DE102021129870A1

DE102021129870A1 - Anhänger-spurverlassenswarnung und spurhalteassistent

Info

Publication number: DE102021129870A1
Application number: DE102021129870.9A
Authority: DE
Inventors: Reza Zarringhalam; Amir Takhmar; Carlos E. Arreaza; Shiv G. Patel; Mohammed Raju Hossain; Dorothy LUI; Kibrom Yohannes
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2021-03-08
Filing date: 2021-11-16
Publication date: 2022-09-08
Also published as: US11634128B2; US20220281448A1; CN115042779A

Abstract

Es werden Verfahren und Systeme für ein Fahrzeug, das einen Anhänger auf einer Fahrspur einer Fahrbahn zieht, die umfassen: Rekonstruieren, über einen an Bord des Fahrzeugs befindlichen Prozessor, von Fahrspurmarkierungen für den Anhänger unter Verwendung von Fahrspurmarkierungen, wie sie über Kameradaten erfasst werden; Transformieren der rekonstruierten Fahrspurmarkierungen unter Verwendung zusätzlicher Sensordaten in eine Perspektive des Anhängers; Lokalisieren des Anhängers innerhalb der transformierten Fahrspurmarkierungen unter Verwendung historischer von der Kamera erfasster Fahrspurmarkierungsinformationen, artikulierter Fahrzeugdynamiken, des Kupplungswinkels und der Abmessungen des Anhängers, ohne dass dem Anhänger zusätzliche Kameras zur Erfassung der Fahrspur des Anhängers hinzugefügt werden müssen; Berechnen eines Wertes für die Zeit bis zum Überqueren der Fahrspur für den Anhänger und das Fahrzeug, T-TTLC-Werts; Erzeugen von in Frage kommenden gemischten Pfaden des Anhängers und des Fahrzeugs mit einer Mittellinie der Fahrspur der Fahrbahn; und Steuern des Betriebs des Fahrzeugs, des Anhängers oder beider über Anweisungen, die durch den Prozessor bereitgestellt werden, um das Fahrzeug, den Anhänger oder beide innerhalb einer Fahrspur zu halten.

Description

Einführung
Das technische Gebiet bezieht sich im Allgemeinen auf Fahrzeuge und im Besonderen auf Verfahren und Systeme zum Steuern von Fahrzeugen mit Anhängern und deren Halten in der Fahrspur.
Einige Fahrzeuge sind heute ausgestattet, während der Fahrt einen Anhänger zu ziehen. Solche Fahrzeuge bieten jedoch in bestimmten Situationen nicht immer eine optimale Kontrolle über das Fahrzeug und den Anhänger innerhalb einer geeigneten Fahrspur.
Dementsprechend ist es wünschenswert, verbesserte Verfahren und Systeme zum Steuern von Fahrzeugen und Anhängern in einer geeigneten Spur bereitzustellen. Darüber hinaus werden andere wünschenswerte Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung und den beigefügten Ansprüchen, wenn diese in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen und diesem Hintergrund der Erfindung betrachtet werden, deutlich werden.
Beschreibung der Erfindung
In Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform wird ein Verfahren bereitgestellt, das beinhaltet: Erhalten von Sensordaten von einem oder mehreren Sensoren an Bord eines Fahrzeugs, das einen Anhänger innerhalb einer Fahrspur einer Fahrbahn zieht, wobei die Fahrspur eine oder mehrere Fahrspurmarkierungen aufweist; Berechnen, über einen an Bord des Fahrzeugs befindlichen Prozessor, eines Wertes für eine Zeit bis zum Überqueren der Fahrspur für das Fahrzeug (TTLC-Wert), Schätzen eines Wertes für eine Zeit bis zum Überqueren der Fahrspur für den Anhänger (T-TTLC-Wert), unter Verwendung der Sensordaten von dem einen oder den mehreren an Bord des Fahrzeugs befindlichen Sensoren; und Steuern des Betriebs des Fahrzeugs, des Anhängers oder beider über Anweisungen, die durch den Prozessor bereitgestellt werden, basierend auf dem berechneten TTLC-Wert und dem berechneten T-TTLC-Wert.
Ebenfalls in einer beispielhaften Ausführungsform beinhaltet der Schritt des Erhaltens der Sensordaten das Erhalten von Kameradaten von einer oder mehreren an Bord des Fahrzeugs befindlichen Kameras; und der Schritt des Berechnens des T-TTLC-Wertes umfasst das Berechnen des T-TTLC-Wertes über den Prozessor unter Verwendung der Kameradaten.
Ebenfalls in einer beispielhaften Ausführungsform beinhaltet der Schritt des Berechnens des T-TTLC-Wertes: Rekonstruieren, über den Prozessor, von Fahrspurmarkierungen für den Anhänger unter Verwendung von Fahrspurmarkierungen, die über die Kameradaten erfasst werden; Transformieren der rekonstruierten Fahrspurmarkierungen unter Verwendung zusätzlicher Sensordaten in eine Perspektive des Anhängers; und Lokalisieren des Anhängers innerhalb der transformierten Fahrspurmarkierungen.
Ebenfalls in einer beispielhaften Ausführungsform beinhaltet der Schritt des Lokalisierens des Anhängers auch das Lokalisieren des Anhängers innerhalb der transformierten Fahrspurmarkierungen unter Verwendung historischer von der Kamera erfasster Fahrspurmarkierungsinformationen, artikulierten Fahrzeugdynamiken, des Anhängerkupplungswinkels und der Abmessungen des Anhängers, ohne dass zusätzliche Kameras zur Erfassung der Fahrspur des Anahängers an dem Anhänger angebracht werden müssen.
Ebenfalls in einer beispielhaften Ausführungsform beinhaltet das Verfahren ferner: Berechnen, über den Prozessor, eines Wertes für die Zeit bis zum Überqueren der Fahrspur für das Fahrzeug (TTLC-Wert) unter Verwendung der Sensordaten von dem einen oder den mehreren an Bord des Fahrzeugs befindlichen Sensoren; wobei der Schritt des Steuerns des Betriebs des Fahrzeugs, des Anhängers oder beider das Steuern des Betriebs des Fahrzeugs, des Anhängers oder beider über Anweisungen, die durch den Prozessor bereitgestellt werden, basierend auf sowohl dem berechneten T-TTLC-Wert als auch dem berechneten TTLC-Wert, umfasst.
Ebenfalls in einer beispielhaften Ausführungsform beinhaltet der Schritt des Steuerns des Betriebs des Fahrzeugs, des Anhängers beider das Steuern des Betriebs sowohl des Fahrzeugs als auch des Anhängers über Anweisungen, die durch den Prozessor bereitgestellt werden, basierend auf sowohl dem berechneten T-TTLC-Wert als auch dem berechneten TTLC-Wert.
In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst der Schritt des Steuerns des Fahrzeugs und des Anhängers ferner: Mischen, über den Prozessor, von gemischten Pfaden des Anhängers und des Fahrzeugs mit einer Mittellinie der Fahrbahn, auf der das Fahrzeug und der Anhänger fahren.
Ebenfalls in einer beispielhaften Ausführungsform beinhaltet der Schritt des Steuerns des Betriebs des Fahrzeugs, des Anhängers oder beider, das Bereitstellen einer Korrekturlenkung einer Korrekturbremsung oder beider über Anweisungen, die durch den Prozessor bereitgestellt werden, um das Fahrzeug, den Anhänger oder beide basierend auf dem T-TTLC-Wert innerhalb einer Fahrspur zu halten.
In einer anderen beispielhaften Ausführungsform wird ein System bereitgestellt, das beinhaltet: einen oder mehrere Sensoren, die konfiguriert sind, um an Bord eines Fahrzeugs, das einen Anhänger innerhalb einer Fahrspur einer Fahrbahn zieht, zumindest zu ermöglichen, wobei die Fahrspur eine oder mehrere Fahrspurmarkierungen aufweist; und einen an Bord des Fahrzeugs befindlichen Prozessor, der konfiguriert ist, um zumindest zu ermöglichen: Berechnen eines Werts für die Zeit bis zum Überqueren der Fahrspur für den Anhänger (T-TTLC-Wert) unter Verwendung der Sensordaten von dem einen oder den mehreren an Bord des Fahrzeugs befindlichen Sensoren; und Steuern des Betriebs des Fahrzeugs, des Anhängers oder beider basierend auf dem berechneten T-TTLC-Wert.
Ebenfalls in einer beispielhaften Ausführungsform beinhalten der eine oder die mehreren Sensoren eine oder mehrere Kameras, die konfiguriert sind, Kameradaten zu erzeugen; und der Prozessor ist ferner konfiguriert, das Berechnen des T-TTLC-Wertes unter Verwendung der Kameradaten zumindest zu ermöglichen.
Ebenfalls in einer beispielhaften Ausführungsform ist der Prozessor ferner konfiguriert, zumindest zu ermöglichen: das Rekonstruieren von Fahrspurmarkierungen für den Anhänger unter Verwendung von Fahrspurmarkierungen, die über die Kameradaten erfasst werden; das Transformieren der rekonstruierten Fahrspurmarkierungen unter Verwendung zusätzlicher Sensordaten in eine Perspektive des Anhängers; und das Lokalisieren des Anhängers innerhalb der transformierten Fahrspurmarkierungen.
Ebenfalls in einer beispielhaften Ausführungsform ist der Prozessor ferner konfiguriert, das Steuern des Fahrzeugs durch Mischen der Pfade des Anhängers und des Fahrzeugs mit einer Mittellinie der Fahrbahn, auf der das Fahrzeug und der Anhänger fahren, zumindest zu ermöglichen.
Ebenfalls in einer beispielhaften Ausführungsform ist der Prozessor ferner konfiguriert, zumindest zu ermöglichen: das Berechnen eines Wertes für die Zeit bis zum Überqueren der Fahrspur für das Fahrzeug (TTLC-Wert) unter Verwendung der Sensordaten von dem einen oder den mehreren an Bord des Fahrzeugs befindlichen Sensoren; und das Steuern des Betriebs des Fahrzeugs, des Anhängers oder beider basierend auf sowohl dem berechneten T-TTLC-Wert als auch dem berechneten TTLC-Wert.
Ebenfalls in einer beispielhaften Ausführungsform ist der Prozessor ferner konfiguriert, das Steuern des Fahrzeugs und des Anhängers basierend auf dem berechneten T-TTLC-Wert und dem berechneten TTLC-Wert zumindest zu ermöglichen.
Ebenfalls in einer beispielhaften Ausführungsform ist der Prozessor konfiguriert, das Bereitstellen einer Korrekturlenkung, einer Korrekturbremsung oder von beiden zumindest zu ermöglichen, um das Fahrzeug, den Anhänger oder beide basierend auf dem T-TTLC-Wert innerhalb einer Fahrspur zu halten.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform wird ein Fahrzeug bereitgestellt, das konfiguriert ist, einen Anhänger innerhalb einer Fahrspur einer Fahrbahn zieht, wobei die Fahrspur eine oder mehrere Fahrspurmarkierungen aufweist, wobei das Fahrzeug beinhaltet: eine Karosserie; ein Antriebssystem, das konfiguriert ist, eine Bewegung der Karosserie zu erzeugen; einen oder mehrere an Bord des Fahrzeugs befindliche Sensoren, die konfiguriert sind, um das Erhalten von Sensordaten zumindest zu ermöglichen; und einen an Bord des Fahrzeugs befindlichen Prozessor, der konfiguriert ist, zumindest zu ermöglichen: Berechnen eines Wertes für die Zeit bis zum Überqueren der Fahrspur für den Anhänger (T-TTLC-Wert) unter Verwendung der Sensordaten von dem einen oder den mehreren an Bord des Fahrzeugs befindlichen Sensoren; und Steuern des Betriebs des Fahrzeugs, des Anhängers oder beider basierend auf dem berechneten T-TTLC-Wert.
Ebenfalls in einer beispielhaften Ausführungsform: der eine oder die mehreren Sensoren umfassen eine oder mehrere Kameras, die konfiguriert sind, Kameradaten zu erzeugen; und der Prozessor ist ferner konfiguriert, das Berechnen des T-TTLC-Wertes unter Verwendung der Kameradaten zumindest teilweise zu ermöglichen, durch: Rekonstruieren von Fahrspurmarkierungen für den Anhänger unter Verwendung von Fahrspurmarkierungen, die über die Kameradaten erfasst werden, um rekonstruierte Fahrspurmarkierungen zu erzeugen; Transformieren der rekonstruierten Fahrspurmarkierungen unter Verwendung zusätzlicher Sensordaten in eine Perspektive des Anhängers; und Lokalisieren des Anhängers innerhalb der transformierten Fahrspurmarkierungen.
Figurenliste
Die vorliegende Offenbarung wird im Folgenden in Verbindung mit den folgenden Zeichnungen beschrieben, wobei ähnliche Bezugszeichen ähnliche Elemente bezeichnen und wobei:

1 ein funktionales Blockdiagramm eines Fahrzeug/Anhänger-Systems ist, das ein Fahrzeug beinhaltet, das während der Fahrt einen Anhänger zieht, und in dem das Fahrzeug ein Steuersystem zur Steuerung des Fahrzeugs und des Anhängers während der Fahrt in Bezug auf eine geeignete Fahrspur beinhaltet, gemäß beispielhaften Ausführungsformen;
2 ist ein Blockdiagramm von Modulen des Steuersystems des Fahrzeugs aus 1 gemäß beispielhaften Ausführungsformen;
3 und 4 zeigen das Fahrzeug und den Anhänger aus 1 während der Fahrt auf einer Fahrspur einer Fahrbahn gemäß beispielhaften Ausführungsformen;
5 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern des Fahrzeugs und des Anhängers von 1 in Bezug auf eine Fahrspur einer Fahrbahn, wie sie in den 3 und 4 dargestellt ist, gemäß beispielhaften Ausführungsformen;
6 ist ein Flussdiagramm eines Teilverfahrens des Verfahrens von 5, nämlich zum Bestimmen von Parameter für die Zeit bis zum Überqueren der Fahrspur, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
7 ist ein Flussdiagramm eines anderen Teilverfahrens des Verfahrens von 5, nämlich für das Ausüben der Fahrzeugsteuerung basierend auf den Parametern für die Zeit bis zum Überqueren der Fahrspur, gemäß beispielhaften Ausführungsformen; und
8 bis 15 veranschaulichen bestimmte Ausführungsformen des Verfahrens aus 5 gemäß beispielhaften Ausführungsformen.

Detaillierte Beschreibung
Die folgende detaillierte Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und ist nicht dazu beabsichtigt, die Offenbarung oder deren Anwendung und Verwendung einzuschränken. Darüber hinaus besteht nicht die Absicht, durch irgendeine in dem vorangegangenen Hintergrund oder in der folgenden detaillierten Beschreibung dargestellte Theorie gebunden zu sein.
1 zeigt ein Reisesystem 10 (auch als „System“ oder „Fahrzeug/Anhänger-System“ bezeichnet) 10 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Wie in 1 dargestellt, umfasst das Reisesystem 10 ein Fahrzeug 100 und einen Anhänger 101. In verschiedenen Ausführungsformen ist das Fahrzeug 100 über eine Verbindungsvorrichtung 170 mit dem Anhänger 101 gekoppelt und verbunden und zum Ziehen eines Anhängers 101 konfiguriert. In bestimmten Ausführungsformen umfasst die Verbindungsvorrichtung 170 eine Anhängerkupplung. In bestimmten anderen Ausführungsformen umfasst die Verbindungsvorrichtung 170 eine oder mehrere andere Arten von Vorrichtungssystemen, wie z. B. einen Schwanenhals für einen Sattelauflieger usw.
Wie weiter unten ausführlicher beschrieben, umfasst das Fahrzeug 100 ein Steuersystem 102 zum Steuern des Betriebs und der Bewegung des Reisesystems 10, einschließlich des Haltens des Fahrzeugs 100 und des Anhängers 101 innerhalb einer geeigneten Fahrspur, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
In verschiedenen Ausführungsformen umfasst das Fahrzeug 100 ein Automobil. Bei dem Fahrzeug 100 kann es sich um eine beliebige Art von Automobilen handeln, wie z. B. um eine Limousine, einen Kombi, einen Lastwagen oder ein Sport Utility Vehicle (SUV), und es kann sich um ein Fahrzeug mit Zweiradantrieb (2WD, d. h. Hinterradantrieb oder Vorderradantrieb), mit Vierradantrieb (4WD) oder mit Allradantrieb (AWD) und/oder verschiedene andere Fahrzeugtypen, in bestimmten Ausführungsformen, handeln. In bestimmten Ausführungsformen kann das Fahrzeug 100 auch ein Motorrad oder ein anderes Fahrzeug, wie z. B. ein Flugzeug, ein Raumfahrzeug, ein Wasserfahrzeug usw., und/oder eine oder mehrere andere Arten von mobilen Plattformen (z. B. einen Roboter und/oder eine andere mobile Plattform) umfassen.
Das Fahrzeug 100 umfasst eine Karosserie 104, die auf einem Fahrgestell 116 angeordnet ist. Die Karosserie 104 umschließt im Wesentlichen andere Komponenten des Fahrzeugs 100. Die Karosserie 104 und das Fahrgestell 116 können gemeinsam einen Rahmen bilden. Das Fahrzeug 100 beinhaltet auch eine Vielzahl von Rädern 112. Die Räder 112 sind jeweils in der Nähe einer entsprechenden Ecke der Karosserie 104 drehbar mit dem Fahrgestell 116 verbunden, um die Bewegung des Fahrzeugs 100 zu ermöglichen. In einer Ausführungsform umfasst das Fahrzeug 100 vier Räder 112, obwohl dies in anderen Ausführungsformen (z. B. für Lastwagen und bestimmte andere Fahrzeuge) variieren kann.
Ein Antriebssystem 110, das die Räder 112 z. B. über Achsen 114 antreibt, ist auf dem Fahrgestell 116 montiert. Das Antriebssystem 110 umfasst vorzugsweise ein Vortriebssystem. In bestimmten beispielhaften Ausführungsformen umfasst das Antriebssystem 110 einen Verbrennungsmotor und/oder einen Elektromotor/Generator, die mit einem Getriebe gekoppelt sind. In bestimmten Ausführungsformen kann das Antriebssystem 110 variieren, und/oder es können zwei oder mehr Antriebssysteme 112 verwendet werden. Beispielsweise kann das Fahrzeug 100 auch eine beliebige oder eine Kombination von verschiedenen Arten von Antriebssystemen einbeziehen, wie z. B. einen mit Benzin oder Diesel betriebenen Verbrennungsmotor, einen „Flex-Fuel-Vehicle“-Motor (d. h. eine Mischung aus Benzin und Alkohol verwendend), einen mit einer gasförmigen Verbindung (z. B. Wasserstoff und/oder Erdgas) betriebenen Motor, einen Verbrennungs-/Elektromotor-Hybridmotor und einen Elektromotor.
Wie in 1 dargestellt, beinhaltet das Fahrzeug in verschiedenen Ausführungsformen auch ein Bremssystem 106 und ein Lenksystem 108. In beispielhaften Ausführungsformen steuert das Bremssystem 106 das Bremsen des Fahrzeugs 100 mit Hilfe von Bremskomponenten, die über Eingaben eines Fahrers (z. B. über ein Bremspedal in bestimmten Ausführungsformen) und/oder automatisch über das Steuersystem 102 gesteuert werden. Ebenfalls in beispielhaften Ausführungsformen steuert das Lenksystem 108 die Lenkung des Fahrzeugs 100 über Lenkkomponenten (z. B. eine mit den Achsen 114 und/oder den Rädern 112 gekoppelte Lenksäule), die über Eingaben eines Fahrers (z. B. über ein Lenkrad in bestimmten Ausführungsformen) und/oder automatisch über das Steuersystem 102 gesteuert werden.
In der in 1 dargestellten Ausführungsform ist das Steuersystem 102 mit dem Bremssystem 106, dem Lenksystem 108 und dem Antriebssystem 110 verbunden. Wie ebenfalls in 1 dargestellt, beinhaltet das Steuersystem 102 in verschiedenen Ausführungsformen eine Sensoranordnung 120, ein Ortungssystem 130, ein Anzeigesystem 135 und ein Steuergerät 140.
In verschiedenen Ausführungsformen beinhaltet die Sensoranordnung 120 verschiedene Sensoren, die Sensordaten zum Halten der Bewegung des Fahrzeugs 100 und des Anhängers 101 innerhalb einer geeigneten Fahrspur erhalten. In der dargestellten Ausführungsform beinhaltet die Sensoranordnung 120 Eingabesensoren 122 (z. B. Bremspedalsensoren, die von einem Fahrer bereitgestellte Bremseingaben messen, und/oder Touchscreen-Sensoren und/oder andere Eingabesensoren, die konfiguriert sind, um Eingaben von einem Fahrer oder einem anderen Benutzer des Fahrzeugs 10 zu empfangen); Anhängersensoren 124 (z. B. konfiguriert, um ein Gewicht des Anhängers 101 und/oder andere den Anhänger 101 betreffende Daten zu messen), Geschwindigkeitssensoren 125 (z. B. Raddrehzahlsensoren und/oder andere Sensoren, die konfiguriert sind, eine Geschwindigkeit und/oder Drehzahl des Fahrzeugs und/oder Daten, die zur Berechnung einer solchen Geschwindigkeit und/oder Drehzahl verwendet werden, zu messen), Kameras 126 (z.B., in bestimmten Ausführungsformen, einschließlich mindestens einer Frontkamera 126(1) und einer Heckkamera 126(2), die konfiguriert sind, Bilder der Fahrspur und der Fahrbahn, auf der das Fahrzeug 100 fährt, und, in bestimmten Ausführungsformen, Daten bezüglich des Anhängers 101 zu erfassen, wie z.B. einen Anhängerkupplungswinkel, mit dem das Fahrzeug 100 über die Kupplung (oder eine andere Anhängervorrichtung) 170 an dem Anhänger 101 befestigt ist), Beschleunigungssensoren 127 (z. B. ein Beschleunigungsmesser und/oder ein oder mehrere andere Sensoren zum Messen und/oder Bestimmen einer Beschleunigung des Fahrzeugs 100) und Gier-Sensoren 128 (zum Messen und/oder Bestimmen einer Gierrate des Fahrzeugs 100).
In verschiedenen Ausführungsformen ist das Ortungssystem 130 auch konfiguriert, Daten über eine Position und/oder einen Ort, an dem sich das Fahrzeug befindet und/oder fährt, zu erhalten und/oder zu erzeugen. In bestimmten Ausführungsformen umfasst das Ortungssystem 130 ein satellitengestütztes Netzwerk und/oder System, wie z. B. ein globales Positionierungssystem (GPS) und/oder ein anderes satellitengestütztes System, und/oder ist mit diesem gekoppelt.
In verschiedenen Ausführungsformen liefert das Anzeigesystem 135 visuelle, akustische, haptische und/oder andere Informationen für einen Fahrer oder Benutzer des Fahrzeugs 100 über Anweisungen, die von der Steuergerät 140 bereitgestellt werden, einschließlich des Zeitpunkts, zu dem das Fahrzeug und/oder der Anhänger voraussichtlich Fahrspurmarkierungen der Fahrbahn, auf der das System 10 fährt, berühren oder überqueren wird.
In verschiedenen Ausführungsformen ist das Steuergerät 140 mit der Sensoranordnung 120, dem Ortungssystem 130 und dem Anzeigesystem 135 verbunden. In verschiedenen Ausführungsformen umfasst das Steuergerät 140 auch ein Computersystem (hier auch als Computersystem 140 bezeichnet) und beinhaltet einen Prozessor 142, einen Speicher 144, eine Schnittstelle 146, eine Speichervorrichtung 148 und einen Computerbus 150. In verschiedenen Ausführungsformen steuert das Steuergerät (oder Computersystem) 140 den Betrieb des Fahrzeugs und des Anhängers, einschließlich des Zeitpunkts, zu dem erwartet wird, dass das Fahrzeug und/oder der Anhänger die Fahrspurmarkierungen der Fahrbahn, auf der das System 10 fährt, berührt oder überquert. In verschiedenen Ausführungsformen bietet das Steuergerät 140 diese und andere Funktionen in Übereinstimmung mit den Schritten des Verfahrens von 5 und den weiter unten beschriebenen Implementierungen, zum Beispiel in Verbindung mit den 2-15.
In verschiedenen Ausführungsformen ist das Steuergerät 140 (und in bestimmten Ausführungsformen das Steuersystem 102 selbst) innerhalb der Karosserie 104 des Fahrzeugs 100 angeordnet. In einer Ausführungsform ist das Steuersystem 102 auf dem Fahrgestell 116 montiert. In bestimmten Ausführungsformen kann das Steuergerät 140 und/oder das Steuersystem 102 und/oder eine oder mehrere Komponenten davon außerhalb der Karosserie 104 angeordnet sein, zum Beispiel auf einem entfernten Server, in der Cloud oder einem anderen Gerät, auf dem die Bildverarbeitung aus der Ferne durchgeführt wird.
Es wird erkannt werden, dass sich das Steuergerät 140 von der in 1 dargestellten Ausführungsform anderweitig unterscheiden kann. Zum Beispiel kann das Steuergerät 140 mit einem oder mehreren entfernten Computersystemen und/oder anderen Steuersystemen gekoppelt sein oder diese anderweitig nutzen, zum Beispiel als Teil eines oder mehrerer der oben genannten Vorrichtungen und Systeme des Fahrzeugs 100.
In der dargestellten Ausführungsform umfasst das Computersystem des Steuergeräts 140 einen Prozessor 142, einen Speicher 144, eine Schnittstelle 146, eine Speichervorrichtung 148 und einen Bus 150. Der Prozessor 142 führt die Berechnungs- und Steuerfunktionen des Steuergeräts 140 aus und kann jede Art von Prozessor oder mehrere Prozessoren, einzelne integrierte Schaltungen wie einen Mikroprozessor oder eine beliebige Anzahl von integrierten Schaltkreisen und/oder Leiterplatten umfassen, die zusammenarbeiten, um die Funktionen einer Verarbeitungseinheit zu erfüllen. Während des Betriebs führt der Prozessor 142 eines oder mehrere Programme 152 aus, die in dem Speicher 144 enthalten sind, und steuert als solcher den allgemeinen Betrieb des Steuergeräts 140 und des Computersystems des Steuergeräts 140, im Allgemeinen beim Ausführen der hierin beschriebenen Verfahren, wie z. B. des Verfahrens von 5 und der weiter unten beschriebenen Implementierungen, z. B. in Verbindung mit den 2-15.
Der Speicher 144 kann jede Art von geeignetem Speicher sein. Zum Beispiel kann der Speicher 144 verschiedene Arten von dynamischem Direktzugriffsspeicher (DRAM) wie SDRAM, die verschiedenen Arten von statischem RAM (SRAM) und die verschiedenen Arten von nichtflüchtigem Speicher (PROM, EPROM und Flash) beinhalten. In bestimmten Ausführungsformen ist der Speicher 144 auf demselben Computerchip wie der Prozessor 142 angeordnet und/oder mit angeordnet. In der dargestellten Ausführungsform speichert der Speicher 144 das oben erwähnte Programm 152 zusammen mit Kartendaten 154 (z. B. von dem und/oder in Verbindung mit dem Ortungssystem 130) und einem oder mehreren gespeicherten Werten 156 (z. B. einschließlich, in verschiedenen Ausführungsformen, Schwellenwerten für die Zeit bis zur Überquerung von Fahrspurmarkierungen für das Fahrzeug und den Anhänger).
Der Bus 150 dient der Übertragung von Programmen, Daten, Status und anderen Informationen oder Signalen zwischen den verschiedenen Komponenten des Computersystems des Steuergeräts 140. Die Schnittstelle 146 ermöglicht die Kommunikation mit dem Computersystem des Steuergeräts 140, zum Beispiel von einem Systemtreiber und/oder einem anderen Computersystem, und kann unter Verwendung jedes geeigneten Verfahrens und jeder geeigneten Vorrichtung implementiert sein. In einer Ausführungsform erhält die Schnittstelle 146 die verschiedenen Daten von der Sensoranordnung 120 und/oder dem Ortungssystem 130. Die Schnittstelle 146 kann auch eine oder mehrere Netzwerkschnittstellen beinhalten, um mit anderen Systemen oder Komponenten zu kommunizieren. Die Schnittstelle 146 kann auch eine oder mehrere Netzwerkschnittstellen für die Kommunikation mit Technikern und/oder eine oder mehrere Speicherschnittstellen für die Verbindung mit Speichergeräten, wie dem Speichergerät 148, beinhalten.
Die Speichervorrichtung 148 kann jede geeignete Art von Speichergerät sein, einschließlich verschiedener Arten von Direktzugriffsspeichern und/oder anderen Speichervorrichtungen. In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst die Speichervorrichtung 148 ein Programmprodukt, von dem der Speicher 144 ein Programm 152 empfangen kann, welches eine oder mehrere Ausführungsformen eines oder mehrerer Verfahren der vorliegenden Offenbarung ausführt, wie z. B. die Schritte des Verfahrens von 5 und Implementierungen, die weiter unten beschrieben werden, z. B. in Verbindung mit den 2-15. In einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann das Programmprodukt direkt in dem Speicher 144 und/oder einem Laufwerk (z.B. Laufwerk 57) gespeichert sein und/oder von diesen abgerufen werden, wie unten beschrieben.
Der Bus 150 kann jedes geeignete physikalische oder logische Mittel zur Verbindung von Computersystemen und -komponenten sein. Dies beinhaltet, ohne darauf beschränkt zu sein, direkte, fest verdrahtete Verbindungen, Glasfasertechnik, Infrarot und drahtlose Bustechnologien. Während des Betriebs ist das Programm 152 in dem Speicher 144 gespeichert und wird von dem Prozessor 142 ausgeführt.
Es wird erkannt werden, dass, obwohl diese beispielhafte Ausführungsform im Zusammenhang mit einem voll funktionsfähigen Computersystem beschrieben wird, Fachleute erkennen werden, dass die Mechanismen der vorliegenden Offenbarung als Programmprodukt mit einer oder mehreren Arten von nicht-flüchtigen, computerlesbaren, signaltragenden Medien verteilt werden können, die zum Speichern des Programms und seiner Anweisungen und zum Durchführen seiner Verteilung verwendet werden, wie z. B. mit einem nicht-flüchtigen, computerlesbaren Medium, das das Programm trägt und darin gespeicherte Computeranweisungen beinhaltet, um einen Computerprozessor (wie den Prozessor 142) zu veranlassen, das Programm durchzuführen und auszuführen. Ein solches Programmprodukt kann eine Vielzahl von Formen annehmen, und die vorliegende Offenbarung gilt gleichermaßen unabhängig von der besonderen Art des computerlesbaren signaltragenden Mediums, das zum Durchführen der Verteilung verwendet wird. Beispiele für signaltragende Medien beinhalten: beschreibbare Medien wie Disketten, Festplatten, Speicherkarten und optische Platten sowie Übertragungsmedien wie digitale und analoge Kommunikationsverbindungen. Es wird erkannt werden, dass in bestimmten Ausführungsformen auch Cloud-basierte Speicher und/oder andere Techniken verwendet werden können. Es wird in ähnlicher Weise erkannt werden, dass sich das Computersystem des Steuergeräts 140 auch anderweitig von der in der 1 dargestellten Ausführungsform unterscheiden kann, zum Beispiel dadurch, dass das Computersystem des Steuergeräts 140 mit einem oder mehreren entfernten Computersystemen und/oder anderen Steuersystemen gekoppelt sein oder diese anderweitig nutzen kann.
Wie in 1 dargestellt, beinhaltet der Anhänger 101 in bestimmten Ausführungsformen auch eine Vielzahl von Rädern 162 sowie einen oder mehrere Sensoren 164, ein Steuersystem 166 und/oder ein Bremssystem 168. In bestimmten Ausführungsformen können die Sensoren 164 des Anhängers 101 Sensordaten liefern, die sich auf den Anhänger 101 beziehen (z. B. eine Masse oder ein Gewicht desselben), z. B. ähnlich zu den Anhängersensoren 124 in 1. In bestimmten Ausführungsformen kann das Steuersystem 166 des Anhängers auch einen Prozessor enthalten und bestimmte Funktionen bereitstellen, die im Zusammenhang mit dem Steuergerät 140 des Fahrzeugs 100 beschrieben sind. Darüber hinaus kann in bestimmten Ausführungsformen das Bremssystem 168 eine Bremsung für den Anhänger 101 zur Verfügung stellen, beispielsweise in Übereinstimmung mit Anweisungen, die von dem Steuergerät 140 des Fahrzeugs 100 (und/oder in bestimmten Ausführungsformen über das Steuersystem 166 des Anhängers 101) bereitgestellt werden.
2 zeigt ein funktionales Blockdiagramm für Module des Steuersystems 102 von 1 gemäß beispielhaften Ausführungsformen. Wie in 2 dargestellt, umfasst das Steuersystem 102 in verschiedenen Ausführungsformen Fahrzeugsensoren der Sensoranordnung 120 von 1, einschließlich der Eingabesensoren 122 und Kameras 126, sowie andere Fahrzeugsensoren (z. B. einen oder mehrere Geschwindigkeitssensoren 125, Beschleunigungsmesser 127 und Giersensoren 128).
In verschiedenen Ausführungsformen werden Fahrspurinformationen 202 von der Frontkamera 126 an einen Vorhersagealgorithmus 210 übermittelt, um Werte für die Zeit bis zum Überqueren für das Fahrzeug 100 und den Anhänger 101 vorherzusagen. Ebenfalls in verschiedenen Ausführungsformen: Werte 204 für die Beschleunigung, Geschwindigkeit und Gierrate für das Fahrzeug 100 werden dem Vorhersagealgorithmus 210 in ähnlicher Weise von den Fahrzeugsensoren der Sensoranordnung 120 zur Verfügung gestellt; die Abmessungen 206 des Anhängers werden dem Vorhersagealgorithmus 210 in ähnlicher Weise von den Eingabesensoren 122 zur Verfügung gestellt; und ein Anhängerkupplungswinkel 208 wird in ähnlicher Weise von der Heckkamera 126(2) des Fahrzeugs 100 bereitgestellt.
Darüber hinaus werden in verschiedenen Ausführungsformen die Fahrspurinformationen 202, die Werte 204 für die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Beschleunigung und die Gierrate, die Abmessungen 206 des Anhängers und der Anhängerkupplungswinkel 208 in ähnlicher Weise einem Wegplanungsalgorithmus 212 für den Anhänger 101 und das Fahrzeug 100 zur Verfügung gestellt.
In verschiedenen Ausführungsformen verarbeitet der Vorhersagealgorithmus 210 die verschiedenen Sensordaten (z. B. über den Prozessor 142 von 1), um Vorhersagen darüber zu erstellen, wann das Fahrzeug 100 und/oder der Anhänger 101 voraussichtlich Fahrspurmarkierungen überqueren werden, und um als solches entsprechende Warnungen 214 über eine Fahrermitteilung 216 bereitzustellen, wenn solche Überquerungen der Fahrspurmarkierung unmittelbar bevorstehen.
Ebenfalls in verschiedenen Ausführungsformen liefert der Vorhersagealgorithmus 210 auch Vertrauenswerte 218 für das Überqueren der Fahrspur zur Verwendung, in Kombination mit den Eingriffskriterien des Vorhersagealgorithmus 210, und zum Bereitstellen von Aktivierungsbefehlen 220. Auch in verschiedenen Ausführungsformen nutzt der Wegplanungsalgorithmus 212 die Sensordaten, um eine optimale Trajektorie 221 für das Fahrzeug und den Anhänger zu erzeugen. In verschiedenen Ausführungsformen wird die optimale Trajektorie 221 in Kombination mit dem Aktivierungsbefehl 220 zum Ausüben der Spurhaltesteuerung 222 verwendet, einschließlich erster Steuerbefehle 224 für das Lenksystem 108 von 1 und zweiter Steuerbefehle 226 für die Bremssysteme 106 und/oder 168 von 1.
Die 3 und 4 zeigen das Fahrzeug 100 und den Anhänger 101 in einer Fahrspur 300 einer Fahrbahn, auf der das Fahrzeug 100 und der Anhänger 101 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform fahren. Wie in den 3 und 4 dargestellt, beinhaltet die Fahrspur 300 Fahrspurmarkierungen 301, 302, die das Fahrzeug 100 und der Anhänger 101 in einer beispielhaften Ausführungsform überqueren könnten.
Wie in 3 dargestellt, werden die Fahrspurmarkierungen 301, 302 von dem Fahrzeug 100 (z. B. von einer oder mehreren Kameras 126) zu einem bestimmten Zeitpunkt erfasst (z. B. hierin als „Zeitpunkt k“ bezeichnet). Wie ebenfalls in 3 gezeigt, werden die Fahrspurmarkierungen 301, 302 für den Anhänger zu einem späteren Zeitpunkt (z. B. „Zeitpunkt k+1“) unter Verwendung der Kameradaten des Fahrzeugs 100 virtuell rekonstruiert, um den Anhänger 101 innerhalb der Fahrspur 300 effektiv zu lokalisieren.
Darüber hinaus werden diese Techniken, wie in 4 gezeigt, eingesetzt, um eine Zeit bis zur Fahrspurüberquerung abzuschätzen, bei der der Anhänger 101 eine der Fahrspurmarkierungen 301 berührt, z. B. dargestellt mit Punkt 400 in 4.
Unter Bezugnahme auf 5 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens 500 zum Steuern des Fahrzeugs 100 und des Anhängers 101 von 1 in Bezug auf eine Fahrspur einer Fahrbahn, wie die in 3 und 4 dargestellte Fahrspur, in Übereinstimmung mit beispielhaften Ausführungsformen dargestellt.
Wie in 5 dargestellt, beginnt das Verfahren 500 in Schritt 502. In einer Ausführungsform beginnt das Verfahren 500, wenn ein Fahr- oder Zündzyklus des Fahrzeugs beginnt, z. B. wenn ein Fahrer sich dem Fahrzeug 100 nähert oder einsteigt oder wenn der Fahrer das Fahrzeug und/oder eine Zündung dafür einschaltet (z. B. durch Drehen eines Schlüssels, Betätigen eines Schlüsselanhängers oder einer Starttaste usw.). In einer Ausführungsform werden die Schritte des Verfahrens 500 kontinuierlich während des Betriebs des Fahrzeugs durchgeführt.
Benutzereingaben werden für das Fahrzeug generiert (Schritt 504). In verschiedenen Ausführungsformen werden die Benutzereingaben von einem Fahrer oder einem anderen Benutzer des Fahrzeugs 100 über die Eingabesensoren 122 von 1 erhalten. In verschiedenen Ausführungsformen umfassen die Benutzereingaben ein Reiseziel für das Fahrzeug 100 für die aktuelle Fahrzeugfahrt. Darüber hinaus können die Benutzereingaben in bestimmten Ausführungsformen auch eine oder mehrere andere Benutzeranforderungen in Bezug auf die Fahrzeugfahrt enthalten, wie z. B. eine Präferenz hinsichtlich einer Route oder eines Routentyps für die Fahrzeugfahrt, eine Übersteuerung einer oder mehrerer automatisierter Funktionen des Fahrzeugs 100 usw. In bestimmten Ausführungsformen werden die Benutzereingaben von dem Fahrer oder einem anderen Benutzer des Fahrzeugs 100 über eine oder mehrere Tasten, Schalter, Knöpfe, Touchscreens, Mikrofone und/oder andere Vorrichtungen des Fahrzeugs 100 eingegeben, beispielsweise als Teil des Ortungssystems 130 von 1 (z. B. in bestimmten Ausführungsformen als Teil eines Navigationssystems und/oder GPS-Systems oder dergleichen). In verschiedenen Ausführungsformen werden die Benutzereingaben von Schritt 504 dem Prozessor 142 von 1 zum Verarbeiten und zum Durchführen von Bestimmungen und zur Implementierung der verbleibenden Schritte des Verfahrens 500 zur Verfügung gestellt, zum Beispiel wie unten beschrieben.
Ebenso in bestimmten Ausführungsformen werden zusätzliche Sensordaten erfasst (Schritt 506). In verschiedenen Ausführungsformen werden Sensordaten in Bezug auf das Fahrzeug 100 und/oder in Bezug auf eine Fahrbahn oder einen Pfad, auf dem das Fahrzeug 100 fährt, über eine oder mehrere Kameras 126, Geschwindigkeitssensoren 125, Beschleunigungssensoren 127, Giersensoren 128, Anhängersensoren 124, Kameras 126 und/oder über andere Sensoren der Sensoranordnung 120 von 1 und/oder in bestimmten Ausführungsformen über die Sensoren 164 des Anhängers 101 von 1 erhalten. In verschiedenen Ausführungsformen werden die Sensordaten von Schritt 504 dem Prozessor 142 von 1 zum Verarbeiten und zum Durchführen von Bestimmungen und zur Implementierung der verbleibenden Schritte des Verfahrens 500 zur Verfügung gestellt, zum Beispiel wie unten beschrieben.
Standortdaten werden für das Fahrzeug ermittelt (Schritt 508). In verschiedenen Ausführungsformen werden Standortdaten über das Ortungssystem 130 von 1 (z. B. ein GPS-System) erhalten, die sich auf einen Standort des Fahrzeugs 100 beziehen. In bestimmten Ausführungsformen werden solche Standortinformationen unter Verwendung von Informationen von einem oder mehreren Satelliten erhalten und umfassen Längs- und Breitengradkoordinaten für das Fahrzeug 100. In verschiedenen Ausführungsformen werden die Standortdaten von Schritt 508 dem Prozessor 142 von 1 zum Verarbeiten und zum Durchführen von Bestimmungen und zur Implementierung der verbleibenden Schritte des Verfahrens 500 zur Verfügung gestellt, zum Beispiel wie unten beschrieben.
Es werden auch Kartendaten für die Fahrzeugfahrt ermittelt (Schritt 510). In verschiedenen Ausführungsformen werden Kartendaten auf Fahrspurebene für die Fahrbahn oder den Pfad, auf dem das Fahrzeug 100 fährt, einschließlich der Fahrspurmarkierungen für die Fahrspur abgerufen. In verschiedenen Ausführungsformen werden die Kartendaten aus einer oder mehreren Kartendaten 154 abgerufen, die in dem Speicher 144 von 1 gespeichert sind und der Fahrspur und der Fahrbahn oder dem Pfad entsprechen, auf dem das Fahrzeug 100 fährt, und zwar basierend auf den Standortdaten von Schritt 508.
Es wird eine Mission für das Fahrzeug geplant (Schritt 512). In verschiedenen Ausführungsformen wird eine Mission (oder ein Fahrweg) für das Fahrzeug 100 geplant, um das Ziel der aktuellen Fahrzeugfahrt in Übereinstimmung mit den Benutzereingaben von Schritt 504 zu erreichen. In verschiedenen Ausführungsformen wird die Mission durch den Prozessor 142 von 1 bestimmt, um die Fahrbahn(en) und die Fahrspur(en) innerhalb der Fahrbahn(en) einzuschließen, um das von dem Benutzer ausgewählte Ziel zu erreichen. In bestimmten Ausführungsformen werden die Standortdaten von Schritt 508 und/oder die Kartendaten von Schritt 510 auch von dem Prozessor 142 beim Auswählen der Mission verwendet.
In verschiedenen Ausführungsformen umfasst das Planen der Mission in Schritt 512 ein Zusammenführen von Kandidaten für gemischte Pfad sowohl für das Fahrzeug 100 als auch für den Anhänger 101 in Bezug auf eine Mittellinie 1201 der Fahrspur 300, auf der das Fahrzeug 100 und der Anhänger 101 fahren, wie nachstehend in Verbindung mit den 12-14 ausführlicher beschrieben wird.
Insbesondere werden, wie in den 12-14 dargestellt, in bestimmten Ausführungsformen verschiedene Kandidaten für gemischte Pfade erzeugt und analysiert, gemäß der obigen Diskussion. In einer beispielhaften Ausführungsform wird beispielsweise ein erster Mischpfadkandidat 1310 durch Mischen eines Anhängerpfads mit einer Mittellinie 1201 der Fahrspur 300 erzeugt, wie in den 12 und 13 dargestellt ist. Als weiteres Beispiel wird ein zweiter Mischpfadkandidat 1320 durch Mischen eines Fahrzeugpfads mit der Mittellinie 1201 der Fahrspur 300 erzeugt, wie in den 12 und 14 dargestellt ist.
In verschiedenen Ausführungsformen nimmt der Prozessor 142 von 1 eine Entscheidung darüber vor, welcher der Mischpfadkandidaten 1310 oder 1320 optimal ist. Zum Beispiel erfüllen im dargestellten Beispiel der 12-14 beide Mischpfadkandidaten 1310 und 1320 die Metriken der Bewegungsrandbedingung für das Fahrzeug 100. In diesem Beispiel erfüllte jedoch nur der zweite Mischpfadkandidat 1320 die Bewegungsrandbedingung des Anhängers 101 (z. B. hinsichtlich Querbeschleunigung, Quergeschwindigkeit und Gieren), da der erste Mischpfadkandidat 1310 in Bezug auf die Mittellinie 1201 nicht ausreichend glatt war. Dementsprechend würde in diesem Beispiel der erste Mischpfadkandidat 1310 abgelehnt und der zweite Mischpfadkandidat 1320 als der Pfad verwendet werden, dem das Fahrzeug 100 und der Anhänger 101 folgen sollen.
In verschiedenen Ausführungsformen werden die Mischpfadkandidaten 1310 und/oder 1320 (z. B. je nachdem, welcher ausgewählt wird) für eine optimale Wegplanung sowohl für das Basisfahrzeug 100 als auch für den Anhänger 101 verwendet.
Mit erneuter Bezugnahme zu 5 werden die Parameter für die Zeit bis zur Überquerung berechnet (Schritt 514). In verschiedenen Ausführungsformen werden die Werte für die Zeit bis zum Überqueren der Fahrspur (Engl.: Time To Lane Crossing, „TTLC“) sowohl für das Fahrzeug 100 als auch für den Anhänger 101 in Bezug auf die Fahrspurmarkierungen der Fahrbahn, auf der das Fahrzeug 100 und der Anhänger 101 unterwegs sind, berechnet. In bestimmten Ausführungsformen umfassen die TTLC-Werte die jeweilige Zeitspanne, nach der das Fahrzeug 100 und der Anhänger 101 die Fahrspurmarkierungen voraussichtlich überqueren würden, wenn das Fahrzeug 100 und der Anhänger 101 ihre aktuelle Fahrtroute fortsetzen würden. In verschiedenen Ausführungsformen werden diese Bestimmungen und Berechnungen durch den Prozessor 142 von 1 vorgenommen und für die Fahrzeug- und Anhängersteuerung während Schritt 516 (weiter unten beschrieben) verwendet.
Unter Bezugnahme auf 6 wird ein Teilverfahren für Schritt 514, das Berechnen der Parameter für die Zeit bis zum Überqueren, in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform dargestellt. Wie in 6 dargestellt, werden verschiedene Eingaben für die Berechnungen verwendet, einschließlich: Eingaben 602 für Fahrspurversatz, Fahrspurrichtung und Fahrspurkrümmung, rekonstruierter Fahrspurversatz, Fahrspurrichtung und Fahrspurkrümmung für die Eingaben 604 des Anhängers, Eingaben 606 für Fahrzeuggeschwindigkeit, Beschleunigung und Gierrate, Eingaben 608 für Fahrzeugzustände und Trajektorie, Eingaben 610 für die vorausgesagte Trajektorie des Anhängers, Abmessungen 612 des Anhängers und ein Anhängerkupplungswinkel 614. In verschiedenen Ausführungsformen werden diese Eingaben über verschiedene Sensoren der Sensoranordnung 120 des Fahrzeugs 100 von 1 und/oder in bestimmten Ausführungsformen auch von den Anhängersensoren 164 des Anhängers 101 von 1 erhalten. Ebenfalls in verschiedenen Ausführungsformen werden diese Eingaben zur Erstellung von TTLC-Schätzungen im kombinierten Schritt 616 verwendet, wie weiter unten beschrieben.
Mit Bezug auf die 8-11, in verschiedenen Ausführungsformen, beinhalten die verschiedenen Eingaben der Fahrspur (einschließlich der Eingaben 604), eine Rekonstruktion der Fahrspurmarkierungen für den Anhänger unter Verwendung von erfassten Fahrspurlinien durch die Fahrzeugkamera und/oder Karte.
In verschiedenen Ausführungsformen wird eine Fahrspurgeometrie von einer oder mehreren Kameras 126 des Fahrzeugs 100 von 1 erfasst und/oder unter Verwendung von Kartendaten aus 1 gemäß der folgenden Gleichung bestimmt: $y_{i} (x_{i}) = C_{0} + C_{1} x_{i} + C_{2} x_{i}^{2} + C_{3} x_{i}^{3}$
wobei y_i die seitliche Koordinate des Fahrspurmarkierungspunktes i aus der Perspektive des Fahrzeugs 100 darstellt, x_i der Längsabstand des Fahrspurmarkierungspunkts i von dem Fahrzeug ist, und die C-Koeffizienten geometrische Konstanten sind, die zu verschiedenen Zeitpunkten aktualisiert werden, während das Fahrzeug 100 entlang der Fahrspur fährt.
Ebenso in verschiedenen Ausführungsformen wird diese Fahrspurgeometrie ferner unter Verwendung der Abmessungen des Anhängers, des Kupplungswinkel und von Variablen des Host-Fahrzeugs (z. B. wie oben beschrieben über Sensordaten erhalten) und unter Verwendung, als Eingaben, von Fahrspurinformationen aus der Fahrzeugperspektive, eines historischen Puffers von Fahrspurinformationen, der Abmessungen des Anhängers und des Anhängerkupplungswinkels sowie Odometrieparametern des Host-Fahrzeugs (einschließlich Lenkwinkel, Trägheitsmessdaten, Fahrzeuggeschwindigkeit, Fahrzeugraddrehzahlen, satellitengestützte Positionsdaten wie beispielsweise von GPS und Raddrehzahlen) in die Perspektive des Anhängers 101 transformiert.
In verschiedenen Ausführungsformen wird der Anhänger 101 innerhalb der Fahrspur unter Verwendung historischer von der Kamera erfasster Fahrspurmarkierungsinformationen, der artikulierter Fahrzeugdynamiken, des Anhängerkupplungswinkels und der Abmessungen des Anhängers (z. B. auf der Grundlage der Sensordaten und/oder der im Computerspeicher gespeicherten Daten) lokalisiert, ohne dass zusätzliche Kameras zur Erfassung der Anhängerfahrspur an dem Anhänger 101 angebracht werden müssen.
In verschiedenen Ausführungsformen wird die Transformation gemäß der folgenden Gleichung durchgeführt: ${\vec{R_{T}^{P}} |}_{k} = {\vec{R_{T}^{A}} |}_{k} + {\vec{R_{A}^{H}} |}_{k} + {\vec{R_{H}^{P}} |}_{k}$
wobei ${\vec{R_{T}^{P}} |}_{k}$
(in den 8-11 als Strahl 802 bezeichnet) die Fahrspur aus der Perspektive des Anhängers darstellt, ${\vec{R_{T}^{A}} |}_{k}$
(in den 8-11 als Strahl 804 bezeichnet) den Artikulationspunk am Anhänger darstellt, ${\vec{R_{A}^{H}} |}_{k}$
(in den 8-11 als Strahl 806 bezeichnet) die Ausrichtung des Fahrzeugs relativ zu dem Anhänger an dem Artikulationspunkt dar, und ${\vec{R_{H}^{P}} |}_{k}$
(in den 8-11 als Strahl 808 bezeichnet) die Fahrspur aus der Perspektive des Fahrzeugs darstellt, und mit weiterem Bezug auf den Punkt „P“ 801, der in den 8-11 als der Zeitpunkt bezeichnet ist, an dem das Fahrzeug und/oder der Anhänger voraussichtlich eine oder mehrere Fahrspurmarkierungen 301 der Fahrbahn, auf der das Fahrzeug und der Anhänger unterwegs sind, überqueren werden. Ebenfalls in 10 dargestellt ist ein Vektor 810, der ${\vec{R_{B}^{P}} |}_{k}$
der einen Punkt auf dem Außenprofil des Anhängers bezeichnet, der z. B. dem in den 8-11 dargestellten Heck „B“ 803 entspricht.
Ebenso in verschiedenen Ausführungsformen wird die Transformation gemäß der folgenden Gleichung fortgesetzt: ${\vec{R_{T}^{P}} |}_{k + t} = {\vec{R_{T}^{A}} |}_{k + t} + {\vec{R_{A}^{H}} |}_{k + t} + {\vec{R_{H}^{P}} |}_{k + t}$
welche unbekannte Werte zum Zeitpunkt „k+t“ schätzt, zu dem die Kameradaten des Fahrzeugs keine direkten Bilder des Kreuzungspunktes „P“ mit der Fahrspur 300 erfassen werden.
Ebenso in verschiedenen Ausführungsformen wird die Transformation gemäß den folgenden Gleichungen fortgesetzt: ${\vec{R_{H}^{H}} |}_{k + t} + {\vec{R_{H}^{P}} |}_{k + t} = {\vec{R_{H}^{P}} |}_{k + t} \to {\vec{R_{T}^{P}} |}_{k + t} = {\vec{R_{H}^{P}} |}_{k + t} - {\vec{R_{H}^{H}} |}_{k + t}$
${\vec{R_{T}^{P}} |}_{k + t} = {\vec{R_{T}^{A}} |}_{k + t} + {\vec{R_{A}^{H}} |}_{k + t} + {\vec{R_{H}^{P}} |}_{k + t} - {\vec{R_{H}^{H}} |}_{k + t}$
in welchen: (i) ${\vec{R_{T}^{P}} |}_{k + t}$
R_j (in 11 als Strahl 1102 dargestellt) rekonstruierte Fahrspurpunkte für den Anhänger aus der Lokalisierung zum Zeitpunkt „k+t“ darstellt; (ii) ${\vec{R_{T}^{A}} |}_{k + t}$
(in 11 als Strahl 1104 bezeichnet) Werte darstellt, die über die Anhängergeometrie erhalten werden; (iii) ${\vec{R_{A}^{H}} |}_{k + t}$
(in 11 als Strahl 1106 bezeichnet) Werte darstellt, die über den Kupplungswinkel und die Fahrzeuggeometrie erhalten werden; (iv) ${\vec{R_{H}^{P}} |}_{k}$
(in 11 als Strahl 1110 bezeichnet) Werte darstellt, die von den Fahrzeugkameras zum Zeitpunkt „k“ erfasst werden; und (v) ${\vec{R_{H}^{H}} |}_{k + t}$
(in 11 als Strahl 1108 bezeichnet) Werte darstellt, die aus der Odometrie des Fahrzeugs zwischen den Zeitpunkten „k“ und „k+t“ gewonnen werden.
Ebenso in verschiedenen Ausführungsformen kann die Transformation auf jeden beliebigen Punkt des Anhängers (z. B. das Heck „B“) gemäß der folgenden Gleichung angewendet werden: ${\vec{R_{B}^{P}} |}_{k + t} = {\vec{R_{B}^{T}} |}_{k + t} + {\vec{R_{T}^{P}} |}_{k + t}$
in welcher: (i) ${\vec{R_{B}^{P}} |}_{k + t}$
den Abstandsvektor vom Ende des Anhängers am Punkt „B“ zu einem Punkt „P“ auf der Fahrspurmarkierung 803 der 8-11 zum Zeitpunkt „k+t“ darstellt (z.B. ähnlich dem Strahl 810 von 8, aber zum Zeitpunkt „k+t“); (ii) ${\vec{R_{B}^{T}} |}_{k + t}$
die Position des Punktes „P“ in Bezug auf den Anhänger zum Zeitpunkt „k+t“ darstellt; und (iii) ${\vec{R_{T}^{P}} |}_{k + t}$
(in 11 als Strahl 1102 bezeichnet) den rekonstruierten Positionsvektor des Punktes „P“ für die Anhängerperspektive zum Zeitpunkt „k+t“ darstellt (z.B. ein vorderes Ende des Anhängers).
In 11 ist auch der Winkel φ_k+t dargestellt (in 11 als Winkel 1112 dargestellt), der einen Winkel zwischen den jeweiligen Trajektorien des Fahrzeugs und des Anhängers darstellt, wie er z. B. in zusätzlichen Gleichungen verwendet wird, die weiter unten präsentiert werden.
In verschiedenen Ausführungsformen beinhalten die Eingaben von 6 ferner ein kinematisches Modell in der dem Fahrzeug 100 zugeordneten Koordinate. In bestimmten Ausführungsformen berücksichtigt das kinematische Modell die Fahrzeugbeschleunigung (a), die Geschwindigkeit (V), die Gierrate (ψ̇), den Anhängerkupplungsartikulationswinkel (0) und den Radstand (L) und verwendet die Annahme eines vernachlässigbaren Schlupfes bei der Erstellung der folgenden Gleichungen: $\begin{array}{l} {\dot{x}}_{V e h} = (a t + V) c o s (\dot{ψ} t) \\ y_{T r a} = y_{V e h} + L sin θ \\ {\dot{x}}_{T r a} = {\dot{x}}_{V e h} + sin θ \dot{θ} L \\ {\dot{y}}_{T r a} = {\dot{y}}_{V e h} + cos θ \dot{θ} L \end{array}$
Ferner wird, in verschiedenen Ausführungsformen, unter der vereinfachenden Annahme, dass die Geschwindigkeit und die Gierrate (und die Änderungsrate des Kupplungswinkels) vor dem Überfahren der Fahrspurmarkierung konstant sind, die Position des Fahrzeugs anhand der folgenden Gleichungen berechnet: $x_{V e h} = \frac{V}{\dot{ψ}} s i n (\dot{ψ} t) + \frac{a}{\dot{ψ}} t s i n (\dot{ψ} t) + \frac{a}{{\dot{ψ}}^{2}} c o s (\dot{ψ} t) - \frac{a}{{\dot{ψ}}^{2}}$
$y_{V e h} = \frac{V}{\dot{ψ}} c o s (\dot{ψ} t) + \frac{a}{\dot{ψ}} t s i n (\dot{ψ} t) - \frac{a}{{\dot{ψ}}^{2}} s i n (\dot{ψ} t) - \frac{v}{ψ}$
$x_{T r a} = x_{V e h} - L cos θ$
$y_{T r a} = y_{V e h} + L sin θ$
Ebenso in verschiedenen Ausführungsformen wird die Fahrspurabschätzung in Fahrzeugkoordinaten auch von den Kameras 126 unter Verwendung der folgenden Gleichung dargestellt: $y_{L a n e} = C_{0} + C_{1} l + C_{2} l^{2} + C_{3} l^{3}$
wobei „1“ die „vorausschauende Entfernung“ ist und gemäß der folgenden Gleichung durch x_veh von oben ersetzt werden kann: $\begin{array}{l} y_{L a n e} = C_{0} + C_{1} (\frac{V}{\dot{ψ}} s i n (\dot{ψ} t) + \frac{a}{\dot{ψ}} t s i n (\dot{ψ} t) + \frac{a}{{\dot{ψ}}^{2}} c o s (\dot{ψ} t) - \frac{a}{{\dot{ψ}}^{2}} - L cos θ) \\ + C_{2} {(\frac{V}{\dot{ψ}} s i n (\dot{ψ} t) + \frac{a}{\dot{ψ}} t s i n (\dot{ψ} t) + \frac{a}{{\dot{ψ}}^{2}} c o s (\dot{ψ} t) - \frac{a}{{\dot{ψ}}^{2}} - L cos θ)}^{2} + C_{3} (\frac{V}{\dot{ψ}} s i n (\dot{ψ} t) + \\ {\frac{a}{\dot{ψ}} t s i n (\dot{ψ} t) + \frac{a}{{\dot{ψ}}^{2}} c o s (\dot{ψ} t) - \frac{a}{{\dot{ψ}}^{2}} - L cos θ)}^{3} \end{array}$
Ebenso in verschiedenen Ausführungsformen kann der Abstand bis zur Fahrspurüberquerung (Engl.: Distance to Lane Crossing, DLC) auch gemäß der folgenden Gleichung definiert sein: $\begin{array}{l} Δ r_{T r a} (t) = y_{T r a} - y_{L a n e} = \frac{V}{\dot{ψ}} c o s (\dot{ψ} t) + \frac{a}{\dot{ψ}} t s i n (\dot{ψ} t) - \frac{a}{{\dot{ψ}}^{2}} s i n (\dot{ψ} t) - \frac{v}{ψ} + L sin θ \\ - C_{0} - C_{1} (\frac{V}{\dot{ψ}} s i n (\dot{ψ} t) + \frac{a}{\dot{ψ}} t s i n (\dot{ψ} t) + \frac{a}{{\dot{ψ}}^{2}} c o s (\dot{ψ} t) - \frac{a}{{\dot{ψ}}^{2}} - L cos θ) - C_{2} (\frac{V}{\dot{ψ}} s i n (\dot{ψ} t) + \\ {\frac{a}{\dot{ψ}} t s i n (\dot{ψ} t) + \frac{a}{{\dot{ψ}}^{2}} c o s (\dot{ψ} t) - \frac{a}{{\dot{ψ}}^{2}} - L cos θ)}^{2} - C_{3} (\frac{V}{\dot{ψ}} s i n (\dot{ψ} t) + \frac{a}{\dot{ψ}} t s i n (\dot{ψ} t) + \\ {\frac{a}{{\dot{ψ}}^{2}} c o s (\dot{ψ} t) - \frac{a}{{\dot{ψ}}^{2}} - L cos θ)}^{3} \end{array}$
Darüber hinaus kann in bestimmten Ausführungsformen eine Taylor-Entwicklung zweiter Ordnung um den Zeitpunkt t = 0 gemäß der folgenden Gleichung verwendet werden: $Δ r_{V e h} (t) = L sin θ - C_{0} - C_{1} (V t - L cos θ) - (C_{2} V^{2} + \frac{V \dot{ψ}}{2} + \frac{a C_{1}}{2} - L cos θ) t^{2}$
Dementsprechend wird, ebenso in verschiedenen Ausführungsformen, die Näherung zweiter Ordnung für die Zeit bis zum Überqueren der Fahrspur für den Anhänger mit Hilfe der folgenden Gleichung erzeugt: $\begin{array}{l} Δ r_{V e h} = L sin θ - C_{0} - C_{1} (V t_{T T L C} - L cos θ) - (C_{2} V^{2} + \frac{V \dot{ψ}}{2} - L cos θ) t_{T T L C}^{2} = 0 \\ \to t_{T T L C} = \frac{- b \pm \sqrt{(b^{2} - 4 d c)}}{2 d} \end{array}$
in welchen „d“, „b“ und „c“ gemäß den folgenden Gleichungen erzeugt werden: $d = (C_{2} V^{2} + \frac{V \dot{ψ}}{2} - L cos θ)$
$b = - C_{1} V$
$c = L sin θ - C_{0} + C_{1} L cos θ)$
Unter fortgesetzter Bezugnahme auf 6 werden in verschiedenen Ausführungsformen die verschiedenen Eingaben 602 - 614 bei der Schätzung der TTC-Parameter und der jeweiligen Vertrauensniveaus im kombinierten Schritt 616 verwendet. In verschiedenen Ausführungsformen wird in Schritt 618 eine Formulierung für die Zeit bis zum Überqueren der Fahrspur (Engl.: Time to Lane Crossing, TTLC) erstellt, zum Beispiel wie oben beschrieben.
Ebenso in verschiedenen Ausführungsformen wird in Schritt 620 ein Modell für das Fahrzeug, den Anhänger und die Fahrspur, auf der das Fahrzeug und die Fahrspur unterwegs sind, erstellt, ebenfalls in Übereinstimmung mit der obigen Diskussion.
Ebenso in verschiedenen Ausführungsformen werden erweiterte Fahrspurzustände des Fahrzeugs und des Anhängers und Korrelationen in Schritt 622 erzeugt, ebenfalls in Übereinstimmung mit der obigen Diskussion.
In verschiedenen Ausführungsformen werden eine Vorhersage und eine Zustandsfortpflanzung in Schritt 624 erzeugt, ebenfalls in Übereinstimmung mit der obigen Diskussion.
Ebenso in verschiedenen Ausführungsformen wird in Schritt 626 eine aktualisierte Vorhersage basierend auf Messungen (z. B. Sensordaten) und Modellwahrscheinlichkeiten erstellt, ebenfalls in Übereinstimmung mit der obigen Diskussion.
Darüber hinaus wird, ebenso in verschiedenen Ausführungsformen, die Konvergenz der Schätzung in Schritt 628 überprüft, ebenfalls in Übereinstimmung mit der obigen Diskussion.
In verschiedenen Ausführungsformen werden die obigen Bestimmungen beim Bestimmen der Werte für die „Zeit bis zum Überqueren der Fahrspur“ in Schritt 630 mit Bezug sowohl auf das Fahrzeug 100 (d.h. „TTLC“) als auch auf den Anhänger 101 (d.h. „T-TTLC“) verwendet. In verschiedenen Ausführungsformen wird dies durch den Prozessor 142 von 1 durchgeführt, um die geschätzte Zeit zu bestimmen, in der das Fahrzeug 100 und der Anhänger 101 die Fahrspurmarkierung(en) berühren (oder überqueren) werden, vorausgesetzt, dass das Fahrzeug 100 und der Anhänger 101 ihre aktuellen Fahrbahnen beibehalten.
Ebenso in verschiedenen Ausführungsformen werden die obigen Bestimmungen auch beim Bestimmen der jeweiligen Vertrauensniveaus für den TTLC-Wert und den T-TTLC-Wert in Schritt 632 verwendet. Ebenso in verschiedenen Ausführungsformen wird dies von dem Prozessor 142 aus 1 durchgeführt.
Wie in 6 dargestellt, wird sowohl der TTLC-Wert und der T-TTLC-Wert aus Schritt 630 als auch die Vertrauenswerte von Schritt 632 von dem Prozessor 142 von 1 beim Steuern des Fahrzeugs 100 und/oder des Anhängers 101 verwendet, beispielsweise beim Implementieren von Spurhalteassistenzsteuerung, Spurzentrierungssteuerung und/oder einer oder mehrerer Arten von Funktionalität für das Fahrzeug 100 und den Anhänger 101 gemäß Schritt 516 des Verfahrens 500 von 5.
Mit erneuter Bezugnahme auf Schritt 516 werden Fahrzeugsteueraktionen durchgeführt. In verschiedenen Ausführungsformen umfassen die Fahrzeugsteueraktionen eine oder mehrere Steueraktionen, die sich auf eine Spurverlassenswarnung beziehen (z. B. die Benachrichtigung eines Benutzers, dass das Fahrzeug und/oder der Anhänger im Begriff sind, eine Fahrspurmarkierung zu überqueren) und/oder eine Spurhalteassistenzfunktion (z. B. das Durchführen automatischer Brems-, Lenk- und/oder anderer Steueraktionen, die dazu beitragen, das Fahrzeug und den Anhänger in der entsprechenden Fahrspur zu halten). Insbesondere liefert der Prozessor 142 in verschiedenen Ausführungsformen Anweisungen für Fahrzeugsteuerbefehle an das Antriebssystem 110, das Lenksystem 108 und/oder das Bremssystem 106 des Fahrzeugs und/oder das Bremssystem 168 des Anhängers von 1, basierend auf den in Schritt 514 bestimmten Parametern für die Zeit bis zum Überqueren der Fahrspur. In verschiedenen Ausführungsformen basieren die Steueraktionen auf entsprechenden Vergleichen zwischen der Zeit des Fahrzeugs bis zum Überqueren der Fahrspur (TTLC) und der Zeit des Anhängers bis zum Überqueren der Fahrspur (T-TTLC) und entsprechenden Schwellenwerten für das Fahrzeug 100 und den Anhänger 101 (z. B. wie im Speicher 144 von 1 als gespeicherte Werte derselben gespeichert) und beispielsweise wie unten in Verbindung mit einer beispielhaften Ausführungsform dieses Schritts 516, wie in 7 und 8 dargestellt, beschrieben.
Unter Bezugnahme auf 7 wird eine beispielhafte Ausführungsform in Bezug auf Schritt 516 des Verfahrens 500 von 5 dargestellt. Wie in 7 dargestellt, beginnt, in einer exemplarischen Ausführungsform, Schritt 516 mit Vergleichen des TTLC-Werts und des T-TTLC-Werts mit den jeweiligen Schwellenwerten des Fahrzeugs 100 und des Anhängers 101. Die Schritte von 7 werden im Folgenden auch in Verbindung mit einer beispielhaften Implementierung beschrieben, die in 15 dargestellt ist und verschiedene mögliche Ergebnisse in Bezug auf den TTLC-Wert und den T-TTLC-Wert und die jeweiligen Fahrzeug- und Anhängerschwellenwerte zeigt.
In einer beispielhaften Ausführungsform geht der Prozess zu Schritt 702 über, wenn der TTLC-Wert kleiner als ein entsprechender Schwellenwert für das Fahrzeug ist, der T-TTLC-Wert jedoch größer oder gleich einem entsprechenden Schwellenwert für den Anhänger ist. In Schritt 702 wird festgestellt, dass das Fahrzeug und nicht der Anhänger wahrscheinlich in Kürze (z. B. innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne) eine Fahrspurmarkierung überqueren wird. In verschiedenen Ausführungsformen entspricht dies einem ersten, in 15 dargestellten Beispiel 1501, in dem das Fahrzeug 100, nicht aber der Anhänger 101, bei den aktuellen Trajektorien voraussichtlich eine Fahrspurmarkierung 301 überqueren wird.
Dementsprechend wird in einer beispielhaften Ausführungsform in Schritt 704 eine Lenkkorrektur auf das Fahrzeug angewendet. In einer beispielhaften Ausführungsform gibt der Prozessor 142 von 1 Anweisungen an das Lenksystem 108 von 1, um das Fahrzeug 100 dabei zu unterstützen, das Überfahren der Fahrspurmarkierungen der Fahrbahn, auf der das Fahrzeug 100 unterwegs ist, zu vermeiden.
Ebenso in bestimmten Ausführungsformen wird in Schritt 706 auch ein Zeitgeber verwendet. In einer beispielhaften Ausführungsform wartet das Verfahren eine bestimmte Zeit (z. B. „x“ Zeit) und prüft dann erneut, ob der TTLC-Wert immer noch unter dem Schwellenwert für das Fahrzeug liegt. Wird nach der Zeitspanne festgestellt, dass der TTLC-Wert nun größer oder gleich dem Schwellenwert für das Fahrzeug ist, wird das Verfahren bei Schritt 708 erneut gestartet (z. B. durch Rückkehr zu Schritt 700 in bestimmten Ausführungsformen). Wird hingegen nach Ablauf der Zeit festgestellt, dass der TTLC-Wert immer noch unter dem Schwellenwert für das Fahrzeug liegt, wird stattdessen mit Schritt 710 fortgefahren, der direkt nachfolgend beschrieben wird.
In verschiedenen Ausführungsformen wird in Schritt 710 festgestellt, ob der TTLC-Wert kleiner als Null ist. In einer beispielhaften Ausführungsform wird, sobald festgestellt wird, dass der TTLC-Wert kleiner als Null ist, eine Warnung an den Fahrer ausgegeben (z. B. eine akustische, visuelle und/oder haptische Warnung, die von dem Anzeigesystem 135 von 1 gemäß den von dem Prozessor 142 von 1 bereitgestellten Anweisungen ausgegeben wird), und das Verfahren schaltet das automatische Lenken aus Schritt 704 ab (z. B. um dem Fahrer oder Benutzer in bestimmten Ausführungsformen zu ermöglichen, die Lenkung zu übernehmen). In verschiedenen Ausführungsformen endet das Verfahren dann in Schritt 770.
Mit erneuter Bezugnahme zu Schritt 700 geht, in bestimmten Ausführungsformen, wenn der T-TTLC-Wert kleiner als ein entsprechender Schwellenwert für den Anhänger ist, der TTLC-Wert aber größer oder gleich einem entsprechenden Schwellenwert für das Fahrzeug ist, das Verfahren zu Schritt 714 über. In Schritt 714 wird festgestellt, dass der Anhänger, und nicht das Fahrzeug, wahrscheinlich in Kürze (z. B. innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne) eine Fahrspurmarkierung überqueren wird. In verschiedenen Ausführungsformen entspricht dies einem zweiten Beispiel 1502, das in 15 dargestellt ist und in dem der Anhänger 101, nicht aber das Fahrzeug 100, voraussichtlich eine Fahrspurmarkierung 302 unter aktuellen Trajektorien überqueren wird.
Dementsprechend wird in einer beispielhaften Ausführungsform eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 (und, falls vorhanden, des Anhängers 101) in Schritt 716 in Übereinstimmung mit Anweisungen reduziert, die von dem Prozessor 142 aus 1 an das Bremssystem 106 aus 1 (und, in bestimmten Ausführungsformen, an das Bremssystem 168 von 1) geliefert werden.
Ebenso in bestimmten Ausführungsformen wird in Schritt 718 ein Zeitgeber verwendet. In einer beispielhaften Ausführungsform wartet das Verfahren eine bestimmte Zeit (z. B. „x“ Zeit) und prüft dann erneut, ob der T-TTLC-Wert immer noch unter dem Schwellenwert für den Anhänger liegt. Wenn nach der Zeit festgestellt wird, dass der T-TTLC-Wert nun größer oder gleich dem Schwellenwert für den Anhänger ist, wird das Verfahren bei Schritt 720 neu gestartet (z. B. durch Zurückkehren zu Schritt 700 in bestimmten Ausführungsformen). Wird hingegen nach Ablauf der Zeit festgestellt, dass der T-TTLC-Wert immer noch unter dem Schwellenwert für den Anhänger liegt, fährt das Verfahren stattdessen mit Schritt 722 fort, der direkt nachfolgend beschrieben wird.
In Schritt 722 wird eine Lenkkorrektur auf das Fahrzeug 100 angewendet. In einer beispielhaften Ausführungsform stellt der Prozessor 142 von 1 Anweisungen an das Lenksystem 108 von 1 bereit, um den Anhänger 101 dabei zu unterstützen, das Überfahren der Fahrspurmarkierungen der Fahrbahn, auf der der Anhänger 101 fährt, zu vermeiden.
Ebenso in bestimmten Ausführungsformen wird in Schritt 724 erneut ein Zeitgeber verwendet. In einer beispielhaften Ausführungsform wartet das Verfahren eine bestimmte Zeit (z. B. „x“ Zeit) und prüft dann erneut, um zu bestimmen, ob der T-TTLC-Wert immer noch unter dem Schwellenwert für den Anhänger liegt. Wenn nach Ablauf der Zeit festgestellt wird, dass der T-TTLC-Wert nun größer oder gleich dem Schwellenwert für den Anhänger ist, beginnt das Verfahren erneut bei Schritt 726 (z. B. durch Zurückkehren zu Schritt 700 in bestimmten Ausführungsformen). Wird hingegen nach Ablauf der Zeit festgestellt, dass der T-TTLC-Wert immer noch unter dem Schwellenwert für den Anhänger liegt, fährt das Verfahren stattdessen mit Schritt 728 fort, der direkt nachfolgend beschrieben wird.
In verschiedenen Ausführungsformen wird während des Schritts 728 eine fahrzeugbasierte Ausschlagsteuerung für den Anhänger angewendet. In verschiedenen Ausführungsformen stellt der Prozessor 142 von 1 Anweisungen für die Ausschlagsteuerung des Anhängers, z. B. an das Lenksystem 108 und/oder ein oder mehrere Systeme des Anhängers 101 bereit, um dazu beizutragen, dass der Anhänger 101 innerhalb seiner Fahrspur bleibt.
Ebenso in verschiedenen Ausführungsformen wird in Schritt 730 eine Differentialbremsung des Anhängers angewendet. In verschiedenen Ausführungsformen stellt der Prozessor 142 von 1 Anweisungen für die Ausschlagsteuerung des Anhängers, z. B. an das Bremssystem 168 des Anhängers 101 von 1, bereit, ebenso um dazu beizutragen, dass der Anhänger 101 innerhalb seiner Fahrspur bleibt.
Darüber hinaus wird in verschiedenen Ausführungsformen in Schritt 732 erneut ein Zeitgeber verwendet, und nach dem Abwarten einer Zeit (z. B. einer Zeit „x“) wird in Schritt 732 eine Bestimmung vorgenommen, ob der T-TTLC-Wert kleiner als Null ist. In einer beispielhaften Ausführungsform wird, sobald festgestellt wird, dass der T-TTLC-Wert kleiner als Null ist, eine Warnung an den Fahrer ausgegeben (z. B. eine akustische, visuelle und/oder haptische Warnung, die von dem Anzeigesystem 135 von 1 gemäß den von dem Prozessor 142 von 1 bereitgestellten Anweisungen ausgegeben wird), und das Verfahren schaltet die automatischen Steuerfunktionen der Schritte 722, 728 und 730 ab (z. B. um dem Fahrer oder Benutzer in, bestimmten Ausführungsformen, zu ermöglichen, die Steuerung zu übernehmen). In verschiedenen Ausführungsformen wird das Verfahren dann in Schritt 770 beendet.
Mit erneuter Bezugnahme auf Schritt 700 fährt, in bestimmten Ausführungsformen, wenn der TTLC-Wert und der T-TTLC-Wert beide unter ihren jeweiligen Schwellenwerten für das Fahrzeug und den Anhänger liegen, und ferner vorausgesetzt, dass das Fahrzeug und der Anhänger sich in Richtung kreuzender Fahrspurmarkierungen auf derselben Seite der Fahrspur bewegen (z. B. dieselbe Markierung 301 oder 302 in Fig. 150), das Verfahren zu Schritt 736 fort. In Schritt 736 wird festgestellt, dass das Fahrzeug und der Anhänger vermutlich beide in Kürze (z. B. innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne) dieselbe Fahrspurmarkierung überqueren werden. In verschiedenen Ausführungsformen entspricht dies einem dritten Beispiel 1503, das in 15 dargestellt ist, in dem das Fahrzeug 100 und der Anhänger 101 voraussichtlich beide dieselbe Fahrspurmarkierung 301 unter den aktuellen Trajektorien überqueren werden.
Dementsprechend wird, in einer beispielhaften Ausführungsform, in Schritt 738 eine Lenkkorrektur auf das Fahrzeug 100 angewendet. In einer beispielhaften Ausführungsform stellt der Prozessor 142 von 1 Anweisungen an das Lenksystem 108 von 1 bereit, um sowohl das Fahrzeug 100 als auch den Anhänger 101 dabei zu unterstützen, das Überfahren der Fahrspurmarkierungen der Fahrbahn zu vermeiden, auf der das Fahrzeug 100 und der Anhänger 101 unterwegs sind.
Ebenfalls in verschiedenen Ausführungsformen wird während des Schritts 740 eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 (und, falls verfügbar, des Anhängers 101) in Übereinstimmung mit Anweisungen reduziert, die von dem Prozessor 142 von 1 an das Bremssystem 106 von 1 (und, in bestimmten Ausführungsformen, an das Bremssystem 168 von 1) bereitgestellt werden.
Ebenso in bestimmten Ausführungsformen wird in Schritt 742 ein Zeitgeber verwendet. In einer beispielhaften Ausführungsform wartet das Verfahren eine bestimmte Zeit (z. B. „x“ Zeit) und prüft dann erneut, um zu bestimmen, ob der TTLC-Wert und der T-TTLC-Wert immer noch unter den jeweiligen Schwellenwerten für das Fahrzeug und den Anhänger liegen. Wenn nach Ablauf der Zeit festgestellt wird, dass sowohl der TTLC-Wert als auch der T-TTLC-Wert größer als die jeweiligen Schwellenwerte sind, beginnt das Verfahren in Schritt 744 erneut (z. B. durch Zurückkehren zu Schritt 700 in bestimmten Ausführungsformen). Wird dagegen nach Ablauf der Zeit festgestellt, dass entweder der TTLC-Wert oder der T-TTLC-Wert oder beide Werte noch immer unter ihren jeweiligen Schwellenwerten liegen, dann fährt das Verfahren stattdessen mit Schritt 746 fort, der direkt nachfolgend beschrieben wird.
In verschiedenen Ausführungsformen wird während des Schritts 746 eine fahrzeugbasierte Ausschlagkontrolle für den Anhänger angewendet. In verschiedenen Ausführungsformen stellt der Prozessor 142 von 1 Anweisungen für die Ausschlagkontrolle des Anhängers, z. B. an das Lenksystem 108 und/oder eines oder mehrere Systeme des Anhängers 101, bereit, um dazu beizutragen, dass der Anhänger 101 innerhalb seiner Fahrspur bleibt.
Ebenso in verschiedenen Ausführungsformen wird in Schritt 748 eine Differenzialbremsung des Anhängers angewendet. In verschiedenen Ausführungsformen stellt der Prozessor 142 von 1 Anweisungen für die Ausschlagsteuerung des Anhängers, z. B. an das Bremssystem 168 des Anhängers 101 von 1 bereit, ebenfalls um dazu beizutragen, dass der Anhänger 101 innerhalb seiner Fahrspur bleibt.
In verschiedenen Ausführungsformen wird das Verfahren dann in Schritt 770 beendet.
Mit erneuter Bezugnahme auf Schritt 700, in bestimmten Ausführungsformen, wenn der TTLC-Wert und der T-TTLC-Wert beide kleiner als die jeweiligen Schwellenwerte für das Fahrzeug und den Anhänger sind, und ferner vorausgesetzt, dass das Fahrzeug und der Anhänger auf die Überquerung von Fahrspurmarkierungen auf der gegenüberliegenden Seite der Fahrbahn zusteuern (z. B. wenn eines aus dem Fahrzeug und dem Anhänger auf die Überquerung einer ersten Fahrspurmarkierung 301 zusteuert und das andere aus dem Fahrzeug und dem Anhänger auf die Überquerung einer zweiten Fahrspurmarkierung 302 zusteuert), dann fährt das Verfahren mit Schritt 750 fort. In Schritt 750 wird festgestellt, dass das Fahrzeug und der Anhänger vermutlich in Kürze (z. B. innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne) gegenüberliegende Fahrspurmarkierungen überqueren werden.
Dementsprechend wird in einer beispielhaften Ausführungsform in Schritt 752 eine Lenkkorrektur auf das Fahrzeug 100 angewendet. In einer beispielhaften Ausführungsform stellt der Prozessor 142 von 1 Anweisungen an das Lenksystem 108 von 1 bereit, um sowohl das Fahrzeug 100 als auch den Anhänger 101 dabei zu unterstützen, das Überfahren der Fahrspurmarkierungen der Fahrbahn, auf der das Fahrzeug 100 und der Anhänger 101 fahren, zu vermeiden. Ebenso wird in bestimmten Ausführungsformen während des Schritts 752 auch eine Einschätzung bereitgestellt, wie viel Lenkkontrolle erforderlich ist, welche kein Einknicken zu verursacht, und diese Menge an Lenkkontrolle wird bereitgestellt, falls möglich. Zusätzlich, in verschiedenen Ausführungsformen, wenn diese Lenkung nicht möglich ist (z. B. wenn ein Einknicken immer noch wahrscheinlich ist), fährt das Verfahren in bestimmten Ausführungsformen mit der aktuellen Fahrspur des Fahrzeugs und des Anhängers fort, wobei ein Vorschlag oder ein Alarm für einen Spurwechsel ausgegeben wird.
Ebenfalls in verschiedenen Ausführungsformen wird während des Schritts 754 eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 (und, falls vorhanden, des Anhängers 101) in Übereinstimmung mit Anweisungen reduziert, die von dem Prozessor 142 von 1 an das Bremssystem 106 von 1 (und in bestimmten Ausführungsformen an das Bremssystem 168 von 1) bereitgestellt werden.
Ebenso in bestimmten Ausführungsformen wird in Schritt 756 ein Zeitgeber verwendet. In einer beispielhaften Ausführungsform wartet das Verfahren eine bestimmte Zeit (z. B. „x“ Zeit) und prüft dann erneut, um zu bestimmen, ob der TTLC-Wert und der T-TTLC-Wert immer noch unter den jeweiligen Schwellenwerten für das Fahrzeug und den Anhänger liegen. Wenn nach der Zeit festgestellt wird, dass sowohl der TTLC-Wert als auch der T-TTLC-Wert größer als die jeweiligen Schwellenwerte sind, startet das Verfahren bei Schritt 758 neu (z. B. durch Zurückkehren zu Schritt 700 in bestimmten Ausführungsformen). Wird dagegen nach Ablauf der Zeit festgestellt, dass entweder der TTLC-Wert oder der T-TTLC-Wert oder beide Werte noch immer unter ihren jeweiligen Schwellenwerten liegen, dann fährt das Verfahren stattdessen mit Schritt 760 fort, der direkt nachfolgend beschrieben wird.
In verschiedenen Ausführungsformen wird während des Schritts 760 eine fahrzeugbasierte Ausschlagkontrolle für den Anhänger angewendet. In verschiedenen Ausführungsformen stellt der Prozessor 142 von 1 Anweisungen für die Ausschlagkontrolle des Anhängers bereut, z. B. an das Lenksystem 108 und/oder an eines oder mehrere Systeme des Anhängers 101, um dazu beizutragen, dass der Anhänger 101 innerhalb seiner Fahrspur bleibt.
In verschiedenen Ausführungsformen endet das Verfahren dann in Schritt 770.
Schließlich, unter fortgesetzter Bezugnahme auf die 7 und 15, werden in bestimmten Ausführungsformen, wenn festgestellt wird, dass sowohl der TTLC-Wert als auch der T-TTLC-Wert größer oder gleich als die jeweiligen Schwellenwerte für das Fahrzeug und den Anhänger sind, die oben beschriebenen Kontrollmaßnahmen nicht als notwendig erachtet (da weder das Fahrzeug noch der Anhänger voraussichtlich unmittelbar die Fahrspurmarkierungen überqueren werden).
Dementsprechend werden Verfahren, Systeme und Fahrzeuge zum Steuern von Fahrzeug-/Anhängersystemen bereitgestellt. In verschiedenen Ausführungsformen werden eine Zeit bis zum Überqueren der Fahrspur für das Fahrzeug (TTLC) und eine Zeit bis zum Überqueren der Fahrspur für den Anhänger (T-TTLC) basierend auf verschiedenen Sensordaten, Standortdaten und Kartendaten berechnet. In verschiedenen Ausführungsformen werden der TTLC-Wert und der T-TTLC-Wert mit entsprechenden Schwellenwerten für das Fahrzeug und den Anhänger verglichen, und ein Steuern des Fahrzeugs und/oder des Anhängers wird in Übereinstimmung mit Anweisungen ausgeübt, die von einem an Bord des Fahrzeugs befindlichen Prozessor bereitgestellt werden, wenn davon ausgegangen wird, dass das Fahrzeug und/oder der Anhänger eine oder mehrere Fahrspurmarkierungen einer Fahrbahn, auf der das Fahrzeug und der Anhänger unterwegs sind, unmittelbar bevorstehend überqueren werden.
Es wird erkannt werden, dass die Systeme, Fahrzeuge und Verfahren von den in den Zeichnungen dargestellten und hierin beschriebenen abweichen können. So können beispielsweise das Fahrzeug 100 und/oder der Anhänger 101 aus 1, das Steuersystem 102 aus den 1 und 2 und/oder deren Komponenten aus den 1 und 2 in verschiedenen Ausführungsformen variieren. Es wird ebenfalls erkannt werden, dass sich die Schritte des Verfahrens 500 von den in 5 dargestellten unterscheiden können und/oder dass verschiedene Schritte des Verfahrens 500 gleichzeitig und/oder in einer anderen Reihenfolge als der in 5 dargestellten ablaufen können. Es wird in ähnlicher Weise erkannt werden, dass die verschiedenen Implementierungen der 2-15 sich in verschiedenen Ausführungsformen auch unterscheiden können.
Obwohl in der vorangegangenen detaillierten Beschreibung mindestens eine beispielhafte Ausführungsform vorgestellt wurde, sollte erkannt werden, dass es eine Vielzahl von Varianten existiert. Es sollte auch erkannt werden, dass die beispielhafte Ausführungsform oder die beispielhaften Ausführungsformen nur Beispiele sind und nicht dazu gedacht sind, den Umfang, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration der Offenbarung in irgendeiner Weise zu beschränken. Vielmehr wird die vorstehende detaillierte Beschreibung dem Fachmann einen praktischen Leitfaden für die Umsetzung der beispielhaften Ausführungsform oder der beispielhaften Ausführungsformen an die Hand geben. Es sollte verstanden werden, dass verschiedene Änderungen in der Funktion und Anordnung der Elemente vorgenommen werden können, ohne dass der Umfang der Offenbarung, wie er in den beigefügten Ansprüchen und deren gesetzlichen Entsprechungen dargelegt ist, verlassen wird.

Claims

Ein Verfahren, umfassend: Erhalten von Sensordaten von einem oder mehreren Sensoren an Bord eines Fahrzeugs, das einen Anhänger innerhalb einer Fahrspur einer Fahrbahn zieht, wobei die Fahrspur eine oder mehrere Fahrspurmarkierungen aufweist; Berechnen, über einen an Bord des Fahrzeugs befindlichen Prozessor, eines Wertes für eine Zeit bis zum Überqueren der Fahrspur für den Anhänger, T-TTLC-Wertes, unter Verwendung der Sensordaten von dem einen oder den mehreren Sensoren an Bord des Fahrzeugs; und Steuern des Betriebs des Fahrzeugs, des Anhängers oder beider über Anweisungen, die von dem Prozessor bereitgestellt werden, basierend auf dem berechneten T-TTLC-Wert.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei: der Schritt des Erhaltens der Sensordaten das Erhalten von Kameradaten von einer oder mehreren an Bord des Fahrzeugs befindlichen Kameras umfasst; und der Schritt des Berechnens des T-TTLC-Wertes das Berechnen des T-TTLC-Wertes, durch den Prozessor, unter Verwendung der Kameradaten umfasst.
Das Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Schritt des Berechnens des T-TTLC-Wertes umfasst: Rekonstruieren, über den Prozessor, von Fahrspurmarkierungen für den Anhänger unter Verwendung von Fahrspurmarkierungen, die über die Kameradaten erfasst werden, wobei rekonstruierte Fahrspurmarkierungen erzeugt werden; Transformieren der rekonstruierten Fahrspurmarkierungen unter Verwendung zusätzlicher Sensordaten in eine Perspektive des Anhängers, wobei transformierte Fahrspurmarkierungen erzeugt werden; und Lokalisieren des Anhängers innerhalb der transformierten Fahrspurmarkierungen.
Das Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Schritt des Lokalisierens des Anhängers das Lokalisieren des Anhängers innerhalb der transformierten Fahrspurmarkierungen unter Verwendung historischer von der Kamera erfasster Fahrspurmarkierungsinformationen, artikulierter Fahrzeugdynamiken, des Anhängerkupplungswinkels und der Abmessungen des Anhängers umfasst, ohne dass zusätzliche Kameras zur Erfassung der Fahrspur des Anhängers an dem Anhänger angebracht werden müssen.
Das Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Schritt des Berechnens des T-TTLC-Wertes ferner umfasst: Mischen, über den Prozessor, von gemischten Pfaden des Anhängers und des Fahrzeugs mit einer Mittellinie der Fahrbahn, auf der das Fahrzeug und der Anhänger fahren, wobei die gemischten Pfade für einen optimalen Pfadplanungsentwurf sowohl für das Fahrzeug als auch für den Anhänger verwendet werden.
Das Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Berechnen, über den Prozessor, eines Wertes für die Zeit bis zum Überqueren der Fahrspur für das Fahrzeug, TTLC-Werts, unter Verwendung der Sensordaten von dem einen oder den mehreren an Bord des Fahrzeugs befindlichen Sensoren; wobei der Schritt des Steuerns des Betriebs des Fahrzeugs, des Anhängers oder beider das Steuern des Betriebs des Fahrzeugs, des Anhängers oder beider über Anweisungen, die durch den Prozessor bereitgestellt werden, basierend auf sowohl dem berechneten T-TTLC-Wert als auch dem berechneten TTLC-Wert umfasst.
Das Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Schritt des Steuerns des Betriebs des Fahrzeugs, des Anhängers oder beider das Steuern des Betriebs sowohl des Fahrzeugs als auch des Anhängers über Anweisungen, die durch den Prozessor bereitgestellt werden, basierend auf sowohl dem berechneten T-TTLC-Wert als auch dem berechneten TTLC-Wert umfasst.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Steuerns des Betriebs des Fahrzeugs, des Anhängers oder beider, das Bereitstellen einer Benachrichtigung an einen Benutzer umfasst, dass das Fahrzeug, der Anhänger oder beide unter den aktuellen Trajektorien voraussichtlich eine oder mehrere Fahrspurmarkierungen überqueren werden.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Steuerns des Betriebs des Fahrzeugs, des Anhängers oder beider das Bereitstellen einer Korrekturlenkung, einer Korrekturbremsung oder beider über Anweisungen, die durch den Prozessor bereitgestellt werden, basierend auf dem T-TTLC-Wert umfasst, um das Fahrzeug, den Anhänger oder beide innerhalb einer Fahrspur zu halten.
Ein System, umfassend: einen oder mehrere Sensoren, die konfiguriert sind, um an Bord eines Fahrzeugs, das einen Anhänger zieht, innerhalb einer Fahrspur einer Fahrbahn, die eine oder mehrere Fahrspurmarkierungen aufweist, zumindest zu ermöglichen; und einen an Bord des Fahrzeugs befindlichen Prozessor, der konfiguriert ist, um zumindest zu ermöglichen: das Berechnen eines Wertes für die Zeit bis zum Überqueren der Fahrspur für den Anhänger, T-TTLC-Wertes, unter Verwendung der Sensordaten von dem einen oder den mehreren an Bord des Fahrzeugs befindlichen Sensoren; und das Steuern des Betriebs des Fahrzeugs, des Anhängers oder beider basierend auf dem berechneten T-TTLC-Wert.