DE102015226695A1 - Method and device for determining the overhang length of a trailer - Google Patents

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DE102015226695A1
DE102015226695A1 DE102015226695.8A DE102015226695A DE102015226695A1 DE 102015226695 A1 DE102015226695 A1 DE 102015226695A1 DE 102015226695 A DE102015226695 A DE 102015226695A DE 102015226695 A1 DE102015226695 A1 DE 102015226695A1
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Philipp Hüger
Thomas Weidner
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D13/00—Steering specially adapted for trailers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B62D13/06—Steering specially adapted for trailers for backing a normally drawn trailer

Abstract

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der Überhanglänge eines einachsigen Anhängers mit starrer Deichsel bei einem Gespann bestehend aus einem Zugfahrfahrzeug und dem angekoppelten Anhänger, wobei der Abstand zwischen Hinterachse und Heck des Zugfahrzeugs bekannt ist und sich das Gespann auf einer Kreisbahn mit konstantem Radius bewegt, führt die folgenden Schritte aus: – Bestimmung der Deichsellänge des Anhängers, – Bestimmung des Knickwinkels des Gespanns, – Bestimmung des Bewegungsvektors des Anhängers, und – Ermitteln der Überhanglänge des Anhängers aus der Deichsellänge des Anhängers, dem Knickwinkel und dem Bewegungsvektor. Die ermittelte Überhanglänge wird beim unterstützten rückwärtigen Einparken des Gespanns verwendet.A method and apparatus for determining the overhang length of a rigid drawbar uniaxial trailer in a team consisting of a towing vehicle and the attached trailer, the distance between the rear and rear of the towing vehicle being known and the combination moving on a constant radius circular path, Carry out the following steps: - Determining the drawbar length of the trailer, - Determining the articulation angle of the trailer, - Determining the trailer's movement vector, and - Determining the trailer's overhang length from the drawbar length of the trailer, the articulation angle and the motion vector. The determined overhang length is used in assisted rearward parking of the team.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Überhanglänge eines einachsigen Anhängers gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, einer Vorrichtung zur Bestimmung der Überhanglänge eines einachsigen Anhängers gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 5, ein Verfahren zum rückwärtigen Einparken eines Gespanns gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10 sowie eine entsprechendes Anhängerrangierassistenzsystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 11. The invention relates to a method for determining the overhang length of a uniaxial trailer according to the preamble of claim 1, an apparatus for determining the overhang length of a uniaxial trailer according to the preamble of claim 5, a method for rearward parking a team according to the preamble of claim 10 and a corresponding Anhängerrangierassistenzsystem according to the preamble of claim 11.

Das Rangieren eines Gespanns bestehend aus einem als Zugfahrzeug dienendem Kraftfahrzeug und einem Anhänger ist generell als schwierig einzustufen, wobei die Schwierigkeit bei der Rückwärtsfahrt zunimmt, da der Anhänger zum Ausscheren neigt. Insbesondere ist für ungeübte Personen das Einlenken des Anhängers eines Gespanns bei einer Änderung des Lenkwinkels des Zugfahrzeugs bei einer Rückwärtsfahrt nicht ohne weiteres nachvollziehbar, so dass es bei einem Einparken eines Gespanns häufig aufgrund eines vom Fahrer ungünstig gewählten Lenkwinkels zu einer Kollision mit einem benachbarten Hindernis oder zu einem Einknicken des Gespanns kommt. The maneuvering of a team consisting of a vehicle serving as a towing vehicle and a trailer is generally difficult to classify, with the difficulty in reversing increasing as the trailer tends to skid. In particular, for inexperienced persons, the turning of the trailer of a team with a change in the steering angle of the towing vehicle during a reverse is not readily apparent, so that when parking a team often due to a driver unfavorably selected steering angle to a collision with an adjacent obstacle or comes to a buckling of the team.

Abhilfe schafft hier ein Assistenzsystem zum Rangieren eines Anhängers eines Gespanns, auch als Trailer Assist bezeichnet, welches das Lenken übernimmt. Der Fahrer muss lediglich den Rückwärtsgang einlegen, den Parkhilfetaster drücken und durch Vorgabe des Sollknickwinkels die Richtung angeben, die der Anhänger einschlagen soll. Das Fahrzeug lenkt nun automatisch, wobei der Fahrer aber weiterhin für das Schalten, Beschleunigen und Bremsen verantwortlich ist. Diese Vorgabe des Sollknickwinkels durch den Fahrer in einer bestimmten Fahrsituation erfordert einige Erfahrung. Remedy here creates an assistance system for maneuvering a trailer of a team, also referred to as Trailer Assist, which takes over the steering. The driver only has to engage the reverse gear, press the park aid button and specify the direction the trailer should take by specifying the desired bending angle. The vehicle now steers automatically, but the driver continues to be responsible for shifting, accelerating and braking. This specification of the predetermined bending angle by the driver in a certain driving situation requires some experience.

Aus der Druckschrift DE 10 2012 015 435 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Rangieren eines Gespanns bestehend aus einem Zugfahrzeug und einem Anhänger bekannt, wobei der Anhänger mittels einer nichtlenkbaren Deichsel mit dem Zugfahrzeug verbunden ist und das Zugfahrzeug mittels einer Rückfahrkamera das rückwärtige Umfeld einschließlich Anhänger beobachtet. Dabei umfasst das Verfahren die folgenden Schritte:

  • – Bestimmung des Ist-Knickwinkels des Anhängers relativ zum Zugfahrzeug,
  • – Bestimmung der Deichsellänge und des maximalen Knickwinkels des Anhängers,
  • – Eingabe des Soll-Knickwinkels des Anhängers,
  • – Rückwärtsfahren des Zugfahrzeugs mit zumindest aktiver Lenkunterstützung bis zum Erreichen des Soll-Knickwinkel des Anhängers,
  • – Fixieren der durch den Soll-Knickwinkel vorgegebenen Fahrtrichtung, und
  • – Rangieren des Zugfahrzeugs mit zumindest aktiver Lenkunterstützung unter Beibehaltung der vorgegebenen Fahrtrichtung bis zum Erreichen einer endgültigen Parkposition.
From the publication DE 10 2012 015 435 A1 a method and a device for maneuvering a team consisting of a towing vehicle and a trailer is known, wherein the trailer is connected by means of a non-steerable drawbar with the towing vehicle and the towing vehicle by means of a reversing camera observing the rear environment including trailer. The method comprises the following steps:
  • Determination of the actual kink angle of the trailer relative to the towing vehicle,
  • - Determination of the drawbar length and the maximum bending angle of the trailer,
  • - input of the desired bending angle of the trailer,
  • Reversing the towing vehicle with at least active steering assistance until reaching the desired bending angle of the trailer,
  • Fixing the predetermined by the desired bending angle travel direction, and
  • - Rang the towing vehicle with at least active steering assistance while maintaining the predetermined direction of travel until reaching a final parking position.

Die Druckschrift DE 10 2013 000 198 A1 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Rangieren eines Gespanns bestehend aus einem Zugfahrzeug und einem Anhänger, wobei der Anhänger mittels einer nichtlenkbaren Deichsel mit dem Zugfahrzeug verbunden ist und das Zugfahrzeug mittels einer Rückfahrkamera das rückwärtige Umfeld einschließlich Anhänger erfasst. Dabei werden die folgenden Schritte ausgeführt:

  • – Bestimmung des Ist-Knickwinkels des Anhängers relativ zum Zugfahrzeug,
  • – Vorgabe einer in Rückwärtsrichtung zu fahrenden Sollbahn durch Festlegen eines entlang der Sollbahn konstanten Soll-Knickwinkels des Anhängers,
  • – Rangieren des Gespanns in den durch die gewählte Sollbahn vorgegebenen Soll-Knickwinkel, falls der Soll-Knickwinkel nicht dem Ist-Knickwinkel entspricht,
  • – Rückwärtsfahren des Zugfahrzeugs auf der vorgegebenen Sollbahn mit zumindest aktiver Lenkunterstützung bis zum Erreichen eines Fixierungspunktes auf der Sollbahn, ab dem der Anhänger mit vorgegebener Fahrtrichtung zu rangieren ist,
  • – Fixieren der durch den Fixierungspunkt vorgegebenen Fahrtrichtung, und
  • – Rangieren des Zugfahrzeugs mit zumindest aktiver Lenkunterstützung unter Beibehaltung der vorgegebenen Fahrtrichtung bis zum Erreichen einer endgültigen Parkposition.
The publication DE 10 2013 000 198 A1 relates to a method and a device for maneuvering a team consisting of a towing vehicle and a trailer, wherein the trailer is connected by means of a non-steerable drawbar with the towing vehicle and the towing vehicle by means of a rear view camera detects the rear environment including trailer. The following steps are performed:
  • Determination of the actual kink angle of the trailer relative to the towing vehicle,
  • Specification of a desired path to be traveled in the reverse direction by setting a desired bending angle of the trailer which is constant along the desired path,
  • Shunting of the combination in the predetermined bending angle predetermined by the selected set path, if the desired bending angle does not correspond to the actual bending angle,
  • - reversing the towing vehicle on the predetermined target path with at least active steering assistance until reaching a fixation point on the desired path, from which the trailer is to be ranked with the given direction of travel,
  • - fixing the predetermined by the fixing point direction of travel, and
  • - Rang the towing vehicle with at least active steering assistance while maintaining the predetermined direction of travel until reaching a final parking position.

Aus der Druckschrift DE 198 06 655 A1 ist bekannt, dass bei einer durch den Fahrer eingeleiteten Rückwärtsfahrt der momentane Winkel zwischen Anhänger und Deichsel als Anhängerlenkwinkel gespeichert wird. Weiter werden über Winkelaufnehmer die Winkel zwischen Anhänger und Deichsel, zwischen Deichsel und Lastwagen sowie der Lenkwinkel des Lenkrades ermittelt und zu einem Steuergerat übertragen, wobei in dem Steuergerat zusätzlich Daten über die Abmessungen von Anhänger und Lastwagen gespeichert werden. Aus den ermittelten Winkeln und den gespeicherten Daten wird ein Soll-Lenkwinkel für das Lenkrad ermittelt, der zur Einhaltung des Anhängerlenkwinkels erforderlich ist, und es wird vom Steuergerat ein Stellmotor gesteuert, der die aktive Einstellung des Soll-Lenkwinkels am Lenkrad vollzieht oder unterstützt. Damit der Prozessor im Steuergerat die Ermittlung des erforderlichen Soll-Lenkwinkels durchführen kann, werden als Daten für die Abmessungen des Anhängers die Länge des Radstandes und die Länge der Deichsel gespeichert und als Daten für die Abmessungen des Lastwagens der Überhang der Anhängerkupplung nach hinten und die Lange des Radstandes gespeichert. From the publication DE 198 06 655 A1 It is known that in a initiated by the driver reverse driving the instantaneous angle between the trailer and drawbar is stored as a trailer steering angle. Next Winkelenknehmer the angle between the trailer and drawbar between drawbar and truck and the steering angle of the steering wheel are determined and transmitted to a control unit, in addition data on the dimensions of trailer and trucks are stored in the control unit. From the determined angles and the stored data, a target steering angle for the steering wheel is determined, which is required to maintain the trailer steering angle, and it is controlled by the control unit, a servomotor that enforces or supports the active adjustment of the target steering angle on the steering wheel. So that the processor in the control unit can carry out the determination of the required target steering angle, the length of the wheelbase and the length of the drawbar are stored as data for the dimensions of the trailer and the data for the dimensions of the truck, the overhang of the trailer hitch to the rear and the length the wheelbase saved.

Die Druckschrift DE 10 2008 040 712 A1 beschreibt ein Verfahren zur Ermittlung einer Fahrzeugzustandsgröße in einem Fahrzeuggespann, bestehend aus einem Zugfahrzeug und einem Anhänger, wobei sowohl im Zugfahrzeug als auch im Anhänger eine Sensorik zur Messung von Fahrzeugzustandsgrößen vorhanden ist und die Sensordaten zwischen Anhänger und Zugfahrzeug übertragen werden. Zur Bestimmung und/oder Plausibilisierung der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit wird mindestens eine mit der Anhänger-Sensorik ermittelte Fahrzeugzustandsgröße herangezogen. The publication DE 10 2008 040 712 A1 describes a method for determining a vehicle state variable in a vehicle combination consisting of a towing vehicle and a trailer, wherein sensors in the towing vehicle and in the trailer for measuring vehicle state variables are present and the sensor data is transferred between the trailer and towing vehicle. For determination and / or plausibility of the vehicle reference speed, at least one vehicle state variable determined with the trailer sensor system is used.

Um bei der Rückwärtsfahrt des Gespanns ein genaues Anfahren einer Zielposition zu ermöglichen, muss der Überhang des Anhängers bekannt sein. Bei den bekannten Verfahren erfolgt keine Bestimmung des Überhangs des Anhängers, sondern die Überhanglänge muss abgespeichert im System vorliegen. Liegt diese nicht vor oder erfolgt ein Wechsel des Anhängers, so kann das Anfahren der Zielposition erschwert sein. In order to enable a precise approach to a target position when reversing the team, the overhang of the trailer must be known. In the known methods, no determination of the overhang of the trailer, but the overhang length must be stored in the system. If this is not the case or if the trailer is changed, it may be difficult to approach the destination.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der Überhanglänge eines Anhängers sowie ein entsprechendes Assistenzverfahren bzw. Assistenzsystem zum rückwärtigen Rangieren eines Gespanns anzugeben, so dass eine Zielposition vereinfacht, insbesondere automatisch, angefahren werden kann. The invention is therefore based on the object of specifying a method and a device for determining the overhang length of a trailer and a corresponding assistance method or assistance system for rear maneuvering a team, so that a target position simplified, in particular automatically, can be approached.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Bestimmung der Überhanglänge eines einachsigen Anhängers mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine Vorrichtung zur Bestimmung der Überlänge mit den Merkmalen des Anspruchs 5, ein Verfahren zum rückwärtigen Einparken eines Gespanns mit den Merkmalen des Anspruchs 10 sowie ein entsprechendes Assistenzsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. This object is achieved by a method for determining the overhang length of a uniaxial trailer with the features of claim 1, an apparatus for determining the excess length with the features of claim 5, a method for rearward parking a team with the features of claim 10 and a corresponding assistance system solved with the features of claim 11. Preferred embodiment of the invention are subject of the dependent claims.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung der Überhanglänge eines einachsigen Anhängers mit starrer Deichsel bei einem Gespann bestehend aus einem Zugfahrfahrzeug und dem angekoppelten Anhänger, wobei der Abstand zwischen Hinterachse und Heck des Zugfahrzeugs bekannt ist und sich das Gespann auf einer Kreisbahn mit konstantem Radius bewegt, führt die folgenden Schritte aus:

  • – Bestimmung der Deichsellänge des Anhängers,
  • – Bestimmung des Knickwinkels des Gespanns,
  • – Bestimmung des Bewegungsvektors des Anhängers, und
  • – Ermitteln der Überhanglänge des Anhängers aus der Deichsellänge des Anhängers, dem Knickwinkel des Gespanns und dem Bewegungsvektor des Anhängers.
The inventive method for determining the overhang length of a single-axle trailer with a rigid drawbar in a team consisting of a towing vehicle and the coupled trailer, the distance between the rear axle and rear of the towing vehicle is known and moves the team on a circular path with a constant radius, which leads following steps:
  • - determination of the drawbar length of the trailer,
  • Determination of the articulation angle of the team,
  • - Determination of the motion vector of the trailer, and
  • - Determine the overhang length of the trailer from the drawbar length of the trailer, the articulation angle of the trailer and the motion vector of the trailer.

Vorzugsweise wird zur Ermittlung der Überhanglänge des Anhängers der Radius der Kreisbahn aus der Deichsellänge des Anhängers, dem Knickwinkels des Gespanns und dem Abstand zwischen Hinterachse und Heck des Zugfahrzeugs ermittelt. Preferably, the radius of the circular path is determined from the drawbar length of the trailer, the bending angle of the trailer and the distance between the rear axle and the rear of the towing vehicle to determine the overhang length of the trailer.

Weiter bevorzugt wird der Bewegungsvektor des Anhängers aus den Bilddaten einer am Heck des Anhängers montierten Kamera mittels Bildverarbeitung bestimmt. More preferably, the motion vector of the trailer is determined from the image data of a mounted on the rear of the trailer camera by image processing.

Weiter bevorzugt wird der Bewegungsvektor des Anhängers aus den Beschleunigungsdaten einer am Anhänger angeordneten Beschleunigungssensorik durch Integration des ermittelten Beschleunigungsvektors bestimmt. More preferably, the motion vector of the trailer is determined from the acceleration data of an acceleration sensor system arranged on the trailer by integration of the determined acceleration vector.

Insbesondere kann die Kamera eines Smartphones, welches am Heck des Anhängers angeordnet ist, zur Bereitstellung der Bilddaten verwendet werden. Ein derartiges Smartphone verfügt weiterhin über Beschleunigungssensoren, so dass die Daten der Beschleunigungssensorik des Smartphones ebenfalls zur Bestimmung des Bewegungsvektors verwendet werden können. In particular, the camera of a smartphone, which is arranged at the rear of the trailer, can be used to provide the image data. Such a smartphone also has acceleration sensors, so that the data of the acceleration sensor of the smartphone can also be used to determine the motion vector.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bestimmung der Überhanglänge eines einachsigen Anhängers mit starrer Deichsel bei einem Gespann bestehend aus einem Zugfahrfahrzeug und dem angekoppelten Anhänger, wobei die Vorrichtung zur Durchführung des im Vorangegangenen beschriebenen Verfahrens eingerichtet und ausgelegt ist, umfasst

  • – eine Einrichtung zur Bestimmung des Knickwinkels des Gespanns,
  • – eine Einrichtung zum Ermitteln der Deichsellänge des Anhängers aus den Knickwinkeldaten, und
  • – eine Einrichtung zur Bestimmung des Bewegungsvektors des Anhängers.
The device according to the invention for determining the overhang length of a uniaxial trailer with a rigid drawbar in a combination consisting of a towing vehicle and the coupled trailer, the device being set up and designed to carry out the method described above
  • A device for determining the articulation angle of the team,
  • - A device for determining the drawbar length of the trailer from the buckling angle data, and
  • - A device for determining the motion vector of the trailer.

Vorzugsweise wird die Einrichtung zur Bestimmung des Bewegungsvektors des Anhängers durch eine Kamera gebildet. Preferably, the means for determining the motion vector of the trailer is formed by a camera.

Weiter bevorzugt wird die Einrichtung zur des Bewegungsvektors des Anhängers durch eine Beschleunigungssensorik gebildet. More preferably, the device for the movement vector of the trailer is formed by an acceleration sensor.

Wie bereits erwähnt, kann die Kamera und/oder die Beschleunigungssensorik durch ein Smartphone gebildet werden. Mit anderen Worten, es können die entsprechenden Daten des Smartphones zur Bestimmung der Überhanglänge des Anhängers verwendet werden As already mentioned, the camera and / or the acceleration sensor system can be formed by a smartphone. In other words, the corresponding data of the smartphone can be used to determine the overhang length of the trailer

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum unterstützten rückwärtigen Einparken eines Gespanns bestehend aus einem Zugfahrzeug und einem mit den Zugfahrzeug gekoppelten einachsigen Anhänger mit starrer Deichsel, wird zur Bestimmung der Trajektorie des rückwärtigen Einparkens die Überhanglänge des Anhängers mittels des im Vorangegangenen erläuterten Verfahrens bestimmt. In the method according to the invention for assisting rearward parking of a team consisting of a towing vehicle and coupled to the towing vehicle uniaxial trailer with rigid drawbar, the overhang length of the trailer is determined by means of the method explained above to determine the trajectory of the rear parking.

Das erfindungsgemäße Assistenzsystem zum unterstützten rückwärtigen Einparken eines Gespanns bestehend aus einem Zugfahrzeug und einem mit den Zugfahrzeug gekoppelten einachsigen Anhänger mit starrer Deichsel, weist eine im Vorangegangenen erläuterte Vorrichtung zur Bestimmung der Überhanglänge des Anhängers auf. The assistance system according to the invention for assisting rearward parking of a vehicle consisting of a towing vehicle and a towing vehicle coupled to a uniaxial trailer with a rigid drawbar, has a device explained above for determining the overhang length of the trailer.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert. Dabei zeigt A preferred embodiment of the invention will be explained below with reference to the drawings. It shows

1 eine schematische Darstellung eines Gespanns, 1 a schematic representation of a team,

2 die geometrischen Verhältnisse des Gespanns, und 2 the geometric relations of the team, and

3 die separate Geometrie des Anhängers zur Bestimmung der Überhanglänge. 3 the separate geometry of the trailer to determine the overhang length.

1 zeigt ein Gespann 1 bestehend aus einem Zugfahrzeug 2 und einem Anhänger 3, welcher mittels einer Kupplung 6, insbesondere einer Kugelkupplung, an das Zugfahrzeug 2 angekoppelt ist. Dabei handelt es sich um den Anhänger 3 um einen solchen mit einer Achse 4 und fest mit dieser verbundenen Deichsel 5. Die geometrischen Abmessungen des Anhängers in seine Längsachse, d.h. in Richtung der Deichsel 5, werden definiert durch seine Deichsellänge ld und den Überhang lü, wobei die Summe aus der Deichsellänge ld und dem Überhang lü die Gesamtlänge lg des Anhängers 3 bilden. 1 shows a team 1 consisting of a towing vehicle 2 and a trailer 3 , which by means of a coupling 6 , in particular a ball coupling, to the towing vehicle 2 is coupled. This is the trailer 3 with such an axis 4 and firmly with this connected drawbar 5 , The geometric dimensions of the trailer in its longitudinal axis, ie in the direction of the drawbar 5 , are defined by its drawbar length l d and the overhang l ü , the sum of the drawbar length l d and the overhang l ü the total length l g of the trailer 3 form.

In 2 werden die geometrischen Größen des Gespanns 1 dargestellt, die zur funktionalen Betrachtung benötigt werden. Zur Ermittlung der Zusammenhänge zwischen den geometrischen Größen des angekoppelten Anhängers 3 sind einige Voraussetzungen notwendig. In 2 become the geometric sizes of the team 1 shown, which are needed for functional consideration. To determine the relationships between the geometrical sizes of the attached trailer 3 some conditions are necessary.

Zum Einen wird für die mathematische Berechnung und spätere Umsetzung des Algorithmus die Fahrt des Gespanns 1 auf einer konstanten Kreisbahn vorausgesetzt, wodurch ein konstanter Knickwinkels θk zwischen Zugfahrzeug 2 und Anhänger 3 gegeben ist. Zum Anderen wird der Radius r als konstant angenommen, so dass die Mittelpunkte M1, M2 der Kreisbahnen von Zugfahrzeug 2 und Anhänger 3 identisch sind und sich so die mathematischen Berechnungen vereinfachen. On the one hand, for the mathematical calculation and later implementation of the algorithm is the drive of the team 1 provided on a constant circular path, whereby a constant kink angle θ k between towing vehicle 2 and followers 3 given is. On the other hand, the radius r is assumed to be constant, so that the centers M1, M2 of the circular paths of towing vehicle 2 and followers 3 are identical and thus simplify the mathematical calculations.

Des Weiteren benötigt der Algorithmus für die Berechnung der Gesamtlänge des Anhängers 3 einen Bewegungsvektor vom Heck des angekoppelten Anhängers 3, der mittels einer geeigneten Bewegungsvektorsensorik 7 ermittelt werden kann, wobei der Bewegungsvektor der Bewegung des Anhängers 3 entspricht. Als geeignete Bewegungsvektorsensorik 7 kommt eine zusätzliche, am Heck des Anhängers 3 montierte Kamera oder eine am Anhänger angeordnete Beschleunigungssensorik in Frage, die die benötigten Daten erzeugen und weiter verarbeiten können. Furthermore, the algorithm needed for the calculation of the total length of the trailer 3 a motion vector from the tail of the attached trailer 3 by means of a suitable motion vector sensor 7 can be determined, with the motion vector of the movement of the trailer 3 equivalent. As suitable motion vector sensor 7 comes an extra, at the rear of the trailer 3 mounted camera or arranged on the trailer acceleration sensors in question, which can generate the required data and process further.

Im Fall einer Kamera beruht die Ermittlung der Vektorkomponenten des Bewegungsvektors auf der Erkennung von korrespondierenden Merkmalspunkten zeitlich aufeinanderfolgender Kamerabilder. Um die Bewegung der Kamera zu ermitteln, wird die Verschiebung der Merkmalspunkte von Bild zu Bild geschätzt. Durch diese Verschiebungen ergibt sich eine Trajektorie der Kamera, aus der sich der Bewegungsvektor des Anhängers bestimmen lässt. In the case of a camera, the determination of the vector components of the motion vector is based on the recognition of corresponding feature points of temporally successive camera images. To determine the movement of the camera, the displacement of the feature points from image to image is estimated. These shifts result in a trajectory of the camera, from which the motion vector of the trailer can be determined.

Wird die Bewegungsvektorsensorik 7 durch einen Beschleunigungssensors, beispielsweise der Beschleunigungssensor eines Smartphones, gebildet, so werden die Vektorkomponenten des Bewegungsvektors über eine Integration des Beschleunigungsvektors ermittelt. Will the motion vector sensor 7 formed by an acceleration sensor, for example the acceleration sensor of a smartphone, the vector components of the motion vector are determined via an integration of the acceleration vector.

Bei einer konstanten Kurvenfahrt ist der Bewegungsvektor abhängig vom Kurvenradius r, von der Geschwindigkeit des Zugfahrzeugs 2, sowie von der Deichsellänge ld und der Gesamtlänge lg des Anhängers 3. Da alle benötigten Größen bekannt bzw. bestimmbar sind, lässt sich die Gesamtlänge mittels trigonometrischer Beziehungen ermitteln. In a constant cornering, the motion vector is dependent on the turning radius r, of the speed of the towing vehicle 2 , as well as the drawbar length l d and the total length l g of the trailer 3 , Since all required quantities are known or determinable, the total length can be determined by means of trigonometric relationships.

Der Radius r der konstanten Kurvenfahrt, welche die erste Voraussetzung für die Ermittlung der Gesamtlänge lg des Anhängers 3 darstellt, kann aus der Geometrie des Gespanns 1, bestimmt werden, wie im Folgenden beschrieben wird. The radius r of the constant cornering, which is the first condition for determining the total length l g of the trailer 3 represents, can from the geometry of the team 1 , are determined as described below.

Der Radius r der Kreisbahn des Gespanns 1 ergibt sich zu: r = x1 + x2 The radius r of the circle of the team 1 results in: r = x 1 + x 2

Die Hilfsgrößen x1 und x2 lassen sich ausdrücken als: x1 = ld·sinθk, und

Figure DE102015226695A1_0002
The auxiliary quantities x 1 and x 2 can be expressed as: x 1 = l d · sin θ k , and
Figure DE102015226695A1_0002

Aus der 2 ergeben sich die Größe h und h1 zu h = lk + h1 und h1 = ld·cosθk. From the 2 arise the size h and h 1 to h = 1 k + h 1 and h 1 = l d · cosθ k .

Somit gilt:

Figure DE102015226695A1_0003
woraus sich der Radius r der Kreisbahn des Gespanns 1 ergibt zu:
Figure DE102015226695A1_0004
Thus:
Figure DE102015226695A1_0003
what is the radius r of the circle of the team 1 results in:
Figure DE102015226695A1_0004

Hierbei entspricht ld der Deichsellänge der Anhängers, θk dem Knickwinkel zwischen Zugfahrzeug 2 und Anhänger 3 und lk dem fahrzeugseitigen Achse-Kupplungs-Abstand. Die Deichsellänge ld, welche durch die Geometrie des Anhängers vorgegeben ist, und der fahrzeugseitige Achse-Kupplungs-Abstand lk des Zugfahrzeugs 2 werden als konstant angenommen. Der Knickwinkel θk wird beispielsweise von einem Laserscanner detektiert und aufgezeichnet. Die ermittelten Werte werden als Tabelle gespeichert und können direkt im Algorithmus verwendet werden. Here l d corresponds to the drawbar length of the trailer, θ k the articulation angle between towing vehicle 2 and followers 3 and l k the vehicle-side axle-clutch distance. The drawbar length l d , which is determined by the geometry of the trailer, and the vehicle-side axle-coupling distance l k of the towing vehicle 2 are assumed to be constant. The bending angle θ k is detected and recorded, for example, by a laser scanner. The determined values are stored as a table and can be used directly in the algorithm.

In 3 ist die Ermittlung des Überhangs lü des Anhängers 3 dargestellt. Dazu muss Bewegungsvektor ν → des Anhängers 3 bekannt sein, der beispielsweise mittels Bildverarbeitung durch eine Kamera 7, welche am Heck des Anhängers befestigt ist, bestimmt werden kann. In 3 is the determination of the overhang l ü of the trailer 3 shown. This must be motion vector ν → of the trailer 3 be known, for example, by means of image processing by a camera 7 , which is attached to the rear of the trailer, can be determined.

Für den in 3 dargestellten Bewegungsvektor ν → gilt: ν → = (νx + νy). For the in 3 illustrated motion vector ν → applies: ν → = (ν x + ν y ).

Berechnet wird im Folgenden die Überhanglänge lü des Anhängers 3. Diese beschreibt den Abstand zwischen Anhängerachse und dessen Heck. Wie in 3 zu sehen ist, kann wie folgt auf die Überhanglänge lü geschlossen werden. Calculated in the following is the overhang length l ü of the trailer 3 , This describes the distance between the trailer axle and the rear. As in 3 can be seen, can be closed as follows on the overhang length l ü .

Aus den in 3 dargestellten Zusammenhängen

Figure DE102015226695A1_0005
und
Figure DE102015226695A1_0006
kann eine Gleichung für den Überhang lü des Anhängers ermittelt werden. From the in 3 represented relationships
Figure DE102015226695A1_0005
and
Figure DE102015226695A1_0006
An equation for the overhang l ü of the trailer can be determined.

Dabei sind νx und νy die Komponenten des Bewegungsvektors ν → , lü die gesuchte Überhanglänge und r der Radius der konstanten Kreisbahn. Where ν x and ν y are the components of the motion vector ν → , l ü the required overhang length and r the radius of the constant circular path.

Durch Gleichsetzen obiger Gleichungen ergibt sich für die Überhanglänge:

Figure DE102015226695A1_0007
By equating the above equations, the following results for the overhang length:
Figure DE102015226695A1_0007

Die Gesamtlänge lg des Anhängers 3 ergibt sich daher aus der Summation der Überhanglänge lü und der Deichsellänge ld zu: lg = lü + ld. The total length l g of the trailer 3 results from the summation of the overhang length l ü and the drawbar length l d to: l g = l ü + l d .

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Gespann  team
22
Zufahrzeug  towing vehicle
33
Anhänger  pendant
44
Anhängerachse  trailer axle
55
Deichsel  shaft
66
Kupplung  clutch
77
Bewegungsvektorsensorik  Motion vector sensor
lg l g
Gesamtlänge des Anhängers Total length of the trailer
ld l d
Deichsellänge des Anhängers Tiller length of the trailer
lü l ü
Überhang des Anhängers Overhang of the trailer
lk l k
Abstand zwischen Hinterachse und Heck des Zugfahrzeugs Distance between rear axle and rear of towing vehicle
h1 h 1
Projektion der Deichsellänge auf die Fahrzeuglängsachse Projection of the drawbar length on the vehicle's longitudinal axis
hH
Summe von lk und h1 Sum of l k and h 1
x1 x 1
Abstand Anhängerachsmittelpunkt zur Längsachse des Zugfahrzeugs Distance trailer axle center to the longitudinal axis of the towing vehicle
x2 x 2
Abstand Anhängerachsmittelpunkt-Kreismittelpunkt bezüglich ZugfahrzeuglängsachseDistance trailer axle center circle center with respect to tractor longitudinal axis
rr
Radius Kreisbahn  Radius circular path
θk θ k
Knickwinkel zwischen den Längsachsen des Zugfahrzeugs und des Anhängers Buckling angle between the longitudinal axes of the towing vehicle and the trailer
M1 M 1
Mittelpunkt der Kreisbahn des Zugfahrzeugs Center of the circular path of the towing vehicle
M2 M 2
Mittelpunkt der Kreisbahn des Anhängers Center of the circular path of the trailer
ν →ν →
Bewegungsvektor des Anhängers Motion vector of the trailer
νx ν x
x-Komponente der Anhängergeschwindigkeit x component of trailer speed
νy ν y
y-Komponente der Anhängergeschwindigkeit y component of trailer speed
ββ
Winkel zwischen ν → und νx Angle between ν → and ν x

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • DE 102008040712 A1 [0007] DE 102008040712 A1 [0007]

Claims (10)

Verfahren zur Bestimmung der Überhanglänge (lü) eines einachsigen Anhängers (3) mit starrer Deichsel bei einem Gespann (1) bestehend aus einem Zugfahrfahrzeug (2) und dem angekoppelten Anhänger (3), wobei der Abstand (lk) zwischen Hinterachse und Heck des Zugfahrzeugs bekannt ist und sich das Gespann (1) auf einer Kreisbahn mit konstantem Radius (r) bewegt, gekennzeichnet durch die Schritte: Bestimmung der Deichsellänge (ld) des Anhängers (3), Bestimmung des Knickwinkels (θk) des Gespanns (1), Bestimmung des Bewegungsvektors ( ν → ) des Anhängers (3), und Ermitteln der Überhanglänge (lü) aus der Deichsellänge (ld) des Anhängers, dem Knickwinkel (θk) und dem Bewegungsvektor ( ν → ). Method for determining the overhang length (l ü ) of a single-axle trailer ( 3 ) with rigid drawbar in a team ( 1 ) consisting of a towing vehicle ( 2 ) and the attached trailer ( 3 ), wherein the distance (l k ) between the rear axle and the rear of the towing vehicle is known and the team ( 1 ) is moved on a circular path of constant radius (r), characterized by the steps: determination of the drawbar length (l d ) of the trailer ( 3 ), Determination of the kink angle (θ k ) of the team ( 1 ), Determination of the motion vector ( ν → ) of the trailer ( 3 ), and determining the overhang length (l ü ) from the drawbar length (l d ) of the trailer, the articulation angle (θ k ) and the motion vector ( ν → ). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der Überhanglänge (lü) des Anhängers der Radius (r) der Kreisbahn aus der Deichsellänge (ld) des Anhängers (3), dem Knickwinkels (θk) des Gespanns (1) und dem Abstand (lk) zwischen Hinterachse und Heck des Zugfahrzeugs (2) ermittelt wird. A method according to claim 1, characterized in that for determining the overhang length (l ü ) of the trailer, the radius (r) of the circular path of the drawbar length (l d ) of the trailer ( 3 ), the kink angle (θ k ) of the team ( 1 ) and the distance (l k ) between the rear axle and the rear of the towing vehicle ( 2 ) is determined. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bewegungsvektor ( ν → ) des Anhängers aus den Bilddaten einer am Heck des Anhängers (3) montierten Kamera mittels Bildverarbeitung bestimmt wird. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the motion vector ( ν → ) of the trailer from the image data of one at the rear of the trailer ( 3 ) mounted camera is determined by image processing. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bewegungsvektor ( ν → ) des Anhängers aus den Beschleunigungsdaten eines am Anhänger (3) angeordneten Beschleunigungssensors durch Integration des ermittelten Beschleunigungsvektors bestimmt wird. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the motion vector ( ν → ) of the trailer from the acceleration data of a trailer ( 3 ) arranged acceleration sensor is determined by integration of the determined acceleration vector. Vorrichtung zur Bestimmung der Überhanglänge (lü) eines einachsigen Anhängers (3) mit starrer Deichsel bei einem Gespann (1) bestehend aus einem Zugfahrfahrzeug (2) und dem angekoppelten Anhänger (3), wobei die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangegangenen Ansprüche eingerichtet und ausgelegt ist, aufweisend eine Einrichtung zur Bestimmung des Knickwinkels (θk) des Gespanns (1), und einer Einrichtung zum Ermitteln der Deichsellänge (ld) des Anhängers aus den Knickwinkeldaten, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung weiter aufweist eine Einrichtung (7) zur Bestimmung des Bewegungsvektors ( ν → ) des Anhängers (3). Device for determining the length of overhang (l ü ) of a single-axle trailer ( 3 ) with rigid drawbar in a team ( 1 ) consisting of a towing vehicle ( 2 ) and the attached trailer ( 3 ), wherein the device for carrying out the method according to one of the preceding claims is set up and designed, comprising a device for determining the kink angle (θ k ) of the truck ( 1 ), and means for determining the drawbar length (l d ) of the trailer from the buckling angle data, characterized in that the device further comprises a device ( 7 ) for determining the motion vector ( ν → ) of the trailer ( 3 ). Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Bestimmung des Bewegungsvektors ( ν → ) des Anhängers (3) durch eine Kamera gebildet wird. Apparatus according to claim 5, characterized in that the means for determining the motion vector ( ν → ) of the trailer ( 3 ) is formed by a camera. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (7) zur Bestimmung des Bewegungsvektors ( ν → ) des Anhängers (3) durch eine Beschleunigungssensorik gebildet wird. Device according to claim 5, characterized in that the device ( 7 ) for determining the motion vector ( ν → ) of the trailer ( 3 ) is formed by an acceleration sensor. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera und/oder die Beschleunigungssensorik durch eine Smartphone gebildet wird. Device according to one of claims 6 or 7, characterized in that the camera and / or the acceleration sensor is formed by a smartphone. Verfahren zum unterstützten rückwärtigen Einparken eines Gespanns (1) bestehend aus einem Zugfahrzeug (2) und einem mit den Zugfahrzeug (2) gekoppelten einachsigen Anhänger (3) mit starrer Deichsel (5), dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der Trajektorie des rückwärtigen Einparkens die Überhanglänge (lü) des Anhängers mittels des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 bestimmt wird. Method for assisting rearward parking of a team ( 1 ) consisting of a towing vehicle ( 2 ) and one with the towing vehicle ( 2 ) coupled uniaxial trailer ( 3 ) with rigid drawbar ( 5 ), characterized in that for determining the trajectory of the rear parking the overhang length (l ü ) of the trailer by means of the method according to one of claims 1 to 4 is determined. Assistenzsystem zum unterstützten rückwärtigen Einparken eines Gespanns (1) bestehend aus einem Zugfahrzeug (2) und einem mit den Zugfahrzeug (2) gekoppelten einachsigen Anhänger (3) mit starrer Deichsel (5), dadurch gekennzeichnet, dass das Assistenzsystem eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9 aufweist. Assistance system for assisted rearward parking of a team ( 1 ) consisting of a towing vehicle ( 2 ) and one with the towing vehicle ( 2 ) coupled uniaxial trailer ( 3 ) with rigid drawbar ( 5 ), characterized in that the assistance system comprises a device according to one of claims 6 to 9.
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