DE102020127261A1 - Ausrichtungspositionsanpassung für attelkupplungsanhänger im kupplungsunterstützungsbetrieb - Google Patents

Ausrichtungspositionsanpassung für attelkupplungsanhänger im kupplungsunterstützungsbetrieb Download PDF

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Luke Niewiadomski
Roger Arnold Trombley
Thomas Edward Pilutti
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Abstract

Die vorliegende Offenbarung stellt Ausrichtungspositionsanpassung für Sattelkupplungsanhänger im Kupplungsunterstützungsbetrieb bereit. Ein Fahrzeugkupplungsunterstützungssystem umfasst einen ersten Bildsensor, der in Verbindung mit einem Abschnitt des Fahrzeugs steht und vor einer vorderen Kupplung positioniert ist, die in einer Ladefläche des Fahrzeugs angeordnet ist. Das System umfasst ferner eine Steuerung, die dazu ausgelegt ist, erste Bilddaten mit dem ersten Bildsensor aufzunehmen. Die ersten Bilddaten bilden einen Koppler eines Anhängers ab. Die Steuerung ist ferner dazu ausgelegt, einen Anhängertyp des Anhängers auf Grundlage der ersten Bilddaten zu identifizieren. Der Anhängertyp ist dazu ausgelegt, mit der vorderen Kupplung verbunden zu werden. Die Steuerung ist ferner dazu ausgelegt, Positionsdaten zu erfassen, die eine Kopplerposition des Kopplers in den ersten Bilddaten identifizieren, einen Fahrzeugweg abzuleiten, der die vordere Kupplung mit dem Koppler ausrichtet, und ein Manövriersystem zu steuern, das das Fahrzeug entlang des Fahrzeugwegs antreibt.

Description

  • GEBIET DER OFFENBARUNG
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen ein System zum Unterstützen eines Fahrzeug-Anhänger-Kupplungsvorgangs. Insbesondere betrifft die vorliegende Offenbarung ein System zum Steuern einer Ausrichtung zwischen einem Fahrzeug und einem Koppler eines Anhängers.
  • HINTERGRUND DER OFFENBARUNG
  • Das Kuppeln eines Anhängers an ein Fahrzeug kann schwierig und zeitaufwändig sein. Insbesondere kann das Ausrichten einer Kupplungskugel eines Fahrzeugs mit der gewünschten Anhängerkupplung abhängig vom Ausgangsstandort des Anhängers bezogen auf das Fahrzeug ein wiederholtes Vor- und Zurückfahren in Koordination mit mehreren Lenkmanövern erforderlich machen, um das Fahrzeug angemessen zu positionieren. Ferner ist die Anhängerkupplung für einen entscheidenden Teil des zur richtigen Kupplungskugelausrichtung erforderlichen Fahrens nicht sichtbar und kann die Kupplungskugel unter normalen Umständen zu keinem Zeitpunkt von dem Fahrer gesehen werden. Dieser Mangel an Sichtlinien macht eine Ableitung der Positionierung der Kupplungskugel und der Kupplung auf Grundlage von Erfahrungen mit einem bestimmten Fahrzeug und Anhänger erforderlich und kann dennoch mehrmaliges Anhalten und Aussteigen aus dem Fahrzeug erfordern, um die Ausrichtung zu bestätigen oder eine angemessene Korrektur für eine nachfolgende Reihe an Manövern festzustellen. Dementsprechend sind weitere Verbesserungen wünschenswert.
  • KURZDARSTELLUNG DER OFFENBARUNG
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Fahrzeugkupplungsunterstützungssystem offenbart. Das System umfasst einen ersten Bildsensor, der in Verbindung mit einem Abschnitt des Fahrzeugs steht und vor einer vorderen Kupplung positioniert ist, die in einer Ladefläche des Fahrzeugs angeordnet ist. Das System umfasst ferner eine Steuerung, die dazu ausgelegt ist, erste Bilddaten mit dem ersten Bildsensor aufzunehmen. Die ersten Bilddaten bilden einen Koppler eines Anhängers ab. Die Steuerung ist ferner dazu ausgelegt, einen Anhängertyp des Anhängers auf Grundlage der ersten Bilddaten zu identifizieren. Der Anhängertyp ist dazu ausgelegt, mit der vorderen Kupplung verbunden zu werden. Die Steuerung ist ferner dazu ausgelegt, Positionsdaten zu erfassen, die eine Kopplerposition des Kopplers in den ersten Bilddaten identifizieren, einen Fahrzeugweg abzuleiten, der die vordere Kupplung mit dem Koppler ausrichtet, und ein Manövriersystem zu steuern, das das Fahrzeug entlang des Fahrzeugwegs antreibt.
  • Verschiedene Aspekte der Offenbarung können ein beliebiges oder eine Kombination der folgenden Merkmale beinhalten:
    • • die Steuerung ist ferner dazu ausgelegt, den Anhängertyp als einen Sattelkupplungsanhänger oder Schwanenhalsanhänger von einem A-Rahmen-Anhänger zu unterscheiden;
    • • der Anhängertyp wird als ein erster Typ, der dazu ausgelegt ist, mit einer hinteren Kupplung des Fahrzeugs verbunden zu werden, und ein zweiter Typ, der dazu ausgelegt ist, mit der vorderen Kupplung in dem Stauraum verbunden zu werden, bestimmt;
    • • die Steuerung ist dazu ausgelegt, einen typspezifischen Navigationsvorgang des Fahrzeugs auf Grundlage des Anhängertyps zu aktivieren;
    • • eine Benutzerschnittstelle, wobei die Steuerung dazu ausgelegt ist, einen Benutzer aufzufordern, den Navigationsvorgang des Anhängers auf Grundlage des Anhängertyps zu verifizieren;
    • • der Fahrzeugweg leitet den Koppler durch eine Öffnung, die durch eine offene oder entfernte Heckklappe zwischen Seitenabschnitten der Ladefläche gebildet wird;
    • • der Koppler des Anhängers ist erhöht und dazu ausgelegt, sich über den Stauraum in Form einer Sattelkupplung oder eines Schwanenhalskopplers zu erstrecken;
    • • die Steuerung ist ferner dazu ausgelegt, die Kopplerposition entlang einer Höhe des Kopplers auf eine Ebene zu projizieren, die vertikal mit der vorderen Kupplung ausgerichtet ist;
    • • der erste Bildsensor ist über einer Heckscheibe des Fahrzeugs positioniert;
    • • die Steuerung ist ferner dazu ausgelegt, eine Position der vorderen Kupplung in der Ladefläche durch Verarbeiten der ersten Bilddaten zu erfassen;
    • • die Steuerung ist ferner dazu ausgelegt, mindestens einen von einem offenen Status und einem Verbindungsstatus einer Heckklappe des Fahrzeugs auf Grundlage der ersten Bilddaten zu erfassen;
    • • einen zweiten Bildsensor, der dazu ausgelegt ist, zweite Bilddaten in Verbindung mit einer Heckklappe oder einem Abschnitt, der eine hintere Verlängerung des Fahrzeugs bildet, aufzunehmen;
    • • die Steuerung ist ferner dazu ausgelegt, einen Status der Heckklappe auf Grundlage eines Verbindungsstatus des zweiten Bildsensors in Verbindung mit einem Abschnitt des Fahrzeugs hinter der vorderen Kupplung zu erfassen;
    • • der Status der Heckklappe wird als Reaktion darauf identifiziert, dass die zweiten Bilddaten, die durch den zweiten Bildsensor aufgenommen werden, einen Bodenabschnitt abbilden, der sich von einer in den zweiten Bilddaten abgebildeten Szene unterscheidet; und/oder
    • • der Status der Heckklappe wird durch Vergleichen der ersten Bilddaten, die durch den ersten Bildsensor aufgenommen werden, mit den zweiten Bilddaten, die durch den zweiten Bildsensor aufgenommen werden, identifiziert.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren zum Steuern eines automatisierten Fahrzeugkupplungsunterstützungssystems offenbart. Das Verfahren umfasst das Aufnehmen erster Bilddaten mit einem ersten Bildsensor, der in Verbindung mit einem Abschnitt des Fahrzeugs steht und vor einer vorderen Kupplung positioniert ist, die in einer Ladefläche des Fahrzeugs angeordnet ist. Das Verfahren umfasst ferner das Identifizieren einer Kopplerposition und eines Anhängertyps eines Anhängers in den ersten Bilddaten. Als Reaktion darauf, dass der Anhängertyp dazu ausgelegt ist, mit der vorderen Kupplung verbunden zu werden, umfasst das Verfahren ferner das Erfassen eines Vorhandenseins der vorderen Kupplung in der Ladefläche auf Grundlage der ersten Bilddaten. Als Reaktion auf ein negatives Suchergebnis für die vordere Kupplung in der Ladefläche umfasst das Verfahren ferner das Ausgeben einer Angabe, dass die vordere Kupplung nicht identifiziert wurde. Als Reaktion auf ein positives Suchergebnis für die vordere Kupplung in der Ladefläche umfasst das Verfahren ferner das Steuern des Fahrzeugs, um die vordere Kupplungsposition so zu manövrieren, dass sie mit der Kopplerposition ausgerichtet ist.
  • Verschiedene Aspekte der Offenbarung können ein beliebiges oder eine Kombination der folgenden Merkmale oder Schritte beinhalten:
    • • Erfassen eines Status einer Heckklappe des Fahrzeugs und als Reaktion darauf, dass sich der Status der Heckklappe in einer geschlossenen Position befindet, Ausgeben einer Angabe zum Öffnen oder Entfernen der Heckklappe;
    • • der Verbindungsstatus der Heckklappe wird auf Grundlage von mindestens einem von Folgendem bestimmt: Verarbeiten der ersten Bilddaten und Identifizieren von mindestens einem von einer Verbindung und einer Ausrichtung der Heckklappe auf Grundlage der ersten Bilddaten und Erfassen einer Ausrichtung der Heckklappe auf Grundlage von zweiten Bilddaten, die durch einen zweiten Bildsensor in Verbindung mit einer Heckklappe oder einem Abschnitt, der eine hintere Verlängerung des Fahrzeugs bildet, aufgenommen werden; und/oder
    • • Erfassen einer vorderen Kupplungsposition der vorderen Kupplung in den Bilddaten und Berechnen eines Ausrichtungswegs von der vorderen Kupplungsposition zu der Kopplerposition.
  • Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Fahrzeugkupplungsunterstützungssystem offenbart. Das System umfasst einen Bildsensor, der in Verbindung mit einem Abschnitt des Fahrzeugs steht und vor einer vorderen Kupplung positioniert ist, die in einer Ladefläche des Fahrzeugs angeordnet ist. Das System umfasst ferner eine Steuerung, die dazu ausgelegt ist, Bilddaten mit dem Bildsensor zu aufzunehmen, wobei die Bilddaten einen Koppler eines Anhängers abbilden und einen Anhängertyp des Anhängers auf Grundlage der ersten Bilddaten identifizieren. Der Anhängertyp umfasst einen erhöhten Koppler, der dazu ausgelegt ist, mit der vorderen Kupplung verbunden zu werden. Die Steuerung ist ferner dazu ausgelegt, mindestens einen von einem Status einer Heckklappe des Fahrzeugs auf Grundlage der ersten Bilddaten zu erfassen. Als Reaktion darauf, dass die Heckklappe in einer geschlossenen Position ausgerichtet ist, ist die Steuerung dazu ausgelegt, eine Benachrichtigung auszugeben, die die geschlossene Position angibt, und einen Fahrzeugweg abzuleiten, der die vordere Kupplung mit dem Koppler ausrichtet. Der Fahrzeugweg umfasst eine typspezifische Navigation auf Grundlage des Anhängertyps. Die Steuerung ist ferner dazu ausgelegt, ein Manövriersystem zu steuern, das das Fahrzeug entlang des Fahrzeugwegs antreibt.
  • 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 ein Diagramm eines Systems gemäß einem Aspekt der Offenbarung zum Unterstützen einer Ausrichtung des Fahrzeugs mit einem Anhänger in einer Position zum Kuppeln des Anhängers an das Fahrzeug;
    • 3 ist eine Draufsicht eines Fahrzeugs während eines Schrittes der Ausrichtungssequenz mit dem Anhänger;
    • 4 ist eine Draufsicht eines Fahrzeugs, das die Ausrichtungssequenz mit dem Anhänger steuert;
    • 5 ist eine projizierte Ansicht von Bilddaten, die eine Ausrichtungssequenz an dem Anhänger zeigt;
    • 6 ist eine projizierte Ansicht von Bilddaten, die einen Anhänger mit einem erhöhten Koppler zeigt;
    • 7 ist eine projizierte Ansicht von Bilddaten, die eine Ladefläche eines Fahrzeugs zeigt, die einen vorderen Koppler zur Verbindung mit einem erhöhten Koppler umfasst;
    • 8A ist eine Draufsicht eines Fahrzeugs und eines Anhängers, die eine Ausrichtungsroutine zeigt;
    • 8B ist eine Draufsicht eines Fahrzeugs und eines Anhängers, die eine Ausrichtungsroutine zeigt;
    • 9 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Ausrichten eines Fahrzeugs zur Verbindung mit einem Anhänger zeigt; und
    • 10 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Ausrichten eines Fahrzeugs zur Verbindung mit einem Anhänger zeigt.
  • 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 Patentansprüchen definierten erfindungsgemäßen 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, versteht es sich des Weiteren, dass die Erörterung eines bestimmten Merkmals oder einer bestimmten 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 solchen Richtung folgt oder sich nur in einer solchen Richtung oder auf einer solchen Ebene ohne andere Richtungskomponenten oder -abweichungen erstreckt, sofern nicht anderweitig vorgegeben.
  • Unter allgemeiner Bezugnahme auf die 1-4 bezeichnet das Bezugszeichen 10 ein Kupplungsunterstützungssystem (auch als „Kupplungsassistenzsystem“ bezeichnet) für ein Fahrzeug 12. In verschiedenen Ausführungsformen beinhaltet das Kupplungsunterstützungssystem 10 eine Steuerung 14, die dazu ausgelegt ist, Positionsdaten eines Kopplers 16 eines Anhängers 18 zu erfassen. Die Steuerung 14 kann dazu ausgelegt sein, einen Fahrzeugweg 20 abzuleiten, um eine Kupplungskugel 22 des Fahrzeugs 12 mit dem Koppler 16 auszurichten. Das Ableiten des Fahrzeugwegs 20 kann eine Vielfalt von Schritten beinhalten, einschließlich Erfassen und Ausgleichen einer Änderung einer Kopplerposition 24, um das Fahrzeug 12 zu steuern, um eine Anhängerkupplungsposition 26 zu lokalisieren, die mit dem Koppler 16 ausgerichtet ist. Der Fahrzeugweg 20 kann eine Vielzahl von Segmenten 28 umfassen, die Änderungen der Betriebsrichtung oder Lenkrichtung des Fahrzeugs 12 entsprechen können. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Ableiten des Fahrzeugwegs 20 Navigieren um störende Objekte oder Strukturen, Betreiben über unebenem Gelände, Folgen eines gewünschten Wegs 20, der durch einen Fahrzeugführer oder Benutzer U angegeben wird, usw. beinhalten. Dementsprechend kann die Offenbarung das Kupplungsunterstützungssystem 10 so bereitstellen, dass eine verbesserte Navigation des Fahrzeugs 12 und/oder Interaktion mit dem Koppler 16 bereitgestellt wird, sodass der Anhänger 18 effektiv ohne Komplikation mit dem Fahrzeug 12 verbunden werden kann.
  • Im Betrieb kann das System 10 eine Position des Anhängers 18 und die Kopplerposition 24 in Bilddaten oder verschiedenen Sensordaten, die durch das Fahrzeug 12 aufgenommen werden, verfolgen, während das Fahrzeug 12 entlang des Wegs 20 manövriert wird. Für einen erfolgreichen Betrieb sollte die Verfolgung des Anhängers 18 ausreichend genau sein, um sicherzustellen, dass die Kopplerposition 24 innerhalb eines Manövrierbereichs des Fahrzeugs 12 bleibt. Eine derartige Verfolgung des Anhängers 18 und/oder des Kopplers 16 kann durch Verarbeiten von Bilddaten, die über ein Bildgebungssystem aufgenommen werden, erreicht werden. Ein Beispiel für ein Bildgebungssystem wird später unter Bezugnahme auf die 2 und 4 erörtert.
  • In einigen Umsetzungen kann das System 10 dazu ausgelegt sein, die durch das Bildgebungssystem aufgenommenen Bilddaten oder Sensordaten zu verarbeiten, um einen Anhängertyp zur Verbindung mit dem Fahrzeug 12 zu identifizieren. In derartigen Umsetzungen kann das Fahrzeug 12 mit einer ersten Kupplung 30a oder einer hinteren Kupplung ausgestattet sein, die der Kupplungskugel 22 entsprechen kann. Zusätzlich kann das Fahrzeug 12 mit einer zweiten Kupplung 30b oder einer vorderen Kupplung ausgestattet sein, die einer Schwanenhalskupplung oder einer Sattelkupplung entsprechen kann, die bezogen auf die Vorwärtsbetriebsrichtung des Fahrzeugs 12 vor der Kupplungskugel 22 positioniert ist. Dementsprechend kann das System 10, wie in dieser Schrift weiter erörtert, dazu ausgelegt sein, den Anhängertyp und die entsprechende Kupplung (z. B. die vordere Kupplung oder die hintere Kupplung), die mit dem Anhängertyp kompatibel ist, zu identifizieren.
  • Als Reaktion auf den Anhängertyp kann das System 10 dazu ausgelegt sein, die kompatible Kupplung zur Verbindung mit dem Anhängertyp als eine von der ersten Kupplung 30a und der zweiten Kupplung 30b zu identifizieren. Auf Grundlage des Anhängertyps und der ausgewählten Kupplung kann das System 10 ferner dazu ausgelegt sein, einen Benutzer anzuweisen, das Fahrzeug zur Verbindung mit dem Anhänger 18 einzustellen oder einzurichten. Zusätzlich kann die Steuerung des Systems eine Navigationsroutine auswählen und einen entsprechenden Fahrzeugweg 20 berechnen, um das Fahrzeug zur Verbindung mit dem Anhänger 18 auszurichten. Ein derartiger Vorgang kann eine Benutzererfahrung erheblich verbessern, indem ein Verfahren zum Ausrichten des Fahrzeugs 12 mit dem Anhänger 18 zur Verbindung vereinfacht wird. Bevor die konkreten Details der Identifizierung des Anhängertyps und der Auswahl der ersten Kupplung 30a oder der zweiten Kupplung 30b zur Ausrichtung erörtert werden, wird der allgemeine Betrieb des Systems 10 als Hintergrund ausführlicher beschrieben. Die Identifizierung des Anhängertyps und die Auswahl der entsprechenden Kupplung werden unter Bezugnahme auf die 5-10 ausführlicher beschrieben.
  • In Bezug auf den allgemeinen Betrieb des Kupplungsunterstützungssystems 10, wie in der Systemdarstellung aus den 2-4 veranschaulicht, beinhaltet das System 10 verschiedene Sensoren und Vorrichtungen, die fahrzeugstatusbezogene Informationen erhalten oder anderweitig bereitstellen. Diese Informationen beinhalten Positionierungsinformationen von einem Positionsbestimmungssystem 32, das eine Koppelnavigationsvorrichtung 34 oder zusätzlich oder alternativ ein globales Positionsbestimmungssystem (GPS) beinhalten kann, um einen Koordinatenstandort des Fahrzeugs 12 auf Grundlage des einen oder der mehreren Positionen der Vorrichtungen innerhalb des Positionsbestimmungssystem 32 zu bestimmen. Insbesondere kann die Koppelnavigationsvorrichtung 34 den Koordinatenstandort des Fahrzeugs 12 innerhalb eines lokalisierten Koordinatensystems 36 zumindest auf Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Lenkwinkels δ ermitteln und verfolgen, wie in 3 gezeigt. Andere Fahrzeuginformationen, die durch das Kupplungsunterstützungssystem 10 empfangen werden, können eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs 12 von einem Geschwindigkeitssensor 38 und eine Gierrate des Fahrzeugs 12 von einem Gierratensensor 40 beinhalten. Es wird in Erwägung gezogen, dass ein Näherungssensor 42 oder ein Array davon sowie weitere Fahrzeugsensoren und -vorrichtungen in zusätzlichen Ausführungsformen Sensorsignale oder andere Informationen bereitstellen können, wie etwa aufeinanderfolgende Bilder des Anhängers 18, einschließlich des erfassten Kopplers 16, welche die Steuerung 14 des Kupplungsunterstützungssystems 10 mit verschiedenen Routinen verarbeiten kann, um die Höhe Hc und die Position (z. B. auf Grundlage der Entfernung Dc und des Winkels αc) des Kopplers 16 zu bestimmen.
  • Wie ferner in 2 gezeigt steht eine Ausführungsform des Kupplungsunterstützungssystems 10 mit dem Lenksystem 50 des Fahrzeugs 12 in Kommunikation. Bei dem Lenksystem 50 kann es sich um ein Servolenksystem 50 handeln, das einen Lenkmotor 52 beinhaltet, um die gelenkten Räder 54 (1) des Fahrzeugs 12 zu betätigen, um das Fahrzeug 12 auf eine Weise zu bewegen, dass sich die Fahrzeuggierrate gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Lenkwinkel δ verändert. In der veranschaulichten Ausführungsform ist das Servolenksystem 50 ein elektrisches Servolenksystem (electric power-assisted steering system - EPAS-System), das einen elektrischen Lenkmotor 52 zum Drehen der gelenkten Räder 54 in einen Lenkwinkel δ auf Grundlage eines Lenkbefehls beinhaltet, wobei der Lenkwinkel δ von einem Lenkwinkelsensor 56 des Servolenksystems 50 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.
  • In der veranschaulichten Ausführungsform ist das Lenkrad des Fahrzeugs 12 mechanisch an die gelenkten Rädern 54 des Fahrzeugs 12 gekoppelt, sodass sich das Lenkrad zusammen mit den gelenkten Rädern 54 bewegt, wodurch ein manuelles Eingreifen mit dem Lenkrad während des autonomen Lenkens verhindert wird. Insbesondere ist ein Drehmomentsensor 58 an dem Servolenksystem 50 bereitgestellt, der ein Drehmoment an dem Lenkrad erkennt, das nicht von einer autonomen Steuerung des Lenkrades erwartet wird und somit auf ein manuelles Eingreifen hinweist. In dieser Konfiguration kann das Kupplungsunterstützungssystem 10 den Fahrer warnen, das manuelle Eingreifen mit dem Lenkrad zu unterbrechen und/oder das autonome Lenken zu unterbrechen. In alternativen Ausführungsformen weisen einige Fahrzeuge ein Servolenksystem 50 auf, das es ermöglicht, dass ein Lenkrad teilweise von der Bewegung der gelenkten Räder 54 eines derartigen Fahrzeugs entkoppelt wird.
  • Unter weiterer Bezugnahme auf 2 stellt das Servolenksystem 50 der Steuerung 14 des Kupplungsunterstützungssystems 10 Informationen bezüglich einer Drehposition der gelenkten Räder 54 des Fahrzeugs 12 bereit, einschließlich eines Lenkwinkels δ. Die Steuerung 14 verarbeitet in der veranschaulichten Ausführungsform den aktuellen Lenkwinkel zusätzlich zu verschiedenen Bedingungen des Fahrzeugs 12, um das Fahrzeug 12 entlang des gewünschten Wegs 20 zu führen (3). Es ist denkbar, dass das Kupplungsunterstützungssystem 10 in zusätzlichen Ausführungsformen eine integrierte Komponente des Servolenksystems 50 sein kann. Zum Beispiel kann das Servolenksystem 50 einen Kupplungsunterstützungsalgorithmus zum Erzeugen von Fahrzeuglenkinformationen und -befehlen in Abhängigkeit von allen oder einem Abschnitt der Informationen beinhalten, die von einem Bildgebungssystem 60, dem Servolenksystem 50, einem Fahrzeugbremssteuersystem 62, einem Antriebsstrangsteuersystem 64 und anderen Fahrzeugsensoren und -vorrichtungen sowie einer Mensch-Maschine-Schnittstelle (humanmachine interface - „HMI“) 66 empfangen werden, wie weiter unten erörtert.
  • Wie zudem in 2 veranschaulicht kann das Fahrzeugbremssteuersystem 62 zudem mit der Steuerung 14 kommunizieren, um dem Kupplungsunterstützungssystem 10 Bremsinformationen bereitzustellen, wie etwa eine Fahrzeugraddrehzahl, und um Bremsbefehle von der Steuerung 14 zu empfangen. Das Bremssteuersystem 62 kann dazu ausgelegt sein, Betriebsbremsen 62a und eine Feststellbremse 62b zu steuern. Die Feststellbremse 62b kann einem elektronischen Feststellbremssystem entsprechen, das mit der Steuerung 14 in Kommunikation stehen kann. Dementsprechend kann die Steuerung 14 im Betrieb dazu ausgelegt sein, die Bremsen 62a und 62b zu steuern sowie Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen zu erfassen, die anhand von einzelnen Radgeschwindigkeitssensoren bestimmt werden können, die durch das Bremssteuersystem 62 überwacht werden. Die Fahrzeuggeschwindigkeit kann zudem neben anderen denkbaren Mitteln anhand des Antriebsstrangsteuersystems 64, des Geschwindigkeitssensors 38 und/oder des Positionsbestimmungssystems 32 bestimmt werden. In einigen Ausführungsformen können auch einzelne Raddrehzahlen verwendet werden, um eine Fahrzeuggierrate zu bestimmen, die dem Kupplungsunterstützungssystem 10 alternativ oder zusätzlich zu dem Fahrzeuggierratensensor 40 bereitgestellt werden können.
  • Das Kupplungsunterstützungssystem 10 kann ferner dem Bremssteuersystem 62 Fahrzeugbremsinformationen bereitstellen, um es dem Kupplungsunterstützungssystem 10 zu ermöglichen, das Bremsen des Fahrzeugs 12 während des Zurücksetzens des Anhängers 18 zu steuern. Zum Beispiel kann das Kupplungsunterstützungssystem 10 in einigen Ausführungsformen die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 12 während der Ausrichtung des Fahrzeugs 12 mit dem Koppler 16 des Anhängers 18 regulieren, was die Möglichkeit eines Kontakts mit dem Anhänger 18 reduzieren kann, und kann das Fahrzeug 12 an einem bestimmten Endpunkt 70 des Wegs 20 vollständig zum Halten bringen. In dieser Schrift wird offenbart, dass das Kupplungsunterstützungssystem 10 zusätzlich oder alternativ ein Warnsignal entsprechend einer Benachrichtigung eines tatsächlichen, bevorstehenden und/oder erwarteten Kontakts mit einem Abschnitt des Anhängers 18 ausgeben kann. Das Antriebsstrangsteuersystem 64, wie in der in 2 veranschaulichten Ausführungsform gezeigt, kann außerdem mit dem Kupplungsunterstützungssystem 10 interagieren, um eine Geschwindigkeit und Beschleunigung des Fahrzeugs 12, während dieses teilweise oder autonom mit dem Anhänger 18 ausgerichtet wird, zu regulieren. Wie vorstehend erwähnt kann die Regulierung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 12 vorteilhaft sein, um einen Kontakt mit dem Anhänger 18 zu verhindern.
  • Wie zuvor erörtert kann das Kupplungsunterstützungssystem 10 mit der Mensch-Maschine-Schnittstelle („HMI“) 66 des Fahrzeugs 12 kommunizieren. Die HMI 66 kann eine Fahrzeuganzeige 72 beinhalten, wie etwa eine an der Mittelkonsole montierte Navigations- oder Unterhaltungsanzeige (1). Die HMI 66 beinhaltet ferner eine Eingabevorrichtung, die durch Konfigurieren der Anzeige 72 als Teil eines Touchscreens 74 mit einer Schaltung 76 umgesetzt sein kann, um eine Eingabe entsprechend eines Standorts über die Anzeige 72 zu empfangen. Andere Formen der Eingabe, darunter ein oder mehrere Joysticks, digitale Eingabepads oder dergleichen, können anstelle des oder zusätzlich zu dem Touchscreen 74 verwendet werden. Ferner kann das Kupplungsunterstützungssystem 10 über drahtlose Kommunikation mit einer anderen Ausführungsform der HMI 66 kommunizieren, wie etwa mit einem/r oder mehreren Handgeräten oder tragbaren Vorrichtungen 80 (1), einschließlich eines oder mehrerer Smartphones. Die tragbare Vorrichtung 80 kann ebenfalls die Anzeige 72 beinhalten, um einem Benutzer U ein oder mehrere Bilder und andere Informationen anzuzeigen. Zum Beispiel kann die tragbare Vorrichtung 80 ein oder mehrere Bilder des Anhängers 18 auf der Anzeige 72 anzeigen und kann ferner dazu ausgelegt sein, Remote-Benutzereingaben über die Touchscreen-Schaltung 76 zu empfangen. Des Weiteren kann die tragbare Vorrichtung 80 Rückkopplungsinformationen bereitstellen, wie etwa optische, akustische und taktile Warnungen.
  • In einigen Ausführungsformen kann das Kupplungsunterstützungssystem 10 ferner mit einer oder mehreren Anzeigevorrichtungen 78 in Kommunikation stehen. Die Anzeigevorrichtungen 78 können herkömmlichen Fahrzeuganzeigen entsprechen, wie etwa einer Hupe 78a des Fahrzeugs, Leuchten 78b, einem Lautsprechersystem 78c, Fahrzeugzubehörgeräten 78d usw. In einigen Ausführungsformen können die Anzeigevorrichtungen 78 ferner ein oder mehrere Zubehörgeräte 78d einschließen, die Kommunikationsvorrichtungen, Fernsteuerungen und einer Vielfalt von Vorrichtungen entsprechen können, die einen Status und operative Rückmeldungen zwischen dem Benutzer U und dem Fahrzeug 12 bereitstellen können. Beispielsweise können in einigen Ausführungsformen die HMI 66, die Anzeige 72 und der Touchscreen 74 durch die Steuerung 14 gesteuert werden, um Statusaktualisierungen bereitzustellen, die den Betrieb identifizieren, oder Anweisungen oder Rückmeldungen empfangen, um das Kupplungsunterstützungssystem 10 zu steuern. Zusätzlich kann die tragbare Vorrichtung 80 in einigen Ausführungsformen mit der Steuerung 14 in Kommunikation stehen und dazu ausgelegt sein, eine oder mehrere Warnungen oder Nachrichten im Zusammenhang mit dem Betrieb des Kupplungsunterstützungssystems 10 anzuzeigen oder anderweitig anzugeben.
  • Unter weiterer Bezugnahme auf die in 2 gezeigte Ausführungsform ist die Steuerung 14 mit einem Mikroprozessor 82 ausgelegt, um Logik und Routinen, die in einem Speicher 84 gespeichert sind, zu verarbeiten, die Informationen von den vorstehend beschriebenen Sensoren und Fahrzeugsystemen empfangen, einschließlich des Bildgebungssystems 60, des Servolenksystems 50, des Fahrzeugbremssteuersystems 62, des Antriebsstrangsteuersystems 64 und anderer Fahrzeugsensoren und -vorrichtungen. Die Steuerung 14 kann Fahrzeuglenkinformationen und -befehle in Abhängigkeit von allen oder einem Teil der empfangenen Informationen generieren. Danach können die Fahrzeuglenkinformationen und -befehle dem Servolenksystem 50 bereitgestellt werden, um das Lenken des Fahrzeugs 12 zu beeinflussen, um einen befohlenen Fahrweg 20 (3) zur Ausrichtung mit dem Koppler 16 des Anhängers 18 zu erreichen. Die Steuerung 14 kann den Mikroprozessor 82 und/oder eine andere analoge und/oder digitale Schaltung zum Verarbeiten einer oder mehrerer Routinen beinhalten. Zudem kann die Steuerung 14 den Speicher 84 zum Speichern einer oder mehrerer Routinen beinhalten, einschließlich einer Bildverarbeitungsroutine 86 und/oder Kupplungserfassungsroutine, einer Wegableitungsroutine 88 und einer Betriebsroutine 90.
  • Es versteht sich, dass die Steuerung 14 eine eigenständige dedizierte Steuerung oder eine geteilte Steuerung sein kann, die in andere Steuerfunktionen integriert ist, wie etwa in ein Fahrzeugsensorsystem, in das Servolenksystem 50 und andere denkbare bordeigene oder bordexterne Fahrzeugsteuersysteme integriert. Es sollte ferner angemerkt werden, dass die Bildverarbeitungsroutine 86 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 82 ausgeben kann. Ferner kann ein beliebiges System, ein beliebiger 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 86).
  • Das Kupplungsunterstützungssystem 10 kann zudem das Bildgebungssystem 60 beinhalten, das eine oder mehrere Außenkameras beinhaltet. Beispiele für Außenkameras sind in 4 veranschaulicht und beinhalten die erste hintere Kamera 60a, die zweite hintere Kamera 60b und die zur Seite gerichteten Kameras 60c und 60d, obwohl andere Anordnungen einschließlich zusätzlicher oder alternativer Kameras möglich sind. Die zweite hintere Kamera 60b kann als Abschnitt oder in der Nähe einer dritten Bremsleuchte des Fahrzeugs 12 integriert sein. In einem Beispiel kann das Bildgebungssystem 60 eine hintere Kamera 60a allein beinhalten oder kann derart ausgelegt sein, dass das System 10 in einem Fahrzeug mit mehreren Außenkameras nur die hintere Kamera 60a nutzt. In einem anderen Beispiel können die verschiedenen in dem Bildgebungssystem 60 beinhalteten Kameras 60a-60d derart positioniert sein, dass sie sich im Allgemeinen in ihren jeweiligen Sichtfeldern überlappen, die in der abgebildeten Anordnung die Sichtfelder 92a, 92b, 92c und 92d beinhalten, um der ersten hinteren Kamera 60a, der zweiten hinteren Kamera 60b und den zur Seite gerichteten Kameras 60c bzw. 60d zu entsprechen. Auf diese Art und Weise können Bilddaten von zwei oder mehreren der Kameras in der Bildverarbeitungsroutine 86 oder in einem anderen dedizierten Bildprozessor innerhalb des Bildgebungssystems 60 zu einem einzelnen Bild kombiniert werden.
  • Als ein Beispiel für das Kombinieren von Bilddaten von mehreren Kameras können die Bilddaten dazu verwendet werden, stereoskopische Bilddaten abzuleiten, die verwendet werden können, um eine dreidimensionale Szene des Bereichs oder der Bereiche innerhalb von überlappenden Bereichen der verschiedenen Sichtfelder 92a, 92b, 92c und 92d zu rekonstruieren, einschließlich etwaiger Objekte (zum Beispiel Hindernissen oder des Kopplers 16) darin. In einer Ausführungsform kann die Verwendung von zwei Bildern, die das gleiche Objekt beinhalten, dazu verwendet werden, anhand einer bekannten räumlichen Beziehung zwischen den Bildquellen einen Standort des Objekts bezogen auf die beiden Bildquellen zu bestimmen. In dieser Hinsicht kann die Bildverarbeitungsroutine 86 eine bekannte Programmierung und/oder Funktionalität verwenden, um ein Objekt innerhalb von Bilddaten von den verschiedenen Kameras 60a-60d innerhalb des Bildgebungssystems 60 zu identifizieren. In jedem Beispiel kann die Bildverarbeitungsroutine 86 Informationen bezüglich der Positionierung einer beliebigen der an dem Fahrzeug 12 vorhandenen oder durch das System 10 genutzten Kameras 60a, 60b, 60c und 60d beinhalten, einschließlich zum Beispiel bezogen auf eine Mitte 96 (1) des Fahrzeugs 12, sodass die Positionen der Kameras 60a, 60b, 60c und 60d bezogen auf die Mitte 96 und/oder zueinander für Objektpositionierungsberechnungen verwendet werden können und zu Objektpositionsdaten führen, zum Beispiel bezogen auf die Mitte 96 des Fahrzeugs 12 oder andere Merkmale des Fahrzeugs 12, wie etwa die Kupplungskugel 22 (1), wobei Positionen bezogen auf die Mitte 96 des Fahrzeugs 12 bekannt sind.
  • Die Bildverarbeitungsroutine 86 kann spezifisch dazu programmiert oder anderweitig dazu ausgelegt sein, den Koppler 16 in Bilddaten zu lokalisieren. In einem Beispiel kann die Bildverarbeitungsroutine 86 den Koppler 16 in den Bilddaten auf Grundlage von gespeicherten oder anderweitig bekannten optischen Eigenschaften des Kopplers 16 oder von Anhängerkupplungen im Allgemeinen identifizieren. In einer weiteren Ausführungsform kann eine Markierung in Form eines Aufklebers oder dergleichen an einer vorgegebenen Position bezogen auf den Koppler 16 auf eine ähnliche Art und Weise an dem Anhänger 18 angebracht sein, wie sie in der gemeinsam übertragenen US-Patentschrift Nr. 9,102,271 beschrieben ist, deren gesamte Offenbarung durch diesen Verweis hierin aufgenommen ist. In einer derartigen Ausführungsform kann die Bildverarbeitungsroutine 86 mit identifizierenden Eigenschaften der Markierung zum Lokalisieren in Bilddaten sowie der Positionierung des Kopplers 16 bezogen auf eine solche Markierung programmiert sein, sodass die Position 24 des Kopplers 16 auf Grundlage der Stelle der Markierung bestimmt werden kann.
  • Zusätzlich oder alternativ kann die Steuerung 14 eine Bestätigung des bestimmten Kopplers 16 über eine Aufforderung auf dem Touchscreen 74 einholen. Falls die Bestimmung des Kopplers 16 nicht bestätigt wird, kann eine weitere Bildverarbeitung bereitgestellt oder eine Benutzereinstellung der Position 24 des Kopplers 16 entweder unter Verwendung des Touchscreens 74 oder einer anderen Eingabe ermöglicht werden, um es dem Benutzer U zu ermöglichen, die abgebildete Position 24 des Kopplers 16 auf dem Touchscreen 74 zu bewegen, was die Steuerung 14 dazu verwendet, die Bestimmung der Position 24 des Kopplers 16 hinsichtlich des Fahrzeugs 12 auf Grundlage der vorstehend beschriebenen Verwendung von Bilddaten einzustellen. Alternativ kann der Benutzer U die Position 24 des Kopplers 16 in einem auf der HMI 66 dargestellten Bild optisch bestimmen und eine Berührungseingabe bereitstellen, ähnlich wie in der gemeinsam zugewiesenen US-Patentschrift Nr. 10,266,023 beschrieben, Offenbarung durch Bezugnahme in dieser Schrift aufgenommen ist. Die Bildverarbeitungsroutine 86 kann dann die Stelle der Berührungseingabe mit dem Koordinatensystem 36 korrelieren, das auf die auf der Anzeige 72 angezeigten Bilddaten angewendet wird, was wie in 3 gezeigt abgebildet werden kann.
  • Wie in 3 gezeigt können die Bildverarbeitungsroutine 86 und die Betriebsroutine 90 zusammen verwendet werden, um den Weg 20 zu bestimmen, entlang dem das Kupplungsunterstützungssystem 10 das Fahrzeug 12 führen kann, um die Kupplungskugel 22 und den Koppler 16 des Anhängers 18 auszurichten. In dem gezeigten Beispiel kann eine Ausgangsposition des Fahrzeugs 12 bezogen auf den Anhänger 18 derart sein, dass sich der Koppler 16 lediglich im Sichtfeld 92c der Seitenkamera 60c befindet, wobei das Fahrzeug 12 seitlich von dem Anhänger 18 positioniert ist, wobei der Koppler 16 jedoch beinahe längs mit der Kupplungskugel 22 ausgerichtet ist. Auf diese Weise kann die Bildverarbeitungsroutine 86 bei der Einleitung des Kupplungsunterstützungssystems 10, wie etwa durch eine Benutzereingabe auf dem Touchscreen 74, den Koppler 16 innerhalb der Bilddaten der Kamera 60c identifizieren und die Position 24 des Kopplers 16 bezogen auf die Kupplungskugel 22 schätzen. Die Position 24 des Kopplers 16 kann durch das System 10 unter Verwendung der Bilddaten in Übereinstimmung mit dem Empfangen von Brennweiteninformationen innerhalb der Bilddaten identifiziert werden, um eine Entfernung Dc zu dem Koppler 16 und einen Winkel αc des Versatzes zwischen dem Koppler 16 und der Längsachse des Fahrzeugs 12 zu bestimmen. Diese Informationen können zudem in Anbetracht der Position 24 des Kopplers 16 innerhalb des Sichtfelds 92 der Bilddaten verwendet werden, um die Höhe Hc des Kopplers 16 zu bestimmen oder zu schätzen. Sobald die Positionierung Dc, αc des Kopplers 16 bestimmt und gegebenenfalls durch den Benutzer U bestätigt worden ist, kann die Steuerung 14 die Kontrolle zumindest über das Fahrzeuglenksystem 50 übernehmen, um die Bewegung des Fahrzeugs 12 entlang des gewünschten Wegs 20 zu steuern, um die Kupplungskugelposition 26 der Fahrzeugkupplungskugel 22 mit dem Koppler 16 auszurichten.
  • Unter weiterer Bezugnahme auf 3 und 4 mit zusätzlicher Bezugnahme auf 2 kann die Steuerung 14, nachdem sie die Positionierung Dc, αc des Kopplers 16 geschätzt hat, wie vorstehend erörtert, in einem Beispiel die Wegableitungsroutine 88 ausführen, um den Fahrzeugweg 20 zu bestimmen, um die Fahrzeugkupplungskugel 22 mit dem Koppler 16 auszurichten. Insbesondere kann die Steuerung 14 verschiedene Eigenschaften des Fahrzeugs 12 auf dem Speicher 84 gespeichert haben, einschließlich des Radstands W, der Entfernung von der Hinterachse zu der Kupplungskugel 22, die hier als die Deichsellänge L bezeichnet wird, sowie des maximalen Winkels δmax, in den die gelenkten Räder 54 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 = 1 W  tan  δ
    Figure DE102020127261A1_0001
    wobei der Radstand W fest ist und der Lenkwinkel δ durch die Steuerung 14 durch Kommunikation mit dem Lenksystem 50 gesteuert werden kann, wie vorstehend erörtert. Auf diese Weise wird der kleinstmögliche Wert für den Einlenkradius pmin wie folgt bestimmt, wenn der maximale Lenkwinkel δmax bekannt ist: ρ min = 1 W  tan  δ max
    Figure DE102020127261A1_0002
  • Die Wegableitungsroutine 88 kann dazu programmiert sein, den Fahrzeugweg 20 abzuleiten, um eine bekannte Position der Fahrzeugkupplungskugel 22 mit der geschätzten Position 24 des Kopplers 16 auszurichten, wobei der bestimmte minimale Einlenkradius pmin berücksichtigt wird, um zu ermöglichen, dass durch den Weg 20 der bzw. die geringstmögliche(n) Raum und Manöver verwendet werden. Auf diese Weise kann die Wegableitungsroutine 88 die Position des Fahrzeugs 12, die auf der Mitte 96 des Fahrzeugs 12, einem Standort entlang der Hinterachse, dem Standort der Koppelnavigationsvorrichtung 34 oder einem anderen bekannten Standort in dem Koordinatensystem 36 basieren kann, verwenden, um sowohl eine laterale Entfernung zu dem Koppler 16 als auch eine vordere oder hintere Entfernung zu dem Koppler 16 zu bestimmen und einen Weg 20 abzuleiten, durch den die erforderliche Seitwärts- und Vorwärts-Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs 12 innerhalb der Grenzen des Lenksystems 50 erzielt wird. Bei der Ableitung des Wegs 20 wird ferner die Positionierung der Kupplungskugel 22 auf Grundlage der Länge L bezogen auf den nachverfolgten Standort des Fahrzeugs 12 (der dem Schwerpunkt 96 des Fahrzeugs 12, der Position eines GPS-Empfängers oder einem anderen vorgegebenem bekannten Bereich entsprechen kann) berücksichtigt, um die notwendige Positionierung des Fahrzeugs 12 zum Ausrichten der Kupplungskugel 22 mit dem Koppler 16 zu bestimmen.
  • Wie vorstehend erörtert kann das Kupplungsunterstützungssystem 10 Bilddaten für die Bildverarbeitungsroutine 86 bereitstellen, die durch die Bildverarbeitungsroutine 86 verwendet werden können (durch den vorstehend beschriebenen Prozess oder durch andere verfügbare Prozesse), um die Höhe Hb der Kupplungskugel 22 (d. h. eine vertikale Komponente der Daten, einschließlich der Position 24 des Kopplers 16) zu bestimmen. Die Bilddaten können durch eine oder mehrere der Kameras 60a-60d des Bildgebungssystems 60 aufgenommen werden. Ferner kann das Kupplungsunterstützungssystem 10 die Höhe Hb der Kupplungskugel 22 im Speicher 84 gespeichert haben oder anderweitig bestimmen. In einem Beispiel kann ein Benutzer U während einer anfänglichen Einstellungsroutine für das Kupplungsunterstützungssystem 10 dazu aufgefordert werden, die Kupplungskugel 22 durch Zusammenbauen einer Kugelhalterung, einschließlich der Kupplungskugel 22, mit einem Empfänger, der an der Rückseite des Fahrzeugs 12 positioniert ist, zu installieren. Der Benutzer U kann dann aufgefordert werden, die Höhe Hb der Kupplungskugel 22 (wie etwa bis zu der Oberseite oder dem Mittelpunkt davon) zu messen und diesen Messwert zum Beispiel über die HMI 66 in den Speicher 84 einzugeben. Auf diese Weise kann eine Anzahl unterschiedlicher Höhenmessungen für eine Vielzahl von Kupplungskugeln, die in Verbindung mit dem bestimmten Fahrzeug 12 verwendet werden, in dem Speicher 84 gespeichert werden und durch den Benutzer U ausgewählt werden. In einigen Ausführungsformen kann sich die Kupplungskugel 22 innerhalb des Sichtfelds 92a der hinteren Kamera 60a befinden, sodass Bilddaten verarbeitet werden können, um die Höhe Hb der Kupplungskugel 22 auf Echtzeit- oder auf Abrufbasis zu bestimmen.
  • Unter Bezugnahme auf 5 kann das Kupplungsunterstützungssystem 10, wie zuvor erörtert, dazu ausgelegt sein, einen autonomen oder halbautomatisierten Ausrichtungsprozess mit dem Anhänger 18 zu steuern oder den Benutzer U durch einen solchen zu führen. Dementsprechend kann die Steuerung 14 den Typ oder die Kategorie des Anhängers 18 und die entsprechende Kopplerposition 24 in den Bilddaten oder verschiedenen Sensordaten identifizieren, die durch das Fahrzeug 12 aufgenommen werden. Um den Anhänger 18 zu identifizieren, kann die Steuerung 14 eine oder mehrere maschinelle Lernprozeduren oder Vorlagenerkennungsprozeduren verwenden, die eine Geometrie des Anhängers 18, die durch eine oder mehrere der Kameras 60a-60d des Bildgebungssystems 60 aufgenommen wurde, vergleichen können. Auf diese Weise kann das System einen Anhängertyp oder eine Kopplerkonfiguration des Anhängers 18 identifizieren. Zum Beispiel kann die Steuerung 14 die Erkennungsprozedur verwenden, um einen ersten Anhängertyp 18a von einem zweiten Anhängertyp 18b zu unterscheiden. Der erste Anhängertyp 18a kann einem herkömmlichen A-Rahmen des Anhängers 18b entsprechen, wie in den 1 und 3 abgebildet. Der zweite Anhängertyp 18b kann einem Schwanenhalsanhänger 18a oder einem Sattelkupplungsanhänger entsprechen. Auf Grundlage des Anhängertyps kann die Steuerung 14 bestimmen, ob der Anhänger 18 mit der hinteren Kupplung 30a oder der vorderen Kupplung 30b kompatibel ist. Dementsprechend kann das System 10 dazu ausgelegt sein, eine Kategorie oder einen Typ des Anhängers 18, eine Position des Kopplers 16 zu identifizieren und auf Grundlage des Anhängertyps einen entsprechenden Fahrzeugweg 20 zum Ausrichten der ersten Kupplung 30a oder der zweiten Kupplung 30b mit dem Koppler 16 zu berechnen.
  • Unter Bezugnahme auf die 1, 3, 5, 7, 8A und 8B werden nun der erste Anhängertyp 18a und der zweite Anhängertyp 18b ausführlicher erörtert. Wie zuvor erörtert kann die Steuerung 14 des Systems 10 dazu ausgelegt sein, den Anhängertyp zwischen dem ersten Anhängertyp 18a, der zur Verbindung mit der hinteren Kupplung 30a ausgelegt ist, in den 1 und 3 gezeigt, und dem zweiten Anhängertyp 18b, der zur Verbindung mit der vorderen Kupplung 30b ausgelegt ist, gezeigt in den 5, 7, 8A und 8B, zu unterscheiden. Der erste Anhängertyp 18a kann einem Anhänger, der einen herkömmlichen Koppler 106 umfasst, der einen A-Rahmen-Koppler, einen Koppler mit gerader Feder, einen Kanalmontagekoppler beinhalten kann, oder anderen herkömmlichen Anhängern entsprechen, die dazu ausgelegt sein können, mit der hinteren Kupplung 30a verbunden zu werden. Der zweite Anhängertyp 18b kann einem Anhänger entsprechen, der einen erhöhten Koppler 108 umfasst, der eine Schwanenhals- oder Sattelkupplungsanhänger-Kopplerkonfiguration beinhalten kann. Die hintere Kupplung 30a kann dazu ausgelegt sein, mit einem Abschnitt des Fahrzeugs 12 verbunden zu werden, der sich hinter einer Heckklappe 110 befindet oder anderweitig mit einem hinteren Abschnitt 112 des Fahrzeugs 12 verbunden ist. Der Klarheit halber kann sich der Koppler 16 im Allgemeinen auf eine beliebige Art von Anhängerkoppler beziehen, während die Koppler 106 und 108 verwendet werden können, um sich auf die Koppler zu beziehen, die dem ersten Anhängertyp 18a und dem zweiten Anhängertyp 18b entsprechen.
  • Die vordere Kupplung 30b kann in einer Ladefläche 114, einer Ladeplattform oder einer Pritsche des Fahrzeugs 12 positioniert sein. Die vordere Kupplung 30b kann einer Kupplung vom Kugeltyp (Schwanenhals), einer Sattelkupplung vom Klauentyp oder anderen Kupplungskonfigurationen entsprechen. Die vordere Kupplung 30b kann sich zwischen einem ersten Seitenabschnitt 116a und einem zweiten Seitenabschnitt 116b der Ladefläche 114 befinden, die Seiten einer Ladefläche des Fahrzeugs 12 entsprechen können. Dementsprechend kann das System 10 beim Ausrichten des Fahrzeugs 12 mit dem Anhänger 18 des zweiten Anhängertyps 18b dazu ausgelegt sein, den erhöhten Koppler 108 zwischen den Seitenabschnitten 116 der Ladefläche 114 zu navigieren. Um eine solche Ausrichtung durchzuführen, kann es notwendig oder vorteilhaft sein, die Heckklappe 110 zu öffnen oder zu entfernen. Wie in dieser Schrift weiter erörtert kann die Steuerung 14 des Systems 10 dazu ausgelegt sein, eine Position oder Ausrichtung (z. B. offen oder geschlossen) der Heckklappe 110 zu erfassen oder anderweitig zu erfassen, ob die Heckklappe 110 entfernt ist, auf Grundlage der von der zweiten hinteren Kamera 60b (z. B. einer CHMSL-Kamera) aufgenommenen Bilddaten. Obwohl unter Bezugnahme auf die Ladefläche 114 erörtert, kann die vordere Kupplung 30b gleichermaßen mit einer Ladeplattform des Fahrzeugs 12 verbunden sein.
  • Im Betrieb kann die Steuerung 14 als Reaktion auf eine Aktivierung oder Eingabe, die von dem Benutzer U empfangen wird, eine Ausrichtungsroutine beginnen. Als Reaktion auf die Aktivierung der Ausrichtungsroutine kann die Steuerung 14 Bilddaten über das Bildgebungssystem 60 über die erste hintere Kamera 60a und/oder die zweite hintere Kamera 60b aufnehmen. Auf Grundlage der Bildverarbeitungsroutine 86 kann die Steuerung 14 den Anhängertyp 18a oder 18b identifizieren. Als Reaktion darauf, dass der Anhängertyp als der erste Anhängertyp 18a identifiziert wird, kann die Steuerung 14 die Wegableitungsroutine 88 umsetzen, um einen ersten Navigationsweg 120a zu berechnen, der die hintere Kupplung 30a mit dem herkömmlichen Koppler 106 ausrichtet. Als Reaktion darauf, dass der Anhängertyp als der zweite Anhängertyp 18b identifiziert wird, kann die Steuerung 14 die Wegableitungsroutine 88 umsetzen, um einen zweiten Navigationsweg 120b zu berechnen, der die vordere Kupplung 30b mit dem erhöhten Koppler 108 ausrichtet. Wie in 5 abgebildet kann der zweite Navigationsweg 120b dazu ausgelegt sein, den erhöhten Koppler 108 durch eine Öffnung zu führen, die zwischen den Seitenabschnitten 116 der Ladefläche 114 gebildet ist. Zusätzlich kann die Steuerung 14 verifizieren, dass die Heckklappe 110 geöffnet oder entfernt ist, um einen ununterbrochenen Betrieb entlang des zweiten Navigationswegs 120b sicherzustellen. Sobald der mit dem Anhängertyp 18a oder 18b kompatible Navigationsweg 120 berechnet wurde, kann die Steuerung 14 die Betriebsroutine 90 umsetzen, um das Fahrzeug 12 zu steuern, um das Fahrzeug 12 zum Anbringen an dem Anhänger 18 auszurichten.
  • 6 zeigt die Bilddaten 130, die den Anhänger 18 abbilden, die in einem der Sichtfelder 92a, 92b der ersten hinteren Kamera 60a bzw. der zweiten hinteren Kamera 60b aufgenommen wurde. Unter Bezugnahme auf die 5 und 6 kann die Identifizierung des Anhängers 18 nun über ein oder mehrere Bildverarbeitungs- und Objekterkennungsverfahren erreicht werden. Derartige Vorgänge können einen Vergleich der verschiedenen Objekte 132, einschließlich des in den Bilddaten 130 identifizierten Anhängers 18, beinhalten. Das Erfassen des Anhängers 18 in den Bilddaten 130 kann als Reaktion auf eine Eingabe von dem Benutzer U in die HMI 66, die die Ausrichtungsroutine einleitet, eingeleitet werden. Eine erfolgreiche Einleitung des Erfassens des Anhängers 18 kann erfordern, dass sich der Anhänger 18 in einem der Sichtfelder 92a, 92b der ersten hinteren Kamera 60a und der zweiten hinteren Kamera 60b befindet. Im Betrieb können die in den Bilddaten 130 erfassten Objekte 132 mit einer Vielzahl von Vorlagen oder vorbestimmten Konfigurationen verglichen werden, die für jeden der Anhängertypen 18a, 18b typisch sind, um den abgebildeten Typ 18a oder 18b zu bestimmen.
  • Wie in dieser Schrift erörtert ist die Bildverarbeitungsroutine 86 so beschrieben, dass sie umgesetzt wird, um den Anhänger 18 anhand der Objekte 132, des Anhängertyps 18a oder 18b und der Kopplerposition 24 zu identifizieren. Im Betrieb kann die Steuerung 14 die Bilddaten über eine Vielfalt von Verfahren verarbeiten. In einigen Umsetzungen kann die Steuerung die Bilddaten zunächst über eine Vorverarbeitung verarbeiten, die dazu ausgelegt sein kann, jedes durch die Kameras 60a-60d aufgenommene Einzelbild zuzuschneiden. Während eines derartigen Vorgangs kann ein Vorverarbeitungsmodul des Bildgebungssystems 60a oder die Steuerung 14 die Bilddaten durch verschiedene Techniken erweitern, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Zuschneiden, Spiegeln, Drehen, Verschieben, Skalieren, Farbverbesserung, Histogrammdehnen, Rauschfiltern, selektives Einschließen von Rauschen usw. Nach der Verarbeitung der Bilddaten über das Bildvorverarbeitungsmodul kann die Steuerung 14 die Bilddaten über eine oder mehrere digitale Bildverarbeitungs- oder Merkmalserkennungstechniken (z. B. Hough-Transformation) weiterverarbeiten, um geometrische Formen, die dem Anhänger entsprechen können, zu identifizieren. Sobald sie identifiziert wurden, kann die Steuerung 14 die identifizierten Formen mit einer Vielfalt von Vorlagen vergleichen, die den Anhängertypen 18a, 18b entsprechen.
  • Auf Grundlage des Vergleichs kann die Steuerung 14 den Anhängertyp 18a, 18b identifizieren und kann den Benutzer U in einigen Umsetzungen dazu auffordern, den Anhängertyp 18a, 18b zu verifizieren, bevor die Betriebsroutine zum Ausrichten des das Fahrzeugs 12 zur Verbindung mit dem Anhänger 18 eingeleitet wird. Wie in 6 gezeigt wird eine Aufforderung 134 auf der Anzeige 72 der HMI 66 abgebildet. Die Aufforderung 134 kann eine Verifizierung von dem Benutzer U anfordern, der verifiziert, dass der identifizierte Kupplungstyp (z. B. der zweite Anhängertyp 18b) genau identifiziert ist. Eine derartige Verifizierung kann das System 10 aktivieren, um das Fahrzeug 12 zu steuern, um die Ausrichtungsroutine einzuleiten. Zusätzlich kann die Steuerung 14 die Kopplerposition 24, die für den Koppler 16 erfasst wurde, darstellen, sodass der Benutzer U die Position zur Ausrichtung überprüfen kann. Eine weitere Erörterung der Ausrichtungsroutine wird unter Bezugnahme auf die 9 und 10 gegeben.
  • Unter Bezugnahme auf die 5 und 7 kann die Steuerung 14 nun in einigen Umsetzungen dazu ausgelegt sein, eine vordere Kupplungsposition 140 der vorderen Kupplung 30b auf Grundlage der Bilddaten zu erfassen, die durch die zweite hintere Kamera 60b (z. B. eine CHMSL-Kamera) aufgenommen werden. Wie in 6 gezeigt bildet das Sichtfeld 92b der zweiten hinteren Kamera 60b der Darstellung nach eine Ladefläche 114 (z. B. eine Pritsche) ab. Die Ladefläche 114 kann an zwei Seiten von dem ersten Seitenabschnitt 116a und dem zweiten Seitenabschnitt 116b umschlossen sein, die den Boxseiten der Ladefläche 114 entsprechen können. Zusätzlich kann die Ladefläche 114 an einer dritten Seite von der Heckklappe 110 umschlossen sein. Im Betrieb kann die Steuerung 14 dazu ausgelegt sein, die vordere Kupplungsposition 140 in Bezug auf eine Öffnung 146, die durch einen Klauenkoppler für eine Sattelkupplung gebildet wird, oder auf Grundlage einer Position einer vorderen Kupplungskugel 148 eines Schwanenhalsanhängers zu erfassen, die jeweils dazu ausgelegt sein können, den erhöhten Koppler 108 des zweiten Kupplungstyps 18b aufzunehmen. Auf Grundlage eines Vergleichs der vorderen Kupplungsposition 140 mit der Kopplerposition 24 des erhöhten Kopplers 108 kann die Steuerung 14 den zweiten Navigationsweg 120b berechnen, wie in 5 gezeigt.
  • Zusätzlich kann die Steuerung 14 in einigen Umsetzungen dazu ausgelegt sein, eine Kupplungshöhe Hh der vorderen Kupplung 18b sowie eine Kopplerhöhe Hc des erhöhten Kopplers 108 zu erfassen. Unter Verwendung der Bildverarbeitungsroutine 86 kann die Steuerung 14 die Bilddaten, die Brennweiteninformationen aus den Bilddaten beinhalten, verarbeiten, um eine Entfernung Dc zu dem erhöhten Koppler 108 sowie die ungefähre Höhe Hc des erhöhten Kopplers 108 zu bestimmen. Auf Grundlage der Kopplerposition 24 in Kombination mit der Höhe Hc des erhöhten Kopplers 108 kann die Steuerung 14 ferner eine Näherung eines Zielorts 150 für die vordere Anhängerkupplung 18b zur Ausrichtung entlang einer vertikalen Entfernung von dem erhöhten Koppler 108 projizieren. Dementsprechend kann die Steuerung 14 dazu ausgelegt sein, den Zielort 150 entlang einer vertikalen z-Achse 152 von der identifizierten Kopplerposition 24 zu projizieren. Auf diese Weise kann die Steuerung 14 die Wegableitungsroutine 88 anwenden, um den zweiten Navigationsweg 120b für den erhöhten Koppler 108 zu bestimmen.
  • Unter Bezugnahme auf die 8A und 8B sind nun Draufsichten des Fahrzeugs 12 und des Anhängers 18 gezeigt. Wie zuvor erörtert kann die Steuerung 14 als Reaktion auf eine Aktivierung oder Eingabe, die von dem Benutzer U empfangen wird, eine Ausrichtungsroutine beginnen. Die Aktivierung kann durch den Benutzer eingeleitet werden, wobei sich der Anhänger 18 in den Sichtfeldern 90a, 90b befindet. Als Reaktion auf die Aktivierung der Ausrichtungsroutine kann die Steuerung 14 Bilddaten über das Bildgebungssystem 60 über die erste hintere Kamera 60a und/oder die zweite hintere Kamera 60b aufnehmen. Die Steuerung 14 kann dann die Bilddaten über die Bildverarbeitungsroutine 86 verarbeiten, um zu identifizieren, ob der Anhänger 18 vom ersten Anhängertyp 18a oder zweiten Anhängertyp 18b ist. Auf Grundlage des erfassten Anhängertyps 18a oder 18b kann die Steuerung 14 die Aufforderung 134 anzeigen, die eine Verifizierung des Anhängertyps 18a oder 18b anfordert. Auf Grundlage des Anhängertyps 18a oder 18b kann die Steuerung 14 dann den Weg 20, um das Fahrzeug 12 zur Verbindung mit dem Anhänger 18 über den ersten Navigationsweg 120a oder den zweiten Navigationsweg 120b auszurichten über die Wegableitungsroutine 88 berechnen. Wenngleich der Anhängertyp 18a oder 18b der Beschreibung nach automatisch erfasst wird, kann er auch durch den Benutzer U auf der HMI 66 ausgewählt und/oder über eine Anhängerregistrierungs- oder -anmeldungsroutine programmiert werden.
  • Wie in den 8A und 8B abgebildet ist der Anhängertyp als der zweite Anhängertyp 18b abgebildet. Dementsprechend kann die Steuerung 14 die Position des Anhängers 18 über die zweite hintere Kamera 60b überwachen. Zusätzlich kann die Steuerung 14 die vordere Kupplungsposition 140 im Sichtfeld 92b erfassen sowie erfassen, ob die Heckklappe 110 vor dem Einleiten der Betriebsroutine 90 geöffnet oder entfernt werden muss. Sobald sie aktiviert ist, kann die Steuerung 14 mit verschiedenen Steuerkomponenten und -vorrichtungen (z. B. 50, 60, 62, 64, 66, 78 usw.) des Systems 10 in Kommunikation stehen, sodass das Fahrzeug 12 entlang des zweiten Navigationswegs 120b geleitet wird, der dazu ausgelegt sein kann, den erhöhten Koppler 108 durch eine Öffnung zu führen, die zwischen den Seitenabschnitten 116 der Ladefläche 114 gebildet ist. Auf diese Weise kann die Steuerung 14 automatisch den Anhängertyp 18a oder 18b identifizieren und einen Weg berechnen, der dazu ausgelegt ist, den erhöhten Koppler 108 oder den herkömmlichen Koppler 106 auf Grundlage des erfassten Anhängertyps 18a oder 18b auszurichten.
  • Unter Bezugnahme auf 9 ist ein Ablaufdiagramm gezeigt, das ein Verfahren 160 zum Identifizieren des Anhängertyps 18a oder 18b und Steuern des Fahrzeugs 12, um es zum Anbringen an dem Anhänger 18 auszurichten zeigt. Das Verfahren 160 kann als Reaktion auf eine Aktivierung der Kupplungsausrichtungsroutine beginnen (162). Als Reaktion auf die Aktivierung der Kupplungsausrichtungsroutine kann die Steuerung 14 den Benutzer U über die HMI auffordern, einen Betriebsmodus auf Grundlage des Anhängertyps 18a oder 18b auszuwählen (164). Wenn der Kopplermodus (z. B. herkömmlich 106 oder erhöht 108) in Schritt 164 ausgewählt wird, kann das Verfahren 160 das System 10 aktivieren, um das Fahrzeug so zu steuern, dass es sich mit dem erhöhten Koppler 108 über den ersten Navigationsweg 120a, der dem standardmäßigen oder herkömmlichen Koppler 106 entspricht (166), oder den zweiten Navigationsweg 120b, der dem erhöhten Koppler 108 entspricht (168), ausrichtet. Wenn der Kopplermodus in Schritt 164 nicht ausgewählt wird, kann das Verfahren damit fortfahren, zu erfassen, ob sich die Heckklappe 110 in einer offenen Position befindet oder von dem Fahrzeug 12 gelöst ist (170). Wie zuvor unter Bezugnahme auf 7 erörtert kann die Steuerung 14 auf Grundlage der Bilddaten, die durch die zweite hintere Kamera 60b aufgenommen werden, die in der Nähe der CHMSL in das Fahrzeug integriert oder damit verbunden sein kann, bestimmen, ob sich die Heckklappe 110 in einer offenen Position befindet oder von dem Fahrzeug 12 gelöst ist.
  • Der Status der Heckklappe 110 kann auch durch verschiedene andere Verfahren bestimmt werden. In einigen Fällen kann der Status der Heckklappe 110 auf Grundlage eines Statussignals der ersten hinteren Kamera 60a oder durch Bilddaten, die durch die erste hintere Kamera 60a aufgenommen werden, bestimmt werden. Wenn zum Beispiel die erste hintere Kamera 60a in Verbindung mit der Heckklappe 110 steht und die Heckklappe von dem Fahrzeug 12 entfernt ist, kann die Steuerung 14 den Status der Heckklappe 110 aufgrund eines Fehlens von Konnektivität mit dem Fahrzeug 12 als entfernt aktualisieren. In einigen Umsetzungen kann die Steuerung 14 die über die erste hintere Kamera 60a aufgenommenen Bilddaten mit den über die zweite hintere Kamera 60b aufgenommenen Bilddaten vergleichen, um den Status oder die Position der Heckklappe 110 zu bestimmen. Wenn sich die durch die erste hintere Kamera 60a aufgenommenen Bilddaten erheblich von denen der zweiten hinteren Kamera 60b unterscheiden und/oder eine Brennweite der ersten hinteren Kamera 60a etwa gleich einer Höhe der Heckklappe vom Boden ist, kann die Steuerung bestimmen, dass die Heckklappe offen ist. Auf diese Weise kann die Steuerung 14 automatisch bestimmen, ob die Heckklappe 110 geöffnet oder von dem Fahrzeug 12 getrennt ist.
  • Wenn sich die Heckklappe 110 in der offenen Position befindet oder von dem Fahrzeug 12 gelöst ist, kann die Steuerung 14 die zweite hintere Kamera 60b aktivieren, um Bilddaten aufzunehmen, die den Anhänger 18 abbilden (171). Wenn sich die Heckklappe 110 in der geschlossenen Position befindet, kann die Steuerung 14 die erste hintere Kamera 60a aktivieren, um Bilddaten aufzunehmen, die den Anhänger 18 abbilden (172). Sobald sie aktiviert ist, kann die Steuerung 14 die durch eine oder beide der hinteren Kameras 60a, 60b aufgenommenen Bilddaten verarbeiten, um den Anhängertyp 18a oder 18b zu identifizieren oder zu klassifizieren (173). Auf Grundlage des Anhängertyps 18a, 18b kann die Steuerung 14 den entsprechenden Koppler 16 als den herkömmlichen Koppler 106 (z. B. einen A-Rahmen-Koppler, einen Koppler mit gerader Feder, einen Kanalmontagekoppler usw.) oder den erhöhten Koppler 108 (z. B. Schwanenhals oder Sattelkupplung) bestimmen (174). Als Reaktion auf das Identifizieren des erhöhten Kopplers 108 kann die Steuerung 14 eine Benachrichtigung an den Benutzer U ausgeben (z. B. über die Anzeige 72 der HMI 66), dass das System 10 in einem erhöhten Kupplungsmodus betrieben wird (175) und damit fortfahren, den Ausrichtungsmodus für den erhöhten Koppler 108 zu aktivieren (176). Als Reaktion auf das Identifizieren des herkömmlichen Kopplers 106 kann die Steuerung 14 eine Benachrichtigung an den Benutzer U ausgeben (z. B. über die Anzeige 72 der HMI 66), dass das System 10 in einem herkömmlichen Kupplungsmodus betrieben wird (177) und mit Schritt 166 fortfahren. Als Reaktion darauf, dass der Koppler 16 in Schritt 174 nicht erfolgreich identifiziert wurde, kann die Steuerung 14 eine Anforderung an den Benutzer U ausgeben, einen Modus zur Ausrichtung über die HMI 66 auszuwählen (178) und zu Schritt 164 zurückzukehren. Nach der Ausrichtung des Fahrzeugs 12 zur Verbindung mit dem Anhänger 18 kann das Verfahren 160 enden.
  • Unter Bezugnahme auf 10 ist ein Ablaufdiagramm gezeigt, das ein Verfahren 180 zum Identifizieren des Anhängertyps 18a oder 18b und Steuern des Fahrzeugs 12, um es zum Anbringen an dem Anhänger 18 auszurichten zeigt. Das Verfahren 180 kann als Reaktion auf eine Aktivierung der Kupplungsausrichtungsroutine beginnen, was eine Angabe beinhalten kann, die durch den Benutzer U über die HMI identifiziert wird, die den erhöhten Kopplermodus aktiviert (182). Sobald sie aktiviert ist, kann die Steuerung 14 identifizieren, ob die Heckklappe 110 offen oder vom Fahrzeug 12 gelöst ist, wie zuvor unter Bezugnahme auf 10 (184) erörtert. Wenn die Heckklappe 110 geschlossen und/oder verbunden ist, kann die Steuerung 14 den Benutzer U über die HMI 66 auffordern, die Heckklappe 110 zu öffnen oder zu entfernen (186). Wenn die Heckklappe 110 offen oder entfernt ist, kann die Steuerung 14 Bilddaten von der zweiten hinteren Kamera 60b in einem Suchbereich in der Ladefläche 114 verarbeiten (188). Auf Grundlage der Bilddaten in dem Suchbereich kann die Steuerung 14 bestimmen, ob die vordere Kupplung 30b in der Ladefläche 114 vorhanden ist (190). Als Reaktion darauf, dass die vordere Kupplung 18b in Schritt 188 nicht erkannt wird, kann die Steuerung 14 eine Benachrichtigung an den Benutzer U ausgeben (z. B. über die HMI 66), dass die vordere Kupplung 18b nicht erkannt wird und die Routine beenden (192).
  • Als Reaktion auf das Erfassen der vorderen Kupplung 18b identifiziert die Steuerung 14 die Kopplerposition 24 des erhöhten Kopplers 108 mit der zweiten hinteren Kamera 60b (194). Sobald sie identifiziert ist, kann die Steuerung 14 den zweiten Navigationsweg 120b berechnen. Mit dem zweiten Navigationsweg 120b für den erhöhten Koppler 108 kann die Steuerung die vordere Kupplungsposition 140 sowie die Kopplerposition 24 (196) in Kombination mit dem Steuern des Systems 10, um das Fahrzeug entlang des zweiten Navigationswegs 120b (198) zu navigieren, verfolgen. Die Steuerung 14 kann dann damit fortfahren, das Manövrieren des Fahrzeugs 12 zu steuern, während die Kopplerposition 24 des erhöhten Kopplers 108 überwacht wird, bis die vordere Kupplung 18b mit dem erhöhten Koppler 108 ausgerichtet ist (200). Sobald die Ausrichtung erreicht ist, kann die Steuerung 14 das System 10 steuern, um das Fahrzeug 12 in einer ausgerichteten Konfiguration zur Verbindung mit dem Anhänger 18 anzuhalten (202) und das Verfahren 180 kann enden. Wenngleich die unter Bezugnahme auf die 9 und 10 erörterten Verfahrensschritte in einer spezifischen Reihenfolge beschrieben sind, können die Schritte im Hinblick auf die Reihenfolge und den Zeitpunkt variieren. Zusätzlich können die Schritte des Verfahrens 160 mit verschiedenen ähnlichen Schritten des Verfahrens 180 kombiniert oder ausgetauscht werden, ohne vom Geist der Offenbarung abzuweichen.
  • Es versteht sich, dass an der vorangehenden Struktur Variationen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von den Konzepten der vorliegenden Offenbarung abzuweichen, und es versteht sich ferner, dass solche Konzepte durch die nachfolgenden Ansprüche abgedeckt sein sollen, sofern diese Ansprüche durch ihren Wortlaut nicht ausdrücklich etwas Anderes vorgeben.
  • Für die Zwecke dieser Offenbarung bedeutet der Begriff „gekoppelt“ (in allen seinen Formen, koppeln, Kopplung, gekoppelt, usw.) allgemein, dass zwei (elektrische oder mechanische) Komponenten direkt oder indirekt miteinander verbunden werden. Ein derartiges Verbinden kann dem Wesen nach stationär oder beweglich sein. Ein derartiges Verbinden kann erreicht werden, indem die beiden (elektrischen oder mechanischen) Komponenten und beliebige zusätzliche dazwischenliegende Elemente einstückig als ein einzelner einheitlicher Körper miteinander oder mit den beiden Komponenten ausgebildet werden. Ein derartiges Verbinden kann, sofern nicht anders vorgegeben, dem Wesen nach permanent sein oder dem Wesen nach entfernbar oder lösbar sein.
  • Es ist ebenso wichtig festzuhalten, dass die Konstruktion und Anordnung der Elemente der Offenbarung, wie sie in den beispielhaften Ausführungsformen gezeigt sind, lediglich veranschaulichend sind. Wenngleich nur einige wenige Ausführungsformen der vorliegenden Innovationen in dieser Offenbarung im Detail beschrieben wurden, ist für einen Fachmann, der diese Offenbarung untersucht, ohne Weiteres ersichtlich, dass viele Modifikationen möglich sind (z. B. Variationen hinsichtlich Größen, Abmessungen, Strukturen, Formen und Proportionen der verschiedenen Elemente, Werten von Parametern, Montageanordnungen, Verwendung von Materialien, Farben, Ausrichtungen usw.), ohne wesentlich von den neuartigen Lehren und Vorteilen des beschriebenen Gegenstandes abzuweichen. Beispielsweise können Elemente, die als einstückig gebildet gezeigt sind, aus mehreren Teilen aufgebaut sein, oder Elemente, die als mehrere Teile gezeigt sind, können einstückig gebildet sein, der Betrieb der Schnittstellen kann umgekehrt oder anderweitig variiert werden, die Länge oder Breite der Strukturen und/oder Elemente oder Verbindungsstücke oder anderer Elemente des Systems kann variiert werden, die Art oder Anzahl der Einstellpositionen, die zwischen den Elementen bereitgestellt sind, kann variiert werden. Es ist anzumerken, dass die Elemente und/oder Baugruppen des Systems aus einer breiten Vielfalt von Materialien konstruiert sein können, die ausreichende Festigkeit oder Haltbarkeit bereitstellen, in einer breiten Vielfalt von Farben, Texturen und Kombinationen. Dementsprechend ist beabsichtigt, dass alle solchen Modifikationen im Umfang der vorliegenden Innovationen eingeschlossen sind. Andere Substitutionen, Modifikationen, Veränderungen und Auslassungen können an der Gestaltung, an Betriebsbedingungen und an der Anordnung der gewünschten und anderen beispielhaften Ausführungsformen vorgenommen werden, ohne vom Geist der vorliegenden Innovationen abzuweichen.
  • 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 der Veranschaulichung und sind nicht als einschränkend auszulegen.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeugkupplungsunterstützungssystem bereitgestellt, das Folgendes aufweist: einen ersten Bildsensor, der in Verbindung mit einem Abschnitt des Fahrzeugs steht und vor einer vorderen Kupplung positioniert ist, die in einer Ladefläche des Fahrzeugs angeordnet ist; eine Steuerung, die zu dazu ausgelegt ist: erste Bilddaten mit dem ersten Bildsensor aufzunehmen, wobei die ersten Bilddaten einen Koppler eines Anhängers abbilden; einen Anhängertyp des Anhängers auf Grundlage der ersten Bilddaten zu identifizieren, wobei der Anhängertyp dazu ausgelegt ist, mit der vorderen Kupplung verbunden zu werden; Positionsdaten zu erfassen, die eine Kopplerposition des Kopplers in den ersten Bilddaten identifizieren; einen Fahrzeugweg abzuleiten, der die vordere Kupplung mit dem Koppler ausrichtet; und ein Manövriersystem zu steuern, das das Fahrzeug entlang des Fahrzeugwegs antreibt.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner dazu ausgelegt, den Anhängertyp als einen Sattelkupplungsanhänger oder Schwanenhalsanhänger von einem A-Rahmen-Anhänger zu unterscheiden.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird der Anhängertyp als ein erster Typ, der dazu ausgelegt ist, mit einer hinteren Kupplung des Fahrzeugs verbunden zu werden, und ein zweiter Typ, der dazu ausgelegt ist, mit der vorderen Kupplung in dem Stauraum verbunden zu werden, bestimmt.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung dazu ausgelegt, einen typspezifischen Navigationsvorgang des Fahrzeugs auf Grundlage des Anhängertyps zu aktivieren.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch eine Benutzerschnittstelle gekennzeichnet, wobei die Steuerung dazu ausgelegt ist, einen Benutzer aufzufordern, den Navigationsvorgang des Anhängers auf Grundlage des Anhängertyps zu verifizieren.
  • Gemäß einer Ausführungsform leitet der Fahrzeugweg den Koppler durch eine Öffnung, die durch eine offene oder entfernte Heckklappe zwischen Seitenabschnitten der Ladefläche gebildet wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist der Koppler des Anhängers erhöht und dazu ausgelegt, sich über den Stauraum in Form einer Sattelkupplung oder eines Schwanenhalskopplers zu erstrecken.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner dazu ausgelegt, die Kopplerposition entlang einer Höhe des Kopplers auf eine Ebene zu projizieren, die vertikal mit der vorderen Kupplung ausgerichtet ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist der erste Bildsensor über einer Heckscheibe des Fahrzeugs positioniert.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner dazu ausgelegt, eine Position der vorderen Kupplung in der Ladefläche durch Verarbeiten der ersten Bilddaten zu erfassen.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner dazu ausgelegt, mindestens einen von einem offenen Status und einem Verbindungsstatus einer Heckklappe des Fahrzeugs auf Grundlage der ersten Bilddaten zu erfassen.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch einen zweiten Bildsensor gekennzeichnet, der dazu ausgelegt ist, zweite Bilddaten in Verbindung mit einer Heckklappe oder einem Abschnitt, der eine hintere Verlängerung des Fahrzeugs bildet, zu erfassen.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner dazu ausgelegt, einen Status der Heckklappe auf Grundlage eines Verbindungsstatus des zweiten Bildsensors in Verbindung mit einem Abschnitt des Fahrzeugs hinter der vorderen Kupplung zu erfassen.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird der Status der Heckklappe als Reaktion darauf identifiziert, dass die zweiten Bilddaten, die durch den zweiten Bildsensor aufgenommen werden, einen Bodenabschnitt abbilden, der sich von einer in den zweiten Bilddaten abgebildeten Szene unterscheidet.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird der Status der Heckklappe durch Vergleichen der ersten Bilddaten, die durch den ersten Bildsensor aufgenommen werden, mit den zweiten Bilddaten, die durch den zweiten Bildsensor aufgenommen werden, identifiziert.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren zum Steuern eines automatisierten Fahrzeugkupplungsunterstützungssystems: Aufnehmen von ersten Bilddaten mit einem ersten Bildsensor, der in Verbindung mit einem Abschnitt des Fahrzeugs steht und vor einer vorderen Kupplungsposition in einer Ladefläche des Fahrzeugs positioniert; Identifizieren einer Kopplerposition und eines Anhängertyps eines Anhängers in den ersten Bilddaten; als Reaktion darauf, dass der Anhängertyp dazu ausgelegt ist, mit der vorderen Kupplung verbunden zu werden, Erfassen eines Vorhandenseins der vorderen Kupplung in der Ladefläche auf Grundlage der ersten Bilddaten; als Reaktion auf ein negatives Suchergebnis für die vordere Kupplung in der Ladefläche, Ausgeben einer Angabe, dass die vordere Kupplung nicht identifiziert wurde; und als Reaktion auf ein positives Suchergebnis für die vordere Kupplung in der Ladefläche Steuern des Fahrzeugs, um die vordere Kupplungsposition so zu manövrieren, dass sie mit der Kopplerposition ausgerichtet ist.
  • In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren: Erfassen eines Status einer Heckklappe des Fahrzeugs; und als Reaktion darauf, dass sich der Status der Heckklappe in einer geschlossenen Position befindet, Ausgeben einer Angabe zum Öffnen oder Entfernen der Heckklappe.
  • In einem Aspekt der Erfindung wird der Verbindungsstatus der Heckklappe auf Grundlage von mindestens einem von Folgendem bestimmt: Verarbeiten der ersten Bilddaten und Identifizieren von mindestens einem von einer Verbindung und einer Ausrichtung der Heckklappe auf Grundlage der ersten Bilddaten; und Erfassen einer Ausrichtung der Heckklappe auf Grundlage von zweiten Bilddaten, die durch einen zweiten Bildsensor in Verbindung mit einer Heckklappe oder einem Abschnitt, der eine hintere Verlängerung des Fahrzeugs bildet, aufgenommen werden.
  • In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren: Erfassen einer vorderen Kupplungsposition der vorderen Kupplung in den Bilddaten; und Berechnen eines Ausrichtungswegs von der vorderen Kupplungsposition zu der Kopplerposition.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeugkupplungsunterstützungssystem bereitgestellt, das Folgendes aufweist: einen Bildsensor, der in Verbindung mit einem Abschnitt des Fahrzeugs steht und vor einer vorderen Kupplung positioniert ist, die in einer Ladefläche des Fahrzeugs angeordnet ist; eine Steuerung, die zu dazu ausgelegt ist: Bilddaten mit dem Bildsensor aufzunehmen, wobei die Bilddaten einen Koppler eines Anhängers abbilden; einen Anhängertyp des Anhängers auf Grundlage der ersten Bilddaten zu identifizieren, wobei der Anhängertyp einen erhöhten Koppler umfasst, der dazu ausgelegt ist, mit der vorderen Kupplung verbunden zu werden; mindestens einen von einem Status einer Heckklappe des Fahrzeugs auf Grundlage der ersten Bilddaten zu erfassen; als Reaktion darauf, dass die Heckklappe in einer geschlossenen Position ausgerichtet ist, eine Benachrichtigung auszugeben, die die geschlossene Position angibt; und einen Fahrzeugweg abzuleiten, der die vordere Kupplung mit dem Koppler ausrichtet, wobei der Fahrzeugweg eine typspezifische Navigation auf Grundlage des Anhängertyps umfasst; und ein Manövriersystem zu steuern, das das Fahrzeug entlang des Fahrzeugwegs antreibt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 9102271 [0027]
    • US 10266023 [0028]

Claims (15)

  1. Fahrzeugkupplungsunterstützungssystem, umfassend: einen ersten Bildsensor, der in Verbindung mit einem Abschnitt des Fahrzeugs steht und vor einer vorderen Kupplung positioniert ist, die in einer Ladefläche des Fahrzeugs angeordnet ist: eine Steuerung, die dazu ausgelegt ist: erste Bilddaten mit dem ersten Bildsensor aufzunehmen, wobei die ersten Bilddaten einen Koppler eines Anhängers abbilden; einen Anhängertyp des Anhängers auf Grundlage der ersten Bilddaten zu identifizieren, wobei der Anhängertyp dazu ausgelegt ist, mit der vorderen Kupplung verbunden zu werden; Positionsdaten zu erfassen, die eine Kopplerposition des Kopplers in den ersten Bilddaten identifizieren; einen Fahrzeugweg abzuleiten, der die vordere Kupplung mit dem Koppler ausrichtet; und ein Manövriersystem zu steuern, das das Fahrzeug entlang des Fahrzeugwegs antreibt.
  2. Kupplungsunterstützungssystem nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner dazu ausgelegt ist, den Anhängertyp als einen Sattelkupplungsanhänger oder Schwanenhalsanhänger von einem A-Rahmen-Anhänger zu unterscheiden.
  3. Kupplungsunterstützungssystem nach Anspruch 1, wobei der Anhängertyp als ein erster Typ, der dazu ausgelegt ist, mit einer hinteren Kupplung des Fahrzeugs verbunden zu werden, und ein zweiter Typ, der dazu ausgelegt ist, mit der vorderen Kupplung in dem Stauraum verbunden zu werden, bestimmt wird.
  4. Kupplungsunterstützungssystem nach Anspruch 1, wobei die Steuerung dazu ausgelegt ist, einen typspezifischen Navigationsvorgang des Fahrzeugs auf Grundlage des Anhängertyps zu aktivieren.
  5. Kupplungsunterstützungssystem nach Anspruch 4, ferner umfassend eine Benutzerschnittstelle, wobei die Steuerung dazu ausgelegt ist, einen Benutzer aufzufordern, den Navigationsvorgang des Anhängers auf Grundlage des Anhängertyps zu verifizieren.
  6. Kupplungsunterstützungssystem nach Anspruch 1, wobei der Fahrzeugweg den Koppler durch eine Öffnung leitet, die durch eine offene oder entfernte Heckklappe zwischen Seitenabschnitten der Ladefläche gebildet wird.
  7. Kupplungsunterstützungssystem nach Anspruch 1, wobei der Koppler des Anhängers erhöht ist und dazu ausgelegt ist, sich über den Stauraum in Form einer Sattelkupplung oder eines Schwanenhalskopplers zu erstrecken.
  8. Kupplungsunterstützungssystem nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner dazu ausgelegt ist: die Kopplerposition entlang einer Höhe des Kopplers auf eine Ebene, die vertikal mit der vorderen Kupplung ausgerichtet ist, zu projizieren.
  9. Kupplungsunterstützungssystem nach Anspruch 1, wobei der erste Bildsensor über einer Heckscheibe des Fahrzeugs positioniert ist.
  10. Kupplungsunterstützungssystem nach Anspruch 9, wobei die Steuerung dazu ausgelegt ist: eine Position der vorderen Kupplung in der Ladefläche durch Verarbeiten der ersten Bilddaten zu erfassen.
  11. Kupplungsunterstützungssystem nach Anspruch 9, wobei die Steuerung dazu ausgelegt ist: mindestens einen von einem offenen Status und einem Verbindungsstatus einer Heckklappe des Fahrzeugs auf Grundlage der ersten Bilddaten zu erfassen.
  12. Kupplungsunterstützungssystem nach einem der Ansprüche 1-11, ferner umfassend einen zweiten Bildsensor, der dazu ausgelegt ist, zweite Bilddaten in Verbindung mit einer Heckklappe oder einem Abschnitt, der eine hintere Verlängerung des Fahrzeugs bildet, aufzunehmen.
  13. Kupplungsunterstützungssystem nach Anspruch 12, wobei die Steuerung ferner dazu ausgelegt ist: einen Status der Heckklappe auf Grundlage eines Verbindungsstatus des zweiten Bildsensors in Verbindung mit einem Abschnitt des Fahrzeugs hinter der vorderen Kupplung zu erfassen.
  14. Kupplungsunterstützungssystem nach Anspruch 12, wobei der Status der Heckklappe als Reaktion darauf identifiziert wird, dass die zweiten Bilddaten, die durch den zweiten Bildsensor aufgenommen werden, einen Bodenabschnitt abbilden, der sich von einer in den zweiten Bilddaten abgebildeten Szene unterscheidet.
  15. Kupplungsunterstützungssystem nach Anspruch 12, wobei der Status der Heckklappe durch Vergleichen der ersten Bilddaten, die durch den ersten Bildsensor aufgenommen werden, mit den zweiten Bilddaten, die durch den zweiten Bildsensor aufgenommen werden, identifiziert wird.
DE102020127261.8A 2019-10-18 2020-10-15 Ausrichtungspositionsanpassung für attelkupplungsanhänger im kupplungsunterstützungsbetrieb Pending DE102020127261A1 (de)

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