DE102011113197A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung eines Winkels zwischen einem Zugfahrzeug und einem daran gekoppelten Anhänger - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung eines Winkels zwischen einem Zugfahrzeug und einem daran gekoppelten Anhänger Download PDFInfo
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Abstract
Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung eines Winkels zwischen einem Zugfahrzeug 1 und einem daran gekoppelten Anhänger 2. Mit Hilfe einer Bilderfassungsvorrichtung 3 wird ein Bild des Anhängers 2 erfasst, wobei das erfasste Bild von einer Bildauswertungsvorrichtung 16 ausgewertet wird, um daraus den Winkel zu bestimmen.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung eines Winkels zwischen einem Zugfahrzeug und einem daran gekoppelten Anhänger.
- Zur Unterstützung bei Fahrten mit einem Anhänger existieren verschiedene Assistenzsysteme. Unterschieden wird dabei zwischen passiven Systemen, bei denen beispielsweise Hilfslinien in einem Rückfahrkamerabild angezeigt werden, und aktiven Systemen, bei denen beispielsweise unterstützende Regeleingriffe erfolgen. Aktive Systeme benötigen einen Sensor zur Messung einer Deichselbewegung. Dies kann ein in einer Anhängerkupplung integrierter Drehrichtungssensor oder Magnetsensor sein. Die Deichsel des Anhängers muss demzufolge einen Magneten an einem Gegenstück zur Anhängerkupplung umfassen. Bei einer Änderung des Winkels zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger ändert sich somit die Ausrichtung des Magneten zum Magnetsensor. Dies wird vom Magnetsensor detektier und kann für die Bestimmung der Winkeländerung verwendet werden. Eine derartige Winkelbestimmung erfordert, dass die Anhängerkupplung mit solch einem Magneten ausgestattet ist, ansonsten ist eine Winkelbestimmung nicht möglich. Des Weiteren ist die magnetbasierte Art der Winkelbestimmung anfällig für Magnetfelder oder Magnetfeldverzerrungen, die auf Grund einer Beladung des Zugfahrzeugs oder des Anhängers auftreten können.
- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung eines Winkels zwischen einem Zugfahrzeug und einem daran gekoppelten Anhänger bereitzustellen, wobei eine sehr genaue Bestimmung der Anhängerbewegung und somit eine aktive Fahrunterstützung ermöglicht wird. Des Weiteren soll die Bestimmung des Winkels kostengünstig und robust gegenüber externen Einflüssen möglich sein.
- Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung gemäß Anspruch 12 gelöst.
- Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
- Erfindungsgemäß werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung eines Winkels zwischen einem Zugfahrzeug und einem daran gekoppelten Anhänger bereitgestellt, wobei ein Bild des Anhängers mit Hilfe einer Bilderfassungsvorrichtung erfasst wird, wobei es sich bei der Bilderfassungsvorrichtung um eine Rückkamera mit bekannten inneren und äußeren Kameraparametern handeln kann, welche bereits in vielen Fahrzeugen standardisiert enthalten ist. Das Verfahren und die Vorrichtung sind dadurch gekennzeichnet, dass das Auswerten des erfassten Bildes durch eine Bildverarbeitung erfolgt, wobei die Bildverarbeitung auf einem dreidimensionalen Bewegungsmodell einer Anhängerdeichsel beruht. Dadurch kann der Winkel, beispielsweise ein Anfangsknickwinkel, zwischen dem Fahrzeug und dem Anhänger bestimmt werden.
- Der Winkel zwischen dem Fahrzeug und dem daran gekoppelten Anhänger wird durch Auswerten von Bilddaten bestimmt, dadurch sind keine besonderen Einrichtungen an dem Anhänger erforderlich, so dass das Verfahren und die Vorrichtung mit einem beliebigen Anhänger angewendet werden können. Viele Fahrzeuge verfügen über eine Bilderfassungsvorrichtung, beispielsweise eine Rückkamera, die den Fahrer des Zugfahrzeugs beim Einparken oder Rangieren unterstützt. So kann das Verfahren und die Vorrichtung kostengünstig, beispielsweise in einem Steuergerät des Fahrzeugs, realisiert werden.
- Das Verfahren und die Vorrichtung zur Winkelbestimmung können auf einer Auswertung von korrespondierenden Merkmalspunkten von zeitlich aufeinanderfolgenden Bildern basieren. Dabei wird für einen Zeitpunkt ein Bild k und ein zeitlich vorangegangenes Bild k – 1 als Eingangsgrößen ausgewertet.
- Des Weiteren wird beispielsweise eine kalibrierte Rückkamera mit bekannten inneren und äußeren Kameraparametern, sowie eine bekannte Position einer Kugel einer Anhängerkupplung verwendet.
- Um eine hohe Genauigkeit der Schätzung des Winkels zwischen dem Zugfahrzeug und dem dazugehörigen Anhänger zu erreichen kann dazu ein Bewegungsmodell verwendet werden, welches eine Drehung der Anhängerdeichsel um die Kupplungskugel mit drei Rotationswinkeln beschreibt.
- Ausgangsgrößen des Bewegungsmodells sind die drei Rotationswinkel rx, ry und rz der Anhängerdeichsel, die eine Rotation der Deichsel um einen Kopf der Anhängerkupplung, zum Beispiel einen Kugelkopf der Anhängerkupplung, als Drehpunkt der Anhängerdeichsel beschreiben.
- Für die Schätzung der drei Rotationswinkel kann ein Bildbereich, der einen Deichselkopf und die Kupplungskugel enthält, heran gezogen werden, wobei nur Merkmalspunkte in diesem Bildbereich detektiert und von zeitlich aufeinanderfolgenden Bildern verfolgt werden sollen. Durch solch eine Maskierung kann ein Rechenaufwand reduziert und ein störender Einfluss von beispielsweise Deichseln mit einer Längsfederung verringert werden.
- Die Koordinaten der Merkmalspunkte im Koordinatensystem des Bildsensors der Kamera können weiter verwendet werden. Durch eine Auswahl von Korrespondenzen, wobei es sich bei einer Korrespondenz um zwei Merkmalspunkte in zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Bildern handelt, werden nur solche Merkmalspunkte bereitgestellt, welche sich auf der Anhängerdeichsel befinden, und diese werden für die weitere Berechnung des Winkels verwendet. Die Auswahl kann beispielsweise durch ein Random Sampling Consensus Verfahren (RANSAC-Verfahren) erfolgen.
- Die Schätzung der Rotationswinkel kann aus den Bildkoordinaten der Merkmalspunkte und den Punkten der Anhängerdeichsel im dreidimensionalen Raum erfolgen. Aus dem für jedes Bild kontinuierlicher geschätzter Rotationswinkel kann die gesuchte Änderung des horizontalen Rotationswinkels abgeleitet werden.
- Durch das Verfahren und die Vorrichtung zur Bestimmung des horizontalen Rotationswinkels zwischen einem Zugfahrzeug und einem Anhänger auf Basis einer dreidimensionalen Bildauswertung ist es möglich hohe Genauigkeiten, insbesondere bei einer starken Schrägstellung des Anhängers oder bei einem unebenen Untergrund, zu erzielen, da das Bewegungsmodell vorzugsweise durch eine Drehung der Anhängerdeichsel um die Kupplungskugel mit den drei Rotationswinkeln rx, ry und rz beschrieben wird. Des Weiteren kann zusätzlich zu einer Bildanzeige eine hochgenaue Vermessung einer Anhängerbewegung und dadurch eine aktive Fahrunterstützung ermöglicht werden. Die Erfindung kann kostengünstig durch bereits integrierte Rückkameras realisiert werden.
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben.
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1 zeigt ein Zugfahrzeug mit einem daran gekoppelten Anhänger und eine Vorrichtung zur Bestimmung des Winkels zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. -
2 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Bestimmung des Winkels zwischen einem Fahrzeug und einem daran gekoppelten Anhänger gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. -
3 zeigt das Zugfahrzeug mit dem daran gekoppelten Anhänger aus1 mit drei Rotationswinkeln rx, ry und rz der Anhängerdeichsel, die eine Rotation der Deichsel um den Kugelkopf der Anhängerdeichsel als Drehpunkt der Anhängerdeichsel beschreiben, sowie die Position der Kamera und das Fahrzeugkoordinatensystem. -
1 zeigt ein Zugfahrzeug1 , welches über eine Kupplungskugel4 mit einem Anhänger2 gekoppelt ist und mit einer Bilderfassungsvorrichtung3 , beispielsweise einer Rückkamera, versehen ist. In vielen Fahrzeugen1 ist bereits eine Rückkamera installiert, so dass mit Hilfe der Rückkamera eine Bestimmung eines Knick- oder Rotationswinkels zwischen dem Zugfahrzeug1 und dem Anhänger2 kostengünstig realisiert werden kann. - Durch das Auswerten eines Bildes der Bilderfassungsvorrichtung
3 müssen an dem dazugehörigen Anhänger2 keine speziellen Vorrichtungen vorhanden sein, so dass jeder beliebige Anhänger2 verwendet werden kann. - Des Weiteren ist das Fahrzeug
1 mit einer Bildauswertungsvorrichtung16 , welche mit der Bilderfassungsvorrichtung3 elektronisch verbunden ist, und einem Anhängerrangierassistenzsystem17 , welches mit der Bildauswertungsvorrichtung16 elektronisch verbunden ist, ausgestattet. Der von der Bildauswertungsvorrichtung16 bestimmte Winkel zwischen dem Fahrzeug1 und dem Anhänger2 wird dem Anhängerrangierassistenzsystem17 zur Verfügung gestellt, um somit Rangiervorgänge des Zugfahrzeugs1 unterstützen zu können. -
2 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Bestimmung eines Winkel, insbesondere eines Knickwinkels, zwischen einem Zugfahrzeug und einen daran gekoppelten Anhänger gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, wie es bei der in1 gezeigten Vorrichtung und insbesondere bei der Bildauswertungsvorrichtung16 vorgesehen sein kann. - In Schritt
6 wird von der Bilderfassungsvorrichtung3 ein Bild des Anhängers2 aufgenommen. Die Bildauswertungsvorrichtung16 wertet die daraus resultierenden Bilddaten mittels einer Bildauswertung aus, um den Knickwinkel bestimmen zu können. Dabei werden für einen Zeitpunkt ein aktuelles Bild k und ein zeitlich vorangegangenes Bild k – 1 als Eingangsgrößen ausgewertet. Die Bilder können mittels einer kalibrierten Kamera mit bekannten inneren und äußeren Kameraparametern, beispielsweise der Rückkamera3 des Fahrzeugs1 , erfasst werden, wobei die Position TK der Kupplungskugel4 der Anhängerkupplung als bekannt vorausgesetzt wird. Die inneren Kameraparameter umfassen z. B. eine Brennweite, ein Höhen-Seitenverhältnis eines Bildsensors der Kamera sowie eine Linsenverzerrung der Kamera. Die äußeren Kameraparameter umfassen z. B. eine Position und eine Orientierung der Kamera relativ zu einem Fahrzeugkoordinatensystem, welches wie in3 dargestellt orientiert ist, wobei der Ursprung des Fahrzeugkoordinatensystems sich an der Position der Kupplungskugel der Anhängerdeichsel befindet. - Das Koordinatensystem der Kamera kann durch eine Drehung um –90 Grad um eine x-Achse, eine Drehung um +180 Grad um eine gedrehte y-Achse sowie eine Verschiebung in das Fahrzeugkoordinatensystem transformiert werden. Eine Abbildung eines Punktes in einem dreidimensionalen Raum Pj = (X, Y, Z)T in einen Bildpunkt pj,k = (x, y)T ergibt sich mit Hilfe einer Projektionsmatrix Ak = KkRk[I – Ck], welche eine Kalibriermatrix KK, die die inneren Kameraparameter enthält, und einer Rotationsmatrix Rk, welche die Orientierung der Kamera beschreibt und sich aus drei Rotationswinkeln rx, ry, rz zusammensetzt, enthält. Des Weitern beschreibt I eine 3×3-Einheitsmatrix, und Ck beschreibt die Position der Kamera, wobei gilt: pj,k = AkPj.
- Die in
3 gezeigten Rotationswinkel rx, ry, rz beschreiben eine Rotation der Anhängerdeichsel um den Kugelkopf der Anhängerkupplung als einen Drehpunkt der Deichsel um die x-, y- und z-Achse des Fahrzeugkoordinatensystems und beziehen sich relativ zur Deichselbewegung auf ein Startbild k = 0, wie in3 gezeigt. Der Knickwinkel αK zwischen dem Anhänger und dem Zugfahrzeug ist bei einer bekannten absoluten Orientierung der Deichsel für das Bild k = 0 aus dem kontinuierlich für jedes Bild bestimmten Rotationswinkel rz zu berechnen. Im Gegensatz zur Bestimmung eines absoluten Knickwinkels kann die Änderung des Knickwinkels ΔαK ohne Kenntnis der absoluten Orientierung der Deichsel für das Bild k = 0 aus dem Rotationswinkel rz für mindestens zwei Bilder berechnet werden. - Zur Bestimmung der relativen Knickwinkeländerung ΔαK wird im Schritt
7 eine Maskierung durchgeführt. Ein Bildbereich, der den Deichselkopf und die Kupplungskugel enthält kann für die Schätzung heran gezogen werden. Dabei werden nur Merkmalspunkte, welche in dem Bildbereich liegen, detektiert und weiter in zeitlich aufeinander folgenden Bildern verfolgt. Die Maskierung reduziert den Rechenaufwand und verringert einen störenden Einfluss von Deichseln, die beispielsweise eine Längsfederung aufweisen. - Bei dem in
2 gezeigten Ausführungsbeispiel wird in einem weiteren Schritt8 eine Korrespondenzanalyse durchgeführt. Dabei kann die Korrespondenzanalyse korrespondierende Merkmalspunkte von zeitlich aufeinanderfolgenden und von der Bildererfassungsvorrichtung3 erfassten Bildern bestimmen. Der Bildbereich, der für die Schätzung herangezogen werden kann, umfasst vorzugsweise den Deichselkopf und die Kupplungskugel. Dabei können nur Merkmalspunkte aus deren Bildbereich ausgewertet und in zeitlich aufeinanderfolgenden Bildern bestimmt werden. - Die Bildkoordinaten der Merkmalspunkte können in Schritt
9 einer Kompensation der Linsenverzerrung unterzogen werden. Dabei werden die Bildkoordinaten der Merkmalspunkte mit den inneren Kameraparametern10 , welche die Parameter der Linsenverzerrung der Kamera enthalten, entzerrt und in ein Koordinatensystem des Bildsensors der Kamera transformiert. Das Koordinatensystem des Bildsensors der Kamera kann seinen Ursprung in einem Hauptpunkt der Kamera besitzen und weist eine metrische Einheit in mm auf. - Weitere Verfahrensschritte
11 –15 verarbeiten die Koordinaten der Merkmalspunkte in dem Koordinatensystem des Bildsensors der Kamera. - Bei dem in
2 gezeigten Ausführungsbeispiel werden in dem weiteren Schritt11 mit einer Auswahl von Korrespondenzen, wobei es sich bei einer Korrespondenz um zwei Merkmalspunkte in zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Bildern handelt, nur Merkmalspunkte, die sich auf der Anhängerdeichsel befinden, für eine weitere Verarbeitung bereitgestellt. Die Auswahl kann mit einem Random Sampling Consensus Verfahren (RANSC-Verfahren) erfolgen. Als Bewegungsmodell korrespondierender Merkmalspunkte kann näherungsweise angenommen werden, dass sich die Merkmalspunkte tangential um die Kupplungskugel im Bild bewegen. Mit Hilfsvektoren vk = pj,k-1 – tC und vk-1 = pj,k – tC einer Korrespondenz j kann ein Winkel β mit β = arccos[(vk-1·vk)·(|vk-1|·|vk|)–1] als Modellparameter berechnet werden, wobei die Berechnung des Winkels β aus einer zufälligen Stichprobe eines Merkmalspunktes pj,k, welcher zu einer Korrespondenz gehört, erfolgt. Dabei beschreibt tC ein projiziertes Rotationszentrum, beispielsweise die projizierte Kugel der Anhängerdeichsel, pj,k-1 beschreibt einen korrespondierenden Merkmalspunkt des Bildes k – 1, und pj,k beschreibt einen korrespondierenden Merkmalspunkt des Bildes k. Mit dem dadurch berechneten Winkel β kann eine Überprüfung der verbleibenden Merkmalspunkte anhand eines euklidischen Abstandes berechnet werden. Dabei unterstützt eine Korrespondenz einen berechneten Winkel β, wenn der zu berechnende euklidische Abstand kleiner ist als ein vorgegebener Schwellenwert. Das RANSC-Verfahren kann abgebrochen werden, falls ein Winkel β gefunden wurde, der von einer Mindestanzahl an Merkmalspunkten, beispielsweise mehr als 70% der Merkmalspunkte, unterstützt wird, oder wenn eine maximale Anzahl von Stichproben erreicht ist. Dabei wird die bis zum Abbruch gefundene größte Anzahl unterstützender Merkmalspunkte für die weiteren Verfahrenschritte13 –15 ausgewählt. - In einem weiteren Schritt
13 wird eine Initialisierung von Punkten im dreidimensionalen Raum durchgeführt, falls keine oder nur eine geringe Bewegung der Anhängerdeichsel vorliegt oder Trajektorien der Merkmalspunkte zu kurz sind, da dann eine Bestimmung einer dreidimensionalen Position der Punkte schwierig ist, da aufgrund einer Parallaxe von Sichtlinien der korrespondierenden Merkmalspunkte eine Triangulierung zu ungenau ist. Deswegen kann für jeden Merkmalspunkt ein Schnittpunkt einer Sichtlinie mit einer Ebene, die parallel zur Fahrbahn auf Höhe der Kugel der Anhängerkupplung verläuft, berechnet werden. Der Schnittpunkt kann dann eine initiale Position des zu einem Merkmalspunkt gehörenden Punktes im dreidimensionalen Raum sein. - Ist die Parallaxe der Sichtlinien ausreichend groß, so können die dreidimensionalen Positionen der Punkte im dreidimensionalen Raum im Schritt
14 des in2 gezeigten Ausführungsbeispiels mittels Triangulierung aktualisiert werden. Die Triangulierung kann auf ein lineares Gleichungssystem führen, welches zum Beispiel mit einer Singulärwertzerlegung gelöst werden kann. Die Lösung liefert dann die dreidimensionalen Koordinaten des Punktes im dreidimensionalen Raum. - Ein Rückprojektionsfehler des Punktes im dreidimensionalen Raum kann für ein Bild k ausgewertet werden. Ist dieser größer als ein Bildpunkt, kann der Punkt im dreidimensionalen als fehlerhaft verworfen werden.
- Bei dem in
2 gezeigten Ausführungsbeispiel kann im Schritt15 eine Schätzung der Rotationswinkel durchgeführt werden, wobei anstelle der Schätzung einer Rotationsbewegung der Anhängerdeichsel eine Bewegung der Bilderfassungsvorrichtung3 bzw. der Kamera relativ zur Anhängerdeichsel5 bestimmt werden kann und sich die Kamera auf einer Kreisbahn um ein Rotationszentrum, welches die Position der Kupplungskugel4 ist, bewegt. Das dabei verwendete Bewegungsmodell der Kamera kann eingeschränkt werden, denn bei einer Translations- und Rotationsbewegung der Kamera kann angenommen werden, dass sich die Kamera nur durch eine Rotationsbewegung bewegt. Da eine Verschiebung der Kamera vom Rotationszentrum Tk bekannt ist, kann die Bewegung der Kamera aus den drei Rotationswinkeln und der Position des Rotationszentrums Tk berechnet werden. Die äußeren Kameraparameter umfassen somit drei Rotationswinkel rX, rY, und rZ. Eine Verschiebung des Projektionszentrums in zeitlich aufeinanderfolgenden Bildern ist von den drei Rotationswinkeln abhängig. Mit dem eingeschränkten Bewegungsmodell der Kamera lautet eine Projektionsmatrix der KameraA ' / k = KkRk[I|(R T / k – I)TK], pj,k = A ' / kPj. - Für eine Bewegungsschätzung der Kamera des aktuellen Bildes k können alle Punkte im dreidimensionalen Raum herangezogen werden, die im aktuellen Bild einen ausgewählten korrespondierenden Merkmalspunkt aufweisen. Dabei kann nur die Bewegung der Kamera geschätzt werden.
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- Dabei handelt es sich bei z ^x, r ^y, r ^z um die Schätzwerte der Rotationswinkel, d∧ ist die Mahalanobis-Distanz, welche ein Distanzmaß zwischen Punkten im mehrdimensionalen Vektorraum beschreibt.
- Die Minimierung kann mit einem iterativen Levenberg-Marquardt Verfahren erfolgen, wobei die Position und Orientierung der Kamera mit den bereits bestimmten Kameraparametern des zeitlich vorangegangenen Bildes k – 1 initialisiert und Werte der drei Rotationswinkel bestimmt werden.
Claims (14)
- Verfahren zur Bestimmung eines Winkels zwischen einem Zugfahrzeug (
1 ) und einem damit gekoppelten Anhänger (2 ), umfassend die Schritte Erfassen eines Bildes des Anhängers (2 ) mit Hilfe einer Bilderfassungsvorrichtung (3 ), gekennzeichnet durch Auswerten des erfassten Bildes durch eine Bildauswertung, wobei die Bildauswertung auf einem dreidimensionalen Bewegungsmodell einer Anhängerdeichsel (5 ) des Anhängers (2 ) basiert, und Bestimmen des Winkels zwischen Zugfahrzeug (1 ) und dem Anhänger (2 ) auf Grundlage der Bildauswertung (16 ). - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilderfassungsvorrichtung (
3 ) eine Rückkamera des Zugfahrzeugs (1 ) umfasst. - Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildauswertung auf einer Auswertung von korrespondierenden Merkmalspunkten aufeinanderfolgender Bilder beruht.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildauswertung drei Rotationswinkel der Anhängerdeichsel (
5 ) als Ausgangsgrößen umfasst, wobei die Rotationswinkel eine Rotation der Anhängerdeichsel (5 ) in einer Anhängerkupplung (4 ) des Zugfahrzeugs (1 ) um drei unterschiedliche räumliche Achsen beschreiben. - Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass für die Bestimmung der Rotationswinkel Merkmalspunkte in einem Bildbereich des Bildes, der einen Kopf der Anhängerdeichsel (
5 ) und einen Kopf der Anhängerkupplung (4 ) enthält, detektiert werden. - Verfahren nach Anspruch 3 und Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertung der korrespondierenden Merkmalspunkte auf demselben Bildbereich der aufeinanderfolgenden Bilder beruht.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 3, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass Bildkoordinaten der Merkmalspunkte durch innere Kameraparameter (
10 ) der Bilderfassungsvorrichtung (3 ) entzerrt und in ein Sensorkoordinatensystem transformiert werden. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Bildauswertung nur solche Merkmalspunkte in dem erfassten Bild ausgewählt werden, die sich auf der Anhängerdeichsel (
5 ) befinden. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Bildauswertung die Auswahl von zu berücksichtigenden Merkmalspunkten der Bilder durch ein Random Sampling Consensus Verfahren (RANSAC-Verfahren) erfolgt.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass Rotationswinkel zwischen dem Zugfahrzeug (
1 ) und dem dazugehörigen Anhänger (2 ) nach einer Auswertung von Bildkoordinaten der Merkmalspunkte und von Punkten in einem dreidimensionalen Raum der Anhängerdeichsel (5 ) bestimmt werden. - Verfahren nach Anspruch 4, 5 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Änderung eines Rotationswinkels bestimmt wird durch die für jedes erfasste Bild bestimmten Rotationswinkel.
- Vorrichtung zur Bestimmung eines Winkels zwischen einem Zugfahrzeug (
1 ) und einem damit gekoppelten Anhänger (2 ), umfassend eine Bilderfassungsvorrichtung (3 ) zum Erfassen eines Bildes des Anhängers (2 ), gekennzeichnet durch eine Bildauswertungsvorrichtung (16 ), die mit der Bilderfassungsvorrichtung (3 ) gekoppelt ist, zum Auswerten der erfassten Bilder mittels eines dreidimensionalen Bewegungsmodells einer Anhängerdeichsel (5 ) des Anhängers (2 ) und zum Bestimmen des Winkels zwischen dem Zugfahrzeug (1 ) und dem Anhänger (2 ) auf Grundlage der Bildauswertung. - Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1–11 ausgestaltet ist.
- Fahrzeug (
1 ) mit einer Vorrichtung nach Anspruch 12 oder Anspruch 13.
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---|---|
DE (1) | DE102011113197B4 (de) |
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102013214368A1 (de) | 2013-07-23 | 2015-01-29 | Application Solutions (Electronics and Vision) Ltd. | Verfahren und Vorrichtung zur Wiedergabe eines seitlichen und/oder rückwärtigen Umgebungsbereichs eines Fahrzeugs |
GB2536341A (en) * | 2015-01-16 | 2016-09-14 | Ford Global Tech Llc | Target monitoring system with lens cleaning device |
US9969330B2 (en) | 2013-06-26 | 2018-05-15 | Conti Temic Microelectronic Gmbh | Mirror substitute device and vehicle |
DE102017100669A1 (de) | 2017-01-16 | 2018-07-19 | Connaught Electronics Ltd. | Verfahren zum Erfassen eines Umgebungsbereichs eines Kraftfahrzeugs mit Anpassung einer Region von Interesse in Abhängigkeit von einem Anhänger, Recheneinrichtung, Kamerasystem sowie Kraftfahrzeug |
US10106082B2 (en) | 2014-10-07 | 2018-10-23 | Continental Automotive Gmbh | System and method for warning of an imminent collision between a towing vehicle and its trailer when reversing |
CN109693613A (zh) * | 2017-10-23 | 2019-04-30 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 生成可牵引物体的定位指示符的方法和设备 |
EP3537382A1 (de) * | 2018-03-09 | 2019-09-11 | Continental Automotive GmbH | Vorrichtung und verfahren zur berechnung einer fahrzeuganhängerposition mit einer kamera |
DE102018120966A1 (de) * | 2018-08-28 | 2020-03-05 | Connaught Electronics Ltd. | Verfahren zum Erkennen eines Teils eines Anhängers sowie Anhängererfassungssystem für ein Zugfahrzeug |
WO2020229094A1 (de) * | 2019-05-14 | 2020-11-19 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum ermitteln eines betriebswinkels zwischen einer zugmaschine und einem anhänger der zugmaschine |
CN112004696A (zh) * | 2018-05-01 | 2020-11-27 | 大陆汽车***公司 | 牵引车辆和拖车的对准 |
DE102019127478A1 (de) * | 2019-10-11 | 2021-04-15 | Connaught Electronics Ltd. | Bestimmen einer Anhängerausrichtung |
EP3889903A1 (de) * | 2020-03-31 | 2021-10-06 | Continental Automotive GmbH | Verfahren und system zur berechnung des fahrzeuganhängerwinkels |
US11358526B2 (en) | 2016-09-13 | 2022-06-14 | Stoneridge Electronics Ab | Automatic panning system |
JP2023516660A (ja) * | 2020-03-31 | 2023-04-20 | コンチネンタル・オートナマス・モビリティ・ジャーマニー・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | 車両トレーラ角度計算方法およびシステム |
JP2023516661A (ja) * | 2020-03-31 | 2023-04-20 | コンチネンタル・オートナマス・モビリティ・ジャーマニー・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | 車両トレーラ角度計算方法およびシステム |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004022113A1 (de) * | 2004-05-05 | 2005-11-24 | Robert Bosch Gmbh | Überwachung eines PKW-Anhängers mit einer Rückfahrkamera |
DE102008045436A1 (de) * | 2008-09-02 | 2010-03-04 | Volkswagen Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen eines Knickwinkels zwischen einem Zugfahrzeug und einem Anhänger |
DE102010006521A1 (de) * | 2010-02-02 | 2010-09-30 | Daimler Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Knickwinkels eines Fahrzeuggespanns |
DE102009019399A1 (de) * | 2009-04-29 | 2010-11-11 | Audi Ag | Verfahren zur automatischen Bestimmung wenigstens einer die Änderung der Lage eines Kraftfahrzeugs beschreibenden Zielgröße |
DE102009057996A1 (de) * | 2009-11-12 | 2011-05-19 | Daimler Ag | Verfahren zur Bestimmung einer Position einer Kamera mit einem zugehörigen Kamera-Koordinatensystem relativ zu einer Position eines Fahrzeuges oder Fahrzeuggespannes mit einem zugehörigen Fahrzeug-Koordinatensystem |
DE102010006323A1 (de) * | 2010-01-29 | 2011-08-04 | Continental Teves AG & Co. OHG, 60488 | Stereokamera für Fahzeuge mit Anhänger |
DE102010008324A1 (de) * | 2010-02-17 | 2011-08-18 | ZF Lenksysteme GmbH, 73527 | Erfassung und Auswertung einer Lagebeziehung zwischen einem Kraftfahrzeug und einem Anhänger |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102011101990B3 (de) * | 2011-05-19 | 2012-10-18 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung eines relativen Deichselwinkels |
-
2011
- 2011-09-10 DE DE102011113197.7A patent/DE102011113197B4/de active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004022113A1 (de) * | 2004-05-05 | 2005-11-24 | Robert Bosch Gmbh | Überwachung eines PKW-Anhängers mit einer Rückfahrkamera |
DE102008045436A1 (de) * | 2008-09-02 | 2010-03-04 | Volkswagen Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen eines Knickwinkels zwischen einem Zugfahrzeug und einem Anhänger |
DE102009019399A1 (de) * | 2009-04-29 | 2010-11-11 | Audi Ag | Verfahren zur automatischen Bestimmung wenigstens einer die Änderung der Lage eines Kraftfahrzeugs beschreibenden Zielgröße |
DE102009057996A1 (de) * | 2009-11-12 | 2011-05-19 | Daimler Ag | Verfahren zur Bestimmung einer Position einer Kamera mit einem zugehörigen Kamera-Koordinatensystem relativ zu einer Position eines Fahrzeuges oder Fahrzeuggespannes mit einem zugehörigen Fahrzeug-Koordinatensystem |
DE102010006323A1 (de) * | 2010-01-29 | 2011-08-04 | Continental Teves AG & Co. OHG, 60488 | Stereokamera für Fahzeuge mit Anhänger |
DE102010006521A1 (de) * | 2010-02-02 | 2010-09-30 | Daimler Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Knickwinkels eines Fahrzeuggespanns |
DE102010008324A1 (de) * | 2010-02-17 | 2011-08-18 | ZF Lenksysteme GmbH, 73527 | Erfassung und Auswertung einer Lagebeziehung zwischen einem Kraftfahrzeug und einem Anhänger |
Cited By (28)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9969330B2 (en) | 2013-06-26 | 2018-05-15 | Conti Temic Microelectronic Gmbh | Mirror substitute device and vehicle |
DE102013214368A1 (de) | 2013-07-23 | 2015-01-29 | Application Solutions (Electronics and Vision) Ltd. | Verfahren und Vorrichtung zur Wiedergabe eines seitlichen und/oder rückwärtigen Umgebungsbereichs eines Fahrzeugs |
US10000155B2 (en) | 2013-07-23 | 2018-06-19 | Application Solutions (Electronics and Vision) Ltd. | Method and device for reproducing a lateral and/or rear surrounding area of a vehicle |
US10106082B2 (en) | 2014-10-07 | 2018-10-23 | Continental Automotive Gmbh | System and method for warning of an imminent collision between a towing vehicle and its trailer when reversing |
GB2536341A (en) * | 2015-01-16 | 2016-09-14 | Ford Global Tech Llc | Target monitoring system with lens cleaning device |
US11358526B2 (en) | 2016-09-13 | 2022-06-14 | Stoneridge Electronics Ab | Automatic panning system |
DE102017100669A1 (de) | 2017-01-16 | 2018-07-19 | Connaught Electronics Ltd. | Verfahren zum Erfassen eines Umgebungsbereichs eines Kraftfahrzeugs mit Anpassung einer Region von Interesse in Abhängigkeit von einem Anhänger, Recheneinrichtung, Kamerasystem sowie Kraftfahrzeug |
CN109693613A (zh) * | 2017-10-23 | 2019-04-30 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 生成可牵引物体的定位指示符的方法和设备 |
CN109693613B (zh) * | 2017-10-23 | 2022-05-17 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 生成可牵引物体的定位指示符的方法和设备 |
EP3537382A1 (de) * | 2018-03-09 | 2019-09-11 | Continental Automotive GmbH | Vorrichtung und verfahren zur berechnung einer fahrzeuganhängerposition mit einer kamera |
WO2019170469A1 (en) * | 2018-03-09 | 2019-09-12 | Continental Automotive Gmbh | Device and method for calculating a vehicle trailer pose using a camera |
US11341678B2 (en) * | 2018-03-09 | 2022-05-24 | Continental Automotive Gmbh | Device and method for calculating a vehicle trailer pose using a camera |
CN112004696B (zh) * | 2018-05-01 | 2024-04-12 | 大陆汽车***公司 | 牵引车辆和拖车的对准 |
CN112004696A (zh) * | 2018-05-01 | 2020-11-27 | 大陆汽车***公司 | 牵引车辆和拖车的对准 |
DE102018120966A1 (de) * | 2018-08-28 | 2020-03-05 | Connaught Electronics Ltd. | Verfahren zum Erkennen eines Teils eines Anhängers sowie Anhängererfassungssystem für ein Zugfahrzeug |
WO2020229094A1 (de) * | 2019-05-14 | 2020-11-19 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum ermitteln eines betriebswinkels zwischen einer zugmaschine und einem anhänger der zugmaschine |
WO2021069289A1 (en) * | 2019-10-11 | 2021-04-15 | Connaught Electronics Ltd. | Determining a trailer orientation |
DE102019127478A1 (de) * | 2019-10-11 | 2021-04-15 | Connaught Electronics Ltd. | Bestimmen einer Anhängerausrichtung |
JP7430783B2 (ja) | 2019-10-11 | 2024-02-13 | コノート、エレクトロニクス、リミテッド | トレーラの向きの決定 |
JP2022553912A (ja) * | 2019-10-11 | 2022-12-27 | コノート、エレクトロニクス、リミテッド | トレーラの向きの決定 |
EP3889903A1 (de) * | 2020-03-31 | 2021-10-06 | Continental Automotive GmbH | Verfahren und system zur berechnung des fahrzeuganhängerwinkels |
JP2023516660A (ja) * | 2020-03-31 | 2023-04-20 | コンチネンタル・オートナマス・モビリティ・ジャーマニー・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | 車両トレーラ角度計算方法およびシステム |
JP2023516661A (ja) * | 2020-03-31 | 2023-04-20 | コンチネンタル・オートナマス・モビリティ・ジャーマニー・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | 車両トレーラ角度計算方法およびシステム |
JP2023514846A (ja) * | 2020-03-31 | 2023-04-11 | コンチネンタル・オートナマス・モビリティ・ジャーマニー・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | 車両トレーラ角度算出方法およびシステム |
JP7437523B2 (ja) | 2020-03-31 | 2024-02-22 | コンチネンタル・オートナマス・モビリティ・ジャーマニー・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | 車両トレーラ角度計算方法及びシステム |
WO2021197652A1 (en) * | 2020-03-31 | 2021-10-07 | Continental Automotive Gmbh | Method and system for calculating vehicle trailer angle |
JP7480324B2 (ja) | 2020-03-31 | 2024-05-09 | コンチネンタル・オートナマス・モビリティ・ジャーマニー・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | 車両トレーラ角度を計算する方法及びシステム |
JP7493051B2 (ja) | 2020-03-31 | 2024-05-30 | コンチネンタル・オートナマス・モビリティ・ジャーマニー・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | 車両トレーラ角度計算方法及びシステム |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102011113197B4 (de) | 2021-06-10 |
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