DE102018220297A1

DE102018220297A1 - Einparkassistenzverfahren und Vorrichtung

Info

Publication number: DE102018220297A1
Application number: DE102018220297.4A
Authority: DE
Inventors: Jeremy Greenwood; Fiona Powell; Richard Powell; Gary CRIPPS
Original assignee: Jaguar Land Rover Ltd
Current assignee: Jaguar Land Rover Ltd
Priority date: 2017-11-28
Filing date: 2018-11-26
Publication date: 2019-05-29
Also published as: GB201719702D0; US20190161121A1; GB2568746A; GB2568746B

Abstract

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Einparkassistenzsteuerung (4, 104, 204, 304) zum Parken eines entfernten Fahrzeugs (250). Die Einparkassistenzsteuerung (4, 104, 204, 304) ist konfiguriert, um einen Parkortindikator (26, 126, 226, 326) zu identifizieren, der von einer Parkleuchte (5, 105, 205, 305) erzeugt wird. Eine Zielposition zum Parken des entfernten Fahrzeugs (250) wird in Abhängigkeit zu dem Parkortindikator (26, 126, 226, 326) bestimmt. Zum Parken des entfernten Fahrzeugs (250) wird ein Einparkassistenzsignal (S1) erzeugt, wobei das Einparkassistenzsignal in Abhängigkeit von der Bestimmung erzeugt wird. Das Einparkassistenzsignal S1 wird zu dem entfernten Fahrzeug 250 übertragen. Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auch auf eine Parkleuchte zur Verwendung in Verbindung mit der Einparkassistenzsteuerung. Ein entsprechendes Verfahren und ein Einparkassistenzsystem (1) sind ebenfalls vorgesehen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Einparkassistenzverfahren und eine Einparkassistenzvorrichtung zum Parken eines entfernten Fahrzeugs. Insbesondere, aber nicht ausschließlich, bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf eine Parkleuchten-Andockstation für ein Fahrzeug. Eine Einparkassistenzsteuerung arbeitet in Verbindung mit einer Parkleuchte, um eine Zielposition zum Parken des entfernten Fahrzeugs zu identifizieren.
STAND DER TECHNIK
Es ist bekannt, dass es Fahrzeug-Parksysteme zum Einparken eines mit einem Fahrzeug gekoppelten Anhängers gibt. Eine Zielroute kann generiert werden, um den Anhänger zu einem ausgewählten Parkplatz zu führen. Zur Steuerung des Fahrzeugs wird ein Fahrzeugsteuersignal ausgegeben, das den Anhänger zum Parkort führt. Ein potenzieller Mangel an bekannten Systemen sind die Herausforderungen bei der Identifizierung eines geeigneten Parkplatzes, da der Benutzer möglicherweise nur begrenzte Informationen zur Beurteilung von Faktoren wie Oberflächenbeschaffenheit oder Neigung hat. Beim Versuch, ein anderes Fahrzeug fern zu steuern, kann es für eine Person problematisch sein, das Fahrzeug genau auf dem gewählten Parkplatz zu positionieren, z. B. weil das Fahrzeug die Sichtlinie des Benutzers teilweise verdeckt.
Zumindest in bestimmten Ausführungsformen versucht die vorliegende Erfindung, wenigstens einige der vorgenannten Probleme zu verbessern oder zu überwinden.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Aspekte der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf eine Einparkassistenzsteuerung, ein Einparkassistenzsystem, ein Fahrzeug, ein Verfahren, ein nicht-transitorisches, computerlesbares Medium und eine Parkleuchte, gemäß den geforderten beigefügten Ansprüchen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Einparkassistenzsteuerung zum Parken eines entfernten Fahrzeugs vorgesehen, wobei die Einparkassistenzsteuerung konfiguriert ist zum:

Identifizieren eines Parkortindikators, der durch eine Parkleuchte erzeugt wurde;
Bestimmen einer Zielposition zum Parken des entfernten Fahrzeugs in Abhängigkeit vom Parkortindikator;
Erzeugen eines Einparkassistenzsignals zum Parken des entfernten Fahrzeugs, wobei das Einparkassistenzsignal in Abhängigkeit von der Bestimmung erzeugt wird; und
zur Übertragung des Einparkassistenzsignals an das entfernte Fahrzeug. Zumindest in bestimmten Ausführungsformen kann die Einparkassistenzsteuerung das Einparken des entfernten Fahrzeugs erleichtern. Die Einparkassistenzsteuerung ist konfiguriert für die Verwendung in Verbindung mit einer Parkleuchte zur Erzeugung des Parkortindikators. Die Parkleuchte kann eine tragbare Vorrichtung sein. Im Betrieb kann die Parkleuchte proximal zur Zielposition positioniert werden. Die Parkleuchte kann von einem Benutzer positioniert und/oder konfiguriert werden, um die Zielposition für das Parken des entfernten Fahrzeugs festzulegen. Der Benutzer kann dadurch den Parkortindikator so einstellen, dass er die Zielposition für das Parken des Fahrzeugs angibt. Die Einparkassistenzsteuerung ist konfiguriert, um die Anzeige des Parkortindikators zu identifizieren, um die Zielposition zum Parken des entfernten Fahrzeugs zu bestimmen. Die Einparkassistenzsteuerung kann dann das Einparkassistenzsignal erzeugen, um das Parken zu erleichtern.

Das entfernte Fahrzeug kann beispielsweise ein Automobil, ein Nutzfahrzeug oder ein Sport Utility Vehicle (SUV) einschließen. Alternativ kann das entfernte Fahrzeug einen selbstfahrenden Anhänger umfassen. Der selbstfahrende Anhänger kann zum Ankuppeln an ein Zugfahrzeug konfiguriert sein. Um jedoch das Manövrieren bei niedriger Geschwindigkeit zu erleichtern, z. B. das Parken oder Kuppeln mit dem Zugfahrzeug, kann das selbstfahrende Fahrzeug eine oder mehrere Drehmomentgeneratoren umfassen. Das selbstfahrende Fahrzeug kann eine Steuerung zum Empfangen des von der Einparkassistenzsteuerung übertragenen Einparkassistenzsignals umfassen. Die Steuerung kann konfiguriert werden, um den selbstfahrenden Anhänger in Abhängigkeit vom empfangenen Einparkassistenzsignal zu steuern.
Die Einparkassistenzsteuerung kann betriebsbereit sein, um die Fernsteuerung des entfernten Fahrzeugs zu ermöglichen. So kann beispielsweise die Einparkassistenzsteuerung in einem Host-Fahrzeug angeordnet sein, das vom entfernten Fahrzeug getrennt ist. Die Einparkassistenzsteuerung ist konfiguriert, um die Anzeige des Parkortindikators zu identifizieren und die Zielposition zum Einparken des entfernten Fahrzeugs zu bestimmen. Die Einparkassistenzsteuerung kann dann das Einparkassistenzsignal zum Einparken des entfernten Fahrzeugs erzeugen. Das Einparkassistenzsignal wird an das entfernte Fahrzeug übertragen, um das Einparken des entfernten Fahrzeugs zu erleichtern.
In einer bevorzugten Implementierung kann die Parkleuchte proximal zur Zielposition platziert werden, an der das entfernte Fahrzeug geparkt werden soll. Die Parkleuchte kann sich an oder in der Nähe einer der vorgesehenen Ecken (vorzugsweise einer hinteren Ecke) der Zielposition befinden. Die Parkleuchte kann außerhalb der Zielposition positioniert werden, um das Risiko einer Kollision mit dem entfernten Fahrzeug während des Parkens zu verringern. Wenn die Einparkassistenzsteuerung in einem Host-Fahrzeug vorgesehen ist, kann das Host-Fahrzeug positioniert werden, um die Erkennung des Parkortindikators zu erleichtern.
Die Einparkassistenzsteuerung kann konfiguriert werden, um die Zielposition in Abhängigkeit von einer Position und/oder einer Ausrichtung des von der Parkleuchte erzeugten Parkortindikators zu bestimmen.
Die Parkleuchte kann konfiguriert werden, um eine vorübergehende oder temporäre sichtbare Darstellung des Parkortindikators zu erzeugen. Somit ist der Parkortindikator nicht dauerhaft. Der Parkortindikator kann auf den Boden projiziert werden. Die Einparkassistenzsteuerung kann konfiguriert werden, um den Parkortindikator zu identifizieren. Die Projektion des Parkortindikators kann einem Benutzer eine visuelle Darstellung der Zielposition zum Parken des Fahrzeugs liefern. Durch die Darstellung der Zielposition auf dem Boden kann der Benutzer leichtere Entscheidungen über die Zielposition treffen, z. B. unter Berücksichtigung von Bodenbeschaffenheit und/oder Steigung. Da die Projektion transient ist, kann außerdem die Position und/oder Ausrichtung des Parkortindikators dynamisch geändert werden.
Die Einparkassistenzsteuerung kann konfiguriert werden, um Daten von einem oder mehreren Sensoren zu empfangen. Die Einparkassistenzsteuerung kann die Daten von einem oder mehreren Sensoren verarbeiten, um die Anzeige des Parkortindikators zu identifizieren. Der eine oder die mehreren Sensoren können am Fahrzeug angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich können der eine oder die mehreren Sensoren an der Parkleuchte angeordnet werden.
Der eine oder die mehreren Sensoren können mindestens einen optischen Sensor zum Erzeugen von Daten in Form von Bilddaten umfassen. Die Einparkassistenzsteuerung kann konfiguriert werden, um die Bilddaten von dem mindestens einen optischen Sensor zu verarbeiten, um den Parkortindikator zu identifizieren. Der mindestens ein optischer Sensor kann am Fahrzeug angeordnet sein, beispielsweise in einer nach hinten gerichteten Ausrichtung. Der mindestens ein optischer Sensor kann konfiguriert werden, um Licht im sichtbaren und/oder im nicht sichtbaren Spektrum zu erfassen. Der eine oder die mehreren Sensoren können jeweils eine Kamera umfassen. Der eine oder die mehreren optischen Sensoren können am Fahrzeug montiert werden. Alternativ oder zusätzlich können der eine oder die mehreren Sensoren mindestens eines der folgenden Sets umfassen: einen Ultraschallsensor, ein Radarsystem und ein Lidarsystem.
Die Einparkassistenzsteuerung kann konfiguriert werden, um die Bilddaten zu verarbeiten, um Licht zu identifizieren, das von einer oder mehreren Lichtquellen abgegeben wird, die auf der Parkleuchte angeordnet sind, um die Zielposition zum Einparken des entfernten Fahrzeugs zu bestimmen.
Die Einparkassistenzsteuerung kann konfiguriert werden, um die Bilddaten zu verarbeiten, um ein Muster zu identifizieren, das in dem von einer oder mehreren Lichtquellen emittierten Licht kodiert ist.
Das Erzeugen des Einparkassistenzsignals kann das Ausgeben mindestens eines Steuersignals zum Steuern des entfernten Fahrzeugs umfassen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Einparkassistenzsystem vorgesehen, das aus der hierin beschriebenen Einparkassistenzsteuerung und einem oder mehreren Sensoren bestehen kann. Der eine oder die mehreren Sensoren können mindestens einen optischen Sensor umfassen. Jeder optische Sensor kann eine Kamera umfassen. Der eine oder die mehreren optischen Sensoren können jeweils Daten an die Einparkassistenzsteuerung übertragen. Die Daten können Bilddaten umfassen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Einparkassistenzsystem vorgesehen, das die hierin beschriebene Einparkassistenzsteuerung und mindestens eine Parkleuchte umfasst.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Host-Fahrzeug vorgesehen, das eine Einparkassistenzsteuerung oder ein Einparkassistenzsystem umfasst, wobei die Einparkassistenzsteuerung auf dem Host-Fahrzeug angeordnet und konfiguriert ist, das Einparkassistenzsignal an ein entferntes Fahrzeug zu übertragen. Das Host-Fahrzeug kann einen oder mehrere Sensoren umfassen. Der eine oder die mehreren Sensoren können konfiguriert werden, um Daten an die Einparkassistenzsteuerung auszugeben. Die Einparkassistenzsteuerung kann konfiguriert werden, um die Daten von einem oder mehreren Sensoren zu verarbeiten, um die Anzeige des Parkortindikators zu identifizieren.
Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeug bereitgestellt, das ein vorstehend beschriebenes Verfahren umfasst:

Identifizieren eines Parkortindikators, der durch eine Parkleuchte erzeugt wird;
Bestimmen einer Zielposition zum Parken des entfernten Fahrzeugs in Abhängigkeit des Parkortindikators; und
Erzeugen eines Einparkassistenzsignals zum Parken des entfernten Fahrzeugs, wobei das Einparkassistenzsignal in Abhängigkeit von der Festlegung erzeugt wird; und
Übertragung des Einparkassistenzsignals an das entfernte Fahrzeug.

Das Verfahren kann das Festlegen der Zielposition in Abhängigkeit von einer Position und/oder einer Ausrichtung des durch die Parkleuchte erzeugten Parkortindikators umfassen.
Das Verfahren kann das Bestimmen von Empfangsdaten von einem oder mehreren Sensoren und das Verarbeiten der Daten zum Identifizieren des Parkortindikators umfassen. Der eine oder die mehreren Sensoren können mindestens einen optischen Sensor zum Erzeugen von Daten in Form von Bilddaten umfassen. Das Verfahren kann das Verarbeiten der Bilddaten von dem mindestens einen optischen Sensor umfassen, um den Parkortindikator zu identifizieren.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein nicht-transitorisches, computerlesbares Medium mit einem darin gespeicherten Befehlssatz vorgesehen, das bei Ausführung einen Prozessor veranlasst, das hierin beschriebene Verfahren durchzuführen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Parkleuchte zum Definieren einer Zielposition zum Parken eines Fahrzeugs vorgesehen, wobei die Parkleuchte zum Erzeugen eines Parkortindikators konfiguriert ist.
Die Parkleuchte kann eine oder mehrere Lichtquellen zum Abstrahlen von Licht umfassen, um den Parkortindikator zu erzeugen. Die eine oder die mehreren Lichtquellen können konfiguriert werden, um mindestens eine Markierung zur Anzeige der Zielposition zu projizieren. Mindestens eine der einen oder mehreren Lichtquellen kann konfiguriert sein, um ein kodiertes Muster zu emittieren.
Die Parkleuchte kann einen steuerbaren Spiegel zum Reflektieren von Licht, das von einer oder mehreren Lichtquellen abgegeben wird, umfassen, um den Parkortindikator zu erzeugen.
Die eine oder die mehreren Lichtquellen können einen Laser umfassen.
Die Parkleuchte kann tragbar sein. Die Parkleuchte kann beispielsweise Energiespeichermittel, wie beispielsweise eine interne Batterie, umfassen
Es ist zu verstehen, dass die hierin enthaltenen Verweise auf Geländeeigenschaften eine oder mehrere der folgenden Sets beinhalten: Neigung; Steigung (aufsteigend oder absteigend); Einbrüche; Vertiefungen; Löcher; Gefälle; Spurrillen; Stufen; Felsen; Oberflächenrauigkeit; (unpassierbare) Hindernisse; und Oberflächenzusammensetzung. Zusätzlich zur Identifizierung der Geländeeigenschaften kann das hierin beschriebene Verfahren und Gerät die Geländeeigenschaften bewerten. Die Geländeeigenschaften können in Abhängigkeit von einer oder mehreren der folgenden Mengen abgestuft werden: Größe, Schweregrad und Prävalenz. Die hierin beschriebenen Techniken können sich auch auf die Art des zu durchquerenden Geländes beziehen. Es versteht sich, dass sich der Begriff „Art des Geländes“ auf das vom Gelände umgebene Material wie Asphalt, Gras, Kies, Schnee, Schlamm, Felsen und/oder Sand bezieht. Die Art des Geländes kann optional einen Hinweis auf einen Reibungskoeffizienten der Oberfläche liefern. Die Art des Geländes kann mit einem oder mehreren Sensoren bestimmt oder von einem Benutzer festgelegt werden.
Jede in dieser Schrift beschriebene Steuereinheit oder Steuerung kann in geeigneter Weise eine Rechenvorrichtung mit einem oder mehreren elektronischen Prozessoren umfassen. Das System kann aus einer einzelnen Steuereinheit oder einer elektronischen Steuerung bestehen, oder alternativ können verschiedene Funktionen der Steuerung in verschiedenen Steuereinheiten oder Steuerungen ausgeführt oder in diesen untergebracht sein. Wie hierin verwendet, umfasst der Begriff „Steuerung“ oder „Steuereinheit“ sowohl eine einzelne Steuereinheit oder Steuerung als auch eine Vielzahl von Steuereinheiten oder Steuerungen, die gemeinsam betrieben werden, um eine bestimmte Steuerungsfunktionalität bereitzustellen. Um eine Steuerung oder Steuereinheit zu konfigurieren, kann ein geeigneter Befehlssatz bereitgestellt werden, der, wenn er ausgeführt wird, die Steuereinheit oder die Rechenvorrichtung veranlassen kann, die hierin beschriebenen Steuertechniken zu implementieren. Der Befehlssatz kann geeignet sein, in den einen oder in mehrere elektronische Prozessoren eingebettet zu werden. Alternativ kann der Befehlssatz auch als Software bereitgestellt werden, die in einem oder mehreren Speichern gespeichert ist, die der Steuerung zugeordnet sind, um auf der Rechenvorrichtung ausgeführt zu werden. Die Steuereinheit oder Steuerung kann in einer Software implementiert werden, die auf einem oder mehreren Prozessoren läuft. Eine oder mehrere andere Steuereinheiten oder Steuerungen können in Software implementiert werden, die auf einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt wird, optional auf denselben oder mehreren Prozessoren wie die erste Steuerung. Es können auch andere geeignete Vorkehrungen getroffen werden.
Im Rahmen dieser Anwendung ist ausdrücklich vorgesehen, dass die verschiedenen Aspekte, Ausführungsformen, Beispiele und Alternativen, die in den vorstehenden Absätzen, in den Ansprüchen und/oder in den folgenden Beschreibungen und Zeichnungen dargelegt sind, und insbesondere die einzelnen Merkmale davon, unabhängig oder in beliebiger Kombination übernommen werden können. Dies bedeutet, dass alle Ausführungsformen und/oder Merkmale einer beliebigen Ausführungsform auf beliebige Art und/oder in beliebiger Kombination kombiniert werden können, sofern die Merkmale nicht inkompatibel sind. Der Anmelder behält sich das Recht vor, einen ursprünglich eingereichten Patentanspruch zu ändern oder einen neuen Patentanspruch entsprechend einzureichen, einschließlich des Rechts, eine ursprünglich eingereichten Patentanspruch zu ändern, um von einem anderen Patentanspruch abhängig zu sein und/oder eine Eigenschaft eines anderen Patentanspruchs aufzunehmen, obwohl diese ursprünglich nicht auf diese Weise geltend gemacht wurde.
Figurenliste
Eine oder mehrere Ausführungsformen der Erfindung werden nun nur beispielhaft ausschließlich unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, darin gilt:

1 zeigt ein Einparkassistenzsystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Einparkassistenzsteuerung zur Verwendung in dem in 1 dargestellten Einparkassistenzsystem;
3 zeigt eine schematische Darstellung einer Parkleuchte zur Verwendung in dem in 1 dargestellten Einparkassistenzsystem;
4A zeigt ein Blockdiagramm, das den Betrieb des Einparkassistenzsystems darstellt, um einen kodierten Parkortindikator zu projizieren;
4B zeigt ein Blockdiagramm, das den Betrieb des Einparkassistenzsystems zum Erzeugen einer Zielroute darstellt;
5 veranschaulicht eine vom Einparkassistenzsystem generierte Zielroute zur Führung eines Anhängers zu einer Zielposition;
6A zeigt das Anzeigebild von einer Rückfahrkamera mit einer grafischen Überlagerung, die die Zielposition des Anhängers darstellt;
6B zeigt ein Bild aus der Vogelperspektive, das die Merkmale des zu projizierenden Anhängers zusammen mit dem Parkortindikator beinhaltet;
7 zeigt ein Blockdiagramm, das den Betrieb des Einparkassistenzsystems darstellt, um eine grafische Darstellung der Zielroute zu erzeugen;
8 veranschaulicht die Fahrzeug- und Anhängerabmessungen und die dazugehörige Nomenklatur zur Bestimmung der Zielroute für den Anhänger;
9 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Einparkassistenzsteuerung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
10 veranschaulicht eine vom Einparkassistenzsystem erzeugte Zielroute zur Führung des Host-Fahrzeugs zu einer Zielposition;
11 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Einparkassistenzsteuerung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
12 veranschaulicht eine vom Einparkassistenzsystem erzeugte Zielroute zum Führen eines entfernten Fahrzeugs zur Zielposition;
13 zeigt ein Blockdiagramm, das den Betrieb des Einparkassistenzsystems zum Übertragen einer Zielroute an das entfernte Fahrzeug darstellt;
14 zeigt eine schematische Darstellung einer alternativen Parkleuchte zur Verwendung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung;
15 veranschaulicht eine Zielroute, die durch das Parkassistenzsystem unter Verwendung der in 12 dargestellten Parkleuchte erzeugt wird;
16A veranschaulicht den Betrieb der in 12 gezeigten Parkleuchte, um ein Geländereferenzmuster auf eine ebene Fläche zu projizieren;
16B veranschaulicht den Betrieb der in 12 gezeigten Parkleuchte, um ein Geländereferenzmuster auf eine unebene Oberfläche zu projizieren;
17 zeigt ein Blockdiagramm, das den Betrieb des Einparkassistenzsystems darstellt, um ein projiziertes Referenzmuster zu analysieren und Geländeeigenschaften zu identifizieren;
18 veranschaulicht den Betrieb der in 12 dargestellten Parkleuchte, um ein Geländereferenzmuster zwischen der Zielposition und der aktuellen Position des gezogenen Fahrzeugs zu projizieren;
19 stellt ein Drehmomentprofil dar, das erforderlich ist, um das gezogene Fahrzeug basierend auf der Analyse des Geländereferenzmusters in die Zielposition zu bewegen,;
20 zeigt ein Blockdiagramm, das den Betrieb des Einparkassistenzsystems zum Erzeugen einer Drehmomentregelstrategie darstellt;
21A veranschaulicht den Betrieb der in 12 gezeigten Parkleuchte, um einen für ein Fahrzeug sichtbaren Warnindikator auf eine ebene Fläche zu projizieren;
21B veranschaulicht den Betrieb der in 12 gezeigten Parkleuchte, um einen für ein Fahrzeug sichtbaren Warnindikator auf eine unebene Oberfläche zu projizieren;
22A veranschaulicht den Betrieb der in 12 dargestellten Parkleuchte, um Weglinien auf eine glatte Fläche zu projizieren;
22B veranschaulicht den Betrieb der in 12 dargestellten Parkleuchte, um Weglinien auf eine unebene Fläche zu projizieren;
23 zeigt ein Blockdiagramm, das den Betrieb des Einparkassistenzsystems darstellt, um einen projizierten Routenindikator zu analysieren und Geländeeigenschaften zu identifizieren;
24 zeigt eine schematische Darstellung einer Parkleuchte mit einem Einparkassistenzsystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
25 zeigt eine schematische Darstellung eines exemplarischen Parkszenarios unter Verwendung der in 24 dargestellten Parkleuchte;
26 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten vergrößerten Bildes, das durch die in 25 gezeigte Parkleuchte erzeugt wird;
27 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten vergrößerten Bildes, das durch die in 25 gezeigte Parkleuchte erzeugt wird;
28 zeigt eine schematische Darstellung einer Andockstation für die in 25 gezeigte Parkleuchte; und
29 zeigt eine schematische Darstellung eines exemplarischen Parkszenarios unter Verwendung einer Variante der in 24 dargestellten Parkleuchte.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Ein Parkassistenzsystem 1 gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die nebenstehenden Figuren beschrieben. Das Einparkassistenzsystem 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform dient zur Unterstützung des Manövrierens eines Zugfahrzeugs 2 und eines gezogenen Fahrzeugs 3, die über eine Gelenkkupplung miteinander verbunden sind. Das Einparkassistenzsystem 1 findet insbesondere Anwendung, um die Durchführung eines Rückwärtsmanövers zu unterstützen, z. B. um ein Rückwärtsparkmanöver durchzuführen, um das gezogene Fahrzeug 3 (und optional auch das Zugfahrzeug 2) zu parken. Das Rückwärtsparkmanöver kann beispielsweise aus Parallelparken oder Tandemparken bestehen.
Wie hierin beschrieben, umfasst das Einparkassistenzsystem 1 eine Einparkassistenzsteuerung 4 und eine Parkleuchte 5. Die Einparkassistenzsteuerung 4 in der vorliegenden Ausführungsform ist im Zugfahrzeug 2 installiert. Das Zugfahrzeug 2 wird hierin als Automobil, wie beispielsweise ein Nutzfahrzeug oder ein Sport Utility Vehicle (SUV), dargestellt, aber es versteht sich, dass das hierin beschriebene Einparkassistenzsystem 1 in anderen Fahrzeugtypen, wie beispielsweise einem Traktor, verwendet werden kann. Das gezogene Fahrzeug 3 in der vorliegenden Ausführungsform umfasst einen Anhänger, wie beispielsweise einen Wohnwagen. Die Parkleuchte 5 in der vorliegenden Ausführungsform ist eine tragbare Vorrichtung, die außerhalb des gezogenen Fahrzeugs 3 positioniert werden kann, um eine Zielposition zum Parken des gezogenen Fahrzeugs 3 anzuzeigen.
Einen Überblick auf das Zugfahrzeug 2 und das gezogene Fahrzeug 3 ist in den 1 und 2 dargestellt. Das Zugfahrzeug 2 weist eine erste Längsachse X1 auf und das Zugfahrzeug 3 weist eine zweite Längsachse X2 auf. Wie in 2 gezeigt, hat das Zugfahrzeug 2 zwei Vorderräder W1, W2 und zwei Hinterräder W3, W4. Wie in 2 dargestellt, sind die Vorderräder W1, W2 des Zugfahrzeugs 2 auf herkömmliche Weise lenkbar, um einen Lenkwinkel θ; zu definieren. Der Lenkwinkel θ ist die Ausrichtung der Vorderräder W1, W2 relativ zur Längsachse X1 des Zugfahrzeugs. Das gezogene Fahrzeug 3 in der vorliegenden Ausführungsform hat zwei Anhängerräder TW1, TW2. Die Anhängerräder TW1, TW2 sind auf einer einzigen Achse montiert und nicht lenkbar. Die Einparkassistenzsteuerung 4 kann in Verbindung mit einem gezogenen Fahrzeug 3 mit mehr als einer Achse, beispielsweise einem zweiachsigen Anhänger, und/oder mehr als zwei Anhängerrädern verwendet werden.
Wie in den 1 und 2 dargestellt, ist das Zugfahrzeug 2 mit einem Fahrzeugbildgebungssystem versehen, das eine zentrale Zugfahrzeugkamera 8, eine linke Zugfahrzeugkamera 9 und eine rechte Zugfahrzeugkamera 10 umfasst. Die zentrale Zugfahrzeugkamera 8 ist in einer zentralen Position am Heck des Zugfahrzeugs 2 montiert, zum Beispiel an der hinteren Stoßstange. Die linke Zugfahrzeugkamera 9 und die rechte Zugfahrzeugkamera 10 sind in jeweiligen linken und rechten Außenspiegeln 11, 12 des Zugfahrzeugs 2 montiert. Die Zugfahrzeugkameras 8, 9, 10 sind optische Kameras, die so angeordnet sind, dass sie nach hinten gerichtet sind, d. h. zu einem Bereich, der am Heck des Zugfahrzeugs 2 angeordnet ist. Die Sichtfelder V1, V2, V3 der zentralen Zugfahrzeugkamera 8, der linken Zugfahrzeugkamera 9 und der rechten Zugfahrzeugkamera 10 sind in den 1 und 2 durch gestrichelte Linien dargestellt. Das Zugfahrzeug 2 umfasst auch ein Hinderniserfassungssystem zum Erkennen des Vorhandenseins eines Hindernisses in der hinteren Dreiviertelposition des Zugfahrzeugs 2. Das Hinderniserfassungssystem in der vorliegenden Ausführungsform umfasst die linken und rechten Radarsysteme 13A, 13B. Die linken und rechten Radarsensoren 13A, 13B dienen dazu, Hindernisse in einem jeweiligen linken und rechten Erfassungsbereichen 14A, 14B zu erkennen.
Wie in 1 gezeigt, ist das gezogene Fahrzeug 3 mit einem Anhänger-Bildgebungssystem versehen, das eine hintere Anhängerkamera 15 umfasst. Das Bildgebungssystem kann optional zusätzliche Anhängerkameras umfassen, zum Beispiel eine oder mehrere Anhängerkameras, die an den Seiten des geschleppten Fahrzeugs 3 angebracht sind. Die hintere Anhängerkamera 15 ist eine optische Kamera, die so angeordnet ist, dass sie ein Videobild eines Bereichs hinter dem gezogenen Fahrzeug 3 bereitstellt, der ansonsten aus dem Sichtfeld des Fahrers verdeckt sein kann. Die hintere Anhängerkamera 15 weist ein Sichtfeld TV1 auf, das durch gestrichelte Linien dargestellt ist. Das gezogene Fahrzeug 3 umfasst optional auch ein Hinderniserfassungssystem, zum Beispiel die Parksensoren 16A, 16B, zum Erkennen von Hindernissen in einem oder mehreren Erkennungsbereichen am Heck des gezogenen Fahrzeugs 3 und/oder an den Seiten des gezogenen Fahrzeugs 3. Die Bilddaten der Heckkamera 15 und/oder die Hindernisdaten des Hinderniserfassungssystems werden über eine Kabelverbindung oder eine drahtlose Verbindung an das Zugfahrzeug 2 übertragen.
Die Kupplung zwischen dem Zugfahrzeug 2 und dem gezogenen Fahrzeug 3 ist eine Gelenkkupplung. In der vorliegenden Ausführungsform ist eine Anhängerkupplung 17 am Zugfahrzeug 2 zum Anschluss an eine Anhängervorrichtung 19 am Zugfahrzeug 3 montiert. Die Anhängerkupplung 17 in der vorliegenden Ausführungsform umfasst eine nach oben ragende Anhängerkugel. Die Anhängervorrichtung 19 ist an einem Kupplungsrahmen 21 montiert, der an der Vorderseite des gezogenen Fahrzeugs 3 angeordnet ist. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Kupplungsrahmen 21 ein A-Rahmen mit einem vorderen Scheitelpunkt, an dem die Anhängervorrichtung 19 montiert ist. Die Winkelausrichtung der ersten Längsachse X1 des Zugfahrzeugs 2 und der zweiten Längsachse X2 des gezogenen Fahrzeugs 3 wird hierin als Anhängewinkel ϕ bezeichnet. Das Zugfahrzeug 2 umfasst eine Kupplungswinkel-Bestimmungseinrichtung 24 zum Messen des Kupplungswinkels ϕ. Die Kupplungswinkel-Bestimmungsvorrichtung 24 kann beispielsweise einen mechanischen Sensor oder einen optischen Sensor umfassen. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Kupplungswinkel-Bestimmungsvorrichtung 24 ein optisches System zum Bestimmen einer Winkelausrichtung eines Ziels 25, das an dem gezogenen Fahrzeug 3 angebracht ist. Das Ziel 25 ist auf dem gezogenen Fahrzeug 3 innerhalb des Sichtfeldes V1 der zentralen Zugfahrzeugkamera 8 montiert. Das Ziel 25 ist ein sichtbares Bild mit drei Kreisen, die in einer dreieckigen Formation angeordnet sind. Es versteht sich, dass die vorliegende Erfindung mit anderen Zielen 25 umgesetzt werden kann, die zum Beispiel verschiedene Symbole/Bilder oder nicht sichtbare Ziele umfassen.
Die Einparkassistenzsteuerung 4 ist konfiguriert, um das Zugfahrzeug 2 zu steuern, um das Manövrieren des Zugfahrzeugs 2 und des gezogenen Fahrzeugs 3 zu unterstützen. Die Einparkassistenzsteuerung 4 ist selektiv zum Steuern des Zugfahrzeugs 2 zum Manövrieren der Kombination aus dem Zugfahrzeug 2 und dem gezogenen Fahrzeug 3 zum Positionieren des gezogenen Fahrzeugs 3 (und optional auch des Zugfahrzeugs 2) in einer vorgegebenen Zielposition P_TAR wirksam. Die Zielposition P_TAR definiert einen Zielort und/oder eine Zielausrichtung des gezogenen Fahrzeugs 3 zum Parken. Wie hierin beschrieben, ist die Einparkassistenzsteuerung 4 wirksam, um ein Einparkassistenzsignal S1 zu erzeugen, um das Zugfahrzeug 2 zu steuern und das gezogene Fahrzeug 3 zur Zielposition P_TAR zu führen. Das Einparkassistenzsignal S1 stellt eine automatisierte oder halb automatische Steuerung des Zugfahrzeugs 2 bereit, um das gezogene Fahrzeug 3 zu parken. Insbesondere wird das Einparkassistenzsignal S1 an ein elektronisches Servolenkungsmodul (EPAS-Modul) 18 ausgegeben, um den Lenkwinkel θ der Vorderräder W1, W2 des Zugfahrzeugs 2 zu steuern. Das Einparkassistenzsignal S1 kann optional ein Drehmomentanforderungssignal steuern, das an eine drehmomenterzeugende Maschine, wie beispielsweise einen Verbrennungsmotor oder eine elektrische Maschine, ausgegeben wird, und/oder ein Bremsmoment-Anforderungssignal an eine Bremsvorrichtung. Alternativ kann das Einparkassistenzsignal S1 an eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) ausgegeben werden, beispielsweise mit einem Bildschirm oder einer Head-up-Anzeige (HUD), um dem Fahrer des Zugfahrzeugs 2 Anweisungen oder Aufforderungen zu geben.
In bekannten Anordnungen kann die Zielposition P_TAR über eine HMI vorgegeben werden, z. B. durch Positionierung einer Zielposition auf einem Bildschirm. Eine mögliche Einschränkung bekannter Anordnungen besteht darin, dass es für den Benutzer schwierig sein kann, sich den Standort des gezogenen Fahrzeugs 3 vor Abschluss des Parkmanövers vorzustellen. Der Benutzer kann es schwierig finden, Bildschirmanzeigen auf einem Bildschirm mit den Gegenstücken in der realen Welt in Beziehung zu setzen. Wenn es sich bei dem gezogenen Fahrzeug 3 beispielsweise um einen Wohnwagen handelt, kann es für den Benutzer schwierig sein, eine Ladestation am gezogenen Fahrzeug 3 mit einer auf einem Bildschirm angezeigten Netzspannung abzugleichen. Zumindest in bestimmten Ausführungsformen kann die Einparkassistenzsteuerung 4 gemäß der vorliegenden Erfindung dieses Problem überwinden oder reduzieren. Insbesondere ist die Einparkassistenzsteuerung 4 konfiguriert, um die Zielposition P_TAR mit Bezug auf einen von einer Parkampel 5 erzeugten Parkortindikator 26 zu bestimmen. Wie hierin beschrieben, wird der Parkortindikator 26 in der vorliegenden Ausführungsform durch ein oder mehrere optische Systeme, die in der Parkleuchte 5 vorgesehen sind, auf den Boden projiziert.
Die Parkleuchte 5 ist in 3 dargestellt. Die Parkleuchte 5 ist eine tragbare Vorrichtung, die freistehend sein kann, zum Beispiel auf einer Stativstruktur; oder die einen Zacken (nicht dargestellt) zum Einsetzen in den Boden umfassen kann. Die Parkleuchte 5 umfasst eine Lichtsteuereinheit 27 und mindestens ein erstes Projektionssystem 28 zur Projektion des Parkortindikators 26 auf den Boden. Das erste Projektionssystem 28 in der dargestellten Anordnung umfasst eine Lichtquelle 29; und eine optische Führungseinrichtung 30. Die optische Führungseinrichtung 30 ist konfiguriert, um einen Lichtweg für das von der Lichtquelle 29 emittierte Licht zu definieren. Die optische Führungseinrichtung 30 in der vorliegenden Ausführungsform ist steuerbar, um den Lichtweg des von der Lichtquelle 29 emittierten Lichts anzupassen. Die optische Führungseinrichtung 30 in der vorliegenden Ausführungsform umfasst einen Spiegel 30. Andere Formen von optischen Lenkern können verwendet werden, beispielsweise ein reflektierendes Prisma. Die Lichtquelle 29 ist konfiguriert, um mindestens einen Lichtweg 31 aus sichtbarem Licht zum Projizieren des Parkortindikators 26 zu emittieren. Im Gebrauch kann mindestens ein Lichtweg 31 auf den Boden projiziert werden, so dass die Parkortindikator 26 sichtbar ist. Die Lichtsteuergerät 27 kontrolliert die Bestromung der Lichtquelle 29 und die Ausrichtung des Spiegels 30 zur Bildung des Parkortindikators 26. Durch Ändern der Ausrichtung des Spiegels 30 kann die Position und/oder Ausrichtung und/oder das Profil des Parkortindikators 26 dynamisch gesteuert werden. Wovon mindestens eine Lichtweg 31 eine visuelle Darstellung einer Position und/oder Ausrichtung und/oder eines Profils der Zielposition PTAR für das gezogene Fahrzeug 3 bietet. Die Lichtquelle 29 wird hierin beschrieben, wie sie einen einzelnen Lichtweg 31 des Lichts emittiert, aber die Parkleuchte 5 kann mehrere Lichtwege 31 emittieren, um beispielsweise zwei oder mehr Seiten der Zielposition PTAR darzustellen. Das erste Projektionssystem 28 kann optional eine Optik, wie beispielsweise eine oder mehrere Linsen beinhalten, um das von der Lichtquelle 29 emittierte Licht zu fokussieren.
Die Lichtquelle 29 umfasst mindestens eine Laserdiode. Der Spiegel 30 ist ein optischer Spiegel, der konfiguriert ist, um das von der Lichtquelle 29 abgegebene Licht zu reflektieren.
Der Spiegel 30 kann so ausgerichtet sein, dass er den Lichtweg 31 nach unten (relativ zu einer vertikalen Achse der Parkleuchte 5) richtet, so dass er auf den Boden fällt. Der Spiegel 30 in der vorliegenden Ausführungsform ist ein Scanspiegel und die Ausrichtung des Spiegels 30 ist dynamisch einstellbar, um das emittierte Licht zu modulieren. Der Spiegel 30 kann beispielsweise ein mikro-optoelektromechanisches System (MOEMS) umfassen. Der Spiegel 30 schwenkt um mindestens eine Achse, um das emittierte Licht zu modulieren, wodurch die sichtbare Darstellung eines Parkortindikators 26 gebildet wird. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Spiegel 30 um eine erste Schwenkachse X1 und eine zweite Schwenkachse Z1 schwenkbar, die senkrecht zueinander angeordnet sind, um eine Steuerung des Strahlenganges 31 in erster und zweiter Richtung zu ermöglichen. Der Spiegel 30 kann optional auch um eine dritte Drehachse Y1 schwenkbar sein, die senkrecht zur ersten Drehachse X1 und zur zweiten Drehachse Z1 angeordnet ist. Das Lichtsteuergerät 27 ist konfiguriert, um die Ausrichtung des Spiegels 30 zu steuern, um das Profil des Parkortindikators 26 zu verfolgen. Durch Steuern der Ausrichtung des Spiegels 30 kann der Lichtweg 31 ein sichtbares Muster scannen, das den Parkortindikator 26 darstellt. Das Lichtsteuergerät 27 steuert den Spiegel 30, um den Lichtweg 31 auf den Boden zu projizieren, so dass der Parkortindikator 26 sichtbar ist. Das Lichtsteuergerät 27 kann die Lichtquelle 29 selektiv aktivieren und deaktivieren, um eine kontinuierliche oder unterbrochene Spur zu erzeugen. Der Parkortindikator 26 in der vorliegenden Ausführungsform umfasst einen rechteckigen Rahmen, der einem äußeren Umfang der Zielposition P_TAR entspricht. Die Lichtsteuergerät 27 kann optional die Lichtquelle 29 modulieren, um den Lichtweg 31 zu kodieren. Die Modulation der Lichtquelle 29 kann beispielsweise ein selektives Aktivieren und Deaktivieren in einem vorbestimmten Muster umfassen, das durch die Einparkassistenzsteuerung 4 identifizierbar ist.
Die Lichtsteuergerät 27 kontrolliert die Bestromung der Lichtquelle 29 und die Ausrichtung des Spiegels 30 zur Bildung des Parkortindikators 26. Durch Ändern der Ausrichtung des Spiegels 30 wird der Parkortindikator 26 auf den Boden projiziert, um eine visuelle Darstellung der Zielposition P_TAR zu ermöglichen. Der von der Parkleuchte 5 projizierte Lichtweg 31 kann beispielsweise gesteuert werden, um eine Seite der Zielposition P_TAR zu definieren. Der Spiegel 30 kann gesteuert werden, um ein oder mehrere Merkmale hervorzuheben, z. B. die Enden der Zielposition P_TAR . Wie oben ausgeführt, kann die Parkleuchte 5 mehr als einen Lichtweg 31 aus Licht erzeugen. So kann beispielsweise die Parkleuchte 5 zwei (2) Lichtwege 31 aus sichtbarem Licht senden, die geeignet sind, benachbarte oder gegenüberliegende Grenzen der Zielposition P_TAR darzustellen. Der Lichtweg 31 könnten beide die gleiche Lichtfarbe (gleiche Wellenlänge) oder verschiedene Lichtfarben (unterschiedliche Wellenlängen) aufweisen, um zwischen verschiedenen Merkmalen zu unterscheiden. Alternativ oder zusätzlich könnte das hierin beschriebene Parkassistenzsystem 1 eine Vielzahl von Parkleuchten 5 umfassen.
Die Funktionsweise des Lichtsteuergeräts 27 ist anhand eines Blockdiagramms 70 in 4A dargestellt. Das Lichtsteuergerät 27 bestimmt die Zielposition P_TAR zum Abstellen des gezogenen Fahrzeugs 3 (BLOCK A1). Das Lichtsteuergerät 27 erzeugt ein Bild mit dem Parkplatzindikator 26 (BLOCK A2). Das Bild ist codiert, um die Identifizierung zu erleichtern (BLOCK A3). Das Lichtsteuergerät 27 steuert das erste Projektionssystem 28 zum Projizieren des kodierten Bildes (BLOCK A4).
Die Lichtquelle 29 und der Spiegel 30 können optional an einer verstellbaren Montageanordnung 22 montiert werden. Die Montageanordnung 22 kann eine manuelle oder automatische Einstellung in einer vertikalen Ebene und/oder eine Drehung um eine vertikale Achse ermöglichen. Die einstellbare Montageanordnung 22 kann optional eine Selbstnivellierungsvorrichtung, wie beispielsweise einen Kardanring, umfassen. Die Selbstnivellierungsvorrichtung kann einen Referenzpegel für die Projektion des Parkortindikators 26 gewährleisten.
Wie vorstehend beschrieben, ist der Parkortindikator 26 sichtbar und ermöglicht es dem Benutzer, die Zielposition zu positionieren und/oder zu orientieren. In der hierin beschriebenen Anordnung besteht der Parkortindikator 26 aus einer einzigen Linie, die durch Abtasten des Lichtweges 31 verfolgt wird. Diese Linie definiert eine Grenze des Parkortindikators 26 und dient zum Bestimmen der Zielposition P_TAR zum Parken des gezogenen Fahrzeugs 3. Die Parkleuchte 5 kann modifiziert werden, um zwei (2) oder mehr Linien zu erzeugen, die zum Beispiel orthogonal angeordnet sind, um eine Ecke des Parkortindikators 26 zu definieren. Alternativ kann die Parkleuchte 5 eine Box oder einen Rahmen erzeugen, der die Grenzen der Parkortindikator 26 darstellen. Das Lichtsteuergerät 27 kann konfiguriert werden, um die Größe der Parkortindikators 26 an die tatsächliche Größe des gezogenen Fahrzeugs 3 und/oder des Zugfahrzeugs 2 anzupassen (z. B. durch direkte Eingabe der Abmessungen und/oder Übertragung aus dem Fahrzeug/Anhängersystem). In einer weiteren Modifikation kann das Lichtsteuergerät 27 den Spiegel 30 steuern, um zusätzliche Details zu verfolgen, z. B. um die Position von Merkmalen des gezogenen Fahrzeugs 3 anzuzeigen, wie z. B. Räder, Drainagepunkt(e), elektrischer Anschluss, Tür, Anhängerkupplung usw. Alternativ oder zusätzlich kann der Parkortindikator 26 Merkmale beinhalten, die die Position einer abgesenkten Heckklappe oder einer Seitentür darstellen (z. B. wenn das gezogene Fahrzeug 3 ein Pferdeanhänger ist). In einer modifizierten Anordnung kann die Parkleuchte 5 eine Vielzahl von Spots (Punktbeleuchtungen) projizieren, um den Parkortindikator 26 darzustellen. Der Parkortindikator 26 kann beispielsweise durch vier (4) Punkte dargestellt werden, die den Ecken der Zielposition P_TAR entsprechen. Durch die Zusammenstellung des Parkortindikator 26 aus einem oder mehreren Stellplätzen kann der Parkortindikator 26 in einem breiteren Spektrum von Betriebsbedingungen, z. B. bei starker Sonneneinstrahlung, erkennbar sein. Eine weniger leistungsstarke Laserdiode kann verwendet werden, um den Parkortindikator 26 zu bilden.
Die Parkleuchte 5 umfasst eine Leuchten-Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) 32, um es dem Benutzer zu ermöglichen, den Betrieb der Parkleuchte 5 zu steuern. Die Leuchte HMI 32 kann es dem Benutzer beispielsweise ermöglichen, eine bestimmte Ausrichtung und/oder Position des auf den Boden zu projizierenden Parkortindikators 26 festzulegen. Die Leuchte HMI 32 könnte durch eine Softwareanwendung implementiert werden, die auf einer separaten Rechenvorrichtung, wie beispielsweise einem Mobiltelefon oder PC, betrieben wird, die mit einem drahtgebundenen oder drahtlosen Kommunikationskanal verbunden sind. Es ist vorgesehen, dass ein drahtloser Kommunikationskanal mit kurzer Reichweite eine geeignete Verbindung zur Parkleuchte 5 herstellen könnte. In der vorliegenden Ausführungsform dient die Leuchtsteuereinheit 27 zum Steuern der Lichtquelle 29, um ein Signal in den Parkortindikator 26 zu kodieren. Das kodierte Signal kann ein Identifikationssignal sein, um die Erkennung und/oder Identifikation des Parkortindikators 26 zu erleichtern. Um beispielsweise die Orientierung zu erleichtern, können die projizierten Linien pulsbetrieben werden, um einen Code zu erzeugen, der zwischen einer Längs- und einer Querlinie unterscheidet. Die Pulscodes können erweitert werden, um andere Informationen wie die Anhängeridentifikation und/oder den Anhängertyp und/oder die absolute Abmessung des Anhängers zu übermitteln.
Alternativ oder zusätzlich kann das kodierte Signal Daten über die Abmessungen und/oder die Konfiguration des gezogenen Fahrzeugs 3 umfassen. Die Parkleuchte 5 kann optional Methoden zum Erfassen des gezogenen Fahrzeugs 3, wie beispielsweise einen Näherungssensor, umfassen, um der Einparkassistenzsteuerung 4 eine Rückmeldung zu geben. Die Parkleuchte 5 kann optional eine Kamera zum Übertragen von Bilddaten an die Einparkassistenzsteuerung 4 umfassen, um beispielsweise eine alternative Sicht auf den Bereich hinter dem gezogenen Fahrzeug 3 zu ermöglichen.
Die im Zugfahrzeug 2 vorgesehene Einparkassistenzsteuerung 4 umfasst eine elektronische Steuereinheit (ECU) 33 mit einem elektronischen Prozessor 34 und einem Speicher 35, wie in 2 schematisch dargestellt. Der elektronische Prozessor 34 ist konfiguriert, um eine Reihe von Berechnungsanweisungen auszuführen, die auf dem Speicher 35 gespeichert sind. Der Prozessor 34 umfasst Bildverarbeitungsmittel zum Analysieren von Bilddaten, die von den Zugfahrzeugkameras 8, 9, 10 und der/den Anhänger-Kamera(s) 15 erzeugt werden.
Der Prozessor 34 umfasst ein erstes Bildverarbeitungsmodul 36A zum Empfangen der Bilddaten von der zentralen Zugfahrzeugkamera 8. Das erste Bildverarbeitungsmodul 36A ist konfiguriert, um die Bilddaten zu analysieren, um die Position und/oder Ausrichtung des an dem gezogenen Fahrzeug 3 montierten Ziels 25 zu bestimmen. Durch das Bestimmen der Position und/oder Ausrichtung des Ziels 25 bestimmt das erste Bildverarbeitungsmodul 36A den Anhängewinkel ϕ des gezogenen Fahrzeugs 3. Das erste Bildverarbeitungsmodul 36A übernimmt dabei die Funktion der Kupplungswinkel-Bestimmungsmittel 24 in der vorliegenden Ausführungsform. Das erste Bildverarbeitungsmodul 36A ermittelt dabei eine aktuelle Position P_CUR des gezogenen Fahrzeugs 3.
Der Prozessor 34 umfasst ein zweites Bildverarbeitungsmodul 36B zum Empfangen von Bilddaten von den linken und rechten Zugfahrzeugkameras 9, 10 und der hinteren Anhängerkamera 15. Das zweite Bildverarbeitungsmodul 36B ist konfiguriert, um die Bilddaten zu analysieren und den von der Parkleuchte 5 erzeugten Parkortindikator 26 zu identifizieren. Insbesondere verarbeitet das zweite Bildverarbeitungsmodul 36B die Bilddaten, um alle Elemente in den Bilddaten zu identifizieren, die sich gemäß dem von der Lichtsteuereinheit 27 eingeleiteten kodierten Signal ändern. Das zweite Bildverarbeitungsmodul 36B kann dadurch den Parkortindikator 26 identifizieren. Der Prozessor 34 ermittelt die Zielposition P_TAR zum Parken des gezogenen Fahrzeugs 3 in Abhängigkeit von dem Parkortindikator 26. In der dargestellten Anordnung zeigt der von der Parkleuchte 5 erzeugte Lichtweg 31 eine Seitenbegrenzung der Zielposition P_TAR und eine Längserstreckung der Zielposition P_TAR an. In einer Variante kann der von der Parkleuchte 5 erzeugte Lichtweg 31 eine Mittellinie der Zielposition P_TAR darstellen. Die Enden des Parkortindikators 26 stellen die vorderen und hinteren Enden der Zielposition P_TAR dar.
Der Prozessor 34 weist ferner Fahrzeug/Anhänger-Führungseinrichtungen in Form eines Leitmoduls 36C auf. Das Leitmodul 36C ist vorgesehen, um das Rückwärtsfahren der Kombination aus dem Zugfahrzeug 2 und dem gezogenen Fahrzeug 3 zu unterstützen. Insbesondere ist das Leitmodul 36C konfiguriert, um ein Steuersignal zum Steuern des Lenkwinkels θ der Vorderräder W1, W2 des Zugfahrzeugs 2 auszugeben, um das gezogene Fahrzeug 3 entlang einer Zielroute (oder Trajektorie) zu führen R. Die Zielroute R wird vom Leitmodul 36C erzeugt, um das gezogene Fahrzeug 3 von einer aktuellen Position P_CUR zur Zielposition P_TAR zu führen. Die Zielroute R ist in 5 durch eine gestrichelte Linie dargestellt. Das Leitmodul 36C ist konfiguriert, um die Zielroute R zu erzeugen, um das gezogene Fahrzeug 3 von der aktuellen Position P_CUR zur identifizierten Zielposition P_TAR zu führen. Die Zielroute R definiert eine Trajektorie für das gezogene Fahrzeug 3 von der aktuellen Position P_CUR zur Zielposition P_TAR . Die Zielroute R kann geradlinige und/oder gebogenen Abschnitte umfassen. Die Zielroute R ist zeitgleich mit einem Mittelpunkt des gezogenen Fahrzeugs 3 in der aktuellen Position P_CUR angeordnet. Die aktuelle Position P_CUR des gezogenen Fahrzeugs 3 wird im Vergleich zur ursprünglich berechneten Zielroute R überwacht. Kleine Abweichungen werden innerhalb der Einparkassistenzsteuerung 4 verwaltet. Größere Abweichungen können eine Neuberechnung der Zielroute R auslösen. Wenn die Zielposition P_TAR von der aktuellen Position P_CUR aus nicht erreichbar ist, wird der Benutzer gewarnt und ein Korrekturmanöver wird vorgeschlagen (z. B. Vorfahrt auf kurzer Strecke).
Der Prozessor 34 umfasst ein drittes Bildverarbeitungsmodul 36D, das konfiguriert ist, um Hindernisse in der Trajektorie des Zugfahrzeugs 2 und des gezogenen Fahrzeugs 3 zu identifizieren. Das dritte Bildverarbeitungsmodul 36D kann Erfassungssignale von den linken und rechten Radarsystemen 13A, 13B empfangen, um das Vorhandensein/ die Abwesenheit von Hindernissen proximal zu dem Zugfahrzeugs 2 und des gezogenen Fahrzeugs 3 zu identifizieren. Insbesondere ist das dritte Bildverarbeitungsmodul 36D konfiguriert, um Hindernisse entlang der Zielroute R des Zugfahrzeugs 2 und/oder des gezogenen Fahrzeugs 3 zu identifizieren.
Der Betrieb des Prozessors 34 ist unter Bezugnahme auf ein in 4B gezeigtes Blockdiagramm 71 veranschaulicht. Der Prozessor 34 empfängt die Bilddaten von der zentralen Zugfahrzeugkamera 8 (BLOCK B1). Das erste Bildverarbeitungsmodul 36A analysiert die Bilddaten, um eine aktuelle Position P_CUR des gezogenen Fahrzeugs 3 (BLOCK B2) zu bestimmen. Der Prozessor 34 empfängt die Bilddaten von den linken und rechten Zugfahrzeugkameras 9, 10 und der hinteren Anhängerkamera 15 (BLOCK B3). Das zweite Bildverarbeitungsmodul 36B analysiert die Bilddaten, um den Parkortindikator 26 (BLOCK B4) zu identifizieren. Der Prozessor 4 verwendet den Parkortindikator 26, um die Zielposition P_TAR des gezogenen Fahrzeugs 3 (BLOCK B5) zu bestimmen. Das Leitmodul 36C bestimmt die Zielroute R von der aktuellen Position P_CUR zur Zielposition P_TAR (BLOCK B6). Das dritte Bildverarbeitungsmodul 36D identifiziert Hindernisse entlang der Zielroute R (BLOCK B7). Das dritte Bildverarbeitungsmodul 36D kann optional zusätzliche Bilddaten von einer oder mehreren Kameras empfangen, die an dem Zugfahrzeug 2 und dem gezogenen Fahrzeug 3 (BLOCK B8) angebracht sind. Bei Bedarf kann das Leitmodul 36C die Zielroute R ändern, um die vom dritten Bildverarbeitungsmodul 36D (BLOCK B9) identifizierten Hindernisse zu umgehen. Es versteht sich, dass etwaige Hindernisse vor der Erstellung der Zielroute R identifiziert werden können. Das Einparkassistenzsignal S1, das die modifizierte Zielroute R umfasst, wird ausgegeben (BLOCK B10).
Die Einparkassistenzsteuerung 4 umfasst eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) 37. Die Steuerung HMI 37 in der vorliegenden Ausführungsform ist im Zugfahrzeug 2 vorgesehen, kann aber auch im Zugfahrzeug 3 angebracht werden. Die Steuerung HMI 37 umfasst einen Anzeigebildschirm 38 und ist konfiguriert, um einen Zielpositionsindikator 39 anzuzeigen, die die Zielposition P_TAR darstellt. In der vorliegenden Ausführungsform überlagert der Zielpositionsindikator 39 ein Bild 40, das von der zentralen Zugfahrzeugkamera 8 und/oder der hinteren Anhängerkamera 15 empfangen wird. Wie in 6A dargestellt, wird der Zielpositionsindikator 39 als Rechteck dargestellt, das die Grundfläche des Zugfahrzeugs 2 und des gezogenen Fahrzeugs 3 in Kombination darstellt. Der Zielpositionsindikator 39 ist so bemessen, dass er eine vergrößerte Darstellung des Zugfahrzeugs 2 und des gezogenen Fahrzeugs 3 innerhalb des Bildes 40 zur Verfügung stellt. Die Abmessungen des Zugfahrzeugs 2 sind in einer Datendatei definiert, die der Einparkassistenzsteuerung 4 zugänglich ist. Um eine genaue Darstellung des gezogenen Fahrzeugs 3 zu gewährleisten, können die Abmessungen des Anhängers vom Benutzer festgelegt und in der Datendatei gespeichert werden. Die Steuerung HMI 37 kann optional eine Eingabeeinrichtung 41 umfassen, die vom Benutzer bedient werden kann, um die Position des Zielpositionsindikators 39 innerhalb des Bildes 40 einzustellen. Die Eingabemittel 41 könnten beispielsweise einen Touchscreen Bildschirm und/oder einen Drehregler umfassen. Bei Bedarf kann der Anwender die vom zweiten Bildverarbeitungsmodul 36B bestimmte Position der Zielposition P_TAR anpassen oder verfeinern. Die Steuerung HMI 37 kann optional auch so konfiguriert werden, dass der Benutzer die vom Leitmodul 36C erzeugte Zielroute R einstellen kann.
Die Steuerung HMI 37 kann es dem Benutzer optional auch ermöglichen, die Position und/oder Größe eines oder mehrerer Merkmale des gezogenen Fahrzeugs 3 festzulegen. Wie in 6B dargestellt, kann das von der Steuerung HMI 37 ausgegebene Bild 40 eine grafische Darstellung des gezogenen Fahrzeugs 3 liefern. Die Darstellung des gezogenen Fahrzeugs 3 kann eine oder mehrere Markierungen beinhalten, die Merkmale des gezogenen Fahrzeugs darstellt. Das Bild 40 kann einen oder mehrere der folgenden Sets umfassen: eine Türmarkierung 42, eine Markierung für einen elektrischen Verbinder 43, eine Markierung für einen A-Rahmen 44, ein Führungsrad (nicht dargestellt) und ein einziehbares (Stütz-)Element (nicht dargestellt). Das Bild 40 kann die Position und/oder Größe der Merkmale zeigen, beispielsweise in einem geöffneten und/oder geschlossenen Zustand.
Das Bild 40 kann beispielsweise eine Vogelperspektive auf das gezogene Fahrzeug 3 umfassen. Die Vogelperspektive kann eine Kombination aus mehreren Bildern sein, die von den Kameras 8, 9, 10, die auf dem Zugfahrzeug 2 und/oder der Kamera 15 auf dem gezogenen Fahrzeug 3 aufgenommen wurden. Die Steuerung HMI 37 kann so konfiguriert werden, dass der Benutzer die verschiedenen Merkmale des gezogenen Fahrzeugs 3 definieren kann. Alternativ kann auch ein Modell des gezogenen Fahrzeugs 3 vordefiniert werden, z. B. gespeichert in einer Datenbank, auf die die Einparkassistenzsteuerung 4 zugreift. Durch die Aufnahme der Merkmale des gezogenen Fahrzeugs 3 in das Bild 40 kann der Benutzer die Zielposition P_TAR leichter auswählen. So kann der Benutzer beispielsweise die Zielposition P_TAR auswählen, um die Markierung 43 des elektrischen Verbinders proximal zu einem Steckverbinder zu positionieren.
Die Funktionsweise der Steuerung HMI 37 ist anhand eines Blockdiagramms 72 in 7 dargestellt. Die Steuerungs-HMI 37 bestimmt die Zielposition P_TAR (BLOCK C1). Wie hierin beschrieben, kann die Zielposition P_TAR durch Analyse von Bilddaten bestimmt werden, um den vom ersten Projektionssystem 28 (BLOCK C2) projizierten Parkortindikator 26 zu identifizieren. Alternativ oder zusätzlich kann die Zielposition P_TAR durch Benutzereingabe bestimmt werden (BLOCK C3). Die Steuerung HMI 37 empfängt die Bilddaten von den linken und rechten Zugfahrzeugkameras 9, 10 und der hinteren Anhängerkamera 15 (BLOCK C4). Die Bilddaten werden auf dem Anzeigebildschirm 38 angezeigt (BLOCK C5). Der Zielpositionsindikator 39 wird über das Bild gelagert (BLOCK C6). Eine Benutzereingabe wird empfangen, z. B. über die Benutzerinteraktion mit dem Touchscreen, um den Zielpositionsindikator 39 (BLOCK C7) einzustellen. In Abhängigkeit von den empfangenen Benutzereingaben stellt die Steuerung HMI 37 die Position des Zielpositionsindikators 39 im Bild ein (BLOCK C8). Der Benutzer validiert die Position des Zielpositionsindikators 39 und, wie hierin beschrieben, wird die Zielroute R generiert (BLOCK C9). Die Zielroute R kann dann dem Bild überlagert werden, um eine grafische Darstellung zu erhalten (BLOCK C10). Die Zielroute R kann optional geändert werden, z. B. in Abhängigkeit von Benutzereingaben (BLOCK C11).
Das erste Projektionssystem 28 kann konfiguriert werden, um die Merkmale des gezogenen Fahrzeugs 3 zusammen mit dem Parkortindikators 26 zu projizieren. So kann beispielsweise das erste Projektionssystem 28 die Merkmale auf den Boden projizieren, um die Auswahl der Zielposition P_TAR für das gezogene Fahrzeug 3 zu erleichtern.
Im Gebrauch positioniert der Benutzer die Parkleuchte 5 außerhalb des Zugfahrzeugs 2 und des gezogenen Fahrzeugs 3. Die Parkleuchte 5 ist typischerweise auf dem Boden angeordnet. Das erste Projektionssystem 28 wird aktiviert, um den Parkortindikator 26 zu projizieren. Der Parkortindikator 26 wird auf den Boden projiziert, um eine zumindest im Wesentlichen vollständige Darstellung (d. h. eine 1:1-Darstellung) der Zielposition (P_TAR ) zu erhalten. Der Benutzer konfiguriert das erste Projektionssystem 28 so, dass der Parkortindikator 26 einer gewünschten Zielposition P_TAR entspricht. Der Benutzer kann das erste Projektionssystem 28 manuell konfigurieren oder das HMI 37 verwenden, um die Position des Parkortindikators 26 einzustellen. Der Parkortindikator 26 wird auf den Boden projiziert und gibt so einen sichtbaren Hinweis auf die Zielposition P_TAR . In der vorliegenden Ausführungsform stellt der Parkortindikator 26 eine Grenze der Zielposition P_TAR dar.
Das Leitmodul 36C bestimmt eine aktuelle Position P_CUR des gezogenen Fahrzeugs 3 in Abhängigkeit vom Anhängewinkel ϕ des gezogenen Fahrzeugs 3, der durch das erste Bildverarbeitungsmodul 36A bestimmt wird. Das Leitmodul 36C dient zum Bestimmen der Zielroute R zwischen der aktuellen Anhängerposition und der Zielposition P_TAR . Der Fahrzeuglenkwinkel θ wird so gesteuert, dass ein Drehpunkt des gezogenen Fahrzeugs 3 zumindest im Wesentlichen der bestimmten Zielroute R entspricht. Das Leitmodul 36C implementiert einen geometrischen Algorithmus zum Erzeugen der Zielroute R. Das Leitmodul 36C kann beispielsweise den Winkelversatz zwischen der aktuellen Anhänger-Längsachse X2 und der Soll-Längsachse X1_TAR und dem seitlichen Versatz zwischen der aktuellen Anhängerposition und dem Parkziel P_TAR nutzen. Das Leitmodul 36C kann optional konfiguriert werden, um einen minimalen Krümmungsradius für die erste und zweite Kurve A, B zu definieren, um sicherzustellen, dass der Anhängewinkel Φ nicht gleich oder größer als der Klappmesserwinkel ist.
Die Einparkassistenzsteuerung 4 versucht, das Vorhandensein von Hindernissen entlang der Zielroute R zu identifizieren. Typische Hindernisse sind Bordsteine, Wände, Fahrzeuge usw. Die Einparkassistenzsteuerung 4 kann optional auch Geländeeigenschaften bestimmen. Die Geländeeigenschaften können einen oder mehrere der folgenden Settings umfassen: eine Neigung oder Steigung der Oberfläche; Oberflächenrauigkeit, um beispielsweise zwischen einer glatten Oberfläche und einer rauen oder unebenen Oberfläche zu unterscheiden. Wie hierin beschrieben, können die Hindernisse durch das dritte Bildverarbeitungsmodul 36D identifiziert werden. Das Leitmodul 36C modifiziert die Zielroute R, um Hindernisse zu vermeiden, die vom dritten Bildverarbeitungsmodul 36D erkannt werden.
Der Lenkwinkel θ des Zugfahrzeugs 2 wird so gesteuert, dass eine Fahrtrichtung des gezogenen Fahrzeugs 3 im Wesentlichen mit einer Soll-Fahrtrichtung des Anhängers übereinstimmt, während es entlang der Soll-Route R rückwärts gefahren wird. Das Leitmodul 36C steuert den Lenkwinkel θ der Vorderräder W1, W2, um das gezogene Fahrzeug 3 entlang der Zielroute R zu führen. Der Regelalgorithmus zum Erzeugen eines Steuersignals zum Führen des Zugfahrzeugs 2 entlang der Zielroute R wird nun mit Bezug auf 8 beschrieben. Das Zugfahrzeug 2 weist eine erste Längsachse X1 auf und das Zugfahrzeug 3 weist eine zweite Längsachse X2 auf. Der Winkelversatz zwischen der ersten und der zweiten Längsachse X1, X2 wird als Kupplungswinkel Φ bezeichnet. Beim Rückwärtsfahren fährt das gezogene Fahrzeug 3 in eine Richtung T_ACT , die dem Anhängerwinkel Φ entspricht (es sei denn, der Anhängewinkel Φ überschreitet einen Klappmesserwinkel für das gezogene Fahrzeug 3).
Das erste Bildverarbeitungsmodul 36A berechnet den Anhängewinkel Φ in Bezug auf das Ziel 25 und gibt ein Anhängewinkelsignal an das Leitmodul 36C aus. Beim Rückwärtsfahren berechnet das Leitmodul 36C den erforderlichen Lenkwinkel θ basierend auf der folgenden Gleichung: $θ_{t + 1} = θ_{t} + min (max (k (ϕ_{r e q} - ϕ_{c u r}), - α), α)$

Wobei:

θ θ_t+1 und θ_t die Lenkwinkel des Zugfahrzeugs 2 bei Rahmen t + 1 und t (automatischer Autolenkbefehl von dem Algorithmus bzw. Stromsteuerung von dem CAN) sind;
Φ_req und Φ_cur sind die gewünschten und aktuellen Anhängerwinkel;
α ist der maximale Lenkversatzwert; und
k ist ein konstanter Multiplikator.

Der maximale Lenkversatzwert α definiert eine maximale Änderung (Versatz) der Lenkwinkel innerhalb des definierten Zeitraums (d. h. innerhalb des Zeitrahmens t bis t+1). Der maximale Lenkversatzwert α definiert dadurch eine Anstiegsgeschwindigkeitsgrenze. Der Wert der Verstärkung k kann basierend auf der Beziehung zwischen θ und Φ berechnet werden, wie in 8 gezeigt. Wenn die Anhängerkupplungslänge L plus der Zugstangenversatz des Fahrzeugs h gleich dem Fahrzeug-Achsabstand d ist, dann ist die Beziehung zwischen θ und Φ für kleine Winkel eins (1) und entsprechend kann die Verstärkung k auf einen Wert von eins (1) eingestellt werden. Die Verstärkung k kann daher basierend auf der folgenden Gleichung berechnet werden: $k = \frac{L + h}{d}$
Dabei gilt:

L ist die Kupplungslänge des gezogenen Fahrzeugs 3;
h ist der Abschleppstangenversatz des Zugfahrzeugs 2;
d ist der Achsabstand des Zugfahrzeugs 2;

Die Verstärkung k kompensiert dadurch die Tatsache, dass längere Anhänger länger brauchen, um den gewünschten Anhängewinkel Φ zu erreichen.
Das Leitmodul 36C ist konfiguriert, um einen maximal zulässigen Kupplungswinkel Φ_MAX zu berechnen. Überschreitet der Anhängewinkel Φ den maximal zulässigen Anhängewinkel Φ_MAX (in der vorliegenden Ausführungsform ist dies der Klappmesserwinkel des gezogenen Fahrzeugs 3), ist es nicht mehr möglich, den Anhängewinkel Φ durch weiteres Rückwärtsfahren zu reduzieren (d. h. das gezogene Fahrzeug 3 hat ein Klappmesser). Wenn der erfasste Anhängewinkel Φ gleich oder größer als der berechnete Klappmesserwinkel ist, rät die Einparkassistenzsteuerung 4 dem Benutzer, vorwärtszufahren, bis sie bestimmt, dass der Anhängerwinkel δ oder der Anhängewinkel Φ im nächsten Intervall unter Berücksichtigung von Raum und Hindernissen erreichbar ist. Unter Bezugnahme auf 8 berechnet das Leitmodul 36C den maximal zulässigen Anhängewinkel Φ_MAX durch Anwendung des folgenden Gleichungssatzes: $R = \frac{d}{tan (θ)}$
$ϕ = {cos}^{- 1} (\frac{- L h + R \sqrt{R^{2} + h^{2} - L^{2}}}{R^{2} + h^{2}}) für pos . θ$
$ϕ = {cos}^{- 1} (\frac{- L h + R \sqrt{R^{2} + h^{2} - L^{2}}}{R^{2} + h^{2}}) für neg . θ$
Dabei gilt:

R ist der Wenderadius;
θ ist der Lenkwinkel des Zugfahrzeugs 2;
d ist der Achsabstand des Zugfahrzeugs 2;
h ist der Abschleppstangenversatz des Zugfahrzeugs 2;
L ist die Kupplungslänge des gezogenen Fahrzeugs 3;

Der Achsabstand d, der Zugstangenversatz h und der maximale Lenkwinkel θ_MAX des Zugfahrzeugs 2 sind für das Zugfahrzeug 2 definiert. Die Anhängelänge L des gezogenen Fahrzeugs 3 wird beim Einrichten durch den Benutzer eingegeben (oder kann während einer Kalibrierungsübung bestimmt werden). Das Leitmodul 36C gibt ein maximales Anhängewinkelsignal aus, um den maximal zulässigen Anhängewinkel Φ_MAX für den aktuellen Lenkwinkel θ anzuzeigen. Das Leitmodul 36C ist konfiguriert, um die Fahrtrichtung des Anhängers auf Werte zu sperren, die kleiner als der maximal zulässige Anhängewinkel Φ_MAX sind. Ein minimaler Krümmungsradius der Zielroute R kann definiert werden, um sicherzustellen, dass die Fahrtrichtung des Anhängers kleiner oder gleich dem maximal zulässigen Anhängewinkel Φ_MAX ist.
Das Leitmodul 36C berechnet den anfänglich erforderlichen Lenkwinkel θ, um den gewünschten Anhängewinkel Φ zu erreichen, und berechnet dann iterativ den erforderlichen Lenkwinkel θ und den Anhängewinkel Φ. Für den Gebrauch ist das Leitmodul 36C konfiguriert, um ein Lenksteuersignal auszugeben, das zum Steuern des Lenkwinkels θ der Vorderräder W1, W2 zum Einstellen des Anhängewinkels Φ dient, wodurch die tatsächliche Fahrtrichtung des Anhängers geändert wird. Insbesondere passt das Leitmodul 36C den Lenkwinkel θ (der in Bezug auf einen Referenzpunkt positiv oder negativ sein kann) an, um den Anhängewinkel Φ zu erhöhen oder zu verringern. Die tatsächliche Fahrtrichtung des Anhängers kann dabei an die Soll-Fahrtrichtung des Anhängers angepasst werden, die zum Folgen der Soll-Route R erforderlich ist. Das Anhängewinkelsignal wird zumindest weitgehend in Echtzeit aktualisiert, und das Leitmodul 36C nimmt entsprechende Echtzeit-Einstellungen des Lenksteuersignals vor. Das Leitmodul 36C steuert den Anhängewinkel Φ so, dass die Differenz zwischen der tatsächlichen Fahrtrichtung des Anhängers und der Soll-Fahrtrichtung des Anhängers mindestens im Wesentlichen Null ist. Eine Toleranz von +/-0,5° zwischen der tatsächlichen Fahrtrichtung des Anhängers und der Zielfahrtrichtung des Anhängers liefert ein gutes Ergebnis.
Ein Einparksteuersignal S1 wird vom Leitmodul 36C an das EPAS 18 ausgegeben, um den Lenkwinkel θ einzustellen, um das Zugfahrzeug 2 so zu steuern, dass es die tatsächliche Fahrtrichtung des gezogenen Fahrzeugs 3 mit der Zielfahrtrichtung abgleicht. Die Steuerung HMI 37 kann optional Anweisungen ausgeben, die den Benutzer auffordern, den entsprechenden Antriebsgang zu wählen und die Fahrzeugbremsen und das Gaspedal zu betätigen. Das EPAS 18 steuert in Abhängigkeit vom Parksteuersignal S1, das vom Leitmodul 36C ausgegeben wird, das Zugfahrzeug 2, um das gezogene Fahrzeug 3 entlang der Zielroute R zu führen. Die Steuerung HMI 37 kann eine Benachrichtigung ausgeben, um dem Benutzer mitzuteilen, wenn sich das Zugfahrzeug 2 und das gezogene Fahrzeug 3 in der Zielposition P_TAR befinden. Die Einparkassistenzsteuerung 4 kann dadurch das Rückwärtsfahren des Zugfahrzeugs 2 und des gezogenen Fahrzeugs 3 in die Zielposition P_TAR erleichtern.
Die vorliegende Erfindung ist auf eine Reihe verschiedener Typen von gezogenen Fahrzeugen 3 anwendbar. So kann beispielsweise das gezogene Fahrzeug 3 ein Anhänger, ein Wohnwagen, ein Güterwagen, ein Tieflader, ein Kleintransporter, ein Viehanhänger, ein Pferdeanhänger und so weiter sein. Ebenso gilt die vorliegende Erfindung für eine Reihe verschiedener Arten von Zugfahrzeugen 2. So kann beispielsweise das Trägerfahrzeug 2 ein Kraftfahrzeug sein, wie beispielsweise ein Nutzfahrzeug, ein Geländewagen, ein Sports Utility Vehicle (SUV); oder ein Zugmotor oder eine Zugmaschine für einen Sattelzug.
Obwohl die Einparkassistenzsteuerung 4 mit Bezug auf eine Reihe von Trägerfahrzeugkameras 8, 9, 10 beschrieben wurde, ist zu beachten, dass eine oder mehrere der Kameras weggelassen werden können. Zum Beispiel könnten die linken und rechten Zugfahrzeugkameras 9, 10 weggelassen werden. Alternativ oder zusätzlich kann mehr als eine Kamera am gezogenen Fahrzeug 3 vorgesehen werden, beispielsweise können linke und rechte Kameras am gezogenen Fahrzeug 3 montiert werden. Als weitere Alternative können ausschließlich die Zugfahrzeugkameras 8, 9, 10 oder die hintere Anhängerkamera 15 verwendet werden. Ein Satz von Parksensoren, die am gezogenen Fahrzeug 3 angebracht sind, kann den Fahrer über alle Hindernisse informieren. Der Anhängewinkel Φ kann direkt gemessen werden, z. B. mit einem Drehgeber.
Die Einparkassistenzsteuerung 4 kann verwendet werden, um das Einparken eines Fahrzeugs zu unterstützen, das nicht abgeschleppt wird. Die Einparkassistenzsteuerung 4 kann konfiguriert werden, um das Einparken eines Host-Fahrzeugs zu erleichtern. Die Einparkassistenzsteuerung 4 kann konfiguriert werden, um den von der Einparkassistenz erzeugten Parkortindikators 26 zu identifizieren und die Zielposition P_TAR zum Parken des Fahrzeugs 2 zu bestimmen. Die Einparkassistenzsteuerung 4 kann ein Einparkassistenzsignal zum Einparken des Fahrzeugs 2 in Abhängigkeit von der bestimmten Zielposition P_TAR erzeugen. Die Einparkassistenzsteuerung 4 kann eine Zielroute R zum Parken des Fahrzeugs 2 erzeugen. Das Einparkassistenzsignal kann eine teilweise oder vollständig autonome Steuerung des Fahrzeugs 2 bereitstellen. Diese Einparkassistenzsteuerung 4 könnte an einem Anhänger mit einem bordeigenen Antriebsmechanismus installiert werden, beispielsweise mit einer oder mehreren elektrischen Maschinen zum Antreiben der Räder des Anhängers.
Wie hierin beschrieben, ist die Steuerungs-HMI 37 in dem Zugfahrzeug 2 vorgesehen, um den Betrieb des Einparkassistenzsystems 1 zu steuern. Alternativ oder zusätzlich kann die Leuchte HMI 32 konfiguriert sein, um den Betrieb des Einparkassistenzsystem 1 zu steuern. Die Leuchte-HMI 32 kann beispielsweise einen Bildschirm und Benutzereingabevorrichtung umfassen. Zumindest in bestimmten Ausführungsformen kann die Leuchte HMI 32 die Aktivierung einer Steuerungsfunktion „Jetzt parken“ ermöglichen. Wenn aktiviert, kann die Steuerungsfunktion „Jetzt parken“ eine automatisierte Parksequenz auslösen, die das Zugfahrzeug 2 veranlasst, das gezogene Fahrzeug 3 entlang der Zielroute R rückwärts zu fahren. Das Einparkassistenzsystem 1 kann konfiguriert werden, um eine positive Aktivierung der Leuchte HMI 32 durch den Benutzer zu erfordern, um die automatische Steuerung des Zugfahrzeugs 2 fortzusetzen. So kann beispielsweise das Einparkassistenzsystem 1 konfiguriert werden, um das Zugfahrzeug 2 zum Stillstand zu bringen, wenn festgestellt wird, dass der Benutzer die Leuchte HMI 32 nicht mehr aktiviert. Wenn der Benutzer beispielsweise eine Aktivierungstaste oder einen Berührungssensor in der Leuchte HMI 32 loslässt, kann das Einparkassistenzsystem 1 konfiguriert werden, um das Zugfahrzeug 2 zu stoppen. Diese Steuerstrategie kann eine zusätzliche Sicherheitsanforderung darstellen, damit die Bewegung im Falle eines unsicheren Zustands zum Stillstand kommt. Die Leuchte HMI 32 kann zusätzliche Steuerungsfunktionen bereitstellen, z. B., um einem Benutzer die Vorschau einer oder mehrerer Zielrouten R zu ermöglichen, z. B. durch Blättern oder Kreisen durch optionale Routen. Der Benutzer kann dann die Leuchte HMI 32 bedienen, um eine der vorhergesehenen Zielrouten R für das nachfolgende Zugfahrzeug 2 auszuwählen. Es versteht sich, dass die Steuerfunktionen der Leuchte HMI 32 auch in der Steuerung HMI 37 im Zugfahrzeug 2 bereitgestellt werden kann.
Ein Einparkassistenzsystem 101 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei dem die Einparkassistenzsteuerung 4 zum Steuern eines Host-Fahrzeugs 102 konfiguriert ist, wird nun mit Bezug auf die 9 und 10 beschrieben. Ähnliche Bezugszahlen werden für ähnliche Komponenten verwendet, wenn auch um 100 erhöht, um das Verständnis zu erleichtern. Das Host-Fahrzeug 102 kann beispielsweise in Form eines Kraftfahrzeugs, eines Nutzfahrzeugs oder eines Geländewagens (SUV) vorliegen.
Die Einparkassistenzsteuerung 104 ist selektiv wirksam, um das Host-Fahrzeug 102 zu steuern, um das Host-Fahrzeug 102 zu einer vorbestimmten Zielposition P_TAR zu manövrieren. Die Zielposition P_TAR definiert einen Zielort und/oder eine Zielorientierung des Host-Fahrzeugs 102 zum Parken. Wie hierin beschrieben, ist die Einparkassistenzsteuerung 104 wirksam, um ein Einparkassistenzsignal S1 zu erzeugen, um das Host-Fahrzeug 102 auf die Zielposition P_TAR zu steuern. Das Einparkassistenzsignal S1 ermöglicht eine teilautonome Steuerung des Host-Fahrzeugs 102. Insbesondere wird das Parkassistenzsignal S1 an ein elektronisches EPAS-Modul 118 ausgegeben, um den Lenkwinkel θ der Vorderräder W1, W2 des Host-Fahrzeugs 102 zu steuern. Das Einparkassistenzsignal S1 kann optional ein Drehmomentanforderungssignal steuern, das an eine drehmomenterzeugende Maschine, wie beispielsweise einen Verbrennungsmotor oder eine elektrische Maschine, ausgegeben wird, und/oder ein Bremsmoment-Anforderungssignal an eine Bremsvorrichtung. Alternativ kann das Einparkassistenzsignal S1 an eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) ausgegeben werden, beispielsweise mit einem Bildschirm oder einer Head-up-Anzeige (HUD), um dem Fahrer des Host-Fahrzeugs 102 Anweisungen oder Aufforderungen zu erteilen. Die Einparkassistenzsteuerung 104 ist konfiguriert, um die Zielposition P_TAR unter Bezugnahme auf einen von der Parkleuchte 105 erzeugte Parkortindikator 126 zu bestimmen.
Der Parkortindikator 126 in der vorliegenden Ausführungsform wird von mindestens einem ersten Projektionssystem 128, das in einer Parkleuchte 105 vorgesehen ist, auf den Boden projiziert. Die Parkleuchte 105 ist gegenüber der hierin beschriebenen Ausführungsform unverändert, wobei die 1 bis 7 bevorzugt werden. Insbesondere ist das erste Projektionssystem 128 konfiguriert, um den Parkortindikator 126 zu projizieren. Ein Lichtsteuergerät 127 ist vorgesehen, um das erste Projektionssystem 128 dahin gehend zu steuern, ein Signal in dem Parkortindikator 126 zu kodieren. Das kodierte Signal kann ein Identifikationssignal sein, um die Erkennung und/oder Identifikation des Parkortindikators 126 zu erleichtern. Die Parkleuchte 105 kann optional Mittel zum Erfassen des Host-Fahrzeugs 102, wie beispielsweise einen Näherungssensor, umfassen, um eine Rückmeldung an die Einparkassistenzsteuerung 104 bereitzustellen. Die Parkleuchte 105 kann optional eine Kamera zum Übertragen von Bilddaten an die Einparkassistenzsteuerung 104 umfassen, um beispielsweise eine alternative Sicht auf den Bereich hinter dem Host-Fahrzeug 102 zu ermöglichen.
Die im Host-Fahrzeug 102 vorgesehene Einparkassistenzsteuerung 104 umfasst eine elektronische Steuereinheit (ECU) 133 mit einem elektronischen Prozessor 134 und einem Speicher 135, wie in 9 schematisch dargestellt. Der Prozessor 134 ist konfiguriert, um eine Reihe von Berechnungsanweisungen auszuführen, die auf dem Speicher 135 gespeichert sind. Der Prozessor 134 umfasst Bildverarbeitungsmittel zum Analysieren von Bilddaten, die von einer oder mehreren Kameras erzeugt werden, die auf dem Host-Fahrzeug 102 angeordnet sind. In der vorliegenden Ausführungsform ist eine zentrale Host-Fahrzeugkamera 108 in einer zentralen Position angeordnet; und die linken und rechten Host-Fahrzeugkameras 109, 110 sind in den jeweiligen linken und rechten Positionen am Host-Fahrzeug 102 angeordnet. Der Prozessor 134 ist konfiguriert, um Bilddaten von jeder der Host-Fahrzeugkameras 108, 109, 110 zu empfangen. Der Prozessor 134 kann auch dahin gehend konfiguriert werden, um Daten von anderen Sensoren zu empfangen, die auf dem Host-Fahrzeug 102 angeordnet sind. Der Prozessor 134 kann beispielsweise Daten von einem oder mehreren der folgenden Sensoren empfangen: Ultraschallsensoren, Radarsysteme 113A, 113B und Lidarsensoren.
Der Prozessor 134 umfasst ein Bildverarbeitungsmodul 136B zum Empfangen von Bilddaten von den Host-Fahrzeugkameras 108, 109, 110. Das Bildverarbeitungsmodul 136B ist konfiguriert, um die Bilddaten zu analysieren und den von der Parkleuchte105 erzeugte Parkortindikator 126 zu identifizieren. Insbesondere verarbeitet das Bildverarbeitungsmodul 136B die Bilddaten, um alle Elemente in den Bilddaten zu identifizieren, die sich gemäß dem von der Lichtsteuergerät 127 eingeleiteten kodierten Signal ändern. Das Bildverarbeitungsmodul 136B kann dadurch den Parkortindikator 126 identifizieren. Der Prozessor 134 bestimmt die Zielposition P_TAR zum Parken des Host-Fahrzeugs 102 in Abhängigkeit von dem Parkortindikators 126. In der dargestellten Anordnung zeigt der von der Parkleuchte 105 erzeugte Lichtweg 131 eine Seitenbegrenzung der Zielposition P_TAR und eine Längserstreckung der Zielposition P_TAR an. In einer Variante könnte der von der Parkleuchte 105 erzeugte Lichtweg 131 eine Mittellinie der Zielposition P_TAR darstellen. Die Enden des Parkortindikators 126 stellen die vorderen und hinteren Enden der Zielposition P_TAR dar.
Der Prozessor 134 umfasst ferner Fahrzeugführungseinrichtungen in Form eines Leitmoduls 136C. Das Leitmodul 136C ist vorgesehen, um das Führen des Host-Fahrzeugs 102 zu unterstützen, z. B. um das Host-Fahrzeug 102 von einer aktuellen Position _PCUR in eine Zielposition P_TAR umzukehren. Die Zielposition P_TAR kann beispielsweise eine Zielposition für das gezogene Fahrzeug 303 (und optional auch das Zugfahrzeug 302) sein. Es versteht sich, dass das Leitmodul 136C auch verwendet werden kann, um das Host-Fahrzeug 102 während der Fahrt in Vorwärtsrichtung in eine Zielposition zu fahren. Das Leitmodul 136C ist konfiguriert, um ein Steuersignal zum Steuern des Lenkwinkels θ der Vorderräder W1, W2 des Host-Fahrzeugs 102 entlang einer Zielroute (oder Trajektorie) R auszugeben. Die Zielroute R wird vom Leitmodul 36C erzeugt, um das Host-Fahrzeug 102 von der aktuellen Position P_CUR zur Zielposition P_TAR zu führen. Die Zielroute R ist in 10 durch eine gestrichelte Linie dargestellt. Das Leitmodul 136C ist konfiguriert, um die Zielroute R zu erzeugen, um das Host-Fahrzeug 102 von seinem aktuellen Standort zur identifizierten Zielposition P_TAR zu führen. Die Zielroute R definiert eine Trajektorie für das Host-Fahrzeug 102 von der aktuellen Position P_CUR zur Zielposition P_TAR . Die Zielroute R kann geradlinige und/oder gebogenen Abschnitte umfassen. Die Zielroute R ist zeitgleich mit einem Mittelpunkt des Host-Fahrzeugs 102 angeordnet. Die aktuelle Position P_CUR des Host-Fahrzeugs 102 wird kontinuierlich überwacht und mit der ursprünglich berechneten Zielroute R verglichen. Kleine Abweichungen werden innerhalb der Einparkassistenzsteuerung 104 verwaltet. Größere Abweichungen können eine Neuberechnung der Zielroute R auslösen. Wenn die Zielposition P_TAR von der aktuellen Position P_CUR aus nicht erreichbar ist, wird der Benutzer gewarnt und ein Korrekturmanöver wird vorgeschlagen (z. B. Vorfahrt auf kurzer Strecke).
Der Prozessor 134 umfasst ein Hinderniserfassungsmodul 136D, das konfiguriert ist, um Hindernisse in der Trajektorie des Host-Fahrzeugs 102 zu identifizieren. Insbesondere ist das Hinderniserfassungsmodul 136D konfiguriert, um Hindernisse entlang der Zielroute R des Host-Fahrzeugs 102 zu identifizieren. Das Hinderniserfassungsmodul 136D kann die von den Host-Fahrzeugkameras 8, 9, 10 empfangenen Bilddaten analysieren, um das Vorhandensein/Abwesenheit von Hindernissen, insbesondere entlang oder in der Nähe der Zielroute R, zu identifizieren. Alternativ oder zusätzlich kann das Hinderniserfassungsmodul 136D Erkennungssignale von den linken und rechten Radarsystemen 113A, 113B empfangen, um das Vorhandensein/ die Abwesenheit von Hindernissen proximal des Zugfahrzeugs 2 und des gezogenen Fahrzeugs 3 zu identifizieren.
Die Steuerung HMI 137 kann optional eine Eingabeeinrichtung 141 umfassen, die vom Benutzer bedient werden kann, um die Position des Zielpositionsindikators 139 innerhalb eines Bildausgangs auf einen Anzeigebildschirm 138 einzustellen. Die Eingabemittel 141 könnten beispielsweise einen Touchscreen Bildschirm und/oder einen Drehregler umfassen. Bei Bedarf kann der Benutzer die vom Bildverarbeitungsmodul 136B bestimmte Position der Zielposition P_TAR anpassen oder verfeinern. Die Steuerung HMI 137 kann optional auch so konfiguriert werden, dass der Benutzer die vom Leitmodul 136C erzeugte Zielroute R einstellen kann.
Im Gebrauch positioniert der Benutzer die Parkleuchte 105 außerhalb des Host-Fahrzeugs 102. Die Parkleuchte 5 ist typischerweise auf dem Boden angeordnet. Das erste Projektionssystem 128 wird aktiviert, um den Parkortindikator 126 zu projizieren. Der Benutzer konfiguriert das erste Projektionssystem 128 so, dass der Parkortindikator 126 einer gewünschten Zielposition P_TAR entspricht. Der Benutzer kann das erste Projektionssystem 128 manuell konfigurieren oder die Steuerung HMI 137 verwenden, um die Position des Parkortindikator 126 einzustellen. Der Parkortindikator 126 wird auf den Boden projiziert und gibt so einen sichtbaren Hinweis auf den Zielposition P_TAR . In der vorliegenden Ausführungsform stellt der Parkortindikator 126 eine Grenze der Zielposition P_TAR dar.
Das Bildverarbeitungsmodul 136B analysiert die Bilddaten der Host-Fahrzeugkameras 108, 109, 110, um die von der Parkleuchte 105 erzeugten Parkortindikator 126 zu identifizieren. Insbesondere verarbeitet das Bildverarbeitungsmodul 136B die Bilddaten, um den Parkortindikator 26 zu identifizieren. Das zweite Bildverarbeitungsmodul 36B kann optional die Bilddaten verarbeiten, um ein von dem Lichtsteuergerät 127 eingeleitetes kodiertes Signal zu identifizieren. Die Identifizierung des kodierten Signals kann die Identifizierung des Parkortindikators 26 innerhalb der Bilddaten erleichtern. Das Bildverarbeitungsmodul 136B identifiziert dabei den Parkortindikator 126 innerhalb der Bilddaten. Der Prozessor 134 bestimmt dann die Zielposition P_TAR zum Parken des Host-Fahrzeugs 102 basierend auf dem Parkortindikator 126. Der Prozessor 134 kann die Zielposition P_TAR in Bezug auf eine Ziel-Längsachse X1_TAR definieren. Der Prozessor 34 erzeugt dann das Einparkassistenzsignal S1.
Das Leitmodul 136C dient zum Bestimmen der Zielroute R zwischen der aktuellen Position P_CUR des Host-Fahrzeugs 102 und der Zielposition P_TAR . Das Leitmodul 136C implementiert einen geometrischen Algorithmus zum Erzeugen der Zielroute R. Das Leitmodul 136C kann beispielsweise den Winkelversatz zwischen der aktuellen Fahrzeuglängsachse X1 und der Ziel-Längsachse X1_TAR und den seitlichen Versatz zwischen der aktuellen Position P_CUR des Host-Fahrzeugs 102 und der Zielposition P_TAR nutzen.
Die Einparkassistenzsteuerung 104 versucht, das Vorhandensein von Hindernissen entlang der Zielroute R zu identifizieren. Typische Hindernisse sind Bordsteine, Wände, Fahrzeuge usw. Die Einparkassistenzsteuerung 104 kann optional auch Geländeeigenschaften bestimmen. Die Geländeeigenschaften können einen oder mehrere der folgenden Settings umfassen: eine Neigung oder Steigung der Oberfläche; Oberflächenrauigkeit, um beispielsweise zwischen einer glatten Oberfläche und einer rauen oder unebenen Oberfläche zu unterscheiden. Wie hierin beschrieben, können die Hindernisse durch das Hinderniserkennungsmodul 136D identifiziert werden. Das Leitmodul 136C modifiziert die Zielroute R, um Hindernisse zu vermeiden, die durch das Hinderniserkennungsmodul 136D identifiziert wurden.
Im Betrieb wird vom Leitmodul 136C ein Parksteuersignal S1 an das EPAS 18 ausgegeben, um den Lenkwinkel θ anzupassen, um das Host-Fahrzeug 102 so zu steuern, dass es die tatsächliche Fahrtrichtung des Host-Fahrzeugs 102 mit der Zielfahrtrichtung abgleicht. Die Steuerung HMI 137 kann optional Anweisungen ausgeben, die den Benutzer auffordern, den entsprechenden Antriebsgang zu wählen und die Fahrzeugbremsen und das Gaspedal zu betätigen. Das EPAS 118 steuert in Abhängigkeit vom Parkkontrollsignal S1, das vom Leitmodul 136C ausgegeben wird, das Host-Fahrzeug 102, um der Zielroute R zu folgen. Eine Benachrichtigung kann von der Steuerung HMI 137 ausgegeben werden, um den Benutzer zu benachrichtigen, wenn sich das Host-Fahrzeug 102 in der Zielposition P_TAR befindet. Die Einparkassistenzsteuerung 104 kann dadurch das Rückwärtsfahren des Host-Fahrzeugs 102 auf die Zielposition P_TAR erleichtern
Das Einparkassistenzsystem 201 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die 11 und 12 beschrieben. Diese Ausführungsform ist eine Weiterentwicklung der hierin beschriebenen Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 1 bis 7. Ähnliche Bezugszahlen werden für ähnliche Komponenten verwendet, wenn auch um 200 erhöht, um das Verständnis zu erleichtern.
Die Einparkassistenzsteuerung 204 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist konfiguriert, um das Parksteuersignal S1 zum Steuern eines entfernten Fahrzeugs 250 zu übertragen. Das entfernte Fahrzeug 250 in dieser Variante ist ein selbstfahrendes Fahrzeug, beispielsweise mit einer oder mehreren drehmomenterzeugenden Maschinen zur Ausgabe einer Traktionskraft. Die Einparkassistenzsteuerung 204 ist im Host-Fahrzeug 202 installiert und konfiguriert, um den von der Parkleuchte 205 erzeugten Parkortindikator 226 zu identifizieren, um die Zielposition P_TAR zu bestimmen. Das Host-Fahrzeug 202 umfasst einen ersten Sender-Empfänger 245 zur Kommunikation mit dem entfernten Fahrzeug 250. Insbesondere ist die Einparkassistenzsteuerung 204 konfiguriert, um den ersten Sender-Empfänger 245 zu aktivieren, um das Parksteuersignal S1 drahtlos an das entfernte Fahrzeug 3 zu übertragen, beispielsweise unter Verwendung eines geeigneten drahtlosen Kommunikationsprotokolls. Das Host-Fahrzeug 202 kann dadurch direkt oder indirekt den Betrieb des entfernten Fahrzeugs 250 steuern. Zumindest in bestimmten Ausführungsformen kann das Host-Fahrzeug 202 in einer „Master“-Kapazität und das separate Fahrzeug 250 in einer „Slave“-Kapazität betrieben werden. Diese Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun detaillierter unter Bezugnahme auf 12 beschrieben. Dieselben Bezugszahlen werden für dieselben Komponenten verwendet.
Wie in 12 dargestellt, umfasst das entfernte Fahrzeug 250 einen selbstfahrenden (oder aktiven) Anhänger. Das entfernte Fahrzeug 250 in der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Ersten und Zweiten Drehmomentgeneratoren 251, 252, die zum Antreiben der jeweiligen linken und rechten Räder TW1, TW2 angeordnet sind. Die ersten und zweiten Drehmomentgeneratoren 251, 252 umfassen jeweils eine elektrische Traktionsmaschine und einen Wechselrichter, der mit einer fahrzeugseitigen Traktionsbatterie (nicht dargestellt) oder anderen Energiespeichermitteln verbunden ist. Eine elektronische Steuereinheit (ECU) 253 ist vorgesehen, um den Betrieb der ersten und zweiten Drehmomentgeneratoren 251, 252 zu steuern. Durch Steuern der Relativgeschwindigkeit der ersten und zweiten Drehmomentgeneratoren 251, 252 kann das ECU 253 das ferngesteuerte Fahrzeug 250 vorwärts und rückwärts steuern, entweder geradlinig oder in einer Drehbewegung (Nachweis des ferngesteuerten Fahrzeugs 250 mit sogenannten Tanksteuerungen). Das ECU 253 ist mit einem zweiten Sender-Empfänger 254 verbunden, um drahtlos mit dem Host-Fahrzeug 202 zu kommunizieren. Im Einsatz kann das entfernte Fahrzeug 250 konfiguriert werden, um hinter dem Host-Fahrzeug 202 abgeschleppt zu werden. Um jedoch das Parken des entfernten Fahrzeugs 250 und/oder das Kuppeln des entfernten Fahrzeugs 250 mit dem Host-Fahrzeug 202 zu erleichtern, kann sich das entfernte Fahrzeug 250 unabhängig vom Host-Fahrzeug 202 selbst antreiben. Das Host-Fahrzeug 202 und das entfernte Fahrzeug 250 können miteinander kommunizieren, beispielsweise unter Verwendung eines geeigneten drahtlosen Kommunikationsprotokolls.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die Einparkassistenzsteuerung 204 in das Host-Fahrzeug 202 integriert. Wie in 11 dargestellt, umfasst das Host-Fahrzeug 202 mindestens eine Host-Fahrzeugkamera 208, die konfiguriert ist, um Bilddaten an die Einparkassistenzsteuerung 204 zu übertragen. Die Bilddaten, der mindestens einen Host-Fahrzeugkamera 208 können durch Bilddaten einer oder mehrerer Kameras (nicht dargestellt) ergänzt werden, die am entfernten Fahrzeug 250 angebracht sind. Das entfernte Fahrzeug 250 kann zusätzliche Sensoren umfassen, zum Beispiel Proximity-Sensoren, die Daten an die ECU 253 ausgeben. Die Einparkassistenzsteuerung 204 umfasst einen Prozessor 234, der konfiguriert ist, um ein Bildverarbeitungsmodul 236B zu implementieren. Das Bildverarbeitungsmodul 236B analysiert die Bilddaten von der Host-Fahrzeugkamera 208, um den Parkortindikator 226 zu identifizieren, der von der Parkleuchte 205 erzeugt wird. Der Betrieb des Bildverarbeitungsmoduls 236B ist der gleiche wie hierin in Bezug auf die vorherige (n) Ausführungsform (en) beschrieben. Der Prozessor 234 bestimmt die Zielposition P_TAR zum Parken des entfernten Fahrzeugs 250 basierend auf dem Parkortindikator 126. Der Prozessor 234 kann die Zielposition P_TAR in Bezug auf eine Ziel-Längsachse X1_TAR definieren.
Der am Host-Fahrzeug 202 vorgesehene Prozessor 234 umfasst ein Leitmodul 236C, das die Zielroute R zwischen der aktuellen Position P_CUR des entfernten Fahrzeugs 250 und der Zielposition P_TAR bestimmt. Das Leitmodul 236C implementiert einen geometrischen Algorithmus zum Erzeugen der Zielroute R. Das Leitmodul 236C kann beispielsweise den Winkelversatz zwischen der Längsachse X2 des entfernten Fahrzeugs 250 und der Ziel-Längsachse X1_TAR und den seitlichen Versatz zwischen der aktuellen Position P_CUR des entfernten Fahrzeugs 250 und der Zielposition P_TAR nutzen.
Die Einparkassistenzsteuerung 204 kann optional auch versuchen, das Vorhandensein von Hindernissen entlang der Zielroute R zu identifizieren. Typische Hindernisse umfassen Randsteine, Wände, Fahrzeuge usw. Die Einparkassistenzsteuerung 204 kann optional auch Geländeeigenschaften bestimmen. Die Geländeeigenschaften können einen oder mehrere der folgenden Settings umfassen: eine Neigung oder Steigung der Oberfläche; Oberflächenrauigkeit, um beispielsweise zwischen einer glatten Oberfläche und einer rauen oder unebenen Oberfläche zu unterscheiden. Wie hierin beschrieben, können die Hindernisse durch das Hinderniserkennungsmodul 236D identifiziert werden. Das Leitmodul 236C modifiziert die Zielroute R, um die vom dritten Bildverarbeitungsmodul 236D identifizierten Hindernisse zu umgehen.
Im Einsatz überträgt das Leitmodul 236C das Parksteuersignal S1 über den ersten Sender-Empfänger 245 an das entfernte Fahrzeug 250. Die ECU 253 steuert die Lenkung des entfernten Fahrzeugs 250 in Abhängigkeit von dem empfangenen Parksteuersignal S1. Wie in 12 dargestellt, steuert die ECU 253 das entfernte Fahrzeug 250 so, dass es der Zielroute R folgt. Eine Benachrichtigung kann ausgegeben werden, um den Benutzer zu benachrichtigen, wenn sich das entfernte Fahrzeug 250 in der Zielposition P_TAR befindet. Die Einparkassistenzsteuerung 204 kann dadurch das Rückwärtsfahren des selbstfahrenden Anhängers 250 auf die Zielposition P_TAR erleichtern.
Die Bedienung der Einparkassistenzsteuerung 204 zur Steuerung des entfernten Fahrzeugs 250 wird anhand eines Blockdiagramms 73 in 13 dargestellt. Der Prozessor 234 bestimmt die aktuelle Position P_CUR des entfernten Fahrzeugs 250 (BLOCK D1). Der Prozessor 234 kann beispielsweise Bilddaten von der am Fahrzeug 202 vorgesehenen Host-Fahrzeugkamera 208 analysieren, um die aktuelle Position P_CUR des entfernten Fahrzeugs 250 zu identifizieren. Alternativ oder zusätzlich kann das Fahrzeug 202 die aktuelle Position P_CUR mittels Triangulationstechniken bestimmen, beispielsweise durch Messung der Laufzeit von drahtlosen Signalen, die zum oder vom entfernten Fahrzeug 250 übertragen werden. Der Prozessor 234 empfängt Bilddaten von der Host-Fahrzeugkamera 208 (BLOCK D2); und identifiziert den Parkortindikator 226 (BLOCK D3). Das Leitmodul 236C bestimmt die Zielroute R von der aktuellen Position P_CUR des entfernten Fahrzeugs 250 zu der Zielposition P_TAR (BLOCK D5). Der Prozessor 234 identifiziert Hindernisse entlang der Zielroute R (BLOCK D6). Das dritte Bildverarbeitungsmodul 36D kann optional zusätzliche Bilddaten von einer oder mehreren Kameras empfangen, die am Host-Fahrzeug 202 und/oder am entfernten Fahrzeug 250 (BLOCK D7) bereitgestellt werden. Falls erforderlich, kann das Leitmodul 36C die Zielroute R modifizieren, um irgendwelche identifizierten Hindernisse zu umgehen (BLOCK D8). Es versteht sich, dass etwaige Hindernisse vor der Erstellung der Zielroute R identifiziert werden können. Der Prozessor 234 erzeugt das Einparkassistenzsignal S1 (BLOCK D9). Das Einparkassistenzsignal S1 wird zu dem entfernten Fahrzeug 250 übertragen, beispielsweise als ein drahtloses Signal (BLOCK B10).
Ein Einparkassistenzsystem 301 gemäß einer weiteren Ausführungsform von Parkleuchte 305 entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die 14 bis 18 beschrieben. Die Parkleuchte ist eine Weiterentwicklung der in 3 dargestellten Ausführungsform. Ähnliche Bezugszahlen werden für ähnliche Komponenten verwendet, wenn auch um 300 erhöht, um das Verständnis zu erleichtern. Die Parkleuchte 305 wird mit Bezug auf eine Einparkassistenzsteuerung 304 beschrieben, die in einem Zugfahrzeug 302 angeordnet ist, das mit einem gezogenen Fahrzeug 303 gekoppelt ist, aber es versteht sich, dass die Parkleuchte 305 in den anderen hierin beschriebenen Ausführungsformen verwendet werden kann.
Wie in 14 dargestellt, umfasst die Parkleuchte 305 ein Lichtsteuergerät 327 und mindestens ein erstes Projektionssystem 328 zum Projizieren eines Parkortindikators 326. Das erste Projektionssystem 328 in der vorliegenden Ausführungsform umfasst eine Lichtquelle 329; und eine steuerbare optische Führungseinrichtung 330. Die optische Führungseinrichtung 330 ist konfiguriert, um einen Lichtweg 331 für das von der Lichtquelle 329 emittierte Licht zu definieren. Die optische Führungseinrichtung 330 in der vorliegenden Ausführungsform umfasst einen Spiegel 330. Die Lichtquelle 329 in der vorliegenden Ausführungsform umfasst eine Laserdiode zum Emittieren eines Lasers. Die Lichtquelle 329 ist konfiguriert, um einen Lichtstrahl entlang des Lichtwegs 331 auszusenden, um den Parkortindikator 326 zu erzeugen. Der Lichtstrahl wird auf den Boden einfallend und liefert eine visuelle Darstellung einer Position und/oder einer Ausrichtung und/oder eines Profils der Zielposition P_TAR . Die Parkleuchte 305 umfasst auch eine Licht-Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) 332 zum Steuern des Betriebs der Parkleuchte 305.
Die Lichtquelle 329 umfasst eine Laserdiode. Der Spiegel 330 ist ein optischer Spiegel, der konfiguriert ist, um das von der Lichtquelle 329 abgegebene Licht zu reflektieren. Der Spiegel 330 ist ein Scanspiegel und die Ausrichtung des Spiegels 330 ist dynamisch einstellbar, um das emittierte Licht zu modulieren. Der Spiegel 330 kann beispielsweise ein mikro-optoelektromechanisches System (MOEMS) umfassen. Der Spiegel 330 in der vorliegenden Ausführungsform ist um eine erste Drehachse X1 und eine zweite Drehachse Z1 schwenkbar. Die erste und zweite Drehachse X1, Z1 sind im Wesentlichen senkrecht zueinander angeordnet. Der Spiegel 330 ist um die erste und zweite Achse X1, Z1 schwenkbar, um die Richtung des Strahlenganges 331 einzustellen. Das Lichtsteuergerät 327 ist konfiguriert, um die Ausrichtung des Spiegels 330 zu steuern, um das Profil des Parkortindikators 326 zu verfolgen. Das Lichtsteuergerät 327 steuert den Spiegel 330, um das Licht auf den Boden zu projizieren, so dass der Parkortindikator 326 sichtbar ist. Das Lichtsteuergerät 327 kann die Lichtquelle 329 selektiv ein- und ausschalten, um eine kontinuierliche oder unterbrochene Spur zu erzeugen. Der Parkortindikator 326 in der vorliegenden Ausführungsform umfasst einen rechteckigen Rahmen, der einem äußeren Umfang der Zielposition P_TAR entspricht.
Das Lichtsteuergerät 327 ist konfiguriert, um die Bestromung der Lichtquelle 329 und die Ausrichtung des Spiegels 330 zum Bilden des Parkortindikators 326 zu steuern. Durch die Änderung der Ausrichtung des Spiegels 330 wird das von der Lichtquelle 329 abgegebene Licht des Parkortindikators 326 auf den Boden aufgezeichnet, wie in 15 dargestellt. Der resultierende Parkortindikator 326 ist von der Einparkassistenzsteuerung 304 erfassbar und kann auch eine transiente visuelle Darstellung der Zielposition P_TAR liefern. Die Richtung des Lichtwegs 331 kann gesteuert werden, um eine oder mehrere Seiten der Zielposition P_TAR zu definieren.
Wie in den 16A und 16B dargestellt, ist die Parkleuchte 305 in der vorliegenden Ausführungsform auch konfiguriert, um ein Geländereferenzmuster 355 auf den Boden zu projizieren, damit die Einparkassistenzsteuerung 304 eine oder mehrere Geländeeigenschaften beurteilen kann. Zum Beispiel kann die Einparkassistenzsteuerung 304 lokale Änderungen in einer Neigung oder einer Steigerung der Zielposition P_TAR bewerten. Das Geländereferenzmuster 355 umfasst ein Netz 356, das aus einer Vielzahl von Rechtecken 357-n mit vorbestimmten Abmessungen besteht. Die Rechtecke 357-n in der vorliegenden Ausführungsform sind alle im Wesentlichen gleich groß. In einer Variante können die Rechtecke 357-n innerhalb des Geländereferenzmusters 355 unterschiedliche Größen aufweisen, z. B. um die Ausrichtung des Parkortindikators 326 zu bestimmen. Das Geländereferenzmuster 355 könnte von der Lichtquelle 329 erzeugt werden. Wie jedoch in 14 dargestellt, wird das Geländereferenzmuster 355 in der vorliegenden Ausführungsform durch ein zweites Projektionssystem 358 erzeugt, das in der Parkleuchte 305 vorgesehen ist. Das zweite Projektionssystem 358 ist konfiguriert, um das Geländereferenzmuster 355 auf den Boden zu projizieren. Bei der Projektion auf den Boden wird das Profil des Geländereferenzmusters 355 durch Merkmale und/oder Charakteristika des Geländes verzerrt. Die Verzerrung kann beispielsweise eine Abweichung von einer erwarteten Linienform, typischerweise einer geraden Linie, umfassen und Abweichungen in eine Konturkarte umwandeln. Das Netz 356 fungiert als Gradienten-(Kontur)-Netz, um die Bestimmung der Geländeform(en) und/oder der Merkmale zu ermöglichen. Es versteht sich, dass das Geländereferenzmuster 355 eine andere Form annehmen kann. So kann beispielsweise das Geländereferenzmuster 365 eine Vielzahl von regelmäßigen oder unregelmäßigen geometrischen Formen umfassen, wie Linien, Kurven, Polygone (Dreiecke, Quadrate, Fünfecke, Sechsecke usw.), Kreise oder Ellipsen. Die geometrischen Formen können vorgegebene Abmessungen aufweisen und in einer vorgegebenen Konfiguration, beispielsweise in einem bekannten Abstand voneinander, angeordnet sein. Die geometrischen Formen können beispielsweise in einer Anordnung mit einem vorbestimmten Abstand dazwischen angeordnet sein.
Wie in den 16A und 16B dargestellt, verzerren Schwankungen der Konturen und des Profils des Bodens die Form des auf den Boden projizierten Geländereferenzmusters 355. Wenn das Geländereferenzmuster 355 auf einen ebenen und im Wesentlichen horizontalen Bodenabschnitt projiziert wird, korrelieren die projizierten Rechtecke 357-n eng mit dem bekannten vorgegebenen Muster. Das Geländereferenzmuster 355 kann jedoch auf einen unebenen Bodenabschnitt projiziert werden, der beispielsweise eines oder mehrere der folgenden Merkmale umfasst: einen geneigten Abschnitt, einen Einschnitt oder eine Vertiefung, einen Buckel oder einen Hügel. Wenn das Geländereferenzmuster 355 auf einen unebenen Bodenabschnitt projiziert wird, besteht eine geringere Korrelation zwischen den projizierten Rechtecken 357-n und dem bekannten vorgegebenen Muster. Das Profil des auf den Boden projizierten Geländereferenzmusters 355 ist abhängig vom Profil des Bodenabschnitts, wie in 16B dargestellt. Der Abstand zwischen den Querlinien, aus denen sich das Geländereferenzmuster 355 zusammensetzt, kann je nach örtlicher Neigung des Bodens vergrößert oder verkleinert werden. So wird beispielsweise der Abstand zwischen benachbarten Querlinien in einem Bereich zunehmen, in dem der Boden von der Parkleuchte 305 nach unten abfällt; und der Abstand zwischen benachbarten Querlinien nimmt in einem Bereich ab, in dem der Boden von der Parkleuchte 305 nach oben abfällt. Eine Neigung von einer Seite zur anderen (von links nach rechts oder von rechts nach links) kann sich entsprechend auf den Abstand zwischen den Längslinien des Geländeformats 355 auswirken. Alternativ oder zusätzlich kann die Winkelorientierung von Linien zueinander innerhalb der Bilddaten zur Ableitung von Geländeeigenschaften verwendet werden. So können beispielsweise benachbarte Linien, die innerhalb des Geländereferenzmusters 355 parallel zueinander (oder in einem bekannten Winkel zueinander) verlaufen, durch die Geländeeigenschaften verzerrt sein und innerhalb des aufgenommenen Bildes in einem Winkel zueinander geneigt erscheinen. Eine Diskontinuität oder Unterbrechung des Geländereferenzmusters 355 kann auf das Vorhandensein eines Hindernisses, wie beispielsweise eines Felsen oder Felsblocks, hinweisen. Ebenso kann das Erkennen einer Vielzahl von Diskontinuitäten oder Unterbrechungen darauf hinweisen, dass die Oberfläche rau oder uneben ist.
Die Kamera 315, die an dem gezogenen Fahrzeug 303 angeordnet ist, ist konfiguriert, um Bilddaten aufzunehmen, die das projizierte Geländefeldmuster 355 umfassen. Die Einparkassistenzsteuerung 304 analysiert die Bilddaten, um ein oder mehrere Geländeeigenschaften zu bestimmen. Insbesondere ist die Einparkassistenzsteuerung 304 konfiguriert, um die Bilddaten zu analysieren und eine Neigung des Geländes innerhalb der Zielposition P_TAR zu bestimmen. Wie in 15 dargestellt, umfasst die Einparkassistenzsteuerung 304 in der vorliegenden Ausführungsform ein Geländemodellierungsmodul 336E. Das Geländemodellierungsmodul 336E ist konfiguriert, um ein gespeichertes (Referenz-)Bild des Geländereferenzmusters 355 mit einem tatsächlichen Bild des projizierten Geländereferenzmusters 355 zu vergleichen, wie es von der Kamera 315 aufgenommen wurde. Das Geländemodellierungsmodul 336E erkennt Abweichungen zwischen dem gespeicherten (Referenz-)Bild des Geländereferenzmusters 355 und dem von der Kamera 315 aufgenommenen Ist-Bild zur Bestimmung der örtlichen Geländeeigenschaften.
Es versteht sich, dass das Profil der Rechtecke 357-n auch von der relativen Position der Kamera 315 abhängig ist. Wenn sich das gezogene Fahrzeug 303 der Zielposition P_TAR nähert, kann sich die Form der Rechtecke 357-n ändern. Das Geländemodellierungsmodul 336E kann konfiguriert werden, um Korrekturen an den Bilddaten vorzunehmen, um solche Perspektivänderungen zu berücksichtigen. Das Geländemodellierungsmodul 336E kann beispielsweise die Leuchte 305 innerhalb der Bilddaten erkennen. Die Abmessungen der Leuchte 305 können vordefiniert werden und können zur Kalibrierung der Bilddaten verwendet werden, z. B. durch Berechnung eines Abstands zwischen der Kamera 315 und dem Geländereferenzmuster 355. In der in 12 dargestellten Anordnung bleibt das Host-Fahrzeug 202 stationär und es ist nicht notwendig, Korrekturen vorzunehmen, um der Änderung der Perspektive Rechnung zu tragen.
Anstatt eine Korrektur in dem Bild vorzunehmen, das von der Kamera 315 aufgenommen wurde, die am gezogenen Fahrzeug 303 angeordnet ist, kann die Parkleuchte 305 mit einem oder mehreren Bildsensoren, wie beispielsweise einer Kamera (nicht dargestellt), zur Aufnahme eines Bildes ausgestattet sein. Der/die Bildsensor(en) können Licht im sichtbaren Bereich oder außerhalb des sichtbaren Bereichs einfangen, zum Beispiel Infrarot- oder Ultraviolettlicht (UV). Die an der Parkleuchte 305 vorgesehene Kamera sollte von der Achse des zweiten Projektionssystems 358 versetzt sein, beispielsweise in vertikaler Richtung, um das Erkennen von Verzerrungen im projizierten Bild zu erleichtern. Der/die an der Parkleuchte 305 vorgesehene(n) Bildsensor(en) können konfiguriert werden, um ein Ist-Bild des projizierten Geländereferenzmusters 355 aufzunehmen. Die Parkleuchte 305 kann einen Sender umfassen, der konfiguriert ist, um die Bilddaten an die Einparkassistenzsteuerung 304 zur Analyse durch das Geländemodellierungsmodul 336E zu übertragen. Die Einparkassistenzsteuerung 304 kann die erfassten Bilddaten mit dem gespeicherten (Referenz-)Geländereferenzmuster 355 vergleichen, um die Geländeeigenschaften zu bestimmen. Es wird davon ausgegangen, dass sich die Perspektive des Geländereferenzmusters 355 nicht ändern würde, da die Position der Bildsensoren zumindest im Wesentlichen festgelegt bleibt. In einer Variante könnte das Geländemodellierungsmodul 336E in die Parkleuchte 305 integriert werden. Das Geländemodellierungsmodul 336E kann konfiguriert werden, um das Geländereferenzmuster 355 mit einem tatsächlichen Bild des projizierten Geländereferenzmusters 355 zu vergleichen, das von der Kamera (nicht dargestellt) aufgenommen wurde, die in der Parkleuchte 305 vorgesehen ist. In einer weiteren Variante könnte das Geländereferenzmuster 355 durch Bereitstellen des zweiten Projektionssystems 358 auf dem Zugfahrzeug 302 oder dem gezogenen Fahrzeug 303 erzeugt werden. Eine Kamera kann optional an dem Zugfahrzeug 302 oder dem gezogenen Fahrzeug 303 vorgesehen sein. Das Geländemodellierungsmodul 336E kann zum Bestimmen einer oder mehrerer Geländeeigenschaften in Fahrtrichtung des Zugfahrzeugs 302 oder des gezogenen Fahrzeugs 303 eingesetzt werden.
Die Bedienung der Einparkassistenzsteuerung 304 und der Parkleuchte 305 zur Identifizierung von Geländeeigenschaften in Abhängigkeit vom projizierten Geländereferenzmuster 355 ist in einem Blockdiagramm 74 in 17 dargestellt. Das Geländereferenzmuster 355 wird durch das zweite Projektionssystem 358 auf den Boden projiziert (BLOCK E1). Die am gezogenen Fahrzeug 303 vorgesehene Kamera 315 erfasst Bilddaten einer Szene, die mindestens einen Teil des projizierten Geländereferenzmusters 355 (BLOCK E2) beinhaltet. Das Geländemodellierungsmodul 336E analysiert die erfassten Bilddaten (BLOCK E3) und identifiziert ein Einfallsmuster, das dem projizierten Geländereferenzmuster 355 (BLOCK E4) entspricht. Das Geländemodellierungsmodul 336E vergleicht das Einfallsmuster mit dem vordefinierten Geländereferenzmuster 355 und identifiziert darin Verzerrungen (BLOCK E5). Das Geländemodellierungsmodul 336E analysiert die Verzerrungen, um ein oder mehrere Geländeeigenschaften zu identifizieren (BLOCK E6). Das Geländemodellierungsmodul 336E kann eine Karte der identifizierten Geländeeigenschaften erzeugen.
Das Geländereferenzmuster 355 kann zumindest im Wesentlichen den Abmessungen des Parkortindikators 326 entsprechen, um beispielsweise Geländeeigenschaften in der Zielposition P_TAR zu identifizieren. Alternativ kann das Geländereferenzmuster 355 kleiner sein als die Abmessungen des Parkortindikators 326, z. B. um Geländeeigenschaften in einem oder mehreren Bereichen der Zielposition P_TAR zu identifizieren. Das Geländereferenzmuster 355 in der vorliegenden Ausführungsform ist größer als der Parkortindikator 326. Diese Anordnung ermöglicht die Bestimmung einer oder mehrerer Geländeeigenschaften auf mindestens einer Seite des Parkortindikators 326. Wie in 18 dargestellt, kann sich das Geländereferenzmuster 355 mindestens teilweise zwischen der Zielposition P_TAR und einer aktuellen Position P_CUR des gezogenen Fahrzeugs 303 (oder des Zugfahrzeugs 302) erstrecken. In einer Variante der vorliegenden Ausführungsform ist das Geländemodellierungsmodul 336E konfiguriert, um ein oder mehrere Geländeeigenschaften entlang mindestens eines Teils der Zielroute R zwischen der Zielposition P_TAR und der aktuellen Position P_CUR des gezogenen Fahrzeugs 303 zu identifizieren. Das Geländemodellierungsmodul 336E empfängt Bilddaten, die das projizierte Geländereferenzmuster 355 umfassen. Das Geländemodellierungsmodul 336E verarbeitet die Bilddaten, um Änderungen der Neigung entlang der Zielroute R zu erfassen. Das Geländemodellierungsmodul 336E kann einen Neigungswinkel bestimmen; und/oder eine Neigungsrichtung der Steigung.
Durch die Identifizierung von Geländeeigenschaften entlang der Zielroute R kann eine Vorwärtsschleife eingerichtet werden, die es Fahrzeugsystemen ermöglicht, zugehörige dynamische Änderungen zu antizipieren, wenn das Zugfahrzeug 302 und/oder das gezogene Fahrzeug 303 entlang der Zielroute R fortfahren. So können beispielsweise die identifizierten Geländeeigenschaften verwendet werden, um Fälle vorherzusagen, in denen der Weg, den das Zugfahrzeug 302 und/oder das gezogene Fahrzeug 303 zurücklegt, von einem erwarteten Weg abweichen kann, z. B. durch einen Seiten abrutschen bei der Fahrt über eine Oberfläche mit niedrigem Reibungskoeffizienten, wie beispielsweise nasses Gras. Durch die präventive Identifizierung von Geländeeigenschaftenn, die diese Art von Verhalten verursachen können, kann das Leitmodul 336C beim Erzeugen der Zielroute R kompensieren. In dem Szenario, in dem das gezogene Fahrzeug 303 über eine Seitenneigung umgekehrt wird, neigt das gezogene Fahrzeug 303 dazu, die Neigung nach unten zu rutschen. Das Leitmodul 336C kann konfiguriert werden, um das gezogene Fahrzeug 303 höher über die Steigung zu richten, um diese Querbewegung zu korrigieren. Die Größe des abrutschen hängt von der Oberfläche und den Oberflächenbedingungen ab, z. B. wie nass die Oberfläche ist. Eine Variante der hierin beschriebenen Systeme kann Oberflächenmerkmale oder -eigenschaften ableiten, z. B. durch Verwendung eines Bildsystems oder Radrutschmessungen zur Unterscheidung zwischen Gras und Asphalt. Alternativ kann zunächst davon ausgegangen werden, dass die Oberfläche einen niedrigen Reibungskoeffizienten aufweist, und, wenn dies nicht der Fall ist, werden gegen Ende des Manövers Korrekturen vorgenommen. Ein weiteres verwandtes Beispiel wäre, wenn der Zielort eine Steigung höher wäre, kann die Zielroute R so modifiziert werden, dass die Trajektorie auf dem Hang direkt nach oben und nicht quer durch eine frühzeitige stärkere Drehung verläuft.
Wie in 19 dargestellt, können erfasste Neigungsänderungen entlang der Zielroute R verwendet werden, um das Traktionsmoment (Nm) zu schätzen, das erforderlich ist, um das Zugfahrzeug 302 und das gezogene Fahrzeug 303 entlang der Zielroute R anzutreiben. Wenn beispielsweise die Zielroute eine Mulde durchquert, kann die Bahnplanung wählen, ob sie etwas mehr Momentum nutzen oder zumindest bereit sein will, bei Bedarf mehr Traktionsmoment aufzubringen. Das Geländemodellierungsmodul 336E kann das erforderliche Antriebsmoment an einer oder mehreren Stellen entlang der Zielstrecke R schätzen, um beispielsweise eine konstante Geschwindigkeit aufrechtzuerhalten. Ein Traktionsmomentprofil kann für die Zielroute R erzeugt werden, wie in 19 dargestellt. Das geschätzte Drehmoment kann an eine Motorsteuereinheit (nicht dargestellt) und/oder eine Getriebesteuereinheit ausgegeben werden, um es zu ermöglichen, einen oder mehrere Fahrzeugparameter präventiv zu konfigurieren, um das geschätzte Drehmoment auszugeben, das zum Antreiben des Zugfahrzeugs 302 und des gezogenen Fahrzeugs 303 entlang der Strecke R erforderlich ist. Wenn die geschätzte Steigung einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, kann das Geländemodellierungsmodul 336E eine Rückmeldung dem Leitmodul 336C zu Verfügung stellen. Durch Vorwegnahme der Traktionsmomentanforderungen können Korrekturen des Drehmoments vorbeugend vorgenommen werden, um voraussichtliche Änderungen zu ermöglichen, wenn das Zugfahrzeug 302 und/oder das gezogene Fahrzeug 303 das mindestens ein Geländemerkmal durchquert. Ein Getriebesteuersignal kann erzeugt werden, um den Betrieb eines im Zugfahrzeug 302 vorgesehenen automatischen oder halb automatischen Getriebes zu steuern, beispielsweise um eine geeignete Übersetzung auszuwählen.
Der Betrieb der Einparkassistenzsteuerung 304 zur präventiven Bestimmung des Traktionsmomentbedarfs in Abhängigkeit vom projizierten Geländereferenzmuster 355 ist in einem Blockdiagramm 75 in 20 dargestellt. Wie hierin beschrieben, bestimmt das Leitmodul 36C die Zielroute R von der aktuellen Position P_CUR zu der Zielposition P_TAR (BLOCK F1). Das Geländemodellierungsmodul 336E identifiziert ein oder mehrere Geländeeigenschaften entlang der Zielroute (BLOCK F2). Das Geländemodellierungsmodul 336E kann beispielsweise einen Neigungswinkel und/oder eine Neigungsrichtung auf der Zielroute R. bestimmen In Abhängigkeit von den Geländeeigenschaften, die durch das Geländemodellierungsmodul 336E identifiziert werden, wird eine Schätzung des Traktionsmoments vorgenommen, das erforderlich ist, um das Zugfahrzeug 302 und das gezogene Fahrzeug 303 entlang der Zielroute (BLOCK F3) zu fahren. In Abhängigkeit vom geschätzten Traktionsmoment (BLOCK F4) wird eine Drehmomentregelstrategie generiert. Die Drehmomentregelstrategie kann beispielsweise ein Traktionsmomentprofil umfassen, wie in 19 dargestellt.
Das Leitmodul 336C kann die Route R in Abhängigkeit von den identifizierten Geländeformen ändern. Alternativ oder zusätzlich kann das Leitmodul 336C die Zielroute R in Abhängigkeit von dem mindestens einem Geländemerkmal berechnen, dass durch das Geländemodellierungsmodul 336E identifiziert wurde. Das Leitmodul 336C kann beispielsweise ein oder mehrere detektierte Geländeeigenschaften oder Hindernisse umfahren. Das Leitmodul 336C kann die Zielroute R erzeugen, um eine Steigung zu vermeiden, die einen vorbestimmten Steigungswinkel überschreitet. Das Leitmodul 336C kann die Zielroute R so erzeugen, dass ein Verfahrwinkel (d. h. der Winkel, unter dem die Zielroute eine Steigung überquert) einen vorhergesagten Rollwinkel des Zugfahrzeugs 302 und/oder des gezogenen Fahrzeugs 303 reduziert. Der Begriff Rollwinkel wird hierin verwendet, um sich auf einen Winkel um die Längsachse X des Zugfahrzeugs 302 oder des gezogenen Fahrzeugs 303 zu beziehen. Alternativ oder zusätzlich kann das Leitmodul 336C die Zielroute R zum Auf- oder Absteigen einer Steigung erzeugen, um einen vorhergesagten Neigungswinkel des Zugfahrzeugs 302 und/oder des gezogenen Fahrzeugs 302 zu reduzieren. Der Begriff Rollwinkel wird hierin verwendet, um sich auf einen Winkel um die Querachse Y des Zugfahrzeugs 302 oder des gezogenen Fahrzeugs 303 zu beziehen. Das Leitmodul 336C kann konfiguriert werden, um die Zielroute R so zu erzeugen, dass ein vorhergesagter Neigungswinkel des Zugfahrzeugs 302 und/oder des gezogenen Fahrzeugs 303 unter einem vorbestimmten Neigungswinkelschwellenwert bleibt. Alternativ oder zusätzlich kann das Leitmodul 336C konfiguriert werden, um die Zielroute R so zu erzeugen, dass ein vorhergesagter Rollwinkel des Zugfahrzeugs 302 und/oder des gezogenen Fahrzeugs 303 unter einem vorbestimmten Rollwinkelschwellenwert bleibt.
Das Leitmodul 336C kann ein Lenksteuersignal erzeugen, um das Zugfahrzeug 302 entlang der Zielroute R zu steuern. Das Lenksteuersignal kann beispielsweise an ein EPAS-System (Electric Power Assisted Steering) ausgegeben werden. Das Lenksteuersignal kann ein Kompensationselement beinhalten, das zumindest teilweise eine vorhergesagte Richtungsänderung korrigiert, wenn das Zugfahrzeug 302 das mindestens eine durch das Leitmodul 336C identifizierte Geländemerkmal durchfährt. Das Kompensationselement kann eine vorhergesagte Richtungsänderung des Zugfahrzeugs 302, beispielsweise ein Seitenabrutschen oder einer Querbewegung des Zugfahrzeugs 302 und/oder des gezogenen Fahrzeugs 303, zumindest teilweise korrigieren. Das Kompensationselement kann daher eine erwartete Richtungsänderung korrigieren, die durch eine Drehkraft verursacht wird, die durch das Zugfahrzeug 303 erzeugt wird, das mindestens eine Geländemerkmal durchfährt. Es versteht sich, dass diese Steuerstrategien zur Steuerung eines Host-Fahrzeugs implementiert werden können, unabhängig davon, ob ein gezogenes Fahrzeug angeschlossen ist. Die Steuerstrategien sind anwendbar beim Fahren in Vorwärtsrichtung oder beim Rückwärtsfahren.
In einer modifizierten Anordnung könnte das Geländereferenzmuster 355 auch als Parkortindikator 326 fungieren. So könnte beispielsweise das Geländemodellierungsmodul 336E konfiguriert werden, um eine oder mehrere Geländeeigenschaften und auch den Parkortindikator 326 in Abhängigkeit vom projizierten Geländefeldmuster 355 zu bestimmen.
Wie hierin beschrieben, ist das zweite Projektionssystem 358 in der Parkleuchte 305 angeordnet. In einer Variante kann das zweite Projektionssystem 358 im Zugfahrzeug 302 oder im gezogenen Fahrzeug 303 angeordnet sein. Das Geländereferenzmuster 355 könnte auf den Boden vor dem Zugfahrzeug 302 oder dem gezogenen Fahrzeug 303 projiziert werden. Das Geländemodellierungsmodul 336E könnte dadurch eine oder mehrere Geländeeigenschaften oder -merkmale vor dem Zugfahrzeug 302 oder dem gezogenen Fahrzeug 303 identifizieren.
Eine weitere Ausführungsform einer Parkleuchte 305 gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die 21A und 21B beschrieben. Das Parkleuchte 305 ist eine Weiterentwicklung der hierin beschriebenen Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 14 bis 17. Dieselben Bezugszahlen werden für dieselben Komponenten verwendet. Die Parkleuchte 305 wird mit Bezug auf eine Einparkassistenzsteuerung 304 beschrieben, die in einem Zugfahrzeug 302 angeordnet ist, das mit einem gezogenen Fahrzeug 303 gekoppelt ist, aber es versteht sich, dass die Parkleuchte 305 in den anderen hierin beschriebenen Ausführungsformen verwendet werden kann.
Das Parkleuchte 305 ist konfiguriert, um eine grafische Darstellung von mindestens einem Teil der Zielroute R zu projizieren. Die Zielroute R wird von der im Zugfahrzeug 302 angeordneten Einparkassistenzsteuerung 304 übertragen. Das Lichtsteuergerät 327 empfängt die Zielroute R und steuert das in der Parkleuchte 305 vorgesehene Projektionssystem, um einen Wegindikator 359 zu projizieren, die mindestens einen Teil der Zielroute R darstellt. Der Wegindikator 359 wird auf den Boden projiziert und ist zumindest in bestimmten Ausführungsformen sichtbar, um einen Hinweis auf die aktuelle Trajektorie des gezogenen Fahrzeugs 303 zu geben. Wie in 21A dargestellt, umfasst der Wegindikator 359 in der vorliegenden Ausführungsform mindestens einen Pfeil 360, wobei jedoch zu verstehen ist, dass der Wegindikator 359 verschiedene Formen annehmen kann.
Die Bedienung der Einparkassistenzsteuerung 304 und der Parkleuchte 305 zur Identifizierung von Geländeeigenschaften in Abhängigkeit von des projizierten Wegindikators 359 ist in einem Blockdiagramm 76 in 23 dargestellt. Wie hierin beschrieben, bestimmt das Leitmodul 336C die Zielroute R von der aktuellen Position P_CUR zu der Zielposition P_TAR (BLOCK G1). Der Wegindikator 359 wird vom ersten Projektionssystem 328 (BLOCK G2) auf den Boden projiziert. Die am gezogenen Fahrzeug 303 vorgesehene Kamera 315 erfasst Bilddaten einer Szene, die mindestens einen Teil des projizierten Routenindikators 359 (BLOCK G3) beinhaltet. Das Geländemodellierungsmodul 336E analysiert die erfassten Bilddaten (BLOCK G4) und identifiziert ein Einfallsmuster, das dem projizierten Routenindikator 359 (BLOCK G5) entspricht. Das Geländemodellierungsmodul 336E vergleicht den Indikator der einfallenden Route mit einem Bild, das der projizierten Zielroute R entspricht, und erkennt Verzerrungen in der Anzeige der einfallenden Route (BLOCK G6). Das Geländemodellierungsmodul 336E analysiert die Verzerrungen, um ein oder mehrere Geländeeigenschaften zu identifizieren (BLOCK G7). Das Geländemodellierungsmodul 336E kann eine Karte der identifizierten Geländeeigenschaften erzeugen.
Es wurde anerkannt, dass die Projektion eines sichtbaren Warnindikators, der eine aktuelle oder vorhergesagte Trajektorie des Zugfahrzeugs 302 und/oder des gezogenen Fahrzeugs 303 darstellt, sich für eine Person (oder Personen) außerhalb des Fahrzeugs als nützlich erweisen kann. Die sichtbare Warnindikator kann einen Trajektorienindikator umfassen oder aus diesem bestehen. So kann beispielsweise der sichtbare Warnindikator es einem Dritten ermöglichen, eine erwartete Route zu bestimmen, auf der das Zugfahrzeug 302 und/oder das gezogene Fahrzeug 303 fahren wird. Das hier beschriebene Projektionssystem wäre zum Erzeugen und Projizieren des sichtbaren Warnindikators geeignet. Das Projektionssystem könnte in der Parkleuchte 305 vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich kann das Projektionssystem in dem Zugfahrzeug 302 und/oder dem gezogenen Fahrzeug 303 installiert sein. Es versteht sich, dass das Projektionssystem unabhängig von anderen externen Beleuchtungssystemen, wie beispielsweise den Scheinwerfern, betrieben werden kann. Der sichtbare Warnindikator kann einen Richtungsindikator, wie beispielsweise einen Pfeil, oder andere Anzeigen umfassen oder aus ihnen bestehen, die zur Darstellung der Fahrzeugtrajektorie geeignet sind. Es ist vorgesehen, dass der sichtbare Warnindikator auf dem Boden in der Nähe des Fahrzeugs bereitgestellt wird. So kann beispielsweise der sichtbare Warnindikator je nach Fahrtrichtung auf den Boden vor oder hinter dem Fahrzeug projiziert werden. Der sichtbare Warnindikator kann während eines Rückwärtsgangs hinter das Fahrzeug projiziert werden. Den sichtbare Warnindikator kann in Abhängigkeit von einem Lenkwinkel und/oder einer Zielroute R erzeugt werden. Der sichtbare Warnindikator kann auch einen Fahrzeuggeschwindigkeitsindikator umfassen.
Die Einparkassistenzsteuerung 304 in dieser Ausführungsform kann ein erwartetes Profil des Wegindikators 359 in Abhängigkeit von der Zielroute R bestimmen. Das Profil des Wegindikators 359 variiert jedoch je nach Bodenprofil. Als Beispiel wird der Wegindikator 359 in 21A als Projektion auf eine ebene, im Wesentlichen horizontale Fläche dargestellt. Wird jedoch der gleiche Wegindikator 359 auf eine unebene Fläche projiziert, wird die Projektion in Abhängigkeit von den Geländeeigenschaften verzerrt. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Einparkassistenzsteuerung 304 konfiguriert, um ein von der am gezogenen Fahrzeug 303 vorgesehenen Kamera 315 aufgenommenes Ist-Bild mit einem erwarteten Profil des Wegindikators 359 zu vergleichen, das in Abhängigkeit von der bestimmten Zielroute R bestimmt wird. Als Beispiel ist der Wegindikator 359 in 21B dargestellt, die auf eine unebene Oberfläche projiziert wird, die einen geneigten Bereich umfasst. Die Einparkassistenzsteuerung 304 kann konfiguriert werden, um ein oder mehrere Geländeeigenschaften in Abhängigkeit von der Verzerrung des Wegindikators 359 zu bestimmen. So kann beispielsweise die Einparkassistenzsteuerung 304 eine Neigung oder Steigung der Oberfläche bestimmen oder ein oder mehrere Hindernisse entlang der Zielroute R erkennen. Es versteht sich, dass diese Technik in Verbindung mit den anderen hierin beschriebenen Techniken verwendet werden kann, z. B. der Projektion des Geländereferenzmusters 355, das mit Bezug auf die 14 bis 16 beschrieben wird.
Eine Variante der hierin beschriebenen Parkleuchte 305 mit Bezug auf die 21A und 21B ist in den 22A und 22B dargestellt. In dieser Variante umfasst der Wegindikator 359 die erste und zweite Weglinie 361-1, 361-2, die die Zielroute R des Fahrzeugs darstellen. Die erste und zweite Weglinie 361-1, 361-2 in der vorliegenden Ausführungsform entsprechen einem vorhergesagten Weg der jeweiligen ersten und zweiten Anhängerräder TW1, TW2. Zumindest in bestimmten Ausführungsformen kann die Projektion der Weglinie 361 die Identifizierung von Hindernissen direkt im Weg der Anhängerräder TW1, TW2 während der Fahrt entlang der Zielstrecke R erleichtern
Die Einparkassistenzsteuerung 304 kann konfiguriert werden, um ein von der Kamera 315 aufgenommenes Ist-Bild, das am gezogenen Fahrzeug 303 bereitgestellt wird, mit einem erwarteten Profil der ersten und zweiten Weglinien 361-1, 361-2 zu vergleichen, die in Abhängigkeit von der bestimmten Zielroute R bestimmt werden. Mit Bezug auf 22B werden die erste und die zweite Weglinie 361-1, 361-2 auf eine unebene Oberfläche projiziert, die einen geneigten Bereich umfasst. Die Einparkassistenzsteuerung 304 kann konfiguriert werden, um ein oder mehrere Geländeeigenschaften in Abhängigkeit von der Verzerrung der ersten und zweiten Weglinie 361-1, 361-2 zu bestimmen. So kann beispielsweise die Einparkassistenzsteuerung 304 eine Neigung oder Steigung der Oberfläche bestimmen oder ein oder mehrere Hindernisse entlang der Zielroute R erkennen. Alternativ oder zusätzlich kann die Einparkassistenzsteuerung 304 ein oder mehrere Geländeeigenschaften durch Vergleichen der ersten und zweiten Weglinien 361-1, 361-2 bestimmen. So kann beispielsweise die Trajektorie der ersten und zweiten Weglinien 361-1, 361-2 verglichen werden, um Gradientenänderungen zu bestimmen. Wenn die erste und zweite Weglinie 361 - 1, 361-2 beim Aufstellen auf den Boden nicht parallel verlaufen, kann die Einparkassistenzsteuerung 304 bestimmen, dass eine Neigung oder Steigung vorliegt. Es versteht sich, dass die Einparkassistenzsteuerung 304 im Zugfahrzeug 302 oder in der Parkleuchte 305 vorgesehen sein kann.
Das gezogene Fahrzeug 303 kann je nach Geländeeigenschaften seitlichen Bewegungen, wie z. B. Seitenabrutschen, ausgesetzt sein. Diese Querbewegungen können zum Beispiel dadurch entstehen, dass das gezogene Fahrzeug 303 eine unebene oder geneigte Fläche befährt. Die Einparkassistenzsteuerung 304 kann konfiguriert werden, um die Zielroute R in Abhängigkeit von erfassten Geländeeigenschaftenn, wie beispielsweise einer erfassten Steigung oder Neigung, zu ändern. Die Einparkassistenzsteuerung 304 kann die Zielroute R bestimmen, um das gezogene Fahrzeug 303 über eine Steigung oder Gefälle zu steuern, um einem Seitensprung entgegenzuwirken. Die Einparkassistenzsteuerung 304 kann die Zielroute R bestimmen, um Löcher zu vermeiden. Wenn bei der Zielroute R ein Loch oder eine unebene Oberfläche nicht vermieden werden kann, kann die Einparkassistenzsteuerung 304 konfiguriert werden, einem Drehmoment des gezogenen Fahrzeugs 303 entgegenzuwirken, sobald ein Anhängerrad TW1, TW2 das Loch oder die unebene Oberfläche überquert. Die Einparkassistenzsteuerung 304 kann konfiguriert werden, um die Zielroute R in Abhängigkeit von erfassten Steigungsänderungen zu ändern. So kann beispielsweise die Einparkassistenzsteuerung 304 die Zielroute R modifizieren, um sicherzustellen, dass die Steigung in Quer- und/oder Längsrichtung unter einem vorgegebenen Steigungsschwellenwert liegt. Alternativ oder zusätzlich kann die Einparkassistenzsteuerung 304 das Einparkassistenzsignal S1 modifizieren, um Änderungen in der Trajektorie des gezogenen Fahrzeugs 303 aufgrund der Steigungsänderungen auszugleichen. So kann beispielsweise das Einparkassistenzsignal S1 modifiziert werden, um Änderungen der Steigung unter den ersten und zweiten Anhängerrädern TW1, TW2 auszugleichen. Die Zielroute R kann zum Ausgleich von Seitenabrutschen bestimmt werden, z. B. beim Durchfahren einer geneigten Fläche. Die Einparkassistenzsteuerung 304 kann beispielsweise die Zielroute R so bestimmen, dass sie eine Steigung hinauffährt, um einem Seitenabrutschen entgegenzuwirken.
Zumindest einige der hierin beschriebenen Ausführungsformen sehen vor, dass die Einparkassistenzsteuerung zum Erzeugen der Zielroute R im Zugfahrzeug vorgesehen ist. Zumindest in bestimmten Ausführungsformen kann die Einparkassistenzsteuerung jedoch in der Parkleuchte vorgesehen werden. Diese Implementierung hat den Vorteil, dass das Einparkassistenzsystem leichter nachgerüstet werden kann, z. B. für den Einsatz mit jedem Fahrzeug, das selbstfahrend ist. Im Falle eines selbstfahrenden Anhängers kann eine drahtlose Kamera am Anhänger montiert werden, um eine Winkelausrichtung in Bezug auf die Leuchte zu bestimmen. Eine Fernbedienung kann in die Parkleuchte integriert werden, um den Anhänger zu steuern. Alternativ oder zusätzlich kann eine Lichtkamera vorgesehen werden, um den Anhänger zu identifizieren und seine relative Position und/oder Ausrichtung zu bestimmen. Es versteht sich, dass diese Steuerstrategien auch zum Steuern eines Zugfahrzeugs verwendet werden können.
Eine schematische Darstellung der Parkleuchte 305 gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist in 24 dargestellt. Die Leuchte HMI 332 umfasst einen Bildschirm 366, eine Benutzereingabeeinrichtung 367, eine Lichtkamera 368 und einen Sender-Empfänger 369. Die Benutzereingabevorrichtung 367 umfasst eine oder mehrere Steuervorrichtungen, wie beispielsweise einen mechanischen Schalter, eine Taste, einen Drehknopf, einen kapazitiven Schalter oder einen Widerstandsschalter. Alternativ oder zusätzlich kann die Benutzereingabeeinrichtung 367 mit dem Bildschirm 366 kombiniert werden, beispielsweise in Form eines berührungsempfindlichen Displays. Das Lichtsteuergerät 327 umfasst einen Bildprozessor zur Verarbeitung der von der Lichtkamera 368 erfassten Bilddaten, um die relative Position und/oder Ausrichtung des gezogenen Fahrzeugs 303 zu bestimmen. Das Lichtsteuergerät 327 ist konfiguriert, um die von der Lichtkamera 368 erfassten Bilddaten auf dem Bildschirm 366 auszugeben. Das Lichtsteuergerät 327 ist konfiguriert, um die Bilddaten der Lichtkamera 368 mit einem Parkortindikator 326 und optional auch einer grafischen Darstellung einer Zielroute R zu ergänzen. Das resultierende vergrößerte Bild kann einem Benutzer helfen, die Zielroute R und/oder den Parkortindikator 326 zu visualisieren. Die Benutzereingabevorrichtung 367 kann zum Einstellen der Position des Parkortindikators 326 und/oder zum Einstellen der Zielroute R verwendet werden. Somit ist die Leuchte HMI 332 konfiguriert, um ein erweitertes Bild zu erzeugen, das von einem Benutzer manipuliert werden kann, um die Zielroute R zu ändern. Alternativ oder zusätzlich kann die Position und/oder Ausrichtung des Parkortindikators 326 durch den Benutzer verändert werden. Die Zielroute R und der Parkortindikator 326 können als Überlagerung des Anzeigenbildes auf dem Bildschirm 366 angezeigt werden. Der Benutzer validiert die Eingaben, wenn der gewünschte Parkortindikator 326 eingegeben wurde. Alternativ oder zusätzlich können die Steuerfunktionen der Leuchte HMI 332 in einer Steuerung HMI im Trägerfahrzeug 302 bereitgestellt werden.
Die Einparkassistenzsteuerung 304 ist konfiguriert, um die Zielroute R in Abhängigkeit von der bestimmten Position und/oder Ausrichtung des gezogenen Fahrzeugs 303 zu erzeugen. Die Parkleuchte 305 kann optional über den Sender-Empfänger 369 mit dem Zugfahrzeug 302 kommunizieren, um beispielsweise das Einparkassistenzsignal S1 auszugeben. Durch Korrelieren von Änderungen der Ausrichtung des gezogenen Fahrzeugs 303 (die mit den vorgenannten Bildverarbeitungstechniken bestimmt werden können) mit einem bekannten Lenkwinkel des Zugfahrzeugs 302 kann das Lichtsteuergerät 327 optional die relative Ausrichtung des Zugfahrzeugs 302 mittels Rückwärtskinematik bestimmen. Die Einparkassistenzsteuerung 304 kann in dem Zugfahrzeug 302 vorgesehen sein. Alternativ kann die Einparkassistenzsteuerung 304 in der Parkleuchte 305 vorgesehen werden, beispielsweise integriert in das Lichtsteuergerät 327. Das Lichtsteuergerät 327 ist konfiguriert, um das Einparkassistenzsignal S1 an den Sender-Empfänger 369 zur drahtlosen Übertragung an das Trägerfahrzeug 302 auszugeben.
Die Bedienung des Lichtsteuergeräts 327 zum Erzeugen eines erweiterten Bildes 380 zur Ausgabe auf den Bildschirm 366 wird nun anhand der 25, 26 und 27 beschrieben. Ein typisches Parkszenario ist beispielhaft in einer Szene 381 in 25 dargestellt. Das Zugfahrzeug 302 und das gezogene Fahrzeug 303 sind proximal zu einem gewünschten Parkplatz positioniert. Im dargestellten Beispiel ist das gezogene Fahrzeug 303 neben einem elektrischen Netzanschluss 382 zu parken, während es ein Hindernis 383 umgeht. Der elektrische Netzanschluss 382 und das Hindernis 383 befinden sich beide an einem festen Ort. Die Parkleuchte 305 wird vom Benutzer auf dem Boden proximal zum gewünschten Parkplatz positioniert. Die Parkleuchte 305 ist so ausgerichtet, dass die Lichtkamera 368 auf den gewünschten Parkplatz und vorzugsweise auch auf das gezogene Fahrzeug 303 gerichtet ist. Die von der Lichtkamera 368 erfassten Bilddaten stellen die Szene 381 dar, einschließlich des gezogenen Fahrzeugs 303, des elektrischen Netzanschlusses 382 und des Hindernisses 383. Die Bilddaten werden auf dem Bildschirm 366 ausgegeben und als Bild 340 angezeigt, wie in 26 dargestellt. Bei Bedarf kann der Benutzer die Ausrichtung der Parkleuchte 305 so einstellen, dass die Lichtkamera 368 die gewünschten Szenenelemente, wie beispielsweise den gewünschten Parkplatz, erfasst.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Einparkassistenzsteuerung 304 konfiguriert, um die von der Lichtkamera 368 erzeugten Bilddaten zu ergänzen. Insbesondere ist die Einparkassistenzsteuerung 304 konfiguriert, um Grafiken und Informationen auf das Bild 340 zu übertragen, um das erweiterte Bild 380 zu erzeugen. Ein erstes erweitertes Bild 380 ist in 26 dargestellt, das das von der Parkleuchte 305 aufgenommene Bild 340 in der in 25 dargestellten Szene beinhaltet. Dem Bild 340 ist ein Zielpositionsindikator 339 überlagert, um eine grafische Darstellung der Zielposition P_TAR bezüglich anderer Merkmale der Szene 381 zu erhalten. Wie in 26 dargestellt, ist der Zielpositionsindikator 339 zumindest im Wesentlichen so skaliert, dass er einer Grundfläche des gezogenen Fahrzeugs 303 (und optional auch des Zugfahrzeugs 302) entspricht. In dem veranschaulichten Beispiel umfasst der Zielpositionsindikator 339 ein Rechteck, das eine ungefähre Darstellung des Außenprofils des gezogenen Fahrzeugs 303 liefert. Es ist zu beachten, dass der Zielpositionsindikator 339 ein anderes Profil aufweisen kann, um beispielsweise das Ist-Profil des gezogenen Fahrzeugs 303 in Planform näher darzustellen. Der Zielpositionsindikator 339 in der vorliegenden Ausführungsform umfasst auch einen Türmarkierer 342 und eine elektrische Verbindermarkierung 343. Die Türmarkierung 342 entspricht einer Tür 384, die am gezogenen Fahrzeug 303 vorgesehen ist; und die elektrische Verbindermarkierung 343 entspricht einem elektrischen Verbinder 385, der am gezogenen Fahrzeug 303 vorgesehen ist.
Eine Anfangsposition des Zielpositionsindikators 339 innerhalb des Bildes 340 könnte automatisch bestimmt werden, z. B. durch Analyse der Bilddatenausgabe der Lichtkamera 368. Alternativ kann der Benutzer auch die Ausgangsposition der Zielposition P_TAR angeben. Bei Bedarf kann der Benutzer die Position der Zielposition P_TAR einstellen. So kann der Benutzer beispielsweise die Benutzereingabevorrichtung 367 betätigen, um die Position und/oder Ausrichtung des Zielpositionsindikators 339 innerhalb des erweiterten Bildes 380 zu ändern. Wenn sichergestellt ist, dass die Position und/oder Ausrichtung des Zielpositionsindikators 339 der Position und/oder Ausrichtung der Zielposition P entspricht, bestätigt der Benutzer die Eingabe.
Wie in 26 dargestellt, kann die Einparkassistenzsteuerung 304 konfiguriert werden, um eine aktuelle Position P_CUR des gezogenen Fahrzeugs 303 (und optional auch des Zugfahrzeugs 304) zu identifizieren. Die Einparkassistenzsteuerung 304 kann das Bild 340 analysieren, um das gezogene Fahrzeug 303 zu identifizieren, beispielsweise unter Verwendung geeigneter Bildverarbeitungstechniken. Alternativ kann der Benutzer das gezogene Fahrzeug 303 innerhalb des Bildes 340 identifizieren. In einem ersten Arbeitsgang kann der Benutzer den Zielpositionsindikator 339 positionieren, um die aktuelle Position P_CUR (und optional auch eine aktuelle Ausrichtung) des gezogenen Fahrzeugs 303 zu identifizieren. In einem zweiten Arbeitsgang kann der Benutzer den Zielpositionsindikator 339 positionieren, um die Zielposition P_TAR (und optional auch eine aktuelle Ausrichtung) des gezogenen Fahrzeugs 303 zu identifizieren. Andere Techniken können verwendet werden, um die aktuelle Position P_CUR und die Zielposition P_TAR des gezogenen Fahrzeugs 303 zu identifizieren.
Die Einparkassistenzsteuerung 304 ist konfiguriert, um die Zielroute R zu berechnen, entlang der das gezogene Fahrzeug 303 von der aktuellen Position P_CUR zur Zielposition P_TAR fahren soll. Die Zielroute R kann zumindest im Wesentlichen in Echtzeit berechnet werden. Wie in 25 dargestellt, wird dem Bild 340 ein Zielroutenindikator 386 überlagert, um die Zielroute R darzustellen. Die Zielroute R kann berechnet und zumindest im Wesentlichen in Echtzeit angezeigt werden. Diese Echtzeitanzeige des Zielroutenindikators 386 kann dem Benutzer helfen, Änderungen an der Zielroute R zu visualisieren, z. B. in Abhängigkeit von Änderungen der Position und/oder Ausrichtung der Zielposition P_TAR . Alternativ können die Zielroute R berechnet und der Zielroutenindikator 386 erst angezeigt werden, nachdem der Benutzer die Zielposition P_TAR validiert hat. Die Einparkassistenzsteuerung 304 kann es dem Benutzer ermöglichen, die Zielroute R direkt zu ändern. Der Benutzer kann einen oder mehrere Punkte auf das Zielroutenindikator 386 neu positionieren. In Ausführungsformen, in denen die Benutzereingabevorrichtung 367 einen Touchscreen umfasst, kann der Benutzer einen Punkt auf das Zielroutenindikator 386 berühren und bewegen und/oder einen diesem Punkt zugeordneten Richtungsvektor drehen. Der Benutzer validiert die Zielroute R, die dann an das Zugfahrzeug 302 weitergeleitet wird. Das Zugfahrzeug 302 wird in Abhängigkeit von der Zielroute R gesteuert, um das gezogene Fahrzeug 303 entlang der Zielroute R rückwärts zu fahren.
Es versteht sich, dass dem Bild 340 weitere Merkmale zur Unterstützung des Benutzers überlagert werden können. Als Beispiel kann ein Konturnetz 387 vorgesehen werden, um einen Hinweis auf die Konturen des Bodens zu geben. Die Einparkassistenzsteuerung 304 kann die Bilddaten verarbeiten, um Geländeeigenschaften zu schätzen, z. B. um eine Neigung oder Steigerung zu identifizieren. Das Konturnetz 387 kann beispielsweise die Geländeeigenschaften darstellen. Das Konturnetz 387 kann in Abhängigkeit vom projizierten Geländeformat erzeugt werden. So könnte beispielsweise das auf den Boden projizierte Einfallsmuster von den erfassten Bilddaten isoliert und zur Erzeugung des Konturnetzes 387 verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Einparkassistenzsteuerung 304 Daten von Sensoren empfangen, die am Zugfahrzeug 302 oder an der Parkleuchte 305 vorgesehen sind, beispielsweise von einer Trägheitsmesseinheit (IMU), die einen oder mehrere Beschleunigungssensoren und/oder Gyroskope umfasst.
Die Einparkassistenzsteuerung 304 wurde hierin insbesondere in Bezug auf das parallele Parken des gezogenen Fahrzeugs 302 beschrieben, bei dem die Längsachse_X1, _X1TAR der aktuellen Position P_CUR und die Zielposition P_TAR im Allgemeinen parallel zueinander sind. Es versteht sich, dass die Einparkassistenzsteuerung 304 gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf diese Betriebsart beschränkt ist. So kann beispielsweise die Einparkassistenzsteuerung 304 verwendet werden, wenn die Längsachse_X1, _X1TAR der aktuellen Position P_CUR und die Zielposition P_TAR im Allgemeinen senkrecht zueinander stehen, wie in einem zweiten vergrößerten Bild in 27 dargestellt.
In der hierin beschriebenen Ausführungsform mit Bezug auf die 25 bis 27 ist der Bildschirm 366 auf der Parkleuchte 305 vorgesehen. Das erweiterte Bild 380 kann vom Benutzer, der die Parkleuchte 305 bedient, betrachtet werden. Es versteht sich, dass das erweiterte Bild 380 auf anderen Anzeigebildschirmen angezeigt werden kann. Die Parkleuchte 305 kann konfiguriert werden, um die dem erweiterten Bild 380 entsprechenden Bilddaten an einen Empfänger zu übertragen. So könnte beispielsweise das erweiterte Bild 380 auf einem im Zugfahrzeug 302 vorgesehenen Bildschirm ausgegeben werden. Alternativ oder zusätzlich kann das erweiterte Bild 380 an ein universelles Rechenvorrichtung, wie beispielsweise einen PC (zum Beispiel einen Laptop), einen Tablet-Computer oder ein Mobiltelefon, ausgegeben werden. In einer weiteren Variante kann das erweiterte Bild 380 aus Bilddaten erzeugt werden, die von einer Kamera auf der Rechenvorrichtung aufgenommen wurden. In dieser Variante ist vorgesehen, dass die Parkleuchte 305 eine Referenzkennung erzeugt, die von der Rechenvorrichtung erkannt werden kann. Der Referenzkennzeichner könnte eine optische Projektion, zum Beispiel ein kodiertes Signal, umfassen. Die Zielroute R könnte durch die Rechenvorrichtung bestimmt werden. Alternativ könnte die Zielroute R von der Einparkassistenzsteuerung 304 übertragen werden. Somit können die Einparkassistenzsteuerung 304 und der Anzeigebildschirm 366 in separaten Vorrichtungen bereitgestellt werden.
Die Leuchte HMI 332 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann zusätzlich zum ersten hierin beschriebenen Projektionssystem 328 verwendet werden. Dies kann beispielsweise bei starker Sonneneinstrahlung wünschenswert sein, wenn die Erkennung des projizierten Parkortindikators 326 schwierig ist. Alternativ kann die Leuchte HMI 332 anstelle des ersten Projektionssystems 328 verwendet werden. Bei einer solchen Anordnung ist zu beachten, dass die Zielroute R nicht auf den Boden projiziert wird. Die relative Position des gezogenen Fahrzeugs 303 und der Parkleuchte 305 kann beispielsweise mit Hilfe von Signaltriangulationstechniken bestimmt werden. So kann beispielsweise der Sender-Empfänger 369 drahtlos mit einem oder mehreren Sender-Empfängern kommunizieren, die an dem gezogenen Fahrzeug 303 und/oder dem Zugfahrzeug 302 vorgesehen sind. Die Laufzeit der Kommunikation kann zur Bestimmung der relativen Position verwendet werden.
In einer Variante kann das Lichtsteuergerät 327 die von der Lichtkamera 368 erfassten Bilddaten manipulieren, um ein Bild in Vogelperspektive zu erzeugen. Das Zugfahrzeug 302 und/oder das gezogene Fahrzeug 303 können optional auch auf dem Bild überlagert und auf dem Bildschirm 366 ausgegeben werden.
Die hierin beschriebene Parkleuchte ist eine separate Vorrichtung zur Positionierung außerhalb des Zugfahrzeugs und des gezogenen Fahrzeugs. Ein Benutzer könnte nach Abschluss eines Parkmanövers den Abruf der Parkleuchte vergessen. Die Parkleuchte kann zurückgelassen werden, wenn das Zugfahrzeug und das gezogene Fahrzeug weggefahren werden.
Wie in 28 gezeigt, kann das Einparkassistenzsystem 305 eine Andockstation 390 zum Andocken der Parkleuchte 305 umfassen. Die Andockstation 390 ist in einem Host-Fahrzeug vorgesehen, das entweder das Zugfahrzeug 302 oder das gezogene Fahrzeug 303 sein kann. Die Andockstation 390 umfasst ein Dock 391 zur Aufnahme der Parkleuchte, eine Docksteuereinheit 392 und eine Ladeeinheit 393 zum Laden von Energiespeichermitteln, wie beispielsweise einer Batterie (nicht dargestellt), die in der Parkleuchte 305 vorgesehen sind. Das Dock 391 ist konfiguriert, um die Parkampel 305 in einer vorbestimmten Position in der Andockstation 390 zu positionieren. Das Dock 391 kann einen mechanischen Haltemechanismus oder einen Magneten zum ablösbaren Halten der Parkleuchte 305 umfassen. Die Docksteuereinheit 392 ist konfiguriert, um den Betrieb der Ladeeinheit 393 zu steuern und mit dem Lichtsteuergerät 327 zu kommunizieren, wenn die Parkleuchte 305 angedockt ist. Die Ladeeinheit 393 umfasst einen elektrischen Verbinder (nicht dargestellt) zum Herstellen einer elektrischen Verbindung mit entsprechenden elektrischen Verbindern, die an der Parkleuchte 305 vorgesehen sind, wenn die Parkleuchte 305 in der Dockingstation 390 angedockt ist. Die Docksteuereinheit 392 umfasst eine Schnittstelle 394 zur Kommunikation mit der Lichtsteuereinheit 327, wenn die Parkleuchte 305 angedockt ist. Die Schnittstelle 394 kommuniziert auch mit dem Host-Fahrzeug (entweder dem Zugfahrzeug 302 oder dem gezogenen Fahrzeug 303), beispielsweise durch Verbindung zu einem Kommunikationsbus oder Netzwerk des Host-Fahrzeugs.
Die Docksteuereinheit 392 ist konfiguriert, um zu bestimmen, wann die Parkleuchte 305 angedockt ist und wann die Parkleuchte 305 abgedockt ist. Die Bestimmung kann beispielsweise in Abhängigkeit vom Status einer Kommunikationsverbindung zwischen der Schnittstelle 394 und der Lichtsteuereinheit 327 erfolgen. Wenn die Docksteuereinheit 392 keine Verbindung mit der Lichtsteuereinheit 327 herstellen kann, bestimmt die Docksteuereinheit 392, dass die Parkleuchte 305 abgedockt ist. Wenn das Docksteuergerät 392 eine Verbindung mit dem Lichtsteuergerät 327 herstellen kann, bestimmt das Docksteuergerät 392, dass die Parkleuchte 305 angedockt ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Docksteuereinheit 392 bestimmen, wann die Parkleuchte 305 an- oder abgedockt wird, indem sie den Status der Ladeeinheit 393 überwacht. So kann beispielsweise die Docksteuereinheit 392 eine elektrische Last über die Ladeeinheit 393 messen, um zu bestimmen, wann die Parkleuchte 305 an- oder abgedockt ist.
Die Docksteuereinheit 392 ist konfiguriert, um eine Warnung zu erzeugen, wenn die Parkleuchte305 abgedockt ist und bestimmt wird, dass sich das Trägerfahrzeug bewegt. Die Docksteuereinheit 392 kann beispielsweise mit dem Host-Fahrzeug kommunizieren, um eine Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit oder einen Status der Feststellbremse zu bestimmen. Wenn die Fahrzeugbezugsgeschwindigkeit einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet oder die Feststellbremse gelöst wird, während die Parkleuchte 305 abgedockt ist, erzeugt die Docksteuereinheit 392 einen Alarm. Alternativ oder zusätzlich kann die drahtlose Kommunikation zwischen der Docksteuereinheit 392 und der Parkleuchte 305 einen Trennungsabstand bestimmen. Wenn der Trennungsabstand einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, kann die Docksteuereinheit 392 einen Alarm auslösen. Die Warnung kann beispielsweise von der Docksteuereinheit 392 an das Host-Fahrzeug ausgegeben und vom Fahrzeug-HMI ausgegeben werden. Somit kann einem Benutzer mitgeteilt werden, dass sich die Parkleuchte 305 nicht im Trägerfahrzeug befindet.
In einer weiteren Variante kann die Dockingstation 390 einen Verriegelungsmechanismus 395 zum Einrasten der Parkleuchte 305 aufweisen. Der Verriegelungsmechanismus 395 kann ein Verriegelungselement zum Eingriff in eine zusammenwirkende Fläche an der Parkleuchte 305 umfassen. Der Verriegelungsmechanismus 395 kann betätigt werden, um das Entfernen der Parkleuchte 305 zu verhindern. Der Verriegelungsmechanismus 395 kann mit einem mechanischen Schlüssel entriegelt werden. Alternativ kann der Verriegelungsmechanismus 395 mit einem digitalen Schlüssel gelöst werden, z. B. um eine elektromagnetische Verriegelung zu deaktivieren.
Es versteht sich, dass die Dockingstation 390 während der Herstellung in das Host-Fahrzeug integriert werden kann. Alternativ kann die Dockingstation 390 am Host-Fahrzeug nachgerüstet werden, z. B. durch Anschluss an eine Bordnetzspannung und optional auch an das Kommunikationsnetz oder den Bus.
Eine hierin beschriebene Variante des Einparkassistenzsystem 301 mit Bezug auf die 14 bis 28 wird nun mit Bezug auf die 29 beschrieben. Dieselben Bezugszahlen werden für dieselben Komponenten verwendet.
Das Einparkassistenzsystem 301 verwendet Bildverarbeitungstechniken, um das gezogene Fahrzeug 303 in den von der Lichtkamera 368 erfassten Bilddaten zu identifizieren. Um eine robuste Identifizierung des gezogenen Fahrzeugs 303 zu ermöglichen, kann mindestens ein Ziel 388 am gezogenen Fahrzeug 303 vorgesehen werden. Zumindest in bestimmten Ausführungsformen ist das mindestens ein Ziel 388 mittels Bildverarbeitungstechniken identifizierbar. Das mindestens eine Ziel 388 ist konfiguriert, um ein eindeutiges Muster zu erzeugen, das durch Analyse der von der Lichtkamera 368 erfassten Bilddaten identifizierbar ist (zur Unterscheidung von möglichen Spiegelreflexionen), um die Bestimmung der Polar-Position des gezogenen Fahrzeugs 303 in Bezug auf die Parkleuchte 305 zu ermöglichen.
Mindestens ein Ziel 388 kann beispielsweise auf einer nach hinten gerichteten (hinteren) Fläche des gezogenen Fahrzeugs 303 vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich kann ein Ziel auf einer oder beiden gegenüberliegenden Seiten des gezogenen Fahrzeugs 303 vorgesehen sein. Die Konfiguration des mindestens einen Ziels 388 kann auf verschiedenen Oberflächen des gezogenen Fahrzeugs 303 unterschiedlich sein. So können beispielsweise die auf jeder Oberfläche des gezogenen Fahrzeugs 303 vorgesehenen Ziele 388 ein einzigartiges Muster aufweisen, um die Unterscheidung zwischen den Oberflächen zu erleichtern. Jedes Ziel 388 kann beispielsweise ein reflektierendes Element umfassen. Mindestens ein Ziel 388 kann jeweils eine reflektierende Linse oder ein reflektierendes Material umfassen, das geeignet ist, Licht in die Durchlassrichtung zurückzugeben. Eine Vielzahl von Zielen 388 kann auf einem Substrat oder einer Rückseite angeordnet sein. Die Ziele 388 können eine definierte räumliche Trennung und/oder einen Winkelabstand aufweisen, um die Identifizierung zu erleichtern. Die Ziele 388 können optional farbig gestaltet werden, z. B. mit einer farbigen reflektierenden Linse.
In der in 29 dargestellten Anordnung ist ein (1) Ziel 388 auf einer hinteren Fläche des gezogenen Fahrzeugs 303 vorgesehen. Das Ziel 388 umfasst ein reflektierendes Element, das konfiguriert ist, um das von einer Lichtquelle emittierte Licht zu reflektieren, das in der Parkleuchte 305 vorgesehen ist. Die Lichtquelle kann konfiguriert werden, um ein codiertes Lichtmuster zu übertragen, um die Identifizierung des Ziels 388 zu erleichtern. Das kodierte Lichtmuster kann beispielsweise ein vorgegebenes Muster oder Signal umfassen, das in dem vom Ziel 388 reflektierten Licht identifizierbar ist. Das von der Lichtkamera 368 aufgenommene Bild kann analysiert werden, um ein Bildelement (oder eine Vielzahl von Bildelementen) zu identifizieren, das sich gemäß dem vorbestimmten kodierten Muster ändert. Das kodierte Muster kann Abtastzeiten umfassen, die einer bestimmten optischen Führungseinrichtung 330 zugeordnet sind, und die Bildanalyse kann konfiguriert werden, um dieses Muster zu identifizieren. Eine Vielzahl von Zielen 388 kann in einer bekannten Konfiguration (z. B. in einer bekannten geometrischen Konfiguration) bereitgestellt werden, um die Filterung der Bilddaten zu erleichtern, z. B. um Bildrauschen, das durch Lichtreflexion von anderen Oberflächen verursacht wird, zu reduzieren oder zu entfernen.
Die Parkleuchte 305 könnte mit einer speziellen Lichtquelle zur Übertragung von Licht zur Reflexion des/der Zielobjekte(s) 388 ausgestattet werden. In der vorliegenden Ausführungsform ist jedoch vorgesehen, dass das erste Projektionssystem 328 konfiguriert ist, um einen Bereich zu scannen, in dem sich das gezogene Fahrzeug 303 wahrscheinlich oder voraussichtlich befindet. Wie hierin beschrieben, kann das erste Projektionssystem 328 eine Lichtquelle in Form eines Lasers umfassen. Das erste Projektionssystem 328 kann beispielsweise konfiguriert werden, um das optische Leitmittel 330 um die Querachse Y1 zu drehen, um den Lichtstrahl in einer vertikalen Ebene abzutasten, wie in 29 dargestellt. Der vom ersten Projektionssystem 328 ausgestrahlte Lichtstrahl kann als vertikaler Fächer quer abgetastet oder in einem Rastermuster abgetastet werden, um das Ziel 388 zu lokalisieren. Mindestens ein Teil des Lichts, das vom ersten Projektionssystem 328 ausgestrahlt wird, das auf das Ziel 388 trifft, wird zurück zur Parkleuchte 305 reflektiert. Das reflektierte Licht wird durch die Verarbeitung der von der Lichtkamera 368 erzeugten Bilddaten erfasst und ermöglicht so die Identifizierung des Ziels 388. Mit geeigneten Bildverarbeitungstechniken kann die Position und Ausrichtung des Ziels 388 bestimmt werden. Sobald das Ziel 388 lokalisiert ist, kann das optische Leitmittel 330 gesteuert werden, um das Licht über einen reduzierten oder begrenzten Bereich im Bereich einer zuletzt bekannten Position abzutasten. Alternativ oder zusätzlich kann die ungefähre Position des Ziels 388 mit der Lichtkamera 368 bestimmt werden. Die ungefähre Position kann verwendet werden, um die Abtastung durch die optischen Leitmittel 330 zu optimieren. Durch die Identifizierung des Ziels 388 können die Bilddaten verarbeitet werden, um den Standort des gezogenen Fahrzeugs 303 zu identifizieren. Die Ausrichtung des gezogenen Fahrzeugs 303 kann durch Verfolgen seiner Bewegung bestimmt werden.
Eine Vielzahl der Ziele 388 kann in einem vordefinierten Muster angeordnet sein, beispielsweise mit einem vordefinierten Winkelabstand zwischen den Zielen 388 und/oder einem vordefinierten räumlichen Abstand zwischen den Zielen 388. Das vordefinierte Muster kann ein geometrisches Muster sein. Wenn die Ziele 388 abgetastet werden, z. B. durch Abtasten des vom ersten Projektionssystem 328 ausgesendeten Lasers, weisen die zurückgegebenen Impulse eine Zeittrennung auf, die von der Winkel- und/oder Raumtrennung der Ziele 388 abhängig ist. Der Winkelabstand der Ziele 388 und der Abstand zu den Zielen 388 können mit Bezug auf die Winkelabtastgeschwindigkeit der optischen Leitmittel 330bestimmt werden. Dadurch kann die Polar-Position des gezogenen Fahrzeugs 303 und der Abstand von der Leuchte 305 zum gezogenen Fahrzeug 303 bestimmt werden. Somit können das erste Projektionssystem 328 und die Lichtkamera 368 verwendet werden, um die relative Position und Ausrichtung des gezogenen Fahrzeugs 303 zu bestimmen.
Ein erster Satz, der eines oder mehrere der Ziele 388 umfasst, kann auf einer ersten Oberfläche des gezogenen Fahrzeugs 303 vorgesehen werden, beispielsweise auf der Rückseite des gezogenen Fahrzeugs 303. Ein zweiter Satz, der eines oder mehrere der Ziele 388 umfasst, kann auf einer zweiten Oberfläche des gezogenen Fahrzeugs 303, beispielsweise an einer Seite des gezogenen Fahrzeugs 303, vorgesehen werden. Der zweite Satz von Zielen 388 kann orthogonal in Bezug auf den ersten Satz von Zielen 388 ausgerichtet sein. Die Bereitstellung von ersten und zweiten Sätzen der Ziele 388 kann dazu beitragen, Fehler bei der Bestimmung der Ausrichtung des gezogenen Fahrzeugs 303 zu verringern. Alternativ können solche Orientierungsfehler auch durch die Analyse von Änderungen ihrer relativen Position in Abhängigkeit von der Trajektorie des gezogenen Fahrzeugs 303 während der Fahrt identifiziert werden. Eine Korrektur kann angewendet werden, um identifizierte Orientierungsfehler zu korrigieren und die Ausrichtung des gezogenen Fahrzeugs 303 zu bestimmen.
Ein Ziel 388 kann optional auf das gezogene Fahrzeug 303 angewendet werden, um besondere Merkmale zu identifizieren, zum Beispiel die Tür 384; und/oder den elektrischen Verbinder 385.
Das Konzept der Anwendung mindestens eines Ziels 388 auf das gezogene Fahrzeug 303 kann in den anderen hierin beschriebenen Ausführungsformen verwendet werden. So kann beispielsweise mindestens ein Ziel 388 auf dem entfernten Fahrzeug 250 vorgesehen werden, um dessen Identifizierung zu erleichtern. Alternativ oder zusätzlich kann die Parkleuchte 305 mit mindestens einem Ziel 388 versehen sein, um dessen Identifizierung zu erleichtern. Anstatt ein separates Ziel 388 anzuwenden, kann das Konzept bestehende Reflektoren verwenden, die am Zugfahrzeug 302, am gezogenen Fahrzeug 303 oder am entfernten Fahrzeug 305 vorgesehen sind. So können beispielsweise die hierin beschriebenen Techniken versuchen, Licht zu identifizieren, das von einem Reflektor reflektiert wird, der einer Lampe zugeordnet ist, oder Licht, das am Fahrzeug bereitgestellt wird. Die Technik kann beispielsweise darauf abzielen, das von einem oder mehreren der folgenden Sets reflektierte Licht zu identifizieren: ein Rückfahrlicht, ein Rücklicht, ein Seitenlicht, ein Blinker und eine Scheinwerferlampe. Die unterschiedliche Farbe des von den verschiedenen Reflektoren reflektierten Lichts kann verwendet werden, um die Position und/oder Ausrichtung des Fahrzeugs zu verfeinern.
Es ist darauf hinzuweisen, dass verschiedene Änderungen an der/den in dieser Schrift beschriebenen Ausführungsform(en) vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der beigefügten Ansprüche abzuweichen.
Die Einparkassistenzsteuerung 104 wurde mit Bezug auf die Identifizierung des Parkortindikators 126 durch Analyse der Bilddaten von Bordkamera(s) beschrieben. Es versteht sich, dass andere Techniken verwendet werden können, um die Position der Parkleuchte 105 zu bestimmen. So könnte beispielsweise die Signaltriangulation verwendet werden, um die Position der Parkleuchte 105 zu bestimmen. Das Zugfahrzeug 102 und/oder das gezogene Fahrzeug 103 können jeweils einen oder mehrere Sender-Empfänger zur Kommunikation mit der Parkleuchte 105 umfassen. Durch Messen der Laufzeit für die Kommunikation mit der Parkleuchte 105 kann die Einparkassistenzsteuerung 104 den Standort der Parkleuchte105 bestimmen. Ein Benutzer kann eine oder mehrere der Parkleuchten 105 verwenden, um eine Zielposition zu markieren. Die Parkleuchte 105 kann das hierin beschriebene optische System funktionsfähig steuern, um eine sichtbare Darstellung der Zielposition zu ermöglichen.
Die Parkleuchte 105 kann konfiguriert werden, um den Zielpfad R auf den Boden zu projizieren. So kann beispielsweise die Einparkassistenzsteuerung 104 den Zielpfad R an die Parkleuchte 105 übertragen. Die Parkleuchte 105 kann den Zielpfad R auf den Boden projizieren, damit der Benutzer die vorgeschlagene Route visualisieren und optional auch die Route bestätigen kann. Die Lichtquelle 29 und der Spiegel 30 können gesteuert werden, um den Zielpfad R anzuzeigen. Durch die visuelle Projektion des Zielpfades R auf den Boden kann der Benutzer Aspekte wie Bodenbeschaffenheit und/oder Neigung berücksichtigen, die bei der Betrachtung einer Videobildausgabe auf einem Bildschirm weniger auffällig sein können.
Die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren können in Verbindung mit einer Vielzahl der Parkleuchten verwendet werden. So können beispielsweise die Parkleuchten so angeordnet werden, dass sie eine im Wesentlichen durchgehende Kette entlang der Zielroute bilden.

Claims

Eine Einparkassistenzsteuerung (4, 104, 204, 304) zum Parken eines entfernten Fahrzeugs, wobei die Einparkassistenzsteuerung konfiguriert ist zum: Identifizieren eines Parkortindikators (26, 126, 226, 326), der durch eine Parkleuchte (5, 105, 205, 305) erzeugt wird; Bestimmen einer Zielposition zum Parken des entfernten Fahrzeugs (250) in Abhängigkeit vom Parkortindikator; Erzeugen eines Einparkassistenzsignals (S1) zum Parken des entfernten Fahrzeugs (250), wobei das Einparkassistenzsignal in Abhängigkeit von der Bestimmung erzeugt wird; und zur Übertragung des Einparkassistenzsignals (S1) an das entfernte Fahrzeug (250).
Eine Einparkassistenzsteuerung (4, 104, 204, 304) nach Anspruch 1, wobei die Einparkassistenzsteuerung konfiguriert ist, um die Zielposition in Abhängigkeit von einer Position und/oder einer Ausrichtung des Parkortindikators (26, 126, 226, 326) zu bestimmen, der durch die Parkleuchte (5, 105, 205, 305) erzeugt wird.
Eine Einparkassistenzsteuerung (4, 104, 204, 304) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Einparkassistenzsteuerung konfiguriert ist, um Daten von einem oder mehreren Sensoren zu empfangen und die Daten von dem einen oder von mehreren Sensoren zu verarbeiten, um den Parkortindikator (26, 126, 226, 326) zu identifizieren.
Eine Einparkassistenzsteuerung (4, 104, 204, 304) nach Anspruch 3, wobei der eine oder die mehreren Sensoren mindestens einen optischen Sensor zum Erzeugen von Daten in Form von Bilddaten umfassen, und die Einparkassistenzsteuerung konfiguriert ist, um die Bilddaten von dem mindestens einen optischen Sensor zu verarbeiten, um den Parkortindikator (26, 126, 226, 326) zu identifizieren.
Eine Einparkassistenzsteuerung (4, 104, 204, 304) nach Anspruch 4, wobei die Einparkassistenzsteuerung konfiguriert ist, um die Bilddaten zu verarbeiten: das Licht, das von einer oder von mehreren Lichtquellen (29, 129, 329) abgegeben wird, die an der Parkleuchte (5, 105, 205, 305) angeordnet sind, um die Zielposition zum Parken des entfernten Fahrzeugs (250) zu bestimmen; oder ein Muster (355), das in dem von einer oder mehreren Lichtquellen (29, 129, 329) abgegebenen Licht kodiert ist.
Eine Einparkassistenzsteuerung (4, 104, 204, 304), wie sie in einem der vorhergehenden Ansprüche beansprucht wird, wobei das Erzeugen des Einparkassistenzsignals (S1) die Ausgabe mindestens eines Steuersignals zum Steuern des entfernten Fahrzeugs (250) umfasst.
Ein Einparkassistenzsystem (1), umfassend die Einparkassistenzsteuerung (4, 104, 204, 304), die in einem der vorhergehenden Ansprüche und einem oder mehreren Sensoren beansprucht wird, wobei optional der eine oder die mehrere Sensoren mindestens einen optischen Sensor umfassen.
Ein Einparkassistenzsystem (1), umfassend die Einparkassistenzsteuerung (4, 104, 204, 304), die in einem der Ansprüche 1 bis 7 beansprucht wird, und mindestens eine Parkleuchte (5, 105, 205, 305).
Ein Host-Fahrzeug (102, 202) mit einer Einparkassistenzsteuerung (4, 104, 204, 304), wie sie in einem der Ansprüche 1 bis 6 beansprucht wird, oder mit einem Einparkassistenzsystem (1), wie es in den Ansprüchen 7 oder 8 beansprucht wird, wobei die Einparkassistenzsteuerung am Host-Fahrzeug (102, 202) angeordnet und konfiguriert ist, um das Einparkassistenzsignal an das entfernte Fahrzeug (250) zu übertragen, wahlweise wenn es direkt oder indirekt von dem abhängigen Anspruch 3 abhängig ist, wobei der eine oder mehrere Sensoren am Host-Fahrzeug (102, 202) angeordnet sind.
Ein Verfahren zum Parken eines entfernten Fahrzeugs (250), wobei das Verfahren umfasst: Identifizieren eines Parkortindikators (26, 126, 226, 326), der durch eine Parkleuchte (5, 105, 205, 305) erzeugt wird; Bestimmen einer Zielposition zum Parken des entfernten Fahrzeugs (250) in Abhängigkeit von dem Parkortindikator; und Erzeugen eines Einparkassistenzsignals (S1) zum Parken des entfernten Fahrzeugs (250), wobei das Einparkassistenzsignal in Abhängigkeit von der Bestimmung erzeugt wird; und Übertragung des Einparkassistenzsignals (S1) an das entfernte Fahrzeug (250).