DE102018005118A1 - Method for determining a kink angle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines maximal zulässigen Knickwinkels (α) zwischen einem Zugfahrzeug (2) und einem Anhänger (3), wozu Bilder einer Kamera (5) erfasst und ausgewertet werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass anhand der erfassten Bilder eine Objektklassifikation durchgeführt wird, um an dem Anhänger (3) angeordnete Anbauteile (7) und/oder auf dem Anhänger (3) befindliche Ladung (8) zu erkennen, wonach kritische Abstände zwischen diesen Objekten und dem Zugfahrzeug (2) bestimmt werden, und wonach hieraus ein maximal zulässiger kollisionsfreier Knickwinkel (α) bestimmt wird. The invention relates to a method for determining a maximum permissible kink angle (α) between a towing vehicle (2) and a trailer (3), for which purpose images of a camera (5) are detected and evaluated. The method according to the invention is characterized in that an object classification is carried out on the basis of the captured images in order to detect attachment parts (7) arranged on the trailer (3) and / or charge (8) located on the trailer (3), according to which critical distances between These objects and the towing vehicle (2) are determined, and then from this a maximum allowable collision-free bending angle (α) is determined.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines maximal zulässigen Knickwinkels zwischen einem Zugfahrzeug und einem Anhänger nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.The invention relates to a method for determining a maximum allowable bending angle between a towing vehicle and a trailer according to the closer defined in the preamble of
Bei Anhängerrangierassistenten ist es so, dass typischerweise der Knickwinkel, der Winkel zwischen der Mittelachse des Fahrzeugs in Längsrichtung und der des Anhängers in Längsrichtung, erfasst wird. Hierfür kann beispielsweise ein Bildverarbeitungsprozess, mit den Bildern der Rückfahrkamera arbeiten. Die
Ferner ist es so, dass gemäß dem allgemeinen Stand der Technik abhängig von dem Radstand des Fahrzeugs, dem Abstand der Hinterachse vom Kugelkopf der Anhängevorrichtung, dem Abstand vom Kugelkopf bis zum Achsmittelunkt des Anhängers und dem Wendekreis des Fahrzeugs ein sogenannter maximal regelbarer Knickwinkel bestimmt werden kann, bis zu dem ein Anhängerrangierassistent in der Lage ist, den Anhänger zu stabilisieren, ohne dass dieser abknickt. Wenn er abknickt, würde es dann zu einer Beschädigung kommen, wie in der oben genannten Offenlegungsschrift beschrieben.Furthermore, according to the general state of the art, depending on the wheelbase of the vehicle, the distance of the rear axle from the ball head of the hitch, the distance from the ball head to the axle center of the trailer and the turning circle of the vehicle, a so-called maximum adjustable bending angle can be determined to which a trailer railing assistant is able to stabilize the trailer without it kinking. If it kinks, it would then come to damage, as described in the above-mentioned publication.
Die beiden Winkel können dabei zusammenfallen, müssen dies jedoch nicht zwingend. In der Praxis ist es nun häufig so, dass bereits bei einem kleineren Winkel als dem erfassten Maximalwinkel der oben genannten Offenlegungsschrift bzw. dem maximal regelbaren Winkel gemäß dem allgemeinen Stand der Technik eine Kollision zwischen dem Fahrzeug und Teilen des Anhängers auftreten kann. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der Anhänger so aufgebaut ist, dass er einen entsprechend kurzen Abstand zwischen der Kupplung und dem Anhängeraufbau hat und wenn ergänzend oder alternativ hierzu Objekte vorhanden sind, welche sich auf der Deichsel befinden, beispielsweise ein Stützrad, eine Ladekiste, Gasflaschen oder Fahrräder, wie es häufig bei Wohnwagen der Fall ist, oder dergleichen. Auch ein sperriges Ladegut in dem Anhänger, beispielsweise nach vorn überragende Objekte wie Balken oder dergleichen, können bereits bei geringeren Winkeln als den beiden oben genannten Knickwinkeln eine Beschädigung am Fahrzeug verursachen, wenn der Anhänger beim Rangieren gegenüber dem Fahrzeug abknickt.The two angles can coincide, but this need not necessarily. In practice, it is now often the case that a collision between the vehicle and parts of the trailer may occur even at a smaller angle than the detected maximum angle of the above publication or the maximum controllable angle according to the general state of the art. This is particularly the case when the trailer is constructed so that it has a correspondingly short distance between the coupling and the trailer body and if, in addition or alternatively, objects are present which are on the drawbar, such as a jockey wheel, a loading box , Gas bottles or bicycles, as is often the case with caravans, or the like. Even a bulky load in the trailer, for example, forward objects such as beams or the like, even at lower angles than the two above-mentioned bending angles cause damage to the vehicle when the trailer when maneuvering against the vehicle kinks.
Die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung besteht nun darin, die Verfahren zum Bestimmen eines maximal zulässigen Knickwinkels gegenüber dem Stand der Technik weiter zu verbessern, um so eine Beschädigung des Fahrzeugs sicher unterbinden zu können.The object of the present invention is now to further improve the method for determining a maximum allowable bending angle over the prior art, so as to be able to safely prevent damage to the vehicle.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen im Anspruch 1, und hier insbesondere im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1, gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den hiervon abhängigen Unteransprüchen.This object is achieved by a method having the features in
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es nun so, dass anhand der erfassten Bilder eine Objektklassifikation durchgeführt wird, um an dem Anhänger angeordnete Anbauteile und/oder auf dem Anhänger befindliche Ladung zu erkennen. Danach werden kritische Abstände zwischen diesen erkannten Objekten und dem Zugfahrzeug bestimmt, um hieraus dann einen maximal zulässigen kollisionsfreien Knickwinkel zu ermitteln. Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt also nicht nur Daten des Fahrzeugs und Daten des Anhängers, um einen maximalen Knickwinkel für einen Rangierassistenten zu bestimmen, sondern erfasst auch weitere Aufbauten und/oder Ladung auf dem Anhänger, um so auch bei einer Nutzung, welche über die vorgegebene Abmessung des Anhängers hinaus geht, eine Kollision sicher auszuschließen. Der Anhänger kann also nach Wunsch beladen werden, insbesondere können im Deichselbereich beispielsweise Fahrräder, Gasflaschen, eine Transportbox oder dergleichen montiert werden. Dennoch verhindert das erfindungsgemäße Verfahren eine Kollision, indem es einen maximalen kollisionsfreien Knickwinkel bestimmt und den weiteren Assistenzfunktionen zugrunde legt. Dieser kann sich entsprechend ändern und wird, beispielsweise wenn die Fahrräder nicht mehr im Deichselbereich angeordnet sind oder die überstehenden Balken als Ladung nicht mehr in dem Anhänger befindlich sich, wieder geändert, indem die neu erfassten Objekte dann einen gegebenenfalls größeren Knickwinkel zulassen.In the method according to the invention, it is now the case that an object classification is carried out on the basis of the captured images in order to detect attachments arranged on the trailer and / or cargo located on the trailer. Thereafter, critical distances between these detected objects and the towing vehicle are determined in order to determine a maximum permissible collision-free kink angle from this. Thus, the method according to the invention not only uses data from the vehicle and trailer data to determine a maximum kink angle for a shunting assistant, but also detects further superstructures and / or cargo on the trailer, even when used over the given dimension the trailer goes out to safely rule out a collision. The trailer can therefore be loaded as desired, especially in the drawbar area, for example, bicycles, gas cylinders, a transport box or the like can be mounted. Nevertheless, the method according to the invention prevents a collision by determining a maximum collision-free bending angle and based on the further assistance functions. This can change accordingly and, for example, when the bicycles are no longer arranged in the drawbar area or the projecting beams as cargo no longer located in the trailer, again changed by the newly detected objects then allow an optionally greater bending angle.
Durch die Erfindung ist damit immer ein zuverlässiges, stabiles und kollisionsfreies Rückwärtsfahren des Fahrzeuggespanns gewährleistet.The invention thus always ensures a reliable, stable and collision-free reversing of the vehicle combination.
Wie bereits eingangs erwähnt, kann außerdem ein maximal regelbarer Knickwinkel entsprechend bestimmt werden, insbesondere aus den Daten, welche über den Anhänger und das Fahrzeug und die Abstände zwischen den Achsen und den Drehpunkten der beiden entsprechend vorliegen. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht es nun vor, dass ein solcher maximal regelbarer Knickwinkel ergänzend zu dem maximalen kollisionsfreien Knickwinkel bestimmt wird, wobei dann der aktuelle maximale Knickwinkel für die Regelung des Rangierassistenten als Minimum dieses Vergleichs vorgegeben wird. Der Rangierassistent kann also immer mit dem Winkel arbeiten, bei dem einerseits keine Kollision entsteht und andererseits ein Rangieren ohne Abknicken möglich ist. Er wird sich über die erfindungsgemäße Auswahl des Minimums immer den Winkel heraussuchen, welcher gerade kleiner ist, je nach Beladungssituation, Anhängersituation und Fahrzeug.As already mentioned above, in addition, a maximum adjustable bending angle can be determined accordingly, in particular from the data, which are available on the trailer and the vehicle and the distances between the axes and the fulcrums of the two accordingly. An advantageous development of the invention, it now provides that such a maximum controllable bending angle is determined in addition to the maximum collision-free bending angle, in which case the current maximum bend angle for the control of the maneuvering assistant is specified as the minimum of this comparison. The maneuvering assistant can therefore always work with the angle at which, on the one hand, there is no collision and, on the other hand, maneuvering without kinking is possible. He will always seek out the angle according to the invention of the minimum, which is just smaller, depending on the load situation, trailer situation and vehicle.
Prinzipiell ist es dabei möglich, den maximal regelbaren Knickwinkel beliebig zu erfassen und aus den Fahrzeugdaten entsprechend zu berechnen. Gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Idee wird dieser mittels Bilder einer Kamera erfasst, wobei die Kamera gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung die Rückfahrkamera sein kann, welche besonders bevorzugt auch zur Ermittlung des maximalen kollisionsfreien Winkels Verwendung finden kann.In principle, it is possible to detect the maximum adjustable bending angle arbitrarily and to calculate from the vehicle data accordingly. According to a very advantageous development of the idea, the latter is detected by means of images of a camera, wherein the camera according to an advantageous development may be the reversing camera, which particularly preferably can also be used to determine the maximum collision-free angle.
Um Abstände zu ermitteln, ist insbesondere eine Stereokamera besonders gut geeignet. Andererseits ist diese relativ aufwändig in ihrem Aufbau und in der Justage der beiden Bilderfassungseinheiten zueinander. Gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Idee kann es daher vorgesehen sein, dass die Kamera zur Erfassung der Bilddaten, auf deren Basis die Knickwinkel errechnet werden, als eine Monokamera ausgebildet ist, welche ein dreidimensionales Modell aus einer Bewegung zwischen Bildsequenzen der Monokamera erzeugt. Dieses auch als Structure from Motion bezeichnete Verfahren ermöglicht so entsprechend einfach mit einer Monokamera, beispielsweise einer in dem Fahrzeug ohnehin verbauten Rückfahrkamera, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen.In order to determine distances, in particular a stereo camera is particularly well suited. On the other hand, this is relatively complex in their construction and in the adjustment of the two image acquisition units to each other. According to a very advantageous development of the idea, it can therefore be provided that the camera for acquiring the image data, on the basis of which the bending angles are calculated, is designed as a monocamera, which generates a three-dimensional model from a movement between image sequences of the monocamera. This method, which is also referred to as Structure from Motion, thus makes it possible to carry out the method according to the invention in a correspondingly simple manner with a monocamera, for example a reversing camera already installed in the vehicle anyway.
Eine sehr vorteilhafte Weiterbildung der Idee kann es außerdem vorsehen, dass ergänzende Daten weiterer Sensoren bei der Bestimmung der Knickwinkel herangezogen werden. Es können insbesondere Sensoren sein, welche zur Ermittlung des Abstands zwischen dem Fahrzeug und dem Anhänger dienen, beispielsweise Radar, Lidar, Ultraschallsensoren oder dergleichen.A very advantageous further development of the idea can also provide that supplementary data of further sensors are used in the determination of the bending angles. In particular, it can be sensors which are used to determine the distance between the vehicle and the trailer, for example radar, lidar, ultrasonic sensors or the like.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich auch aus dem Ausführungsbeispiel, welches nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben ist.Further advantageous embodiments of the method according to the invention will become apparent from the embodiment, which is described below with reference to the figures.
Dabei zeigen:
-
1 ein Fahrzeuggespann in einer Ansicht von oben; -
2 ein alternatives Fahrzeuggespann in einer Ansicht von oben; und -
3 ein weiteres alternatives Fahrzeuggespann in einer Ansicht von oben.
-
1 a vehicle combination in a view from above; -
2 an alternative vehicle combination in a view from above; and -
3 another alternative vehicle combination in a view from above.
In der Darstellung der
In der Praxis ist es nun jedoch so, dass der Anhänger
Dies lässt sich durch verschiedene Bildverarbeitungsmethoden umsetzen. Unabhängig von der eingesetzten Methode ist dabei die Vorgehensweise immer dieselbe. Es wird ein kritisches Objekt ermittelt und erkannt. Liegt ein solches beispielsweise in Form von Anbauten
Durch die Bewegung des Anhängers
Durch den Einsatz eines Klassifikators wird dabei das Bild der Rückfahrkamera
Zur Plausibilisierung der Daten lassen sich dabei auch die Daten anderer Sensoren einsetzen, ebenso wie zur grundsätzlichen Erfassung der Daten zur Ermittlung der Knickwinkel. Derartige andere Sensoren können beispielsweise Ultraschall-, Radar- und/oder Lidarsensoren sein oder auch Infrarot-Entfernungsmessgeräte.To make the data plausible, the data of other sensors can also be used, as well as for the fundamental acquisition of the data for determining the bending angles. Such other sensors may be, for example, ultrasound, radar and / or Lidarsensoren or infrared rangefinders.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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