ziel-Abstands verwendet wird. Auf diese Weise wird die Möglichkeit von menschlichen Fehlern reduziert und als zusätzlicher Vorteil das Verfahren zum Einrichten des Anhängerrückfahrhilfssystems 10 verkürzt. The disclosed subject matter is directed to a trailer backup assist system that employs camera-based target recognition to determine a trailer hitch angle between a vehicle and a trailer. Vehicles equipped with a trailer backup assist system can often require user action before they reach their full functionality. To the For example, it may be necessary for the user to properly place the target on a trailer or make one or more measurements associated with a particular vehicle-trailer configuration. Two measurements obtained by the user may include a horizontal camera target distance and a target ground distance. In cases where the user is instructed to perform these measurements, there is a possibility of erroneous measurements made by the trailer backup assist system 10 possibly giving the precision of trailer hitch detection and / or other actions taken by the trailer backup assist system 10 be affected. To reduce the likelihood that the user will indicate erroneous measurements, disclosed herein is a system and method that requires at most the user to measure the target-to-ground distance associated with the trailer backup assist system 10 is provided and used to calculate a horizontal camera target distance. In this way, the possibility of human errors is reduced and, as an added advantage, the method of setting up the trailer backup assist system 10 shortened.

Mit Bezug auf 1 ist das Anhängerrückfahrhilfssystem 10 mit einer Kamera 12, einer Eingabevorrichtung 14 und einer Steuerung 16 dargestellt, die zum Kommunizieren mit der Eingabevorrichtung 14 und der Kamera 12 konfiguriert ist. Gemäß einer Ausführungsform kann die Kamera 12 eine vorhandene hintere Kamera eines Fahrzeugs 18 sein und zum Abbilden eines Ziels 19 konfiguriert sein, das an einer Oberfläche eines Anhängers 20 befestigt oder einstückig damit ausgebildet ist. Die Eingabevorrichtung 14 kann eine Mensch-Maschinen-Schnittstelle (z. B. eine Berührungsbildschirmanzeige in der Fahrzeugkabine) sein, über die ein Benutzer mit dem Anhängerrückfahrhilfssystem 10 interagiert. Außerdem oder alternativ kann die Eingabevorrichtung 14 eine tragbare elektronische Vorrichtung (z. B. tragbare Vorrichtung) aufweisen, die zum drahtlosen Kommunizieren mit dem Anhängerrückfahrhilfssystem 10 konfiguriert ist, wie z. B. ein Smartphone, Tablet und dergleichen. Wie zuvor beschrieben, kann der Benutzer mit der Eingabevorrichtung 14 über herkömmliche Mittel interagieren, wie z. B. durch Drücken eines Tasters, Drehen eines Knopfes, Umlegen eines Schalters und/oder Verwenden eines Fingers zum Durchführen einer Berührungs-/Wischaktion auf einem Anzeigebildschirm, ist aber nicht darauf beschränkt. Regarding 1 is the trailer backup system 10 with a camera 12 , an input device 14 and a controller 16 shown communicating with the input device 14 and the camera 12 is configured. According to one embodiment, the camera 12 an existing rear camera of a vehicle 18 his and to picture a goal 19 be configured on a surface of a trailer 20 attached or integrally formed therewith. The input device 14 may be a man-machine interface (eg, a touch screen display in the vehicle cabin) that a user uses to use the trailer backup assist system 10 interacts. Additionally or alternatively, the input device 14 a portable electronic device (eg, portable device) that is for wirelessly communicating with the trailer backup assist system 10 is configured, such as As a smartphone, tablet and the like. As previously described, the user may interact with the input device 14 interact via conventional means, such as By pressing a button, turning a knob, flipping a switch and / or using a finger to perform a touch / swipe action on a display screen, but is not limited thereto.

Die Steuerung 16 kann jede beliebige Steuerung eines elektronischen Steuersystems sein, die eine Setup-Funktion des Anhängerrückfahrhilfssystems 10 vorsieht. Die Steuerung 16 kann einen Prozessor 22 und/oder eine andere analoge und/oder digitale Schaltung zur Verarbeitung einer oder mehrerer Routinen aufweisen. Außerdem kann die Steuerung 16 einen Speicher 24 zum Speichern einer oder mehrerer Routinen aufweisen. Gemäß einer Ausführungsform kann die Steuerung 16 zum Empfangen und Verarbeiten von Informationen aus der Eingabevorrichtung 14 und Bilddaten aus der Kamera 12 konfiguriert sein. The control 16 can be any controller of an electronic control system that has a trailer backup system setup function 10 provides. The control 16 can be a processor 22 and / or another analog and / or digital circuit for processing one or more routines. In addition, the controller 16 a memory 24 to store one or more routines. According to one embodiment, the controller 16 for receiving and processing information from the input device 14 and image data from the camera 12 be configured.

Die Erläuterung geht nun zu einem Verfahren zum Berechnen eines horizontalen Kamera-Ziel-Abstands mithilfe des Anhängerrückfahrhilfssystems 10. Das Verfahren wird unten als von der Steuerung 16 implementiert beschrieben. Daher kann dieses Verfahren eine Routine sein, die von jedem Prozessor (z. B. Prozessor 22) durchgeführt werden kann, weshalb dieses Verfahren in einem nicht transitorischen computerlesbaren Medium ausgeführt werden kann, das darauf gespeicherte Softwareanweisungen aufweist, die bei Ausführen durch einen Prozessor bewirken, dass der Prozessor die bezweckte Funktion ausführt.The explanation now goes to a method of calculating a horizontal camera-to-target distance using the trailer backup assist system 10 , The procedure is below as of the controller 16 implemented described. Therefore, this method may be a routine used by any processor (eg, processor 22 Therefore, this method may be practiced in a non-transitory computer-readable medium having software instructions stored thereon that, when executed by a processor, cause the processor to perform the intended function.

Mit Bezug auf 2 bis 4 wird das Verfahren beschrieben, bei dem die Steuerung 16 einen horizontalen Kamera-Ziel-Abstand dh berechnet. Bei dieser Bezeichnung „dh“, wie bei allen weiteren hierein verwendeten Bezeichnungen, ist im Fließtext der zweite Buchstabe als Index zu lesen (dh entspricht d mit dem Index h). Zur Berechnungvon dh wird der Steuerung 16 eine vom Benutzer erhaltene Messung, die über die Eingabevorrichtung 14 eingegeben wurde, bereitgestellt, die außerdem Bilddaten aus der Kamera 12 und bekannte kamera- und/oder fahrzeugbezogene Parameter verwenden kann, die in einem Speicher (z. B. Speicher 24) gespeichert werden können und die für die Steuerung 16 zugänglich sind. Beim Implementieren des Verfahrens werden bestimmte Vorwegnahmen in Bezug auf Parameter gemacht, die mit dem Fahrzeug 18 und Anhänger 20 verknüpft sind. Beispiele solcher Vorwegnahmen sind, dass das Ziel 19 auf dem Anhänger 20 angeordnet ist, sodass das Ziel 19 von der Kamera 12 erkannt werden kann, dass die Kamera 12 an einer Position über dem Ziel 19 angeordnet ist und dass das Fahrzeug 18 und der Anhänger 20 angemessen miteinander ausgerichtet sind, sind aber nicht darauf beschränkt.Regarding 2 to 4 describes the method in which the controller 16 a horizontal camera target distance ie calculated. In the case of this designation "ie", as with all other designations used here, the second letter is to be read as an index in the continuous text (ie corresponds to d with the index h). To calculate dh, the controller will 16 a user-received measurement via the input device 14 was input, which also provides image data from the camera 12 and can use known camera and / or vehicle related parameters stored in a memory (eg memory 24 ) and those for the controller 16 are accessible. In implementing the method, certain anticipations are made with respect to parameters associated with the vehicle 18 and followers 20 are linked. Examples of such anticipations are that the goal 19 on the trailer 20 is arranged so that the goal 19 from the camera 12 it can be recognized that the camera 12 at a position above the target 19 is arranged and that the vehicle 18 and the trailer 20 are appropriately aligned with each other, but are not limited thereto.

Mit Bezug auf die dargestellte Ausführungsform ist die Kamera beispielhaft mit einem hinteren Element 26 (z. B. Heckklappe) des Fahrzeugs 18 gekoppelt dargestellt und das Ziel 19 ist längs über einem Zungenabschnitt 28 des Anhängers 20 angeordnet. In der dargestellten Ausführungsform weist die Kamera 12 ein vertikales Sichtfeld auf, das von einem oberen Feldmaß 30 und einem unteren Feldmaß 32 zum Abbilden eines hinteren Fahrzeugbereichs definiert ist, der das Ziel 19 enthält. Zum Bestimmen des horizontalen Kamera-Ziel-Abstands dh mithilfe des hierin beschriebenen Verfahrens berechnet die Steuerung 16 einen ersten horizontalen Abstand d1 und einen zweiten horizontalen Abstand d2, die summiert werden, um den horizontalen Kamera-Ziel-Abstand dh zu ergeben.With reference to the illustrated embodiment, the camera is exemplary with a rear element 26 (eg tailgate) of the vehicle 18 shown coupled and the destination 19 is longitudinal over a tongue section 28 of the trailer 20 arranged. In the illustrated embodiment, the camera 12 a vertical field of view, that of an upper field measure 30 and a lower field measure 32 is defined for imaging a rear vehicle area that is the target 19 contains. To determine the horizontal camera target distance ie using the method described herein calculates the controller 16 a first horizontal distance d1 and a second horizontal distance d2 summed to give the horizontal camera-to-target distance, dh.

Der erste horizontale Abstand d1 entspricht einem horizontalen Abstand von der Kamera 12 zu einem Schnittpunkt pi zwischen dem unteren Feldmaß des vertikalen Sichtfeldes und einer Mittellinien-Längsachse X des Ziels 19 und wird durch die Gleichung 1 ausgedrückt: d1 = dvtanθ worin

dh:
der horizontale Kamera-Ziel-Abstand ist;
d1:
der erste horizontale Abstand ist;
d2:
der zweite horizontale Abstand ist;
dv:
der vertikale Kamera-Ziel-Abstand ist;
θ:
ein bekannter Winkel zwischen einem vertikalen Maß Y des hinteren Elements 26 des Fahrzeugs 18 und dem unteren Feldmaß 32 des vertikalen Kamerasichtfeldes 12 ist;
tg:
der Ziel-Boden-Abstand ist;
rh:
die bekannte Empfängerhöhe ist;
dm:
die Deichsel-Absenkungsmessung ist;
pi:
der Schnittpunkt ist;
pm:
der Zielmittelpunkt ist.
The first horizontal distance d1 corresponds to a horizontal distance from the camera 12 to an intersection point pi between the lower field dimension of the vertical field of view and a centerline longitudinal axis X of the target 19 and is expressed by Equation 1: d 1 = d v tanθ wherein
ie:
the horizontal camera target distance is;
d1:
the first horizontal distance is;
d2:
the second horizontal distance is;
dv:
the vertical camera target distance is;
θ:
a known angle between a vertical dimension Y of the rear element 26 of the vehicle 18 and the lower field measure 32 of the vertical camera field of view 12 is;
tg:
the target floor distance is;
rh:
the known receiver height is;
dm:
the drawbar lowering measurement is;
pi:
the point of intersection is;
pm:
the target center is.

Zum Berechnen des vertikalen Kamera-Ziel-Abstands dv wird vorgezogen, dass der Benutzer den Ziel-Boden-Abstand tg misst, welcher der Steuerung 16 über die Eingabevorrichtung 14 bereitgestellt werden kann. Alternativ kann in einigen Fällen die Steuerung 16 den Ziel-Boden-Abstand tg innerhalb einer akzeptablen Toleranz durch Verwenden einer bekannten Empfängerhöhe rh für den Ziel-Boden-Abstandswert tg in Fällen verwenden, bei denen eine gerade Deichsel 34 verwendet wird. In Fällen, bei denen die Deichsel 34 eine Absenkung aufweist, kann der Steuerung 16 eine Deichsel-Absenkungsmessung dm bereitgestellt werden, die dem Benutzer typischerweise bekannt ist, und der Ziel-Boden-Abstand tg durch Subtrahieren der Deichsel-Absenkungsmessung dm von der Empfängerhöhe rh (siehe 5) geschätzt werden. Es versteht sich, dass die Deichsel-Absenkungsmessung dm der Steuerung 16 auf verschiedene Arten bereitgestellt werden kann. Zum Beispiel kann die Deichsel-Absenkungsmessung dm manuell in die Eingabevorrichtung 14 eingegeben werden. In Fällen, bei denen ein Strichcode oder ein anderer maschinenlesbarer Code auf der Deichsel 34 bereitgestellt wird, kann die Kamera 12 oder eine tragbare elektronische Vorrichtung, die mit einer Kamera ausgestattet ist (z. B. ein Smartphone), zum Durchführen der optischen Zeichenerkennung (OCR) zum Identifizieren des bestimmten Deichselmodells verwendet werden und die Deichsel-Absenkungsmessung dm automatisch in das Anhängerrückfahrhilfssystem 10 importiert werden. In jedem Fall kann nach Bestimmen des Ziel-Boden-Abstands tg die Steuerung 16 den Ziel-Boden-Abstand tg von einem bekannten Kamera-Boden-Abstand cg subtrahieren, um den vertikalen Kamera-Ziel-Abstand dv zu berechnen. Da der Winkel θ bekannt ist, kann die Steuerung 16 nun den ersten horizontalen Abstand d1 mithilfe der Gleichung 1 berechnen.For calculating the vertical camera target distance dv, it is preferable that the user measures the target ground distance tg which is the control 16 via the input device 14 can be provided. Alternatively, in some cases, the controller 16 use the target ground distance tg within an acceptable tolerance by using a known receiver height rh for the target ground distance value tg in cases where a straight drawbar 34 is used. In cases where the drawbar 34 has a reduction, the controller can 16 provide a drawbar lowering measurement dm, which is typically known to the user, and the target floor distance tg by subtracting the drawbar lowering measurement dm from the receiver height rh (see FIG 5 ) to be appreciated. It is understood that the drawbar lowering measurement dm of the controller 16 can be provided in different ways. For example, the drawbar lowering measurement dm may be manually input to the input device 14 be entered. In cases where a bar code or other machine-readable code on the drawbar 34 is provided, the camera can 12 or a portable electronic device equipped with a camera (eg, a smartphone) for performing optical character recognition (OCR) to identify the particular tiller model and the tiller lowering measurement dm automatically in the trailer backup auxiliary system 10 Imported. In any case, after determining the target ground distance tg, the controller may 16 Subtract the target ground distance tg from a known camera ground distance c g to calculate the vertical camera target distance dv. Since the angle θ is known, the controller can 16 now calculate the first horizontal distance d1 using equation 1.

Nach Berechnen des ersten horizontalen Abstands d1 kann die Steuerung 16 danach den zweiten horizontalen Abstand d2 berechnen, der einem Abstand von dem Schnittpunkt pi zu einem Zielmittelpunkt pm entspricht und von der Gleichung 2 ausgedrückt wird:

Figure DE102015206265A1_0002
worin

da:
der Kamera-Schnittpunkt-Abstand ist;
db:
der Kamera-Zielmittelpunkt-Abstand ist;
γ:
der Winkel zwischen dem Kamera-Zielmittelpunkt-Abstand db und dem Kamera-Schnittpunkt-Abstand da ist.
After calculating the first horizontal distance d1, the controller 16 then calculate the second horizontal distance d2 corresponding to a distance from the intersection point pi to a target center p m and expressed by Equation 2:
Figure DE102015206265A1_0002
wherein
there:
the camera intersection distance is;
db:
the camera target center distance is;
γ:
the angle between the camera target center distance db and the camera intersection distance is there.

Nach dem vorherigen Berechnen des vertikalen Kamera-Ziel-Abstands dv und des ersten horizontalen Abstands d1 kann der Kamera-Schnittpunkt-Abstand da mithilfe des Pythagoras-Theorems berechnet werden. After previously calculating the vertical camera target distance dv and the first horizontal distance d1, the camera intersection distance da there can be calculated using the Pythagoras theorem.

Der Winkel γ kann durch Beobachten einer Beziehung zwischen dem vertikalen Sichtfeld und einem zugehörigen Kamerabild berechnet werden. Diese Beziehung wird durch die Gleichung 3 ausgedrückt:

Figure DE102015206265A1_0003
worin

δ:
der vertikale Sichtfeldwinkel ist;
pc:
die Pixelzahl, die von dem unteren Feldmaß zum Zielmittelpunkt pm in Bezug auf das Kamerabild 36 genommen wird, ist, wie in 6 dargestellt;
vr:
die vertikale Auflösung des Kamerabildes 36 ist.
The angle γ can be calculated by observing a relationship between the vertical field of view and an associated camera image. This relationship is expressed by Equation 3:
Figure DE102015206265A1_0003
wherein
δ:
the vertical field of view angle is;
pc:
the number of pixels from the lower field measure to the target center p m with respect to the camera image 36 is taken as is in 6 shown;
vr:
the vertical resolution of the camera image 36 is.

Die Pixelzahl pc kann mithilfe jedes geeigneten Bilderkennungsverfahrens bestimmt werden und variiert natürlich basierend auf der Positionierung des Ziels 19. Der vertikale Sichtfeldwinkel δ und die vertikale Auflösung vr sind typischerweise aus der Kameraspezifikation 12 bekannt und die zugehörigen Werte können im Speicher gespeichert werden (z. B. Speicher 24) und der Steuerung 16 auf jede geeignete Weise bereitgestellt werden. Nachdem die Steuerung 16 die Pixelzahl pc, den vertikalen Sichtfeldwinkel δ und die vertikale Auflösung vr erhalten hat, kann die Gleichung 3 zum Berechnen von Winkel γ gelöst werden.The pixel count pc may be determined by any suitable image recognition method and of course varies based on the positioning of the target 19 , The vertical field of view angle δ and the vertical resolution vr are typically from the camera specification 12 and the associated values can be stored in memory (eg memory 24 ) and the controller 16 be provided in any suitable manner. After the control 16 the pixel number pc, the vertical field of view angle δ and the vertical resolution vr have been obtained, the equation 3 for calculating angle γ can be solved.

Der Kamera-Zielmittelpunkt-Abstand db kann mithilfe von Gleichung 4 berechnet werden:

Figure DE102015206265A1_0004
worin

dv:
der vertikale Kamera-Ziel-Abstand ist;
α:
der Winkel zwischen dem Kamera-Zielmittelpunkt-Abstand db und der Mittellinien-Längsachse X des Ziels ist.
The camera target center distance db can be calculated using Equation 4:
Figure DE102015206265A1_0004
wherein
dv:
the vertical camera target distance is;
α:
is the angle between the camera target center distance db and the centerline longitudinal axis X of the target.

Durch Erkennen, dass der vertikale Kamera-Ziel-Abstand dv senkrecht zu der Mittellinien-Längsachse X verläuft, kann der Winkel α durch Subtrahieren von 90 Grad, Winkel δ und Winkel γ von 180 Grad berechnet werden. Danach kann der Kamera-Zielmittelpunkt-Abstand db mithilfe von Gleichung 4 berechnet werden, die wiederum das Berechnen des zweiten horizontalen Abstands d2 mit der Gleichung 2 ermöglicht. Schließlich kann der horizontale Kamera-Ziel-Abstand dh durch Summieren des ersten horizontalen Abstands d1 und des zweiten horizontalen Abstands d2 berechnet werden.By detecting that the vertical camera target distance dv is perpendicular to the centerline longitudinal axis X, the angle α can be calculated by subtracting 90 degrees, angles δ, and angles γ of 180 degrees. Thereafter, the camera target center distance db may be calculated using Equation 4, which in turn allows the second horizontal distance d2 to be calculated using Equation 2. Finally, the horizontal camera-target distance, ie, can be calculated by summing the first horizontal distance d1 and the second horizontal distance d2.

Entsprechend wurde ein Anhängerrückfahrhilfssystem, das den horizontalen Kamera-Ziel-Abstand berechnen kann, hierin vorteilhaft zusammen mit einem Verfahren dazu beschrieben. Als Ergebnis braucht ein Benutzer einen solchen Abstand für das Anhängerrückfahrhilfssystem nicht zu messen, wodurch ein möglicher Fehler seitens des Benutzers beseitigt wird.Accordingly, a trailer backup assist system that can calculate the horizontal camera-to-target distance has been advantageously described herein along with a method thereto. As a result, a user need not measure such a distance for the trailer backup assist system, thereby eliminating a possible error on the part of the user.

Es versteht sich, dass Variationen und Modifikationen an der oben erwähnten Struktur vorgenommen werden können, ohne von den Konzepten der vorliegenden Erfindung abzuweichen, und es versteht sich, dass solche Konzepte durch die folgenden Ansprüche abgedeckt sein sollen, sofern diese Ansprüche durch ihre Sprache nicht ausdrücklich etwas anderes ausdrücken.It should be understood that variations and modifications may be made to the above-mentioned structure without departing from the concepts of the present invention, and it is to be understood that such concepts are intended to be covered by the following claims, unless expressly expressed in language claims to express something else.

Claims (10)

Anhängerrückfahrhilfssystem, umfassend: eine Kamera an Bord eines Fahrzeugs, die zum Abbilden eines Ziels auf einem Anhänger konfiguriert ist, der mit dem Fahrzeug ausgerichtet ist; und eine Steuerung in Kommunikation mit der Kamera, wobei der Steuerung eine vom Benutzer erhaltene Messung bereitgestellt wird und sie zum Berechnen eines ersten horizontalen Abstands und eines zweiten horizontalen Abstands und zum Summieren des ersten und des zweiten horizontalen Abstands zum Berechnen eines horizontalen Kamera-Ziel-Abstands konfiguriert ist.Trailer backup system, comprising: a camera on board a vehicle configured to depict a target on a trailer aligned with the vehicle; and controlling in communication with the camera, wherein the controller is provided with a user-obtained measurement and calculating a first horizontal distance and a second horizontal distance and summing the first and second horizontal distances to calculate a horizontal camera target distance is configured. Anhängerrückfahrhilfssystem nach Anspruch 1, wobei die vom Benutzer erhaltene Messung eine Ziel-Boden-Messung ist, die der Steuerung über eine Eingabevorrichtung bereitgestellt wird, über welche die Ziel-Boden-Messung eingegeben wird.The trailer backup assist system according to claim 1, wherein the measurement obtained by the user is a target ground measurement provided to the controller via an input device via which the target ground measurement is input. Anhängerrückfahrhilfssystem nach Anspruch 1, wobei die vom Benutzer erhaltene Messung eine Deichsel-Absenkungsmessung ist, die der Steuerung bereitgestellt wird und die von der Steuerung zum Schätzen einer Ziel-Boden-Messung verwendet wird.The trailer backup assist system according to claim 1, wherein the measurement obtained by the user is a drawbar lowering measurement provided to the controller and used by the controller to estimate a target ground measurement. Anhängerrückfahrhilfssystem nach Anspruch 1, wobei die Kamera ein vertikales Sichtfeld aufweist, das von einem unteren Feldmaß und einem oberen Feldmaß definiert wird, wobei sich der erste horizontale Abstand ferner horizontal von der Kamera zu einem Schnittpunkt zwischen dem unteren Feldmaß und einer Mittellinien-Längsachse des Ziels erstreckt.The trailer backup assist system of claim 1, wherein the camera has a vertical field of view defined by a lower field measure and an upper field measure, the first horizontal distance further being horizontal from the camera to an intersection between the lower field measure and a centerline longitudinal axis of the target extends. Anhängerrückfahrhilfssystem nach Anspruch 4, wobei sich der zweite horizontale Abstand horizontal von dem Schnittpunkt zu einem Ziel-Mittelpunkt erstreckt.The trailer backup assist system of claim 4, wherein the second horizontal distance extends horizontally from the intersection to a destination centerpoint. Anhängerrückfahrhilfssystem nach Anspruch 4, wobei die Steuerung den ersten horizontalen Abstand mithilfe eines Kamera-Boden-Abstands und eines Winkels zwischen einer vertikalen Achse, die sich durch die Kamera erstreckt, und dem unteren Feldmaß berechnet.The trailer backup assist system of claim 4, wherein the controller calculates the first horizontal distance using a camera-to-ground distance and an angle between a vertical axis extending through the camera and the bottom field measure. Anhängerrückfahrhilfssystem nach Anspruch 5, wobei die Steuerung den zweiten horizontalen Abstand unter Verwendung eines Kamera-Schnittpunk-Abstands, eines Kamera-Ziel-Mittelpunktabstands und eines Winkels zwischen dem Kamera-Ziel-Mittelpunktabstand und dem Kamera-Schnittpunkt-Abstand berechnet.The trailer backup assist system according to claim 5, wherein the controller calculates the second horizontal distance using a camera intersection distance, a camera target center distance, and an angle between the camera target center distance and the camera intersection distance. Anhängerrückfahrhilfssystem, umfassend: eine Kamera an Bord eines Fahrzeugs und mit einem vertikalen Sichtfeld, das von einem unteren Feldmaß und einem oberen Feldmaß zum Abbilden eines Ziels, das auf einem Anhänger angeordnet ist, definiert wird; eine Eingabevorrichtung zum Eingeben einer vom Benutzer erhaltenen Messung; und eine Steuerung zum Empfangen von Bilddaten aus der Kamera und der vom Benutzer erhaltenen Messung, um einen horizontalen Kamera-Ziel-Abstand zu berechnen.A trailer backup assist system, comprising: a camera on board a vehicle and having a vertical field of view defined by a lower field measure and an upper field measure for imaging a target disposed on a trailer; an input device for inputting a measurement obtained by the user; and a controller for receiving image data from the camera and the measurement obtained by the user to calculate a horizontal camera-to-target distance. Anhängerrückfahrhilfssystem nach Anspruch 8, wobei die vom Benutzer erhaltene Messung eine von einem Ziel-Boden-Abstand und einer Deichsel-Absenkungsmessung umfasst.The trailer backup assist system of claim 8, wherein the measurement obtained by the user comprises one of a target ground distance and a drawbar lowering measurement. Anhängerrückfahrhilfssystem nach Anspruch 8, wobei die Eingabevorrichtung eine von einer Mensch-Maschinen-Schnittstelle, die im Fahrzeug bereitgestellt wird, und einer tragbaren elektronischen Vorrichtung, die zur drahtlosen Kommunikation konfiguriert ist, umfasst.The trailer backup assist system of claim 8, wherein the input device comprises one of a man-machine interface provided in the vehicle and a portable electronic device configured for wireless communication.
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