DE102018116922A1

DE102018116922A1 - Verfahren zum Bestimmen einer realen Position eines Anhängerkugelkopfs einer Anhängerkupplung eines Kraftfahrzeugs mittels eines Assistenzsystems des Kraftfahrzeugs, Assistenzsystem sowie Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102018116922A1
Application number: DE102018116922.1A
Authority: DE
Inventors: Swaroop Kaggere Shivamurthy
Original assignee: Connaught Electronics Ltd
Current assignee: Connaught Electronics Ltd
Priority date: 2018-07-12
Filing date: 2018-07-12
Publication date: 2020-01-16
Also published as: US20200020123A1; US11004231B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer realen Position (X, Y, Z) eines Anhängerkugelkopfs (6) einer Anhängerkupplung (4) eines Kraftfahrzeugs (1) mittels eines Assistenzsystems (9) des Kraftfahrzeugs (1) durch:- Erfassen des Anhängerkugelkopfs (6) und Bestimmen einer charakterisierenden Eigenschaft (11) des Anhängerkugelkopfs (6);- Bestimmen einer relativen Position (x, y) der charakterisierenden Eigenschaft (11)- Bestimmen einer ersten realen Raumkoordinate (X) und einer zweiten realen Raumkoordinate (Y);- Vorgeben einer dritten realen Raumkoordinate (Z) innerhalb eines vorbestimmten Koordinatenintervalls für die dritte reale Raumkoordinate (Z);- Erzeugen einer Vergleichsposition des Anhängerkupplungskopfs (6) zumindest in Abhängigkeit der vorgegebenen dritten realen Raumkoordinate (Z) mittels der elektronischen Recheneinrichtung (12);- Bestimmen der realen Position (X, Y, Z) mit der vorgegebenen dritten realen Raumkoordinate (Z) bei einer Übereinstimmung der relativen Position (x, y) mit der Vergleichsposition .Ferner betrifft die Erfindung ein Assistenzsystem (9) und ein Kraftfahrzeug (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer realen Position eines Anhängerkugelkopfs einer Anhängerkupplung eines Kraftfahrzeugs mittels eines Assistenzsystems des Kraftfahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung ein Assistenzsystem zum Durchführen des Verfahrens sowie ein Kraftfahrzeug mit dem Assistenzsystem.
Aus dem Stand der Technik sind bereits Verfahren bekannt, um einen Kupplungswinkel zwischen einem Kraftfahrzeug und einem angehängten Anhänger zu erfassen. Insbesondere können dazu beispielsweise sowohl die Position und die Lage des Kraftfahrzeugs als auch die Position und die Lage des Anhängers erfasst werden. Ferner ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass beispielsweise über Bildverarbeitungseinrichtungen, welche insbesondere den Anhänger von Seiten des Kraftfahrzeugs erfassen, der Kupplungswinkel zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Anhänger bestimmt werden kann. Insbesondere kann beispielsweise durch die Bestimmung des Kupplungswinkels eine kritische Situation zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Anhänger verhindert werden, in welcher sich das Kraftfahrzeug und der Anhänger berühren würden.
Von besonderer Bedeutung zur Ermittlung eines Kupplungswinkels ist insbesondere die Position der Anhängerkupplung gegenüber der Deichsel des Anhängers. Insbesondere ist die Position des Berührungspunkts, an welchem die Deichsel des Anhängers die Anhängerkupplung des Kraftfahrzeugs berührt, der sogenannte Anhängerkugelkopf von Interesse, um zuverlässig den Kupplungswinkel zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Anhänger bestimmen zu können.
Heutzutage ist es insbesondere notwendig, dass durch einen Nutzer des Kraftfahrzeugs die Position des Anhängerkugelkopfes manuell eingegeben wird. Insbesondere kann allerdings in Abhängigkeit eines Nickwinkels des Kraftfahrzeugs während der Fahrt mit dem Anhänger die Position des Anhängerkugelkopfes sich verändern. Dies kann insbesondere zu einer nicht akkuraten manuellen Vermessung der Position des Anhängerkugelkopfes führen, was wiederum zu Fehlern bei der Interpretation beispielsweise für einen Kupplungswinkeldetektionssystem führen kann. Dies kann zu einer kritischen Situation im Straßenverkehr führen, da die reale Position des Anhängerkugelkopfes nicht zuverlässig bestimmt werden kann.
Beispielsweise offenbart die US 2014/0200759 A1 ein Rückblicksystem für ein Fahrzeug umfassend eine nach hinten gerichtete Kamera, die an einem rückwärtigen Teil eines mit dem Rückblicksystem ausgestatteten Fahrzeugs angeordnet ist. Die nach hinten gerichtete Kamera ist für die Aufnahme von Bildern nach hinten des ausgerüsteten Fahrzeugs geeignet. Wenn sich ein Anhänger in der Nähe und/oder am ausgerüsteten Fahrzeug befindet und sich hinter dem ausgerüsteten Fahrzeug befindet, kann ein Prozessor die Aufnahmebilder verarbeiten und zumindest teilweise in Abhängigkeit einer solchen Verarbeitung, einen Anhängerwinkel des Anhängers relativ zu einer Längsachse des ausgerüsteten Fahrzeugs bestimmen.
Nachteilig hieran ist, dass insbesondere die genaue Position des Anhängerkugelkopfes, insbesondere bezüglich der realen Umgebung, mittels der Kamera nicht erfasst werden kann. Dadurch kann es zu Fehlern bei der Bestimmung des Kupplungswinkels kommen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren, ein Assistenzsystem sowie ein Kraftfahrzeug zu schaffen, mittels welchen eine reale Position eines Anhängerkugelkopfs einer Anhängerkupplung eines Kraftfahrzeugs positionsgenau und aufwandsreduziert bestimmt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren, ein Assistenzsystem sowie ein Kraftfahrzeug gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer realen Position eines Anhängerkugelkopfs einer Anhängerkupplung eines Kraftfahrzeugs mittels eines Assistenzsystems des Kraftfahrzeugs. Es wird der Anhängerkugelkopf mittels einer Erfassungseinrichtung des Assistenzsystems erfasst. Es wird eine charakterisierende Eigenschaft des Anhängerkugelkopfs mittels einer elektronischen Recheneinrichtung des Assistenzsystems bestimmt. Es wird eine relative Position der charakterisierenden Eigenschaft mit einer ersten relativen Raumkoordinate und einer zweiten relativen Raumkoordinate mittels der elektronischen Recheneinrichtung bestimmt. Es wird eine erste reale Raumkoordinate in Abhängigkeit der ersten relativen Raumkoordinate und eine zweite reale Raumkoordinate in Abhängigkeit der zweiten relativen Raumkoordinate mittels der elektronischen Recheneinrichtung bestimmt. Es wird eine dritte reale Raumkoordinate innerhalb eines vorbestimmten Koordinatenintervalls für die dritte reale Raumkoordinate mittels der elektronischen Recheneinrichtung vorgegeben. Es wird eine Vergleichsposition des Anhängerkugelkopfs in Abhängigkeit der ersten realen Raumkoordinate, der zweiten realen Raumkoordinate und der vorgegebenen dritten realen Raumkoordinate mittels der elektronischen Recheneinrichtung erzeugt. Es wird die relative Position mit der Vergleichsposition mittels der elektronischen Recheneinrichtung verglichen. Es wird die reale Position mit der ersten realen Raumkoordinate, mit der zweiten realen Raumkoordinate und mit der vorgegebenen dritten realen Raumkoordinate bei einer Übereinstimmung der relativen Position mit der Vergleichsposition bestimmt.
Dadurch ist es ermöglicht, dass mittels wenig Aufwand, insbesondere mittels einer einzigen Bildaufnahme und damit mit einer einzigen Erfassung der Anhängerkupplung, aufwandsreduziert und präzise die reale Position des Anhängerkugelkopfes bestimmt werden kann. Insbesondere kann die reale Position des Anhängerkugelkopfes ohne einen angehängten Anhänger durchgeführt werden. Insbesondere kann das Verfahren in bereits bestehende Assistenzsysteme einfach integriert werden, da insbesondere bauteilreduziert die reale Position des Anhängerkugelkopfes zuverlässig bestimmt werden kann. Mit anderen Worten handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren um eine einfache, insbesondere optisch basierte, automatische Methode, um die reale Position des Anhängerkugelkopfes zuverlässig bestimmen zu können.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die reale Position des Anhängerkugelkopfes sowohl ohne einen angehängten Anhänger als auch mit einem angehängten Anhänger bestimmt werden kann. Insbesondere kann die Bestimmung der realen Position des Anhängerkugelkopfes in Echtzeit durchgeführt werden, sodass situationsabhängig die reale Position des Anhängerkugelkopfes zuverlässig bestimmt werden kann. Insbesondere kann dann beispielsweise die reale Position des Anhängerkugelkopfes dazu genutzt werden, um diese Information an ein übergeordnetes Assistenzsystem weiterzugeben. Beispielsweise kann dieses übergeordnete Assistenzsystem zum Bestimmen eines Kupplungswinkels oder zur Bestimmung einer Bewegungsbahn eines Anhängers genutzt werden.
Die reale Position ist insbesondere relativ zu der Umgebung des Kraftfahrzeugs anzusehen. Mit anderen Worten handelt es sich bei der realen Position um eine reale Position in der Umgebung / in der Welt. Insbesondere ist die reale Position gegenüber einer Fahrbahn, auf welcher sich das Kraftfahrzeug befindet, zu sehen. Als relative Position ist insbesondere die Position des Anhängerkugelkopfes gemäß der Erfassung der Erfassungseinrichtung zu sehen. Beispielsweise kann die relative Position in einem Bild einer Kamera als Erfassungseinrichtung als die Position des Anhängerkugelkopfes im Bild betrachtet werden. Es handelt sich somit um eine relative Position in Relation zu der Erfassung.
Bei der charakterisierenden Eigenschaft des Anhängerkugelkopfes handelt es sich insbesondere um eine sogenannte Schlüsseleigenschaft beziehungsweise um eine einzigartige Eigenschaft des Anhängerkugelkopfes. Da insbesondere der Anhängerkugelkopf nur einmal an der Anhängerkupplung angeordnet ist, kann somit zuverlässig die Position des Anhängerkugelkopfes bestimmt werden.
Dies führt insbesondere dazu, dass beispielsweise bei einer Rückwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs mit einem angehängten Anhänger, welches dann auch als Gespann bezeichnet wird, es zu einem sogenannten Taschenmesser (Jack-Knife)-Effekt kommen kann, bei welchem der Anhänger dann das Kraftfahrzeug berühren würde. Hier neigt das Gespann zu einem Einknicken zueinander. Mit anderen Worten knickt der Anhänger relativ zum Kraftfahrzeug ein und könnte das Kraftfahrzeug mit einer Stelle berühren. Insbesondere kann dies durch die zuverlässige Bestimmung der realen Position des Anhängerkugelkopfes verhindert werden.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass das erfindungsgemäße Verfahren auf einer einzigen elektronischen Recheneinrichtung durchgeführt wird. Es ist ebenfalls möglich, dass die unterschiedlichen Verfahrensschritte auf unterschiedlichen elektronischen Recheneinrichtungen durchgeführt werden kann.
Des Weiteren ist insbesondere vorgesehen, dass die Übereinstimmung zumindest in einem vorgebbaren Toleranzbereich liegt. Beispielsweise kann eine Abweichung von 5% insbesondere von 3% als Toleranzintervall als übereinstimmend angesehen werden.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die Verfahrensschritte in der beschriebenen Reihenfolge auch zeitlich in dieser Reihenfolge durchgeführt werden.
Bei der ersten Raumkoordinate handelt es sich insbesondere um eine Raumkoordinate, welche in der horizontalen Ebene des Kraftfahrzeugs insbesondere in Fahrzeugquerachse des Kraftfahrzeugs liegt. Bei der zweiten Raumkoordinate handelt es sich insbesondere um eine Raumkoordinate, welche ebenfalls in der horizontalen Achse jedoch in Richtung der Fahrzeuglängsachse betrachtet ausgebildet ist. Bei der dritten Raumkoordinate handelt es sich insbesondere um eine Raumkoordinate, welche sich in der vertikalen Ebene des Kraftfahrzeugs befindet und somit in der Richtung der Fahrzeughochachse betrachtet ausgebildet ist.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform wird bei einer Abweichung der Vergleichsposition mit der relativen Position eine weitere dritte reale Raumkoordinate innerhalb des Koordinatenintervalls für die dritte reale Raumkoordinate für die Erzeugung einer weiteren Vergleichsposition vorgegeben und ein weiterer Vergleich zwischen der relativen Position und der weiteren Vergleichsposition durchgeführt und bei einer Übereinstimmung der relativen Position mit der weiteren Vergleichsposition die reale Position in Abhängigkeit der ersten realen Raumkoordinate, der zweiten realen Raumkoordinate und der vorgegebenen weiteren dritten realen Raumkoordinate bestimmt. Insbesondere sollte eine Abweichung gegenüber des Toleranzintervalls bestimmt werden, so wird die weitere dritte reale Raumkoordinate bestimmt. Sollte dann die bestimmte Vergleichsposition mit der relativen Position innerhalb des Toleranzintervalls übereinstimmen, wird die reale Position in Abhängigkeit der weiteren dritten realen Raumkoordinate bestimmt. Mit anderen Worten, sollte beim ersten Vergleich herauskommen, dass die vorgegebene dritte reale Raumkoordinate nicht passend ist, sodass zwischen der Vergleichsposition und der relativen Position ein Unterschied auftaucht, so wird eine weitere dritte reale Raumkoordinate vorgegeben, welche insbesondere unterschiedlich zu der vorgegebenen dritten realen Raumkoordinate ist, wodurch dann mittels beispielsweise einer Versuch-Irrtum-Methode (Trial and Error) die reale Position ermittelt werden kann. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass über ein einfaches Trial and Error-Verfahren die reale Position des Anhängerkugelkopfes bestimmt werden kann. Dies ist insbesondere aufwandsreduziert und dennoch zuverlässig, sodass die Sicherheit im Straßenverkehr erhöht werden kann.
Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn als charakterisierende Eigenschaft des Anhängerkugelkopfes ein Anhängerkugelkopfzentrum des Anhängerkugelkopfs erfasst wird. Insbesondere ist das Anhängerkugelkopfzentrum als einzigartige Eigenschaft des Anhängerkugelkopfes erfassbar. Beispielsweise kann das Anhängerkugelkopfzentrum des Anhängerkugelkopfs abgeflacht sein, wodurch das Anhängerkugelkopfzentrum zuverlässig und einfach als charakterisierendes Merkmal beziehungsweise als charakterisierende Eigenschaft aus der erfassten Anhängerkupplung extrahiert werden kann. Insbesondere ist weiterhin das Anhängerkugelkopfzentrum von besonderer Bedeutung, da sich der Drehpunkt zwischen dem Kraftfahrzeug und dem angehängten Anhänger zumindest im Wesentlichen in der Nähe des Anhängerkugelkopfzentrums befindet. Somit kann zuverlässig beispielsweise ein Kupplungswinkel zwischen dem Anhänger und dem Kraftfahrzeug bestimmt werden.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die reale Position des Anhängerkugelkopfes beispielsweise durch Vorgeben eines zusätzlichen Abstands der realen Position des Anhängerkugelkopfes von dem Anhängerkugelkopfzentrum mitberücksichtigt wird. Dies führt zu einer noch präziseren Ermittlung der realen Position des Anhängerkugelkopfes. Dadurch kann noch zuverlässiger und präziser beispielsweise ein Kupplungswinkel zwischen dem Anhänger und dem Kraftfahrzeug bestimmt werden.
Ebenfalls vorteilhaft ist, wenn die dritte reale Raumkoordinate als Höhe zwischen 350mm und 420mm als Koordinatenintervall relativ zu einer Fahrbahn, auf welcher sich das Kraftfahrzeug befindet, vorgegeben wird. Insbesondere kann das Koordinatenintervall die 350mm und die 420mm miteinschließen, welches insbesondere als relative Höhe zur Fahrbahn, auf welcher sich das Kraftfahrzeug befindet, anzusehen ist. Bei dem vorgegebenen Koordinatenintervall von 350mm und 420mm handelt es sich insbesondere um eine Vorschrift, in welcher Höhe sich der Anhängerkugelkopf relativ zu einer Fahrbahn, auf welcher sich das Kraftfahrzeug befindet, befinden darf. Die im vorliegenden Beispiel vorgegebenen Grenzen des Koordinatenintervalls sind insbesondere durch die EC Directive 94/20/EC-Vorschrift vorgegeben. Insbesondere handelt es sich bei den Werten für die dritte reale Raumkoordinate um die Höhe des Anhängerkugelkopfes relativ zur Fahrbahn im beladenen Zustand des Anhängers. Durch die Vorgabe des Koordinatenintervalls kann somit aufwandsreduziert, da lediglich in diesem Bereich die dritte reale Raumkoordinate vorgegeben wird, der Vergleich und die Ermittlung der realen Position durchgeführt werden. Somit kann zeitsparend und ressourcensparend und auf einfache Art und Weise die reale Position des Anhängerkugelkopfes bestimmt werden.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Grenzen des Koordinatenintervalls abhängig von nationalen Vorgaben sind. Mit anderen Worten können die jeweiligen Grenzen des Koordinatenintervalls für die dritte reale Raumkoordinate abhängig von jeweiligen nationalen Vorgaben sein und sich in unterschiedlichen Ländern unterscheiden. Insbesondere kann dann das jeweilige Koordinatenintervall in Abhängigkeit der jeweiligen nationalen Vorgabe vorgegeben werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform wird zum Bestimmen der ersten realen Raumkoordinate und/oder der zweiten realen Raumkoordinate eine Nächste-Nachbar-Klassifikation verwendet. Mit anderen Worten handelt es sich um eine Nearest-Neighbor-Search. Es handelt sich dabei um eine parameterfreie Methode zur Schätzung von Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen. Es ist somit ein Klassifikationsverfahren, bei dem eine Klassenzuordnung unter Berücksichtigung des nächsten Nachbarn vorgenommen wird. Es handelt sich somit um eine einfache Methode, um in Abhängigkeit des Anhängerkugelkopfes die erste reale Raumkoordinate und/oder die zweite reale Raumkoordinate zu bestimmen. Mit anderen Worten wird die relative erste Raumkoordinate des erfassten Anhängerkugelkopfes und/oder die zweite relative Raumkoordinate des erfassten Anhängerkugelkopfes durch die Nächste-Nachbar-Klassifikation in die erste reale Raumkoordinate und/oder die zweite reale Raumkoordinate umgewandelt. Dadurch kann einfach und dennoch zuverlässig die erste reale Raumkoordinate und/oder die zweite reale Raumkoordinate bestimmt werden.
Ebenfalls vorteilhaft ist, wenn die reale Position für eine Bestimmung eines Kupplungswinkels zwischen dem Kraftfahrzeug und einem am Kraftfahrzeug angehängten Anhänger und/oder für eine Bestimmung einer Anhängerposition des an dem Kraftfahrzeug angehängten Anhängers genutzt wird. Wenn der Anhänger an das Kraftfahrzeug angehängt ist, wird dies insbesondere auch als Gespann bezeichnet. Insbesondere kann die reale Position dazu genutzt werden, um zuverlässig und präzise den Kupplungswinkel zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Anhänger zu bestimmen. Insbesondere kann dadurch verhindert werden, dass es zu einer kritischen Situation, in welcher sich das Kraftfahrzeug und der Anhänger berühren würde, kommen kann, da zuverlässig der Kupplungswinkel bestimmt werden kann. Ferner kann eine Anhängerposition des Kraftfahrzeugs durch die zuverlässige Bestimmung der realen Position des Anhängerkugelkopfes bestimmt werden. Insbesondere im Fahrbetrieb des Gespanns kann somit beispielsweise zuverlässig eine Kurvenfahrt durchgeführt werden, da die Anhängerposition für einen Nutzer des Kraftfahrzeugs bekannt ist. Dies führt zu einer Verbesserung und einer Erhöhung der Sicherheit im Straßenverkehr.
Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn mittels einer als Kamera ausgebildeten Erfassungseinrichtung der Anhängerkugelkopf erfasst wird. Insbesondere kann durch die Kamera ein Bild aufgenommen werden, in welcher sich zumindest die Anhängerkupplung mit zumindest dem Anhängerkugelkopf befindet. Insbesondere kann dann beispielsweise mittels eines Bildverarbeitungsprogramms der Anhängerkugelkopf zuverlässig innerhalb des Bilds der Kamera erfasst werden. Des Weiteren hat dies den Vorteil, da bereits Kameras im Kraftfahrzeug serienmäßig verbaut sind, dass diese genutzt werden können, um das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen. Dies führt zu einer bauteilreduzierten Anwendung des Verfahrens.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform wird mittels der Kamera ein Bild mit zumindest dem Anhängerkugelkopf erfasst und der Anhängerkugelkopf durch Blocksegmentierung des Bilds erfasst. Insbesondere wird dabei das Bild in Blöcke gleicher Größe eingeteilt. Die Blöcke können beispielsweise dann eine Größe von NxN aufweisen. Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass N ein Vielfaches von 8 für eine verbesserte Durchführung des Verfahrens aufweist. Dadurch ist eine einfache und zuverlässige Bestimmung des Anhängerkugelkopfes im Bild ermöglicht.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform kann zum Erfassen des Anhängerkugelkopfes innerhalb eines durch die Kamera erfassten Bilds eine Region von Interesse vorgegeben werden, innerhalb welcher sich der Anhängerkugelkopf befindet. Die Region von Interesse wird auch als Region of Interest (ROI) bezeichnet. Insbesondere kann dazu vorgesehen sein, dass das Bild in beispielsweise drei Abschnitte eingeteilt werden kann. Diese drei Abschnitte können insbesondere durch eine Musterstudie vorgegeben werden. Insbesondere kann das Bild dann in rechteckige Abschnitte eingeteilt werden. Insbesondere kann dann vorgesehen sein, dass durch die Vorgabe die Region von Interesse vorgegeben wird, welcher jeweilige Abschnitt mit der Region von Interesse ausgewählt wird. Insbesondere ist vorgesehen, dass in dem Abschnitt sich der Anhängerkugelkopf befindet. Dies führt dazu, dass lediglich derjenige Abschnitt, mit dem Anhängerkugelkopf entsprechend zur Erfassung des Anhängerkugelkopfes ausgewertet wird. Dadurch kann ressourcensparend und zeitsparend der Anhängerkugelkopf innerhalb des erfassten Bilds erfasst werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform kann mittels einer Texturanalyse in einem Bild der Kamera der Anhängerkugelkopf erfasst werden. Insbesondere kann durch die Blocksegmentierung eine einfache Texturanalyse innerhalb des Bilds durchgeführt werden. Insbesondere kann dadurch realisiert werden, dass in Abhängigkeit des nächsten Nachbarn innerhalb des Bilds die Texturanalyse zuverlässig durchgeführt werden kann. Dies führt dazu, dass insbesondere Unterschiede von Bildbereich zu Bildbereich zuverlässig bestimmt werden können. Insbesondere ist die Anhängerkupplung mit dem Kugelkopf eine einzigartige Eigenschaft innerhalb des Bilds, welche einfach auf Basis der Texturanalyse bestimmt werden kann. Insbesondere werden entsprechende Texturwerte innerhalb des Bilds für die Anhängerkupplung beziehungsweise den Anhängerkugelkopf gefunden, sodass einfach und zuverlässig der Anhängerkugelkopf innerhalb des Bilds erfasst werden kann.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass für die Texturanalyse eine Detektion eines Histogramms der Textur innerhalb eines jeweiligen Abschnittes, insbesondere mit der Region von Interesse, durchgeführt wird. Es kann dann beispielsweise der Index und der Wert des Histogramms extrahiert werden. Insbesondere kann mittels eines vorgegebenen Ungewöhnlichkeits-Schwellwerts innerhalb der Textur, welche insbesondere vorgegeben sein kann, der Wert innerhalb des Histogramms ermittelt werden. Insbesondere kann innerhalb des Histogramms unterschieden werden, ob es sich um eine sich wiederholende Eigenschaft oder um eine nicht wiederholende Eigenschaft handelt. Insbesondere können die Blöcke der nicht wiederholenden Eigenschaft zur Texturanalyse für die Erfassung der Anhängerkupplung herangezogen werden. Insbesondere werden dann diejenigen Blöcke weiter analysiert und ausgewertet.
Ferner kann insbesondere vorgesehen sein, dass mittels einer Luminanzanalyse in einem Bild der Kamera der Anhängerkugelkopf erfasst wird. Insbesondere kann auf Basis der Luminanz ebenfalls die charakterisierende Eigenschaft des Anhängerkugelkopfes bestimmt werden. Dadurch kann zuverlässig und insbesondere alternativ beispielsweise zur Texturanalyse der Anhängerkugelkopf erfasst werden.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass für die Luminanzanalyse eine Detektion eines Histogramms der Luminanz innerhalb eines jeweiligen Abschnittes, insbesondere mit der Region von Interesse, durchgeführt wird. Es kann dann beispielsweise der Index und der Wert des Histogramms extrahiert werden. Insbesondere kann mittels eines vorgegebenen Ungewöhnlichkeits-Schwellwerts innerhalb der Luminanz, welche insbesondere vorgegeben sein kann, der Wert innerhalb des Histogramms ermittelt werden. Insbesondere kann innerhalb des Histogramms unterschieden werden, ob es sich um eine sich wiederholende Eigenschaft oder um eine nicht wiederholende Eigenschaft handelt. Insbesondere können die Blöcke der nicht wiederholenden Eigenschaft zur Luminanzanalyse für die Erfassung der Anhängerkupplung herangezogen werden. Insbesondere werden dann diejenigen Blöcke weiter analysiert und ausgewertet.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Luminanzanalyse alternativ oder zusätzlich zur Texturanalyse durchgeführt wird. Insbesondere kann bei der zusätzlichen Luminanzanalyse eine redundante Möglichkeit geschaffen werden, den Anhängerkugelkopf zuverlässig bestimmen zu können.
Ebenfalls bevorzugt kann durch die Texturanalyse und/oder die Luminanzanalyse eine Anhängerkugelkopfkupplungsgrenze innerhalb des Bilds der Kamera erfasst werden. Dies führt zu einer verbesserten Detektion des Anhängerkugelkopfs innerhalb des Bilds. Insbesondere ist unter der Anhängerkugelkopfgrenze eine optische Grenze innerhalb des Bildes zu verstehen. Insbesondere kann diese Grenze zuverlässig über die Texturanalyse beziehungsweise die Luminanzanalyse erfasst werden.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass in Abhängigkeit der Anzahl der durch die Texturanalyse und/oder durch die Luminanzanalyse extrahierten Blöcke die jeweilige Blockposition ermittelt werden kann. Insbesondere kann dann die jeweilige oberste Position mittels einer elektronischen Recheneinrichtung bestimmt werden. Insbesondere können die Blöcke um die jeweilige Position geclustert werden, wobei dies insbesondere über die Adjazenz durchgeführt werden kann. Insbesondere kann dann auf Basis der Auswahl der Cluster, welche sich insbesondere in der Mitte des Bilds befinden und eine hohe Anzahl von charakterisierenden Eigenschaften aufweisen, als die Position des Anhängerkugelkopfes selektiert werden.
Ferner kann vorgesehen sein, dass mittels einer Hough-Transformation der Anhängerkugelkopf als Kreis in einem Bild der Kamera erfasst wird. Insbesondere, da der Anhängerkugelkopf eine sphärische Form aufweist, kann mittels der Hough-Kreisdetektion der Anhängerkugelkopf ermittelt werden. Ferner kann auch durch Annäherung von einer linken und einer rechten Grenze die ungefähre Anhängerkugelkopfposition ermittelt werden. Dadurch kann zuverlässig auf Basis des erkannten Anhängerkugelkopfes innerhalb des Bildes die relative Position des Anhängerkugelkopfes ermittelt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform kann zur Bestimmung der realen Position ein heuristischer Algorithmus, insbesondere ein Versuch-und-Irrtum-Algorithmus, verwendet werden. Insbesondere kann dadurch einfach und dennoch zuverlässig und mit wenig Rechenaufwand die reale Position des Anhängerkugelkopfs bestimmt werden. Insbesondere kann dadurch aufwandsreduziert und zeitsparend die reale Position des Anhängerkugelkopfes bestimmt werden. Des Weiteren ist es dadurch ermöglicht, dass dieses Verfahren auf bereits existierenden elektronischen Recheneinrichtungen, beispielsweise für die Bildverarbeitung der Kamera, verwendet werden kann. Somit kann aufwandsreduziert und bauteilreduziert das Verfahren durchgeführt werden.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Assistenzsystem für ein Kraftfahrzeug mit einer Erfassungseinrichtung und mit einer elektronischen Recheneinrichtung, wobei das Assistenzsystem zum Durchführen des Verfahrens nach dem vorhergehenden Aspekt ausgebildet ist. Insbesondere ist vorgesehen, dass das Verfahren mit dem Assistenzsystem durchgeführt wird. Insbesondere ist das Assistenzsystem als elektronisches Assistenzsystem ausgebildet.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, welche in einem computerlesbaren Medium gespeichert sind, um das Verfahren zum Bestimmen einer realen Position eines Anhängerkugelkopfes gemäß dem vorhergehenden Aspekt durchzuführen, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Prozessor einer elektronischen Recheneinrichtung abgearbeitet wird.
Ein nochmals weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine elektronische Recheneinrichtung mit einem Computerprogrammprodukt nach dem vorhergehenden Aspekt.
Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem Assistenzsystem nach dem vorhergehenden Aspekt. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildet.
Vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Verfahrens sind als vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Assistenzsystems sowie des Kraftfahrzeugs anzusehen. Das Assistenzsystem sowie das Kraftfahrzeug weisen dazu gegenständliche Merkmale auf, welche eine Durchführung des Verfahrens oder eine vorteilhafte Ausgestaltungsform davon ermöglichen.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nahfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch aus separierten Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten Anspruchs aufweisen. Es sind darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen, insbesondere durch die oben dargelegten Ausführungsformen, als offenbart anzusehen, die über die in Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder abweichen.
Ausführungsbeispiele werden nachfolgend anhand von schematischen Zeichnungen erläutert.
Dabei zeigen:

1 eine schematische Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug mit einem angehängten Anhänger;
2 ein schematisches Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines Assistenzsystems;
3 ein schematisches Ablaufdiagramm gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens;
4 ein weiteres schematisches Ablaufdiagramm gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens;
5 ein nochmals weiteres Ablaufdiagramm gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens;
6 eine schematische Teilansicht einer Ausführungsform eines Kraftfahrzeugs;
7 eine weitere schematische Teilansicht des Kraftfahrzeugs gemäß 6;
8 eine nochmals weitere schematische Teilansicht des Kraftfahrzeugs gemäß 6; und
9 eine nochmals weitere schematische Teilansicht des Kraftfahrzeugs gemäß einer der 6 bis 8.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt in einer schematischen Draufsicht eine Ausführungsform eines Kraftfahrzeugs 1 mit einem an dem Kraftfahrzeug 1 angehängten Anhänger 2. Der Anhänger 2 befindet sich im angehängten Zustand an dem Kraftfahrzeug 1. Das Kraftfahrzeug 1 mit dem Anhänger 2 bildet im angehängten Zustand ein Gespann 3. Insbesondere ist vorgesehen, dass das Kraftfahrzeug 1 eine Anhängerkupplung 4 aufweist. Der Anhänger 2 kann dann über eine Deichsel 5 mit der Anhängerkupplung 4 gekoppelt sein.
Insbesondere ist vorgesehen, dass das Kraftfahrzeug 1 eine erste Längsachse L1 aufweist und der Anhänger 2 eine zweite Längsachse L2. Insbesondere ist zwischen der ersten Längsachse L1 und der zweiten Längsachse L2 im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Winkel α ausgebildet, welcher auch als Kupplungswinkel bezeichnet werden kann. Die Anhängerkupplung 4 weist einen Anhängerkugelkopf 6 auf. Insbesondere ist durch ein Anhängerkugelkopfzentrum 7 des Anhängerkugelkopfs 6 eine reale Position X, Y, Z des Anhängerkugelkopfes 6 gegenüber einer Umgebung 8 des Kraftfahrzeugs 1 gebildet. Die reale Position 7 beschreibt insbesondere die Position gegenüber einer Fahrbahn, auf welcher sich das Kraftfahrzeug 1 befindet,
Das Kraftfahrzeug 1 weist insbesondere ein Assistenzsystem 9 auf. Es wird mittels einer Erfassungseinrichtung 10 des Assistenzsystems 9 der Anhängerkugelkopf 6 der Anhängerkupplung 4 erfasst. Es wird eine charakterisierende Eigenschaft 11 des Anhängerkugelkopfs 6 mittels einer elektronischen Recheneinrichtung 12 des Assistenzsystems 9 bestimmt. Es wird eine relative Position x, y der charakterisierenden Eigenschaft 11 mit einer ersten relativen Raumkoordinate x und einer zweiten relativen Raumkoordinate y mittels der elektronischen Recheneinrichtung 12 bestimmt. Es wird eine erste reale Raumkoordinate X in Abhängigkeit der ersten relativen Raumkoordinate x und eine zweite reale Raumkoordinate Y in Abhängigkeit der zweiten relativen Raumkoordinate y mittels der elektronischen Recheneinrichtung 12 bestimmt. Es wird eine dritte reale Raumkoordinate Z innerhalb eines vorbestimmten Koordinatenintervalls für die dritte reale Raumkoordinate Z mittels der elektronischen Recheneinrichtung 12 vorgegeben. Es wird eine Vergleichsposition des Anhängerkugelkopfs 6 in Abhängigkeit der ersten realen Raumkoordinate X, der zweiten realen Raumkoordinate Y und der vorgegebenen dritten realen Raumkoordinate Z mittels der elektronischen Recheneinrichtung 12 bestimmt. Es wird die relative Position x, y mit der Vergleichsposition mittels der elektronischen Recheneinrichtung 12 verglichen. Es wird die reale Position X, Y, Z mit der ersten realen Raumkoordinate X, mit der zweiten realen Raumkoordinate Y und mit der vorgegebenen dritten realen Raumkoordinate Z bei einer Übereinstimmung der relativen Position x, y mit der Vergleichsposition bestimmt.
Dadurch ist es ermöglicht, dass mittels wenig Aufwand, insbesondere mittels einer einzigen Bildaufnahme und damit mit einer einzigen Erfassung der Anhängerkupplung 4, aufwandsreduziert und präzise die reale Position X, Y, Z des Anhängerkugelkopfes 6 bestimmt werden kann. Insbesondere kann die reale Position X, Y, Z des Anhängerkugelkopfes 6 ohne einen angehängten Anhänger 2 durchgeführt werden. Insbesondere kann das Verfahren in bereits bestehende Assistenzsysteme 9 einfach integriert werden, da insbesondere bauteilreduziert die reale Position X, Y, Z des Anhängerkugelkopfes 6 zuverlässig bestimmt werden kann. Mit anderen Worten handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren um eine einfache, insbesondere optisch basierte, automatische Methode, um die reale Position X, Y, Z des Anhängerkugelkopfes 6 zuverlässig bestimmen zu können.
Des Weiteren ist insbesondere vorgesehen, dass die Übereinstimmung zumindest in einem vorgebbaren Toleranzbereich liegt. Beispielsweise kann eine Abweichung von 5% insbesondere von 3% als Toleranzintervall als übereinstimmend angesehen werden.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die Verfahrensschritte in der beschriebenen Reihenfolge auch zeitlich in dieser Reihenfolge durchgeführt werden.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die reale Position X, Y, Z des Anhängerkugelkopfes 6 sowohl ohne einen angehängten Anhänger 2 als auch mit einem angehängten Anhänger 2 bestimmt werden kann. Insbesondere kann die Bestimmung der realen Position X, Y, Z des Anhängerkugelkopfes 6 in Echtzeit durchgeführt werden, sodass situationsabhängig die reale Position X, Y, Z des Anhängerkugelkopfes 6 zuverlässig bestimmt werden kann. Insbesondere kann dann beispielsweise die reale Position X, Y, Z des Anhängerkugelkopfes 6 dazu genutzt werden, um diese Information an ein übergeordnetes Assistenzsystem weiterzugeben. Beispielsweise kann dieses übergeordnete Assistenzsystem zum Bestimmen des Kupplungswinkels α oder zur Bestimmung einer Bewegungsbahn des Anhängers 2 genutzt werden.
Ferner ist insbesondere vorgesehen, dass bei einer Abweichung der Vergleichsposition mit der relativen Position x, y eine weitere dritte reale Raumkoordinate Y innerhalb des Koordinatenintervalls für die dritte reale Raumkoordinate Y für die Erzeugung einer weiteren Vergleichsposition vorgegeben wird und ein weiterer Vergleich zwischen der relativen Position x, y und der weiteren Vergleichsposition durchgeführt wird und bei einer Übereinstimmung der relativen Position x, y mit der weiteren Vergleichsposition die reale Position X, Y, Z in Abhängigkeit der ersten realen Raumkoordinate X, der zweiten realen Raumkoordinate Y und der vorgegebenen weiteren dritten realen Raumkoordinate Z bestimmt wird.
Ferner kann insbesondere vorgesehen sein, dass als charakterisierende Eigenschaft 11 des Anhängerkugelkopfs 6 das Anhängerkugelkopfzentrum 7 des Anhängerkugelkopfs erfasst wird. Insbesondere ist das Anhängerkugelkopfzentrum 7 als einzigartige Eigenschaft des Anhängerkugelkopfes 6 erfassbar. Beispielsweise kann das Anhängerkugelkopfzentrum 7 des Anhängerkugelkopfs 6 abgeflacht sein, wodurch das Anhängerkugelkopfzentrum 7 zuverlässig und einfach als charakterisierendes Merkmal beziehungsweise als charakterisierende Eigenschaft aus der erfassten Anhängerkupplung 4 extrahiert werden kann. Insbesondere ist weiterhin das Anhängerkugelkopfzentrum 7 von besonderer Bedeutung, da sich der Drehpunkt zwischen dem Kraftfahrzeug 1 und dem angehängten Anhänger 2 zumindest im Wesentlichen in der Nähe des Anhängerkugelkopfzentrums 7 befindet. Somit kann zuverlässig beispielsweise der Kupplungswinkel α zwischen dem Anhänger 2 und dem Kraftfahrzeug 1 bestimmt werden.
Ferner kann insbesondere vorgesehen sein, dass die dritte reale Raumkoordinate Y als Höhe zwischen 350mm und 420mm als Koordinatenintervall relativ zu einer Fahrbahn, auf welcher sich das Kraftfahrzeug 1 befindet, vorgegeben wird. Insbesondere kann das Koordinatenintervall die 350mm und die 420mm miteinschließen, welches insbesondere als relative Höhe zur Fahrbahn, auf welcher sich das Kraftfahrzeug 1 befindet, anzusehen ist. Bei dem vorgegebenen Koordinatenintervall von 350mm und 420mm handelt es sich insbesondere um eine Vorschrift, in welcher Höhe sich der Anhängerkugelkopf 6 relativ zu einer Fahrbahn, auf welcher sich das Kraftfahrzeug 1 befindet, befinden darf. Die im vorliegenden Beispiel vorgegebenen Grenzen des Koordinatenintervalls sind insbesondere durch die EC Directive 94/20/EC-Vorschrift vorgegeben. Insbesondere handelt es sich bei den Werten für die dritte reale Raumkoordinate Y um die Höhe des Anhängerkugelkopfes 6 relativ zur Fahrbahn im beladenen Zustand des Anhängers 2. Durch die Vorgabe des Koordinatenintervalls kann somit aufwandsreduziert, da lediglich in diesem Bereich die dritte reale Raumkoordinate Y vorgegeben wird, der Vergleich und die Ermittlung der realen Position X, Y, Z durchgeführt werden. Somit kann zeitsparend und ressourcensparend und auf einfache Art und Weise die reale Position X, Y, Z des Anhängerkugelkopfes 6 bestimmt werden.
Ferner kann vorgesehen sein, dass zum Bestimmen der ersten realen Raumkoordinate X und/oder der zweiten realen Raumkoordinate Y eine Nächste-Nachbarn-Klassifikation verwendet wird. Mit anderen Worten handelt es sich um eine Nearest-Neighbor-Search. Es handelt sich dabei um eine parameterfreie Methode zur Schätzung von Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen. Es ist somit ein Klassifikationsverfahren, bei dem eine Klassenzuordnung unter Berücksichtigung des nächsten Nachbarn vorgenommen wird. Es handelt sich somit um eine einfache Methode, um in Abhängigkeit des Anhängerkugelkopfes 6 die erste reale Raumkoordinate X und/oder die zweite reale Raumkoordinate Y zu bestimmen. Mit anderen Worten wird die relative erste Raumkoordinate x des erfassten Anhängerkugelkopfes 6 und/oder die zweite relative Raumkoordinate y des erfassten Anhängerkugelkopfes 6 durch die Nächste-Nachbar-Klassifikation in die erste reale Raumkoordinate X und/oder die zweite reale Raumkoordinate Y umgewandelt. Dadurch kann einfach und dennoch zuverlässig die erste reale Raumkoordinate X und/oder die zweite reale Raumkoordinate Y bestimmt werden.
Insgesamt ist bevorzugt vorgesehen, dass zur Bestimmung der realen Position X, Y, Z ein heuristischer Algorithmus, insbesondere ein Versuch-und-Irrtum-Algorithmus, verwendet wird. Insbesondere kann dadurch einfach und dennoch zuverlässig und mit wenig Rechenaufwand die reale Position X, Y, Z des Anhängerkugelkopfs 6 bestimmt werden. Insbesondere kann dadurch aufwandsreduziert und zeitsparend die reale Position X, Y, Z des Anhängerkugelkopfes 6bestimmt werden. Des Weiteren ist es dadurch ermöglicht, dass dieses Verfahren auf bereits existierenden elektronischen Recheneinrichtungen 12, beispielsweise für die Bildverarbeitung der Kamera, verwendet werden kann. Somit kann aufwandsreduziert und bauteilreduziert das Verfahren durchgeführt werden.
2 zeigt eine schematische Ansicht eines Ablaufdiagramms des Verfahrens. Im Schritt S1 wird insbesondere mittels der Erfassungseinrichtung 10 die Anhängerkupplung 4 mit dem Anhängerkugelkopf 6 erfasst. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Erfassungseinrichtung 10 als Kamera ausgebildet ist und insbesondere ein Bild aufgenommen wird, welches den Anhängerkugelkopf 6 mit der Anhängerkupplung 4 zeigt.
Im Schritt S2 findet insbesondere die Segmentierung des Anhängerkugelkopfs 6 beispielsweise innerhalb des Bilds, mittels einer Bildverarbeitung, insbesondere innerhalb der elektronischen Recheneinrichtung 12 statt.
Im Schritt S3 wird insbesondere die charakterisierende Eigenschaft 11, insbesondere das Anhängerkugelkopfzentrum 7 mit der ersten relativen Raumkoordinate x und der zweiten relativen Raumkoordinate y detektiert.
Im Schritt S4 ist insbesondere vorgesehen, dass die reale Position X, Y, Z mittels der elektronischen Recheneinrichtung 12 bestimmt wird.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass im Schritt S5 die dann bestimmte reale Position X, Y, Z an ein übergeordnetes System weitergegeben wird, sodass beispielsweise der Winkel α zuverlässig bestimmt werden kann. Mit anderen Worten wird insbesondere die reale Position X, Y, Z für eine Bestimmung des Kupplungswinkels α zwischen dem Kraftfahrzeug 1 und dem Anhänger 2 und/oder für eine Bestimmung einer Anhängerposition des Anhängers 2 genutzt.
3 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Teilaspekts des Verfahrens. Insbesondere zeigt 3, wie die erste reale Raumkoordinate X bestimmt werden kann. Im Schritt x1 wird das Verfahren begonnen. Im Schritt x2 werden die Ressourcen für die Erfassung des Anhängerkugelkopfs 6 zugewiesen und initialisiert. Im Schritt x3 werden die Konfigurationsparameter initialisiert. Im Schritt x4 wird die Anhängerkugelkopfsegmentation durchgeführt. Im Schritt x5 wird die reale Position des Anhängerkugelkopfs 6 initialisiert, wobei die reale Position mit den Werten X = 0, Y = 0 und Zmin, wobei Zmin = 350mm ist, initialisiert. Im Schritt x6 findet eine pixelweise Zuweisung statt, wobei der X-Wert um 1 mm erhöht wird. Im Schritt x7 wird überprüft, ob die reale Raumkoordinate X kleiner ist als die relative Raumkoordinate x. Sollte dies nicht zutreffen, wird zum Schritt x10 übergegangen. Sollte dies zutreffen, wird im Schritt x8 entschieden, ob eine entsprechende Abweichung einer Mindestabweichung entspricht. Ist dies nicht der Fall, wird zum Schritt x6 zurückgegangen. Ist dies der Fall, wird das gefundene X als die erste reale Raumkoordinate X bestimmt. Im Schritt x9 und im Schritt x10 wird das Verfahren beendet.
4 zeigt in einem schematischen Ablaufdiagramm ein Teil des erfindungsgemäßen Verfahrens. Insbesondere zeigt 4, wie die zweite reale Raumkoordinate Y bestimmt werden kann. Im Schritt y1 wird die reale Position des Anhängerkugelkopfs 6 initialisiert, wobei die reale Position mit den Werten X = X, Y = 0 und Zmin, wobei Zmin = 350mm ist, initialisiert. Im Schritt y2 findet eine pixelweise Zuweisung statt, wobei der Y-Wert um 1 mm erhöht wird. Im Schritt y3 wird überprüft, ob die reale Raumkoordinate Y kleiner ist als die relative Raumkoordinate y. Sollte dies nicht zutreffen, wird zum Schritt y8 übergegangen. Sollte dies zutreffen, wird im Schritt y5 entschieden, ob eine entsprechende Abweichung einer Mindestabweichung entspricht. Ist dies nicht der Fall, wird zum Schritt y4 zurückgegangen. Ist dies der Fall, wird das gefundene Y als die zweite reale Raumkoordinate Y bestimmt. Im Schritt y6 und im Schritt y8 wird das Verfahren beendet, wobei im Schritt y7 die erste reale Raumkoordinate X und die zweite reale Raumkoordinate Y zusammengeführt werden.
5 zeigt in einer schematischen Ansicht ein Ablaufdiagramm gemäß dem Verfahren. Insbesondere wird in der 5 gezeigt, wie das Vorgeben der dritten realen Raumkoordinate Z durchgeführt wird. Im Schritt z1 beginnt das Verfahren. Im Schritt z2 wird die dritte reale Raumkoordinate Z innerhalb des Koordinatenintervalls durchgeführt. Im Schritt z3 wird bestimmt, ob die Vergleichsposition mit der relativen Position x, y übereinstimmt. Insbesondere erfolgt dies durch Annäherung an einen Schwellwert, sollte der Schwellwert unterschritten sein, so wird direkt in den Schritt z5 übergegangen, in dem die reale Position X, Y, Z bestimmt wird und im Schritt z6 das Verfahren beendet wird. Sollte der Schwellwert nicht entsprechend angegeben sein, so findet im Schritt z4 eine Anpassung der dritten realen Raumkoordinate Z statt.
6 zeigt in einer schematischen Perspektivansicht einen Teilausschnitt des Kraftfahrzeugs 1. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Anhänger 2 nicht an der Anhängerkupplung 4 angehängt. Insbesondere zeigt 6, dass mittels der Kamera als Erfassungseinrichtung 10 der Anhängerkugelkopf 5 erfasst wird.
Gemäß 6 ist mittels der Kamera ein Bild 13 aufgenommen worden, wobei das Bild 13 zumindest den Anhängerkugelkopf 6 zeigt und der Anhängerkugelkopf 6 durch Blocksegmentierung des Bilds 13 erfasst wird. Insbesondere wird dabei das Bild 13 in Blöcke gleicher Größe eingeteilt. Die Blöcke können beispielsweise dann eine Größe von NxN aufweisen. Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass N ein Vielfaches von 8 für eine verbesserte Durchführung des Verfahrens aufweist. Dadurch ist eine einfache und zuverlässige Bestimmung des Anhängerkugelkopfes 6 im Bild 13 ermöglicht.
Ferner zeigt 6, dass zum Erfassen des Anhängerkugelkopfes 6 innerhalb eines durch die Kamera erfassten Bilds 13 eine Region von Interesse ROI vorgegeben wird, innerhalb welcher sich der Anhängerkugelkopf 6 befindet. Insbesondere wird dazu das Bild 13 in mehrere Abschnitte A1, A2, A3 unterteilt, wobei sich die Region von Interesse ROI im vorliegenden Ausführungsbeispiel im dritten Abschnitt A3 befindet. Insbesondere kann dazu vorgesehen sein, dass das Bild 13 in beispielsweise drei Abschnitte A1, A2, A3 eingeteilt werden kann. Diese drei Abschnitte A1, A2, A3 können insbesondere durch eine Musterstudie vorgegeben werden. Insbesondere kann das Bild 13 dann in rechteckige Abschnitte A1, A2, A3 eingeteilt werden. Insbesondere kann dann vorgesehen sein, dass durch die Vorgabe die Region von Interesse ROI vorgegeben wird, welcher jeweilige Abschnitt A1, A2, A3 mit der Region von Interesse ROI ausgewählt wird. Insbesondere ist vorgesehen, dass in dem Abschnitt A1, A2, A3 sich der Anhängerkugelkopf 6 befindet. Dies führt dazu, dass lediglich derjenige Abschnitt A1, A2, A3, mit dem Anhängerkugelkopf 6 entsprechend zur Erfassung des Anhängerkugelkopfes 6 ausgewertet wird. Dadurch kann ressourcensparend und zeitsparend der Anhängerkugelkopf 6 innerhalb des erfassten Bilds 13 erfasst werden.
7 zeigt in einer schematischen Perspektivansicht einen Teilausschnitt des Kraftfahrzeugs 1. Insbesondere ist in der 7 gezeigt, dass mittels einer Texturanalyse 14 im Bild 13 der Kamera der Anhängerkugelkopf 6 erfasst werden kann. Insbesondere kann durch die Blocksegmentierung eine einfache Texturanalyse 14 innerhalb des Bilds 13 durchgeführt werden. Insbesondere kann dadurch realisiert werden, dass in Abhängigkeit des nächsten Nachbarn innerhalb des Bilds 13 die Texturanalyse 14 zuverlässig durchgeführt werden kann. Dies führt dazu, dass insbesondere Unterschiede von Bildbereich zu Bildbereich zuverlässig bestimmt werden können. Insbesondere ist die Anhängerkupplung 4 mit dem Anhängerkugelkugelkopf 6 eine einzigartige Eigenschaft innerhalb des Bilds 13, welche einfach auf Basis der Texturanalyse 14 bestimmt werden kann. Insbesondere werden entsprechende Texturwerte innerhalb des Bilds 13 für die Anhängerkupplung 4 beziehungsweise den Anhängerkugelkopf 6 gefunden, sodass einfach und zuverlässig der Anhängerkugelkopf 6 innerhalb des Bilds 13 erfasst werden kann.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass für die Texturanalyse 14 eine Detektion eines Histogramms der Textur innerhalb eines jeweiligen Abschnittes A1, A2, A3, insbesondere mit der Region von Interesse ROI, durchgeführt wird. Es kann dann beispielsweise der Index und der Wert des Histogramms extrahiert werden. Insbesondere kann mittels eines vorgegebenen Ungewöhnlichkeits-Schwellwerts innerhalb der Textur, welche insbesondere vorgegeben sein kann, der Wert innerhalb des Histogramms ermittelt werden. Insbesondere kann innerhalb des Histogramms unterschieden werden, ob es sich um eine sich wiederholende Eigenschaft oder um eine nicht wiederholende Eigenschaft handelt. Insbesondere können die Blöcke der nicht wiederholenden Eigenschaft zur Texturanalyse 14 für die Erfassung der Anhängerkupplung 4 herangezogen werden. Insbesondere werden dann diejenigen Blöcke weiter analysiert und ausgewertet.
8 zeigt in einer schematischen Perspektivansicht, wie mittels einer Luminanzanalyse 15 im Bild 13 der Anhängerkugelkopf 6 erfasst werden kann. Insbesondere kann auf Basis der Luminanz ebenfalls die charakterisierende Eigenschaft 11 des Anhängerkugelkopfes 6 estimmt werden. Dadurch kann zuverlässig und insbesondere alternativ beispielsweise zur Texturanalyse 14 der Anhängerkugelkopf 6 erfasst werden.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass für die Luminanzanalyse 15 eine Detektion eines Histogramms der Luminanz innerhalb eines jeweiligen Abschnittes A1, A2, A3, insbesondere mit der Region von Interesse ROI, durchgeführt wird. Es kann dann beispielsweise der Index und der Wert des Histogramms extrahiert werden. Insbesondere kann mittels eines vorgegebenen Ungewöhnlichkeits-Schwellwerts innerhalb der Luminanz, welche insbesondere vorgegeben sein kann, der Wert innerhalb des Histogramms ermittelt werden. Insbesondere kann innerhalb des Histogramms unterschieden werden, ob es sich um eine sich wiederholende Eigenschaft oder um eine nicht wiederholende Eigenschaft handelt. Insbesondere können die Blöcke der nicht wiederholenden Eigenschaft zur Luminanzanalyse 15 für die Erfassung der Anhängerkupplung 4 herangezogen werden. Insbesondere werden dann diejenigen Blöcke weiter analysiert und ausgewertet.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Luminanzanalyse 15 alternativ oder zusätzlich zur Texturanalyse 15 durchgeführt wird. Insbesondere kann bei der zusätzlichen Luminanzanalyse 15 eine redundante Möglichkeit geschaffen werden, den Anhängerkugelkopf 6 zuverlässig bestimmen zu können.
Ebenfalls bevorzugt kann durch die Texturanalyse 14 und/oder die Luminanzanalyse 15 eine Anhängerkugelkopfkupplungsgrenze innerhalb des Bilds 13 der Kamera erfasst werden. Dies führt zu einer verbesserten Detektion des Anhängerkugelkopfs 6 innerhalb des Bilds 13. Insbesondere ist unter der Anhängerkugelkopfgrenze eine optische Grenze innerhalb des Bildes 13 zu verstehen. Insbesondere kann diese Grenze zuverlässig über die Texturanalyse 14 beziehungsweise die Luminanzanalyse 15 erfasst werden.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass in Abhängigkeit der Anzahl der durch die Texturanalyse 14 und/oder durch die Luminanzanalyse 15 extrahierten Blöcke die jeweilige Blockposition ermittelt werden kann. Insbesondere kann dann die jeweilige oberste Position mittels einer elektronischen Recheneinrichtung 12 bestimmt werden. Insbesondere können die Blöcke um die jeweilige Position geclustert werden, wobei dies insbesondere über die Adjazenz durchgeführt werden kann. Insbesondere kann dann auf Basis der Auswahl der Cluster, welche sich insbesondere in der Mitte des Bilds 13 befinden und eine hohe Anzahl von charakterisierenden Eigenschaften 11 aufweisen, als die Position des Anhängerkugelkopfes 6 selektiert werden.
9 zeigt in einer schematischen Perspektivansicht eine Ausführungsform des Verfahrens. Insbesondere ist vorgesehen, dass mittels einer Hough-Transformation der Anhängerkugelkopf 6 als Kreis 16 im Bild 13 der Kamera erfasst wird. Insbesondere, da der Anhängerkugelkopf 6 eine sphärische Form aufweist, kann mittels der Hough-Kreisdetektion der Anhängerkugelkopf 6 erfasst werden. Ferner kann auch durch Annäherung von einer linken und einer rechten Grenze die ungefähre Anhängerkugelkopfposition ermittelt werden. Dadurch kann zuverlässig auf Basis des erkannten Anhängerkugelkopfes 6 innerhalb des Bilds 13 die relative Position x, y des Anhängerkugelkopfes 6 ermittelt werden.
Insgesamt zeigen die Figuren, dass zur Bestimmung der realen Position X, Y, Z ein heuristischer Algorithmus, insbesondere ein Versuch-und-Irrtum-Algorithmus, verwendet werden kann.
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 2014/0200759 A1 [0005]

Claims

Verfahren zum Bestimmen einer realen Position (X, Y, Z) eines Anhängerkugelkopfs (6) einer Anhängerkupplung (4) eines Kraftfahrzeugs (1) mittels eines Assistenzsystems (9) des Kraftfahrzeugs (1), mit den Schritten: - Erfassen des Anhängerkugelkopfs (6) mittels einer Erfassungseinrichtung (10) des Assistenzsystems (9); - Bestimmen einer charakterisierenden Eigenschaft (11) des Anhängerkugelkopfs (6) mittels einer elektronischen Recheneinrichtung (12) des Assistenzsystems (9); - Bestimmen einer relativen Position (x, y) der charakterisierenden Eigenschaft (11) mit einer ersten relativen Raumkoordinate (x) und einer zweiten relativen Raumkoordinate (y) mittels der elektronischen Recheneinrichtung (12); - Bestimmen einer ersten realen Raumkoordinate (X) in Abhängigkeit der ersten relativen Raumkoordinate (x) und einer zweiten realen Raumkoordinate (Y) in Abhängigkeit der zweiten relativen Raumkoordinate (y) mittels der elektronischen Recheneinrichtung (12); - Vorgeben einer dritten realen Raumkoordinate (Z) innerhalb eines vorbestimmten Koordinatenintervalls für die dritte reale Raumkoordinate (Z) mittels der elektronischen Recheneinrichtung (12); - Erzeugen einer Vergleichsposition des Anhängerkupplungskopfs (6) in Abhängigkeit der ersten realen Raumkoordinate (X), der zweiten realen Raumkoordinate (Y) und der vorgegebenen dritten realen Raumkoordinate (Z) mittels der elektronischen Recheneinrichtung (12); - Vergleichen der relativen Position (x, y) mit der Vergleichsposition mittels der elektronischen Recheneinrichtung (12); und - Bestimmen der realen Position (X, Y, Z) mit der ersten realen Raumkoordinate (X), mit der zweiten realen Raumkoordinate (Y) und mit der vorgegebenen dritten realen Raumkoordinate (Z) bei einer Übereinstimmung der relativen Position (x, y) mit der Vergleichsposition.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Abweichung der Vergleichsposition mit der relativen Position (x, y) eine weitere dritte reale Raumkoordinate (Y) innerhalb des Koordinatenintervalls für die dritte reale Raumkoordinate (Y) für die Erzeugung einer weiteren Vergleichsposition vorgegeben wird und ein weiterer Vergleich zwischen der relativen Position (x, y) und der weiteren Vergleichsposition durchgeführt wird und bei einer Übereinstimmung der relativen Position (x, y) mit der weiteren Vergleichsposition die reale Position (X, Y, Z) in Abhängigkeit der ersten realen Raumkoordinate (X), der zweiten realen Raumkoordinaten (Y) und der vorgegebenen weiteren dritten realen Raumkoordinate (Z) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als charakterisierende Eigenschaft (11) des Anhängerkugelkopfs (6) ein Anhängerkugelkopfzentrum (7) des Anhängerkugelkopfs (6) erfasst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte reale Raumkoordinate (Z) als Höhe zwischen 350mm und 420mm als Koordinatenintervall relativ zu einer Fahrbahn, auf welcher sich das Kraftfahrzeug (1) befindet, vorgegeben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bestimmen der ersten realen Raumkoordinate (X) und/oder der zweiten realen Raumkoordinate (Y) eine Nächste-Nachbarn-Klassifikation verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die reale Position (X, Y, Z) für eine Bestimmung eines Kupplungswinkels (a) zwischen dem Kraftfahrzeug (1) und einem am Kraftfahrzeug (1) angehängten Anhänger (2) und/oder für eine Bestimmung einer Anhängerposition des an dem Kraftfahrzeug (1) angehängten Anhängers (2) genutzt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer als Kamera ausgebildeten Erfassungseinrichtung (10) der Anhängerkugelkopf (6) erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Kamera ein Bild (13) mit zumindest dem Anhängerkugelkopf (6) erfasst wird und der Anhängerkugelkopf (6) durch Blocksegmentierung des Bilds (11) erfasst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erfassen des Anhängerkugelkopfes (6) innerhalb eines durch die Kamera erfassten Bilds (13) eine Region von Interesse (ROI) vorgegeben wird, innerhalb welcher sich der Anhängerkugelkopf (6) befindet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Texturanalyse (14) in einem Bild (13) der Kamera der Anhängerkugelkopf (6) erfasst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Luminanzanalyse (15) in einem Bild (13) der Kamera der Anhängerkugelkopf (6) erfasst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Hough Transformation der Anhängerkugelkopf (6) als Kreis (16) in einem Bild (13) der Kamera erfasst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der realen Position (X, Y, Z) ein heuristischer Algorithmus, insbesondere ein Versuch-und-Irrtum-Algorithmus, verwendet wird.
Assistenzsystem (9) für ein Kraftfahrzeug (1) mit einer Erfassungseinrichtung (10) und mit einer elektronischen Recheneinrichtung (12), wobei das Assistenzsystem (9) zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 13 ausgebildet ist.
Kraftfahrzeug (1) mit einem Assistenzsystem (9) nach Anspruch 14.