DE102018114607A1

DE102018114607A1 - Hinteres Objektnäherungssystem eines Fahrzeugs mit mehreren Kameras

Info

Publication number: DE102018114607A1
Application number: DE102018114607.8A
Authority: DE
Inventors: Yi Zhang; Erick Michael Lavoie
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2017-06-20
Filing date: 2018-06-18
Publication date: 2018-12-20
Also published as: US10384609B2; US20180361929A1

Abstract

Ein Fahrzeugkupplungsunterstützungssystem beinhaltet erste und zweite Kameras auf einer Außenseite des Fahrzeugs und einen Bildprozessor. Der Bildprozessor ist programmiert, um ein Objekt in von den ersten und zweiten Kameras empfangenen Bilddaten zu identifizieren und unter Verwendung der Bilddaten eine Höhe und eine Position des Objekts zu bestimmen. Das System beinhaltet ferner eine Steuerung, die einen Lenkbefehl an ein Fahrzeuglenksystem ausgibt, um das Fahrzeug selektiv weg von der oder in die Ausrichtung mit dem Objekt zu führen.

Description

GEGENSTAND DER OFFENBARUNG
Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen ein Fahrzeugsystem zum Unterstützen einer Ausrichtung des Fahrzeugs zum Ankuppeln an einen Anhänger. Insbesondere steuert das System das Lenken des Fahrzeugs, um die Fahrzeugkupplungskugel in Ausrichtung mit einer Anhängerkupplung zu bringen.
HINTERGRUND DER OFFENBARUNG
Das Ankuppeln eines Anhängers an ein Fahrzeug kann schwierig und zeitaufwändig sein. Insbesondere kann das Ausrichten einer Fahrzeugkupplungskugel mit der erwünschten Anhängerkupplung abhängig von dem Anfangsstandort des Anhängers bezogen auf das Fahrzeug ein wiederholtes Vor- und Zurückfahren in Kombination mit mehreren Lenkmanövern erforderlich machen, um das Fahrzeug richtig zu positionieren. Ferner ist die Anhängerkupplung über einen entscheidenden Teil des zur richtigen Kupplungskugelausrichtung erforderlichen Fahrens nicht sichtbar und kann die Kupplungskugel unter normalen Umständen zu keinem Zeitpunkt tatsächlich von dem Fahrer gesehen werden. Dieser Mangel an Sichtlinien macht eine Ableitung der Positionierung der Kupplungskugel und Kupplung auf Grundlage von Erfahrungen mit einem bestimmten Fahrzeug und Anhänger erforderlich und kann dennoch mehrmaliges Anhalten und Aussteigen aus dem Fahrzeug erforderlich machen, um die Ausrichtung zu bestätigen oder eine angemessene Korrektur für eine nachfolgende Reihe an Manövern zu vermerken. Des Weiteren bedeutet die Nähe der Kupplungskugel zu dem hinteren Stoßfänger des Fahrzeugs, dass jedes Übersteuern zu einer Kollision des Fahrzeugs mit dem Anhänger führen kann.
KURZDARSTELLUNG DER OFFENBARUNG
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet ein Fahrzeugkupplungsunterstützungssystem erste und zweite Kameras auf einer Außenseite des Fahrzeugs und einen Bildprozessor. Der Bildprozessor ist programmiert, um ein Objekt in von den ersten und zweiten Kameras empfangenen Bilddaten zu identifizieren und unter Verwendung der Bilddaten eine Höhe und eine Position des Objekts zu bestimmen. Das System beinhaltet ferner eine Steuerung, die einen Lenkbefehl an ein Fahrzeuglenksystem ausgibt, um das Fahrzeug selektiv weg von der oder in die Ausrichtung mit dem Objekt zu führen.
Ausführungsformen des ersten Aspekts der Erfindung können ein beliebiges oder eine Kombination der folgenden Merkmale beinhalten:

• das Objekt ist ein erstes Objekt, das als eine Kupplung eines Anhängers identifiziert ist und die Steuerung gibt den Lenkbefehl aus, um das Fahrzeug entlang eines von der Steuerung abgeleiteten Weges zu halten, um anhand eines anfänglichen von den ersten und zweiten Kameras empfangenen Datensatzes eine Kupplungskugel des Fahrzeugs in Ausrichtung mit der Kupplung des Anhängers zu führen;
• der Bildprozessor ist ferner programmiert, um ein zweites Objekt in den von den ersten und zweiten Kameras empfangenen Bilddaten als ein Hindernis zu identifizieren und unter Verwendung der Bilddaten eine Höhe und eine Position des Hindernisses zu bestimmen und der Weg ist ferner von der Steuerung abgeleitet, um das Fahrzeug weg von dem Hindernis zu führen;
• das Objekt ist ein erstes Objekt, das als eine Kupplung eines Anhängers identifiziert ist, der Bildprozessor ist ferner programmiert, um die Position der Kupplung unter Verwendung von Bilddaten von zumindest einer von den ersten und zweiten Kameras während Bewegung des Fahrzeugs zu orten und eine geortete Position der Kupplung auszugeben, und die Steuerung gibt den Lenkbefehl gemäß einer zuvor festgelegten Lenksequenz aus, wobei die Steuerung die Sequenz auf Grundlage der georteten Position der Kupplung durchläuft, um eine Kupplungskugel des Fahrzeugs in Ausrichtung mit der Kupplung zu führen;
• der Bildprozessor ist ferner programmiert, um ein zweites Objekt in den von den ersten und zweiten Kameras empfangenen Bilddaten als ein Hindernis zu identifizieren, unter Verwendung der Bilddaten eine Höhe und eine Position des Hindernisses zu bestimmen und die Position des Hindernisses unter Verwendung von Bilddaten von zumindest einer von den ersten und zweiten Kameras während Bewegung des Fahrzeugs zu orten und eine geortete Position des Hindernisses auszugeben und die Steuerung durchläuft die Sequenz ferner auf Grundlage der georteten Position des Hindernisses, um das Fahrzeug weg von dem Hindernis zu führen;
• der Bildprozessor kombiniert die von den ersten und zweiten Kameras empfangenen Bilddaten zu stereoskopischen Bilddaten und bestimmt unter Verwendung der Bilddaten die Höhe und Position des Objekts durch Rekonstruieren einer dreidimensionalen Szene eines Abschnitts eines Bereichs, der das Fahrzeug umgibt, unter Verwendung der stereoskopischen Bilddaten; oder
• der Bildprozessor ist ferner programmiert, um die Position des Objekts bezogen auf das Fahrzeug innerhalb der dreidimensionalen Szene unter Verwendung von zweidimensionalen Bilddaten von einer von den ersten und zweiten Kameras zu orten.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet ein Fahrzeug ein Lenksystem, eine auf einer Außenseite des Fahrzeugs angebrachte Kupplungskugel, erste und zweite Kameras auf der Außenseite und ein Kupplungsunterstützungssystem. Das Kupplungsunterstützungssystem beinhaltet einen Bildprozessor, der programmiert ist, um ein Objekt in von den ersten und zweiten Kameras empfangenen Bilddaten zu identifizieren und unter Verwendung der Bilddaten eine Höhe und eine Position des Objekts zu bestimmen und eine Steuerung, die einen Lenkbefehl an das Lenksystem ausgibt, um selektiv das Fahrzeug weg von dem Objekt zu führen oder die Kupplungskugel in Ausrichtung mit dem Objekt zu führen.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet ein Verfahren zum Unterstützen eines Fahrzeugs beim Ankuppeln an einen Anhänger das Verarbeiten von Bilddaten, die von ersten und zweiten Fahrzeugkameras empfangen werden, um die Anhängerkupplung in den von den ersten und zweiten Kameras empfangenen Bilddaten zu identifizieren und unter Verwendung der Bilddaten eine Höhe und eine Position der Anhängerkupplung zu bestimmen. Das Verfahren beinhaltet ferner das Steuern eines Fahrzeuglenksystems, um das Fahrzeug in Ausrichtung einer Fahrzeugkupplungskugel mit der Anhängerkupplung zu führen.
Diese und andere Aspekte, Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Offenbarung werden für den Fachmann bei der Lektüre der folgenden Beschreibung, der Patentansprüche und der beigefügten Zeichnungen verständlich und ersichtlich.
Figurenliste
In den Zeichnungen gilt:

1 ist eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugs in einer ungekoppelten Position bezogen auf einen Anhänger;
2 ist ein Diagramm eines Systems gemäß einem Aspekt der Offenbarung zum Unterstützen einer Ausrichtung des Fahrzeugs mit einem Anhänger in eine Postion zum Ankuppeln des Anhängers an das Fahrzeug;
3 ist eine schematische Draufsicht eines Fahrzeugs während eines Schrittes der Ausrichtungssequenz mit dem Anhänger;
4A und 4B sind Darstellungen von Bildern, die von jeweiligen Fahrzeugkameras während des Schrittes der Ausrichtungssequenz aus 3 empfangen werden;
5 ist eine schematische Draufsicht des Fahrzeugs während eines nachfolgenden Schrittes der Ausrichtungssequenz mit dem Anhänger;
6A und 6B sind Darstellungen von Bildern, die von jeweiligen Fahrzeugkameras während des Schrittes der Ausrichtungssequenz aus 5 empfangen werden;
7 ist eine schematische Draufsicht des Fahrzeugs während eines nachfolgenden Schrittes der Ausrichtungssequenz mit dem Anhänger;
8 ist eine schematische Draufsicht des Fahrzeugs während eines nachfolgenden Schrittes der Ausrichtungssequenz mit dem Anhänger; und
9 ist ein Ablaufdiagramm, das Schritte in der Ausrichtungssequenz darstellt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Sinne der vorliegenden Beschreibung beziehen sich die Ausdrücke „obere/r/s“, „untere/r/s“, „rechte/r/s“, „linke/r/s“, „hintere/r/s“; „vordere/r/s“, „vertikale/r/s“, „horizontale/r/s“, „innere/r/s“, „äußere/r/s“ und Ableitungen davon auf die Vorrichtung in ihrer Ausrichtung in 1. Dabei versteht es sich jedoch, dass die Vorrichtung verschiedene alternative Ausrichtungen annehmen kann, sofern nicht ausdrücklich das Gegenteil vorgegeben ist. Zudem versteht sich, dass die in der beigefügten Zeichnung veranschaulichten und in der nachstehenden Beschreibung beschriebenen konkreten Vorrichtungen und Prozesse lediglich beispielhafte Ausführungsformen der in den beigefügten Patentansprüchen definierten erfindungsgemäßen Konzepte sind. Somit sind konkrete Abmessungen und andere physische Eigenschaften bezüglich der hierin offenbarten Ausführungsformen nicht als einschränkend zu betrachten, es sei denn, in den Patentansprüchen ist ausdrücklich etwas anderes angegeben. Sofern nicht anderweitig vorgegeben, versteht es sich darüber hinaus, dass die Erörterung eines bestimmten Merkmals einer Komponente, die sich in oder entlang einer gegebenen Richtung oder dergleichen erstreckt, nicht bedeutet, dass das Merkmal oder die Komponente einer geraden Linie oder Achse in einer derartigen Richtung folgt oder dass es/sie sich nur in einer derartigen Richtung oder auf einer derartigen Ebene ohne andere Richtungskomponenten oder -abweichungen erstreckt, sofern nicht anderweitig vorgegeben.
Unter allgemeiner Bezugnahme auf 1-8 bezeichnet das Bezugszeichen 10 ein Kupplungsunterstützungssystem für ein Fahrzeug 12. Konkret beinhaltet das System 10 zumindest eine erste Kamera und eine zweite Kamera der veranschaulichten hinteren Kamera 48 (die an der Ladeklappe des Trucks angebracht ist, der in 1 dargestellt ist, aber auch in einem Nummernschildrahmen, Stoßfänger, Kofferraumdeckel oder dergleichen angebracht sein kann), eine Kamera 50 einer dritten Bremsleuchte (center high-mount stop light - CMHSL) und zur Seite zeigende Kameras 52a und 52b. Das System 10 beinhaltet ferner einen Bildprozessor oder eine andere Vorrichtung, die zum Ausführen einer Bildverarbeitungsroutine 64 konfiguriert ist, die programmiert ist, um ein Objekt zu identifizieren, darunter zumindest eines von einer Anhängerkupplung 14 oder einem Hindernis O, innerhalb von Bilddaten 55, die von den ersten und zweiten Kameras (der hinteren Kamera 48, CMHSL-Kamera 50 und den zur Seite gerichteten Kameras 52a, 52b) empfangen werden und eine Höhe H und eine Position (durch einen Abstand D_o oder D_h und Winkel α_o oder α_h , wie zum Beispiel in 3-7 gezeigt) des Objekts (zum Beispiel der Anhängerkupplung 14 oder des Hindernisses O) unter Verwendung der Bilddaten 55 zu bestimmen. Das System 10 beinhaltet ferner eine Steuerung 26, die einen Lenkbefehl 69 an ein Fahrzeuglenksystem 20 ausgibt, um das Fahrzeug 12 selektiv weg von dem oder in die Ausrichtung mit dem Objekt (jeweils der Anhängerkupplung 14 oder dem Hindernis O) zu führen.
Unter Bezugnahme auf den allgemeinen Betrieb des Kupplungsunterstützungssystems 10, wie in dem Systemdiagramm aus 2 veranschaulicht, beinhaltet das System 10 verschiedene Sensoren und Vorrichtungen, die Informationen in Bezug auf den Fahrzeugstatus erhalten oder anderweitig bereitstellen. Diese Informationen beinhalten Positionierinformationen von einem Positioniersystem 22, das eine Koppelnavigationsvorrichtung 24 oder zusätzlich oder alternativ ein globales Positioniersystem (GPS) beinhalten kann, um einen Koordinatenstandort des Fahrzeugs 12 auf Grundlage des einen oder der mehreren Standorte der Vorrichtungen in dem Positioniersystem 22 zu bestimmen. Insbesondere kann die Koppelnavigationsvorrichtung 24 den Koordinatenstandort des Fahrzeugs 12 in einem lokalen Koordinatensystem auf Grundlage von zumindest einem von einer Fahrzeuggeschwindigkeit und einem Lenkwinkel δ ermitteln und orten. Andere Fahrzeuginformationen, die von dem Kupplungsunterstützungssystem 10 empfangen werden, können eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs 12 von einem Geschwindigkeitssensor 56 und eine Gierrate des Fahrzeugs 12 von einem Gierratensensor 58 beinhalten. Es wird in Erwägung gezogen, dass ein Näherungssensor 54 oder eine Reihe davon sowie weitere Fahrzeugsensoren und - vorrichtungen in zusätzlichen Ausführungsformen Sensorsignale oder andere Informationen bereitstellen können, wie etwa aufeinanderfolgende Bilder eines Anhängers 16, darunter der erfassten Kupplung 14, welche die Steuerung 26 des Kupplungsunterstützungssystems 10 mit verschiedenen Routinen verarbeiten kann, um die Höhe H und Position (z. B. auf Grundlage des Abstands D_h und Winkels α_h ) der Kupplung 14 zu bestimmen.
Wie ferner in 2 gezeigt, ist eine Ausführungsform des Kupplungsunterstützungssystems 10 in Kommunikation mit dem Lenksystem 20 des Fahrzeugs 12, das ein Servolenksystem 20 sein kann, das einen elektrischen Lenkmotor 74 beinhaltet, um die gelenkten Räder 76 ( 1) des Fahrzeugs 12 zu betätigen, um das Fahrzeug 12 derart zu bewegen, dass sich die Fahrzeuggier mit der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Lenkwinkel δ verändert. In der veranschaulichten Ausführungsform ist das Servolenksystem 20 ein elektrisches Servolenksystem (electric power-assisted steering system - EPAS-System), das einen elektrischen Lenkmotor 74 zum Drehen der gelenkten Räder 76 in einen Lenkwinkel δ auf Grundlage eines Lenkbefehls 69 beinhaltet, wobei der Lenkwinkel δ von einem Lenkwinkelsensor 78 des Servolenksystems 20 erfasst werden kann. Der Lenkbefehl 69 kann von dem Kupplungsunterstützungssystem 10 zum autonomen Lenken während eines Anhängerkupplungsausrichtungsmanövers bereitgestellt werden und kann alternativ manuell über eine Drehposition (z. B. einen Lenkradwinkel) eines Lenkrades des Fahrzeugs 12 bereitgestellt werden. Allerdings ist das Lenkrad des Fahrzeugs 12 in der veranschaulichten Ausführungsform mechanisch an die gelenkten Räder 76 des Fahrzeugs 12 gekoppelt, sodass sich das Lenkrad zusammen mit den gelenkten Rädern 76 bewegt, wodurch ein manuelles Eingreifen mit dem Lenkrad während des autonomen Lenkens verhindert wird. Insbesondere ist ein Drehmomentsensor 80 an dem Servolenksystem 20 bereitgestellt, der Drehmoment an dem Lenkrad erfasst, der nicht von einer autonomen Steuerung des Lenkrades erwartet wird und somit auf ein manuelles Eingreifen hinweist, wobei das Kupplungsunterstützungssystem 10 den Fahrer warnen kann, das manuelle Eingreifen mit dem Lenkrad zu unterbrechen und/oder das autonome Lenken zu unterbrechen. In alternativen Ausführungsformen verfügen einige Fahrzeuge über ein Servolenksystem 20, das es ermöglicht, dass das Lenkrad teilweise von der Bewegung der gelenkten Räder 76 eines solchen Fahrzeugs gelöst wird.
Weiterhin in Bezug auf 2 stellt das Servolenksystem 20 der Steuerung 26 des Kupplungsunterstützungssystems 10 Informationen in Bezug auf eine Drehposition der gelenkten Räder 76 des Fahrzeugs 12 bereit, einschließlich eines Lenkwinkels δ. Die Steuerung 26 in der veranschaulichten Ausführungsform verarbeitet den aktuellen Lenkwinkel zusätzlich zu anderen Zuständen des Fahrzeugs 12, um das Fahrzeug 12 entlang des erwünschtes Weges 32 zu führen (3). Es ist denkbar, dass das Kupplungsunterstützungssystem 10 in zusätzlichen Ausführungsformen eine integrierte Komponente des Servolenksystems 20 sein kann. Zum Beispiel kann das Servolenksystem 20 einen Kupplungsunterstützungsalgorithmus zum Erzeugen von Fahrzeuglenkinformationen und -befehlen in Abhängigkeit von allen oder einem Teil der Informationen beinhalten, die von dem Kamerasystem 18, dem Servolenksystem 20, einem Fahrzeugbremssystem 70, einem Antriebsstrangsystem 72 und anderen Fahrzeugsensoren und -vorrichtungen sowie einer Mensch-Maschine-Schnittstelle 40 empfangen werden, wie nachfolgend erörtert.
Wie ebenfalls in 2 veranschaulicht, kann das Fahrzeugbremssteuersystem 70 außerdem mit der Steuerung 26 kommunizieren, um dem Kupplungsunterstützungssystem 10 Bremsinformationen bereitzustellen, wie etwa eine Fahrzeugraddrehzahl, und um Bremsbefehle von der Steuerung 26 zu empfangen. Zum Beispiel können Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen aus einzelnen Raddrehzahlen bestimmt werden, wie durch das Bremssteuersystem 70 überwacht. Die Fahrzeuggeschwindigkeit kann außerdem durch das Antriebsstrangsteuersystem 72, den Geschwindigkeitssensor 56 und das Positioniersystem 22 und andere erdenkliche Mittel bestimmt werden. In einigen Ausführungsformen können auch einzelne Raddrehzahlen verwendet werden, um eine Fahrzeuggierrate γ̇ zu bestimmen, die dem Kupplungsunterstützungssystem 10 alternativ oder zusätzlich zu dem Fahrzeuggierratensensor 58 bereitgestellt werden können. Das Kupplungsunterstützungssystem 10 kann dem Bremssteuersystem 70 ferner Fahrzeugbremsinformationen bereitstellen, um es dem Kupplungsunterstützungssystem 10 zu ermöglichen, das Bremsen des Fahrzeugs 12 während des Zurückfahrens des Anhängers 16 zu steuern. Zum Beispiel kann das Kupplungsunterstützungssystem 10 in einigen Ausführungsformen die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 12 während der Ausrichtung des Fahrzeugs 12 mit der Kupplung 14 des Anhängers 16 regulieren, was zum Beispiel die Möglichkeit einer Kollision mit dem Anhänger 16 reduzieren kann. Hierin wird offenbart, dass das Kupplungsunterstützungssystem 10 zusätzlich oder alternativ ein Alarmsignal entsprechend einer Benachrichtigung einer tatsächlichen, bevorstehenden und/oder erwarteten Kollision mit einem Teil des Anhängers 16 ausgeben kann. Das Antriebsstrangsteuersystem 72, wie in der in 2 veranschaulichten Ausführungsform gezeigt, kann außerdem mit dem Kupplungsunterstützungssystem 10 interagieren, um eine Geschwindigkeit und Beschleunigung des Fahrzeugs 12, während der dieses teilweise oder autonom mit dem Anhänger 16 ausgerichtet wird, zu regulieren. Wie vorangehend erwähnt, kann die Regulierung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 12 vorteilhaft sein, um eine Kollision mit dem Anhänger 16 zu verhindern.
Zusätzlich kann das Kupplungsunterstützungssystem 10 mit einer Mensch-Maschine-Schnittstelle (human machine interface - „HMI“) 40 für das Fahrzeug 12 kommunizieren. Die HMI 40 kann eine Fahrzeuganzeige 44 beinhalten, wie etwa eine an der Mittelkonsole montierte Navigations- oder Unterhaltungsanzeige (1). Die HMI 40 beinhaltet ferner eine Eingabevorrichtung, die durch Konfigurieren der Anzeige 44 als Teil eines Touchscreens 42 mit einer Schaltung 46 umgesetzt sein kann, um eine Eingabe entsprechend einem Ort über die Anzeige 44 zu empfangen. Andere Formen der Eingabe, darunter ein oder mehrere Joysticks, digitale Eingabepads oder dergleichen können anstelle von oder zusätzlich zu dem Touchscreen 42 verwendet werden. Ferner kann das Kupplungsunterstützungssystem 10 über drahtlose Kommunikation mit einer anderen Ausführungsform der HMI 40 kommunizieren, wie etwa mit einer oder mehreren Handgeräten oder tragbaren Vorrichtungen 96 (1), einschließlich eines oder mehrerer Smartphones. Die tragbare Vorrichtung 96 kann ebenfalls die Anzeige 44 beinhalten, um einem Benutzer ein oder mehrere Bilder und andere Informationen anzuzeigen. Zum Beispiel kann die tragbare Vorrichtung 96 ein oder mehrere Bilder des Anhängers 16 auf der Anzeige 44 anzeigen und kann ferner in der Lage sein, Remote-Benutzereingaben über die Touchscreen-Schaltung 46 zu empfangen. Zusätzlich kann die tragbare Vorrichtung 96 Rückkopplungsinformationen, wie etwa optische, akustische und taktile Alarme, bereitstellen.
Noch immer unter Bezugnahme auf die in 2 gezeigte Ausführungsform ist die Steuerung 26 mit einem Mikroprozessor 60 konfiguriert, um Logik und Routinen, die in einem Speicher 62 gespeichert sind, zu verarbeiten, die Informationen von den vorangehend beschriebenen Sensoren und Fahrzeugsystemen empfangen, einschließlich dem Kamerasystem 18, dem Servolenksystem 20, dem Fahrzeugbremssteuersystem 70, dem Antriebsstrangsteuersystem 72 und anderer Fahrzeugsensoren und -vorrichtungen. Die Steuerung 26 kann Fahrzeuglenkinformationen und -befehle in Abhängigkeit von allen oder einem Teil der empfangenen Informationen erzeugen. Danach können die Fahrzeuglenkinformationen und -befehle dem Servolenksystem 20 bereitgestellt werden, um das Lenken des Fahrzeugs 12 zu beeinflussen, um einen befohlenen Fahrweg 32 (3) für die Ausrichtung mit der Kupplung 14 des Anhängers 16 zu erreichen. Die Steuerung 26 kann den Mikroprozessor 60 und/oder eine andere analoge und/oder digitale Schaltung zum Verarbeiten einer oder mehrerer Routinen beinhalten. Außerdem kann die Steuerung 26 den Speicher 62 zum Speichern einer oder mehrerer Routinen beinhalten, einschließlich einer Bildverarbeitungsroutine 64 und/oder Kupplungserfassungsroutine, einer Wegableitungsroutine 66 und einer Betriebsroutine 68. Es ist anzumerken, dass die Steuerung 26 eine eigenständige dedizierte Steuerung oder eine geteilte Steuerung sein kann, die in anderen Steuerfunktionen integriert ist, wie etwa in ein Fahrzeugsensorsystem, das Servolenksystem 20 und andere denkbare bordeigene oder externe Fahrzeugsteuersysteme integriert. Es sollte ferner angemerkt werden, dass die Bildverarbeitungsroutine 64 durch einen dedizierten Prozessor durchgeführt werden kann, zum Beispiel innerhalb eines eigenständigen Bildgebungssystems für das Fahrzeug 12, das die Ergebnisse seiner Bildverarbeitung an andere Komponenten und Systeme des Fahrzeugs 12, darunter dem Mikroprozessor 60, ausgeben kann. Ferner kann ein beliebiges/beliebiger System, Computer, Prozessor oder dergleichen, das/der Bildverarbeitungsfunktionalität abschließt, wie zum Beispiel die hierin beschriebene, hierin als ein „Bildprozessor“ bezeichnet werden, unabhängig von anderer Funktionalität, die es/er ebenfalls umsetzen kann (darunter simultan mit dem Ausführen der Bildverarbeitungsroutine 64).
Das System 10 kann auch ein Kamerasystem 18 beinhalten, das die vorstehend genannte Vielzahl von Kameras beinhaltet, die in den veranschaulichten Beispielen die hintere Kamera 48, Kamera 50 einer dritten Bremsleuchte (CMHSL) und zur Seite zeigende Kameras 52a und 52b beinhaltet, obwohl andere Anordnungen mit zusätzlichen oder alternativen Kameras möglich sind. Im Allgemeinen können die verschiedenen in dem Kamerasystem 18 enthaltenen Kameras derart positioniert sein, dass sie sich im Allgemeinen in ihren jeweiligen Sichtfeldern überlappen, die in der dargestellten Anordnung die Sichtfelder 49, 51, 53a und 53b beinhalten, um jeweils der hinteren Kamera 48, Kamera 50 einer dritten Bremsleuchte (CMHSL) und den zur Seite zeigenden Kameras 52a und 52b zu entsprechen. Auf diese Weise können Bilddaten 55 von zwei oder mehreren der Kameras in der Bildverarbeitungsroutine 64 zu stereoskopischen Bilddaten 55 kombiniert werden, die verwendet werden können, um eine dreidimensionale Szene des Bereichs oder der Bereiche innerhalb von überlappenden Bereichen der verschiedenen Sichtfelder zu rekonstruieren, darunter jegliche Objekte (zum Beispiel Hindernisse O oder die Kupplung 14) darin. Im Allgemeinen kann die Verwendung von zwei Bildern, die das gleiche Objekt beinhalten, verwendet werden, um einen Standort des Objekts bezogen auf die zwei Bildquellen zu bestimmen, unter der Voraussetzung einer bekannten räumlichen Beziehung zwischen den Bildquellen. In dieser Hinsicht kann die Bildverarbeitungsroutine 64 bekannte Programmierung und/oder Funktionalität verwenden, um ein Objekt innerhalb von Bilddaten 55 von den verschiedenen Kameras 48, 50, 52a und 52b innerhalb des Kamerasystems 18 zu identifizieren. Die objektidentifizierenden Daten können dann mit den verschiedenen Sätzen an Bilddaten 55 von den Kameras 48, 50, 52a und 52b verglichen werden, um das Vorhandensein in zwei oder mehreren der Kameras zu bestimmen. Der Standort des Objekts innerhalb jedes der Sätze an Bilddaten 55 kann bestimmt und mit anderen verfügbaren Standortdaten verglichen werden, um die Position des Objekts bezogen auf die Bildquellen unter Anwendung bekannter Mittel zu bestimmen. Die Bildverarbeitungsroutine 64 kann Informationen in Bezug auf die Positionierung der Kameras 48, 50, 52a und 52b auf dem Fahrzeug 12 beinhalten, darunter zum Beispiel bezogen auf den Mittelpunkt 36 des Fahrzeugs 12, sodass die Positionen der Kameras 48, 50, 52a und 52b bezogen aufeinander für Objektpositionierungsberechnungen verwendet werden können und zu Objektpositionsdaten zum Beispiel bezogen auf den Mittelpunkt 36 des Fahrzeugs 12 führen, oder andere Merkmale des Fahrzeugs (wie zum Beispiel die Kupplungskugel 34) mit bekannten Positionen bezogen auf den Mittelpunkt 36.
Wenn die Bildverarbeitungsroutine 64 die Positionierung des Objekts bezogen auf das Fahrzeug 12 bestimmt hat, kann die Bildverarbeitungsroutine 64 die zweidimensionalen Bilddaten 55 von den Kameras 48, 50, 52a und 52b ferner verwenden, um die Höhe H des identifizierten Objekts bezogen auf den Boden, auf dem das Fahrzeug 12 steht, zu bestimmen (wobei die Höhen der Kameras 48, 50, 52a und 52b bezogen auf den Boden bekannt sind). Insbesondere bei Verwendung zum Identifizieren der Kupplung 14 des Anhängers 16, um das Fahrzeug beim Ausrichten der Kupplungskugel 34 mit der Kupplung 14 zu führen, kann die Kenntnis der Höhe H der Kupplung 14 besonders vorteilhaft sein, da während bestimmter Punkte einer derartigen Führung gegebenenfalls nur eine einzelne Kamera 48, 50, 52a und 52b die Kupplung 14 innerhalb ihres Sichtfeldes 49, 51, 53a und 53b haben kann. Insbesondere wenn das Fahrzeug 12 in unmittelbare Nähe zu der Kupplung 14 rückwärts fährt, hat gegebenenfalls lediglich die hintere Kamera 48 die Kupplung 14 in ihrem Sichtfeld 49. Unter der Voraussetzung, dass die Ausrichtung der Kupplungskugel 34 mit der Kupplung 14 eine genaue Beobachtung der Position D_h , α_h , der Kupplung 14 erfordern kann, um eine ordnungsgemäße Ausrichtung zu erreichen und um die Kollision des Fahrzeugs 12 mit der Kupplung 14 zu vermeiden (wobei der Stoßfänger des Fahrzeugs 12 potentiell lediglich Zentimeter von der Kupplungskugel 34 entfernt ist), kann sich die vorherige Bestimmung der Höhe H der Kupplungskugel 34 als vorteilhaft herausstellen. Auf diese Weise kann ein Einzelsichtsystem (d. h. lediglich eine Kamera aufweisend, wie zum Beispiel eine hintere Kamera 48) den Abstand zu einem Objekt unter Verwendung von Brennweitendaten von der Kamera schätzen. Da jedoch die Höhe des Objekts nicht bekannt ist, wird angenommen, dass sich Objekte auf dem Boden befinden. Da eine Kupplung 14 im Allgemeinen über dem Boden aufgehängt ist, können sich beim Identifizieren der Position des Objekts Fehler ergeben. Im Falle der Vermeidung des Hindernisses O kann ein Fehler verwendet werden, um das Fahrzeug 12 weit genug entfernt von dem Hindernis O zu halten, um eine Kollision zu vermeiden. Da jedoch die Nähe des Fahrzeugs 12 zur Kupplung 14 für eine wirksame Kupplungsunterstützung klein ist, kann ein beliebiger Fehler die ordnungsgemäße Ausrichtung der Kupplungskugel 34 mit der Kupplung 14 ausschließen.
Auf diese Weise kann, sobald die Bildverarbeitungsroutine 64 die Kupplung 14 identifizieren und die Höhe H davon auf Grundlage der Positionierung D_h , α_h bestimmen kann, wobei die Bestimmung unter Verwendung der Daten 55 von mehreren Kameras 48, 50, 52a oder 52b erfolgt, die bekannte Höhe H verwendet werden kann, um die Objektortung durch eine einzelne Kamera zum Beispiel auf Grundlage der Schätzung des Brennweitenabstands zu verbessern. Es wird auch angemerkt, dass die verbesserte Genauigkeit der Objektortung auf diese Weise auch dem Fahrzeug 12 ermöglichen kann, während eines Ankupplungsvorgangs zuverlässig näher an Hindernisse O zu navigieren, was die Anzahl an Manövern reduzieren kann, die erforderlich sind, um die Kupplungskugel 34 mit der Kupplung 14 auszurichten oder das Auftreten von Situationen reduzieren kann, in denen durch die Betriebsroutine 68 bestimmt wird, dass ein derartiges Manöver nicht erreichbar ist.
Die Bildverarbeitungsroutine 64 kann spezifisch programmiert oder anderweitig konfiguriert sein, um die Kupplung 14 in Bilddaten 55 zu lokalisieren. In einem Beispiel kann die Bildverarbeitungsroutine 64 die Kupplung 14 in den Bilddaten 55 auf Grundlage von gespeicherten oder anderweitig bekannten visuellen Eigenschaften der Kupplung 14 oder von Kupplungen in Allgemeinen identifizieren. In einer anderen Ausführungsform kann eine Markierung in der Form eines Stickers oder dergleichen in einer spezifizierten Position bezogen auf die Kupplung 14 auf eine ähnliche Weise an dem Anhänger 16 angebracht werden, wie sie in dem gemeinsam übertragenen US-Patent Nr. 9,102,271 beschrieben ist, dessen Offenbarung in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist. In einer derartigen Ausführungsform kann die Bildverarbeitungsroutine 64 mit identifizierenden Eigenschaften der Markierung zur Lokalisierung in Bilddaten 55 sowie der Positionierung der Kupplung 14 bezogen auf eine derartige Markierung programmiert sein, sodass der Standort 28 der Kupplung 14 auf Grundlage der Stelle der Markierung bestimmt werden kann. Zusätzlich oder alternativ kann die Steuerung 26 die Bestätigung der bestimmten Kupplung 14 über eine Aufforderung auf dem Touchscreen 42 einholen. Wenn die Bestimmung der Kupplung 14 nicht bestätigt ist, kann eine weitere Bildverarbeitung bereitgestellt oder eine Anpassung des Kupplungsorts 28 durch den Benutzer entweder unter Verwendung des Touchscreens 42 oder einer weiteren Eingabe unterstützt werden, um es dem Benutzer zu ermöglichen, den dargestellten Kupplungsort 28 auf dem Bildschirm 42 zu bewegen, den die Steuerung 26 verwendet, um die Bestimmung des Kupplungsorts 28 in Bezug auf das Fahrzeug 12 auf Grundlage der vorstehend beschriebenen Verwendung von Bilddaten 55 anzupassen. Alternativ kann der Benutzer die Position der Kupplung 14 innerhalb eines auf der HMI 40 (die derjenigen ähnlich sein kann, die in 4A, 4B, 6A und 6B abgebildet ist) dargestellten Bildes visuell bestimmen und kann eine Berührungseingabe auf dem Touchscreen 42 an einer derartigen Stelle bereitstellen, indem das Bild 30 an der Stelle 28 der Kupplung 14 auf eine Weise berührt oder angetippt wird, die derjenigen ähnlich ist, die in der gleichzeitig anhängigen, gemeinsam übertragenen US-Patentanmeldung Nr. 15/583,014 beschrieben ist, deren Offenbarung in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist. Die Bildverarbeitungsroutine 64 kann dann den Ort der Berührungseingabe mit dem Koordinatensystem 82 korrelieren, das auf das Bild 30 angewendet wird. Sobald die Kupplung 14 identifiziert worden ist, kann die Bildverarbeitung beliebige andere Objekte als Hindernisse O benennen und kann das gleiche Hindernis innerhalb der Bilddaten 55 von mehreren Kameras 48, 50, 52a und 52b identifizieren, um die Positionierung D_o , α_o und Höhe H der identifizierten Hindernisse O bezogen auf das Fahrzeug 12 zu bestimmen. Es wird angemerkt, dass, obwohl die Positionierung von Objekten bezogen auf das Fahrzeug 12 hierin in einer Variation eines polaren Koordinatensystems (entweder auf Grundlage des Mittelpunktes 36 des Fahrzeugs 12 oder der Stelle der Kupplungskugel 34) gezeigt und beschrieben ist, ein kartesisches Koordinatensystem auf eine ähnliche Weise verwendet werden kann.
Wie in der Sequenz in 3-8 gezeigt, können die Bildverarbeitungsroutine 64 und Betriebsroutine 68 in Verbindung miteinander verwendet werden, um das Fahrzeug 12 in Ausrichtung zwischen der Kupplungskugel 34 und der Kupplung 14 des Anhängers 16 zu führen. In dem gezeigten Beispiel kann eine anfängliche Position des Fahrzeugs 12 bezogen auf den Anhänger 16 derart sein, dass sich die Kupplung 14 lediglich in dem Sichtfeld 53a der Seitenkamera 52a befindet (wie in 4A gezeigt), wobei das Fahrzeug 12 seitlich zu dem Anhänger 16 positioniert ist, aber wobei die Kupplung 14 fast seitlich mit der Kupplungskugel 34 ausgerichtet ist. Auf diese Weise kann beim Initiieren des Systems 10, wie zum Beispiel durch Benutzereingabe auf dem Touchscreen 42 zum Beispiel die Bildverarbeitungsroutine 64 dennoch die Kupplung 14 innerhalb der Bilddaten 55 der Kamera 52a identifizieren und die Position der Kupplung 14 bezogen auf die Kupplungskugel 34 unter Verwendung der zweidimensionalen Daten schätzen, darunter durch Empfangen von Brennweiteninformationen innerhalb der Daten 55 oder durch andere bekannte Mittel. Sobald die Positionierung D_h , α_h der Kupplung 14 bestimmt und optional durch den Benutzer bestätigt worden ist, kann die Steuerung 26 die Kontrolle über zumindest das Fahrzeuglenksystem 20 übernehmen, um die Bewegung des Fahrzeugs 12 entlang des gewünschten Weges 32 zu steuern, um die Fahrzeugkupplungskugel 34 mit der Kupplung 14 auszurichten.
Unter weiterer Bezugnahme auf 3 mit zusätzlicher Bezugnahme auf 2 kann die Steuerung 26, die anfänglich die Positionierung D_h , α_h der Kupplung 14 geschätzt hat, wie vorstehend besprochen, in einem Beispiel die Wegableitungsroutine 66 ausführen, um den Fahrzeugweg 32 zu bestimmen, um die Fahrzeugkupplungskugel 34 mit der Kupplung 14 auszurichten. Insbesondere kann die Steuerung 26 verschiedene Eigenschaften des Fahrzeugs 12 in dem Speicher 62 gespeichert haben, einschließlich des Radstands W, des Abstands von der Hinterachse zu der Kupplungskugel 34, die hierin als die Deichsellänge L bezeichnet wird, sowie des maximalen Winkels δ_max , um den die gelenkten Räder 76 gedreht werden können. Wie gezeigt, können der Radstand W und der aktuelle Lenkwinkel δ verwendet werden, um einen entsprechenden Einlenkradius ρ für das Fahrzeug 12 gemäß der folgenden Gleichung zu bestimmen: $ρ = \frac{1}{W tan δ},$
wobei der Radstand W fest ist und der Lenkwinkel δ durch die Steuerung 26 durch Kommunikation mit dem Lenksystem 20 gesteuert werden kann, wie vorangehend erörtert. Auf diese Weise wird der kleinstmögliche Wert für den Einlenkradius ρ_min wie folgt bestimmt, wenn der maximale Lenkwinkel δ_max bekannt ist: $ρ_{min} = \frac{1}{W tan δ_{max}} .$
Die Wegableitungsroutine 66 kann programmiert sein, um den Fahrzeugweg 32 abzuleiten, um einen bekannten Ort der Fahrzeugkupplungskugel 34 mit der geschätzten Position der Kupplung 14 auszurichten, wobei der bestimmte Mindesteinlenkradius ρ_min berücksichtigt wird, um es zu ermöglichen, dass durch den Weg 32 der mindestmögliche Raum und die mindestens erforderlichen Manöver verwendet werden. Auf diese Weise kann die Wegableitungsroutine 66 die Position des Fahrzeugs 12 verwenden, die auf dem Mittelpunkt 36 des Fahrzeugs 12, einem Ort an der Hinterachse, dem Ort der Koppelnavigationsvorrichtung 24 oder einem anderen bekannten Ort in dem Koordinatensystem 82 basieren kann, um sowohl einen seitlichen Abstand von der Kupplung 14 als auch einen vorderen und hinteren Abstand von der Kupplung 14 zu bestimmen und einen Weg 32 abzuleiten, durch den die erforderliche Seitwärts- und Vorwärts-Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs 12 innerhalb der Grenzen des Lenksystems 20 erzielt wird. Bei der Ableitung des Weges 32 wird ferner die Positionierung der Kupplungskugel 34 auf Grundlage der Länge L und bezogen auf den nachverfolgten Standort des Fahrzeugs 12 (der dem Schwerpunkt 36 des Fahrzeugs 12, dem Ort eines GPS-Empfängers oder einem weiteren spezifischen bekannten Bereich entsprechen kann) berücksichtigt, um die erforderliche Positionierung des Fahrzeugs 12 zur Ausrichtung der Kupplungskugel 34 mit der Kupplung 14 zu bestimmen.
Wie vorangehend erörtert, wird es der Steuerung 26 dann ermöglicht, zumindest das Lenksystem 20 des Fahrzeugs 12 mit dem Antriebsstrangsystem 72 und dem Bremssystem 70 (unabhängig davon, ob diese durch den Fahrer oder durch die Steuerung 26 gesteuert werden, wie nachfolgend erörtert) zur Steuerung der (Vorwärts- oder Rückwärts-)Beschleunigung des Fahrzeugs 12 zu steuern, sobald der erwünschte Weg 32 bestimmt wurde. Auf diese Weise kann die Steuerung 26 Daten in Bezug auf die Position des Fahrzeugs 12 während einer Bewegung davon von dem Positioniersystem 22 empfangen, während sie das Lenksystem 20 steuert, wie erforderlich, um das Fahrzeug 12 auf dem Weg 32 zu halten. Insbesondere kann durch den Weg 32, der auf Grundlage der Geometrie des Fahrzeugs 12 und Lenksystems 20 bestimmt wurde, der Lenkwinkel δ abhängig von der Position des Fahrzeugs 12 an dem Weg 32 angepasst werden, wie durch diesen vorgegeben. Zusätzlich wird angemerkt, dass der Weg 32 in einer Ausführungsform einen Verlauf der Anpassung des Lenkwinkels δ umfassen kann, der von der nachverfolgten Fahrzeugposition abhängig ist.
Wie in 3 veranschaulicht, kann die Anfangspositionierung des Anhängers 16 bezogen auf das Fahrzeug 12 derart sein, dass eine Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs 12 auf einem erwünschten Fahrzeugweg 32 erforderlich ist, wie etwa, wenn sich der Anhänger 16 lateral zu der Seite des Fahrzeugs 12 befindet. Auf diese Weise kann der Weg 32 verschiedene Segmente 33 beinhalten, die ein Fahren des Fahrzeugs 12 nach vorne oder nach hinten erforderlich machen und durch Wendepunkte 90 getrennt sind, an denen das Fahrzeug 12 zwischen einem solchen Fahren nach vorne und hinten wechseln muss. In einer Ausführungsform kann die Wegableitungsroutine 66 konfiguriert sein, um ein gerades Rückwärtsfahrsegment 33 für eine definierte Entfernung vor dem Erreichen des Punktes zu beinhalten, an dem die Kupplungskugel 34 mit dem Kupplungsort 28 ausgerichtet ist. Die übrigen Segmente 33 können bestimmt sein, um die erforderliche Seitwärts- und Vorwärts-/Rückwärtsbewegung in dem kleinstmöglichen Bereich und/oder mit der geringsten Anzahl an Gesamtsegmenten 33 oder Wendepunkten 90 zu erzielen. In dem veranschaulichten Beispiel aus 3 kann der Weg 32 zwei Segmente 33 beinhalten, durch welche insgesamt die erforderliche seitliche Bewegung des Fahrzeugs 12 zurückgelegt wird, wobei eines davon Vorwärtsfahren mit einem maximalen Lenkwinkel δ_max in der rechten Lenkrichtung beinhaltet und das andere Vorwärtsfahren mit einem maximalen Lenkwinkel δ_max in der linken Lenkrichtung beinhaltet, während ein Segment 33 des geraden Rückwärtsfahrens bereitgestellt ist, um die Kupplungskugel 34 in Ausrichtung mit der Kupplung 14 zu bringen. Nachfolgend ist ein einziger Wendepunkt 90 eingeschlossen, an dem das Fahrzeug 12 von dem Vorwärtsfahren zu dem Rückwärtsfahren übergeht, gefolgt von dem vorangehend erwähnten geraden Rückwärtsfahrsegment 33. Es ist anzumerken, dass Variationen des dargestellten Weges 32 verwendet werden können, einschließlich einer Variation mit einem einzigen Vorwärtsfahrsegment 33 in einem rechten Lenkwinkel δ, der niedriger ist als der maximale Lenkwinkel δ_max , gefolgt von einem Wendepunkt 90 und einem Rückwärtsfahrsegment 33 in einem maximalen linken Lenkwinkel δ_max mit einem kürzeren geraden Rückwärtssegment 33, wobei noch weitere Wege 32 möglich sind. Bei einer weiteren Variation kann die Wegableitungsroutine 66 eine Angabe empfangen, ob die bereitgestellte Positionierung D_h , α_h der Kupplung 14 eine Schätzung auf Grundlage von zweidimensionalen Bilddaten 55 ist oder eine Ableitung unter Verwendung von stereoskopischen Bilddaten 55 ist, die von mehreren der Kameras 48, 50, 52a oder 52b erhalten werden. Wenn eine Schätzung bereitgestellt wird, kann die Wegableitungsroutine 66 die anfängliche Bewegung des Fahrzeugs 12 entlang eines Weges 32 priorisieren, der die Kupplung 14 in ein Sichtfeld 49, 51, 53a, 53b einer zusätzlichen Kamera bewegt, die in dem veranschaulichten Beispiel die CMHSL-Kamera 50 ist, sodass eine abgeleitete Position D_h , α_h der Kupplung 14 so früh wie möglich innerhalb der Ausführung der Betriebsroutine 68 bestimmt werden kann, um Korrekturen zu minimieren.
Ferner noch kann die Wegableitungsroutine 66 auch konfiguriert sein, um jegliche Hindernisse innerhalb des Sichtfeldes 49, 51, 53a, 53b einer beliebigen der Kameras 48, 50, 52a, 52b zu vermeiden. Wie in 3, 4A und 4B gezeigt, kann der Anhänger 16 zumindest teilweise von mehreren Kameras gesehen werden, wobei es sich um die Seitenkamera 52a (4A) und die CMHSL-Kamera 50 (4B) handelt. Auf diese Weise kann die Bildverarbeitungsroutine 64 konfiguriert sein, um die Kupplung 14 als ein eigenständiges Objekt innerhalb von Bilddaten 55 zu identifizieren, sodass der größere Anhänger 16 standardmäßig als ein Hindernis O identifiziert wird, sodass die Bildverarbeitungsroutine 64 Positionierungsdaten für den Anhänger 16 bereitstellen kann und die Wegableitungsroutine 66 den Weg 32 ableiten kann, um das Fahrzeug 12 weg von dem Objekt O in der Form des Anhängers 16 zu halten. Auf diese Weise kann die anfängliche Richtung des Weges 32 auf die dargestellte Weise bestimmt werden, anstatt umzukehren und sich in Richtung des Anhängers 16 zu wenden. Alternativ kann die Bildverarbeitungsroutine 64 spezifisch den Anhänger 16 identifizieren und den Weg 32 entsprechend ableiten.
In einer Ausführungsform kann der Fahrer des Fahrzeugs 12 die Kontrolle des Getriebes 92 des Fahrzeugs 12 beibehalten, das verwendet wird, um zu steuern, ob sich das Fahrzeug 12 in einem Vorwärtsgang oder einem Rückwärtsgang befindet. In einer derartigen Ausführungsform kann die Steuerung 26 nach Bestimmen, dass die Fahrzeugposition 36 einem Wendepunkt 90 entspricht, den Fahrer dazu auffordern, den Gang gemäß der Richtung des Segments 33, das auf den Wendepunkt 90 folgt, zu wechseln, wie etwa durch eine auf der HMI 40 angezeigte Aufforderung. In einem Aspekt kann die Steuerung 26 das Positioniersystem 22 verwenden, einschließlich der Koppelnavigationsvorrichtung 24, um durch Bestätigen, dass sich das Fahrzeug 12 in der erwünschten Richtung bewegt, zu prüfen, ob die erforderliche Gangwahländerung vorgenommen wurde, bevor sie die Aufforderung entfernt. Ferner kann die Steuerung 26 eine akustische Aufforderung bereitstellen und/oder den Benutzer U benachrichtigen, dass das System 10 deaktiviert wird, wenn nicht innerhalb einer vorbestimmten Entfernung kontinuierlicher Bewegung des Fahrzeugs 12 in die falsche Richtung der richtige Gang ausgewählt wird.
In einer alternativen Ausführungsform kann die Steuerung 26 mit dem Getriebesystem 92 in Kommunikation stehen, wie in 2 gezeigt. In einer solchen Ausführungsform kann die Steuerung 26 direkt bestätigen, dass die erwünschte Richtung durch den Benutzer ausgewählt wurde. Alternativ können die Steuerung 26 und das Getriebe 92 derart konfiguriert sein, dass die Steuerung 26 die Richtung des Getriebes 92 direkt ändern kann. In einer solchen Ausführungsform kann das Getriebe 92 zum Beispiel einen elektronischen Gangwählhebel 94 beinhalten, wie etwa einen Drehwähler oder einen Druckknopfwähler, wobei die Auswahl eines Gangs elektronisch vorgenommen wird und das Getriebe 92 sich selbst als Reaktion auf die elektronische Kommunikation elektromechanisch konfiguriert. Dementsprechend kann die Steuerung 26 entweder direkt oder durch einen elektronischen Gangwählhebel 94 mit dem Getriebe 92 kommunizieren, um die Übertragungsrichtung während Ausführung der Betriebsroutine 68 bei Bedarf durch die Steuerung 26 zu ändern.
In einer weiteren Ausführungsform kann der Fahrer des Fahrzeugs 12 die Kontrolle über das Fahrzeugantriebsstrangsteuersystem 72 beibehalten, einschließlich durch Steuerung einer Fahrzeugdrossel 73 und des Fahrzeugbremssystems 70. In einer solchen Ausführungsform kann die Steuerung 26 dem Fahrer durch Aufforderungen auf der HMI 40 zum Beispiel kommunizieren, die Fahrzeugdrossel 73 oder -bremsen zu betätigen, wie erforderlich, um zu ermöglichen, dass sich das Fahrzeug 12 in einer angemessenen Geschwindigkeit für das System 10 bewegt, einschließlich derart, dass die Steuerung 26 zum Beispiel die Position 36 akkurat überwachen und/oder die erwünschte Steuerung des Lenksystems 20 gemäß der Reaktionsfähigkeit des Lenkmotors 74 umsetzen kann. In einem Aspekt kann die Steuerung 26 die Betriebsroutine 68 deaktivieren, wenn sich das Fahrzeug 12 zum Beispiel mit einer übermäßigen Geschwindigkeit bewegt, und kann den Fahrer bei Bedarf über eine solche Deaktivierung über die HMI 40 benachrichtigen.
In noch einer weiteren alternativen Ausführungsform kann die Steuerung 26 das Fahrzeugbremssystem 70 und das Antriebsstrangsystem 72 derart steuern, dass das Kupplungsunterstützungssystem 10 das Fahrzeug 12 bei Bedarf beschleunigen und abbremsen kann, um die erwünschte Bewegung des Fahrzeugs 12 herbeizuführen, während sie das Lenksystem 20 steuert, um das Fahrzeug 12 auf dem Weg 32 zu halten, wie vorangehend erörtert. Diese Steuerung des Fahrzeugbremssystems 70 und des Antriebsstrangsystems 72 kann zusammen mit der vorangehend beschriebenen Steuerung des Getriebes 92 durch die Steuerung 26 oder durch den Fahrer umgesetzt werden. In einem Aspekt kann es die Konfiguration des Systems 10, bei dem die Steuerung 26 in Kommunikation mit dem Lenksystem 20, Antriebsstrangsystem 72, Bremssystem 70 und Getriebe 92 steht und in der Lage ist, diese zu steuern, dem Kupplungsunterstützungssystem 10 ermöglichen, das Fahrzeug 12 während eines Kupplungsausrichtungsvorgangs autonom zu steuern. Diese Konfiguration kann es ferner einem Benutzer U ermöglichen, das Fahrzeug 12 von einer Außenseite 30 des Fahrzeugs 12 unter Verwendung einer Remote-Vorrichtung 96, wie etwa eines Smartphones (mit angemessener Software) oder dergleichen, wie in 1 gezeigt, aus der Ferne zu steuern.
Unter erneuter Bezugnahme auf 2-8 kann das Kupplungsunterstützungssystem 10 während der Ausführung der Betriebsroutine 68 die Koppelnavigationsvorrichtung 24 alleine verwenden, um den Standort 36 des Fahrzeugs 12 zu orten. Auf diese Weise kann die Steuerung 26, wenn sie die Betriebsroutine 68 ausführt, Daten in Bezug auf die Position des Fahrzeugs 12 von der Koppelnavigationsvorrichtung 24 empfangen, welche die Koppelnavigationsvorrichtung 24 auf Grundlage von von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 56 und dem Fahrzeuggierratensensor 58 empfangenen Informationen bestimmt, um eine Richtung und Bewegung des Fahrzeugs 12 in Echtzeit zu überwachen. In einem Beispiel kann die Koppelnavigationsvorrichtung 24 außerdem Daten von dem Antriebsstrangsteuersystem 72 und Lenksystem 20 zur weiteren Verwendung zum Orten der Bewegung und/oder Position des Fahrzeugs 12 innerhalb des bezeichneten Koordinatensystems empfangen, in dem die vorstehend beschriebene rekonstruierte Szene unter Verwendung der Bilddaten 55 auch die Kupplung 14 und Objekte O darin positionieren kann. In einer weiteren Ausführungsform kann die Steuerung 26 außerdem Daten von anderen Vorrichtungen in dem Positioniersystem 22 empfangen, einschließlich von einer Vorrichtung eines globalen Positioniersystems (GPS) oder dergleichen, um als eine Überprüfung der Koppelnavigationsvorrichtung 24 zu dienen, wenn eine Bewegung über relativ weite Entfernungen (d. h. zumindest 10 Fuß oder in einer Ausführungsform zumindest 30 Fuß) erfolgt. In einer weiteren Ausführungsform kann die Steuerung 26 Daten von einem oder mehreren Näherungssensoren 54 empfangen, wie etwa einer Reihe von Ultraschallsensoren, die an dem Heck des Fahrzeugs 12 montiert sind, um möglicherweise die Genauigkeit in Bezug auf den Ort 28 der Kupplung 14 bei geringen Abständen davon (z. B. innerhalb von fünf Fuß oder weniger) zu verbessern.
Wie in 5, 6A und 6B gezeigt, kommt an einer Stelle entlang der Bewegung des Fahrzeugs 12 entlang des Weges 32 die Kupplung 14 in das Sichtfeld 51 der CMHSL-Kamera 50, wobei an diesem Punkt die Bildverarbeitungsroutine 64 die Kupplung 14 innerhalb der durch die CMHSL-Kamera 50 bereitgestellten zusätzlichen Bilddaten 55 identifiziert. Entsprechend können, wenn die Kupplung 14 innerhalb von zwei Sätzen an Bilddaten 55 identifiziert werden, die Datensätze auf eine stereoskopische Weise verwendet werden, um die dreidimensionale Szene des Bereichs, der das Fahrzeug 12 umgibt, unter Verwendung der verfügbaren Bilddaten 55 und mit der Positionierung D_h , α_h und Höhe H_h der Kupplung 14 zu rekonstruieren. Auf diese Weise kann die Positionierung D_h , α_h der Kupplung 14 verwendet werden, um die Wegableitungsroutine 66 bei Bedarf zu aktualisieren und kann verwendet werden, um die Positionierung D_h , α_h der Kupplung 14, die in der Betriebsroutine 68 verwendet wird, zu aktualisieren. Wie weiter gezeigt, ist ein zusätzliches Hindernis O in den dargestellten Sichtfeldern 53a (6A) und 51 (6B) vorhanden. Auf diese Weise kann das Hindernis O identifiziert werden und seine Position D_o , α_o und Höhe H_o können bestimmt werden. In einer Ausführungsform kann eine maximale Höhe von zum Beispiel der Höhe des Fahrzeugs 12 oder eine Höhe des Fahrzeugs 12 auf mittlerer Ebene als eine maximal erfassbare Höhe festgelegt werden, an deren Punkt alles höherem einfach der maximale Wert zugewiesen wird, um Fehler beim Erfassen von unzulässig hohen Objekten wie zum Beispiel dem abgebildeten Baum darzustellen. In einer alternativen Ausführungsform kann das Kamerasystem 18 zusätzliche Kameras beinhalten, wie zum Beispiel eine nach vorne gerichtete Kamera oder seitlich gerichtete Kameras, sodass das abgebildete Objekt O früher identifiziert werden und seine geschätzte Positionierung (auf Grundlage von zweidimensionalen Daten einer einzelnen Kamera) bei der anfänglichen Ableitung des Weges 32 berücksichtigt werden kann. In einem derartigen Fall kann die Positionierung des Objekts O und Bestimmung der Höhe H_o davon aktualisiert werden, wenn die Rekonstruktion einer stereoskopischen Szene mit dem Objekt O möglich ist.
Unter Bezugnahme auf 7, wie vorstehend erwähnt, während sich das Fahrzeug 12 der Kupplung 14 nähert, können nun Abschnitte des Fahrzeugs 12 die Sichtbarkeit der Kupplung 14 innerhalb der Sichtfelder 51, 53a, 53b der Seitenkameras 52a, 52b und der CMHSL-Kamera 50 blockieren, wodurch nur noch die hintere Kamera 48 die Kupplung 14 innerhalb der damit verbundenen Bilddaten 55 beinhaltet. Wie vorstehend erörtert, kann die Bildverarbeitungsroutine 64 die Information der zuvor erhaltenen Höhe H_h weiterhin beim Orten der Kupplung 14 innerhalb der verfügbaren Bilddaten 55 verwenden. Auf diese Weise kann die Betriebsroutine 68 das Fahrzeug 12 effektiv in eine Position führen, in 8 gezeigt, in der die Kupplungskugel 34 mit der Kupplung 14 ausgerichtet ist, ohne dass dies zu einer Kollision des Fahrzeugs 12 mit dem Anhänger 16 führt. In einer weiteren Anwendung kann das Fahrzeug 12 mit einem System oder einer Komponente ausgestattet sein, das/die der Steuerung 26 ermöglichen kann, die Kupplung 14 auf eine Höhe unterhalb der zuvor festgelegten Höhe H_h der Kupplung 14 zu senken. In verschiedenen Beispielen kann die Zugstange 35 (1), an der die Kupplungskugel 34 angebracht ist, durch einen Aktor 87 oder dergleichen bewegbar an dem Fahrzeug 12 angebracht sein, der der Kupplungskugel 34 ermöglichen kann, durch einen von der Steuerung 26 ausgegebenen Senkbefehl gesenkt zu werden, um sich unter die Kupplung 14 zu bewegen und dann in Eingriff mit der Kupplung 14 erhöht zu werden, wenn eine angemessene Ausrichtung damit erreicht worden ist. Auf eine ähnliche Weise kann zumindest die hintere Aufhängung 84 (2) mit Aktoren 86 (oder anpassbaren Dämpfern usw.) ausgestattet sein, um die Höhe des Fahrzeugs 12 und entsprechend die Höhe der Kupplungskugel 34 anzupassen, indem das Fahrzeug 12 auf Rädern 77 gesenkt wird. Ein solches Senken kann erfolgen, wenn bestimmt ist, dass sich die Kupplung 14 innerhalb eines zuvor festgelegten nahen Abstands (z. B. 1 Fuß oder 2 Fuß) zu der Kupplungskugel 34 befindet.
In dem vorstehend erörterten Beispiel überwacht die Bildverarbeitungsroutine 64 durchgehend die Positionierung D_h, α_h der Kupplung 14 sowie die Positionierung D_o, α_o von beliebigen identifizierten Objekten O innerhalb der Bilddaten 55 während der Ausführung der Betriebsroutine 68. Wie vorstehend erörtert, kann die Position des Fahrzeugs 12 durch die Koppelnavigationsvorrichtung 24 überwacht werden, wobei die Positionen der Objekte O und der Kupplung 14 durchgehend aktualisiert und in die Wegableitungsroutine 66 eingegeben werden, wenn der Weg 32 präzisiert werden kann oder aktualisiert werden sollte (zum Beispiel aufgrund von verbesserten Positionsinformationen aufgrund besserer Auflösung oder zusätzlicher Bilddaten 55). In einer anderen Ausführungsform können, sobald die Position D_h, α_h der Kupplung 14 sowie die Position D_o, α_o von beliebigen identifizierten Objekten O unter Anwendung der Rekonstruktion einer stereoskopischen Szene bestimmt worden sind, die Kupplung 14 und Objekte O in der Szene platziert werden, wie zum Beispiel innerhalb des Koordinatensystems und können als statisch angenommen werden, sodass die Ortung der Position des Fahrzeugs 12 durch das Koppelnavigationssystem 24 die Position des Fahrzeugs 12 bezogen auf die Kupplung 14 und identifizierten Objekte O ortet. Ferner noch können die Kupplung 14 und Objekte O als statisch angenommen werden, sodass die Position des Fahrzeugs 12 durch anhaltendes Orten der Kupplung 14 und Objekte O geortet werden kann, damit kein Bedarf mehr an einem Koppelnavigationssystem 24 besteht.
Auf eine ähnliche Weise kann eine modifizierte Variation der Betriebsroutine 68 eine zuvor festgelegte Sequenz an Manövern durchlaufen, die das Lenken des Fahrzeugs 12 bei einem maximalen Lenkwinkel δmax beinhaltet, während die Position D_h , α_h der Kupplung 14 geortet wird, um die bekannte relative Position der Kupplungskugel 34 an die geortete Position der Kupplung 14 zu konvergieren. In einem Aspekt kann die zuvor festgelegte Sequenz derart bestimmt werden, dass die Kupplung 14 bei Bedarf in mehrere Sichtfelder 49, 51, 53a, 53b gebracht wird, um die Positionierung D_h , α_h der Kupplung 14 unter Verwendung von stereoskopischen Informationen zu bestimmen, sodass das finale Fortschreiten in Richtung der Kupplung 14 unter Anwendung der Führung durch eine einzelne Kamera mit einer gewünschten Genauigkeitsstufe möglich ist, wie vorstehend besprochen. In einem Beispiel können derartige Sequenzen Bewegung des Fahrzeugs 12 in eine Richtung der identifizierten Position D_h , α_h der Kupplung 14 beinhalten, entweder in eine Vorwärtsrichtung (wie zum Beispiel in 3, wenn die Kupplung 14 lediglich in einem einzelnen Sichtfeld 53a sichtbar ist) oder eine Rückwärtsrichtung (wie zum Beispiel, wenn das Fahrzeug 12 anfänglich wie in 5 positioniert ist, wenn die Kupplung 14 in mehreren Sichtfeldern sichtbar ist und bestimmt wird, dass sie sich hinter dem Fahrzeug 12 befindet).
Unter Bezugnahme auf 9 ist nun ein Ablaufdiagramm gezeigt, das Schritte der Verwendung des Kupplungsunterstützungssystems 10 zur Ausrichtung einer Fahrzeugkupplungskugel 34 mit einer Anhängerkupplung 14 zeigt. Insbesondere wird das Kupplungsunterstützungssystem 10 bei Schritt 110 initiiert. In einem Beispiel kann das Kupplungsunterstützungssystem 10 an einem beliebigen Punkt initiiert werden, wenn sich die Kupplung 14 in dem Sichtfeld 49, 51, 53a, 53b von zumindest einer Kamera 48, 50, 52a, 52b innerhalb des Kamerasystems 18 befindet. Entsprechend kann die Steuerung 26, sobald das System 10 initiiert ist, das Kamerasystem 18 verwenden, um die sichtbare Szene unter Verwendung der Kameras 48, 50, 52a, 52b zu scannen (Schritt 112). Der Szenenscanschritt 112 kann ferner angewandt werden, um dann alle Objekte zu identifizieren, die in zumindest zwei Kameras sichtbar sind (Schritt 116), oder diejenigen, die in lediglich einer einzelnen Kamera sichtbar sind (Schritt 118). Die Höhe H und Position D, α von beliebigen in Schritt 116 identifizierten Objekten kann dann unter Verwendung der verfügbaren stereoskopischen Bilddaten 55 (Schritt 120) wie vorstehend erörtert bestimmt werden, einschließlich unter Anwendung der Bildverarbeitungsroutine 64. Wenn beliebige Objekte lediglich in den Bilddaten 55 von einer einzelnen Kamera identifiziert werden, bestimmt die Steuerung 26, ob frühere Daten zur Höhe H verfügbar sind (Schritt 122). Wenn Daten zur Höhe H verfügbar sind, wird die Position D, α des betreffenden Objekts unter Verwendung der verfügbaren Bilddaten 55 angesichts der früheren Höhendaten geortet, wie vorstehend erörtert (Schritt 124). Wenn keine Höhendaten verfügbar sind, dann wird die Position D, α unter Verwendung der verfügbaren Bilddaten 55 geschätzt (Schritt 126).
Wie vorstehend erörtert, kann die Bildverarbeitungsroutine 64 programmiert oder anderweitig konfiguriert sein, um die Kupplung 14 des Anhängers 16 innerhalb der Bilddaten 55 zu identifizieren, was anfänglich innerhalb des Scans erfolgen kann (Schritt 114). Auf diese Weise kann die Steuerung 26, nachdem die Ergebnisse des anfänglichen Szenenscans (Schritt 112) analysiert sind (Schritte 114-126), bestimmen, ob die Kupplung 14 identifiziert worden ist (Schritt 128). Wenn die Kupplung 14 nicht identifiziert worden ist, kann der Szenenscan 112 fortgesetzt werden, darunter während der Fahrer angewiesen wird, das Fahrzeug 12 zu bewegen, um es besser auf den Anhänger 16 auszurichten, bis die Kupplung 14 identifiziert ist. Wenn die Kupplung 14 identifiziert worden ist, kann die Wegableitungsroutine 66 verwendet werden, um den Fahrzeugweg 32 zu bestimmen, um die Kupplungskugel 34 auf die Kupplung 14 auszurichten, während jegliche anderen Objekte, die als Hindernisse benannt sind (zum Beispiel standardmäßig), in Schritt 130 vermieden werden. Auf diese Weise werden die Positionierung D_h , α_h der Kupplung 14 und die Positionen D_o , α_o beliebiger Hindernisse O verwendet, um die Kupplung 14 und Objekte O innerhalb der gespeicherten Daten zu platzieren, die die Bildkoordinaten mit den echten Koordinaten des Bereichs, der das Fahrzeug 12 umgibt, verbinden. Nachfolgend verwendet die Steuerung 26 die Wegableitungsrouting 66, um einen Weg 32 zur Ausrichtung der Kupplungskugel 34 mit dem Kupplungsort 28 zu bestimmen, wie vorangehend in Bezug auf 3-8 beschrieben.
Sobald der Weg 32 abgeleitet worden ist, kann das Kupplungsunterstützungssystem 10 den Benutzer U dazu auffordern, die Kontrolle von zumindest dem Lenkrad des Fahrzeugs 12 (und gegebenenfalls der Drossel 73 und Bremse, in der Umsetzung des Kupplungsunterstützungssystems 10, das vorangehend beschrieben wird, wobei die Steuerung 26 die Steuerung des Antriebsstrangsystems 72 und Bremssystems 70 während der Ausführung der Betriebsroutine 68 übernimmt) aufzugeben (Schritt 132). Wenn bestätigt wurde, dass der Benutzer U nicht versucht, das Lenksystem 20 (zum Beispiel unter Verwendung des Drehmomentsensors 80, wie vorangehend erörtert) zu steuern, bestimmt die Steuerung 26, ob sich das Getriebesystem 92 in dem richtigen Gang befindet, und veranlasst entweder das Getriebesystem 92 dazu, in den erwünschten Gang zu wechseln, oder fordert den Benutzer U dazu auf, in den erwünschten Gang zu schalten, falls erforderlich (Schritt 134). Das Kupplungsunterstützungssystem 10 steuert dann das Lenksystem 20 (Schritt 136), um das Fahrzeug 12 auf dem Weg 32 zu halten, während entweder der Benutzer U oder die Steuerung 26 die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 12 unter Verwendung des Antriebsstrangsystems 72 und Bremssystems 70 steuert. Wenn das Fahrzeug 12 einen Wendepunkt 90 erreicht, können weitere Schaltvorgänge oder Aufforderungen zum Schalten ausgeführt werden. Wie vorstehend erörtert, kann die Steuerung 26 oder der Benutzer U zumindest das Lenksystem 20 steuern, während die Position D_h , α_h der Kupplung 14 geortet wird (Schritt 138), bis das Fahrzeug 12 einen Punkt erreicht, an dem die Kupplungskugel 34 des Fahrzeugs 12 mit der Kupplung 14 des Anhängers 16 ausgerichtet ist (Schritt 140), wobei die Betriebsroutine 68 an diesem Punkt enden kann (Schritt 142), entweder, indem das Bremssystem 70 gesteuert wird, um das Fahrzeug 12 dazu zu veranlassen, anzuhalten (was schrittweise erfolgen kann, während das Fahrzeug 12 auf einen solchen Punkt zufährt) oder, indem ein Befehl an den Benutzer U ausgegeben wird, das Fahrzeug 12 anzuhalten (was ebenfalls schrittweise oder durch einen Countdown erfolgen kann, während das Fahrzeug 12 auf den erwünschten Ort zufährt), bevor das System 10 deaktiviert wird (Schritt 142).
Es versteht sich, dass das vorstehende Verfahren gemäß beliebigen der vorstehend erörterten Ortungsschemata für die Kupplung 14 oder das Hindernis O sowie den vorstehend erörterten Variationen der Betriebsroutine 68 modifiziert werden kann.
Es versteht sich auch, dass Variationen und Modifikationen der vorstehenden Struktur erfolgen können, ohne von den Konzepten der vorliegenden Offenbarung abzuweichen, und es versteht sich ferner, dass derartige Konzepte dazu bestimmt sind, von den folgenden Patentansprüchen abgedeckt zu werden, sofern diese Patentansprüche durch ihren Wortlaut nicht ausdrücklich etwas anderes festlegen.
Für die Zwecke dieser Offenbarung bezeichnet der Ausdruck „gekoppelt“ (in all seinen Formen, koppeln, Kopplung, gekoppelt usw.) im Allgemeinen das direkte oder indirekte Verbinden von zwei (elektrischen oder mechanischen) Komponenten miteinander. Ein derartiges Verbinden kann dem Wesen nach unbeweglich oder beweglich sein. Ein derartiges Verbinden kann erzielt werden, indem die beiden (elektrischen oder mechanischen) Komponenten und beliebige zusätzliche dazwischenliegende Elemente einstückig als einzelner Einheitskörper miteinander oder mit den zwei Komponenten gebildet werden. Ein derartiges Verbinden kann dem Wesen nach permanent oder dem Wesen nach entfernbar oder lösbar sein, es sei denn, es ist etwas anderes angegeben.
Es ist ebenso wichtig festzuhalten, dass die Konstruktion und Anordnung der Elemente der Offenbarung, wie in den beispielhaften Ausführungsformen gezeigt, lediglich veranschaulichend sind. Wenngleich nur einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindungen in dieser Offenbarung ausführlich beschrieben wurden, wird der Fachmann, der diese Offenbarung betrachtet, ohne Weiteres erkennen, dass viele Modifikationen möglich sind (z. B. Variationen von Größen, Abmessungen, Strukturen, Formen und Proportionen der verschiedenen Elemente, Werten von Parametern, Montageanordnungen, Verwendung von Materialien, Farben, Ausrichtungen usw.), ohne wesentlich von den neuartigen Lehren und Vorteilen des genannten Gegenstands abzuweichen. Zum Beispiel können Elemente, die als einstückig ausgebildet gezeigt sind, aus mehreren Teilen konstruiert sein, oder können Elemente, die als mehrere Teile gezeigt sind, einstückig ausgebildet sein, kann die Bedienung der Schnittstellen umgekehrt oder anderweitig variiert werden, kann die Länge oder Breite der Strukturen und/oder Elemente oder Verbindungsglieder oder sonstiger Elemente des Systems variiert werden und kann die Art oder Anzahl der zwischen den Elementen bereitgestellten Einstellpositionen variiert werden. Es ist zu beachten, dass die Elemente und/oder Baugruppen des Systems aus beliebigen von einer großen Vielfalt von Materialien, die eine ausreichende Festigkeit oder Haltbarkeit bereitstellen, in beliebigen von einer großen Vielfalt von Farben, Strukturen und Kombinationen aufgebaut werden können. Dementsprechend ist beabsichtigt, dass alle derartigen Modifikationen im Schutzumfang der vorliegenden Innovationen eingeschlossen sind. Andere Substitutionen, Modifikationen, Änderungen und Auslassungen können an der Gestaltung, an den Betriebsbedingungen und der Anordnung der gewünschten und anderer beispielhafter Ausführungsformen vorgenommen werden, ohne vom Geist der vorliegenden Innovationen abzuweichen.
Es versteht sich, dass beliebige beschriebene Prozesse oder Schritte innerhalb der beschriebenen Prozesse mit anderen offenbarten Prozessen oder Schritten zum Bilden von Strukturen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung kombiniert werden können. Die hierin offenbarten beispielhaften Strukturen und Prozesse dienen lediglich zu Veranschaulichungszwecken und sind nicht als einschränkend auszulegen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 9102271 [0020]
US 15583014 [0020]

Claims

Fahrzeugkupplungsunterstützungssystem, umfassend: erste und zweite Kameras auf einer Außenseite des Fahrzeugs; und einen Bildprozessor, der für Folgendes programmiert ist: Identifizieren eines Objekts in Bilddaten, die von den ersten und zweiten Kameras empfangen werden; und Bestimmen einer Höhe und einer Position des Objekts unter Verwendung der Bilddaten; und eine Steuerung, die einen Lenkbefehl an ein Fahrzeuglenksystem ausgibt, um das Fahrzeug selektiv weg von der oder in die Ausrichtung mit dem Objekt zu führen.
Kupplungsunterstützungssystem nach Anspruch 1, wobei: das Objekt ein erstes Objekt ist, das als eine Kupplung eines Anhängers identifiziert ist; und die Steuerung den Lenkbefehl ausgibt, um das Fahrzeug entlang eines von der Steuerung abgeleiteten Weges zu halten, um anhand eines anfänglichen von den ersten und zweiten Kameras empfangenen Datensatzes eine Kupplungskugel des Fahrzeugs in Ausrichtung mit der Kupplung des Anhängers zu führen.
Kupplungsunterstützungssystem nach Anspruch 2, wobei der Bildprozessor ferner für Folgendes programmiert ist: Identifizieren eines zweiten Objekts in den Bilddaten, die von den ersten und zweiten Kameras empfangen werden, als ein Hindernis; und Bestimmen einer Höhe und einer Position des Hindernisses unter Verwendung der Bilddaten.
Kupplungsunterstützungssystem nach Anspruch 3, wobei der Weg ferner von der Steuerung abgeleitet ist, um das Fahrzeug weg von dem Hindernis zu führen.
Kupplungsunterstützungssystem nach Anspruch 1, wobei: das Objekt ein erstes Objekt ist, das als eine Kupplung eines Anhängers identifiziert ist; und der Bildprozessor ferner programmiert ist, um die Position der Kupplung unter Verwendung von Bilddaten von zumindest einer von den ersten und zweiten Kameras während Bewegung des Fahrzeugs zu orten und eine geortete Position der Kupplung auszugeben.
Kupplungsunterstützungssystem nach Anspruch 5, wobei die Steuerung den Lenkbefehl gemäß einer zuvor festgelegten Lenksequenz ausgibt, wobei die Steuerung die Sequenz auf Grundlage der georteten Position der Kupplung durchläuft, um eine Kupplungskugel des Fahrzeugs in Ausrichtung mit der Kupplung zu führen.
Kupplungsunterstützungssystem nach Anspruch 6, wobei: der Bildprozessor ferner für Folgendes programmiert ist: Identifizieren eines zweiten Objekts in den Bilddaten, die von den ersten und zweiten Kameras empfangen werden, als ein Hindernis; Bestimmen einer Höhe und einer Position des Hindernisses unter Verwendung der Bilddaten; und Orten der Position des Hindernisses unter Verwendung von Bilddaten von zumindest einer von den ersten und zweiten Kameras während Bewegung des Fahrzeugs und Ausgeben einer georteten Position des Hindernisses; und wobei die Steuerung ferner die Sequenz auf Grundlage der georteten Position des Hindernisses durchläuft, um das Fahrzeug weg von dem Hindernis zu führen.
Kupplungsunterstützungssystem nach Anspruch 1, wobei der Bildprozessor: die von den ersten und zweiten Kameras empfangenen Bilddaten zu stereoskopischen Bilddaten kombiniert; und die Höhe und Position des Objekts unter Verwendung der Bilddaten durch Rekonstruieren einer dreidimensionalen Szene eines Abschnittes eines Bereichs, der das Fahrzeug umgibt, unter Verwendung der stereoskopischen Bilddaten bestimmt.
Kupplungsunterstützungssystem nach Anspruch 8, wobei der Bildprozessor ferner für Folgendes programmiert ist: Orten der Position des Objekts bezogen auf das Fahrzeug innerhalb der dreidimensionalen Szene unter Verwendung von zweidimensionalen Bilddaten von einer von den ersten und zweiten Kameras.
Fahrzeug, umfassend: ein Lenksystem; eine Kupplungskugel, die auf einer Außenseite des Fahrzeugs angebracht ist; und das Kupplungsunterstützungssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche.
Fahrzeug nach Anspruch 10, ferner beinhaltend eines von einem Aktor, der mit der Kupplungskugel gekoppelt ist oder einem einstellbaren Aufhängungssystem, wobei: die Steuerung ferner einen Abstand für einen an den Aktor oder das Aufhängungssystem ausgegebenen Senkbefehl bestimmt, um die Kupplungskugel auf eine Position zu senken, die niedriger als die Höhe des Objekts ist.