WO2020127430A1 - Rückfahrassistenzsystem und verfahren für eine fahrzeug-anhänger-kombination - Google Patents

Rückfahrassistenzsystem und verfahren für eine fahrzeug-anhänger-kombination Download PDF

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    • B62D13/00—Steering specially adapted for trailers
    • B62D13/06—Steering specially adapted for trailers for backing a normally drawn trailer

Definitions

  • the present invention relates to a reversing assistance system and a method for a vehicle / trailer combination.
  • Reversing with trailers can now be assisted or (fully) automated for certain situations. Furthermore, work is being carried out towards autonomous loading due to vehicle-trailer combinations. To assist the driver, to avoid collisions, etc., various aids are installed on the vehicle and on the trailer. Such tools are e.g. Cameras that are installed on the vehicle with a view of the trailer and take pictures. An angle between the longitudinal axis of the vehicle and the longitudinal axis of the trailer is then determined from these images in a computing unit. With this knowledge, the vehicle-trailer combination can be steered relatively precisely. However, it is difficult to determine an exact angle, especially in poor lighting conditions. For an autonomously driving vehicle-trailer combination in particular, it is important to provide the most accurate possible angle in as many situations as possible.
  • An object of this invention is therefore to provide an improved reversing assistance system and method for a vehicle-trailer combination. This object is achieved by the features of the independent patent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
  • a back-up assistance system for a vehicle / trailer combination comprising an image capture device which is set up to generate images of a front of the trailer facing the vehicle. Furthermore, at least one control device is provided, which is set up to determine an angle of the longitudinal axis of the trailer to the longitudinal axis of the vehicle from the captured images.
  • the reversing assistance system also has a light element which is arranged and can be controlled in such a way that it lights up in a light-emitting light when the vehicle / trailer combination is reversing. radiates in the direction of the trailer. By providing a light element radiating towards the trailer, the determination of the position of the trailer relative to the vehicle can be significantly improved, especially in poor visibility conditions such as darkness, dusk, fog, etc.
  • the light element is an adaptive light element that can be controlled such that the light radius illuminates the front of the trailer facing the vehicle at every angle of the longitudinal axis of the trailer to the longitudinal axis of the vehicle during the backward travel of the vehicle-trailer combination.
  • the term the front of the trailer facing the vehicle is to be understood as the side of the trailer which faces the vehicle when the longitudinal axes of the trailer and vehicle are in one line, that is to say the trailer is in an at least approximately straight line with the vehicle .
  • the at least one control device is also set up to determine the angle again at predetermined intervals by means of a feedback loop, also referred to as a control loop, and to control the adaptive light element as a function thereof.
  • a feedback loop also referred to as a control loop
  • the control device can, for example, initiate a corresponding movement of the light element. This can be done via a corresponding control command directly to the Lichtele element or via one or more additional control units.
  • the determination as to whether the front of the trailer is still adequately illuminated is determined, for example, on the basis of the images taken by the image capturing device such as a camera, for example on the basis of image comparison, brightness adjustment, etc. This processing can take place in the control device.
  • the image capturing device is advantageously mounted facing the trailer on the vehicle. Furthermore, the (adaptive) light element is mounted facing the vehicle and the trailer in such a way that emitted light radiates in the direction of the trailer. Due to the attachment to the vehicle, the position of the bil der chargeds Nur relative to the vehicle, its hitch or coupling and thus the coupled trailer is known. This makes it easier to calculate the angle, regardless of the type of trailer that is coupled. It is also advantageous if the at least one control device is present in the vehicle, so that all the means required for the reversing assistance system, that is to say an image capture device, light element and control device, are present in the vehicle. The image capture device, the control device and the light element are advantageously in operative and or communication connection, so that signals such as control signals can be exchanged for one another.
  • the (adaptive) light element is a spotlight or several point lights.
  • the (adaptive) light element is an LED light element or a laser.
  • the light element can also consist of a plurality of individual light elements, such as LED spotlights, lasers, etc., which can be controlled separately or at a distance from one another and can be controlled jointly or individually. These lighting elements can also be arranged at different positions on the vehicle. They can also be controlled separately. It is important that the entire surface of the front of the trailer is illuminated as much as possible, but at least areas there that must be clearly recognizable or ascertainable in order to determine the angle, which depends on the type of image capturing device.
  • a luminous radius of the (adaptive) light element is formed or adaptable in such a way that the front of the trailer facing the vehicle or a predetermined area is completely within the luminous radius.
  • a wide variety of light sources can be used.
  • a single spotlight can be used which emits a light cone which illuminates the entire front of the trailer facing the vehicle, hereinafter also referred to only as the front.
  • several light sources can also be used, each of which can be moved adaptively - similar to a matrix LED arrangement. The type of light element and thus the light source is taken into account in the control for illuminating the front of the trailer by the at least one control device.
  • An illumination area of the (adaptive) light element can also be adjustable, for example by means of one or more diaphragms or corresponding adaptation of the outlet opening of the light.
  • the position of the light element can be adapted by means of servomotors which move the adaptive light element accordingly.
  • the front of trailers can be optimally illuminated under different types, for example size and shape.
  • the exact position of the image capture device and the light element on the vehicle or at the rear of the vehicle depends on the type of vehicle. The positioning should be such that both a clear view through the rear window is possible for the driver, but also the area between the vehicle and trailer and the front of the trailer for the image capture device and the light element is as clear as possible.
  • the position of the image capture device on the vehicle is known as precisely as possible. It is also advantageous if the position of the light element on the vehicle is known exactly, as well as its specification, i.e. Among other things, possible lighting radius, position on the vehicle, possible light intensity, number of illuminants, freedom of movement etc. By knowing the characteristics mentioned as precisely as possible, the calculations for lighting the front of the trailer can be optimized.
  • the at least one control device is also set up to control a steering system of the vehicle and / or of the trailer in order to to fulfill the specified driving task.
  • the (adaptive) light element improves lighting of the front of the trailer can be achieved, which leads to an automated control of the vehicle-trailer combination, especially in poor visibility conditions, due to the higher accuracy of the determination of the angle between the longitudinal axes of the trailer and the vehicle is improved.
  • a method for improved backward travel of a vehicle-trailer combination is proposed, images recorded by means of an image capture device being evaluated from a front side of the trailer facing the vehicle in such a way that an angle of the longitudinal axis of the trailer to the longitudinal axis of the vehicle is determined. Furthermore, light is emitted in a luminous radius in the direction of the trailer by a light element during a backward travel of the vehicle-trailer combination.
  • the light element is an adaptive light element which is arranged and controlled in such a way that the light radius illuminates the front of the trailer facing the vehicle at every angle of the longitudinal axis of the trailer to the longitudinal axis of the vehicle during the reverse travel of the vehicle-trailer combination.
  • the adaptation of the adaptive light element takes place by means of a feedback loop, also referred to as a control loop, by means of which the angle of the trailer in relation to the vehicle is newly determined in predetermined time intervals and then the adaptive light element is dependent on the new detected angle of the trailer is adjusted so that the front of the trailer facing the vehicle is fully illuminated or in a predetermined range.
  • Figure 1 shows a first position of a vehicle-trailer combination according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 shows a second position of a vehicle-trailer combination according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 shows a schematic illustration of a method sequence with a feedback loop according to an embodiment of the present invention.
  • Adaptive lighting elements are now known in the vehicle sector, especially in passenger cars, to illuminate the front area of the vehicle. These systems serve e.g. to make cornering easier, to illuminate passers-by or animals on the side of the road, but also to dim the high beam in oncoming traffic or to illuminate it with only a certain area so that oncoming traffic is not dazzled.
  • image capturing devices such as cameras are used to determine the angle Q between vehicle 1 and trailer 2. These are arranged on the rear of the vehicle with a view of the (potentially attached) trailer and send pictures to a control unit, which evaluates the information and uses this to determine the position of the trailer 2 in relation to the vehicle 1.
  • this determination is only as precise as processing from the data obtained is possible. Is the data noisy, for example, because e.g. If the lighting conditions are poor, the determination of the angle Q is difficult, as a result of which the accuracy of assisted or (fully) automated reverse driving processes, such as parking, become less precise and therefore in need of improvement.
  • a light element 3 is used in order to provide good lighting of the trailer 2, more precisely the side thereof required for determining the angle Q, of the front 20 facing the vehicle, which has already been mentioned several times, even in poor light conditions.
  • the light element 3 can consist of a plurality of individual, also separately or remotely arranged, jointly or individually controllable lighting elements.
  • the front side 20 of the trailer 2 facing the vehicle 1 is thus the side of the trailer 2 which faces the vehicle 1, more precisely the rear of the vehicle. If the longitudinal axis L2 of the trailer 2 is at least approximately in a line to the longitudinal axis L1 of the vehicle 1, i.e. if the angle Q to the vehicle is essentially 180 °, as shown in FIG. 1, the front side 20 of the trailer is therefore directly that Vehicle rear facing.
  • the vehicle-trailer combination is shown below and in the figures as a truck or tractor, which represent the vehicle 1, with a relatively large trailer 2 connected to the vehicle 1 via a drawbar 21.
  • An image capture device 11 arranged at the rear area of the vehicle 1 can record images from the side of the trailer 2 facing the vehicle 1, that is to say its front side 20. to take.
  • an adaptive lighting element 3 is according to a further embodiment also arranged at the rear of the vehicle 1.
  • the light element 3 emits light in a luminous wheel us R, which is shown in the figures by a circle with an associated cone away from the light element 3.
  • the front side 20 of the trailer 2 is completely covered by the luminous radius R, as can be seen in FIG. 1.
  • the luminous radius R can, however, only illuminate a predetermined area which is necessary for determining the angle Q.
  • the illumination can be solved by a non-adaptive light element 3.
  • This non-adaptive light element 3 can also be controllable, in the simplest version, in order to be switched on when a reversing movement is detected and switched off when it is ended. It can also be controllable, e.g. to be able to change the opening angle to the lighting, which e.g. can be done by means of diaphragms.
  • an adaptive light element 3 is advantageous, as shown in FIG.
  • the adaptive light element 3 can additionally be controlled, for example by means of servomotors, in order to change its orientation, ie in order to be pivoted to the left or right and / or up or down or in other directions, depending on the design of the servomotors.
  • the adaptive light element 3, but also the non-adaptive light element 3 described above, can be formed in a wide variety of ways, for example as a spotlight with an illuminated radius R, as an LED spotlight with an LED element emitting a cone of light with an illuminated radius R or several LED elements, which form a corresponding light cone with an illuminated radius R, or as one or more other radiating elements.
  • the image capture device 1 1 can be formed as a camera or other suitable device, as long as the position or location of the trailer 2 with respect to the vehicle 1 can be determined from the information obtained therefrom.
  • the precise ge, how the position or location of the trailer 2 with respect to the vehicle 1 is determined is not explained here, since this is known to the person skilled in the art from the prior art.
  • the accuracy of the detection of the angle Q is further improved by using a feedback loop, also referred to as a control loop, as shown in FIG. 3 as a schematic sequence.
  • a feedback loop also referred to as a control loop
  • the image is taken to determine the position and processed, which is a loop S3 between the step of image acquisition and processing S1 and the step of adaptively adapting the light element S2 3 is shown.
  • a rigid light element 3 is positioned, for example, at the rear of the vehicle 1, so that the position of the trailer 2 can be better determined when driving backwards, especially in poor light conditions.
  • An increase is an adaptive light element 3, which is provided with a control which can receive control signals which determine the position of the trailer 2, the control signals being generated, for example, by one of the control devices.
  • the adaptive light element 3 can then be moved into a predetermined position in accordance with the control signals, for example via existing servomotors, so that the front 20 of the trailer 2 is also illuminated when it is not in a straight line behind the vehicle 1, that is to say at an angle Q ⁇ 180 degrees or Q> 180 degrees to the vehicle. This improves parking and not only reverse driving, especially in poor lighting conditions.
  • a feedback loop can also be introduced.
  • the determination of the angle Q is then repeated at predetermined time intervals, so that when the angle Q changes, the alignment of the light element 3 and thus the lighting radius R can be adjusted so that the entire front side 20 of the trailer 2 is illuminated again .
  • the vehicle can in principle be any type of tractor, i.e. both a car and a truck or other vehicle that is suitable for pulling a trailer.
  • the type and attachment of the image capturing device and the light element 3 are to be selected accordingly.

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Abstract

Vorgeschlagen wird ein Rückfahrassistenzsystem für eine Fahrzeug-Anhänger- Kombination (1, 2), aufweisend eine Bilderfassungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, Bilder einer dem Fahrzeug (1 ) zugewandten Vorderseite (20) des Anhängers (2) zu erzeugen. Ferner ist mindestens eine Steuereinrichtung vorgesehen, die dazu eingerichtet ist, aus den erfassten Bildern einen Winkel (Θ) der Längsachse (L2) des Anhängers (2) zur Längsachse (L1 ) des Fahrzeugs (1 ) zu ermitteln. Das Rückfahrassistenzsystem weist hierzu ferner ein Lichtelement (3) auf, das derart angeordnet und ansteuerbar ist, dass es während einer Rückwärtsfahrt der Fahrzeug-Anhänger-Kombination (1, 2) Licht in einem Leuchtradius (R) in Richtung Vorderseite (20) des Anhängers (2) ausstrahlt. Ferner wird ein zugehöriges Verfahren vorgeschlagen.

Description

Rückfahrassistenzsvstem und Verfahren für eine Fahrzeug-Anhänger-Kombination
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Rückfahrassistenzsystem und ein Verfahren für eine Fahrzeug-Anhänger-Kombination.
Das Rückwärtsfahren mit Anhängern kann mittlerweile assistiert oder auch (voll-) automatisiert für bestimmte Situationen erfolgen. Ferner wird auf ein autonomes Be wegen von Fahrzeug-Anhänger-Kombinationen hin gearbeitet. Zur Unterstützung des Fahrers, zur Kollisionsvermeidung etc. sind diverse Hilfsmittel am Fahrzeug und am Anhänger verbaut. Solche Hilfsmittel sind z.B. Kameras, welche am Fahrzeug mit Blick zum Anhänger verbaut sind und Bilder aufnehmen. Aus diesen Bildern wird dann in einer Recheneinheit ein Winkel zwischen der Längsachse des Fahrzeugs und der Längsachse des Anhängers ermittelt. Durch diese Kenntnis kann die Fahr zeug-Anhänger-Kombination relativ genau gelenkt werden. Vor allem bei schlechten Lichtverhältnissen ist es allerdings schwierig, einen genauen Winkel zu bestimmen. Insbesondere für eine autonom fahrende Fahrzeug-Anhänger-Kombination ist ein Bereitstellen eines möglichst genauen Winkels in möglichst allen vorkommenden Si tuationen wichtig.
Eine Aufgabe dieser Erfindung ist es deshalb, ein verbessertes Rückfahrassistenz system und Verfahren für eine Fahrzeug-Anhänger-Kombination bereitzustellen. Die se Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Patentan sprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen An sprüche.
Vorgeschlagen wird ein Rückfahrassistenzsystem für eine Fahrzeug-Anhänger- Kombination, aufweisend eine Bilderfassungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, Bilder einer dem Fahrzeug zugewandten Vorderseite des Anhängers zu erzeugen. Ferner ist mindestens eine Steuereinrichtung vorgesehen, die dazu eingerichtet ist, aus den erfassten Bildern einen Winkel der Längsachse des Anhängers zur Längs achse des Fahrzeugs zu ermitteln. Das Rückfahrassistenzsystem weist hierzu ferner ein Lichtelement auf, das derart angeordnet und ansteuerbar ist, dass es während einer Rückwärtsfahrt der Fahrzeug-Anhänger-Kombination Licht in einem Leuchtra- dius in Richtung des Anhängers ausstrahlt. Durch Bereitstellen eines zum Anhänger hin strahlenden Lichtelements kann die Ermittlung der Position des Anhängers relativ zum Fahrzeug insbesondere bei schlechten Sichtverhältnissen wie Dunkelheit, Dämmerung, Nebel etc. deutlich verbessert werden.
In einer Ausführung ist das Lichtelement ein adaptives Lichtelement, das derart an steuerbar ist, dass der Leuchtradius während der Rückwärtsfahrt der Fahrzeug- Anhänger-Kombination die dem Fahrzeug zugewandte Vorderseite des Anhängers in jedem Winkel der Längsachse des Anhängers zur Längsachse des Fahrzeugs be leuchtet.
Durch das adaptive Führen des Leuchtradius des Lichtelements, also des Bereichs, in dem das Lichtelement Licht ausstrahlt, in Abhängigkeit von dem Winkel zwischen Fahrzeug und Anhänger kann eine deutlich verbesserte Ausleuchtung des relevan ten Bereichs zur Bestimmung des Winkels zwischen Fahrzeug und Anhänger erfol gen. Somit kann eine verbesserte Genauigkeit der Erfassung des Winkels zwischen Fahrzeug und Anhänger auch bei schlechten Lichtverhältnissen gewährleistet wer den und damit wird ein automatisiertes bis hin zu einem autonomen Einparken, oder anderen Vorgängen beim Rückwärtsfahren, verbessert.
Unter dem Begriff dem Fahrzeug zugewandte Vorderseite des Anhängers ist die Sei te des Anhängers zu verstehen, welche dem Fahrzeug zugewandt ist, wenn sich die Längsachsen von Anhänger und Fahrzeug in einer Linie befinden, der Anhänger also in einer zumindest annähernd geraden Linie mit dem Fahrzeug ist.
In einer Ausführung ist die mindestens eine Steuereinrichtung ferner dazu eingerich tet, mittels einer Feedback-Schleife, auch als Regelschleife bezeichnet, den Winkel in vorgegebenen Abständen erneut zu ermitteln und das adaptive Lichtelement ab hängig davon anzusteuern. Durch das wiederholte Ermitteln des Winkels zwischen Fahrzeug und Anhänger, genauer deren Längsachsen, und daraufhin erneutem Be rechnen der Position des Anhängers relativ zum Fahrzeug kann ermittelt werden, ob das Lichtelement die Vorderseite des Anhängers immer noch vollständig oder in ei nem vorgegebenen Bereich beleuchtet, oder ob eine Anpassung nötig ist. Wenn eine Anpassung der Position bzw. der Ausrichtung des Lichtelements nötig ist, dann kann z.B. die Steuereinrichtung eine entsprechende Bewegung des Lichtelements veran lassen. Dies kann über einen entsprechenden Steuerbefehl direkt an das Lichtele ment oder über eine oder mehrere zusätzliche Steuereinheiten erfolgen. Die Be stimmung, ob die Vorderseite des Anhängers noch genügend beleuchtet ist, wird z.B. anhand der von der Bilderfassungseinrichtung wie einer Kamera aufgenommenen Bilder ermittelt, z.B. aufgrund Bildvergleich, Helligkeitsabgleich etc.. Diese Verarbei tung kann in der Steuereinrichtung erfolgen.
Vorteilhaft ist die Bilderfassungseinrichtung dem Anhänger zugewandt an dem Fahr zeug montiert. Ferner ist das (adaptive) Lichtelement an dem Fahrzeug und dem An hänger zugewandt derart montiert, dass ausgesendetes Licht in Richtung des Anhä ngers strahlt. Durch die Befestigung am Fahrzeug ist einerseits die Position der Bil derfassungseinrichtung relativ zum Fahrzeug, zu dessen Anhängevorrichtung bzw. Kupplung und damit zum angekoppelten Anhänger bekannt. Dies erleichtert die Be rechnung des Winkels, auch unabhängig davon, welche Art von Anhänger angekop pelt wird. Vorteilhaft ist auch, wenn die mindestens eine Steuereinrichtung im Fahr zeug vorhanden ist, so dass alle für das Rückfahrassistenzsystem benötigten Mittel, also Bilderfassungseinrichtung, Lichtelement und Steuereinrichtung im Fahrzeug vorhanden sind. Vorteilhaft stehen die Bilderfassungseinrichtung, die Steuereinrich tung und das Lichtelement in Wirk- und oder Kommunikationsverbindung, so dass gegenseitig Signale wie Steuersignale ausgetauscht werden können.
In einer Ausführung ist das (adaptive) Lichtelement ein Strahler oder mehrere Punkt leuchten. In einer Ausführung ist das (adaptive) Lichtelement ein LED-Lichtelement oder ein Laser. Das Lichtelement kann auch aus mehreren einzelnen, auch separat bzw. entfernt voneinander angeordneten, gemeinsam oder einzeln ansteuerbaren Leuchtelementen wie LED-Strahlern, Lasern etc. bestehen. Diese Leuchtelemente können auch an unterschiedlichen Positionen am Fahrzeug angeordnet sein. Sie können auch separat ansteuerbar sein. Wichtig ist, dass möglichst die gesamte Flä che der Vorderseite des Anhängers ausgeleuchtet ist, mindestens aber Bereiche da von, die zu einer Bestimmung des Winkels gut erkennbar bzw. erfassbar sein müs sen, was von der Art der Bilderfassungseinrichtung abhängt. In einer Ausführung ist ein Leuchtradius des (adaptiven) Lichtelements derart gebil det oder anpassbar, dass die dem Fahrzeug zugewandte Vorderseite des Anhängers oder ein vorgegebener Bereich vollständig innerhalb des Leuchtradius ist. Je nach Ausführung können unterschiedlichste Lichtquellen verwendet werden. Es kann ein einziger Strahler verwendet werden, der einen Lichtkegel aussendet, welcher die ge samte dem Fahrzeug zugewandte Vorderseite des Anhängers, nachfolgend auch nur als Vorderseite bezeichnet, beleuchtet. Es können aber auch mehrere Lichtquellen verwendet werden, wovon jede adaptiv bewegbar ist - ähnlich einer Matrix-LED- Anordnung. Die Art des Lichtelements und damit der Lichtquelle wird bei der Steue rung zur Ausleuchtung der Vorderseite des Anhängers von der mindestens einen Steuereinrichtung berücksichtigt. Auch kann ein Beleuchtungsbereich des (adapti ven) Lichtelements einstellbar sein, z.B. mittels einer oder mehrerer Blenden oder entsprechender Anpassung der Austrittsöffnung des Lichts. Das Adaptieren der Posi tion des Lichtelements kann mittels Stellmotoren erfolgen, die das adaptive Lichtele ment entsprechend bewegen. Somit kann die Vorderseite von Anhängern unter schiedlicher Art, d.h. beispielsweise Größe und Form, optimal beleuchtet werden.
Die genaue Position der Bilderfassungseinrichtung und des Lichtelements am Fahr zeug bzw. am Fahrzeugheck hängt von der Art des Fahrzeugs ab. Die Positionierung sollte derart erfolgen, dass sowohl ein freier Blick durch die Heckscheibe für den Fahrer möglich ist, aber auch der Bereich zwischen Fahrzeug und Anhänger und die Vorderseite des Anhängers für die Bilderfassungseinrichtung und das Lichtelement möglichst frei ist. Zur Berechnung des Winkels ist die Position der Bilderfassungsein richtung am Fahrzeug möglichst exakt bekannt. Auch ist es vorteilhaft, wenn die Po sition des Lichtelements am Fahrzeug genau bekannt ist, sowie deren Spezifikation, d.h. unter anderem möglicher Leuchtradius, Position am Fahrzeug, mögliche Licht stärke, Anzahl Leuchtmittel, Bewegungsspielraum etc.. Durch möglichst genaue Kenntnis der genannten Charakteristika können die Berechnungen zur Beleuchtung der Vorderseite des Anhängers optimiert werden.
In einer Ausführung ist die mindestens eine Steuereinrichtung ferner dazu eingerich tet ist, ein Lenksystem des Fahrzeugs und/oder des Anhängers zu steuern, um eine vorgegebene Fahraufgabe zu erfüllen. Durch das (adaptive) Lichtelement kann eine verbesserte Beleuchtung der Vorderseite des Anhängers erreicht werden, was dazu führt, dass ein automatisiertes Steuern der Fahrzeug-Anhänger-Kombination vor al lem bei schlechten Sichtverhältnissen durch die höhere Genauigkeit der Bestimmung des Winkels zwischen den Längsachsen des Anhängers und des Fahrzeugs verbes sert wird.
Die aufgeführten Vorteile gelten gleichermaßen für das nachfolgend beschriebene Verfahren, welches als Softwareprogramm beispielsweise auf einer Steuereinrich tung ausführbar ist.
Ferner wird ein Verfahren zur verbesserten Rückwärtsfahrt einer Fahrzeug- Anhänger-Kombination vorgeschlagen, wobei mittels einer Bilderfassungseinrichtung aufgenommene Bilder von einer dem Fahrzeug zugewandten Vorderseite des Anhä ngers derart ausgewertet werden, dass ein Winkel der Längsachse des Anhängers zur Längsachse des Fahrzeugs ermittelt wird. Ferner wird durch ein Lichtelement während einer Rückwärtsfahrt der Fahrzeug-Anhänger-Kombination Licht in einem Leuchtradius in Richtung des Anhängers ausgestrahlt.
In einer Ausführung ist das Lichtelement ein adaptives Lichtelement, das derart an geordnet und angesteuert wird, dass der Leuchtradius während der Rückwärtsfahrt der Fahrzeug-Anhänger-Kombination die dem Fahrzeug zugewandte Vorderseite des Anhängers in jedem Winkel der Längsachse des Anhängers zur Längsachse des Fahrzeugs beleuchtet.
In einer Ausführung erfolgt die Anpassung des adaptiven Lichtelements mittels einer Feedback-Schleife, auch als Regelschleife bezeichnet, durch welche in vorbestimm ten Zeitintervallen der Winkel des Anhängers im Verhältnis zum Fahrzeug neu ermit telt wird und daraufhin das adaptive Lichtelement abhängig vom neuen erfassten Winkel des Anhängers angepasst wird, so dass die dem Fahrzeug zugewandte Vor derseite des Anhängers vollständig oder in einem vorgegebenen Bereich beleuchtet wird. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungsgemäße Einzelheiten zeigt, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kom bination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der bei gefügten Zeichnung näher erläutert.
Figur 1 zeigt eine erste Stellung einer Fahrzeug-Anhänger-Kombination gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
Figur 2 zeigt eine zweite Stellung einer Fahrzeug-Anhänger-Kombination gemäß ei ner Ausführung der vorliegenden Erfindung.
Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrensablaufs mit Feedback- Schleife gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
In den nachfolgenden Figurenbeschreibungen sind gleiche Elemente bzw. Funktio nen mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Adaptive Lichtelemente sind im Fahrzeugbereich, vor allem bei PKWs, mittlerweile bekannt, um den vorderen Bereich des Fahrzeugs auszuleuchten. Diese Systeme dienen z.B. dazu, Kurvenfahrt zu erleichtern, Passanten oder Tiere am Straßenrand anzuleuchten, aber auch, um das Fernlicht bei Gegenverkehr abzublenden oder da mit nur einen bestimmten Bereich auszuleuchten, so dass der Gegenverkehr nicht geblendet wird.
Für die Rückwärtsfahrt eines Fahrzeugs 1 mit daran angekoppeltem Anhänger 2 sind zwar bereits Systeme bekannt, welche einen Winkel Q zwischen Längsachse L2 des Anhängers 2 und Längsachse L1 des Fahrzeugs 1 bestimmen können. Aber es ist immer noch problematisch, den Winkel Q möglichst exakt zu bestimmen, vor allem bei schlechten Sichtverhältnissen wie Dämmerung, Dunkelheit, Nebel, Regen, Schnee etc., kurz bei allen Sichtverhältnissen, bei denen die Auflösung der Bilder fassungseinrichtung wie einer Kamera zur Bestimmung der Lage des Anhängers 2 nicht ausreicht oder beeinträchtigt ist.
Es werden in der Regel Bilderfassungseinrichtungen wie Kameras zur Bestimmung des Winkels Q zwischen Fahrzeug 1 und Anhänger 2 verwendet. Diese sind an der Rückseite des Fahrzeugs mit Blickrichtung zum (potentiell angehängten) Anhänger angeordnet und senden Bilder an eine Steuereinheit, welche die Informationen aus wertet und daraus die Lage des Anhängers 2 in Relation zum Fahrzeug 1 bestimmt. Diese Bestimmung ist allerdings nur so genau, wie eine Verarbeitung aus den erhal tenen Daten möglich ist. Sind die Daten beispielsweise verrauscht, da z.B. schlechte Lichtverhältnisse herrschen, ist die Bestimmung des Winkels Q erschwert, wodurch die Genauigkeit von assistierten bzw. (voll-)automatisierten Rückwärtsfahrvorgängen wie Einparken ungenauer und damit verbesserungswürdig werden.
Deshalb wird erfindungsgemäß ein Lichtelement 3 eingesetzt, um auch bei schlech ten Lichtverhältnissen eine gute Beleuchtung des Anhängers 2, genauer der für die Bestimmung des Winkels Q nötigen Seite davon, der bereits mehrfach erwähnten dem Fahrzeug zugewandten Vorderseite 20, zu schaffen. Das Lichtelement 3 kann aus mehreren einzelnen, auch separat bzw. entfernt voneinander angeordneten, gemeinsam oder einzeln ansteuerbaren Leuchtelementen bestehen.
Die dem Fahrzeug 1 zugewandte Vorderseite 20 des Anhängers 2 ist also die Seite des Anhängers 2, welche dem Fahrzeug 1 , genauer dem Fahrzeugheck, direkt zu gewandt ist. Wenn sich die Längsachse L2 des Anhängers 2 zumindest annähernd in einer Linie zur Längsachse L1 des Fahrzeugs 1 befindet, wenn also der Winkel Q zum Fahrzeug im Wesentlichen 180° beträgt, wie in Figur 1 dargestellt, ist die Vor derseite 20 des Anhängers also direkt dem Fahrzeugheck zugewandt. Die Fahrzeug- Anhänger-Kombination ist nachfolgend und in den Figuren als LKW bzw. Zugma schine, welche das Fahrzeug 1 darstellen, mit relativ großem, über eine Deichsel 21 mit dem Fahrzeug 1 verbundenen Anhänger 2 dargestellt. Eine am Heckbereich des Fahrzeugs 1 angeordnete Bilderfassungseinrichtung 11 kann Bilder von der dem Fahrzeug 1 zugewandten Seite des Anhängers 2, also dessen Vorderseite 20, auf- nehmen. Diese Bilder werden an eine entsprechende Steuereinrichtung (in den Figu ren nicht gezeigt), welche z.B. im Fahrzeug 1 vorhanden ist, zur Weiterverarbeitung gesendet. Die Daten werden so aufbereitet, dass daraus ein Winkel Q der Längsach se L2 des Anhängers 2 zur Längsachse L1 des Fahrzeugs 1 ermittelt werden kann. Im in Figur 1 gezeigten Fall ist dieser Winkel Q = 180 Grad. Um eine für eine gute Bildverarbeitung ausreichende Beleuchtung auch in Situationen, in denen schlechte Lichtverhältnisse herrschen, z.B. Dämmerung oder Nebel, und in Situationen, in de nen der Winkel Q nicht 180 Grad beträgt, zu ermöglichen, ist gemäß einer weiteren Ausführung ein adaptives Lichtelement 3 ebenfalls am Heckbereich des Fahrzeugs 1 angeordnet.
Wie in Figuren 1 und 2 gezeigt, strahlt das Lichtelement 3 Licht in einem Leuchtradi us R aus, welcher in den Figuren durch einen Kreis mit zugehörigem Kegel vom Lichtelement 3 weg gezeigt ist. Die Vorderseite 20 des Anhängers 2 wird in dieser Ausführung vollständig von dem Leuchtradius R erfasst, wie in Figur 1 zu sehen. Der Leuchtradius R kann aber auch nur einen vorgegebenen Bereich ausleuchten, der zur Bestimmung des Winkels Q nötig ist. Bei einem Winkel Q von 180 Grad oder nahe daran kann die Ausleuchtung durch ein nicht-adaptives Lichtelement 3 gelöst wer den. Auch dieses nicht-adaptive Lichtelement 3 kann ansteuerbar sein, in der ein fachsten Ausführung, um bei einer Erfassung einer Rückwärtsfahrt eingeschaltet und bei Beendigung ausgeschaltet zu werden. Auch kann es ansteuerbar sein, um z.B. den Öffnungswinkel zur Beleuchtung ändern zu können, was z.B. mittels Blenden geschehen kann.
Sollte der Anhänger 2 aber einen Winkel Q von größer oder kleiner 180 Grad aufwei sen, d.h. dass sich der Anhänger 2, genauer dessen Längsachse L2, nicht mehr in (annähernd) gerader Linie zum Fahrzeug 1 , genauer dessen Längsachse L1 , befin det, dann ist ein adaptives Lichtelement 3 vorteilhaft, wie in Figur 2 gezeigt. Das adaptive Lichtelement 3 ist hierzu zusätzlich z.B. mittels Stellmotoren ansteuerbar, um seine Ausrichtung zu ändern, d.h. um nach links oder rechts und/oder nach oben oder unten oder in andere Richtungen geschwenkt zu werden, je nach Ausführung der Stellmotoren. Das adaptive Lichtelement 3, aber auch das oben beschriebene nicht-adaptive Lichtelement 3, kann in unterschiedlichster Art und Weise gebildet sein, z.B. als Strahler mit Leuchtradius R, als LED-Strahler mit einem einen Lichtkegel mit in einem Leuchtradius R ausstrahlendem LED-Element oder mehreren LED-Elementen, die einen entsprechenden Lichtkegel mit Leuchtradius R bilden, oder als ein oder mehre re andere strahlende Elemente.
Die Bilderfassungseinrichtung 1 1 kann als Kamera oder andere geeignete Einrich tung gebildet sein, solange aus den davon erhaltenen Informationen die Position bzw. Lage des Anhängers 2 bzgl. des Fahrzeugs 1 bestimmt werden kann. Die ge naue Ausführung, wie die Position bzw. Lage des Anhängers 2 bzgl. des Fahrzeugs 1 bestimmt wird, wird hier nicht näher erläutert, da dies dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannt ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird die Genauigkeit der Erfassung des Winkels Q weiter verbessert, indem eine Feedback-Schleife, auch als Regelschleife bezeichnet, verwendet wird, wie in Figur 3 als schematischer Ablauf gezeigt. Hierbei werden in vorgegebenen Zeitabständen, z.B. einigen Millisekunden bis hin zu einigen Sekunden, je nach anstehenden Manöver der Fahrzeug-Anhänger-Kombination, Bil der zur Bestimmung der Position aufgenommen und verarbeitet, was als Schleife S3 zwischen dem Schritt der Bilderfassung und Verarbeitung S1 und dem Schritt des adaptiven Anpassens S2 des Lichtelements 3 dargestellt ist. Durch die regelmäßige Aktualisierung der Positionserfassung des Anhängers 2 bezüglich des Fahrzeugs 1 innerhalb eines Manövers, z.B. Einparken, wird die Genauigkeit der Positionserfas sung deutlich verbessert.
Durch die Erfindung können unterschiedliche Ausprägungen der Beleuchtung zur Verbesserung der Ermittlung der Anhängerposition im Verhältnis zur Fahrzeugpositi on realisiert werden. Im einfachsten Fall wird lediglich ein starres Lichtelement 3 z.B. am Heck des Fahrzeugs 1 positioniert, so dass die Position des Anhängers 2 bei Rückwärtsfahrt besser ermittelt werden kann, vor allem bei schlechten Lichtverhält nissen. Eine Steigerung ist ein adaptives Lichtelement 3, welches mit einer Steuerung verse hen ist, welche Steuersignale empfangen kann, welche die Position des Anhängers 2 bestimmen, wobei die Steuersignale z.B. von einer der Steuereinrichtungen erzeugt werden. Das adaptive Lichtelement 3 ist dann entsprechend der Steuersignale z.B. über vorhandene Stellmotoren in eine vorgegebene Position bewegbar, so dass die Vorderseite 20 des Anhängers 2 auch beleuchtet ist, wenn dieser nicht in gerader Linie hinter dem Fahrzeug 1 , also in einem Winkel Q < 180 Grad oder Q > 180 Grad zum Fahrzeug steht. Somit werden ein Einparken und ein nicht ausschließlich gera des Rückwärtsfahren vor allem bei schlechten Lichtverhältnissen verbessert.
Um die Genauigkeit der Erfassung der Position des Anhängers 2 im Verhältnis zum Fahrzeug 1 zu ermitteln, also den Winkel Q, zu erhöhen, kann noch eine Feedback- Schleife eingeführt werden. Hier wird dann in vorgegebenen Zeitabständen die Er mittlung des Winkel Q wiederholt, so dass bei einer Änderung des Winkels Q eine Anpassung der Ausrichtung des Lichtelements 3 und damit des Leuchtradius R er folgen kann, so dass wieder die gesamte Vorderseite 20 des Anhängers 2 beleuchtet ist.
Bei der Fahrzeug-Anhänger-Kombination kann das Fahrzeug im Prinzip jede Art von Zugmaschine sein, also sowohl ein PKW als auch ein LKW oder anderes Fahrzeug, das geeignet ist, einen Anhänger zu ziehen. Je nach Art des Fahrzeugs sind Art und Anbringung der Bilderfassungseinrichtung und des Lichtelements 3 entsprechend zu wählen.
Bezuqszeichenliste
1 Fahrzeug
11 Bilderfassungseinrichtung
2 Anhänger
20 Vorderseite bzw. dem Fahrzeug zugewandte Vorderseite
21 Deichsel
3 adaptives Lichtelement
L1 Längsachse Fahrzeug
L2 Längsachse Anhänger
R Leuchtradius
Q Winkel der Längsachse des Anhängers zur Längsachse des Fahrzeugs
S1 , S2 Verfahrensschritte
S3 Feedbackschleife

Claims

Patentansprüche
1. Rückfahrassistenzsystem für eine Fahrzeug-Anhänger-Kombination (1 , 2), aufweisend:
- eine Bilderfassungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, Bilder einer dem Fahrzeug (1 ) zugewandten Vorderseite (20) des Anhängers (2) zu erzeugen;
- mindestens eine Steuereinrichtung, die dazu eingerichtet ist, aus den erfassten Bildern einen Winkel (0) der Längsachse (L2) des Anhängers (2) zur Längsachse (L1 ) des Fahrzeugs (1 ) zu ermitteln, wobei das Rückfahrassistenzsystem ferner ein Lichtelement (3) aufweist, das derart angeordnet und ansteuerbar ist, dass es während einer Rückwärtsfahrt der Fahrzeug-Anhänger-Kombination (1 , 2) Licht in einem Leuchtradius (R) in Richtung Vorderseite (20) des Anhängers (2) ausstrahlt.
2. System nach Anspruch 1 , wobei das Lichtelement (3) ein adaptives Lichtelement (3) ist, das derart ansteuerbar ist, dass der Leuchtradius (R) während der
Rückwärtsfahrt der Fahrzeug-Anhänger-Kombination (1 , 2) die dem Fahrzeug zugewandte Vorderseite (20) des Anhängers (2) in jedem Winkel (0) der Längsachse (L2) des Anhängers (2) zur Längsachse (L1 ) des Fahrzeugs (1 ) beleuchtet.
3. System nach Anspruch 2, wobei die mindestens eine Steuereinrichtung ferner dazu eingerichtet ist, mittels einer Feedback-Schleife den Winkel (0) in
vorgegebenen Abständen erneut zu ermitteln und das adaptive Lichtelement (3) abhängig davon anzusteuern.
4. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Lichtelement (3) ein Strahler oder mehrere Punktleuchten sind.
5. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Lichtelement (3) ein LED-Lichtelement oder ein Laser ist.
6. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Leuchtradius (R) des Lichtelements (3) derart gebildet oder anpassbar ist, dass die dem Fahrzeug zugewandte Vorderseite (20) des Anhängers (2) vollständig innerhalb des Leuchtradius (R) ist.
7. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine Steuereinrichtung ferner dazu eingerichtet ist, ein Lenksystem des Fahrzeugs (1 ) und/oder des Anhängers (2) zu steuern, um eine vorgegebene Fahraufgabe zu erfüllen.
8. Verfahren zur verbesserten Rückwärtsfahrt einer Fahrzeug-Anhänger-Kombination
(1. 2), wobei mittels einer Bilderfassungseinrichtung aufgenommene Bilder von einer dem Fahrzeug zugewandten Vorderseite (20) des Anhängers (2) derart ausgewertet werden (S1 ), dass ein Winkel (0) der Längsachse (L2) des Anhängers (2) zur Längsachse (L1 ) des Fahrzeugs (1 ) ermittelt wird (S2), und wobei ein Lichtelement (3) derart angeordnet ist und gesteuert oder angesteuert wird, dass es während einer Rückwärtsfahrt der Fahrzeug-Anhänger-Kombination (1 , 2) Licht in einem
Leuchtradius (R) in Richtung Vorderseite (20) des Anhängers (2) ausstrahlt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Lichtelement (3) ein adaptives
Lichtelement (3) ist, das derart angeordnet und ansteuerbar ist, dass der
Leuchtradius (R) während der Rückwärtsfahrt der Fahrzeug-Anhänger-Kombination
(1. 2) die dem Fahrzeug zugewandte Vorderseite (20) des Anhängers (2) in jedem Winkel (0) der Längsachse (L2) des Anhängers (2) zur Längsachse (L1 ) des
Fahrzeugs (1 ) beleuchtet.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Anpassung (S2) des adaptiven
Lichtelements (3) mittels einer Feedback-Schleife erfolgt, durch welche in
vorbestimmten Zeitintervallen der Winkel (0) des Anhängers (2) im Verhältnis zum Fahrzeug (1 ) neu ermittelt wird (S2) und daraufhin das adaptive Lichtelement (3) abhängig vom neuen erfassten Winkel (0) des Anhängers (2) angepasst wird, so dass die dem Fahrzeug zugewandte Vorderseite (20) des Anhängers (2) vollständig oder in einem vorgegebenen Bereich beleuchtet wird.
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