DE102019119404A1

DE102019119404A1 - Kupplungsunterstützungssystem

Info

Publication number: DE102019119404A1
Application number: DE102019119404.0A
Authority: DE
Inventors: Yu Ling; Chen Zhang
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2018-07-18
Filing date: 2019-07-17
Publication date: 2020-01-23
Also published as: US20200023696A1; CN110733303A; US10953711B2

Abstract

Diese Offenbarung stellt ein Kupplungsunterstützungssystem bereit. Ein Kupplungsunterstützungssystem ist hierin bereitgestellt, das einen Bildgeber zum Aufnehmen von einem oder mehreren Bildern eines Anhängers beinhaltet, der einen Koppler aufweist. Das Kupplungsunterstützungssystem kann ebenfalls eine Benutzereingabevorrichtung zum Eingeben von Angaben einer Kupplungskugel beinhalten. Eine Steuerung innerhalb des Kupplungsunterstützungssystems kann zum Schätzen einer Kupplungskugelhöhe auf Grundlage der eingegebenen Angaben und Schätzen einer Anhängerhöhe auf Grundlage einer Höhe und Projektionsgeometrie des Bildgebers verwendet werden.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen autonome und halbautonome Fahrzeugsysteme und insbesondere Kupplungsunterstützungssysteme, die das Kuppeln eines Fahrzeugs an einen Anhänger vereinfachen.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Der Prozess des Kuppelns eines Fahrzeugs an einen Anhänger kann schwierig sein, besonders für diejenigen, denen es an Erfahrung fehlt. Dementsprechend besteht ein Bedarf für ein System, das den Prozess vereinfacht, indem ein Benutzer auf einfache jedoch intuitive Weise unterstützt wird.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einigen Aspekten der vorliegenden Offenbarung ist in dieser Schrift ein Kupplungsunterstützungssystem bereitgestellt. Das Kupplungsunterstützungssystem beinhaltet einen Bildgeber zum Aufnehmen von einem oder mehreren Bildern eines Anhängers, der einen Koppler aufweist. Das Kupplungsunterstützungssystem beinhaltet ebenfalls eine Benutzereingabevorrichtung zum Eingeben von Angaben einer Kupplungskugel. Das Kupplungsunterstützungssystem beinhaltet ferner eine Steuerung zum Schätzen einer Kupplungskugelhöhe auf Grundlage der eingegebenen Angaben; und Schätzen einer Anhängerhöhe auf Grundlage einer Höhe und Projektionsgeometrie des Bildgebers.
Gemäß einigen Aspekten der vorliegenden Offenbarung ist in dieser Schrift ein Kupplungsunterstützungsverfahren bereitgestellt. Das Verfahren beinhaltet Aufnehmen eines oder mehrerer Bilder eines Anhängers, der einen Koppler aufweist, durch einen Bildgeber. Das Verfahren beinhaltet ebenfalls Schätzen einer Kopplerhöhe auf Grundlage einer Höhe und Projektionsgeometrie des Bildgebers. Zuletzt beinhaltet das Verfahren ein Veranschaulichen einer Einblendung auf einer Anzeige, um beim Ausrichten einer Kupplungskugel unter dem Koppler behilflich zu sein.
Gemäß einigen Aspekten der vorliegenden Offenbarung ist in dieser Schrift ein Kupplungsunterstützungssystem bereitgestellt. Das Kupplungsunterstützungssystem beinhaltet ein Erfassungssystem, das dazu konfiguriert ist, einen Anhänger zu detektieren, der einen Koppler aufweist. Eine Benutzereingabevorrichtung wird verwendet, um eine Angabe einer Kupplungskugel oder des Kopplers anzugeben. Das Kupplungsunterstützungssystem beinhaltet ferner eine Steuerung zum Schätzen eines Höhenunterschieds zwischen dem Erfassungssystem und dem Kupplungskoppler auf Grundlage von Projektionsgeometrie des Erfassungssystems und Erzeugen eines schematischen Bilds der Kupplungskugel oder des Kopplers auf einer Anzeige.
Diese und andere Aspekte, Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann bei der Lektüre der folgenden Beschreibung, Ansprüche und beigefügten Zeichnungen verständlich und ersichtlich.
Figurenliste
In den Zeichnungen gilt:

1 ist eine perspektivische Draufsicht eines Fahrzeugs und eines Anhängers, wobei das Fahrzeug gemäß einigen Beispielen mit einem Kupplungsassistenzsystem (ebenfalls als ein „Kupplungsunterstützungssystem“ bezeichnet) ausgestattet ist;
2 ist ein Blockschema zur Veranschaulichung verschiedener Komponenten des Kupplungsunterstützungssystems gemäß einigen Beispielen;
3 ist eine schematische Draufsicht des Fahrzeugs während eines Schrittes der Ausrichtungssequenz mit dem Anhänger gemäß einigen Beispielen;
4 ist eine schematische Draufsicht des Fahrzeugs während eines nachfolgenden Schrittes der Ausrichtungssequenz mit dem Anhänger gemäß einigen Beispielen;
5 ist eine schematische Draufsicht des Fahrzeugs während eines nachfolgenden Schrittes der Ausrichtungssequenz mit dem Anhänger gemäß einigen Beispielen;
6 ist eine schematische Draufsicht des Fahrzeugs während eines nachfolgenden Schrittes der Ausrichtungssequenz mit dem Anhänger, die die Position einer Anhängerkupplungskugel des Fahrzeugs an einem Ende eines abgeleiteten Ausrichtungswegs gemäß einigen Beispielen zeigt;
7 ist eine perspektivische Ansicht einer Kupplungsbaugruppe, die mit dem Fahrzeug gekoppelt ist und nahe dem Koppler des Anhängers angeordnet ist;
8 ist eine seitliche Draufsicht der Kupplungsbaugruppe und des Kopplers, die miteinander wirkgekoppelt sind, gemäß einigen Beispielen;
9 ist ein beispielhaftes Bild auf einer Anzeige, wobei ein Benutzer des Kupplungsunterstützungssystems verschiedene Angaben des Fahrzeugs und/oder der Kupplungsbaugruppe eingeben kann, gemäß einigen Beispielen;
10 ist ein beispielhaftes Bild auf der Anzeige, wobei der Benutzer des Kupplungsunterstützungssystems verschiedene Produkte mit vorgeladenen Angaben wählen kann, gemäß einigen Beispielen;
11 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Eingeben von Angaben der Kupplungsbaugruppe in das Kupplungsunterstützungssystem, um verschiedene Parameter zu berechnen, wie etwa Kupplungskugelhöhe, gemäß einigen Beispielen;
12 stellt ein Bild dar, das aufgenommen und auf der Anzeige des Fahrzeugs gezeigt wurde und den Koppler als eine Kopplerkugelaufnahme umgesetzt enthält, gemäß verschiedenen Beispielen;
13 ist eine perspektivische Seitenansicht des Fahrzeugs und des Anhängers und zwei projizierten Linien, die auf der Anzeige veranschaulicht sein können, wobei die erste projizierte Linie entlang einer Bodenfläche und zweite projizierte Linie bei einer Kupplungskugelhöhe verläuft, gemäß einigen Beispielen;
14 ist ein Bild, das auf einer Anzeige bereitgestellt ist, das einen Bereich hinter dem Fahrzeug darstellt, gemäß einigen Beispielen;
15 ist ein Bild, das auf einer Anzeige bereitgestellt ist, die einen Bereich hinter dem Fahrzeug und ein erzeugtes Seitenansichtsbild der Kupplungsbaugruppe und des Kopplers darstellt, gemäß einigen Beispielen; und
16 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben des Kupplungsunterstützungssystems mit dem erzeugten Seitenansichtsbild, gemäß einigen Beispielen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN BEISPIELE
Im Sinne der Beschreibung in diesem Dokument beziehen sich die Begriffe „oberes“, „unteres“, „rechtes“, „linkes“, „hinteres“; „vorderes“, „vertikales“, „horizontales“ und Ableitungen davon auf die Erfindung in ihrer Ausrichtung in 1. Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung verschiedene alternative Ausrichtungen annehmen kann, sofern nicht ausdrücklich das Gegenteil vorgegeben ist. Zudem versteht es sich, dass die in den beigefügten Zeichnungen veranschaulichten und in der nachstehenden Beschreibung beschriebenen konkreten Vorrichtungen und Prozesse lediglich beispielhafte Beispiele für die in den beigefügten Patentansprüchen definierten erfindungsgemäßen Konzepte sind. Daher sind konkrete Abmessungen und andere physische Eigenschaften bezüglich der in dieser Schrift offenbarten Beispiele nicht als einschränkend zu betrachten, es sei denn, die Ansprüche legen ausdrücklich etwas anderes fest.
Je nach Bedarf werden in dieser Schrift detaillierte Beispiele der vorliegenden Erfindung offenbart. Dabei versteht es sich jedoch, dass die offenbarten Beispiele für die Erfindung, die in verschiedenen und alternativen Formen ausgeführt sein kann, lediglich beispielhaft sind. Die Figuren entsprechen nicht zwingend einer detaillierten Ausgestaltung, und einige schematische Darstellungen können vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um eine Funktionsübersicht darzustellen. Demnach sind in dieser Schrift offenbarte konkrete strukturelle und funktionelle Details nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als repräsentative Grundlage, um den Fachmann die vielfältige Verwendung der vorliegenden Erfindung zu lehren.
In dieser Schrift werden Bezugsausdrücke wie etwa erstes und zweites, oberes und unteres und dergleichen lediglich dazu verwendet, eine Einheit oder Handlung von einer anderen Einheit oder Handlung zu unterscheiden, ohne notwendigerweise eine tatsächliche derartige Beziehung oder Reihenfolge zwischen derartigen Einheiten oder Handlungen zu erfordern oder zu implizieren. Es ist beabsichtigt, dass die Ausdrücke „umfasst“, „umfassend“ oder eine beliebige sonstige Variation derselben eine nicht ausschließliche Einbeziehung abdecken, sodass ein Vorgang, Verfahren, Erzeugnis oder eine Vorrichtung, der/das/die eine Aufzählung von Elementen umfasst, nicht nur diese Elemente beinhaltet, sondern auch andere Elemente beinhalten kann, die nicht ausdrücklich aufgeführt sind oder diesem Vorgang, Verfahren, Erzeugnis oder dieser Vorrichtung innewohnen. Ein Element, dem „umfasst“ vorangeht, schließt nicht, ohne weitere Einschränkungen, das Vorhandensein von zusätzlichen identischen Elementen in dem Prozess, Verfahren, Erzeugnis oder der Vorrichtung, der/das/die das Element umfasst, aus.
Im vorliegenden Zusammenhang bedeutet der Ausdruck „und/oder“, wenn er in einer Aufzählung von zwei oder mehr Elementen verwendet wird, dass jedes der aufgezählten Elemente einzeln verwendet werden kann oder eine beliebige Kombination aus zwei oder mehr der aufgezählten Elemente verwendet werden kann. Wenn zum Beispiel eine Zusammensetzung so beschrieben wird, dass sie die Komponenten A, B und/oder C enthält, kann die Zusammensetzung nur A; nur B; nur C; A und B in Kombination; A und C in Kombination; B und C in Kombination; oder A, B und C in Kombination enthalten.
Die folgende Offenbarung beschreibt ein Kupplungsunterstützungssystem für ein Fahrzeug. Das Kupplungsunterstützungssystem kann einen Bildgeber zum Aufnehmen von einem oder mehreren Bildern eines Anhängers beinhalten, der einen Koppler aufweist. Das Kupplungsunterstützungssystem kann ebenfalls eine Benutzereingabevorrichtung zum Eingeben von Angaben einer Kupplungskugel in das Kupplungsunterstützungssystem beinhalten. Das Kupplungsunterstützungssystem kann ferner eine Steuerung zum Schätzen einer Kupplungskugelhöhe auf Grundlage der eingegebenen Angaben und Schätzen einer Anhängerhöhe auf Grundlage einer Höhe und Projektionsgeometrie des Bildgebers beinhalten. In einigen Fällen kann eine Anzeige eine Szene hinter dem Fahrzeug veranschaulichen, die durch einen Bildbereich gezeigt ist. Eine Einblendung und/oder ein erzeugtes Seitenbild können auf dem veranschaulichten Bildschirm erzeugt werden.
Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 bezeichnet das Bezugszeichen 10 ein Kupplungsunterstützungssystem (auch bezeichnet als System zur „Kupplungsunterstützung“) für ein Fahrzeug 12. Insbesondere beinhaltet das Kupplungsunterstützungssystem 10 eine Steuerung 14, die Positionsdaten eines Kupplers 16 eines Anhängers 18 erlangt und einen Fahrzeugweg 20 (3) ableitet, um eine Kupplungsbaugruppe 22 des Fahrzeugs 12 mit dem Koppler 16 auszurichten. In einigen Beispielen kann die Kupplungsbaugruppe 22 eine Kugelhalterung 24 beinhalten, die eine Kupplungskugel 26 stützt. Die Kupplungskugel 26 kann an der Kugelhalterung 24 befestigt sein, die sich von dem Fahrzeug 12 erstreckt, und/oder die Kupplungskugel 26 kann an einem Abschnitt des Fahrzeugs 12 befestigt sein, wie etwa einem Stoßfänger des Fahrzeugs 12. Die Kugelhalterung 24 kann sich in einigen Beispielen mit einer Aufnahme 28 koppeln, die an dem Fahrzeug 12 befestigt ist.
Wie in 1 gezeigt, ist das Fahrzeug 12 beispielhaft als ein Pickup-Truck verkörpert, der eine Ladefläche 30 aufweist, die über eine drehbare Heckklappe 32 zugänglich ist. Die Kupplungskugel 26 kann durch einen Kupplungskoppler 16 in Form einer Kupplungskugelaufnahme 34 aufgenommen werden, die an einem Anschlussendabschnitt einer Anhängerkupplung 16 bereitgestellt ist. Der Anhänger 18 ist beispielhaft als einachsiger Anhänger ausgeführt, von dem aus sich der Koppler 16 in Längsrichtung erstreckt. Es ist anzumerken, dass zusätzliche Beispiele des Anhängers 18 alternativ mit dem Fahrzeug 12 gekoppelt werden können, um eine schwenkbare Verbindung bereitzustellen, wie etwa durch Verbinden mit einem fünften Radverbinder. Es wird außerdem vorgesehen, dass zusätzliche Beispiele des Anhängers 18 mehr als eine Achse beinhalten und verschiedene Formen und Größen aufweisen können, die für verschiedene Lasten und Objekte konfiguriert sind, wie etwa ein Kastenanhänger oder ein Flachbettanhänger, ohne dabei von den in dieser Schrift bereitgestellten Lehren abzuweichen.
In Bezug auf den allgemeinen Betrieb des Kupplungsunterstützungssystems 10, wie in 2 veranschaulicht, beinhaltet das Kupplungsunterstützungssystem 10 ein Erfassungssystem 46, das verschiedene Sensoren und Vorrichtungen beinhaltet, die fahrzeugzustandsbezogene Informationen erhalten oder anderweitig bereitstellen. Zum Beispiel schließt das Erfassungssystem 46 in einigen Fällen ein Bildgebungssystem 36 ein, das einen oder mehrere externe Bildgeber 38, 40, 42, 44 oder andere sichtbasierte Vorrichtungen beinhaltet. Der eine oder die mehreren Bildgeber 38, 40, 42, 44 beinhalten jeweils einen Bereichsbildsensor, wie etwa einen CCD- oder einen CMOS-Bildsensor, und eine Bildaufnahmeoptik, die ein Bild eines Bildgebungssichtfelds (z. B. Sichtfelder 48, 50, 52a, 52b, 5) aufnehmen, das durch die Bildaufnahmeoptik definiert ist. In einigen Fällen können der eine oder die mehreren Bildgeber 38, 40, 42, 44 einen Bildbereich 54 (12) aus mehreren Bild-Frames ableiten, der auf einer Anzeige 118 gezeigt werden kann. In unterschiedlichen Beispielen kann das Kupplungsunterstützungssystem 10 einen oder mehrere beliebige von einem Bildgeber des dritten Bremslichts (center high-mount stop light - CHMSL) 38, einem hinteren Bildgeber 40, einem linken Seitensicht-Bildgeber 42 und/oder einem rechten Seitensicht-Bildgeber 44 beinhalten, obwohl auch andere Anordnungen möglich sind, die zusätzliche oder alternative Bildgeber beinhalten, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
In einigen Beispielen kann das Bildgebungssystem 36 den hinteren Bildgeber 40 allein beinhalten oder kann derart konfiguriert sein, dass das Kupplungsunterstützungssystem 10 nur den hinteren Bildgeber 40 in einem Fahrzeug 12 mit den mehreren äußeren Bildgebern 38, 40, 42, 44 nutzt. In einigen Fällen können die verschiedenen in dem Bildgebungssystem 36 enthaltenen Bildgeber 38, 40, 42, 44 derart positioniert sein, dass sich ihre jeweiligen Sichtfelder allgemein überlappen, was in der dargestellten Anordnung in 5 die Sichtfelder 48, 50, 52a und 52b beinhaltet, um jeweils dem CHMSL-Bildgeber 38, dem hinteren Bildgeber 40 und den Seitensicht-Bildgebern 42 bzw. 44 zu entsprechen. Auf diese Weise können Bilddaten 56 von zwei oder mehr der Bildgeber 38, 40, 42, 44 in einer Bildverarbeitungsroutine 58 oder in einer weiteren dedizierten Bildverarbeitungseinrichtung innerhalb des Bildgebungssystems 36 zu einem einzelnen Bild oder einem Bildbereich 54 (12) kombiniert werden. In einer Erweiterung derartiger Beispiele können die Bilddaten 56 dazu verwendet werden, stereoskopische Bilddaten 56 abzuleiten, die dazu verwendet werden können, eine dreidimensionale Szene des Bereichs oder der Bereiche innerhalb sich überlappender Bereiche der verschiedenen Sichtfelder 48, 50, 52a, 52b zu rekonstruieren, darunter jegliche Objekte (z. B. Hindernisse oder der Koppler 16) darin.
In einigen Beispielen kann die Verwendung von zwei Bildern, die das gleiche Objekt beinhalten, verwendet werden, um einen Standort des Objekts relativ zu den zwei Bildgebern 38, 40, 42 und/oder 44 zu bestimmen, unter der Voraussetzung einer bekannten räumlichen Beziehung zwischen den Bildgebern 38, 40, 42, 44 durch projektive Geometrie der Bildgeber 38, 40, 42, 44. In dieser Hinsicht kann das Bildverarbeitungsprogramm 58 bekannte Programmierung und/oder Funktionalität verwenden, um ein Objekt innerhalb der Bilddaten 56 von den unterschiedlichen Bildgebern 38, 40, 42, 44 innerhalb des Bildgebungssystems 36 zu identifizieren. Die Bildverarbeitungsroutine 58 kann Informationen in Bezug auf die Positionierung von jeglichen Bildgebern 38, 40, 42, 44 beinhalten, die am Fahrzeug 12 vorhanden sind oder durch das Kupplungsunterstützungssystem 10 verwendet werden, darunter relativ zu einem Mittelpunkt 62 (1) des Fahrzeugs 12. Zum Beispiel können die Positionen der Bildgeber 38, 40, 42, 44 relativ zu dem Mittelpunkt 62 des Fahrzeugs 12 und/oder zueinander für Objektpositionierungsberechnungen und zum Ergeben von Objektpositionsdaten, zum Beispiel relativ zu dem Mittelpunkt 62 des Fahrzeugs 12, oder anderen Merkmalen des Fahrzeugs 12, wie zum Beispiel der Kupplungskugel 26 (1), mit bekannten Positionen relativ zu dem Mittelpunkt 62 des Fahrzeugs 12, auf eine Weise verwendet werden, die ähnlich jener ist, die in der gemeinsam übertragenen US-Patentanmeldung Nr. 15/708,427 , angemeldet 19. September 2017 mit dem Titel „HITCH ASSIST SYSTEM WITH HITCH COUPLER IDENTIFICATION FEATURE AND HITCH COUPLER HEIGHT ESTIMATION“ beschrieben ist, deren Offenbarung durch Bezugnahme vollumfänglich hierin aufgenommen ist.
Unter weiterer Bezugnahme auf die 1 und 2 können ein Näherungssensor 64 oder ein Array davon und/oder andere Fahrzeugsensoren 70 Sensorsignale bereitstellen, die die Steuerung 14 des Kupplungsunterstützungssystems 10 mit verschiedenen Routinen verarbeitet, um verschiedene Objekte in der Nähe des Fahrzeugs 12, des Anhängers 18 und/oder des Kopplers 16 des Anhängers 18 zu bestimmen. Der Näherungssensor 64 kann auch dazu verwendet werden, eine Höhe und eine Position des Kopplers 16 zu bestimmen. Der Näherungssensor 64 kann als eine beliebige Art von Sensor konfiguriert sein, wie etwa als ein Ultraschallsensor, ein Radio-Detection-and-Ranging-(RADAR-)Sensor, ein Sound-Navigation-and-Ranging-(SONAR-)Sensor, ein Light-Detection-and-Ranging-(LIDAR-)Sensor, ein sichtbasierter Sensor und/oder eine beliebige andere fachbekannte Art von Sensor.
Unter weiterer Bezugnahme auf die 1 und 2, ein Positionsbestimmungssystem 66, das eine Koppelnavigationsvorrichtung 68 beinhalten kann, oder zusätzlich oder alternativ ein globales Positionsbestimmungssystem (GPS), das einen Koordinatenstandort des Fahrzeugs 12 bestimmt. Zum Beispiel kann die Koppelnavigationsvorrichtung 68 den Koordinatenstandort des Fahrzeugs 12 in einem örtlich begrenzten Koordinatensystem auf Grundlage von mindestens einem von einer Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder einem Lenkwinkel δ (3) ermitteln und nachverfolgen. Die Steuerung 14 kann auch mit verschiedenen Fahrzeugsensoren 70 wirkgekoppelt sein, wie etwa einem Geschwindigkeitssensor 72 und einen Gierratensensor 74. Zusätzlich kann die Steuerung 14 mit einem oder mehreren Gyroskopen 76 und Beschleunigungsmessern 78 kommunizieren, um die Position, Ausrichtung, Richtung und/oder Geschwindigkeit des Fahrzeugs 12 zu messen.
Um eine autonome oder halbautonome Steuerung des Fahrzeugs 12 zu ermöglichen, kann die Steuerung 14 des Kupplungsunterstützungssystems 10 außerdem dazu konfiguriert sein, mit einer Vielfalt von Fahrzeugsystemen zu kommunizieren. Gemäß einigen Beispielen kann die Steuerung 14 des Kupplungsunterstützungssystems 10 ein Servolenksystem 80 des Fahrzeugs 12 steuern, um die gelenkten Laufräder 82 des Fahrzeugs 12 zu betreiben, während sich das Fahrzeug 12 entlang eines Fahrzeugwegs 20 bewegt. Das Servolenksystem 80 kann ein elektrisches Servolenksystem (electric power-assisted steering - EPAS) sein, das einen elektrischen Lenkmotor 84 zum Drehen der gelenkten Laufräder 82 bis zu einem Lenkwinkel auf Grundlage eines durch die Steuerung 14 erzeugten Lenkbefehls beinhaltet, wobei der Lenkwinkel δ durch einen Lenkwinkelsensor 86 des Servolenksystems 80 erfasst und der Steuerung 14 bereitgestellt werden kann. Wie hier beschrieben, kann der Lenkbefehl zum autonomen Lenken des Fahrzeugs 12 während eines Manövers bereitgestellt werden und alternativ manuell über eine Drehposition (z. B. einen Lenkradwinkel) eines Lenkrads 88 (3) oder einer Lenkeingabevorrichtung 90 bereitgestellt werden, die bereitgestellt sein kann, um es einem Fahrer zu ermöglichen, die gewünschte Krümmung des Wegs 20 des Fahrzeugs 12 zu steuern oder anderweitig zu modifizieren. Die Lenkeingabevorrichtung 90 kann drahtgebunden oder drahtlos kommunikativ mit der Steuerung 14 gekoppelt sein und stellt der Steuerung 14 Informationen bereit, welche die gewünschte Krümmung des Wegs 20 des Fahrzeugs 12 definieren. Als Reaktion darauf verarbeitet die Steuerung 14 die Informationen und erzeugt entsprechende Lenkbefehle, die dem Servolenksystem 80 des Fahrzeugs 12 zugestellt werden. In einigen Beispielen beinhaltet die Lenkeingabevorrichtung 90 einen Drehknopf 92, der zwischen einer Reihe gedrehter Positionen betätigt werden kann, die jeweils eine schrittweise Änderung der gewünschten Krümmung des Wegs 20 des Fahrzeugs 12 bereitstellen.
In einigen Beispielen kann das Lenkrad 88 des Fahrzeugs 12 mechanisch mit den gelenkten Laufrädern 82 des Fahrzeugs 12 gekoppelt sein, sodass sich das Lenkrad 88 über ein internes Drehmoment in Übereinstimmung mit den gelenkten Laufrädern 82 bewegt, wodurch eine manuelle Intervention mit dem Lenkrad 88 während eines autonomen Lenkens des Fahrzeugs 12 verhindert wird. In derartigen Fällen kann das Servolenksystem 80 einen Drehmomentsensor 94 beinhalten, der Drehmoment (z. B. Greifen und/oder Drehen) am Lenkrad 88 erfasst, das nicht von der autonomen Steuerung des Lenkrads 88 erwartet wird und daher ein manuelles Eingreifen durch den Fahrer anzeigt. In einigen Beispielen kann das externe Drehmoment, das auf das Lenkrad 88 ausgeübt wird, als Signal an die Steuerung 14, dass der Fahrer die manuelle Steuerung übernommen hat, und als Signal an das Kupplungsunterstützungssystem 10 dienen, die autonome Lenkfunktion einzustellen.
Die Steuerung 14 des Kupplungsunterstützungssystems 10 kann zudem mit einem Fahrzeugbremssteuersystem 96 des Fahrzeugs 12 kommunizieren, um Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen, wie etwa einzelne Raddrehzahlen des Fahrzeugs 12, zu empfangen. Zusätzlich oder alternativ können der Steuerung 14 Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen durch ein Antriebsstrangsteuersystem 98 und/oder den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 72 neben anderen denkbaren Mitteln bereitgestellt werden. Das Antriebsstrangsteuersystem 98 kann eine Drossel 100 und ein Getriebesystem 102 beinhalten. Ein Gangwahlhebel 104, der den Betriebsmodus eines Fahrzeuggetriebes steuert, kann innerhalb des Getriebesystem 102 angeordnet sein. In einigen Beispielen kann die Steuerung 14 dem Fahrzeugbremssteuersystem 96 Bremsbefehle bereitstellen, wodurch dem Kupplungsunterstützungssystem 10 ermöglicht wird, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 12 während eines Manövers des Fahrzeugs 12 zu regulieren. Es versteht sich, dass die Steuerung 14 zusätzlich oder alternativ die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 12 über Wechselwirkung mit dem Antriebsstrangsteuersystem 98 regeln kann.
Durch Interaktion mit dem Servolenksystem 80, dem Fahrzeugbremssteuersystem 96 und/oder dem Antriebsstrangsteuersystem 98 des Fahrzeugs 12 kann das Potential für nicht annehmbare Bedingungen reduziert werden, wenn sich das Fahrzeug 12 entlang des Wegs 20 bewegt. Zu Beispielen für nicht annehmbare Bedingungen zählen unter anderem eine Fahrzeugübergeschwindigkeitsbedingung, Sensorausfall und dergleichen. Unter derartigen Umständen ist sich der Fahrer des Ausfalls möglicherweise nicht bewusst, bis die unannehmbare Rückfahrbedingung unmittelbar bevorsteht oder bereits vorliegt. Deshalb wird in dieser Schrift offenbart, dass die Steuerung 14 des Kupplungsunterstützungssystems 10 ein Warnsignal erzeugen kann, das einer Benachrichtigung über eine tatsächliche, unmittelbar bevorstehende und/oder erwarteten unannehmbaren Rückfahrbedingung entspricht, und vor einem Eingreifen des Fahrers eine Gegenmaßnahme erzeugen kann, um eine derartige unannehmbare Rückfahrbedingung zu verhindern.
Gemäß einigen Beispielen kann die Steuerung 14 mit einer oder mehreren Vorrichtungen kommunizieren, einschließlich eines Fahrzeugbenachrichtigungssystems 106, das optische, akustische und taktile Benachrichtigungen und/oder Warnungen auslösen kann. Beispielsweise können die Fahrzeugbremsleuchten 108 und/oder die Warnblinkleuchten des Fahrzeugs einen optischen Warnhinweis bereitstellen. Eine Fahrzeughupe 110 und/oder ein Lautsprecher 112 können eine hörbare Warnung bereitstellen. Zusätzlich können die Steuerung 14 und/oder das Fahrzeugbenachrichtigungssystem 106 mit einer Mensch-Maschine-Schnittstelle (human machine interface - HMI) 114 des Fahrzeugs 12 kommunizieren. Die HMI 114 kann einen Touchscreen 116 oder andere Benutzereingabevorrichtung beinhalten, wie etwa eine Navigations- und/oder Unterhaltungsanzeige 118, die innerhalb eines Cockpit-Moduls, eines Armaturenbretts und/oder an einer beliebigen anderen Position innerhalb des Fahrzeugs 12, die zur Anzeige von Bildern geeignet ist, montiert ist und die Warnung anzeigt.
In einigen Fällen beinhaltet die HMI 114 ferner eine Eingabevorrichtung, die durch das Konfigurieren der Anzeige 118 als Teil des Touchscreens 116 mit einer Schaltung 120 umgesetzt sein kann, um eine Eingabe, die einem Standort entspricht, über die Anzeige 118 zu empfangen. Andere Formen der Eingabe, darunter ein oder mehrere Joysticks, digitale Eingabefelder oder dergleichen können anstelle von oder zusätzlich zu dem Touchscreen 116 verwendet werden.
Ferner kann das Kupplungsunterstützungssystem 10 über drahtgebundene und/oder drahtlose Kommunikation mit einigen Formen der HMI 114 und/oder mit einem oder mehreren Handgeräten oder tragbaren Vorrichtungen 122 (1) kommunizieren, die zusätzlich und/oder alternativ als die Benutzereingabevorrichtung konfiguriert sind. Das Netzwerk kann einer oder mehrere von verschiedenen drahtgebundenen oder drahtlosen Kommunikationsmechanismen sein, die eine beliebige erwünschte Kombination aus drahtgebundenen (z. B. Kabel und Glasfaser) und/oder drahtlosen (z. B. Mobilfunk, drahtlos, Satellit, Mikrowelle und Hochfrequenz) Kommunikationsmechanismen und einer beliebigen gewünschten Netzwerktopologie (oder entsprechender Topologien, wenn mehrere Kommunikationsmechanismen verwendet werden) beinhaltet. Beispielhafte drahtlose Kommunikationsnetzwerke beinhalten Folgendes: einen drahtlosen Sendeempfänger (z. B. ein BLUETOOTH-Modul, einen ZIGBEE-Sendeempfänger, einen WLAN-Sendeempfänger, einen IrDA-Sendeempfänger, einen RFID-Sendeempfänger usw.), Nahverkehrsnetze (local area networks - LAN) und/oder Weitverkehrsnetze (wide area networks - WAN), einschließlich des Internets, die Datenkommunikationsdienste bereitstellen.
Die tragbare Vorrichtung 122 kann ebenfalls die Anzeige 118 beinhalten, um einem Benutzer U ein oder mehrere Bilder und andere Informationen anzuzeigen. Zum Beispiel kann die tragbare Vorrichtung 122 ein oder mehrere Bilder des Anhängers 18 auf der Anzeige 118 anzeigen und kann ferner in der Lage sein, Remote-Benutzereingaben über die Touchscreen-Schaltung 120 zu empfangen. Zusätzlich dazu kann die tragbare Vorrichtung 122 Rückkopplungsinformationen bereitstellen, wie etwa optische, akustische und taktile Alarmhinweise. Es versteht sich, dass die tragbare Vorrichtung 122 eine beliebige von einer Vielfalt von Rechenvorrichtungen sein kann und einen Prozessor und einen Speicher beinhalten kann. Beispielsweise kann die tragbare Vorrichtung 122 ein Mobiltelefon, eine mobile Kommunikationsvorrichtung, ein Funkschlüssel, ein Wearable (z. B. ein Fitness-Armband, eine Armbanduhr, eine Brille, Schmuck, ein Portemonnaie), Kleidungsstücke (z. B. ein T-Shirt, Handschuhe, Schuhe oder sonstige Accessoires), ein Personal Digital Assistant, Kopfhörer und/oder andere Vorrichtungen sein, die Funktionen für eine drahtlose Kommunikation und/oder beliebige drahtgebundene oder drahtlose Kommunikationsprotokolle beinhalten.
Die Steuerung 14 ist mit einem Mikroprozessor 124 und/oder einer anderen analogen und/oder digitalen Schaltung zum Verarbeiten einer oder mehrerer in einem Speicher 126 gespeicherter Logikroutinen konfiguriert. Die Logikroutinen können eine oder mehrere Routinen beinhalten, darunter die Bildverarbeitungsroutine 58, eine Kupplungsdetektionsroutine, eine Wegableitungsroutine 128 und eine Betriebsroutine 130. Informationen von dem Bildgeber 40 oder anderen Komponenten des Erfassungssystems 46 können der Steuerung 14 über ein Kommunikationsnetz des Fahrzeugs 12 zugestellt werden, zu dem ein Controller Area Network (CAN), ein Local Interconnect Network (LIN) oder andere Protokolle, die in der Automobilindustrie verwendet werden, gehören können. Es versteht sich, dass die Steuerung 14 eine eigenständige dedizierte Steuerung sein kann oder eine geteilte Steuerung sein kann, die in den Bildgeber 40 oder eine andere Komponente des Kupplungsunterstützungssystems 10 zusätzlich zu beliebigen anderen denkbaren internen oder externen Fahrzeugsteuersystemen integriert ist.
Die Steuerung 14 kann eine beliebige Kombination aus Software und/oder Verarbeitungsschaltungen beinhalten, die zum Steuern der verschiedenen Komponenten des in dieser Schrift beschriebenen Kupplungsunterstützungssystem 10 geeignet sind, einschließlich unter anderem Mikroprozessoren, Mikrocontrollern, anwendungsspezifischer integrierter Schaltungen, programmierbarer Gate-Arrays und beliebiger anderer digitaler/oder analoger Komponenten sowie Kombinationen des Vorstehenden, zusammen mit Eingaben und Ausgaben zum Übermitteln von Steuersignalen, Antriebssignalen, Leistungssignalen, Sensorsignalen usw. Alle derartigen Rechenvorrichtungen und -umgebungen sollen von der Bedeutung des Ausdrucks „Steuerung“ oder „Prozessor“ im vorliegenden Zusammenhang abgedeckt sein, sofern keine andere Bedeutung ausdrücklich bereitgestellt ist oder sich anderweitig aus dem Kontext ergibt.
Unter weiterer Bezugnahme auf die 2-6 kann die Steuerung 14 Fahrzeuglenkinformationen und -befehle in Abhängigkeit von allen oder einem Teil der empfangenen Informationen erzeugen. Danach können die Fahrzeuglenkinformationen und - befehle dem Servolenksystem 80 bereitgestellt werden, um das Lenken des Fahrzeugs 12 zu bewirken, um einen befohlenen Fahrweg 20 zur Ausrichtung an dem Koppler 16 des Anhänger 18 zu erreichen. Es wird ferner angemerkt, dass die Bildverarbeitungsroutine 58 durch einen dedizierten Prozessor durchgeführt werden kann, zum Beispiel innerhalb eines eigenständigen Bildgebungssystems 36 für das Fahrzeug 12, das die Ergebnisse seiner Bildverarbeitung an andere Komponenten und Systeme des Fahrzeugs 12, darunter dem Mikroprozessor 124, ausgeben kann. Ferner kann ein beliebiges/beliebiger System, Computer, Prozessor oder dergleichen, das/der Bildverarbeitungsfunktionalität vornimmt, wie zum Beispiel die hierin beschriebene, hierin als „Bildprozessor“ bezeichnet werden, unabhängig von anderer Funktionalität, die es/er ebenfalls umsetzen kann (und gleichzeitig das Ausführen der Bildverarbeitungsroutine 58 beinhaltet).
In einigen Beispielen kann die Bildverarbeitungsroutine 58 dazu programmiert oder anderweitig konfiguriert sein, den Koppler 16 in den Bilddaten 56 zu lokalisieren. In einigen Fällen kann die Bildverarbeitungsroutine 58 den Kuppler 16 in den Bilddaten 56 auf Grundlage von gespeicherten oder anderweitig bekannten optischen Eigenschaften des Kopplers 16 oder von Kupplungen im Allgemeinen identifizieren. In einigen Fällen kann eine Markierung in der Form eines Stickers oder dergleichen in einer spezifizierten Position relativ zu dem Koppler 16 auf eine ähnliche Weise an dem Anhänger 18 angebracht werden, wie sie in dem gemeinsam übertragenen US-Patent Nr. 9 102 271 mit dem Titel „TRAILER MONITORING SYSTEM AND METHOD“ beschrieben ist, dessen Offenbarung durch Bezugnahme vollumfänglich hierin aufgenommen ist. In derartigen Beispielen kann die Bildverarbeitungsroutine 58 mit identifizierenden Eigenschaften der Markierung zur Lokalisierung in den Bilddaten 56 sowie der Positionierung des Kopplers 16 relativ zu einer derartigen Markierung programmiert sein, sodass der Standort 28 des Kopplers 16 auf Grundlage der Stelle der Markierung bestimmt werden kann. Zusätzlich oder alternativ kann die Steuerung 14 über eine Eingabeaufforderung auf dem Touchscreen 116 und/oder die tragbare Vorrichtung 122 eine Bestätigung des Kopplers 16 ersuchen. Wenn die Bestimmung des Kopplers 16 nicht bestätigt wird, kann eine weitere Bildverarbeitung bereitgestellt oder eine Anpassung der Position 134 des Kopplers 16 durch den Benutzer entweder unter Verwendung des Touchscreens 116 oder einer weiteren Eingabe unterstützt werden, um es dem Benutzer zu ermöglichen, die dargestellte Position 134 des Kopplers 16 auf dem Touchscreen 116 zu bewegen, was die Steuerung 14 verwendet, um die Bestimmung der Position 134 des Kopplers 16 in Bezug auf das Fahrzeug 12 auf Grundlage der vorstehend beschriebenen Verwendung von Bilddaten 56 anzupassen. Alternativ kann der Benutzer die Position 134 des Kopplers 16 innerhalb eines auf der HMI 114 dargestellten Bildes visuell bestimmen und eine Berührungseingabe auf eine Art und Weise bereitstellen, die derjenigen ähnlich ist, die in der gleichzeitig anhängigen, gemeinsam übertragenen US-Patentanmeldung Nr. 15/583,014 , eingereicht am 1. Mai 2017 und mit dem Titel „SYSTEM TO AUTOMATE HITCHING A TRAILER“ beschrieben ist, deren Offenbarung in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist. Das Bildverarbeitungsprogramm 58 kann dann die Position der Berührungseingabe mit dem Koordinatensystem in Beziehung setzen, das auf den Bildbereich angewendet wird.
Wie in den 3-6 gezeigt, können in einigen beispielhaften Fällen des Kupplungsunterstützungssystems 10 die Bildverarbeitungsroutine 58 und die Betriebsroutine 130 in Verbindung miteinander verwendet werden, um den Weg 20 zu bestimmen, entlang dessen das Kupplungsunterstützungssystem 10 das Fahrzeug 12 führen kann, um die Kupplungskugel 26 und den Koppler 16 des Anhängers 18 auszurichten. In dem gezeigten Beispiel kann eine anfängliche Position des Fahrzeugs 12 relativ zu dem Anhänger 18 derart sein, dass sich der Koppler 16 lediglich im Sichtfeld 52a des Seitenbildgebers 42 befindet, wobei das Fahrzeug 12 in der Breite zu dem Anhänger 18 positioniert ist, wobei der Koppler 16 aber fast längs mit der Kupplungskugel 26 ausgerichtet ist. Auf diese Weise kann beim Starten des Kupplungsunterstützungssystems 10, wie etwa durch Benutzereingabe auf dem Touchscreen 116, zum Beispiel das Bildverarbeitungsprogramm 58 den Koppler 16 in den Bilddaten 56 des Bildgebers 42 identifizieren und die Position 134 des Kopplers 16 in Bezug auf die Kupplungskugel 26 unter Verwendung der Bilddaten 56 gemäß den vorstehend erörterten Beispielen oder durch andere bekannte Mittel schätzen, die das Empfangen von Brennweiteninformationen in den Bilddaten 56 beinhalten, um einen Abstand D_c zu dem Koppler 16 und einen Winkel α_c des Versatzes zwischen dem Koppler 16 und der Längsachse des Fahrzeugs 12 zu bestimmen. Sobald die Positionierung D_c , α_c des Kopplers 16 bestimmt und wahlweise durch den Benutzer bestätigt worden ist, kann die Steuerung 14 die Kontrolle zumindest über das Fahrzeuglenksystem 80 übernehmen, um die Bewegung des Fahrzeugs 12 entlang des gewünschten Wegs 20 zu steuern, um die Fahrzeugkupplungskugel 26 mit dem Koppler 16 auszurichten.
Unter weiterer Bezugnahme auf 3 kann die Steuerung 14 (2), die die Positionierung D_c , α_c des Kopplers 16 geschätzt hat, wie vorstehend erörtert, in einigen Beispielen die Wegableitungsroutine 128 ausführen, um den Fahrzeugweg 20 zu bestimmen, um die Fahrzeugkupplungskugel 26 mit dem Koppler 16 auszurichten. Die Steuerung 14 kann verschiedene Eigenschaften des Fahrzeugs 12 speichern, die einen Radstand W, einen Abstand D von der Hinterachse zur Kupplungskugel 26, die in dieser Schrift als die Deichsellänge bezeichnet wird, sowie einen maximalen Winkel δ_max beinhalten, bis zu dem die gelenkten Räder 82 gedreht werden können. Wie gezeigt, können der Radstand W und der aktuelle Lenkwinkel δ verwendet werden, um einen entsprechenden Einlenkradius p für das Fahrzeug 12 gemäß der folgenden Gleichung zu bestimmen: $ρ = \frac{1}{W tan δ},$
wobei der Radstand W fest ist und der Lenkwinkel δ durch die Steuerung 14 durch Kommunikation mit dem Lenksystem 80 gesteuert werden kann, wie vorstehend erläutert. Auf diese Weise wird der kleinstmögliche Wert für den Einlenkradius pmin wie folgt bestimmt, wenn der maximale Lenkwinkel δ_max bekannt ist: $ρ_{min} = \frac{1}{W tan δ_{max}} .$
Die Wegableitungsroutine 128 kann dazu programmiert sein, den Fahrzeugweg 20 abzuleiten, um einen bekannten Standort der Fahrzeugkupplungskugel 26 mit der geschätzten Position 134 des Kopplers 16 auszurichten, wobei der bestimmte Mindesteinlenkradius pmin berücksichtigt wird, was es ermöglichen kann, dass durch den Weg 20 der mindestmögliche Raum und die mindestens erforderlichen Manöver verwendet werden. Auf diese Weise kann die Wegableitungsroutine 128 die Position des Fahrzeugs 12 verwenden, die auf dem Mittelpunkt 62 des Fahrzeugs 12, einer Position an der Hinterachse, der Position der Koppelnavigationsvorrichtung 68 oder einer anderen bekannten Position im Koordinatensystem basieren kann, um sowohl einen seitlichen Abstand von dem Koppler 16 als auch einen vorderen und hinteren Abstand von dem Koppler 16 zu bestimmen und den Weg 20 abzuleiten, durch den die Seitwärts- und/oder Vorwärts-Rückwärts-Bewegung des Fahrzeugs 12 innerhalb der Grenzen des Lenksystems 80 erzielt werden. Bei der Ableitung des Wegs 20 wird ferner die Positionierung der Kupplungskugel 26 relativ zu der nachverfolgten Position des Fahrzeugs 12 (die dem Schwerpunkt 62 des Fahrzeugs 12, der Position eines GPS-Empfängers oder einem weiteren spezifischen bekannten Bereich entsprechen kann) berücksichtigt, um die erforderliche Positionierung des Fahrzeugs 12 zur Ausrichtung der Kupplungskugel 26 mit dem Koppler 16 zu bestimmen.
Sobald der gewünschte Weg 20, einschließlich des Endpunkts 132, bestimmt wurde, kann die Steuerung 14 zumindest das Lenksystem 80 des Fahrzeugs 12 mit dem Antriebsstrangsteuersystem 98 und dem Bremssteuersystem 96 (unabhängig davon, ob diese durch den Fahrer oder durch die Steuerung 14 gesteuert werden) zur Steuerung der Geschwindigkeit (vorwärts oder rückwärts) des Fahrzeugs 12 steuern. Auf diese Weise kann die Steuerung 14 Daten in Bezug auf die Position des Fahrzeugs 12 während einer Bewegung davon vom Positionierungssystem 66 empfangen, während sie das Lenksystem 80 steuert, um das Fahrzeug 12 auf dem Weg 20 zu halten. Durch den Weg 20, der auf Grundlage des Fahrzeugs 12 und der Geometrie des Lenksystems 80 bestimmt wurde, kann der Lenkwinkel δ, wie durch den Weg 20 vorgegeben, abhängig von der Position des Fahrzeugs 12 dort entlang angepasst werden.
Wie in 3 veranschaulicht, kann die Anfangspositionierung des Anhängers 18 relativ zu dem Fahrzeug 12 derart sein, dass eine Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs 12 für den gewünschten Fahrzeugweg 20 erforderlich ist, wie etwa, wenn sich der Anhänger 18 in der Breite versetzt zur Seite des Fahrzeugs 12 befindet. Auf diese Weise kann der Weg 20 verschiedene Segmente 136 des Fahrens des Fahrzeugs 12 nach vorne und/oder nach hinten beinhalten, getrennt durch Wendepunkte 138, an denen das Fahrzeug 12 zwischen einer Bewegung nach vorne und nach hinten wechselt. Wie hierin verwendet, sind „Wendepunkte“ beliebige Punkte entlang des Fahrzeugwegs, an dem ein Fahrzeugzustand geändert wird. Die Fahrzeugzustände beinhalten unter anderem eine Änderung der Geschwindigkeit, eine Änderung des Lenkwinkels δ, eine Änderung der Fahrzeugrichtung und/oder eines beliebigen anderen Fahrzeugzustands, der eingestellt werden kann. Wenn zum Beispiel eine Fahrzeuggeschwindigkeit geändert wird, kann sich ein Wendepunkt 138 an der Stelle befinden, an der die Geschwindigkeit geändert wurde. In einigen Beispielen kann die Wegableitungsroutine 128 derart konfiguriert sein, dass sie ein gerades Rückwärtsfahrsegment 136 für eine definierte Entfernung vor dem Erreichen des Punktes beinhaltet, an dem die Kupplungskugel 26 mit der Position 134 des Kopplers 16 ausgerichtet ist. Die übrigen Segmente 136 können bestimmt werden, um die Seitwärts- und Vorwärts/Rückwärts-Bewegung in dem kleinstmöglichen Bereich und/oder mit der geringsten Anzahl an Gesamtsegmenten 136 oder Wendepunkten 138 zu erzielen. In dem veranschaulichten Beispiel von 3 kann der Weg 20 zwei Segmente 136 beinhalten, durch welche insgesamt die seitliche Bewegung des Fahrzeugs 12 zurückgelegt wird, wobei eines davon das Vorwärtsfahren mit einem maximalen Lenkwinkel δ_max in der rechten Lenkrichtung beinhaltet und das andere das Vorwärtsfahren mit einem maximalen Lenkwinkel δ_max in der linken Lenkrichtung beinhaltet, während ein Segment 136 des geraden Rückwärtsfahrens bereitgestellt ist, um die Kupplungskugel 26 in eine Versatzausrichtung 134 des Kopplers 16 zu bringen. Daraufhin ist ein Wendepunkt 138 beinhaltet, an dem das Fahrzeug 12 vom Vorwärtsfahren zum Rückwärtsfahren übergeht, gefolgt von dem zuvor erwähnten geraden Rückwärtsfahrsegment 136. Es ist anzumerken, dass Variationen des abgebildeten Wegs 20 verwendet werden können, die eine Variation mit einem einzigen Vorwärtsfahrsegment 136 in einem rechten Lenkwinkel δ beinhalten, der kleiner ist als der maximale Lenkwinkel δ_max , gefolgt von einem Wendepunkt 138 und einem Rückwärtsfahrsegment 136 in einem maximalen linken Lenkwinkel δ_max mit einem kürzeren geraden Rückwärtsfahrsegment 136, wobei noch weitere Wege 20 möglich sind.
In einigen Fällen kann das Kupplungsunterstützungssystem 10 dazu konfiguriert sein, mit dem Fahrzeug 12 nur beim Rückwärtsfahren zu arbeiten, in welchem Fall das Kupplungsunterstützungssystem 10 den Fahrer auffordern kann, das Fahrzeug 12 nach Bedarf zu fahren, um den Anhänger 18 in einem zugewiesenen Bereich relativ zum Fahrzeug 12 zu positionieren, einschließlich an der Rückseite davon, sodass das Wegableitungsprogramm 128 einen Fahrzeugweg 20 bestimmen kann, der Rückwärtsfahren beinhaltet. Derartige Anweisungen können den Fahrer ferner dazu anweisen, das Fahrzeug 12 in Bezug auf den Anhänger 18 zu positionieren, um andere Beschränkungen des Kupplungsunterstützungssystems 10 auszugleichen, die einen bestimmten Abstand zur Identifizierung des Kopplers 16, einen Mindestversatzwinkel α_c oder dergleichen beinhalten. Es wird ferner angemerkt, dass die Schätzwerte für die Positionierung D_c , α_c des Kopplers 16 genauer werden können, wenn das Fahrzeug 12 den Weg 20 entlangfährt, einschließlich des Positionierens des Fahrzeugs 12 vor dem Anhänger 18 und wenn sich das Fahrzeug 12 dem Koppler 16 nähert. Dementsprechend können derartige Schätzwerte abgeleitet und verwendet werden, um die Wegableitungsroutine 128 bei der Bestimmung des eingestellten anfänglichen Endpunkts 132 für den Weg 20 bei Bedarf zu aktualisieren.
Unter Bezugnahme auf 5 und 6 beinhaltet eine Strategie zum Bestimmen eines anfänglichen Endpunkts 132 für den Fahrzeugweg 20, der die Kupplungskugel 26 in einer projizierten Position zur Ausrichtung mit dem Koppler 16 platziert, ein Berechnen der tatsächlichen oder einer ungefähren Bewegungsbahn zur Bewegung des Kopplers 16, während der Koppler 16 auf die Kupplungskugel 26 abgesenkt wird. Der anfängliche Endpunkt 132 wird dann wie vorstehend erörtert oder anderweitig abgeleitet, um die Kupplungskugel 26 an dem gewünschten Ort 140 auf dieser Bewegungsbahn zu platzieren. Im Endeffekt wird ein solches Schema durch Bestimmen des Abstands zwischen der Höhe H_c des Kopplers 16 und der Höhe H_b der Kupplungskugel 26 umgesetzt, welche den vertikale Abstand darstellt, um den der Koppler 16 abgesenkt wird, um mit der Kupplungskugel 26 in Eingriff zu treten. Die bestimmte Bewegungsbahn wird dann dazu verwendet, den vertikalen Abstand mit einem entsprechenden horizontalen Abstand Δx der Bewegung des Kopplers 16 in der Fahrtrichtung, die sich aus dem vertikalen Abstand ergibt, in Beziehung zu setzen. Dieser horizontale Abstand Δx kann in die Wegableitungsroutine 128 als gewünschter anfänglicher Endpunkt 132 davon eingegeben werden oder als Versatz für den anfänglichen Endpunkt 132, der aus der anfänglich bestimmten Position 134 des Kopplers 16 abgeleitet ist, angewendet werden, wenn der Weg 20 mit dem geraden Zurücksetzsegment 136 endet, wie in 3 veranschaulicht.
Unter erneuter Bezugnahme auf die 5 und 6 kann die Betriebsroutine 130 damit fortfahren, das Fahrzeug 12 zu führen, bis sich die Kupplungskugel 26 an dem gewünschten finalen Endpunkt 140 relativ zu dem Koppler 16 befindet, damit sich der Koppler 16 mit der Kupplungskugel 26 verbinden kann, wenn der Koppler 16 in Ausrichtung und/oder Eingriff damit abgesenkt wird. In den vorstehend erörterten Beispielen überwacht die Bildverarbeitungsroutine 58 die Positionierung D_c , αc des Kopplers 16 während der Ausführung der Betriebsroutine 130, einschließlich wenn der Koppler 16 durch den hinteren Bildgeber 40 mit dauerhafter Bewegung des Fahrzeugs 12 entlang des Wegs 20 besser gesehen wird. Wie vorstehend erläutert, kann die Position des Fahrzeugs 12 auch durch die Koppelnavigationsvorrichtung 68 überwacht werden, wobei die Position 134 des Kopplers 16 aktualisiert und in die Wegableitungsroutine 128 eingegeben wird, wenn der Weg 20 und/oder der anfängliche Endpunkt 132 präzisiert werden kann oder aktualisiert werden sollte (zum Beispiel aufgrund von verbesserten Informationen bezüglich Höhe H_c , Abstand D_c oder Versatzwinkel α_c aufgrund einer besseren Auflösung oder zusätzlicher Bilddaten 56), einschließlich, wenn sich das Fahrzeug 12 näher an den Anhänger 18 heran bewegt. In einigen Fällen kann für den Koppler 16 angenommen werden, dass er statisch ist, sodass die Position des Fahrzeugs 12 dadurch nachverfolgt werden kann, dass die Nachverfolgung des Kopplers 16 fortgesetzt wird, um das Erfordernis der Verwendung der Koppelnavigationsvorrichtung 68 zu beseitigen. Auf eine ähnliche Weise kann eine modifizierte Variation der Betriebsroutine 130 eine zuvor festgelegte Sequenz an Manövern durchlaufen, die das Lenken des Fahrzeugs 12 bei oder unter einem maximalen Lenkwinkel δ_max beinhaltet, während die Position D_c , α_c des Kopplers 16 geortet wird, um die bekannte relative Position der Kupplungskugel 26 zu dem gewünschten finalen Endpunkt 140 davon in Bezug auf die nachverfolgte Position 134 des Kopplers 16 zu konvergieren.
Unter Bezugnahme auf die 7-9 können in einigen Beispielen verschiedene Fahrzeugangaben 142 automatisch durch das Kupplungsunterstützungssystem 10 und/oder manuell durch den Benutzer U (1) in das Kupplungsunterstützungssystem 10 eingegeben werden. Diese Angaben 142 können ein breites Spektrum an Abmessungen beinhalten, die die Höhe H_b der Kupplungskugel 26 beeinträchtigen können, wie etwa Laufradinformationen (z. B. Aspektverhältnis, Reifenbreite, Raddurchmesser usw.), Kugelhalterungslänge L_bm , Kugelhalterungsanstieg/-abfall 144, Kupplungskugeldurchmesser, Kupplungskugelschaft usw. Die Informationen können innerhalb des Speichers 126 (2) gespeichert sein und während einer beliebigen Betriebsroutine 58, 128, 130 verwendet werden. Zum Beispiel können die Fahrzeugangaben 142 verwendet werden, um eine Kupplungskugelhöhe H_b zu bestimmen, die mit einer Kopplerhöhe H_c verglichen werden kann, um zu bestimmen, ob der Koppler 16 über der Kupplungskugel 26 angeordnet ist, um einige Berührungsrisiken zwischen dem Koppler 16 und dem Fahrzeug 12 zu mindern. Des Weiteren können das Fahrzeugbenachrichtigungssystem 106 und/oder die Anzeige 118 dem Benutzer U eine Benachrichtigung bereitstellen, falls das Kupplungsunterstützungssystem 10 detektiert, dass sich der Anhänger 18 in einer nicht ebenen Ausrichtung befindet, wenn er an die Kupplungskugel 26 gekoppelt ist und/oder vor dem Koppeln an die Kupplungskugel 26, auf Grundlage einer projizierten Höhe H_c , H_b des Kopplers 16 und der Kupplungskugel 26, sobald sie aneinander gekoppelt sind.
Unter Bezugnahme auf die 8-11 kann der Fahrer in einigen Fällen verschiedene Angaben 142 in das Kupplungsunterstützungssystem 10 eingeben. In einigen Fällen kann die Anzeige 118 den Benutzer U dazu anweisen, verschiedene Messungen durchzuführen, um die Angaben 142 zu berechnen und/oder zu erhalten. Zum Beispiel kann die Anzeige 118 Anweisungen bereitstellen, wie die Länge L_bm der Kugelhalterung 24, die Öffnungshöhe der Aufnahme, der Kupplungskugelanstieg/-abfall 144 und/oder die Kopplerhöhe H_c gemessen werden soll. Die Angaben 142 können in die Anzeige 118 eingegeben werden, wie beispielhaft in 9 veranschaulicht. Sobald die Angaben 142 in das Kupplungsunterstützungssystem 10 eingegeben sind, können die Angaben 142 für zukünftige Verwendung des Kupplungsunterstützungssystem 10 gespeichert werden. In einigen Beispielen kann das Erfassungssystem 46 ein oder mehrere Merkmale der Kugelhalterung 24 und/oder der Kupplungskugel 26 detektieren. Diese Merkmale können durch das Kupplungsunterstützungssystem 10 in nachfolgenden automatischen Kupplungsvorgängen verwendet werden, um abzuschätzen, ob dieselbe Kupplungsbaugruppe 22 und/oder die Kupplungskugel 26 verwendet wird wie zuvor innerhalb des Speichers 126 gespeichert. Zusätzlich und/oder alternativ, kann der Benutzer U die Verwendung einer zuvor gespeicherten Kugelhalterung 24 und Kupplungskugel 26 nach Starten des Kupplungsunterstützungssystems 10 bestätigen.
Unter Bezugnahme auf 10 können in einigen Beispielen verschiedene Marken von Fahrzeugprodukten innerhalb des Kupplungsunterstützungssystems 10 gespeichert werden, wie etwa verschiedene Kupplungsbaugruppen, Laufräder 82 usw. Zusätzlich können verschiedene vorbestimmte Angaben 142 der Produkte ebenfalls innerhalb des Speichers 126 gespeichert werden. Zum Beispiel kann ein Benutzer U die Art von Laufrad 82 wählen und die Angaben 142 von diesem Laufrad 82 können in das Kupplungsunterstützungssystem 10 vorgeladen werden. Ähnlich kann der Benutzer U eine Marke der Kugelhalterung 24 und/oder der Kupplungskugel 26 auswählen und es kann eine vorbestimmte Auswahl für verschiedene Angaben 142 ausgewählt und/oder automatisch durch das Kupplungsunterstützungssystem 10 detektiert werden. In einigen Beispielen kann die Anzeige 118 Bilder von verschiedenen Produkten darauf zur Auswahl durch den Benutzer U bereitstellen. Auf Grundlage des ausgewählten Produkts, können die Angaben 142 des Produkts eingegeben werden. Des Weiteren kann die tragbare Vorrichtung 122 und/oder ein Bildgeber 38, 40, 42, 44 an dem Fahrzeug 12 dazu in der Lage sein, einen Barcode, wie etwa einen universellen Produktcode (universal product code - UPC), eine Europäische Artikelnummer (european article number - EAN), einen zweidimensionalen Code, wie etwa einen Farbcode, einen grauen Code, einen Quick-Response-(QR-)Code, einen PDF-417-Code, eine Datenmatrix, Kombinationen davon und/oder eine beliebige andere Art von Codebild zu erkennen, die eine identifizierbare Markierung an dem Produkt sein kein, in welchem das Kupplungsunterstützungssystem 10 die Angaben 142 des Produkts aufrufen kann. Des Weiteren können die Angaben 142 innerhalb des Speichers 126 gespeichert sein und/oder das Kupplungsunterstützungssystem 10 kann dazu in der Lage sein, mit einem Netzwerk zu kommunizieren, das aktualisierte Daten für ein oder mehrere Produkte bereitstellt. Wie vorstehend beschrieben können die Angaben 142 der Kupplungsbaugruppe 22 nach einem anfänglichen Einstellen für spätere Verwendung des Kupplungsunterstützungssystems 10 innerhalb des Speichers 126 gespeichert sein.
Unter Bezugnahme auf 11 ist ein Verfahren 146 zum Ausrichten der Kupplungsbaugruppe 22 mit dem Koppler 16 gemäß einigen Beispielen gezeigt. Insbesondere wird das Kupplungsunterstützungssystem 10 bei Schritt 148 gestartet. Bei Schritt 150 kann das Kupplungsunterstützungssystem 10 in einigen Beispielen die Kupplungsbaugruppe 22, die mit dem Fahrzeug 12 wirkgekoppelt ist, scannen. Wie in dieser Schrift bereitgestellt, kann der Speicher 126 der Steuerung 14 unterschiedliche Angaben 142 erkannter Kupplungsbaugruppen 22 speichern, welche die Länge der Kugelhalterung 24 und/oder die Höhe H_b der Kupplungskugel 26 beinhalten. Sobald das Bildgebungssystem 36 die Kupplungsbaugruppe 22 erfasst, wird das Kupplungsunterstützungssystem 10 bestimmen, ob die Kupplungsbaugruppe 22 erkannt wird, wodurch sie die Angaben 142 dieser Kupplungsbaugruppe 22 aufweist, die im Speicher 126 gespeichert sind, oder ob die Kupplungsbaugruppe 22 neu am Fahrzeug 12 eingebaut ist oder unerkannt ist. In einigen Beispielen kann die Kupplungskugel 26 alternativ und/oder zusätzlich durch den Benutzer U bestätigt sein.
Falls die verschiedenen Angaben 142 der Kupplungsbaugruppe 22 nicht in dem Speicher 126 bei Schritt 152 gespeichert sind, kann der Benutzer U dazu angewiesen werden, verschiedene Angaben 142 des Fahrzeugs 12 und/oder der Kupplungsbaugruppe 22 einzugeben. Die neuen Kupplungsbaugruppendaten können dann im Speicher 126 der Steuerung 14 für spätere automatische Kupplungsvorgänge gespeichert werden, welche dieselbe Kupplungsbaugruppe 22 nutzen. Auf Grundlage der eingegebenen Angaben 142 kann das Fahrzeug 12 die Kupplungsbaugruppenangaben 142 bei Schritt 154 berechnen, einschließlich Daten, wie etwa der Kupplungskugelhöhe H_b relativ zu dem Boden und der Kugelhalterungslänge L_bm . In einigen Beispielen kann zusätzliche Fahrzeugausrüstung dem Kupplungsunterstützungssystem 10 zusätzliche Daten zum Bestimmen einer Höhe H_b der Kupplungskugel 26 bereitstellen. Zum Beispiel kann eine Menge von Ladung innerhalb des Fahrzeugs 12 das Fahrzeug 12 und folglich die Kupplungskugel 26 heben oder senken. Um eine Varianz der Höhe des Fahrzeugs 12 zu berücksichtigen kann ein Aufhängungssensor oder ein beliebiger anderer Fahrzeugsensor einen Fahrzeugversatz aus einer neutralen Position bestimmen, die in die Steuerung 14 eingegeben werden kann, um eine genauere Kupplungskugelhöhe H_b zu bestimmen. Zusätzlich kann übermäßiges oder nicht ausreichendes Aufpumpen der Laufräder 82 (z. B. Reifen) ebenfalls die Kupplungskugelhöhe H_b beeinträchtigen. Dementsprechend kann ein Reifendrucksensor oder ein anderer Fahrzeugsensor verwendet werden, um der Steuerung 14 des Kupplungsunterstützungssystems 10 einen Zustand der Laufräder 82 bereitzustellen.
Sobald die Angaben 142 der Kupplungsbaugruppe bestimmt wurden und möglicherweise im Speicher 126 der Steuerung 14 gespeichert wurden, können bei Schritt 156 eine Höhe H_c , ein Abstand D_c und ein Versatzwinkel des Kopplers 16 ebenfalls unter Verwendung der verfügbaren Bilddaten 56 bestimmt werden, einschließlich unter Verwendung des Bildverarbeitungsprogramms 58. In einigen Fällen kann der Benutzer (wie etwa mittels der HMI 114) den Koppler 16 bestätigen. Wenn der Koppler 16 nicht bestätigt wurde oder wenn ein bestimmter Koppler 16 abgelehnt wurde, kann das Kupplungsunterstützungssystem 10 fortgesetzt werden, einschließlich während der Benutzer U angewiesen wird, das Fahrzeug 12 zu bewegen, um es besser mit dem Anhänger 18 auszurichten, bis der Koppler 16 identifiziert wurde. Wenn der Koppler 16 identifiziert und bestätigt wurde, kann das Bildverarbeitungsprogramm 58 eine Höhe H_c des Kopplers 16 bestimmen. Die Höhe H_c des Kopplers 16 kann durch ein beliebiges bekanntes Verfahren berechnet werden, wie etwa das in der gemeinsam übertragenen US-Patentanmeldung Nr. 15/708,463 , angemeldet 19. September 2017 mit dem Titel „HITCH ASSIST SYSTEM WITH HITCH COUPLER IDENTIFICATION FEATURE AND HITCH COUPLER HEIGHT ESTIMATION“; US-Patentanmeldung Nr. 15/708,427 , angemeldet 19. September 2017 mit dem Titel „HITCH ASSIST SYSTEM WITH HITCH COUPLER IDENTIFICATION FEATURE AND HITCH COUPLER HEIGHT ESTIMATION“; US-Patentanmeldung Nr. 15/628,062 , angemeldet 20. Juni 2017 mit dem Titel „VEHICLE REAR OBJECT PROXIMITY SYSTEM USING MULTIPLE IMAGERS“; US-Patentanmeldung Nr. 15/724,760 , angemeldet 4. Oktober 2017 mit dem Titel „HITCH ASSIST SYSTEM FOR CORRECTING MISALIGNMENT BETWEEN A TOW HITCH OF A VEHICLE AND A HITCH COUPLER OF A TRAILER“; US-Patentanmeldung Nr. 15/902,051 , angemeldet 22. Februar 2018 mit dem Titel „HITCH ASSIST SYSTEM WITH TRAILER HEIGHT ESTIMATION AND HITCH COUPLER IDENTIFICATION“; US-Patentanmeldung Nr. 15/802,831 , angemeldet 3. November 2017 mit dem Titel „COMPENSATION FOR TRAILER COUPLER HEIGHT IN AUTOMATIC HITCH OPERATION“, deren Offenbarungen durch Bezugnahme vollumfänglich hierin aufgenommen sind.
Bei Schritt 158 ist eine Szene hinter dem Fahrzeug 12 auf der Anzeige 118 bereitgestellt. Zusätzlich, wie in 12 veranschaulicht, kann die Höhe H_c des Kopplers 16, die Höhe H_b der Kupplungskugel 26 und/oder eine Höhendifferenz zwischen der Kupplungskugel 26 und dem Koppler 16 auf der Anzeige 118 bereitgestellt sein. Die Höhe H_c des Kopplers 16, die Höhe H_b der Kupplungskugel 26 und/oder eine Höhendifferenz zwischen der Kupplungskugel 26 und des Kopplers 16 kann routinemäßig aktualisiert werden, während das Fahrzeug 12 entlang des Ausrichtungswegs und/oder anderweitig zu oder von dem Anhänger 18 weg bewegt wird.
Bei Schritt 160 wird ein Sicherheitswert, oder Versatz zu der Höhe H_b der Kupplungskugel 26 hinzugefügt und dieser kombinierte Wert wird mit der Höhe H_b des Kopplers 16 verglichen. Der Sicherheitswert kann zusätzlichen Freiraum bereitstellen, um sicherzustellen, dass der Koppler 16 in einigen Beispielen an einer Höhe H_c angeordnet ist, die es ermöglicht, über der Kupplungskugel 26 angeordnet zu sein. Wenn die Höhe der Kupplungskugel H_b größer als die Kopplerhöhe H_c ist, kann der automatische Kupplungsvorgang bei Schritt 162 angehalten werden und eine Benachrichtigung kann dem Benutzer U über das Fahrzeugbenachrichtigungssystem 106 bereitgestellt werden, das optische, akustische und taktile Warnmeldungen ausgeben kann. Zum Beispiel können die Fahrzeugbremsleuchten 108 und Fahrzeugwarnblinkleuchten eine optische Warnmeldung bereitstellen und die Fahrzeughupe 110 und/oder der Lautsprecher 112 kann eine akustische Warnmeldung bereitstellen. Zusätzlich können die Steuerung 14 und/oder das Fahrzeugbenachrichtigungssystem 106 mit der HMI 114 des Fahrzeugs 12 kommunizieren. Bei Schritt 164 kann der Benutzer U die angehaltene Bedingung des Kupplungsunterstützungssystems 10 übersteuern und/oder den Koppler 16 anheben und das Kupplungsunterstützungssystem 10 wieder starten. Wenn ein Benutzer den automatischen Kupplungsvorgang neustartet, kann die Kopplerhöhe H_c nochmal bestimmt werden, um zu prüfen, ob der Koppler 16 sich in einer Höhe H_c befindet, die größer als die Höhe H_b der Kupplungskugel 26 ist. Falls die Benachrichtigung nicht übersteuert wird, endet das Verfahren bei Schritt 166.
Wenn die Kopplerhöhe H_c größer als die Kupplungskugelhöhe H_b ist, kann die Wegableitungsroutine 128 dazu verwendet werden, den Fahrzeugweg 20 zu bestimmen, um die Kupplungskugel 26 bei Schritt 168 mit dem Koppler 16 auszurichten. Auf diese Weise verwendet die Steuerung 14 die Wegableitungsroutine 128, um den Weg 20 zu bestimmen, um die Kupplungskugel 26 mit dem Koppler 16 an einer sich überlagernden Position über der Kupplungskugel 26 auszurichten. Sobald der Weg 20 abgeleitet worden ist, kann das Kupplungsunterstützungssystem 10 den Benutzer U bei Schritt 170 dazu auffordern, die Steuerung von mindestens dem Lenkrad 88 des Fahrzeugs 12 (und gegebenenfalls der Drossel 100 und der Bremse in verschiedenen Umsetzungen des Kupplungsunterstützungssystems 10, wobei die Steuerung 14 die Steuerung des Antriebsstrangsteuersystems 98 und des Bremssteuersystems 96 während der Ausführung des Betriebsprogramms 130 übernimmt) aufzugeben, während das Fahrzeug 12 einen automatischen Kupplungsvorgang durchführt. Wenn bestätigt wurde, dass der Benutzer U nicht versucht, das Lenksystem 80 (zum Beispiel unter Verwendung des Drehmomentsensors 94) zu steuern, beginnt die Steuerung 14, das Fahrzeug 12 entlang des bestimmten Wegs 20 zu bewegen. Ferner kann das Kupplungsunterstützungssystem 10 bestimmen, ob sich das Getriebesystem 102 im richtigen Gang befindet, und kann in den gewünschten Gang wechseln oder den Benutzer U dazu auffordern, in den gewünschten Gang zu schalten. Das Kupplungsunterstützungssystem 10 kann dann das Lenksystem 80 steuern, um das Fahrzeug 12 auf dem Weg 20 zu halten, während entweder der Benutzer U oder die Steuerung 14 die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 12 unter Verwendung des Antriebsstrangsteuersystems 98 und des Bremssteuersystems 96 steuert. Wie in dieser Schrift erläutert, können die Steuerung 14 oder der Benutzer U zumindest das Lenksystem 80 steuern, während die Position des Kopplers 16 nachverfolgt wird, bis das Fahrzeug 12 den Endpunkt erreicht. Während sich das Fahrzeug 12 dem Anhänger 18 nähert kann das Kupplungsunterstützungssystem 10 die Kupplungskugelhöhe H_b und die Kopplerhöhe H_c bei Schritt 172 überwachen. Wenn die Kupplungskugel 26 die gewünschte Position 140 für die gewünschte Ausrichtung mit dem Koppler 16 erreicht, endet die Betriebsroutine 130 bei Schritt 174.
Unter Bezugnahme auf die 13 und 14 kann das Kupplungsunterstützungssystem 10 in einigen Fällen Fahrerinteraktion ermöglichen, während sich die Kupplungsbaugruppe 22 dem Koppler 16 des Anhängers 18 nähert. Zum Beispiel kann der Benutzer U eines oder mehrere beliebige des Lenksystems 80, des Antriebsstrangsteuersystems 98 und/oder des Bremssteuersystems 96 steuern. In einigen Fällen wird der hintere Bildgeber 40, wie in dieser Schrift bereitgestellt, in einem Rückfahrunterstützungs- oder Kupplungsunterstützungsmodus betrieben, wenn das Getriebe in den Rückwärtsgang geschalten wird, um dem Benutzer U zu helfen, sich zu einer bezeichneten Zielposition zu bewegen. Die Bilddaten 56, die durch einen oder mehrere der Bildgeber 38, 40, 42, 44 erzeugt wurden, erzeugen den Bildbereich 54, der auf der Anzeige 118 innerhalb des Fahrzeugs 12 und/oder auf der Anzeige 118 der tragbaren Vorrichtung 122 angezeigt wird. Es wird dem Benutzer über die Anzeige 118 eine Einblendung 176 dargestellt, die einen ersten Satz von dynamischen und/oder einen zweiten Satz von statischen Ortslinien 178, 180 beinhalten kann, um dem Benutzer beim Manövrieren des Fahrzeugs 12 zu einem Ziel, wie etwa dem Koppler 16 des Anhängers 18 und/oder einem Parkplatz, zu unterstützen. Wenn der Benutzer U das Lenkrad 88 dreht, sendet der Lenkwinkelsensor 86 Lenkradwinkeldaten an die Steuerung 14. Der hintere Bildgeber 40 und eine Bildverarbeitungseinrichtung analysieren die Daten von dem Lenkwinkelsensor 86 zusammen mit anderen Fahrzeugdaten, die das Übersetzungsverhältnis, die Radstandsgröße, den Radradius und Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten beinhalten, und berechnet eine Größe und Richtung für die beiden Sätze von Ortslinien 178, 180, die als eine Einblendung 176 in den angezeigten Bildern angezeigt werden sollen. Es versteht sich, dass eine beliebige oder mehrere der Ortslinien 178, 180, die hierin beschrieben sind, auf der Anzeige 118 vorhanden oder nicht vorhanden sein können, ohne von dem Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
Der erste Satz von angezeigten Ortslinien 178 weist eine Richtung auf, die als Reaktion auf eine Änderung im Lenkradwinkel und andere Fahrzeugdaten bestimmt werden kann, die sich auf Radstand, Radius und Übersetzungsverhältnis beziehen. In einigen Fällen kann der erste Satz von Ortslinien 178 ein Paar Umfangslinien 182 beinhalten, welche die Breite des Fahrzeugs 12 in einer Seite-zu-Seite-Richtung des Fahrzeugs und/oder eine untere Projektionslinie 184 veranschaulichen, die sich mit einer Mittellinie des Fahrzeugs 12 in der Seite-zu-Seite-Richtung ausrichten kann. Das Paar Umfangslinien 182 und die unteren Projektionslinie 184 können auf den Boden des Bildbereichs 54 projiziert werden, der auf der Anzeige 118 bereitgestellt ist. Zusätzlich und/oder alternativ kann eine obere Projektionslinie 186 ebenfalls an der Anzeige 118 gezeigt sein, die die Bewegungsbahn der Kupplungskugel 26 und veranschaulicht, und möglicherweise an der Kupplungskugelhöhe H_b . Dementsprechend können die untere und die obere Projektionslinie 184, 186 voneinander versetzt sein, auf Grundlage der Varianz der Höhe dazwischen, wie beispielhaft in 13 veranschaulicht.
Die Position der Einblendung 176 des ersten Satzes von Ortslinien 178 hängt vom Einlenkradius und dem aktuellen Lenkradwinkel des Fahrzeugs 12 ab, weshalb sich die Ortslinien 178 ändern, wenn der Lenkradwinkel geändert wird. Wenn der Benutzer U und/oder das Kupplungsunterstützungssystem 10 das Lenkrad 88 dreht, wird jeder Schritt und jede Richtung der Bewegung des Lenkrads 88 in der Richtung des ersten Satzes von Ortslinien wie angezeigt wiedergegeben. Jedes Mal, wenn sich der Lenkwinkel δ ändert, wird ein Ersatzsatz des ersten Satzes von Ortslinien 178 angezeigt. In dieser Hinsicht zeigt der erste Satz von Ortslinien 178 einen Weg 20 des Fahrzeugs 12 und/oder der Kupplungsbaugruppe 22 an, sodass der Benutzer ein realistisches Bild davon erhält, wohin sich das Fahrzeug 12 bewegt, wenn er das Lenkrad 88 dreht und sich seinem gewünschten Ziel nähert. Zusätzlich kann die obere Projektionslinie 186 auf Grundlage einer Änderung der Kupplungskugelhöhe H_b aktualisiert werden.
Wenn sich der Lenkradwinkel von einem Mittelpunkt bewegt, wird nicht nur die Richtung des ersten Satzes von Ortslinien 178 angepasst, sondern die Länge des ersten Satzes von Ortslinien 178 kann ebenfalls dementsprechend angepasst werden. Wenn zum Beispiel das Lenkrad 88 von der Mitte weg gedreht wird, kann die Länge des ersten Satzes von Ortslinien 178 erhöht werden. Wenn das Lenkrad 88 zu der Mitte hin gedreht wird, kann die Länge des ersten Satzes von Ortslinien 178 verringert werden. Für jede Änderung des Lenkradwinkels berechnet die Steuerung 14 bei Aktualisierungen des Winkels und der Länge den ersten Satz von Ortslinien 178 neu und zeigt diesen an. Bei einem Maximalwinkel, entweder links oder rechts von der Mitte, können sich die Ortslinien 178 zu einem Maximallängenmaß erstrecken. Dementsprechend stellt der erste Satz von Ortslinien 178 den prognostizierten Fahrzeugweg 20 zum Ziel bereit. Dem Benutzer U wird auf Grundlage der Lenkradwinkelposition und der Fahrzeugradstandinformationen eine Angabe darüber bereitgestellt, wohin sich das Fahrzeug 12 bewegt.
Zusätzlich zu dem ersten Satz von Ortslinien 178 kann außerdem der zweite Satz von Ortslinien 180 angezeigt werden. Der zweite Satz von Ortslinien 180 kann feststehend sein und den Fahrzeugweg 20 zu einem Ziel bereitstellen. Im Gegensatz zum ersten Satz von Ortslinien 178 kann der zweite Satz von Ortslinien 180 in Bezug auf Länge und Richtung feststehend bleiben. Zusätzlich zur Bildgeberszene und den Symbolen, die auf dem angezeigten Bild eingeblendet werden, können ebenfalls Textanweisungen oder Eingabeaufforderungen auf der Anzeige 118 oder auf einem getrennten Bildschirm bereitgestellt werden, der dem Fahrzeug 12 zugeordnet ist (z. B. ein Armaturenbrettbildschirm 118). Der zweite Satz von Ortslinien 180 kann ebenfalls unterschiedliche Abschnitte beinhalten, die durch unterschiedliche Farben veranschaulicht sind. In einigen Beispielen kann ein erster Abschnitt des zweiten Satzes von Ortslinien 180 von einer ersten (z. B. roten) Farbe sein. Ein zweiter Abschnitt kann von dem Fahrzeug 12 durch den ersten Abschnitt getrennt sein und kann durch eine zweite (z. B. gelbe) Farbe veranschaulicht sein. Ein dritter Abschnitt kann von dem Fahrzeug 12 durch den ersten und zweiten Abschnitt getrennt sein und durch eine dritte (z. B. grüne) Farbe dargestellt sein.
Unter anhaltender Bezugnahme auf die 13 und 14 kann, wenn das Fahrzeug 12 in den Rückwärtsgang versetzt wird, ein Abschnitt des Hecks des Fahrzeugs 12 (z. B. der Stoßfänger) und der umgebende Bereich angezeigt werden, in den das Rückfahrmanöver durchgeführt werden wird. Die Kupplungsbaugruppe 22, die sich vom Stoßfänger nach hinten erstreckt, ist ebenfalls sichtbar. Die Bilddaten 56, die von dem hinteren Bildgeber 40 erzeugt werden, können ebenfalls den Anhänger 18 beinhalten, den ein Benutzer an das Fahrzeug 12 koppeln will. Der Anhänger 18 und der Koppler 16 können durch ein beliebiges Verfahren identifiziert werden, wie etwa das in der gemeinsam übertragenen US-Patentanmeldung Nr. 15/708,463 , angemeldet 19. September 2017 mit dem Titel „HITCH ASSIST SYSTEM WITH HITCH COUPLER IDENTIFICATION FEATURE AND HITCH COUPLER HEIGHT ESTIMATION“; US-Patentanmeldung Nr. 15/708,427 , angemeldet 19. September 2017 mit dem Titel „HITCH ASSIST SYSTEM WITH HITCH COUPLER IDENTIFICATION FEATURE AND HITCH COUPLER HEIGHT ESTIMATION“; US-Patentanmeldung Nr. 15/628,062 , angemeldet 20. Juni 2017 mit dem Titel „VEHICLE REAR OBJECT PROXIMITY SYSTEM USING MULTIPLE IMAGERS“; US-Patentanmeldung Nr. 15/701,644 angemeldet 12. September 2017 mit dem Titel „HITCH ASSIST SYSTEM AND METHOD“; und US-Patentanmeldung Nr. 15/802,831 , angemeldet 3. November 2017 mit dem Titel „COMPENSATION FOR TRAILER COUPLER HEIGHT IN AUTOMATIC HITCH OPERATION“, deren Offenbarungen durch Bezugnahme vollumfänglich hierin aufgenommen sind.
In einigen Fällen kann die obere Projektionslinie 186 auf der Anzeige 118 bereitgestellt sein, wenn das Kupplungsunterstützungssystem 10 in einem halbautonomen und/oder manuellen Modus betrieben wird. Die Modi können durch den Benutzer U ausgewählt werden und/oder können automatisch durch das Kupplungsunterstützungssystem 10 ausgewählt werden, wenn das Kupplungsunterstützungssystem 10 in einem beeinträchtigten Modus betrieben wird. Wenn die obere Projektionslinie 186 angezeigt werden soll, kann die Kupplungskugelhöhe H_b durch das Kupplungsunterstützungssystem 10 durch ein beliebiges hierin bereitgestelltes Verfahren detektiert werden. Auf Grundlage der detektierten Kupplungskugel 26 kann die Höhe H_c des Kopplers 16 bestimmt werden. Auf Grundlage der berechneten Kupplungskugelhöhe H_b kann die obere Proj ektionslinie 186 auf der Anzeige 118 erzeugt und veranschaulicht werden.
Unter Bezugnahme auf die 15 und 16, zusätzlich zu und/oder alternativ zu der Einblendung 176, kann die Anzeige 118 eine erzeugte oder virtuelle Seitenansicht 188 der Kupplungsausrichtung bereitstellen. In derartigen Fällen detektiert das Fahrzeugerfassungssystem 46, einschließlich dem einen oder der mehreren Bildgeber 38, 40, 42, 44 und einem oder mehreren Näherungssensoren 64, die Kupplungskugel 26 und der Anhängerkoppler 16. Wie hierin bereitgestellt kann das Kupplungsunterstützungssystem 10 ebenfalls die Höhe H_b der Kupplungskugel 26 und die Höhe H_c des Kopplers 16 berechnen. Auf Grundlage der detektierten Höhen H_b , H_c und anderer Parameter wird ein erzeugtes Ausrichtungsbild 188 der Seitenansicht erzeugt. Dementsprechend kann ein Benutzer U dazu in der Lage sein, zu sehen, wenn der Koppler 16 mit der Kupplungskugel 26 in der Fahrzeugvorwärts-/-rückwärtsrichtung ausgerichtet ist. Eine oder mehrere zusätzliche Anweisungen können auf dem erzeugten Bild bereitgestellt sein. Zum Beispiel kann eine Entfernung 190 zum Ausrichten auf der Anzeige 118 bereitgestellt sein. Zusätzlich können gestrichelte Linien 192, 194 eine Längslinie der Kuppelkugel 26 bzw. den Koppler 16 definieren, die, nachdem sie entlang einer gemeinsamen Achse ausgerichtet oder angeordnet sind, eine im Wesentlichen ausgerichtete Beziehung zwischen dem Koppler 16 und der Kupplungskugel 26 definieren.
Unter Bezugnahme auf 16 ist ein Verfahren 196 zum Ausrichten der Kupplungsbaugruppe 22 mit dem Koppler 16 gemäß einigen Beispielen gezeigt. Insbesondere wird das Kupplungsunterstützungssystem 10 bei Schritt 198 gestartet. Bei Schritt 200 kann der Benutzer U ein Betreiben in einem autonomen Modus oder einem halbautonomen/manuellen Modus auswählen. Falls der Benutzer U ein Betreiben des Kupplungsunterstützungssystems 10 in einem autonomen Modus auswählt, führt das System bei Schritt 202 durch ein beliebiges Verfahren, das hierin bereitgestellt ist, den Kupplungsunterstützungsvorgang aus, um die Kupplungskugel 26 mit dem Koppler 16 auszurichten. Falls das Kupplungsunterstützungssystem 10 in dem halbautonomen/manuellen Modus betrieben wird, scannt das Fahrzeug 12 bei Schritt 204 die Szene hinter dem Fahrzeug 12 und kann bestimmen, ob sich die Kupplungskugel 26 und/oder der Koppler 16 innerhalb des Sichtfelds des einen oder der mehreren Bildgeber und/oder anderer Sensoren in dem Fahrzeugerfassungssystem 46 befindet. Die Entfernung zwischen dem Koppler 16 und der Kupplungskugel 26 kann ebenfalls berechnet werden. Bei Schritt 206 können die Umgebungsbeleuchtungsbedingungen ebenfalls detektiert werden. Falls die Kupplungskugel 26 und/oder der Koppler 16 undetektierbar sind, die Entfernung zwischen den zwei Komponenten nicht berechnet werden kann und/oder die Beleuchtungsbedingungen die Systemfähigkeiten negativ beeinflussen, kann das Kupplungsunterstützungssystem 10 den Benutzer U benachrichtigen, das Fahrzeug 12 bei Schritt 208 neu zu positionieren.
Bei Schritt 210, falls das Kupplungsunterstützungssystem 10 dazu in der Lage ist, die Kupplungskugelhöhe H_b , die Kopplerhöhe H_c , und/oder die Entfernung zwischen dem Koppler 16 und der Kupplungskugel 26 zu berechnen, ist das erzeugte Bild des Kopplers 16 und der Kupplungskugel 26 auf der Anzeige 118 veranschaulicht, wie beispielhaft in 15 gezeigt. Das erzeugte Bild kann bei Schritt 212 weiterhin auf der Anzeige 118 bereitgestellt und aktualisiert werden, bis der Benutzer U das Kupplungsunterstützungssystem 10 beendet und/oder das System bei Schritt 214 detektiert, dass die Kupplungskugel 26 und der Koppler 16 miteinander in Eingriff stehen.
Aus der Verwendung der vorliegenden Offenbarung lässt sich eine Vielfalt an Vorteilen ableiten. Zum Beispiel stellt das Verwenden des offenbarten Kupplungsunterstützungssystems ein System zum Berechnen einer Kupplungskugelhöhe bereit. Auf Grundlage der berechneten Kupplungskugelhöhe kann eine Anzeige eine Projektionslinie der Kupplungskugel veranschaulichen, während das Fahrzeug zu dem Anhänger bewegt wird. Die Anzeige kann ebenfalls eine erzeugte Seitenansicht der Kupplungsbaugruppe und des Kopplers veranschaulichen, um das Lokalisieren des Kopplers über der Kupplungsbaugruppe zu unterstützen. Durch Veranschaulichen der Projektionslinien und des erzeugten Bilds kann das Kupplungsunterstützungssystem dem Kupplungsunterstützungssystem zusätzliche Sicherheitsmerkmale und Funktionalität bereitstellen.
Gemäß verschiedenen Beispielen ist in dieser Schrift ein Kupplungsunterstützungssystem bereitgestellt. Das Kupplungsunterstützungssystem beinhaltet einen Bildgeber zum Aufnehmen von einem oder mehreren Bildern eines Anhängers, der einen Koppler aufweist. Das Kupplungsunterstützungssystem beinhaltet ebenfalls eine Benutzereingabevorrichtung zum Eingeben von Angaben einer Kupplungskugel. Das Kupplungsunterstützungssystem beinhaltet ferner eine Steuerung zum Schätzen einer Kupplungskugelhöhe auf Grundlage der eingegebenen Angaben; und Schätzen einer Anhängerhöhe auf Grundlage einer Höhe und Projektionsgeometrie des Bildgebers. Beispiele für das Kupplungsunterstützungssystem können ein beliebiges oder eine Kombination der folgenden Merkmale beinhalten:

• die Benutzereingabevorrichtung umfasst eine Touchscreen-Anzeige eines Fahrzeugs;
• die Touchscreen-Anzeige registriert ein oder mehrere Berührungsereignisse zum Eingeben der Angaben der Kupplungskugel darauf;
• der Bildgeber befindet sich an einer Rückseite des Fahrzeugs und ist dazu angeordnet, ein oder mehrere Bilder einer Szene hinter dem Fahrzeug aufzunehmen;
• das Schätzen der Kupplungskugelhöhe beinhaltet ein Bestimmen einer Laufradbedingung;
• die Anhängerhöhe umfasst eine Höhe des Kupplungskopplers relativ zu einer Bodenfläche;
• die Anzeige zeigt eine Projektionslinie der Kupplungskugel an, während sich das Fahrzeug dem Koppler nähert;
• einen Speicher zum Speichern von Angaben der Kupplungskugel;
• die Eingabeangaben der Kupplungskugel beinhalten Anzeigen verschiedener Bilder von vorgespeicherten Marken von Kupplungsbaugruppen; und/oder
• die Benutzereingabevorrichtung beinhaltet eine Anzeige, die ein erzeugtes Seitenbild der Kupplungskugel und des Kopplers veranschaulicht, wenn sich die Kupplungskugel dem Koppler nähert.

Außerdem ist in dieser Schrift ein Kupplungsunterstützungsverfahren bereitgestellt. Das Verfahren beinhaltet Aufnehmen eines oder mehrerer Bilder eines Anhängers, der einen Koppler aufweist, durch einen Bildgeber. Das Verfahren beinhaltet ebenfalls Schätzen einer Kopplerhöhe auf Grundlage einer Höhe und Projektionsgeometrie des Bildgebers. Zuletzt beinhaltet das Verfahren ein Veranschaulichen einer Einblendung auf einer Anzeige, um beim Ausrichten einer Kupplungskugel unter dem Koppler behilflich zu sein. Beispiele des Kupplungsunterstützungsverfahrens können ein beliebiges oder eine Kombination der folgenden Merkmale beinhalten:

• die Einblendung ist ein erzeugtes Bild einer Seitenansicht der Kupplungskugel und des Kopplers;
• Eingeben einer oder mehrerer Angaben eines Fahrzeugs oder einer Kupplungsbaugruppe; und Schätzen einer Höhe der Kupplungskugel auf Grundlage der einen oder der mehreren Angaben;
• die Einblendung ist eine erste projizierte Linie, die mit einem Verlauf der Kupplungskugel ausgerichtet ist;
• der Schritt des Eingebens von einer oder mehreren Angaben des Fahrzeugs wird unter Verwendung einer Touchscreen-Anzeige eines Fahrzeugs durchgeführt; und/oder
• die Einblendung beinhaltet eine zweite Linie, die auf eine Bodenfläche hinter einem Fahrzeug auf einer Anzeige projiziert ist.

Gemäß einigen Beispielen ist hierin ein Kupplungsunterstützungssystem bereitgestellt. Das Kupplungsunterstützungssystem beinhaltet ein Erfassungssystem, das dazu konfiguriert ist, einen Anhänger zu detektieren, der einen Koppler aufweist. Eine Benutzereingabevorrichtung wird verwendet, um eine Angabe einer Kupplungskugel oder des Kopplers anzugeben. Das Kupplungsunterstützungssystem beinhaltet ferner eine Steuerung zum Schätzen eines Höhenunterschieds zwischen dem Erfassungssystem und dem Kupplungskoppler auf Grundlage von Projektionsgeometrie des Erfassungssystems und Erzeugen eines schematischen Bilds der Kupplungskugel oder des Kopplers auf einer Anzeige. Beispiele für das Kupplungsunterstützungssystem können ein beliebiges oder eine Kombination der folgenden Merkmale beinhalten:

• das Erfassungssystem beinhaltet einen Bildgeber zum Aufnehmen von einem oder mehrerer Bilder des Kopplers oder der Kupplungskugel;
• das Erfassungssystem beinhaltet einen Näherungssensor zum Detektieren des Kopplers oder der Kopplungskugel; und/oder
• die Angabe der Kopplungskugel beinhaltet mindestens eines von einer Kugelhalterungslänge und einer Kupplungskugelhöhe.

Der Durchschnittsfachmann versteht, dass der Aufbau der beschriebenen Erfindung und anderer Komponenten nicht auf ein bestimmtes Material beschränkt ist. Andere beispielhafte Beispiele der in dieser Schrift offenbarten Erfindung können aus einer großen Vielfalt an Materialien gebildet werden, es sei denn, hierin wird etwas anderes beschrieben.
Im Sinne dieser Offenbarung bezeichnet der Ausdruck „gekoppelt“ (in all seinen Formen, wie koppeln, Kopplung, gekoppelt usw.) im Allgemeinen das direkte oder indirekte Verbinden von zwei (elektrischen oder mechanischen) Komponenten miteinander. Ein derartiges Verbinden kann dem Wesen nach unbeweglich oder beweglich sein. Ein derartiges Verbinden kann erreicht werden, indem die zwei (elektrischen oder mechanischen) Komponenten und beliebige zusätzliche dazwischenliegende Elemente einstückig als ein einzelner einheitlicher Körper miteinander oder mit den zwei Komponenten ausgebildet werden. Ein derartiges Verbinden kann dem Wesen nach dauerhaft oder dem Wesen nach abnehmbar oder lösbar sein, es sei denn, es ist etwas anderes angegeben.
Außerdem ist eine beliebige Anordnung von Komponenten zum Erzielen derselben Funktion effektiv „zugeordnet“, sodass die gewünschte Funktion erzielt wird. Somit können zwei beliebige Komponenten, die in dieser Schrift kombiniert werden, um eine bestimmte Funktion zu erzielen, als einander „zugeordnet“ angesehen werden, sodass die gewünschte Funktion unabhängig von Architekturen oder Zwischenkomponenten erzielt wird. Ebenso können zwei beliebige derart zugeordnete Komponenten zudem als miteinander „wirkverbunden“ oder „wirkgekoppelt“ angesehen werden, um die gewünschte Funktion zu erzielen, und können zwei beliebige Komponenten, die dazu in der Lage sind, derartig zugeordnet zu sein, außerdem als miteinander „wirkkoppelbar“ angesehen werden, um die gewünschte Funktion zu erreichen. Zu einigen Beispielen für Elemente, die wirkkoppelbar sind, gehören unter anderem physisch zusammenpassbare und/oder physisch zusammenwirkende Komponenten und/oder Komponenten, die drahtlos zusammenwirken können, und/oder drahtlos zusammenwirkende Komponenten und/oder logisch zusammenwirkende Komponenten und/oder Komponenten, die logisch zusammenwirken können. Darüber hinaus versteht es sich, dass eine Komponente, die dem Ausdruck „von dem“/„von der“/„des“/„der“ vorangeht, an jeder beliebigen möglichen Position angeordnet sein kann (z. B. an, in und/oder außen an dem Fahrzeug angeordnet), sodass die Komponente auf jede beliebige hier beschriebene Art und Weise funktionieren kann.
Umsetzungen der hierin offenbarten Systeme, Vorrichtungen und Verfahren können einen Spezial- oder Universalcomputer beinhalten oder nutzen, der Computerhardware beinhaltet, wie zum Beispiel einen oder mehrere Prozessoren und Systemspeicher, wie hierin erläutert. Umsetzungen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung können zudem physische und andere computerlesbare Medien zum Transportieren oder Speichern von computerausführbaren Anweisungen und/oder Datenstrukturen beinhalten. Bei derartigen computerlesbaren Medien kann es sich um beliebige verfügbare Medien handeln, auf die durch ein Universal- oder Spezialcomputersystem zugegriffen werden kann. Bei computerlesbaren Medien, auf denen computerausführbare Anweisungen gespeichert werden, handelt es sich um Computerspeichermedien (-vorrichtungen). Bei computerlesbaren Medien, die computerausführbare Anweisungen transportieren, handelt es sich um Übertragungsmedien. Somit können Umsetzungen der vorliegenden Offenbarung beispielsweise und nicht einschränkend mindestens zwei deutlich unterschiedliche Arten computerlesbarer Medien beinhalten: Computerspeichermedien (-vorrichtungen) und Übertragungsmedien.
Computerspeichermedien (-vorrichtungen) beinhalten RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM, Festkörperlaufwerke (solid state drives - „SSDs“) (z. B. basierend auf RAM), Flash-Speicher, Phasenwechselspeicher (phase-change memory - „PCM“), andere Speicherarten, andere optische Plattenspeicher, Magnetplattenspeicher oder andere magnetische Speichervorrichtungen oder ein beliebiges anderes Medium, das dazu verwendet werden kann, erwünschte Programmcodemittel in Form von computerausführbaren Anweisungen oder Datenstrukturen zu speichern, und auf das durch einen Universal- oder Spezialcomputer zugegriffen werden kann.
Eine Umsetzung der in dieser Schrift offenbarten Vorrichtungen, Systeme und Verfahren kann über ein Computernetzwerk kommunizieren. Ein „Netzwerk“ ist als eine oder mehrere Datenverbindungen definiert, die den Transport elektronischer Daten zwischen Computersystemen und/oder Modulen und/oder anderen elektronischen Vorrichtungen ermöglichen. Wenn Informationen über ein Netzwerk oder eine andere Kommunikationsverbindung (entweder festverdrahtet, drahtlos oder eine beliebige Kombination aus festverdrahtet oder drahtlos) auf einen Computer übertragen oder einem Computer bereitgestellt werden, sieht der Computer die Verbindung zweckgemäß als Übertragungsmedium an. Übertragungsmedien können ein Netzwerk und/oder Datenverbindungen beinhalten, die verwendet werden können, um erwünschte Programmcodemittel in Form von computerausführbaren Anweisungen oder Datenstrukturen zu transportieren, und auf die durch einen Universal- oder Spezialcomputer zugegriffen werden kann. Kombinationen aus dem Vorstehenden sollten ebenfalls im Umfang computerlesbarer Medien enthalten sein.
Computerausführbare Anweisungen beinhalten zum Beispiel Anweisungen und Daten, die bei Ausführung an einem Prozessor einen Universalcomputer, Spezialcomputer oder eine Spezialverarbeitungsvorrichtung dazu veranlassen, eine bestimmte Funktion oder Gruppe von Funktionen auszuführen. Bei den computerausführbaren Anweisungen kann es sich beispielsweise um Binärdateien, Anweisungen in einem Zwischenformat, wie etwa Assemblersprache, oder auch um Quellcode handeln. Obwohl der Gegenstand in für Strukturmerkmale und/oder methodische Handlungen spezifischer Sprache beschrieben wurde, versteht es sich, dass der in den beigefügten Patentansprüchen definierte Gegenstand nicht unbedingt auf die vorstehend beschriebenen Merkmale oder Handlungen beschränkt ist. Die beschriebenen Merkmale und Maßnahmen sind vielmehr als beispielhafte Umsetzungsformen der Ansprüche offenbart.
Der Fachmann wird erkennen, dass die vorliegende Offenbarung in Network-Computing-Umgebungen mit vielen Arten von Computersystemkonfigurationen angewendet werden kann, einschließlich eines Armaturenbrett-Fahrzeugcomputers, PCs, Desktop-Computern, Laptops, Nachrichtenprozessoren, Handgeräten, Multiprozessorsystemen, Unterhaltungselektronik auf Mikroprozessorbasis oder programmierbarer Unterhaltungselektronik, Netzwerk-PCs, Minicomputern, Mainframe-Computern, Mobiltelefonen, PDAs, Tablets, Pagern, Routern, Switches, verschiedener Speichergeräte und dergleichen. Die Offenbarung kann zudem in Umgebungen mit verteilten Systemen ausgeführt werden, in denen sowohl lokale Computersysteme als auch entfernte Computersysteme, die durch das Netzwerk (entweder durch festverdrahtete Datenverbindungen, drahtlose Datenverbindungen oder durch eine beliebige Kombination aus festverdrahteten und drahtlosen Datenverbindungen) verbunden sind, Aufgaben ausführen. In einer verteilten Systemumgebung können sich Programmmodule sowohl in lokalen Speichervorrichtungen als auch in Fernspeichervorrichtungen befinden.
Ferner können die hierin beschriebenen Funktionen gegebenenfalls in einem oder mehreren der Folgenden durchgeführt werden: Hardware, Software, Firmware, digitalen Komponenten oder analogen Komponenten. Eine oder mehrere anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs) können zum Beispiel so programmiert sein, dass sie eines bzw. einen oder mehrere der in dieser Schrift beschriebenen Systeme und Vorgänge ausführen. Bestimmte Ausdrücke werden in der gesamten Beschreibung und den Patentansprüchen verwendet, um auf bestimmte Systemkomponenten Bezug zu nehmen. Der Fachmann wird verstehen, dass auf Komponenten durch unterschiedliche Bezeichnungen Bezug genommen werden kann. In dieser Schrift soll nicht zwischen Komponenten unterschieden werden, die sich dem Namen nach unterscheiden, nicht jedoch der Funktion nach.
Es ist anzumerken, dass die vorstehend erörterten Sensorbeispiele Computerhardware, - Software, -firmware oder eine beliebige Kombination daraus beinhalten könnten, um zumindest einen Teil ihrer Funktionen auszuführen. Ein Sensor kann zum Beispiel Computercode beinhalten, der dazu konfiguriert ist, in einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt zu werden, und kann Hardware-Logikschaltungen/elektrische Schaltungen beinhalten, die durch den Computercode gesteuert werden. Diese beispielhaften Vorrichtungen sind in dieser Schrift zum Zwecke der Veranschaulichung bereitgestellt und sollen nicht einschränkend sein. Beispiele der vorliegenden Offenbarung können in weiteren Arten von Vorrichtungen umgesetzt werden, wie es dem einschlägigen Fachmann bekannt ist.
Mindestens einige Beispiele der vorliegenden Offenbarung sind auf Computerprogrammprodukte ausgerichtet, die eine solche Logik (z. B. in Form von Software) beinhalten, die auf einem beliebigen computernutzbaren Medium gespeichert ist. Derartige Software veranlasst bei Ausführung in einer oder mehreren Datenverarbeitungsvorrichtungen eine Vorrichtung dazu, wie in dieser Schrift beschrieben zu funktionieren.
Es ist zudem wichtig festzuhalten, dass die in den beispielhaften Beispielen gezeigte Konstruktion und Anordnung der Elemente der Erfindung lediglich veranschaulichend sind. Zwar sind in dieser Offenbarung nur einige Beispiele für die vorliegenden Innovationen ausführlich beschrieben worden, doch wird der Fachmann, der diese Offenbarung betrachtet, ohne Weiteres erkennen, dass viele Modifikationen möglich sind (z. B. Variationen von Größen, Abmessungen, Strukturen, Formen und Proportionen der verschiedenen Elemente, Werte von Parametern, Montageanordnungen, Verwendung von Materialien, Farben, Ausrichtungen usw.), ohne wesentlich von den neuartigen Lehren und Vorteilen des genannten Gegenstands abzuweichen. Zum Beispiel können Elemente, die als integriert gebildet dargestellt sind, aus mehreren Teilen konstruiert sein, oder können Elemente, die als mehrere Teile gezeigt sind, integriert gebildet sein, kann die Bedienung der Schnittstellen umgekehrt oder anderweitig variiert werden, kann die Länge oder Breite der Strukturen und/oder Elemente oder Verbindungselemente oder sonstiger Elemente des Systems variiert werden und kann die Art oder Anzahl der zwischen den Elementen bereitgestellten Einstellpositionen variiert werden. Es ist anzumerken, dass die Elemente und/oder Anordnungen des Systems aus beliebigen aus einer breiten Vielfalt an Materialien, die eine ausreichende Festigkeit oder Haltbarkeit bereitstellen, in beliebigen aus einer breiten Vielfalt an Farben, Texturen und Kombinationen konstruiert werden könnten. Dementsprechend ist beabsichtigt, dass alle derartigen Modifikationen im Umfang der vorliegenden Innovationen eingeschlossen sind. Andere Substitutionen, Modifikationen, Änderungen und Auslassungen können an der Ausgestaltung, an den Betriebsbedingungen und der Anordnung der gewünschten und anderer beispielhafter Beispiele vorgenommen werden, ohne vom Geist der vorliegenden Innovationen abzuweichen.
Es versteht sich, dass alle beschriebenen Prozesse oder Schritte in den beschriebenen Verfahren mit anderen offenbarten Prozessen oder Schritten zum Ausbilden von Strukturen innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung kombiniert werden können. Die hierin offenbarten beispielhaften Strukturen und Prozesse dienen lediglich der Veranschaulichung und sind nicht als einschränkend auszulegen.
Es versteht sich zudem, dass Variationen und Modifikationen an den vorstehend genannten Strukturen und Verfahren vorgenommen werden können, ohne von den Konzepten der vorliegenden Erfindung abzuweichen, und es versteht sich ferner, dass derartige Konzepte von den folgenden Ansprüchen abgedeckt sein sollen, es sei denn, diese Ansprüche geben durch ihren Wortlaut ausdrücklich etwas anderes vor.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die Einblendung eine zweite Linie, die auf eine Bodenfläche hinter einem Fahrzeug auf einer Anzeige projiziert ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Kupplungsunterstützungssystem bereitgestellt, das ein Erfassungssystem aufweist, das dazu konfiguriert ist, einen Anhänger zu detektieren, der einen Koppler, eine Benutzereingabevorrichtung zum Angeben einer Angabe einer Kupplungskugel oder des Koppler und eine Steuerung zum Schätzen eines Höhenunterschieds zwischen dem Erfassungssystem und dem Kupplungskoppler auf Grundlage von Projektionsgeometrie des Erfassungssystems und Erzeugen eines schematischen Bilds der Kupplungskugel oder des Kopplers auf einer Anzeige.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Erfassungssystem einen Bildgeber zum Aufnehmen von einem oder mehrerer Bilder des Kopplers oder der Kupplungskugel.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Erfassungssystem einen Näherungssensor zum Detektieren des Kopplers oder der Kopplungskugel.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die Angabe der Kopplungskugel mindestens eines von einer Kugelhalterungslänge und einer Kupplungskugelhöhe.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 15708427 [0017, 0045, 0054]
US 9102271 [0031]
US 15583014 [0031]
US 15708463 [0045, 0054]
US 15/628062 [0045]
US 15724760 [0045]
US 15/902051 [0045]
US 15802831 [0045, 0054]
US 15628062 [0054]
US 15/701644 [0054]

Claims

Kupplungsunterstützungssystem, das Folgendes umfasst: einen Bildgeber zum Aufnehmen von einem oder mehreren Bildern eines Anhängers, der einen Koppler aufweist; eine Benutzereingabevorrichtung zum Eingeben von Angaben einer Kupplungskugel; und eine Steuerung zum: Schätzen einer Kupplungskugelhöhe auf Grundlage der eingegebenen Angaben; und Schätzen einer Anhängerhöhe auf Grundlage einer Höhe und Projektionsgeometrie des Bildgebers.
Kupplungsunterstützungssystem nach Anspruch 1, wobei die Benutzereingabevorrichtung eine Touchscreen-Anzeige eines Fahrzeugs umfasst.
Kupplungsunterstützungssystem nach Anspruch 2, wobei die Touchscreen-Anzeige ein oder mehrere Berührungsereignisse zum Eingeben der Angaben der Kupplungskugel darauf registriert.
Kupplungsunterstützungssystem nach Anspruch 1, wobei sich der Bildgeber an einer Rückseite des Fahrzeugs befindet und dazu angeordnet ist, ein oder mehrere Bilder einer Szene hinter dem Fahrzeug aufzunehmen.
Kupplungsunterstützungssystem nach Anspruch 2, wobei das Schätzen der Kupplungskugelhöhe ein Bestimmen einer Laufradbedingung beinhaltet.
Kupplungsunterstützungssystem nach Anspruch 1, wobei die Anhängerhöhe eine Höhe des Kupplungskopplers relativ zu einer Bodenfläche umfasst.
Kupplungsunterstützungssystem nach Anspruch 2, wobei die Anzeige eine Projektionslinie der Kupplungskugel anzeigt, während sich das Fahrzeug dem Koppler nähert.
Kupplungsunterstützungssystem nach Anspruch 1, das ferner Folgendes umfasst: einen Speicher zum Speichern von Angaben der Kupplungskugel.
Kupplungsunterstützungssystem nach Anspruch 1, wobei die Eingabeangaben einer Kupplungskugel Anzeigen verschiedener Bilder von vorgespeicherten Marken von Kupplungsbaugruppen beinhalten.
Kupplungsunterstützungssystem nach Anspruch 1, wobei die Benutzereingabevorrichtung eine Anzeige beinhaltet, die ein erzeugtes Seitenbild der Kupplungskugel und des Kopplers veranschaulicht, wenn sich die Kupplungskugel dem Koppler nähert.
Kupplungsunterstützungsverfahren, das die folgenden Schritte umfasst: Aufnehmen eines oder mehrerer Bilder eines Anhängers, der einen Koppler aufweist, durch einen Bildgeber; Schätzen einer Kopplerhöhe auf Grundlage einer Höhe und Projektionsgeometrie des Bildgebers; und Veranschaulichen einer Einblendung auf einer Anzeige, um beim Ausrichten einer Kupplungskugel unter dem Koppler behilflich zu sein.
Kupplungsunterstützungsverfahren nach Anspruch 11, wobei die Einblendung ein erzeugtes Bild einer Seitenansicht der Kupplungskugel und des Kopplers ist.
Kupplungsunterstützungsverfahren nach Anspruch 11, das ferner Folgendes umfasst: Eingeben einer oder mehrerer Angaben eines Fahrzeugs oder einer Kupplungsbaugruppe; und Schätzen einer Höhe der Kupplungskugel auf Grundlage der einen oder der mehreren Angaben.
Kupplungsunterstützungsverfahren nach Anspruch 11, wobei die Einblendung eine erste projizierte Linie ist, die mit einem Verlauf der Kupplungskugel ausgerichtet ist.
Kupplungsunterstützungsverfahren nach Anspruch 13, wobei der Schritt des Eingebens von einer oder mehreren Angaben des Fahrzeugs unter Verwendung einer Touchscreen-Anzeige eines Fahrzeugs durchgeführt wird.