DE112018001437T5 - Verfahren und systeme zum ausrichten eines fahrzeugs auf einen anhänger - Google Patents

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Abstract

Verfahren und Systeme zum Ausrichten eines Fahrzeugs auf einen Anhänger. Ein System enthält einen Bildsensor, der ausgebildet ist zum Sammeln von mehreren Bildern. Das System enthält auch einen Elektronikprozessor, der ausgebildet ist zum Empfangen der mehreren Bilder von dem Bildsensor. Der Elektronikprozessor ist auch ausgebildet zum Bestimmen eines dreidimensionalen Modells eines Bereichs um das Fahrzeug unter Verwendung der mehreren Bilder. Der Elektronikprozessor ist auch ausgebildet zum Steuern des Fahrzeugs zum automatischen Durchführen eines Fahrzeugmanövers zum Ausrichten des Fahrzeugs auf den Anhänger auf Basis des dreidimensionalen Modells des Bereichs um das Fahrzeug. Der Elektronikprozessor ist auch ausgebildet zum Bestimmen, wann das Fahrzeug auf den Anhänger ausgerichtet ist, und Hindern des Fahrzeugs daran, das Fahrzeugmanöver automatisch durchzuführen, wenn das Fahrzeug auf den Anhänger ausgerichtet ist.

Description

  • ERFINDUNGSGEBIET
  • Ausführungsformen betreffen Verfahren und Systeme zum Ausrichten eines Fahrzeugs auf einen Anhänger.
  • KURZE DARSTELLUNG
  • Das Zurückfahren eines Fahrzeugs an einen Anhänger kann für einen Fahrer ein mühsamer Prozess sein, da es eine präzise Ausrichtung einer Zugkugel des Fahrzeugs unter eine Anhängerkupplung erfordert. Existierende und vorgeschlagene Verfahren für eine Anhängerkupplungsführung unter Verwendung einer Rückfahrkamera basieren entweder darauf, dass der Fahrer den Anhängerkupplungsort in einem Bild wählt oder einen Klassierer verwendet, um die Anhängerkupplung zu identifizieren. Das erste Verfahren besitzt möglicherweise eine schlechte Leistung, weil der Fahrer nicht den korrekten Ort im Bild wählt. Das zweite Verfahren versagt, wenn die Anhängerkupplung nicht von dem Klassierer erkannt wird oder nicht korrekt im Bild lokalisiert wird. Beispielsweise gibt es eine Anzahl von ausgeprägten Anhängerkupplungstypen sowie eine große Variation beim Aussehen von Anhängerkupplungen. Ein Klassiereransatz kann möglicherweise nicht alle Variationen von Anhängerkupplungen identifizieren oder erfordert möglicherweise eine signifikante Rechenleistung und große Trainingsdatensätze. Außerdem bestimmt der Ort der Anhängerkupplung im Bild nicht die Distanz zu der Anhängerkupplung oder die Höhe der Anhängerkupplung. Zusätzliche Verfahren müssen angewendet werden, um die Distanz für eine richtige Ausrichtung und eine Prüfung auf eine mögliche Kollision mit der Zugkugel aufgrund einer Differenz in der Höhe zu erhalten.
  • Dementsprechend stellt eine Ausführungsform ein System zum Ausrichten eines Fahrzeugs auf einen Anhänger bereit. Das System enthält einen Bildsensor, der ausgebildet ist zum Sammeln von mehreren Bildern. Das System enthält auch einen Elektronikprozessor, der ausgebildet ist zum Empfangen der mehreren Bilder von dem Bildsensor. Der Elektronikprozessor ist auch ausgebildet zum Bestimmen eines dreidimensionalen Modells eines Bereichs um das Fahrzeug unter Verwendung der mehreren Bilder. Der Elektronikprozessor ist auch ausgebildet zum Steuern des Fahrzeugs zum automatischen Durchführen eines Fahrzeugmanövers zum Ausrichten des Fahrzeugs auf den Anhänger auf Basis des dreidimensionalen Modells des Bereichs um das Fahrzeug. Der Elektronikprozessor ist auch ausgebildet zum Bestimmen, wann das Fahrzeug auf den Anhänger ausgerichtet ist, und Hindern des Fahrzeugs daran, das Fahrzeugmanöver automatisch durchzuführen, wenn das Fahrzeug auf den Anhänger ausgerichtet ist.
  • Eine weitere Ausführungsform stellt ein Verfahren zum Ausrichten eines Fahrzeugs auf einen Anhänger bereit. Das Verfahren beinhaltet das Empfangen, mit einem Elektronikprozessor, von mehreren Bildern von einem Bildsensor. Das Verfahren beinhaltet auch das Bestimmen, mit dem Elektronikprozessor, ob sich das Fahrzeug bezüglich des Anhängers innerhalb eines Startgebiets befindet. Das Verfahren beinhaltet auch das Bestimmen, mit dem Elektronikprozessor, eines dreidimensionalen Modells eines Bereichs um das Fahrzeug unter Verwendung der mehreren Bilder. Das Verfahren beinhaltet auch das Steuern, mit dem Elektronikprozessor, des Fahrzeugs zum automatischen Durchführen eines Fahrzeugmanövers auf Basis des dreidimensionalen Modells des Bereichs um das Fahrzeug. Das Verfahren beinhaltet auch das Bestimmen, mit dem Elektronikprozessor, wann das Fahrzeug auf den Anhänger ausgerichtet ist. Das Verfahren beinhaltet auch das Hindern, mit dem Elektronikprozessor, des Fahrzeugs daran, das Fahrzeugmanöver automatisch durchzuführen, wenn das Fahrzeug auf den Anhänger ausgerichtet ist.
  • Andere Aspekte von verschiedenen Ausführungsformen ergeben sich bei Betrachtung der ausführlichen Beschreibung und der beiliegenden Zeichnungen.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt ein auf einen Anhänger ausgerichtetes Fahrzeug.
    • 2 zeigt ein System zum Ausrichten eines Fahrzeugs auf einen Anhänger gemäß einigen Ausführungsformen.
    • 3 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Ausrichten eines Fahrzeugs auf einen Anhänger zeigt, durchgeführt durch das System von 2 gemäß einigen Ausführungsformen.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Eine oder mehrere Ausführungsformen werden in der folgenden Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen beschrieben und dargestellt. Diese Ausführungsformen sind nicht auf die hier bereitgestellten spezifischen Details beschränkt und können auf unterschiedliche Weisen modifiziert werden. Zudem können andere Ausführungsformen existieren, die nicht hierin beschrieben werden. Außerdem kann die Funktionalität, die hier als durch eine Komponente durchgeführt beschrieben wird, auf verteilte Weise durch mehrere Komponenten durchgeführt werden. Gleichermaßen kann eine Funktionalität, die durch mehrere Komponenten durchgeführt wird, konsolidiert und durch eine einzelne Komponente durchgeführt werden. Analog kann eine Komponente, die als eine bestimmte Funktionalität durchführend beschrieben wird, auch eine nicht hierin beschriebene zusätzliche Funktionalität durchführen. Beispielsweise ist eine Einrichtung oder Struktur, die auf eine gewisse Weise „ausgebildet“ ist, auf mindestens diese Weise ausgebildet, kann aber auch auf Weisen, die nicht aufgeführt sind, ausgebildet sein. Weiterhin können einige hierin beschriebene Ausführungsformen einen oder mehrere Elektronikprozessoren enthalten, die ausgebildet sind zum Durchführen der beschriebenen Funktionalität durch Ausführen von Anweisungen, die in einem nichtvorübergehenden computerlesbaren Medium gespeichert sind. Auf ähnliche Weise können hierin beschriebene Ausführungsformen als ein nichtvorübergehendes computerlesbares Medium umgesetzt sein, das Anweisungen speichert, die durch eine oder mehrere Elektronikprozessoren ausgeführt werden können, um die beschriebene Funktionalität auszuführen.
  • Außerdem dienen die hierin verwendete Phraseologie und Terminologie dem Zweck der Beschreibung und sollten nicht als beschränkend angesehen werden. Beispielsweise soll die Verwendung von „einschließlich“, „enthaltend“, „umfassend“, „mit“ und Abwandlungen davon die danach aufgeführten Gegenstände und Äquivalente davon sowie zusätzliche Gegenstände einschließen. Die Ausdrücke „verbunden“ und „gekoppelt“ werden im breiten Sinne verwendet und schließen sowohl ein direktes als auch indirektes Verbinden und Koppeln ein. Zudem sind „verbunden“ und „gekoppelt“ nicht auf physische oder mechanische Verbindungen oder Kopplungen beschränkt und können elektrische Verbindungen oder Kopplungen beinhalten, sowohl direkt als auch indirekt. Außerdem können elektronische Kommunikationen und Benachrichtigungen unter Verwendung von verdrahteten Verbindungen, drahtlosen Verbindungen oder einer Kombination davon durchgeführt werden und können direkt oder durch ein oder mehrere dazwischenliegende Einrichtungen über verschiedene Arten von Netzwerken, Kommunikationskanälen und Verbindungen übertragen werden. Zudem können Bezugsausdrücke wie etwa erster und zweiter, oberer und unterer und dergleichen hier verwendet werden, um lediglich eine Entität oder Handlung gegenüber einer anderen Entität oder Handlung zu unterscheiden, ohne notwendigerweise eine etwaige tatsächliche derartige Beziehung oder Reihenfolge zwischen solchen Entitäten oder Handlungen zu erfordern oder zu implizieren.
  • 1 veranschaulicht ein Fahrzeug 100 und einen Anhänger 105. Bei dem gezeigten Beispiel ist das Fahrzeug 100 so auf den Anhänger 105 ausgerichtet, dass sich eine Zugkugel 110 des Fahrzeugs direkt unter einer Anhängerkupplung 115 des Anhängers 105 befindet. Wenn der Anhänger 105 abgesenkt wird, nimmt die Anhängerkupplung 115 dementsprechend die Zugkugel 110 auf. Wie oben beschrieben, kann das Zurückfahren des Fahrzeugs 100 zu dem Anhänger 105 für einen Fahrer ein mühsamer Prozess sein, da es eine präzise Ausrichtung der Zugkugel 110 des Fahrzeugs 100 unter der Anhängerkupplung 115 erfordert.
  • 2 zeigt ein System 200 zum Ausrichten des Fahrzeugs 100 auf den Anhänger 105 gemäß einigen Ausführungsformen. Wie in 2 gezeigt, enthält das System 200 einen Controller 205, eine Mensch-Maschine-Schnittstelle 210 und einen Bildsensor 215. Bei einigen Ausführungsformen enthält das System 200 weniger, zusätzliche oder andere Komponenten als jene in 2 in verschiedenen Konfigurationen gezeigten und kann zusätzliche Funktionalität zu der hierin beschriebenen Funktionalität durchführen.
  • Der Controller 205 kann ein bereits existierender Controller des Fahrzeugs 105 sein. Beispielsweise kann der Controller 205 ein Controller sein, der mit einem Bremssystem, einem Motorsteuersystem, einem autonomen Fahrzeugsystem oder einem anderen Fahrzeugsystem des Fahrzeugs 100 assoziiert ist. Jedoch ist der Controller 205 bei einigen Ausführungsformen von anderen bereits existierenden Fahrzeugsystemen getrennt. Beispielsweise kann der Controller 205 in einem komplementären System (beispielsweise dem System 200) für ein bereits existierendes Fahrzeugsystem enthalten sein. Dementsprechend fungiert der Controller 205 bei solchen Ausführungsformen (beispielsweise dem System 200) als ein zentraler Ort, der Informationen (beispielsweise mehrere Bilder, Fahrzeugodometrieinformationen und dergleichen) von verschiedenen Quellen wie etwa dem Bildsensor 215, einem oder mehreren zusätzlichen Fahrzeugsensoren, einem anderen Fahrzeugsystem oder einer Kombination davon sammelt. Auf Basis der gesammelten Informationen kann der Controller 205 Steuersignale an die anderen bereits existierenden Fahrzeugsysteme übertragen, um das Fahrzeug 100 zu steuern, ein Fahrzeugmanöver wie etwa ein Fahrzeugmanöver zum Ausrichten des Fahrzeugs 100 auf den Anhänger 105 durchzuführen.
  • Bei dem in 2 gezeigten Beispiel enthält der Controller 205 einen Elektronikprozessor 220 (beispielsweise einen Mikroprozessor, eine applikationsspezifische integrierte Schaltung oder eine andere geeignete Elektronikeinrichtung), einen Speicher 225 (beispielsweise ein oder mehrere nichtvorübergehende computerlesbare Ablagemedien) und eine Eingangs-/Ausgangsschnittstelle 230. Der Elektronikprozessor 220, der Speicher 225 und die Eingangs-/Ausgangsschnittstelle 230 kommunizieren über einen oder mehrere Datenverbindungen oder Busse oder eine Kombination davon. Der in 2 gezeigte Controller 205 stellt ein Beispiel dar, und bei einigen Ausführungsformen enthält der Controller 205 weniger, zusätzliche oder andere Komponenten in verschiedenen Konfigurationen als in 2 dargestellt. Außerdem führt der Controller 205 bei einigen Ausführungsformen eine Funktionalität zusätzlich zu der hierin beschriebenen Funktionalität durch.
  • Der Elektronikprozessor 220 ist ausgebildet zum Abrufen von Anweisungen aus dem Speicher 225 und Ausführen von Anweisungen zum Durchführen eines Satzes von Funktionen, einschließlich der hierin beschriebenen Verfahren. Beispielsweise führt der Elektronikprozessor 220 bei einigen Ausführungsformen Anweisungen aus zum Steuern von Fahrzeuglenk-, Brems- und Antriebssystemen, um das Fahrzeug 100 auf den Anhänger 105 auszurichten. Der Speicher 225 kann Kombinationen aus verschiedenen Arten von Speicher enthalten, wie etwa einen Festwertspeicher („ROM“), einen Direktzugriffsspeicher („RAM“) oder irgendein anderes nichtvorübergehendes computerlesbares Medium. Wie oben angemerkt, speichert der Speicher 225 durch den Elektronikprozessor 220 ausgeführte Anweisungen. Der Speicher 225 kann auch Daten speichern, wie etwa mehrere, durch den Bildsensor 215 gesammelte Bilder. Der Speicher 225 kann auch Firmware, eine oder mehrere Anwendungen, Programmdaten, Filter, Regeln, ein oder mehrere Programmodule und andere ausführbare Anweisungen oder Daten speichern.
  • Die Eingangs-/Ausgangsschnittstelle 230 gestattet dem Controller 205 mit Einrichtungen außerhalb des Controllers 205 zu kommunizieren (beispielsweise direktes oder indirektes Empfangen einer Eingabe von und Liefern einer Ausgabe an Einrichtungen, außerhalb des Controllers 205). Bei einem Beispiel kommuniziert der Controller 205 mit der Mensch-Maschine-Schnittstelle 210, dem Bildsensor 215 oder einer Kombination davon durch die Eingangs-/Ausgangsschnittstelle 230. Bei einigen Ausführungsformen enthält die Eingangs-/Ausgangsschnittstelle 230 einen Anschluss zum Aufnehmen einer verdrahteten Verbindung mit der Mensch-Maschine-Schnittstelle 210, dem Bildsensor 215 oder einer Kombination davon. Alternativ oder zusätzlich enthält die Eingangs-/Ausgangsschnittstelle 230 einen Sendempfänger zum Herstellen einer drahtlosen Verbindung mit der Mensch-Maschine-Schnittstelle 210, dem Bildsensor 215 oder einer Kombination davon. Alternativ oder zusätzlich kommuniziert die Eingangs-/Ausgangsschnittstelle 230 mit einem Kommunikationsbus (beispielsweise einem CAN (Controller Area Network)), um indirekt beispielsweise mit der Mensch-Maschine-Schnittstelle 210, dem Bildsensor 215 oder einer Kombination davon zu kommunizieren.
  • Wie oben angemerkt, enthält das System 200 einen Bildsensor 215, beispielsweise eine Videokamera. Bei einigen Ausführungsformen ist der Bildsensor 215 eine bereits existierende Rückfahrkamera des Fahrzeugs 100. Der Bildsensor 215 detektiert mehrere Bilder, die mit einem Bereich um das Fahrzeug 100 assoziiert sind. Wenn der Bildsensor eine Rückfahrkamera ist, ist der Bildsensor 215 am Heck des Fahrzeugs 100 montiert und besitzt bezüglich des Fahrzeugs 100 ein nach hinten gewandtes Blickfeld. Dementsprechend ist der Bildsensor 215 ausgebildet zum Detektieren von mehreren Bildern, die mit einem Bereich direkt hinter dem Fahrzeug 100 assoziiert sind.
  • Bei einigen Ausführungsformen enthält der Bildsensor 215 ein Weitwinkelobjektiv. Bei derartiger Ausbildung kann der Bildsensor 215 eine Bildverarbeitungsschaltungsanordnung enthalten, um Weitwinkel- oder omnidirektionale Ansichten in rechteckige Bilder umzuwandeln. Bei anderen Ausführungsformen ist der Bildsensor 215 eine Stereokamera, die dreidimensionale Informationen einer Szene hinter dem Fahrzeug 100 aufnimmt. Bei beiden dieser Ausführungsformen ist der Bildsensor 215 ausgebildet zum Verfolgen von Objekten innerhalb der mehreren Bilder und zum Übertragen von Informationen bezüglich der Position und Bewegung der Objekte innerhalb der mehreren Bilder (über die Eingangs-/Ausgangsschnittstelle 230) an den Elektronikprozessor 220. Bei anderen Ausführungsformen führt der Elektronikprozessor 220 eine Bildverarbeitung, eine Objektverfolgung, eine Objektdetektion und eine Szenenabbildung in Verbindung mit dem Bildsensor 215 durch. Alternativ oder zusätzlich dazu arbeitet der Bildsensor 215 in Verbindung mit anderen Sensoren, beispielsweise einer ToF(Time of Flight)-Kamera, einem Lidar-Sensor, einem Radardsensor, einem Ultraschalldetektor oder einer Kombination davon, um ein dreidimensionales Modell eines Bereichs um das Fahrzeug 100 herum zu bestimmen (wie unten ausführlicher beschrieben).
  • Das System 200 enthält auch eine Mensch-Maschine-Schnittstelle. Die Mensch-Maschine-Schnittstelle 210 ist ausgebildet zum Empfangen einer Eingabe von und Liefern einer Ausgabe an einen Benutzer des Fahrzeugs 100. Die Mensch-Maschine-Schnittstelle 210 enthält beispielsweise ein Display, wie etwa ein Touchscreen-Display, das die durch den Bildsensor 215 detektierten mehreren Bilder einem Benutzer des Fahrzeugs 100 anzeigt. Bei einigen Ausführungsformen zeigt die Mensch-Maschine-Schnittstelle 210 dem Benutzer des Fahrzeugs 100 auch zusätzliche Informationen an, wie etwa Anweisungen zum Ausrichten des Fahrzeugs 100 auf den Anhänger 105, eine visuelle Darstellung eines Startgebiets bezüglich des Anhängers 105 (wie unten ausführlicher beschrieben) und dergleichen. Die Mensch-Maschine-Schnittstelle 210 enthält auch einen oder mehrere Eingabemechanismen, wie etwa einen oder mehrere benutzerwählbare Tasten, Knöpfe, Schieber und dergleichen, um eine Eingabe von dem Benutzer des Fahrzeugs 100 zu empfangen. Beispielsweise kann ein Benutzer des Fahrzeugs 100 den einen oder die mehreren Eingabemechanismen der Mensch-Maschine-Schnittstelle 210 verwenden, um eine Aufforderung zum Initiieren einer Ausrichtung des Fahrzeugs 100 auf den Anhänger 105 einzugeben. Bei einigen Ausführungsformen ist die Mensch-Maschine-Schnittstelle 210 eine bereits existierende Komponente des Fahrzeugs 100. Die Mensch-Maschine-Schnittstelle 210 kann beispielsweise Teil ins Infotainmentsystems, eines Navigationssystems oder eines anderen Systems des Fahrzeugs 100 sein.
  • Wie oben angemerkt, enthält das System 200 bei einigen Ausführungsformen zusätzliche oder andere Komponenten als in 2 dargestellt. Beispielsweise kann das System 200 einen oder mehrere zusätzliche Fahrzeugsensoren enthalten, die mit dem Fahrzeug 100 assoziiert sind, beispielsweise einen Lenkwinkelsensor, einen Radpositionssensor, einen Raddrehzahlsensor, einen GPS(Global Positioning System)-Indikator und dergleichen. Der eine oder die mehreren zusätzlichen Fahrzeugsensoren können ausgebildet sein zum Liefern von Positions- und Bewegungsinformationen (beispielsweise Fahrzeugodometrieinformationen) bezüglich des Fahrzeugs 100. Der eine oder die mehreren zusätzlichen Sensoren liefern die Fahrzeugodometrieinformationen an den Controller 205. Auf Basis der von dem einen oder den mehreren zusätzlichen Sensoren empfangenen Fahrzeugodometrieinformationen kann der Elektronikprozessor 220 des Controllers 205 eine Position, einen Kurs und eine Bewegung des Fahrzeugs 100 bestimmen. Dementsprechend kann der Elektronikprozessor 205 ausgebildet sein zum Bestimmen der Position und einer Änderung einer Position im Verlauf der Zeit auf Basis der Fahrzeugodometrieinformationen. Mindestens teilweise auf Basis solcher Bestimmungen kann der Elektronikprozessor 220 einen Fahrweg des Fahrzeugs 100 und Bewegungen von Objekten relativ zu dem Fahrzeug 100 in einem dreidimensionalen Modell eines Bereichs um das Fahrzeug 100 bestimmen.
  • Wie oben angemerkt, führt der Elektronikprozessor 220 des Controllers 205 Anweisungen zum Ausrichten des Fahrzeugs 100 auf den Anhänger 105 aus. Insbesondere führt der Elektronikprozessor 205 Anweisungen zum Durchführen des in 3 dargestellten Verfahrens 300 zum Ausrichten des Fahrzeugs 100 auf den Anhänger 105 aus. Wie in 3 gezeigt, beinhaltet das Verfahren 300 das Empfangen, mit dem Elektronikprozessor 220, von mehreren Bildern von dem Bildsensor 215 (bei Block 305). Der Elektronikprozessor 220 empfängt die mehreren Bilder von dem Bildsensor 215 über die Eingangs-/Ausgangsschnittstelle 230 des Controllers 205. Wie oben angemerkt, sind die mehreren Bilder mit einem Bereich um das Fahrzeug 100 assoziiert.
  • Der Elektronikprozessor 220 bestimmt, ob sich das Fahrzeug 100 bezüglich des Anhängers 105 in einem Startgebiet befindet (bei Block 310). Das Startgebiet stellt ein Gebiet dar, in dem das Fahrzeug 100 nahe genug an dem Anhänger 105 steht, um eine Ausrichtung des Fahrzeugs 100 auf den Anhänger 105 zu beginnen. Mit anderen Worten ist der Elektronikprozessor bei einigen Ausführungsformen ausgebildet, das Fahrzeug 100 erst dann auf den Anhänger 105 auszurichten, wenn sich das Fahrzeug 100 innerhalb eines vorbestimmten Bereichs des Anhängers 105 befindet. Beispielsweise richtet der Elektronikprozessor 220 das Fahrzeug 100 aus, wenn sich das Fahrzeug 100 (beispielsweise die Anhängerkupplung 110) in einer Distanz von etwa einem bis 5 Metern und bei etwa +/- 20 Grad einer Mittellinie des Fahrzeugs 100 befindet.
  • Bei einigen Ausführungsformen generiert der Elektronikprozessor 220 eine visuelle Darstellung des Startgebiets und überträgt die visuelle Darstellung des Startgebiets an die Mensch-Maschine-Schnittstelle 210 zur Anzeige für einen Benutzer des Fahrzeugs 100. Beispielsweise zeigt die Mensch-Maschine-Schnittstelle 210 die visuelle Darstellung als einen hervorgehobenen Bereich an, der über die mehreren, dem Benutzer des Fahrzeugs 100 angezeigten Bilder eingeblendet wird. Als ein weiteres Beispiel zeigt die Mensch-Maschine-Schnittstelle 210 die visuelle Darstellung als einen kegelförmigen Bereich an, der durch einen bis fünf Meter bei +/- 20 Grad definiert ist. Auf Basis dessen, ob sich das Fahrzeug 100 innerhalb des Startgebiets befindet, kann der Elektronikprozessor 220 die visuelle Darstellung des Startgebiets modifizieren. Bei einem Beispiel wird, wenn sich das Fahrzeug 100 innerhalb des Startgebiets befindet, die visuelle Darstellung des Startgebiets in einer ersten Farbe wie etwa grün angezeigt. Wenn sich das Fahrzeug nicht innerhalb des Startgebiets befindet, wird die visuelle Darstellung des Startgebiets in einer zweiten Farbe wie etwa rot angezeigt. Bei einigen Ausführungsformen generiert der Elektronikprozessor Anweisungen zur Anzeige und überträgt sie an einen Benutzer des Fahrzeugs 100 über die Mensch-Maschine-Schnittstelle 210 zum Positionieren des Fahrzeugs 100 innerhalb des Startgebiets. Bei einem Beispiel zeigt die Mensch-Maschine-Schnittstelle 210 die Anweisungen zum Drehen eines Lenkrads des Fahrzeugs 100 im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn oder zum weiteren Zurückfahren des Fahrzeugs 100 zu dem Anhänger 105 an.
  • Wenn der Elektronikprozessor 220 bestimmt, dass sich das Fahrzeug 100 innerhalb des Startgebiets befindet, bestimmt der Elektronikprozessor 220 dann ein dreidimensionales Modell eines Bereichs um das Fahrzeug 100 unter Verwendung der mehreren Bilder (bei Block 315). Bei einigen Ausführungsformen ist das dreidimensionale Modell des Bereichs um das Fahrzeug 100 eine dreidimensionale Punktwolke. Der Elektronikprozessor 220 kann das dreidimensionale Modell des Bereichs um das Fahrzeug 100 durch Analysieren der mehreren Bilder unter Verwendung einer Structure-From-Motion-Technik bestimmen. Die Structure-From-Motion-Techniken bringen Merkmale von den von verschiedenen Orten aufgenommenen mehreren Bildern in Übereinstimmung, um einen dreidimensionalen Ort eines Merkmals (beispielsweise des Anhängers 105) sowie eine Kamerabewegung zu bestimmen. Bei einigen Ausführungsformen identifiziert der Elektronikprozessor 220 ein oder mehrere Objekte innerhalb der mehreren Bilder auf Basis des dreidimensionalen Modells und der Fahrzeugodometrieinformationen.
  • Der Elektronikprozessor 220 steuert das Fahrzeug 100 zum automatischen Durchführen eines Fahrzeugmanövers auf Basis des dreidimensionalen Modells des Bereichs um das Fahrzeug 100 (bei Block 320). Der Elektronikprozessor 220 steuert das Fahrzeug durch Steuern von Fahrzeuglenkung, Beschleunigung, Bremsen oder eine Kombination davon, um das Fahrzeug 100 auf den Anhänger 105 auszurichten. Der Elektronikprozessor 220 kann beispielsweise die Lenkung und Beschleunigung des Fahrzeugs 100 steuern, um das Fahrzeug 100 auf den Anhänger 105 auszurichten.
  • Bei einigen Ausführungsformen ist der Elektronikprozessor 220 auch ausgebildet zum Verarbeiten einer von dem Benutzer des Fahrzeugs 100 eingegebenen manuellen Ausrichtung. Die von dem Benutzer des Fahrzeugs 100 eingegebene manuelle Ausrichtung kann eine manuelle Lenkeingabe, eine manuelle Beschleunigungseingabe, eine manuelle Bremseingabe oder eine Kombination davon beinhalten. Wenn der Elektronikprozessor 220 von dem Benutzer des Fahrzeugs 100 eine manuelle Ausrichtungseingabe empfängt, steuert der Elektronikprozessor 220 das Fahrzeug 100 zum Ausführen des Fahrzeugmanövers auf Basis des dreidimensionalen Modells und der manuellen Ausrichtungseingabe. Mit anderen Worten kann ein Benutzer des Fahrzeugs 100 die durch den Elektronikprozessor 220 gesteuerten Fahrzeugmanöver aufheben. Beispielsweise kann der Benutzer des Fahrzeugs 100 die Bremse und Beschleunigung des Fahrzeugs 100 steuern, während das Lenken des Fahrzeugs 100 (durch den Elektronikprozessor 220) automatisch gesteuert wird.
  • Bei einigen Ausführungsformen identifiziert der Elektronikprozessor 220 ein oder mehrere Merkmale oder Objekte innerhalb des dreidimensionalen Modells. Insbesondere nimmt der Elektronikprozessor 220 bei einigen Ausführungsformen an, dass ein dem Fahrzeug am nächsten liegendes Objekt der Anhänger 105 ist (beispielsweise die Anhängerkupplung 115). Auf Basis dieser Annahme steuert der Elektronikprozessor 200 das Fahrzeug 100 zum Durchführen eines Fahrzeugmanövers zum Ausrichten des Fahrzeugs 100 (beispielsweise der Zugkugel 110) auf den Anhänger 105 (beispielsweise der Anhängerkupplung 115), wie in 1 dargestellt.
  • Während das Fahrzeug 100 gesteuert wird, um das Fahrzeugmanöver automatisch durchzuführen, empfängt der Elektronikprozessor 220 zusätzliche Bilder von dem Bildsensor 215 und aktualisiert das dreidimensionale Modell auf Basis der von dem Bildsensor 215 empfangenen zusätzlichen Bilder. Auf Basis des aktualisierten dreidimensionalen Modells modifiziert der Elektronikprozessor 220 das durch das Fahrzeug 100 durchgeführte Fahrzeugmanöver oder wandelt es ab.
  • Der Elektronikprozessor 220 bestimmt auch, wann das Fahrzeug 100 auf den Anhänger 105 ausgerichtet ist (bei Block 325). Beispielsweise bestimmt der Elektronikprozessor 220, dass das Fahrzeug 100 auf den Anhänger 105 ausgerichtet ist (wie in 1 gezeigt), auf Basis des aktualisierten dreidimensionalen Modells. Der Elektronikprozessor 220 hindert das Fahrzeug 100 daran, das Fahrzeugmanöver automatisch durchzuführen, wenn das Fahrzeug 100 auf den Anhänger ausgerichtet ist (bei Block 330).
  • Alternativ oder zusätzlich dazu empfängt der Elektronikprozessor 220 von der Mensch-Maschine-Schnittstelle 210 eine Benutzereingabe, die eine Ausrichtung des Fahrzeugs 100 auf den Anhänger 105 initiiert, vor dem Empfangen der mehreren Bilder von dem Bildsensor 215. Mit anderen Worten gibt ein Benutzer eine Anforderung zum Initiieren der Ausrichtung des Fahrzeugs 100 auf den Anhänger 105 unter Verwendung der Mensch-Maschine-Schnittstelle 210 an. Als Reaktion auf das Empfangen der Benutzereingabe zum Initiieren der Ausrichtung des Fahrzeugs 100 auf den Anhänger 105 initiiert der Elektronikprozessor 220 die Ausrichtung des Fahrzeugs 100 auf den Anhänger 105. Bei einigen Ausführungsformen liefert der Elektronikprozessor 220 eine Anzeige an die Mensch-Maschine-Schnittstelle 210, dass eine Ausrichtung des Fahrzeugs 100 auf den Anhänger 105 initiiert ist. Die Mensch-Maschine-Schnittstelle 210 zeigt die Anzeige, dass die Ausrichtung des Fahrzeugs 100 auf den Anhänger 105 initiiert ist, einem Benutzer des Fahrzeugs 100 an (beispielsweise über ein Display der Mensch-Maschine-Schnittstelle 210).
  • Alternativ oder zusätzliche dazu detektiert der Elektronikprozessor 220, wann ein neues Objekt (beispielsweise eine Person) in den mehreren Bildern vorliegt, auf Basis des kontinuierlich aktualisierten dreidimensionalen Modells. Wenn der Elektronikprozessor 220 ein neues Objekt detektiert, generiert der Elektronikprozessor 220 eine neue Objektwarnung für den Benutzer des Fahrzeugs (über die Mensch-Maschine-Schnittstelle 210) und überträgt sie. Alternativ oder zusätzlich dazu hindert der Elektronikprozessor das Fahrzeug 100 automatisch daran, das Fahrzeugmanöver automatisch durchzuführen, wenn in den mehreren Bildern ein neues Objekt identifiziert wird.
  • Bei einigen Ausführungsformen bestimmt der Elektronikprozessor 220 eine Höhe der Anhängerkupplung 115. Der Elektronikprozessor bestimmt auf Basis der Höhe der Anhängerkupplung 115 und der Höhe der Anhängevorrichtung 110, ob die Anhängevorrichtung 110 des Fahrzeugs 100 mit der Anhängerkupplung 115 kollidieren wird. Wenn der Elektronikprozessor 220 bestimmt, dass die Anhängevorrichtung 110 mit der Anhängerkupplung 115 kollidieren wird, generiert der Elektronikprozessor 220 eine Kollisionswarnung für den Benutzer des Fahrzeugs 100 zur Anzeige für den Benutzer des Fahrzeugs 100 über die Mensch-Maschine-Schnittstelle 210.
  • Verschiedene Merkmale und Vorteile von gewissen Ausführungsformen sind in den folgenden Ansprüchen dargelegt.

Claims (19)

  1. System zum Ausrichten eines Fahrzeugs auf einen Anhänger, wobei das System umfasst: einen Bildsensor, der ausgebildet ist zum Sammeln von mehreren Bildern; und einen Elektronikprozessor, der ausgebildet ist zum Empfangen der mehreren Bilder von dem Bildsensor, Bestimmen eines dreidimensionalen Modells eines Bereichs um das Fahrzeug unter Verwendung der mehreren Bilder, Steuern des Fahrzeugs zum automatischen Durchführen eines Fahrzeugmanövers zum Ausrichten des Fahrzeugs auf den Anhänger auf Basis des dreidimensionalen Modells des Bereichs um das Fahrzeug, Bestimmen, wann das Fahrzeug auf den Anhänger ausgerichtet ist, und Hindern des Fahrzeugs daran, das Fahrzeugmanöver automatisch durchzuführen, wenn das Fahrzeug auf den Anhänger ausgerichtet ist.
  2. System nach Anspruch 1, wobei der Elektronikprozessor weiterhin ausgebildet ist zum Bestimmen, ob sich das Fahrzeug bezüglich des Anhängers innerhalb eines Startgebiets befindet.
  3. System nach Anspruch 2, wobei der Elektronikprozessor weiterhin ausgebildet ist zum Generieren einer visuellen Darstellung des Startgebiets zur Anzeige für einen Benutzer des Fahrzeugs über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle, wobei die visuelle Darstellung ein über die mehreren Bilder eingeblendeter hervorgehobener Bereich ist.
  4. System nach Anspruch 3, wobei der Elektronikprozessor ausgebildet ist zum Modifizieren der visuellen Darstellung, um anzuzeigen, ob sich das Fahrzeug innerhalb des Startgebiets befindet.
  5. System nach Anspruch 2, wobei, wenn sich das Fahrzeug bezüglich des Anhängers nicht innerhalb des Startbereichs befindet, der Elektronikprozessor ausgebildet ist zum Generieren von Anweisungen zur Anzeige für einen Benutzer des Fahrzeugs über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle zum Positionieren des Fahrzeugs innerhalb des Startgebiets.
  6. System nach Anspruch 1, wobei der Elektronikprozessor ausgebildet ist zum Steuern des Fahrzeugs durch Steuern mindestens eines ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus dem Lenken, der Beschleunigung und dem Bremsen des Fahrzeugs, um das Fahrzeug auf den Anhänger auszurichten.
  7. System nach Anspruch 1, wobei das dreidimensionale Modell des Bereichs um das Fahrzeug eine dreidimensionale Punktwolke ist.
  8. System nach Anspruch 1, wobei der Elektronikprozessor ausgebildet ist zum Bestimmen des dreidimensionalen Modells des Bereichs um das Fahrzeug durch Analysieren der mehreren Bilder unter Verwendung einer Structure-From-Motion-Technik.
  9. System nach Anspruch 1, wobei der Elektronikprozessor weiterhin ausgebildet ist zum Identifizieren eines oder mehrerer Objekte innerhalb der mehreren Bilder auf Basis des dreidimensionalen Modells und von Fahrzeugodometrieinformationen.
  10. System nach Anspruch 1, wobei der Elektronikprozessor weiterhin ausgebildet ist zum ständigen Aktualisieren des dreidimensionalen Modells, während das Fahrzeug gesteuert wird zum automatischen Durchführen des Fahrzeugmanövers.
  11. Verfahren zum Ausrichten eines Fahrzeugs auf einen Anhänger, wobei das Verfahren umfasst: Empfangen, mit einem Elektronikprozessor, von mehreren Bildern von einem Bildsensor; Bestimmen, mit dem Elektronikprozessor, ob sich das Fahrzeug bezüglich des Anhängers innerhalb eines Startgebiets befindet, Bestimmen, mit dem Elektronikprozessor, eines dreidimensionalen Modells eines Bereichs um das Fahrzeug unter Verwendung der mehreren Bilder; Steuern, mit dem Elektronikprozessor, des Fahrzeugs zum automatischen Durchführen eines Fahrzeugmanövers auf Basis des dreidimensionalen Modells des Bereichs um das Fahrzeug; Bestimmen, mit dem Elektronikprozessor, wann das Fahrzeug auf den Anhänger ausgerichtet ist; und Hindern, mit dem Elektronikprozessor, des Fahrzeugs daran, das Fahrzeugmanöver automatisch durchzuführen, wenn das Fahrzeug auf den Anhänger ausgerichtet ist.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, weiterhin umfassend: Empfangen, von einer Mensch-Maschine-Schnittstelle, einer Benutzereingabe, die eine Ausrichtung des Fahrzeugs auf den Anhänger initiiert, und Liefern, an die Mensch-Maschine-Schnittstelle, einer Anzeige, dass eine Ausrichtung des Fahrzeugs auf den Anhänger initiiert ist.
  13. Verfahren nach Anspruch 11, weiterhin umfassend: ständiges Aktualisieren des dreidimensionalen Modells, während das Fahrzeug gesteuert wird, das Fahrzeugmanöver automatisch durchzuführen.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, weiterhin umfassend: Detektieren, wann sich ein neues Objekt in den mehreren Bildern befindet, auf Basis des ständig aktualisierten dreidimensionalen Modells.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, weiterhin umfassend: Generieren einer Neue-Objekt-Warnung für einen Benutzer des Fahrzeugs, wenn in den mehreren Bildern ein neues Objekt identifiziert wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 14, weiterhin umfassend: automatisches Hindern des Fahrzeugs daran, das Fahrzeugmanöver automatisch durchzuführen, wenn in den mehreren Bildern ein neues Objekt identifiziert wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 11, weiterhin umfassend: Empfangen einer manuellen Ausrichtungseingabe von einem Benutzer des Fahrzeugs, wobei die manuelle Ausrichtungseingabe mindestens eines ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus einer manuellen Lenkeingabe, einer manuellen Beschleunigungseingabe und einer manuellen Bremseingabe beinhaltet.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Steuern des Fahrzeugs zum automatischen Durchführen des Fahrzeugmanövers das Steuern des Fahrzeugs zum automatischen Durchführen des Fahrzeugmanövers auf Basis des dreidimensionalen Modells und der manuellen Ausrichtungseingabe beinhaltet.
  19. Verfahren nach Anspruch 11, weiterhin umfassend: Bestimmen einer Höhe einer Anhängerkupplung des Anhängers und einer Höhe einer Anhängevorrichtung des Fahrzeugs; Bestimmen, ob die Anhängevorrichtung mit der Anhängerkupplung kollidieren wird, auf Basis der Höhe der Anhängerkupplung und der Höhe der Anhängevorrichtung; und Generieren einer Kollisionswarnung für einen Benutzer des Fahrzeugs, wenn die Anhängevorrichtung mit der Anhängerkupplung kollidieren wird.
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