DE102020121800A1

DE102020121800A1 - Verhinderung eines verfolgungssprungs einer anhängerkupplung während eines kupplungsunterstützungsvorgangs

Info

Publication number: DE102020121800A1
Application number: DE102020121800.1A
Authority: DE
Inventors: Luke Niewiadomski; Douglas J. Rogan; Nikhil Nagraj Rao; Vidya Nariyambut murali; Bruno Sielly Jales Costa
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2019-08-26
Filing date: 2020-08-19
Publication date: 2021-03-04
Also published as: US20210061280A1; US11851061B2

Abstract

Ein Kupplungsunterstützungssystem für ein Fahrzeug umfasst ein Bildgebungssystem, das Bilddaten einer Kupplungskugel und einer Anhängerkupplung empfängt, und eine Steuerung. Die Steuerung schätzt einen Abstand zwischen einem Punkt an jedem von der Kupplungskugel und der Anhängerkupplung. Die Punkte liegen parallel zu einer Ebene, die durch eine Fläche unter der Kupplungskugel und der Anhängerkupplung definiert ist. Die Steuerung verfolgt den Abstand mit einem Pixel-Domain-Vergleich zwischen jedem der Punkte als Reaktion darauf, dass der Abstand einen ersten Schwellenwert unterschreitet, und manövriert das Fahrzeug über das Lenk- und das Bremssystem entlang eines Weges, sodass der Abstand angibt, dass die Punkte koaxial sind.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen Kupplungsunterstützungssysteme, die einen Abstand zwischen einer Kupplungskugel und einer Kupplung schätzen. Insbesondere betrifft die vorliegende Offenbarung Kupplungsunterstützungssysteme, die Verfolgungssprünge an der Kupplung innerhalb eines Schwellenabstands verhindern, während ein Pixel-Domain-Vergleich verwendet wird, um einen Abstand zwischen der Kupplungskugel und der Kupplung zu schätzen.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Das Kuppeln eines Anhängers an ein Fahrzeug kann schwierig und zeitaufwändig sein. Insbesondere kann das Ausrichten einer Kupplungskugel eines Fahrzeugs an der gewünschten Anhängerkupplung abhängig vom Ausgangsstandort des Anhängers relativ zum Fahrzeug ein wiederholtes Vor- und Zurückfahren in Kombination mit mehreren Lenkmanövern erforderlich machen, um das Fahrzeug angemessen zu positionieren. Ferner ist die Anhängerkupplung für einen entscheidenden Teil des zur richtigen Anhängerkupplungskugelausrichtung erforderlichen Fahrens nicht sichtbar und kann die Kupplungskugel unter normalen Umständen zu keinem Zeitpunkt von dem Fahrer gesehen werden. Dieses Fehlen von Sichtlinien macht eine Ableitung der Positionierung der Kupplungskugel und der Kupplung basierend auf Erfahrungen mit einem bestimmten Fahrzeug und Anhänger erforderlich und kann dennoch mehrmaliges Anhalten und Aussteigen aus dem Fahrzeug erforderlich machen, um die Ausrichtung zu bestätigen oder eine geeignete Korrektur für eine nachfolgende Reihe an Manövern festzustellen. Des Weiteren bedeutet die Nähe der Kupplungskugel zu dem hinteren Stoßfänger des Fahrzeugs, dass jedes Überschreitung bewirken kann, dass das Fahrzeug in Berührung mit dem Anhänger kommt. Dementsprechend sind weitere Verbesserungen wünschenswert.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst ein System zum Unterstützen beim Ausrichten eines Fahrzeugs zum Kuppeln an einen Anhänger ein Lenksystem, das einen Lenkwinkel des Fahrzeugs einstellt, ein Bremssystem, das eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs einstellt, ein Bildgebungssystem, das Bilddaten einer Kupplungskugel und einer Anhängerkupplung empfängt, und eine Steuerung. Die Steuerung schätzt einen Abstand zwischen einem ersten Punkt an der Kupplungskugel und einem zweiten Punkt an der Anhängerkupplung, wobei die Punkte parallel zu einer Ebene liegen, die durch eine Fläche unterhalb der Kupplungskugel und der Anhängerkupplung definiert ist, Die Steuerung verfolgt den Abstand zwischen Pixeln, die mit dem ersten Punkt und dem zweiten Punkt assoziiert sind, als Reaktion darauf, dass der Abstand einen ersten Schwellenwert unterschreitet, und manövriert das Fahrzeug über das Lenk- und das Bremssystem entlang eines Wegs, und identifiziert eine Ausrichtung des ersten Punkts an dem zweiten Punkt auf der Ebene.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Kupplungsunterstützungssystem für ein Fahrzeug ein Bildgebungssystem, das Bilddaten einer Kupplungskugel und einer Anhängerkupplung empfängt, und eine Steuerung. Die Steuerung schätzt einen Abstand zwischen einem Punkt an jedem von der Kupplungskugel und der Anhängerkupplung. Die Punkte liegen parallel zu einer Ebene, die durch eine Fläche unter der Kupplungskugel und der Anhängerkupplung definiert ist. Die Steuerung verfolgt den Abstand mit einem Pixel-Domain-Vergleich zwischen jedem der Punkte als Reaktion darauf, dass der Abstand einen ersten Schwellenwert unterschreitet, und manövriert das Fahrzeug über das Lenk- und das Bremssystem entlang eines Weges, sodass der Abstand angibt, dass die Punkte koaxial sind.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Verfahren zum Unterstützen beim Ausrichten eines Fahrzeugs zum Kuppeln an einen Anhänger das Empfangen von Bilddaten einer Kupplungskugel und einer Anhängerkupplung von einem Fahrzeugbildgebungssystem und das Schätzen eines Abstands zwischen einem Punkt auf an jedem von der Kupplungskugel und der Anhängerkupplung mit einer Steuerung. Die Punkte liegen parallel zu einer Ebene, die durch eine Fläche unter der Kupplungskugel und der Anhängerkupplung definiert ist. Das Verfahren beinhaltet außerdem das Verfolgen des Abstands mit einem Pixel-Domain-Vergleich zwischen jedem der Punkte als Reaktion darauf, dass der Abstand einen ersten Schwellenwert unterschreitet, und Steuern des Fahrzeugs über das Lenk- und das Bremssystem entlang eines Weges, sodass der Abstand angibt, dass die Punkte koaxial sind.
Ausführungsformen der Offenbarung können eines oder eine Kombination der folgenden Merkmale beinhalten:

ein Lenksystem, das einen Lenkwinkel des Fahrzeugs einstellt;
ein Bremssystem, das eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs einstellt;
ein Bildgebungssystem, das Bilddaten einer Kupplungskugel und einer Anhängerkupplung empfängt;
eine Steuerung, die einen Abstand zwischen einem ersten Punkt an der Kupplungskugel und
einem zweiten Punkt an der Anhängerkupplung schätzt, wobei die Punkte parallel zu einer Ebene liegen, die durch eine Fläche unter der Kupplungskugel und der Anhängerkupplung definiert ist, die den Abstand zwischen Pixeln, die mit dem ersten Punkt und dem zweiten Punkt assoziiert sind, als Reaktion darauf verfolgt, dass der Abstand einen ersten Schwellenwert unterschreitet, und das Fahrzeug über das Lenk- und das Bremssystem entlang eines Wegs manövriert und eine Ausrichtung des ersten Punkts an dem zweiten Punkt auf der Ebene identifiziert.
die Steuerung verhindert, dass die Schätzung des Abstands einen zweiten Schwellenwert überschreitet, als Reaktion darauf, dass der Abstand den ersten Schwellenwert unterschreitet,
die Steuerung benachrichtigt das Bildgebungssystem bezüglich der Schätzung des Abstands,
der den zweiten Schwellenwert überschreitet;
die Steuerung manövriert das Fahrzeug als Reaktion darauf, dass der Abstand den ersten Schwellenwert überschreitet, über das Lenk- und das Bremssystem entlang des Weges.
der Punkt an der Kupplungskugel gibt einen Mittelpunkt der Kupplungskugel an und der Punkt an der Anhängerkupplung gibt einen Mittelpunkt der Anhängerkupplung an;
der Pixel-Domain-Vergleich wird linear transformiert, um den Abstand zu verfolgen;
die Steuerung:
- aktiviert das Bremssystem, um das Fahrzeug auf dem Weg anzuhalten, und zwar als Reaktion darauf, dass der Abstand einen dritten Schwellenwert unterschreitet, wobei der dritte Schwellenwert durch eine Vielzahl von Faktoren definiert ist,
- ein Bildgebungssystem, das Bilddaten einer Kupplungskugel und einer Anhängerkupplung empfängt;
- eine Steuerung, die einen Abstand zwischen einem Punkt an jedem von der Kupplungskugel und der Anhängerkupplung schätzt, wobei die Punkte parallel zu einer Ebene liegen, die durch eine Fläche unter der Kupplungskugel und der Anhängerkupplung definiert ist, die den Abstand mit einem Pixel-Domain-Vergleich zwischen jedem der Punkte als Reaktion darauf verfolgt, dass der Abstand einen ersten Schwellenwert unterschreitet, und das Fahrzeug über das Lenk- und das Bremssystem entlang eines Wegs manövriert, sodass der Abstand angibt, dass die Punkte koaxial sind,
die Steuerung verhindert, dass die Schätzung des Abstands einen zweiten Schwellenwert überschreitet; als Reaktion darauf, dass der Abstand den ersten Schwellenwert unterschreitet. die Steuerung:
- benachrichtigt das Bildgebungssystem bezüglich der Schätzung des Abstands, der den zweiten Schwellenwert überschreitet;
- die Steuerung manövriert das Fahrzeug als Reaktion darauf, dass der Abstand den ersten Schwellenwert überschreitet, über das Lenk- und das Bremssystem entlang des Weges.
- der Punkt an der Kupplungskugel gibt einen Mittelpunkt der Kupplungskugel an und der Punkt an der Anhängerkupplung gibt einen Mittelpunkt der Anhängerkupplung an;
- der Pixel-Domain-Vergleich wird linear transformiert, um den Abstand zu verfolgen;
- die Steuerung aktiviert das Bremssystem, um das Fahrzeug auf dem Weg anzuhalten, und zwar als Reaktion darauf, dass der Abstand einen dritten Schwellenwert unterschreitet, wobei der dritte Schwellenwert durch eine Vielzahl von Faktoren definiert ist;

Empfangen von Bilddaten einer Kupplungskugel und einer Anhängerkupplung von einem Fahrzeugbildgebungssystem;
Schätzen eines Abstands zwischen einem Punkt an jedem von der Kupplungskugel und der Anhängerkupplung mit einer Steuerung, wobei die Punkte parallel zu einer Ebene liegen, die durch eine Fläche unter der Kupplungskugel und der Anhängerkupplung definiert ist; Verfolgen des Abstands unter Verwendung eines Pixel-Domain-Vergleichs zwischen jedem der Punkte, wenn der Abstand einen ersten Schwellenwert unterschreitet, mit der Steuerung; Steuern des Fahrzeugs über das Lenk- und das Bremssystem entlang eines Weges, sodass der Abstand angibt, dass die Punkte koaxial sind;
Verhindern durch die Steuerung, dass die Schätzung des Abstands einen zweiten Schwellenwert überschreitet, als Reaktion darauf, dass der Abstand den ersten Schwellenwert unterschreitet;
Benachrichtigen des Bildgebungssystems durch die Steuerung bezüglich der Schätzung des Abstands, der den zweiten Schwellenwert überschreitet;
Steuern des Fahrzeugs als Reaktion darauf, dass der Abstand den ersten Schwellenwert überschreitet, über das Lenk- und das Bremssystem entlang des Weges;

der Punkt an der Kupplungskugel gibt einen Mittelpunkt der Kupplungskugel an und der Punkt an der Anhängerkupplung gibt einen Mittelpunkt der Anhängerkupplung an; und Aktivieren des Bremssystems, um das Fahrzeug auf dem Weg anzuhalten, und zwar als Reaktion darauf, dass der Abstand einen dritten Schwellenwert unterschreitet, wobei der dritte Schwellenwert durch eine Vielzahl von Faktoren definiert ist.

Diese und andere Aspekte, Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Offenbarung sind für den Fachmann nach der Lektüre der folgenden Beschreibung, der Patentansprüche und der beigefügten Zeichnungen verständlich und nachvollziehbar.
Figurenliste
In den Zeichnungen gilt Folgendes:

1 ist eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugs in einer ungekuppelten Position bezogen auf einen Anhänger;
2 ist eine Darstellung eines Systems gemäß einem Aspekt der Offenbarung zum Unterstützen beim Ausrichten des Fahrzeugs an einem Anhänger in einer Postion zum Kuppeln des Anhängers an das Fahrzeug;
3 ist eine schematische Draufsicht auf ein Fahrzeug während eines Schrittes der Ausrichtungssequenz an dem Anhänger;
4 ist eine schematische Draufsicht auf das Fahrzeugs während eines nachfolgenden Schrittes der Ausrichtungssequenz an dem Anhänger;
5 ist eine schematische Draufsicht auf das Fahrzeugs während eines nachfolgenden Schrittes der Ausrichtungssequenz an dem Anhänger;
6 ist eine schematische Draufsicht auf das Fahrzeug während eines nachfolgenden Schrittes der Ausrichtungssequenz an dem Anhänger und zeigt die Position einer Kupplungskugel des Fahrzeugs an einem Ende eines abgeleiteten Ausrichtungsweges;
7A-7B sind perspektivische Rückansichten eines Kupplungsunterstützungssystems, das einen Endpunkt an einer Kupplung schätzt;
8 ist ein Steuerlogik-Ablaufdiagramm, das eine Steuerlogik zum Schätzen des Endpunkts und Verhindern von Verfolgungssprüngen darstellt;
9 ist eine perspektivische Rückansicht, die einen Pixel-Domain-Vergleich zwischen einer Kupplungskugel und einer Kupplung darstellt, um einen Abstand zwischen der Kupplungskugel und der Kupplung zu schätzen; und
10 ist ein Steuerlogik-Ablaufdiagramm, das eine Steuerlogik zum Schätzen des Abstands von der Kupplungskugel zu der Kupplung unter Verwendung des Pixel-Domain-Vergleichs darstellt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Für die Zwecke der Beschreibung in dieser Schrift beziehen sich die Ausdrücke „oberes“, „unteres“, „rechtes“, „linkes“, „hinteres“, „vorderes“, „vertikales“, „horizontales“, „inneres“, „äußeres“ und Ableitungen davon auf die Vorrichtung in ihrer Ausrichtung in 1. Es versteht sich jedoch, dass die Vorrichtung verschiedene alternative Ausrichtungen annehmen kann, sofern nicht ausdrücklich das Gegenteil vorgegeben ist. Zudem versteht sich, dass die in der beigefügten Zeichnung veranschaulichten und in der nachfolgenden Beschreibung beschriebenen konkreten Vorrichtungen und Prozesse lediglich beispielhafte Ausführungsformen der in den beigefügten Ansprüchen definierten Konzepte sind. Somit sind konkrete Abmessungen und andere physische Eigenschaften im Zusammenhang mit den in dieser Schrift offenbarten Ausführungsformen nicht als einschränkend zu betrachten, sofern die Patentansprüche nicht ausdrücklich etwas anderes vorgeben. Sofern nicht anderweitig vorgegeben ist, versteht es sich darüber hinaus, dass die Erörterung eines bestimmten Merkmals oder einer Komponente, das/die sich in oder entlang einer gegebenen Richtung oder dergleichen erstreckt, nicht bedeutet, dass das Merkmal oder die Komponente einer geraden Linie oder Achse in einer derartigen Richtung folgt oder dass es/sie sich nur in einer derartigen Richtung oder auf einer derartigen Ebene ohne andere Richtungskomponenten oder - abweichungen erstreckt, sofern nicht anderweitig vorgegeben ist.
Unter allgemeiner Bezugnahme auf die 1-6 bezeichnet das Bezugszeichen 10 ein Kupplungsunterstützungssystem (auch als „Kupplungsassistenzsystem“ oder ein „Kuppelunterstützungssystem“ bezeichnet) für ein Fahrzeug 12. Wie in der Systemdarstellung aus 2 veranschaulicht, erhalten verschiedene Sensoren und Vorrichtungen fahrzeugstatusbezogene Informationen oder stellen diese anderweitig bereit. Diese Informationen beinhalten Positionierungsinformationen von einem Positionsbestimmungssystem 22, das eine Koppelnavigationsvorrichtung 24 oder zusätzlich oder alternativ ein globales Positionsbestimmungssystem (GPS) beinhalten kann, um einen Koordinatenstandort des Fahrzeugs 12 auf Grundlage des einen oder der mehreren Standorte der Vorrichtungen innerhalb des Positionsbestimmungssystems 22 zu bestimmen. Insbesondere kann die Koppelnavigationsvorrichtung 24 den Koordinatenstandort des Fahrzeugs 12 innerhalb eines lokalisierten Koordinatensystems 82 auf Grundlage von zumindest einer Fahrzeuggeschwindigkeit und eines Lenkwinkels δ bestimmen. Andere Fahrzeuginformationen, die von dem Kupplungsunterstützungssystem 10 empfangen werden, können eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs 12 von einem Geschwindigkeitssensor 56 und eine Gierrate des Fahrzeugs 12 von einem Gierratensensor 58 einschließen. Es wird in Erwägung gezogen, dass ein Näherungssensorarray 54 sowie weitere Fahrzeugsensoren und - vorrichtungen in zusätzlichen Ausführungsformen Sensorsignale oder andere Informationen bereitstellen können, wie etwa aufeinanderfolgende Bilder eines Anhängers 16, die die detektierte Kupplung 14 beinhalten, die die Steuerung 26 des Kupplungsunterstützungssystems 10 mit verschiedenen Routinen verarbeiten kann, um die Höhe H und Position des Kopplers 14 zu bestimmen.
Wie ferner in 2 gezeigt, steht eine Ausführungsform des Kupplungsunterstützungssystems 10 in Kommunikation mit dem Lenksystem 20 des Fahrzeugs 12, bei dem es sich um ein Servolenksystem 20 handeln kann, das einen elektrischen Lenkmotor 74 beinhaltet, um die gelenkten Räder 76 (1) des Fahrzeugs 12 zu betätigen, um das Fahrzeug 12 auf eine solche Weise zu bewegen, dass sich die Fahrzeuggierrate gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Lenkwinkel δ ändert. In der veranschaulichten Ausführungsform handelt es sich bei dem Servolenksystem 20 um ein elektrisches Servolenksystem (Electric Power-Assisted Steering system - EPAS-System), das einen elektrischen Lenkmotor 74 zum Drehen der gelenkten Räder 76 in einen Lenkwinkel δ auf Grundlage eines Lenkbefehls beinhaltet, wobei der Lenkwinkel δ von einem Lenkwinkelsensor 78 des Servolenksystems 20 erfasst werden kann. Der Lenkbefehl kann durch das Kupplungsunterstützungssystem 10 zum autonomen Lenken während eines Anhängerkupplungsausrichtungsmanövers bereitgestellt werden und kann alternativ manuell über eine Drehposition (z. B. einen Lenkradwinkel) eines Lenkrades des Fahrzeugs 12 bereitgestellt werden. Allerdings ist das Lenkrad des Fahrzeugs 12 in der veranschaulichten Ausführungsform mechanisch an die gelenkten Räder 76 des Fahrzeugs 12 gekoppelt, sodass sich das Lenkrad zusammen mit den gelenkten Rädern 76 bewegt, wodurch ein manuelles Eingreifen mit dem Lenkrad während des autonomen Lenkens verhindert wird. Insbesondere ist ein Drehmomentsensor 80 an dem Servolenksystem 20 bereitgestellt, der ein Drehmoment an dem Lenkrad erfasst, das nicht von einer autonomen Steuerung des Lenkrades erwartet wird und somit auf ein manuelles Eingreifen hinweist, wobei das Kupplungsunterstützungssystem 10 den Fahrer warnen kann, das manuelle Eingreifen mit dem Lenkrad zu unterbrechen und/oder das autonome Lenken zu unterbrechen. In alternativen Ausführungsformen weisen einige Fahrzeuge ein Servolenksystem 20 auf, das es ermöglicht, dass das Lenkrad teilweise von der Bewegung der gelenkten Räder 76 eines solchen Fahrzeugs entkoppelt wird.
Unter weiterer Bezugnahme auf 2 stellt das Servolenksystem 20 Informationen bezogen auf eine Drehposition der gelenkten Räder 76 des Fahrzeugs 12 an der Steuerung 26 des Kupplungsunterstützungssystems 10 bereit, einschließlich eines Lenkwinkels δ. Die Steuerung 26 in der veranschaulichten Ausführungsform verarbeitet den aktuellen Lenkwinkel zusätzlich zu anderen Fahrzeugbedingungen, um das Fahrzeug 12 entlang des gewünschten Wegs 32 zu führen (3). Es ist denkbar, dass das Kupplungsunterstützungssystem 10 in zusätzlichen Ausführungsformen eine integrierte Komponente des Servolenksystems 20 sein kann. Beispielsweise kann das Servolenksystem 20 einen Kupplungsunterstützungsalgorithmus zum Erzeugen von Fahrzeuglenkinformationen und - befehlen in Abhängigkeit von allen oder einem Teil der Informationen beinhalten, die von dem Bildgebungssystem 18, dem Servolenksystem 20, einem Fahrzeugbremssteuersystem 70, einem Antriebsstrangsteuersystem 72 und anderen Fahrzeugsensoren und -vorrichtungen sowie einer Mensch-Maschine-Schnittstelle 40 empfangen werden, wie nachfolgend erörtert.
Wie außerdem in 2 veranschaulicht, kann das Fahrzeugbremssteuersystem 70 außerdem mit der Steuerung 26 kommunizieren, um dem Kupplungsunterstützungssystem 10 Bremsinformationen bereitzustellen, wie etwa eine Fahrzeugraddrehzahl, und um Bremsbefehle von der Steuerung 26 zu empfangen. Zum Beispiel können Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen aus einzelnen Raddrehzahlen bestimmt werden, wie durch das Bremssteuersystem 70 überwacht. Die Fahrzeuggeschwindigkeit kann außerdem durch das Antriebsstrangsteuersystem 72, den Geschwindigkeitssensor 56 und das Positionsbestimmungssystem 22 sowie andere denkbare Mittel bestimmt werden. In einigen Ausführungsformen können auch einzelne Raddrehzahlen verwendet werden, um eine Fahrzeuggierrate γ zu bestimmen, die dem Kupplungsunterstützungssystem 10 alternativ oder zusätzlich zu dem Fahrzeuggierratensensor 58 bereitgestellt werden kann. Das Kupplungsunterstützungssystem 10 kann dem Bremssteuersystem 70 ferner Fahrzeugbremsinformationen bereitstellen, um es dem Kupplungsunterstützungssystem 10 zu ermöglichen, das Bremsen des Fahrzeugs 12 während des Zurücksetzens des Anhängers 16 zu steuern. Zum Beispiel kann das Kupplungsunterstützungssystem 10 in einigen Ausführungsformen die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 12 während einer Ausrichtung des Fahrzeugs 12 an der Kupplung 14 des Anhängers 16 regeln, was die Möglichkeit eines Kontakts mit dem Anhänger 16 reduzieren und das Fahrzeug 12 zu einem vollständigen Stillstand an einem bestimmten Endpunkt 35 des Weges 32 bringen kann. Hierin wird offenbart, dass das Kupplungsunterstützungssystem 10 zusätzlich oder alternativ ein Alarmsignal entsprechend einer Benachrichtigung eines tatsächlichen, bevorstehenden und/oder erwarteten Aufpralls mit einem Abschnitt des Anhängers 16 ausgeben kann. Das Antriebsstrangsteuersystem 72 kann außerdem, wie in der in 2 veranschaulichten Ausführungsform gezeigt, mit dem Kupplungsunterstützungssystem 10 interagieren, um eine Geschwindigkeit und Beschleunigung des Fahrzeugs 12 zu regeln, während dieses teilweise oder autonom an dem Anhänger 16 ausgerichtet wird. Wie vorstehend angeführt, kann die Regulierung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 12 vorteilhaft sein, um einen Aufprall mit dem Anhänger 16 zu verhindern.
Zusätzlich kann das Kupplungsunterstützungssystem 10 mit einer Mensch-Maschine-Schnittstelle (human machine interface - HMI) 40 für das Fahrzeug 12 kommunizieren. Die HMI 40 kann eine Fahrzeuganzeige 44 beinhalten, wie etwa eine an der Mittelkonsole angebrachte Navigations- oder Unterhaltungsanzeige (1). Die HMI 40 beinhaltet ferner eine Eingabevorrichtung, die durch Konfigurieren der Anzeige 44 als Teil eines Touchscreens 42 mit einer Schaltung 46 umgesetzt sein kann, um eine einem Standort entsprechende Eingabe über die Anzeige 44 zu empfangen. Andere Formen der Eingabe, einschließlich eines oder mehrerer Joysticks, digitaler Eingabepads oder dergleichen, können anstelle des Touchscreens 42 oder zusätzlich dazu verwendet werden. Ferner kann das Kupplungsunterstützungssystem 10 über drahtlose Kommunikation mit einer anderen Ausführungsform der HMI 40 kommunizieren, wie etwa mit einem/einer oder mehreren Handgeräten oder tragbaren Vorrichtungen 96 (1), einschließlich eines oder mehrerer Smartphones. Die tragbare Vorrichtung 96 kann ebenfalls die Anzeige 44 beinhalten, um einem Benutzer ein oder mehrere Bilder und andere Informationen anzuzeigen. Zum Beispiel kann die tragbare Vorrichtung 96 ein oder mehrere Bilder des Anhängers 16 auf der Anzeige 44 anzeigen und kann ferner in der Lage sein, Remote-Benutzereingaben über eine Touchscreen-Schaltung 46 zu empfangen. Des Weiteren kann die tragbare Vorrichtung 96 Rückkopplungsinformationen, wie etwa optische, akustische und taktile Alarme, bereitstellen.
Unter weiterer Bezugnahme auf die in 2 gezeigte Ausführungsform ist die Steuerung 26 mit einem Mikroprozessor 60 konfiguriert, um Logik und Routinen, die in einem Speicher 62 gespeichert sind, zu verarbeiten, die Informationen von den vorstehend beschriebenen Sensoren und Fahrzeugsystemen empfangen, einschließlich des Bildgebungssystems 18, des Servolenksystems 20, des Fahrzeugbremssteuersystems 70, des Antriebsstrangsteuersystems 72 und anderer Fahrzeugsensoren und -vorrichtungen. Die Steuerung 26 kann Fahrzeuglenkinformationen und -befehle in Abhängigkeit von allen oder einem Teil der empfangenen Informationen erzeugen. Danach können die Fahrzeuglenkinformationen und -befehle dem Servolenksystem 20 bereitgestellt werden, um das Lenken des Fahrzeugs 12 zu beeinflussen, um einen befohlenen Weg 32 (3) der Fahrt zur Ausrichtung an der Kupplung 14 des Anhängers 16 zu erzielen. Die Steuerung 26 kann den Mikroprozessor 60 und/oder eine andere analoge und/oder digitale Schaltung zum Verarbeiten einer oder mehrerer Routinen beinhalten. Außerdem kann die Steuerung 26 den Speicher 62 zum Speichern einer oder mehrerer Routinen beinhalten, einschließlich einer Bildverarbeitungsrouting 64 und/oder einer Kupplungsdetektionsroutine, einer Wegableitungsroutine 66 und einer Betriebsroutine 68. Es versteht sich, dass die Steuerung 26 eine eigenständige dedizierte Steuerung sein kann oder eine gemeinsame Steuerung, die in andere Steuerfunktionen integriert ist, wie etwa in ein Fahrzeugsensorsystem, das Servolenksystem 20 und andere denkbare bordeigene oder bordexterne Fahrzeugsteuersysteme integriert. Es versteht sich ferner, dass die Bildverarbeitungsroutine 64 durch einen dedizierten Prozessor ausgeführt werden kann, zum Beispiel innerhalb eines eigenständigen Bildgebungssystems für das Fahrzeug 12, das die Ergebnisse seiner Bildverarbeitung an andere Komponenten und Systeme des Fahrzeugs 12, einschließlich des Mikroprozessors 60, ausgeben kann. Ferner kann jedes System, jeder Computer, Prozessor oder dergleichen, das/der die Bildverarbeitungsfunktion ausführt, wie etwa die hierin beschriebene, in dieser Schrift als „Bildprozessor“ bezeichnet werden, ungeachtet anderer Funktionen, die es/er unter Umständen ebenfalls umsetzt (einschließlich gleichzeitig mit dem Ausführen der Bildverarbeitungsroutine 64).
In das System 10 kann zudem ein Bildgebungssystem 18 integriert sein, das eine oder mehrere externe Kameras beinhaltet, die in dem veranschaulichten Beispiel eine hintere Kamera 48, eine Kamera 50 an einem mittigen hochmontierten Bremslicht (Center High-Mount Stop Light - CHMSL) und Seitenkameras beinhalten können, auch wenn andere Anordnungen, die zusätzliche oder alternative Kameras beinhalten, möglich sind. In einem Beispiel kann das Bildgebungssystem 18 nur die hintere Kamera 48 beinhalten oder kann derart konfiguriert sein, dass das System 10 nur die hintere Kamera 48 in einem Fahrzeug mit mehreren externen Kameras nutzt. In einem weiteren Beispiel können die verschiedenen, in dem Bildgebungssystem 18 enthaltenen Kameras so positioniert sein, dass sich ihre jeweiligen Sichtfelder im Allgemeinen überlappen, die jeweils der hinteren Kamera 48, der Kamera 50 an dem mittigen hochmontierten Bremslicht (CHMSL) und den entsprechenden Seitenkameras entsprechen. Auf diese Weise können Bilddaten 55 von zwei oder mehr der Kameras in der Bildverarbeitungsroutine 64 oder in einem anderen dedizierten Bildprozessor in dem Bildgebungssystem 18 zu einem einzelnen Bild kombiniert werden. In einer Erweiterung eines derartigen Beispiels können die Bilddaten 55 verwendet werden, um stereoskopische Bilddaten abzuleiten, die verwendet werden können, um eine dreidimensionale Szene des Bereichs oder der Bereiche innerhalb von überlappenden Bereichen der verschiedenen Sichtfelder zu rekonstruieren, einschließlich etwaiger Objekte (zum Beispiel Hindernisse oder der Kupplung 14) darin. In einer Ausführungsform kann die Verwendung von zwei Bildern, die dasselbe Objekt beinhalten, verwendet werden, um anhand einer bekannten räumlichen Beziehung zwischen den Bildquellen einen Standort des Objekts bezogen auf die zwei Bildquellen zu bestimmen. Diesbezüglich kann die Bildverarbeitungsroutine 64 eine bekannte Programmierung und/oder Funktionalität verwenden, um ein Objekt in den Bilddaten 55 von den verschiedenen Kameras in dem Bildgebungssystem 18 zu identifizieren. In jedem Beispiel kann die Bildverarbeitungsroutine 64 Informationen bezüglich der Positionierung der an dem Fahrzeug 12 vorhandenen oder durch das System 10 genutzten Kameras, einschließlich zum Beispiel bezogen auf eine Mitte 36 (1) des Fahrzeugs 12, beinhalten, sodass die Positionen der Kameras bezogen auf die Mitte 36 und/oder bezogen aufeinander für Objektpositionierungsberechnungen verwendet werden können und zu Objektpositionsdaten führen, zum Beispiel bezogen auf die Mitte 36 des Fahrzeugs 12 oder andere Merkmale des Fahrzeugs 12, wie etwa die Kupplungskugel 34 (1), wobei Positionen bezogen auf die Mitte 36 bekannt sind. In einem Aspekt können die verschiedenen in dieser Schrift erörterten Systeme und Fahrzeugmerkmale, einschließlich des Bildgebungssystems 18, des Positionsbestimmungssystems 22, des Bremssteuersystems 70, des Antriebsstrangsteuersystems 72, des Servolenksystems 20, des Näherungssensorarrays 54, des Positionsbestimmungssystems 22 und der Fahrzeugsensoren, die in dieser Schrift erörtert werden, im Allgemeinen für Zwecke der Fahrzeugsteuerung verwendet werden, wie etwa unter der Steuerung des Benutzers, einschließlich möglicherweise mit Unterstützung eines Bordcomputers oder eines anderen Prozessors, der mit den Systemen und Merkmalen kommuniziert. Auf diese Weise können die Systeme und Merkmale zusammen als Fahrzeugsteuersystem bezeichnet werden, das von der Steuerung 26 für die in dieser Schrift erörterte automatische Fahrzeugsteuerfunktionalität verwendet werden kann.
Die Bildverarbeitungsroutine 64 kann konkret dazu programmiert oder anderweitig konfiguriert sein, die Kupplung 14 in Bilddaten 55 zu lokalisieren. In einem Beispiel kann die Bildverarbeitungsroutine 64 zunächst versuchen, beliebige Anhänger 16 in den Bilddaten 55 zu identifizieren, was auf Grundlage von gespeicherten oder anderweitig bekannten visuellen Eigenschaften des Anhängers 16, einer Anzahl von verschiedenen Arten, Größen oder Konfigurationen von Anhängern, die mit dem System 10 kompatibel sind, oder von Anhängern im Allgemeinen erfolgen kann. Die Steuerung 26 kann eine Bestätigung von dem Benutzer einholen, dass die Identifizierung des Anhängers 16 genau ist und es sich um den richtigen Anhänger handelt, für den ein unterstützter Kupplungsvorgang abgeschlossen werden soll, wie nachfolgend genauer beschrieben. Nachdem der Anhänger 16 identifiziert wurde, kann die Steuerung 26 die Kupplung 14 dieses Anhängers 16 in den Bilddaten 55 auf ähnliche Weise auf Grundlage von gespeicherten oder anderweitig bekannten visuellen Eigenschaften der Kupplung 14 oder von Kupplungen im Allgemeinen identifizieren. In einer weiteren Ausführungsform kann eine Markierung in Form eines Aufklebers oder dergleichen in einer vorgegebenen Position bezogen auf die Kupplung 14 an dem Anhänger 16 auf eine Weise ähnlich derjenigen befestigt sein, die in dem US-Patent Nr. 9 102 271 vom gleichen Anmelder beschrieben ist, dessen gesamte Offenbarung durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist. In einer derartigen Ausführungsform kann die Bildverarbeitungsroutine 64 mit identifizierenden Eigenschaften der Markierung zur Lokalisierung in Bilddaten 55 sowie der Positionierung der Kupplung 14 bezogen auf eine derartige Markierung programmiert sein, sodass die Position 28 der Kupplung 14 auf Grundlage der Stelle der Markierung bestimmt werden kann. Zusätzlich oder alternativ kann sich die Steuerung 26 die bestimmte Kupplung 14 über eine Aufforderung auf dem Touchscreen 42 bestätigen lassen. Wenn die Bestimmung der Kupplung 14 nicht bestätigt wird, kann eine weitere Bildverarbeitung bereitgestellt oder eine Anpassung der Position 28 der Kupplung 14 durch den Benutzer entweder unter Verwendung des Touchscreens 42 oder einer anderen Eingabe unterstützt werden, um dem Benutzer zu ermöglichen, die dargestellte Position 28 der Kupplung 14 auf dem Touchscreen 42 zu bewegen, den die Steuerung 26 verwendet, um die Bestimmung der Position 28 der Kupplung 14 in Bezug auf das Fahrzeug 12 auf Grundlage der vorstehend beschriebenen Verwendung von Bilddaten 55 einzustellen.
In verschiedenen Beispielen kann sich die Steuerung 26 für die Anfangsstufen eines automatisierten Kupplungsvorgangs anfangs auf die Identifizierung des Anhängers 16 stützen, wobei der Weg 32 abgeleitet wird, um die Kupplungskugel 34 in Richtung einer zentral ausgerichteten Position in Bezug auf den Anhänger 16 zu bewegen, wobei der Weg 32 verfeinert wird, sobald die Kupplung 14 identifiziert wurde. Ein solches Betriebsschema kann umgesetzt werden, wenn bestimmt wird, dass sich der Anhänger 16 in einem Abstand befindet, der weit genug von dem Fahrzeug 12 entfernt ist, um mit dem Zurücksetzen zu beginnen, ohne den präzisen Endpunkt 35 des Weges 32 zu kennen, und es kann nützlich sein, wenn sich der Anhänger 16 in einem Abstand befindet, bei dem es die Auflösung der Bilddaten 55 ermöglicht, den Anhänger 16 genau zu identifizieren, die Kupplung 14 jedoch nicht präzise identifiziert werden kann. Auf diese Weise kann die anfängliche Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs 12 eine Kalibrierung verschiedener Eingaben oder Messungen des Systems 10 ermöglichen, durch die zum Beispiel die Genauigkeit von Abstandsmessungen verbessert werden kann, was dazu beitragen kann, dass die Identifizierung der Kupplung 14 genauer wird. Auf ähnliche Weise führt die Bewegung des Fahrzeugs 12 zu einer Änderung des bestimmten Bildes in den Daten 55, durch die die Auflösung verbessert oder die Kupplung 14 bezogen auf die übrigen Abschnitte des Anhängers 16 bewegt werden kann, sodass die Kupplung 14 leichter identifiziert werden kann.
Wie in 3 gezeigt, können die Bildverarbeitungsroutine 64 und die Betriebsroutine 68 zusammen verwendet werden, um den Weg 32 zu bestimmen, auf dem das Kupplungsunterstützungssystem 10 das Fahrzeug 12 führen kann, um die Anhängerkupplungskugel 34 an der Kupplung 14 des Anhängers 16 auszurichten. Beim Starten des Kupplungsunterstützungssystems 10, wie etwa durch eine Benutzereingabe auf dem Touchscreen 42, kann die Bildverarbeitungsroutine 64 zum Beispiel die Kupplung 14 in den Bilddaten 55 identifizieren und zumindest versuchen, die Position 28 der Kupplung 14 bezogen auf die Kupplungskugel 34 unter Verwendung der Bilddaten 55 gemäß einem der vorangehend erörterten Beispiele zu schätzen, um einen Abstand D_c zu der Kupplung 14 und einen Versatzwinkel α_c zwischen einer Linie, die die Kupplungskugel 34 und die Kupplung 14 verbindet, und der Längsachse 13 des Fahrzeugs 12 zu bestimmen. Die Bildverarbeitungsroutine 64 kann außerdem dazu konfiguriert sein, den Anhänger 16 insgesamt zu identifizieren, und kann die Bilddaten 55 des Anhängers 16 einzeln oder in Kombination mit den Bilddaten 55 der Kupplung 14 verwenden, um die Ausrichtung oder die Fahrtrichtung 33 des Anhängers 16 zu bestimmen. Auf diese Weise kann der Weg 32 ferner abgeleitet werden, um das Fahrzeug 12 in Bezug auf den Anhänger 16 innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereichs der Fahrtrichtung 33 des Anhängers 16 an der Längsachse 13 des Fahrzeugs 12 auszurichten. Insbesondere erfordert eine solche Ausrichtung unter Umständen nicht, dass die Längsachse 13 des Fahrzeugs 12 parallel oder kollinear zu der Fahrtrichtung 33 des Anhängers 16 verläuft, sondern einfach in einem Bereich liegen kann, der im Allgemeinen die Verbindung der Kupplungskugel 34 mit der Kupplung 14 ohne unbeabsichtigten Kontakt zwischen dem Fahrzeug 12 und dem Anhänger 16 ermöglicht und ferner ein umgehendes kontrolliertes Zurücksetzen des Anhängers 16 unter Verwendung des Fahrzeugs 12 ermöglichen kann. Auf diese Weise kann der Winkelbereich derart sein, dass die Ausrichtung des Fahrzeugs 12 an dem Anhänger 16 am Ende der Betriebsroutine 68 derart ist, dass der Winkel zwischen der Längsachse 13 und der Fahrtrichtung 33 im gekuppelten Zustand kleiner als der Knickwinkel zwischen dem Fahrzeug 12 und dem Anhänger 16 ist, oder eine geeignete Schätzung davon ist. In einem Beispiel kann der Winkelbereich derart sein, dass die Längsachse 13 in jeder Richtung innerhalb von etwa 30° von der Kollinearität mit der Fahrtrichtung 33 liegt.
Unter weiterer Bezugnahme auf 3 mit zusätzlicher Bezugnahme auf 2 kann die Steuerung 26, die die Positionierung D_c, α_c der Kupplung 14 geschätzt hat, wie vorstehend erörtert, in einem Beispiel die Wegableitungsroutine 66 ausführen, um den Fahrzeugweg 32 zu bestimmen, um die Fahrzeugkupplungskugel 34 an der Kupplung 14 auszurichten. Insbesondere kann die Steuerung 26 verschiedene Eigenschaften des Fahrzeugs 12 in dem Speicher 62 gespeichert haben, einschließlich des Radstands W, des Abstands von der Hinterachse zu der Kupplungskugel 34, der in dieser Schrift als L bezeichnet wird, sowie des maximalen Winkels δ_max, um den die gelenkten Räder 76 gedreht werden können. Wie gezeigt, können der Radstand W und der aktuelle Lenkwinkel δ verwendet werden, um einen entsprechenden Einlenkradius ρ für das Fahrzeug 12 gemäß der folgenden Gleichung zu bestimmen: $ρ = \frac{W}{t a n δ},$
wobei der Radstand W fest ist und der Lenkwinkel δ durch die Steuerung 26 durch Kommunikation mit dem Lenksystem 20 gesteuert werden kann, wie vorstehend erörtert. Auf diese Weise wird der kleinstmögliche Wert für den Einlenkradius ρ_min wie folgt bestimmt, wenn der maximale Lenkwinkel δ_max bekannt ist: $ρ_{m i n} = \frac{W}{t a n δ_{m a x}} .$
Die Wegableitungsroutine 66 kann dazu programmiert sein, den Fahrzeugweg 32 abzuleiten, um einen bekannten Standort der Fahrzeugkupplungskugel 34 an der geschätzten Position 28 der Kupplung 14 auszurichten, wobei der bestimmte Mindesteinlenkradius ρ_min berücksichtigt wird, um zu ermöglichen, dass durch den Weg 32 der kleinstmögliche Raum und die kleinstmögliche Anzahl an Manövern verwendet werden. Auf diese Weise kann die Wegableitungsroutine 66 die Position 28 des Fahrzeugs 12 verwenden, die auf der Mitte 36 des Fahrzeugs 12, einem Standort entlang der Hinterachse, dem Standort der Koppelnavigationsvorrichtung 24 oder einem anderen bekannten Standort in dem Koordinatensystem 82 basieren kann, um sowohl einen seitlichen Abstand zu der Kupplung 14 als auch einen Vorwärts- und Rückwärtsabstand zu der Kupplung 14 zu bestimmen und einen Weg 32 abzuleiten, durch den die erforderliche Seitwärts- und Vorwärts-Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs 12 innerhalb der Grenzen des Lenksystems 20 erzielt wird. Bei der Ableitung des Wegs 32 wird ferner die Positionierung der Kupplungskugel 34 auf Grundlage der Länge L und bezogen auf den nachverfolgten Standort des Fahrzeugs 12 (der der Mitte 36 einer Masse des Fahrzeugs 12, dem Standort eines GPS-Empfängers oder einem weiteren vorgegebenen bekannten Bereich entsprechen kann) berücksichtigt, um die erforderliche Positionierung des Fahrzeugs 12 zur Ausrichtung der Kupplungskugel 34 an der Kupplung 14 zu bestimmen. Es ist anzumerken, dass das Kupplungsunterstützungssystem 10 die horizontale Bewegung Δ_x der Kupplung 14 in einer Fahrtrichtung durch Bestimmen der Bewegung der Kupplung 14 in der vertikalen Richtung Δ_y, die erforderlich ist, um die Kupplungskugel 34 in der Kupplung 14 aufzunehmen, kompensieren kann. Diese Funktionalität wird in den gleichzeitig anhängigen, gemeinsam zugewiesenen US-Patentanmeldungen Nr. 9 821 845 und in der US-Patentanmeldung Ser.- Nr. 16/038.462 weiter erörtert, deren Offenbarungen in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme hierin aufgenommen sind.
Wie vorstehend erörtert, kann die Steuerung 26 zumindest das Lenksystem 20 des Fahrzeugs 12 mit dem Antriebsstrangsteuersystem 72 und dem Bremssteuersystem 70 (unabhängig davon, ob diese durch den Fahrer oder durch die Steuerung 26 gesteuert werden, wie nachstehend erörtert) zum Steuern der (Vorwärts- oder Rückwärts-)Geschwindigkeit des Fahrzeugs 12 steuern, sobald der gewünschte Weg 32, einschließlich eines Endpunkts 35, bestimmt wurde. Auf diese Weise kann die Steuerung 26 Daten bezüglich der Position des Fahrzeugs 12 während einer Bewegung davon von dem Positionsbestimmungssystem 22 empfangen, während sie das Lenksystem 20 steuert, wie erforderlich, um das Fahrzeug 12 auf dem Weg 32 zu halten. Insbesondere kann durch den Weg 32, der auf Grundlage des Fahrzeugs 12 und der Geometrie des Lenksystems 20 bestimmt wurde, der Lenkwinkel δ abhängig von der Position 28 des Fahrzeugs 12 auf dem Weg 32 eingestellt werden, wie durch diesen vorgegeben. Des Weiteren wird angemerkt, dass der Weg 32 in einer Ausführungsform einen Verlauf der Einstellung des Lenkwinkels δ umfassen kann, der von der nachverfolgten Fahrzeugposition abhängig ist.
Wie in 3 veranschaulicht, kann der Fahrzeugweg 32 bestimmt werden, um die erforderliche seitliche und rückwärtige Bewegung innerhalb des kleinstmöglichen Bereichs und/oder mit der geringsten Anzahl von Manövern zu erzielen. In dem veranschaulichten Beispiel aus 3 kann der Weg 32 zwei Abschnitte beinhalten, die durch Lenken der Räder 76 in verschiedene Richtungen definiert sind, um gemeinsam die erforderliche seitliche Bewegung des Fahrzeugs 12 durchzuführen, während das letzte gerade Rückwärtszurücksetzsegment bereitgestellt wird, um die Kupplungskugel 34 in die vorangehend beschriebene versetzte Ausrichtung an der Kupplung 14 zu bringen. Es wird angemerkt, dass Variationen des dargestellten Weges 32 verwendet werden können. Es wird ferner angemerkt, dass die Schätzungen für die Positionierung D_c, α_c der Kupplung 14 genauer werden können, wenn sich das Fahrzeug 12 auf dem Weg 32 bewegt, einschließlich zur Positionierung des Fahrzeugs 12 vor dem Anhänger 16 und wenn sich das Fahrzeug 12 der Kupplung 14 nähert. Dementsprechend können solche Schätzungen kontinuierlich abgeleitet und verwendet werden, um die Wegableitungsroutine 66 gegebenenfalls bei der Bestimmung des eingestellten Endpunktes 35 für den Weg 32 zu aktualisieren, wie vorstehend erörtert. Auf ähnliche Weise kann der Weg 32, wie unter Verwendung der Positionsdaten 28 und Orientierungsdaten abgeleitet, die von einer tragbaren Vorrichtung 96, wie etwa einem Smartphone, erfasst wurden, feinabgestimmt werden, sobald die Bildverarbeitungsroutine 64 die Kupplung 14 in den Bilddaten 55 identifizieren kann, wobei fortlaufende Aktualisierungen für den Weg 32 auf ähnliche Weise abgeleitet werden, während die Bilddaten 55 bei der Annäherung an den Anhänger 16 immer eindeutiger werden. Es wird ferner angemerkt, dass, bis eine solche Bestimmung durchgeführt werden kann, die Koppelnavigationsvorrichtung 24 verwendet werden kann, um den Standort des Fahrzeugs 12 in seiner Bewegung entlang des Weges 32 in Richtung des anfangs abgeleiteten Endpunktes 35 nachzuverfolgen.
Wie in den 4-6 gezeigt, kann, sobald der Anhänger 16 und die Kupplung 14 identifiziert worden sind und das System 10 den Weg 32 bestimmt, um die Kupplungskugel 34 an der Kupplung 14 auszurichten, die Steuerung 26, die die Betriebsroutine 68 ausführt, das Fahrzeug 12 weiter steuern, bis die Kupplungskugel 34 bezogen auf die Kupplung 14 an dem gewünschten Endpunkt 35 ist, damit die Kupplung 14 in Eingriff mit der Kupplungskugel 34 kommt, wenn die Kupplung 14 in eine horizontale Ausrichtung zu dieser abgesenkt wird. In dem vorstehend erörterten Beispiel überwacht die Bildverarbeitungsroutine 64 durchgehend die Positionierung D_c, α_c der Kupplung 14, ununterbrochen oder wenn verfügbar, während der Ausführung der Betriebsroutine 68, einschließlich wenn die Kupplung 14 für die hintere Kamera 48 deutlicher sichtbar wird, während sich das Fahrzeug 12 durchgehend auf dem Wegs 32 bewegt. Wie vorstehend erörtert, kann die Position 28 des Fahrzeugs 12 außerdem durch die Koppelnavigationsvorrichtung 24 überwacht werden, wobei die Position 28 der Kupplung 14 durchgehend aktualisiert und in die Wegableitungsroutine 66 eingegeben wird, für den Fall, dass der Weg 32 und/oder der Endpunkt 35 präzisiert werden können/kann oder aktualisiert werden sollten/sollte (zum Beispiel aufgrund von verbesserten Informationen zu Höhe H_c, zum Abstand D_c oder Versatzwinkel α_c aufgrund besserer Auflösung oder zusätzlicher Bilddaten 55), einschließlich, wenn sich das Fahrzeug 12 näher an den Anhänger 16 bewegt, wie in den 4 und 5 gezeigt. Ferner kann davon ausgegangen werden, dass die Kupplung 14 statisch ist, sodass die Position 28 des Fahrzeugs 12 durch weiteres Nachverfolgen der Kupplung 14 nachverfolgt werden kann, um die Notwendigkeit zur Verwendung der Koppelnavigationsvorrichtung 24 zu beseitigen. Auf ähnliche Weise kann eine modifizierte Variation der Betriebsroutine 68 eine vorbestimmte Sequenz von Manövern durchlaufen, die Lenken des Fahrzeugs 12 mit oder unter einem maximalen Lenkwinkel δ_max beinhaltet, während die Position D_c, α_c der Kupplung 14 nachverfolgt wird, um die bekannte relative Position der Kupplungskugel 34 mit der gewünschten Position 38d davon bezogen auf die nachverfolgte Position 28 der Kupplung 14 zu konvergieren, wie vorangehend erörtert und in 6 gezeigt.
Während eines unterstützten Kupplungsvorgangs, wie etwa in dem in Bezug auf die 4-6 beschriebenen Beispiel, erfordert das System 10 einen minimalen Längsabstandswert zwischen dem Fahrzeug 12 und dem Anhänger 16, um die Bewegung des Fahrzeugs 12 mit einem Präzisionsgrad zu steuern, der wünschenswert ist, um die gewünschte Endposition der Kupplungskugel 34 in Bezug auf die Kupplung 14 zu erreichen (d. h. ohne die gewünschte endgültige Position zu überschreiten, sodass sich die Kupplungskugel 34 an der Kupplung 14 vorbei bewegt oder auf andere Weise die Betriebsroutine 68 zu beenden, wenn die Kupplungskugel 34 bezogen auf die Kupplung 14 so positioniert ist, dass eine manuelle Bewegung des Anhängers 16 erforderlich ist). Der erforderliche Mindestabstand kann variieren, wird jedoch im Allgemeinen durch die Anforderungen der Bildverarbeitungsroutine 64 sowie die Anforderungen des Geschwindigkeitssensors 56, das Ansprechverhalten der Drossel 73 und das Fahrzeugantriebsstrangsystems 72 sowie die allgemeine Verarbeitungsgeschwindigkeit der Steuerung 26 anderer Komponenten des Kupplungsunterstützungssystems 10 beeinflusst. In einem Beispiel kann die Bildverarbeitungsroutine 64 einen Mindestfahrabstand zur Kalibrierung davon erfordern, unter anderem zur genauen Identifizierung der Kupplung 14 und zur Unterstützung bei der Verfolgung der Bewegung des Fahrzeugs 12. Wie nachstehend erörtert wird, kann der bestimmte Mindestabstand für eine gegebene Umsetzung des Systems 10 auf Grundlage von bekannten Werten oder Schätzungen für solche Faktoren geschätzt werden. Wenn sich das Fahrzeug 12 bei unzureichendem verbleibendem Längsabstand zwischen Kupplungskugel 34 und Kupplung 14 im Stillstand befindet, kann das System 10 aufgrund der Mindestfahrstreckenanforderung dazu programmiert sein, entweder die Betriebsroutine 68 nicht einzuleiten oder, falls sie bereits gestartet wurde, die Betriebsroutine 68 abzubrechen, um ein Überschreiten der endgültigen Zielposition, derart dass sich die Kupplungskugel 34 über den Endpunkt 35 hinaus bewegt, zu vermeiden. In verschiedenen Beispielen kann das Fahrzeug 12 aus anderen Gründen als, dass die Betriebsroutine 68 das Anziehen der Fahrzeugbremsen mit dem Bremssteuersystem 70 bewirkt, zum Stillstand gebracht werden. Insbesondere kann das Fahrzeug 12 vor Erreichen der gewünschten endgültigen Zielposition zum Stillstand kommen, weil unebenes Gelände auf die Fahrzeugräder 76 oder 77 wirkt oder dadurch, dass die Fahrzeugbremsen vom Fahrer manuell betätigt werden. Da solche Ereignisse einen Stillstand eines Fahrzeugs 12 an einem beliebigen Punkt entlang des Wegs 32 bewirken können, bietet das Kupplungsunterstützungssystem 10 die Möglichkeit, ein solches Stillstandsereignis zu detektieren und es unter Berücksichtigung der Fähigkeiten und Anforderungen des Kupplungsunterstützungssystems 10 auf geeignete Weise zu behandeln. In verschiedenen Beispielen kann das Kupplungsunterstützungssystem 10 einen frühen Stillstand behandeln, indem der Stillstandszustand abgebrochen, angehalten oder automatisch behoben wird.
Wie vorstehend erwähnt, ist die „Längsführung“ bei einem unterstützten Kupplungsmanöver der Teil der Bewegung des Fahrzeugs 12 entlang des Wegs 32, der durch das Fahrzeugantriebsstrangsteuersystem 72 und das Fahrzeugbremssteuersystem 70 gesteuert wird, wobei die „Längsführung“ der Teil ist, der durch das Servolenksystem 20 gesteuert wird. Es versteht sich, dass die Querführung eine Bewegung des Fahrzeugs erfordert, sodass die zwei Steuerschemata zusammenwirken, um das Fahrzeug 12 entlang des Wegs 32 zu bewegen. In dieser Hinsicht wird die Längsausrichtung des Wegs 32 an der Kupplung 14 durch die Längsführung (d. h. durch das Lenksystem 20) vorgegeben, und wird der endgültige Stopppunkt des Fahrzeugs 12 entlang des Wegs 32 durch die Längsführung vorgegeben. In dieser Hinsicht bestimmt der endgültige Stopppunkt des Fahrzeugs 12 entlang des Wegs 32 die Ausrichtung in Fahrtrichtung zwischen der Kupplungskugel 34 und der Kupplung 14. Auf diese Weise kann das Kupplungsunterstützungssystem 10 in der Lage sein, das Fahrzeug 12 auf präzise Weise in die endgültige Zielposition zu bewegen, beispielsweise derart, dass der Anhänger 16 vom Benutzer nicht manuell neu positioniert werden muss, sondern einfach auf die Kupplungskugel 34 abgesenkt werden kann. In einer Umsetzung des Systems 10 kann die Genauigkeit bei der endgültigen Längsausrichtung der Kupplungskugel 34 an der Kupplung 14 innerhalb von 1 cm von einer vollständig ausgerichteten Position (Mitte zu Mitte) liegen. Wiederum kann die bestimmte Umsetzung des Systems 10 derart sein, dass die Steuerung 26 einen Mindestlängsfahrabstandswert benötigt, um eine Sequenz von Ereignissen für die gewünschte Ausrichtung der Kupplungskugel 34 und der Kupplung 14 durchzuführen. Eine solche Sequenz kann das Erhöhen der Motordrehzahl (unter Verwendung der Drossel 73 über das Antriebsstrangsteuersystem 72) und das Reduzieren des Bremsdrucks (über das Bremssteuersystem 70) beinhalten, bis sich das Fahrzeug 12 zu bewegen beginnt. Die Steuerung 26 kann während der Bewegung des Fahrzeugs 12 Rückkopplungsdaten bezüglich der gemessenen Fahrzeuggeschwindigkeit und -lokalisierung (über den Geschwindigkeitssensor 56 bzw. das Positionierungssystem 22) empfangen, sodass die Steuerung 26 einen Bremsdruck anlegen und die Motordrehzahl reduzieren kann, um das Fahrzeug 12 an der endgültigen Zielposition mit der Kupplungskugel 34 am Endpunkt 35 zum Stillstand zu bringen. Um die Bewegung auf eine detektierbare Geschwindigkeit oder über einen detektierbaren Abstand zu beginnen und das Fahrzeug 12 (einschließlich auf angenehme Weise) zum Stehen zu bringen, erfordert die vorstehende Sequenz einen Mindestfahrabstandswert, um ausgeführt werden zu können. In einem Beispiel kann das Kupplungsunterstützungssystem 10 auf Grundlage des Zustands des Fahrzeugs 12 und des Geländes in der Lage sein, das Fahrzeug 12 um mindestens 0,2 m genau zu bewegen, wobei jeder geringere Abstand nicht genau steuerbar ist. Wenn sich das Fahrzeug 12 dementsprechend aus irgendeinem Grund bei weniger als 0,2 m zwischen der Kupplungskugel 34 und der betreffenden Kupplung 14 im Stillstand befindet, ist das Kupplungsunterstützungssystem 10 nicht in der Lage in die Zielposition zu fahren, ohne dass eine unerwünschte Gefahr des Überschreitens oder Unterschreitens der endgültigen Zielposition, derart dass die Kupplungskugel 34 kurz vor dem Endpunkt 35 liegt, besteht. Wie vorstehend erörtert, können die besonderen Anforderungen einer beliebigen Umsetzung des Systems 10 in verschiedener Hinsicht variieren, die sich auf den Mindestfahrabstand auswirken, der als Schwellenwertabstand D_min charakterisiert werden kann, unterhalb dessen das System 10 möglicherweise nicht in der Lage ist, eine Bewegung im Rahmen der Betriebsroutine 68 zu starten. Entsprechend solchen Variationen kann der Schwellenabstand D_min beispielsweise zwischen 15 cm und 20 cm liegen. Wiederum kann eine solche Fehlausrichtung eine Wahrscheinlichkeit erhöhen, dass das Fahrzeug 12 den Anhänger 16 an der Kupplung 14 unbeabsichtigt berührt, oder kann auf andere Weise zu einer Fehlausrichtung der Kupplungskugel 34 und des Kopplers 14 um einen Wert führen, der außerhalb der Benutzererwartungen für die Verwendung des Systems 10 liegt.
Es gibt eine Reihe von Ereignissen, die dazu führen können, dass das Fahrzeug 12 während eines unterstützten Kupplungsmanövers zum Stillstand kommt, bevor es die endgültige Zielposition erreicht hat. Wie vorstehend erörtert, bewirkt das Ausführen der Betriebsroutine 68 durch die Steuerung 26 nicht direkt, dass das Fahrzeug 12 stoppt, bis bestimmt wird, dass das Fahrzeug 12 die endgültige Zielposition mit der am Endpunkt 35 ausgerichteten Kupplungskugel 34 erreicht hat, verschiedene Betriebsbedingungen können jedoch dazu führen, dass das Fahrzeug 12 während des Betriebs versehentlich zum Stillstand kommt. Insbesondere wird während der Ausführung der Betriebsroutine 68 eine niedrige Geschwindigkeit des Fahrzeugs 12 aufrechterhalten (zumindest innerhalb der letzten 1 bis 2 m bis zur endgültigen Zielposition, wie durch den Abstand zwischen der Kupplungskugel 34 und Endpunkt 35 bestimmt), um ein genaues Stoppen in der gewünschten Position 38 am Ende des Vorgangs zu ermöglichen. Bei solch niedrigen Geschwindigkeiten hat das Fahrzeug 12 eine geringere Trägheit und wird durch eine geringere Drehmomentabgabe des Motors angetrieben, sodass das Fahrzeug 12 durch unebenes Gelände oder durch vom Fahrer betätigtes Bremsen (selbst bei einem im Allgemeinen leichten Betätigungsdruck) zum Stillstand gebracht werden kann. In einem Beispiel kann die Geschwindigkeit des Fahrzeugs während zumindest der letzten Stufen der Ausführung der Betriebsroutine 68 in der Größenordnung von 0,1 km/h liegen. In einem Beispiel kann ein unterstütztes Kupplungsmanöver abseits einer gepflasterten Fläche erfolgen, einschließlich in unebenem Gelände, das das Fahrzeug leicht zum Stehen bringen kann (d. h. Erhebungen, Vertiefungen, Steine). In anderen Beispielen kann das Fahrzeug 12 auf Schutt oder andere Gegenstände oder Schäden (Steine, Risse, Schlaglöcher, Erhebungen) in einer gepflasterten Fahrfläche stoßen, die die Bewegung des Fahrzeugs 12 stören können. Darüber hinaus können Fahrer während der Fahrzeugbewegung das Lenkrad aus Gewohnheit berühren oder ergreifen oder das Bremspedal betätigen, insbesondere wenn sich das Fahrzeug 12 in der Nähe des Anhängers 16 befindet, wo sie möglicherweise nicht in der Lage sind, die Kupplungskugel 34 oder die Kupplung 14 zu visualisieren.
Unter Bezugnahme auf die 7A-7B sind perspektivische Rückansichten des Kupplungsunterstützungssystems 10, das den Anhänger 16 unter verschiedenen Bedingungen verfolgt, dargestellt. 7A-7B stellen das vorstehend beschriebene Sichtfeld 49 als Bilddaten 55 auf der Anzeige 44 der Schnittstelle 40 dar. In 7A ist eine hintere, perspektivische Ansicht gezeigt, die das Kupplungsunterstützungssystem 10 darstellt, das eine sichtbare Kupplung 14 mit idealer Beleuchtung verfolgt. In 7B ist eine hintere, perspektivische Ansicht gezeigt, die das Kupplungsunterstützungssystem 10 darstellt, das einen Verfolgungssprung 100 an einer Kupplung 14 beinhaltet, wenn die Kupplung 14 nicht sichtbar ist, oder ein Bereich 102 ohne ideale Beleuchtung ist. Während des Manövers werden Sichtverarbeitungstechniken verwendet, um die Kupplung 14 zu verfolgen. Während die Kupplung 14 korrekt verfolgt wird, können Geräuschfaktoren dazu führen, dass das Kupplungsunterstützungssystem 10 damit beginnt, die Zunge 104 zu verfolgen. Es kommt zu Geräuschen, wenn das Fahrzeug 12 in der Nähe des Anhängers 16 manövriert, wie etwa dem Bereich 102 mit einem Schatten, der das Fahrzeug 12 anzeigt, über die Zunge 104, aufgrund von visuellen Perspektivänderungen von einem Kamerawinkel und Sonnenreflexionen von der Zunge 104. Wenn das Kupplungsunterstützungssystem 10 dazu wechselt, die Zunge 104 anstelle der Kupplung 14 zu verfolgen, kann das Fahrzeug 12 die Kupplung 14 berühren.
Um potentielle Geräusche zu berücksichtigen, ist das Kupplungsunterstützungssystem 10 dazu ausgestaltet, einen ersten Punkt 114, der in 7A gezeigt ist, auf der Zunge 104 während des Manövers zu verfolgen, bevor die Geräuschfaktoren eingeführt werden. Innerhalb eines Schwellenabstands von dem Anhänger 16 hindert das Kupplungsunterstützungssystem 10 die Steuerung 26 daran, den verfolgten ersten Punkt 114 zu einem beliebigen Punkt weiter von der Fahrtrichtung des Fahrzeugs über einen Schwellenbetrag hinaus zu ändern. Dies verhindert effektiv, dass die Steuerung 26 während der Verfolgung entlang der Zunge 104 nach hinten „überspringt“. Während des Manövers verfolgt das Kupplungsunterstützungssystem 10 kontinuierlich die Kupplung 14, die der Zielendpunkt 35 ist, an dem sich die Kupplungskugel 34 am Ende des Wegs 32 ausrichten soll. Wenn der Endpunkt 35 weiter von der Kupplung 14 entfernt war, kann das Fahrzeug 12 die Kupplung 14 berühren, da das Lenk- und Bremssystem 20, 70 weiterhin in Richtung des Endpunkts 35 manövriert. Die Steuerung 26 kann die Kupplung 14 innerhalb eines ersten Schwellenwerts verfolgen und die Steuerung 26 kann außerhalb des ersten Schwellenwerts einen zweiten Punkt 116, der in 7B gezeigt ist, auf der Zunge 104 überspringen oder zu diesem springen. Das Überspringen wird dadurch verursacht, dass der zweite Punkt 116 auf der Zunge 104 in den Bilddaten 55 für das Bildgebungssystem 18 wesentlich deutlicher wahrnehmbar ist als die Kupplung14, zum Beispiel, wenn die Kupplung 14 aufgrund des schattierten Bereichs 102 vor einer Bodenfläche 110 getarnt ist.
Das „Überspringen“ zwischen dem ersten und dem zweiten Punkt 114, 116 kann durch eine Vielzahl von Faktoren verursacht werden. In Abhängigkeit von einem Sonnenstand kann das Fahrzeug 12 einen schattierten Bereich 102 verursachen, der die Kupplung 14 abdeckt, wenn sich das Fahrzeug 12 dem Anhänger 16 nähert. Der schattierte Bereich 102 kann die Kupplung 14 in den Bilddaten 55 stärker verdunkeln als der Anhänger 16, entweder für einen vorübergehenden Zeitraum oder für einen Rest des Manövers. Das Sichtfeld 49 von der hinteren Kamera 48 relativ zu der Kupplung 14 kann ebenfalls nach unten gerichtet sein, wenn sich das Fahrzeug 12 dem Anhänger 16 nähert. Da die Steuerung 26 den Endpunkt 35 basierend auf der Perspektive verfolgt, wirkt sich eine Reduktion der Klarheit zwischen der Kupplung 14 und der Bodenfläche 110 negativ auf die Fähigkeit des Kupplungsunterstützungssystems 10 aus, zwischen der Kupplung 14 und der Zunge 104 zu unterscheiden. Änderungen der Sonnenreflexionen von der Kupplung 14 und der Zunge 104 können ebenfalls auftreten, wenn sich das Fahrzeug 12 dem Anhänger 16 nähert. Wenn eine Reflexion von der Zunge 104 auftritt, kann die Steuerung 26 zufällig die Verfolgung zu der Reflexion und der Zunge 104 ändern, wenn die Kupplung 14 in den Bilddaten 55 weniger unterscheidbar wird. Außerdem kann eine an der Zunge 104 angebrachte Heberbaugruppe 112 mehrere kreisförmige Elemente enthalten. Wenn eine Hough-Transformation (oder eine ähnliche Technik) verwendet wird, um das kreisförmige Erscheinungsbild der Kupplung 14 zu verfolgen, können die kreisförmigen Elemente der Heberbaugruppe 112 besser zum Verfolgen geeignet sein, wenn die Zunge 104 während des Annäherns des Fahrzeugs sichtbarer wird.
In einem Fall der vorliegenden Offenbarung ist die Steuerung 26 dazu programmiert, die Kupplung 14 anhand der Bilddaten 55 zu verfolgen, wenn das Fahrzeug 12 in eine Richtung des Anhängers 16 manövriert. Während des Manövers verhindert das Kupplungsunterstützungssystem 10 mit dem Schwellenabstand zu dem Anhänger 16 ein Überspringen oder Springen des Endpunkts 35, wie beschrieben, über einen zweiten Schwellenwert oder einen Maximalwert hinaus in eine Richtung entgegengesetzt zu der Richtung des Anhängers 16. Daher ist das Kupplungsunterstützungssystem 10 in der Lage, den Endpunkt 35 an dem Anhänger 16 in einer Richtung entgegengesetzt zur Fahrtrichtung sofort zu aktualisieren. Dies hilft ferner dabei, eine Berührung zwischen dem Fahrzeug 12 und dem Anhänger 16 zu verhindern.
Die Steuerung 26 für das Kupplungsunterstützungssystem 10 ist dazu programmiert, den Endpunkt 35 des Wegs 32 auf der Kupplung 14 basierend auf einem Abstand 118 zwischen dem ersten Punkt 114 auf der Kupplungskugel 34 und dem zweiten Punkt 116 auf der Kupplung 14 zu schätzen. Zum Beispiel ist die Steuerung 26 dazu programmiert, den Abstand 118 entlang der Bodenfläche 110 zwischen dem ersten Punkt 114 auf der Kupplungskugel 34 und dem zweiten Punkt 116 auf der Kupplung 14 zu messen. Gleichermaßen ist die Steuerung 26 dazu programmiert, eine Änderung 121 des Abstands 118 von dem ersten Punkt 114 auf der Kupplungskugel 34 zu dem zweiten Punkt 116 auf der Kupplung 14 zu messen, wenn das Fahrzeug 12 entlang des Wegs 32 manövriert wird. Daher kann das Kupplungsunterstützungssystem 10 dazu konfiguriert sein, das „Überspringen“ oder Springen während des Verfolgens zu verhindern, wenn der Abstand 118 entlang der Bodenfläche 110 zwischen dem ersten Punkt 114 auf der Kupplungskugel 34 und dem zweiten Punkt 116 auf der Kupplung 14 geringer ist als der erste Schwellenwert und die Änderung 121 des Abstands 118 von dem ersten Punkt 114 auf der Kupplungskugel 34 zu dem zweiten Punkt 116 auf der Kupplung 14, wenn das Fahrzeug 12 entlang des Wegs 32 manövriert wird, größer ist als der zweite Schwellenwert. Erneut kann der erste Schwellenwert eine kalibrierte Konstante sein, die den Abstand 118 von dem ersten Punkt 114 auf der Kupplungskugel 34 zu dem zweiten Punkt 116 auf der Kupplung 14 angibt. Alternativ kann der erste Schwellenwert von einem Betriebsmodus des Fahrzeugs abhängig sein, wie etwa unter anderem Geschwindigkeit, Beschleunigung oder einem beliebigen anderen Betriebsmodus des Fahrzeugs 10. Das Kupplungsunterstützungssystem 10 beginnt damit, das „Überspringen“ zu verhindern, wenn der Abstand 118 von dem ersten Punkt 114 auf der Kupplungskugel 34 zu dem zweiten Punkt 116 auf der Kupplung 14 kleiner ist als der erste Schwellenwert. Gleichermaßen ist der zweite Schwellenwert eine kalibrierte Konstante, die einen Maximalwert angibt, der der Steuerung 26 bereitgestellt wird, um zu dem zweiten Punkt 116 auf der Kupplung 14 zu springen, sodass jeder Sprung über diesen Maximalwert durch das Kupplungsunterstützungssystem 10 verhindert wird.
Wenn das Kupplungsunterstützungssystem 10 einen Sprung verhindert, gibt das Kupplungsunterstützungssystem 10 ein Boolesches Flag an die Steuerung 26 aus, das angibt, dass eine letzte gemeldete Position des zweiten Punkts 116 auf der Kupplung 14 verhindert wurde. Wenn das Kupplungsunterstützungssystem 10 ein „Überspringen“ verhindert, sind gemeldete 2D-Koordinaten des zweiten Punkts 116 auf der Kupplung 14 in Bezug auf den ersten Punkt 114 auf der Kupplungskugel 34 entlang der Bodenfläche 110 gleich 2D-Koordinaten des zweiten Punkts 116 auf der Kupplung 14 auf Grundlage von Fahrzeugdynamikdaten, wie beschrieben. Zusätzlich, wenn das Kupplungsunterstützungssystem 10 einen Sprung verhindert, sind die 2D-Koordinaten für eine Mitte eines Fensters 120, die verwendet werden, um den zweiten Punkt 116 zu verfolgen, gleich den 2D-Koordinaten des zweiten Punkts 116 auf der Kupplung 14 auf Grundlage von Fahrzeugdynamikdaten. Das Fenster 120 kann iterativ verwendet werden, um nach der Kupplung 14 zu suchen. Das Kupplungsunterstützungssystem 10 sucht nach der Kupplung 14 bei 2D-Koordinaten des zweiten Punkts 116 auf Grundlage von Fahrzeugdynamikdaten und innerhalb des Fensters 120, bei dem es sich um einen definierten begrenzten Bereich um die 2D-Koordinaten des zweiten Punkts 116 auf Grundlage der Fahrzeugdynamikdaten handelt.
8 stellt eine Steuerlogik für das Kupplungsunterstützungssystem 10 dar, um zu verhindern, dass die Steuerung 26 zuvor beschriebene „Übersprünge“ verfolgt. Das Kupplungsunterstützungssystem 10 wird aktiviert und führt alle verwandten Schritte während der frühen Phasen der Sequenz durch, wie bei 200 beschrieben. Bei 202 verfolgt das Kupplungsunterstützungssystem 10 die Kupplung 14 unter Verwendung des Bildgebungssystems 18. Bei 202 verwendet das Kupplungsunterstützungssystem 10 2D-Koordinaten entlang der Bodenfläche 110, um die Kupplung 14 als gemeldete Koordinaten für den Endpunkt 35 zu verfolgen. Das Kupplungsunterstützungssystem 10 manövriert das Fahrzeug 12 bei 204 automatisch in Richtung der gemeldeten Anhängerkupplungsposition. Wie beschrieben, wird das Manöver fortgesetzt, bis die Kupplungskugel 34 bei 206 an der Kupplung 14 am Endpunkt 35 des Wegs 32 ausgerichtet ist. Das Fahrzeug 12 wird am Endpunkt 35 angehalten und im Stillstand gesichert, wenn der erste Punkt 114 auf der Kupplungskugel 34 bei 206 koaxial oder an dem zweiten Punkt 116 auf der Kupplung 14 ausgerichtet ist. Während des Manövers überwacht das Kupplungsunterstützungssystem 10 jedoch den Abstand 118 von dem ersten Punkt 114 auf der Kupplungskugel 34 zu dem zweiten Punkt 116 auf der Kupplung 14. Der Abstand 118 von dem ersten Punkt 114 und dem zweiten Punkt 116 nimmt kontinuierlich ab, wenn das Fahrzeug 12 entlang des Wegs 32 in eine Richtung des Anhängers 16 manövriert. Wenn der Abstand 118 zwischen dem ersten Punkt 114 auf der Kupplungskugel 34 und dem zweiten Punkt 116 auf der Kupplung 14 unter einen Schwellenwert, zum Beispiel 0,4 m, fällt, initiiert das Kupplungsunterstützungssystem 10 eine Unterroutine, um zu verhindern, dass eine Verfolgung „überspringt“, was den Abstand 118 zwischen dem ersten Punkt 114 auf der Kupplungskugel 34 und dem zweiten Punkt 116 auf der Kupplung 14 über einen vorbestimmten, maximalen Wert oder zweiten Schwellenwert bei 208 erhöhen würde. Der zweite Schwellenabstand ist ein kalibrierter Wert, der einen Abstand angibt, bei dem die Steuerung 26 wie beschrieben überspringt. In einem Beispiel liegt der zweite Schwellenabstand zwischen 0,1 m und 0,8 m.
Sobald sich das Fahrzeug 12 innerhalb des ersten Schwellenabstands von dem Anhänger 16 befindet, verhindert das Kupplungsunterstützungssystem 10 „Übersprünge“ über dem zweiten Schwellenwert, wenn der erste und der zweite Punkt 114, 116 auf der Kupplungskugel 34 bzw. der Kupplung 14 verfolgt werden. Wenn die Steuerung 26 versucht, einen neuen zu verfolgenden Punkt auszuwählen, und der neue Punkt den Abstand 118 zwischen dem ersten und dem zweiten Punkt 114, 116 um mehr als den zweiten Schwellenwert erhöht, lehnt das Kupplungsunterstützungssystem 10 den neuen Punkt ab. Stattdessen wird eine Koppelnavigationsposition von der vorstehend beschriebenen Koppelnavigationsvorrichtung als Kupplung 14 gemeldet, um den Endpunkt 35 des Wegs 32 zu schätzen. Die Koppelnavigationsposition ist eine Interpolation einer Position des Fahrzeugs 12 auf Grundlage von Fahrzeugdynamikdaten, wie etwa unter anderem Fahrzeuggeschwindigkeit, Beschleunigung, Position, Lenkwinkel und Querbeschleunigung. Die Steuerung 26 wird benachrichtigt, dass der neue Punkt abgelehnt wurde, sodass die Steuerung 26 das Fenster 120 auf Grundlage der Koppelnavigationsposition beibehält. Auch hier ist der zweite Schwellenwert für das „Überspringen“ ein kalibrierter Wert. Der zweite Schwellenwert ist eingestellt, um geringfügige Verfolgungskorrekturen zu ermöglichen, um eine hohe Präzision innerhalb des Kupplungsunterstützungssystems 10 mit einer Position der Kupplung 14 aufrechtzuerhalten. Der zweite Schwellenwert kann auch eingestellt werden, um zu verhindern, dass die Steuerung 26 zur Zunge 104, wie zum Beispiel der Heberbaugruppe 112, überspringt. Erneut kann in einem Beispiel der Maximalwert zwischen 0,1 m und 0,8 m eingestellt werden.
9 stellt eine perspektivische Rückansicht dar, die das Kupplungsunterstützungssystem 10 darstellt, das einen Pixel-Domain-Vergleich 122 umsetzt, um den Abstand 118 zwischen dem ersten Punkt 114 auf der Kupplungskugel 34 und dem zweiten Punkt 116 auf der Kupplung 14 zu schätzen. Wie vorstehend beschrieben, verfolgt das Kupplungsunterstützungssystem 10 den ersten Punkt 114 auf der Kupplungskugel 34 und den zweiten Punkt 116 auf der Kupplung 14. Hier verwendet das Kupplungsunterstützungssystem 10 eine Funktion, die dazu ausgelegt ist, Pixel zu vergleichen, um die Überlappung der Kupplung 14 über der Kupplungskugel 34 zu bewerten, um den Abstand 118 zwischen dem ersten Punkt 114 auf der Kupplungskugel 34 und dem zweiten Punkt 116 auf der Kupplung 14 zu verfolgen. Während die herkömmliche Abstandsschätzung für Anhänger 16 bei Abständen über 0,5 m geeignet sein kann, kann der Pixel-Domain-Vergleich 122 weitere Genauigkeit und Zuverlässigkeit nahe dem Ende des Manövers bereitstellen, zum Beispiel unter dem ersten Schwellenwert, indem Fehler bei der Schätzung des Endpunkts 35 aufgehoben werden.
Sobald das Kupplungsunterstützungssystem 10 detektiert, dass die Kupplung 14 die Kupplungskugel 34 vollständig überlappt, wird aus dem Sichtfeld 49 der hinteren Kamera 48 das Bremssystem 70 ausgelöst, um das Fahrzeug 12 anzuhalten. Die Ausrichtung an dem Endpunkt 35 hängt von einem genauen Maß des ersten Punkts 114 auf der Kupplungskugel 34 sowie des zweiten Punkts 116 auf der Kupplung 14 ab. Da das Kupplungsunterstützungssystem 10 für eine Ausrichtungsgenauigkeit von weniger als 0,1 m ausgelegt ist, kann das Kupplungsunterstützungssystem 10 nur extrem kleine Fehler tolerieren. Wenn zum Beispiel der erste Punkt 114 auf der Kupplungskugel 34 aufgrund eines Fehlers um 0,1 m versetzt ist und der zweite Punkt 116 auf der Kupplung 14 ebenfalls um 0,1 m versetzt ist, kann der Endpunkt 35 je nach Fehlervektorrichtung um 0,2 m versetzt sein.
In dem in 9 dargestellten Beispiel verwendet das Kupplungsunterstützungssystem 10 die vorstehend beschriebene Standardabstandsschätzung während der frühen Manövriersequenz und initiiert einen Pixel-Domain-Vergleich 122, wenn der Abstand 118 zwischen dem ersten Punkt 114 auf der Kupplungskugel 34 und dem zweiten Punkt 116 auf der Kupplung 14 unter dem ersten Schwellenwert liegt. In dem Pixel-Domain-Vergleich werden Pixel, die die Kupplungskugel 34 angeben, relativ zu Pixeln der Kupplung 14 verglichen. Der Pixel-Domain-Vergleich wird in Pixeln gemessen und linear in eine relative Positionsschätzung transformiert, um das Lenk- und das Bremssystem 20, 70 zu unterstützen, während das Fahrzeug 12 auf dem Weg 32 manövriert wird. Zum Beispiel werden ein Pixel, das den ersten Punkt 114 auf der Kupplungskugel 34 anzeigt, und ein zweites Pixel, das den zweiten Punkt 116 auf der Kupplung 14 anzeigt, linear transformiert, um den Weg 32 und den Endpunkt 35 zu berechnen. Mit dem Pixel-Domain-Vergleich wird die Schätzung des Endpunkts 35 immer genauer, wenn das Fahrzeug 12 auf dem Weg 32 manövriert, wodurch ein hoher Genauigkeitsgrad bei der Ausrichtung zwischen der Kupplungskugel 34 und der Kupplung 14 ermöglicht wird.
10 stellt eine Steuerlogik dar, die von dem Kupplungsunterstützungssystem 10 verwendet wird, um Pixel in den Bilddaten 55 zu vergleichen, um den Abstand 118 zwischen dem ersten Punkt 114 auf der Kupplungskugel 34 und dem zweiten Punkt 116 auf der Kupplung 14 zu schätzen. Wie vorstehend beschrieben, verwendet das Kupplungsunterstützungssystem 10 das Bildgebungssystem 18, um Bilddaten 55 zu sammeln, und die Steuerung 26, um den Abstand 118 entlang der Bodenfläche 110 zwischen dem ersten Punkt 114 auf der Kupplungskugel 34 und dem zweiten zu schätzen Punkt 116 auf der Kupplung 14 bei 300 zu schätzen. Das Kupplungsunterstützungssystem 10 bestimmt bei 302 einen relativen Abstand 118 zwischen dem ersten Punkt 114 auf der Kupplungskugel 34 und dem zweiten Punkt 116 auf der Kupplung 14. Der relative Abstand 118 stellt eine Metrik für einen verbleibenden Abstand bereit, bis das Fahrzeug 12 entlang des Wegs 32 zu dem Endpunkt 35 manövriert. In einem anderen Fall wird bei 302 der relative Abstand 118 als der verbleibende Abstand entlang des Wegs 32 bestimmt. Das Lenk- und das Bremssystem 20, 70 verwenden Abstandsdaten, um das Fahrzeug 12 bei 304 entlang des Wegs 32 in Richtung des Endpunkts 35 zu manövrieren. Die Abstandsdaten können auch durch den Pixel-Domain-Vergleich erzeugt werden, wie beschrieben. Sobald das Kupplungsunterstützungssystem 10 den ersten Schwellenwert (d. h. 0,8 m) erreicht, schätzt das Kupplungsunterstützungssystem 10 bei 306 den relativen Abstand 118 von dem ersten Punkt 114 auf der Kupplungskugel 34 zu dem zweiten Punkt 116 auf der Kupplung 14 unter Verwendung des Pixel-Domain-Vergleichs bei 308.
Erneut ist die herkömmliche Abstandsschätzung geeignet, wenn eine ausreichende Fahrstrecke, zum Beispiel größer als der erste Schwellenwert, zu dem Anhänger 16 bleibt, aber innerhalb des ersten Schwellenwerts liegt, wodurch der Fehler zunehmend signifikant wird. Der Pixel-Domain-Vergleich stellt eine genauere Schätzung bereit, wenn sich das Fahrzeug 12 innerhalb des ersten Schwellenabstands zu dem Anhänger 16 befindet. Somit stellt die Verwendung sowohl der herkömmlichen Abstandsschätzung als auch des Pixel-Domain-Vergleichs eine komplementäre Strategie zum genauen Manövrieren des Fahrzeugs 12 entlang des Wegs 32 bereit. Während das Fahrzeug 12 entlang des Wegs 32 manövriert, um innerhalb des ersten Schwellenwerts zu liegen, wechselt das Kupplungsunterstützungssystem 10 dazu, den Pixel-Domain-Vergleich zu verwenden, um den verbleibenden Abstand bei 308 zu schätzen. Die Mitte der Kupplungskugel 34 wird in Pixelkoordinaten in den Bilddaten 55 als der erste Punkt 114 identifiziert und eine Mitte der Kupplung 14 wird in Pixelkoordinaten in den Bilddaten 55 als der zweite Punkt 116 identifiziert. Die Pixelkoordinaten des ersten und des zweiten Punkts 114, 116 werden unter Verwendung einer Pixelanzahl zwischen den Pixelkoordinaten bei 308 relativ zueinander bewertet. Das Kupplungsunterstützungssystem 10 verwendet die Pixelanzahl, um die Pixelkoordinaten in eine Schätzung des Abstands 118 zwischen dem ersten 114 und zweiten 116 Punkt bei 310 umzuwandeln. Um Pixel in Meter umzuwandeln, nimmt das Kupplungsunterstützungssystem 10 eine lineare Transformation von Pixeln zum Abstand 118 an. Auf diese Weise verringert sich der Fehler progressiv, wenn sich die Kupplungskugel 34 der Kupplung 14 aufgrund einer reduzierten Verzerrung in den Bilddaten 55 sowie einer Reduzierung des Betrachtungswinkels für die hintere Kamera 48 nähert. Der Fehler ist zu dem Zeitpunkt, zu dem das Fahrzeug 12 anhält, minimal, wodurch eine hohe Genauigkeit der Ausrichtung bereitgestellt wird.
Das Kupplungsunterstützungssystem 10 wandelt bei 310 Pixelkoordinaten des ersten und zweiten Punkts 114, 116 in einen geschätzten Abstand unter Verwendung von Längs- und Querabständen zwischen den Pixelkoordinaten um. Zum Beispiel ist der Längsabstand gleich einem Längspixelabstand von der Zunge 104 zur Mitte 36 der Kupplungskugel 34, der mit einer ersten Konstante multipliziert wird, die dann zu einem zweiten konstanten Wert addiert wird. Gleichermaßen ist der Querabstand gleich einem Querpixelabstand von der Zunge 104 zur Mitte 36 der Kupplungskugel 34, der mit einer dritten Konstante multipliziert wird, die dann zu einem vierten konstanten Wert addiert wird. Der Längs- und der Querabstand stellen dem Kupplungsunterstützungssystem 10 eine Umwandlung bei 310 bereit, um den relativen Abstnad 118 zwischen dem ersten und dem zweiten Punkt 114, 116 zu schätzen. Unter Verwendung dieser Abstandsdaten fährt das Fahrzeug 12 bei 304 mit dem Manövrieren fort, bis der zweite Schwellenwert das Fahrzeug 12 bei 312 zum Stillstand (d. h. 1,1 cm) auslöst. Auch hier wird dieser Maximalwert auf Grundlage von Fahrzeugdynamikdaten kalibriert, um die bestmögliche Ausrichtung zu erreichen. Die Fahrzeugdynamikdaten beinhalten eine Fahrzeuggeschwindigkeit, einen Bremsweg, eine Algorithmusverarbeitungszeit, Netzwerkverzögerungen und einen beliebigen anderen Faktor, der die Fahrzeugfahrt zu dem Endpunkt 35 beeinflusst. Die Fahrzeugdynamikdaten werden in einen nominalen Abstand gemittelt, wobei es sich um den Maximalwert handelt, der den zweiten Schwellenwert angibt, bei dem das Fahrzeug 12 aufhört, das Bremssystem 70 zu verwenden. Das Fahrzeug 12 wird bis zum Stillstand abgebremst und im Stillstand gesichert, wie beschrieben. Sobald das Fahrzeug bei 314 zum Stillstand gekommen ist, beendet das Kupplungsunterstützungssystem 10 das Manöver bei 316 und die Kupplungskugel 34 wird direkt unter der Kupplung 14 ausgerichtet.
Es versteht sich, dass beliebige beschriebene Prozesse oder Schritte innerhalb beschriebener Prozesse mit anderen offenbarten Prozessen oder Schritten kombiniert werden können, um Strukturen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung zu bilden. Die in dieser Schrift offenbarten beispielhaften Strukturen und Prozesse dienen lediglich der Veranschaulichung und sind nicht als einschränkend auszulegen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein System zum Unterstützen beim Ausrichten eines Fahrzeugs zum Kuppeln an einen Anhänger bereitgestellt, aufweisend ein Lenksystem, das einen Lenkwinkel des Fahrzeugs einstellt, ein Bremssystem, das eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs einstellt, ein Bildgebungssystem, das Bilddaten einer Kupplungskugel und einer Anhängerkupplung empfängt, und eine Steuerung, die einen Abstand zwischen einem ersten Punkt an der Kupplungskugel und einem zweiten Punkt an der Anhängerkupplung schätzt, wobei die Punkte parallel zu einer Ebene liegen, die durch eine Fläche unter der Kupplungskugel und der Anhängerkupplung definiert ist, die den Abstand zwischen Pixeln, die mit dem ersten Punkt und dem zweiten Punkt assoziiert sind, als Reaktion darauf verfolgt, dass der Abstand einen ersten Schwellenwert unterschreitet, und das Fahrzeug über das Lenk- und das Bremssystem entlang eines Wegs manövriert und eine Ausrichtung einer Überlappung zwischen den Pixeln des ersten Punkts und dem zweiten Punkt auf der Ebene identifiziert.
Gemäß einer Ausführungsform verhindert die Steuerung, dass die Schätzung des Abstands einen zweiten Schwellenwert überschreitet, als Reaktion darauf, dass der Abstand den ersten Schwellenwert unterschreitet.
Gemäß einer Ausführungsform benachrichtigt die Steuerung das Bildgebungssystem bezüglich der Schätzung des Abstands, der den zweiten Schwellenwert überschreitet.
Gemäß einer Ausführungsform manövriert die Steuerung das Fahrzeug als Reaktion darauf, dass der Abstand den ersten Schwellenwert überschreitet, über das Lenk- und das Bremssystem entlang des Weges.
Gemäß einer Ausführungsform gibt der erste Punkt an der Kupplungskugel einen Mittelpunkt der Kupplungskugel an und gibt der zweite Punkt an der Anhängerkupplung einen Mittelpunkt der Anhängerkupplung an.
Gemäß einer Ausführungsform wird ein Pixel-Domain-Vergleich linear transformiert, um den Abstand zu verfolgen.
Gemäß einer Ausführungsform aktiviert die Steuerung das Bremssystem, um das Fahrzeug auf dem Weg anzuhalten, und zwar als Reaktion darauf, dass der Abstand einen dritten Schwellenwert unterschreitet, wobei der dritte Schwellenwert durch eine Vielzahl von Faktoren definiert ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Kupplungsunterstützungssystem für ein Fahrzeug bereitgestellt, aufweisend ein Bildgebungssystem, das Bilddaten einer Kupplungskugel und einer Anhängerkupplung empfängt, und eine Steuerung, die einen Abstand zwischen einem Punkt an jedem von der Kupplungskugel und der Anhängerkupplung schätzt, wobei die Punkte parallel zu einer Ebene liegen, die durch eine Fläche unter der Kupplungskugel und der Anhängerkupplung definiert ist, die den Abstand mit einem Pixel-Domain-Vergleich zwischen jedem der Punkte als Reaktion darauf verfolgt, dass der Abstand einen ersten Schwellenwert unterschreitet, und das Fahrzeug über das Lenk- und das Bremssystem entlang eines Wegs manövriert, sodass der Abstand angibt, dass die Punkte koaxial sind.
Gemäß einer Ausführungsform verhindert die Steuerung, dass die Schätzung des Abstands einen zweiten Schwellenwert überschreitet, als Reaktion darauf, dass der Abstand den ersten Schwellenwert unterschreitet.
Gemäß einer Ausführungsform benachrichtigt die Steuerung das Bildgebungssystem bezüglich der Schätzung des Abstands, der den zweiten Schwellenwert überschreitet.
Gemäß einer Ausführungsform manövriert die Steuerung das Fahrzeug als Reaktion darauf, dass der Abstand den ersten Schwellenwert überschreitet, über das Lenk- und das Bremssystem entlang des Weges.
Gemäß einer Ausführungsform gibt der Punkt an der Kupplungskugel einen Mittelpunkt der Kupplungskugel an und gibt der Punkt an der Anhängerkupplung einen Mittelpunkt der Anhängerkupplung an.
Gemäß einer Ausführungsform wird der Pixel-Domain-Vergleich linear transformiert, um den Abstand zu verfolgen.
Gemäß einer Ausführungsform aktiviert die Steuerung das Bremssystem, um das Fahrzeug auf dem Weg anzuhalten, und zwar als Reaktion darauf, dass der Abstand einen dritten Schwellenwert unterschreitet, wobei der dritte Schwellenwert durch eine Vielzahl von Faktoren definiert ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren zum Unterstützen beim Aurichten eines Fahrzeugs zum Kuppeln an einen Anhänger das Empfangen von Bilddaten einer Kupplungskugel und einer Anhängerkupplung von einem Fahrzeugbildgebungssystem, das Schätzen eines Abstands zwischen einem Punkt an jedem der Kupplungskugel und der Anhängerkupplung mit einer Steuerung, wobei die Punkte parallel zu einer Ebene liegen, die durch eine Fläche unter der Kupplungskugel und der Anhängerkupplung definiert sind, Verfolgen des Abstands unter Verwendung eines Pixel-Domain-Vergleichs zwischen jedem der Punkte als Reaktion darauf, dass der Abstand einen ersten Schwellenwert unterschreitet, mit der Steuerung und Steuern des Fahrzeugs über das Lenk- und das Bremssystem entlang eines Wegs, sodass der Abstand anzeigt, dass die Punkte koaxial sind.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren das Verhindern durch die Steuerung, dass die Schätzung des Abstands einen zweiten Schwellenwert überschreitet; als Reaktion darauf, dass der Abstand den ersten Schwellenwert unterschreitet.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren das Benachrichtigen des Bildgebungssystems durch die Steuerung bezüglich der Schätzung des Abstands, der den zweiten Schwellenwert überschreitet.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren das Steuern des Fahrzeugs als Reaktion darauf, dass der Abstand den ersten Schwellenwert überschreitet, über das Lenk- und das Bremssystem entlang des Weges.
In einem Aspekt der Erfindung gibt der Punkt an der Kupplungskugel einen Mittelpunkt der Kupplungskugel an und gibt der Punkt an der Anhängerkupplung einen Mittelpunkt der Anhängerkupplung an.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren das Aktivieren des Bremssystems, um das Fahrzeug auf dem Weg anzuhalten, und zwar als Reaktion darauf, dass der Abstand einen dritten Schwellenwert unterschreitet, wobei der dritte Schwellenwert durch eine Vielzahl von Faktoren definiert ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 9102271 [0022]
US 9821845 [0026]
US 16038462 [0026]

Claims

System zum Unterstützen beim Ausrichten eines Fahrzeugs zum Kuppeln an einen Anhänger, umfassend: ein Lenksystem, das einen Lenkwinkel des Fahrzeugs einstellt; ein Bremssystem, das eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs einstellt; ein Bildgebungssystem, das Bilddaten einer Kupplungskugel und einer Anhängerkupplung empfängt; und eine Steuerung: die einen Abstand zwischen einem ersten Punkt an der Kupplungskugel und einem zweiten Punkt an der Anhängerkupplung schätzt, wobei die Punkte parallel zu einer Ebene liegen, die durch eine Fläche unterhalb der Kupplungskugel und der Anhängerkupplung definiert ist, die den Abstand zwischen Pixeln, die mit dem ersten Punkt und dem zweiten Punkt assoziiert sind, als Reaktion darauf verfolgt, dass der Abstand einen ersten Schwellenwert unterschreitet, die das Fahrzeug über das Lenk- und das Bremssystem auf einem Weg entlang manövriert und die eine Ausrichtung des ersten Punkts an dem zweiten Punkt auf der Ebene identifiziert.
System zum Unterstützen beim Ausrichten eines Fahrzeugs zum Kuppeln an einen Anhänger nach Anspruch 1, wobei die Steuerung: verhindert, dass die Schätzung des Abstands einen zweiten Schwellenwert überschreitet, als Reaktion darauf, dass der Abstand den ersten Schwellenwert unterschreitet.
System zum Unterstützen beim Ausrichten eines Fahrzeugs zum Kuppeln an einen Anhänger nach Anspruch 2, wobei die Steuerung: das Bildgebungssystem bezüglich der Schätzung des Abstands, der den zweiten Schwellenwert überschreitet, benachrichtigt.
System zum Unterstützen beim Ausrichten eines Fahrzeugs zum Kuppeln an einen Anhänger nach Anspruch 1, wobei die Steuerung: das Fahrzeug als Reaktion darauf, dass der Abstand den ersten Schwellenwert überschreitet, über das Lenk- und das Bremssystem entlang des Weges manövriert.
System zum Unterstützen beim Ausrichten eines Fahrzeugs zum Kuppeln an einen Anhänger nach Anspruch 1, wobei der erste Punkt an der Kupplungskugel einen Mittelpunkt der Kupplungskugel angibt und der zweite Punkt an der Anhängerkupplung einen Mittelpunkt der Anhängerkupplung angibt.
System zum Unterstützen beim Ausrichten eines Fahrzeugs zum Kuppeln an einen Anhänger nach Anspruch 1, wobei ein Pixel-Domain-Vergleich linear transformiert wird, um den Abstand zu verfolgen.
System zum Unterstützen beim Ausrichten eines Fahrzeugs zum Kuppeln an einen Anhänger nach Anspruch 1, wobei die Steuerung: das Bremssystem aktiviert, um das Fahrzeug auf dem Weg anzuhalten, und zwar als Reaktion darauf, dass der Abstand einen dritten Schwellenwert unterschreitet, wobei der dritte Schwellenwert durch eine Vielzahl von Faktoren definiert ist.
Verfahren zum Unterstützen beim Ausrichten eines Fahrzeugs zum Kuppeln an einen Anhänger, umfassend: Empfangen von Bilddaten einer Kupplungskugel und einer Anhängerkupplung von einem Fahrzeugbildgebungssystem; Schätzen eines Abstands zwischen einem Punkt an jedem von der Kupplungskugel und der Anhängerkupplung mit einer Steuerung, wobei die Punkte parallel zu einer Ebene liegen, die durch eine Fläche unter der Kupplungskugel und der Anhängerkupplung definiert ist; Verfolgen des Abstands unter Verwendung eines Pixel-Domain-Vergleichs zwischen jedem der Punkte als Reaktion darauf, dass der Abstand einen ersten Schwellenwert unterschreitet, mit der Steuerung; und Steuerung des Fahrzeugs über das Lenk- und das Bremssystem entlang eines Weges, sodass der Abstand angibt, dass die Punkte koaxial sind.
Verfahren zum Unterstützen beim Ausrichten eines Fahrzeugs zum Kuppeln an einen Anhänger nach Anspruch 8, ferner umfassend das Verhindern durch die Steuerung, dass die Schätzung des Abstands einen zweiten Schwellenwert überschreitet, als Reaktion darauf, dass der Abstand den ersten Schwellenwert unterschreitet.
Verfahren zum Unterstützen beim Ausrichten eines Fahrzeugs zum Kuppeln an einen Anhänger nach Anspruch 9, ferner umfassend das Benachrichtigen des Bildgebungssystems bezüglich der Schätzung des Abstands, der den zweiten Schwellenwert überschreitet, durch die Steuerung.
Verfahren zum Unterstützen beim Ausrichten eines Fahrzeugs zum Kuppeln an einen Anhänger nach Anspruch 8, ferner umfassend das Steuern des Fahrzeugs entlang des Weges über das Lenk- und das Bremssystem als Reaktion darauf, dass der Abstand den ersten Schwellenwert überschreitet.
Verfahren zum Unterstützen beim Ausrichten eines Fahrzeugs zum Kuppeln an einen Anhänger nach Anspruch 8, wobei der Punkt an der Kupplungskugel einen Mittelpunkt der Kupplungskugel angibt und der Punkt an der Anhängerkupplung einen Mittelpunkt der Anhängerkupplung angibt.
Verfahren zum Unterstützen beim Ausrichten eines Fahrzeugs zum Kuppeln an einen Anhänger nach Anspruch 8, ferner umfassend das Aktivieren des Bremssystems, um das Fahrzeug entlang des Weges anzuhalten, und zwar als Reaktion darauf, dass der Abstand einen dritten Schwellenwert unterschreitet, wobei der dritte Schwellenwert durch eine Vielzahl von Faktoren definiert ist.