DE102014222034B4

DE102014222034B4 - Verfahren und System zum Überwachen einer Platzierung eines Ziels auf einem Anhänger

Info

Publication number: DE102014222034B4
Application number: DE102014222034.3A
Authority: DE
Inventors: Roger Arnold Trombley; Christopher Scott Nave; Thomas Edward Pilutti; John Shutko
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2013-10-31
Filing date: 2014-10-29
Publication date: 2021-03-25
Anticipated expiration: 2034-10-30
Also published as: DE102014222034A1; CN104590372A; CN104590372B

Abstract

Verfahren zum Überwachen eines Platzierungsvorgangs eines Ziels auf einem Fahrzeug-Anhänger (110), umfassend:Bestimmen einer Zielplatzierungszone (32) anhand des gewünschten Abstands des Ziels von wenigstens einem voneiner Anhängerkupplung (114),einer Mittellinie des Anhängers (110) undeiner Kamera (20) an einem Zugfahrzeug (100);Erzeugen eines Bilds des Anhängers (110) in der zuvor bestimmten Zielplatzierungszone (32) mit der Kamera (20);Einblenden der zuvor bestimmten Zielplatzierungszone (32) mittels einer Überlagerung auf dem zuvor erzeugten Bild;Verarbeiten des Bilds, um die Anwesenheit des Ziels (30) innerhalb der Zielplatzierungszone (32) zu detektieren; undRückmeldung an einen Benutzer, die anzeigt, dass entweder das oder kein Ziel innerhalb der Zielplatzierungszone (32) detektiert wurde.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überwachen eines Platzierungsvorgangs eines Ziels auf einem Fahrzeuganhänger.
Das Zurückschieben eines Fahrzeuges während ein Hänger gezogen wird ist eine große Herausforderung für viele Fahrer. Dies trifft insbesondere auf Fahrer zu, die im Zurückschieben von Fahrzeugen mit angehängten Anhängern ungeübt sind, was jene umfassen kann, die auf unregelmäßiger Basis mit einem Anhänger fahren (z.B. einen Anhänger gemietet haben, einen eigenen Anhänger unregelmäßig benutzen, etc.). Ein Grund für eine solche Schwierigkeit ist, dass das Zurückschieben eines Fahrzeugs mit einem angehängten Anhänger Lenkwinkeleingaben erfordert, die der normalen Lenkung beim Zurückschrieben des Fahrzeugs ohne angehängten Anhänger entgegengesetzt sind, und/oder Bremsen erfordert, um das Fahrzeug-Anhänger-Gespann zu stabilisieren, bevor ein Einknickzustand eintritt. Ein weiterer Grund für eine solche Schwierigkeit ist, dass kleine Lenkfehler beim Zurückschieben eines Fahrzeugs mit einem angehängten Anhänger verstärkt werden, wodurch ein Abweichen des Anhängers von einem gewünschten Weg verursacht wird.
Um den Fahrer beim Lenken eines Fahrzeuges mit einem angehängten Anhänger zu unterstützen, muss ein Anhängerrückfahrassistiersystem die Absichten des Fahrers kennen. Eine allgemeine Annahme bei bekannten Anhängerrückfahrassistiersystemen ist, dass der Fahrer eines Fahrzeugs mit einem angehängten Anhänger gerade zurückschieben möchte und das System entweder implizit oder explizit einen Nullkurvenweg für das Fahrzeug-Anhänger-Gespann annimmt. Leider beinhalten in der wirklichen Welt die meisten Fälle von Zurückschieben eines Anhängers einen gekurvten Weg und somit würde die Annahme eines Weges ohne Krümmung die Zweckmäßigkeit des Systems signifikant einschränken. Manche bekannten Systeme nehmen an, dass ein Weg aus einer Karte oder einem Routenplaner bekannt ist. Diesbezüglich operieren manche bekannte Anhängerrückfahrassistiersysteme unter einer Bedingung, dass ein Anhängerrückfahrweg bekannt ist, bevor das Zurückschieben des Anhängers beginnt, beispielsweise aus einer Karte oder einem Routenplaneralgorithmus.
Bedauerlicherweise sind solche Ausführungsformen des Anhängerrückfahrassistiersystems dafür bekannt, eine relativ komplexe Benutzerschnittstelle zum Festlegen des Weges, von Hindernissen und/oder des Ziels des Rückfahrmanövers zu haben. Darüber hinaus erfordern solche Systeme auch einen Weg zu bestimmen, wie gut dem gewünschten Weg gefolgt wird und zu wissen, wann das gewünschte Ziel oder Haltepunkt und Ausrichtung erreicht wurde unter Verwendung von Ansätzen, wie etwa Kameras, Trägheitsnavigation oder Hochpräzisions-GPS-Systeme (Global Positioning System). Diese Anforderungen führen zu einem relativ komplexen und teuren System.
Aus der Schrift DE 10 2008 013 457 A1 ist eine Manövrierhilfe für ein Fahrzeug bekannt, bei dem an den Außenspiegeln des Fahrzeugs und an dessen Heck Kameras angebracht sind und auf einem Anzeigedisplay dem Fahrer ein berechneter Bewegungspfad eines Anhängers angezeigt wird. Die Recheneinheit verfolgt hierbei die Position einer am Fahrzeug vorgesehenen Markierung. Ferner zeigt die Schrift DE 10 2009 058 034 A1 ein Verfahren zur Kollisionsvermeidung bei Fahrzeugen, bei dem Sensoren Objekte in der Fahrzeugumgebung umfassen, um gegebenenfalls ein Warnsignal abzugeben. Weiterhin beschreibt die Schrift DE 101 17 650 A1 eine Hilfsvorrichtung zum Verbringen eines Fahrzeugs in eine Zielposition, bei dem Sensoren fortlaufend die Umgebung des Kraftfahrzeugs abtasten und Lenkinformationen zum Anfahren einer Zielposition bereitstellen, wobei die Lenkinformationen Steuerbefehle an den Antriebsstrang und die Bremsanlage sowie Lenkbefehle für das Steuerrad des Kraftfahrzeugs beinhalten.
Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zum Überwachen eines Platzierungsvorgangs eines Ziels auf einem Fahrzeug-Anhänger gemäß Anspruch 1 sowie ein System zum Überwachen des Platzierungsvorgangs eines Ziels auf einem Fahrzeug-Anhänger gemäß Anspruch 9, sowie ein Verfahren zum Platzieren eines Ziels auf einem Fahrzeuganhänger gemäß Anspruch 16. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Das System umfasst eine Kamera, die sich an einem Zugfahrzeug befindet und dazu angeordnet ist, ein Bild einer Zielplatzierungszone auf einem Anhänger zu erzeugen. Das System umfasst auch eine Bildverarbeitungsvorrichtung, die das Bild verarbeitet, um die Anwesenheit eines Ziels innerhalb der Zielplatzierungszone zu detektieren und ein Rückmeldewarnsignal zu erzeugen. Das System umfasst ferner eine äußere Warnung, die eine Rückmeldewarnung, die auf das Rückmeldewarnsignal, die einen Detektionszustand des Ziels in der Zielplatzierungszone anzeigt, antwortet, erzeugt.
Diese und weitere Aspekte, Ziele und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden für Fachleute auf dem Gebiet nach dem Studium der nachfolgenden Beschreibung, der Patentansprüche und beiliegenden Zeichnungen erkennbar und offenkundig sein.
In den Zeichnungen:

1 zeigt ein Fahrzeug-Anhänger-Gespann, wobei das Fahrzeug für das Durchführen einer Anhängerrückfahrassistierfunktionalität gemäß einer Ausführungsform ausgelegt ist;
2 zeigt eine dem Anhängerrückfahrassistiersystem zugeordnete Benutzerschnittstellenvorrichtung (HMI);
3 zeigt ein dem Anhängerrückfahrassistiersystem zugeordnetes Flussdiagramm;
4 zeigt ein Flussdiagramm des Einrichtungs-Moduls gemäß einer Ausführungsform;
5 zeigt ein Beispiel eines auf der HMI-Vorrichtung angezeigten Bilds gemäß einer Ausführungsform;
6 ist ein Blockdiagramm, das das Fahrzeug-Anhängerrückfahrassistiersystem, das eine Zielmonitorsteuereinheit gemäß einer Ausführungsform einsetzt, veranschaulicht;
7 ist eine schematische Abbildung, die die Benutzerplatzierung des Ziels auf einem von einem Fahrzeug gezogenen Anhänger veranschaulicht;
8 ist eine vergrößerte Ansicht des Vorderteils des Anhängers, wobei die Zielplatzierungszone in Bezug auf den Zielaufkleber weiter veranschaulicht wird;
9 ist eine Vorderansicht einer tragbaren Vorrichtung mit einer Anzeige, die die Überlagerung eines Ziels mit einer Zielplatzierungszone auf dem Anhänger veranschaulicht;
10 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Assistieren eines Benutzers bei der Platzierung des Ziels auf dem Anhänger veranschaulicht;
11 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Überwachen der Platzierung des Ziels auf dem Anhänger und zum Erzeugen einer Rückmeldewarnung veranschaulicht;
12 ist eine schematische Ansicht eines Vorderteils des Anhängers mit einem darauf aufgebauten Zielanbringungssystem gemäß einer Ausführungsform;
13 ist eine Explosionsansicht des in 12 gezeigten Zielanbringungssystems und des Anhängers;
14 ist ein Flussdiagramm, das ein Anfangseinrichtungsprogramm zum Überwachen der Anhängerverbindung für Zielveränderungen und Neueinrichten der Anhängerauswahl veranschaulicht;
15 ist ein Flussdiagramm, das ein Zielbewegungsdetektionsprogramm zum Überwachen des Vorliegens von Anhängeränderungen und zum Neueinrichten der Anhängerauswahl veranschaulicht;
16A ist eine Abbildung des Anhängers, die das Ziel in einer ersten Position zeigt;
16B ist eine Abbildung des Anhängers, die gemäß einem Beispiel die Bewegung des Ziels in eine zweite Position zeigt; und
17 ist ein Flussdiagramm, das das Anhängerverbindungsüberwachungsprogramm zum Überwachen der Anhängertrennung veranschaulicht.

Während verschiedene Aspekte des Gegenstands der Erfindung mit Bezug auf eine bestimmte veranschaulichende Ausführungsform beschrieben werden, ist der Gegenstand der Erfindung nicht auf solche Ausführungsformen beschränkt und zusätzliche Modifikationen, Anwendungen und Ausführungsformen können umgesetzt werden, ohne vom Gegenstand der Erfindung abzuweichen. In den Figuren werden die gleichen Bezugszeichen verwendet, um dieselben Komponenten zu veranschaulichen. Fachleute auf dem Gebiet der Erfindung werden erkennen, dass die verschiedenen hierin dargelegten Komponenten verändert werden können, ohne den Schutzumfang des Gegenstands der Erfindung zu verlassen.
Bezugnehmend auf 1 ist eine Ausführungsform eines Fahrzeugs 100, das für die Durchführung einer Anhängerrückfahrassistierfunktionalität ausgelegt ist, gezeigt. Ein Anhängerrückfahrassistiersystem 105 des Fahrzeugs 100 steuert die Kurvenführung eines Fahrtwegs eines an das Fahrzeug 100 angehängten Anhängers 110. Eine solche Steuerung wird durch die Wechselwirkung eines Servolenkungssystems 115 des Fahrzeugs 100 und dem Anhängerrückfahrassistiersystem 105 erreicht. Während das Anhängerrückfahrassistiersystem 105 in Betrieb ist, solange das Fahrzeug 100 zurückgefahren wird, ist ein Fahrer des Fahrzeugs 100 manchmal eingeschränkt in der Art, wie er/sie Lenkwinkeleingaben über ein Lenkrad des Fahrzeugs 100 machen kann. Dies deshalb, weil bei bestimmten Fahrzeugen das Anhängerrückfahrassistiersystem 105 das Servolenkungssystem 115 steuert und das Servolenkungssystem 115 direkt mit dem Lenkrad gekoppelt ist (d.h. das Lenkrad des Fahrzeugs 100 bewegt sich in Übereinstimmung mit den gelenkten Rädern des Fahrzeugs 100). Wie nachfolgend detaillierter beschrieben wird eine Benutzerschnittstellenvorrichtung (HMI) des Rückfahrassistiersystems 105, wie etwa ein Drehknopf, verwendet, um einen Befehl für Änderungen in der Kurvenführung des Fahrtwegs des Anhängers 110 zu geben, wodurch solche Befehle davon entkoppelt werden, über das Lenkrad des Fahrzeugs 100 gegeben zu werden. Jedoch verfügen manche Fahrzeuge, die dafür ausgelegt sind, eine Anhängerrückfahrassistierfunktionalität in Übereinstimmung mit dem offenbarten Erfindungsgegenstand bereitzustellen, über die Fähigkeit, die Lenkbewegung von der Bewegung der lenkbaren Räder des Fahrzeugs selektiv zu entkoppeln, wodurch das Verwenden des Lenkrads zum Befehlen von Änderungen in der Kurvenführung eines Fahrtwegs eines Anhängers während eines solchen anhängerrückfahrassistierten Vorgangs erlaubt wird.
Das Anhängerrückfahrassistiersystem 105 umfasst ein Anhängerrückfahrassistiersystemsteuermodul 120, eine Anhängerrückfahrlenkeingabenvorrichtung 125 und eine Anhängerkupplungswinkeldetektionsvorrichtung 130. Das Anhängerrückfahrassistiersystemsteuermodul 120 ist mit der Anhängerrückfahrlenkeingabenvorrichtung 125 und der Anhängerkupplungswinkeldetektionsvorrichtung 130 verbunden, um die Kommunikation von Informationen zwischen diesen zu erlauben. Es wird hierin offenbart, dass die Anhängerrückfahrlenkeingabenvorrichtung entweder drahtgebunden oder drahtlos mit dem Anhängerrückfahrassistiersystemsteuermodul 120 gekoppelt sein kann. Das Anhängerrückfahrassistiersystemsteuermodul 120 ist mit einem Servolenkungssteuermodul 135 des Servolenkungssystems 115 gekoppelt, um die Kommunikation von Informationen zwischen diesen zu erlauben. Eine Lenkwinkeldetektionsvorrichtung 140 des Servolenkungssystems 115 ist mit dem Servolenkungssteuermodul 135 verbunden, um diesem Informationen bereitzustellen. Das Anhängerrückfahrassistiersystem ist auch mit einem Bremssystemsteuermodul 145 und einem Antriebsstrangsteuermodul 150 verbunden, um die Kommunikation von Informationen zwischen diesen zu erlauben. Zusammen definieren das Anhängerrückfahrassistiersystem 105, das Servolenkungssystem 115, das Bremssystemsteuermodul 145, das Antriebsstrangsteuermodul 150 und die Gangwahlvorrichtung (PRNDL) eine Anhängerrückfahrassistierarchitektur, die gemäß einer Ausführungsform konfiguriert ist.
Das Anhängerrückfahrassistiersystemsteuermodul 120 ist dafür ausgelegt, eine Logik (d.h. Anweisungen) zum Empfangen von Informationen von der Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung 125, der Anhängerkupplungswinkeldetektionsvorrichtung 130, dem Servolenkungssteuermodul 135, dem Bremssystemsteuermodul 145 und dem Antriebsstrangsteuermodul 150 umzusetzen. Das Anhängerrückfahrassistiersystemsteuermodul 120 (z.B. ein Anhängerkurvenführungsalgorithmus davon) erzeugt Fahrzeuglenkinformation als eine Funktion der gesamten oder eines Teils der Information, die von der Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung 125, der Anhängerkupplungswinkeldetektionsvorrichtung 130, dem Servolenkungssteuermodul 135, dem Bremssystemsteuermodul 145 und dem Antriebsstrangsteuermodul 150 empfangen wurden. Danach wird die Fahrzeuglenkinformation für das Servolenkungssteuermodul 135 bereitgestellt, um die Lenkung des Fahrzeugs 110 durch das Servolenkungssystem 115 zu beeinflussen, um einen angeordneten Fahrtweg für den Anhänger 110 zu erreichen.
Die Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung 125 stellt Informationen bereit, die den befohlenen Fahrtweg des Anhängers 110 definieren, für das Anhängerrückfahrassistiersystemsteuermodul 120 (d.h. Anhängerlenkinformation) bereit. Die Anhängerlenkinformation kann Information bezüglich einer befohlenen Änderung im Fahrtweg (z.B. eine Änderung im Radius der Wegkrümmung) und Informationen bezüglich einer Angabe, dass der Anhänger entlang eines Weges fahren soll, der durch eine Längs-Mittelachse des Anhängers (d.h. entlang eines im Wesentlichen geraden Fahrtwegs) definiert ist. Wie nachfolgend im Detail erörtert wird, umfasst die Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung 125 vorzugsweise eine Dreh-Steuereingabevorrichtung, um einem Fahrer des Fahrzeugs 100 zu erlauben, sich mit der Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung 125 zu verbinden, um gewünschte Anhängerlenkvorgänge zu befehlen (z.B. Befehlen einer gewünschten Radiusänderung des Anhängerfahrtwegs und/oder Befehlen, dass der Anhänger sich entlang eines im Wesentlichen geraden Fahrtweg, wie durch eine längsseitige Mittelachse des Anhängers definiert, bewegt). In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Dreh-Steuereingabevorrichtung ein Knopf, der um eine Rotationsachse, die sich durch eine obere Oberfläche/Fläche des Knopfs erstreckt, drehbar ist. In anderen Ausführungsformen ist die Dreh-Steuereingabevorrichtung ein Knopf, der um eine Rotationsachse, die sich im Wesentlichen parallel zu einer oberen Oberfläche/Fläche des Knopfs erstreckt, drehbar ist.
Manche Fahrzeuge (z.B. jene mit aktiven Vorderachs-Lenksystemen) verfügen über eine Servolenkungssystemkonfiguration, die erlaubt, dass ein Lenkrad teilweise von der Bewegung der gelenkten Räder eines solchen Fahrzeugs entkoppelt wird. Demgemäß kann das Lenkrad unabhängig von der Art, wie das Servolenkungssystem des Fahrzeugs die gelenkten Räder steuert (z.B. wie durch die Fahrzeuglenkinformation, die von einem Servolenkungssystemsteuermodul eines Anhängerrückfahrassistiersystemsteuermoduls, das in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform konfiguriert ist, befohlen wird), gedreht werden. Somit kann in diesen Fahrzeugtypen, bei denen das Lenkrad selektiv von den gelenkten Rädern entkoppelt werden kann, um eine unabhängige Bedienung davon zu erlauben, die Anhängerlenkinformation eines Anhängerrückfahrassistiersystems, der in Übereinstimmung mit dem offenbarten Gegenstand konfiguriert ist, durch Drehung des Lenkrades bereitgestellt werden. Demgemäß wird hierin offenbart, dass in manchen Ausführungsformen das Lenkrad eine Ausführungsform einer Dreh-Steuereingabevorrichtung in Zusammenhang mit dem offenbarten Gegenstand ist. In solchen Ausführungsformen wäre das Lenkrad (z.B. durch eine Vorrichtung, die selektiv einsetzbar/aktivierbar ist) in eine Ruheposition zwischen entgegengesetzt liegenden Bereichen der Drehbewegung voreingestellt.
Die Anhängerkupplungswinkeldetektionsvorrichtung 130, die in Verbindung mit einer Anhängerkupplungsdetektionskomponente 155 des Anhängers 110 arbeitet, stellt dem Anhängerückfahrassistiersystemsteuermodul 120 Information bezüglich eines Winkels zwischen dem Fahrzeug 100 und dem Anhänger 110 (d.h. Anhängerkupplungswinkelinformation) bereit. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Anhängerkupplungswinkeldetektionsvorrichtung 130 eine kamerabasierte Vorrichtung, wie etwa beispielsweise eine bestehende Rückansichtskamera des Fahrzeugs 100, die ein Ziel (d.h. die Anhängerkupplungsdetektionskomponente 155), das an dem Anhänger 110 angebracht ist, abbildet (d.h. visuell überwacht), während der Anhänger 110 durch das Fahrzeug 100 zurückgeschoben wird. Vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, ist die Anhängerkupplungsdetektionskomponente 155 eine zweckgewidmete Komponente (z.B. ein Gegenstand, der an einer Oberfläche des Anhängers 110 angebracht ist/ein integraler Bestandteil dieser ist zum ausdrücklichen Zweck, um von der Anhängerkupplungswinkeldetektionsvorrichtung 130 erkannt zu werden). Alternativ dazu kann die Anhängerkupplungsdetektionsvorrichtung 130 eine Vorrichtung, die physisch auf einer Anhängerkupplungskomponente des Fahrzeugs 100 angebracht ist, und/oder eine dazu passende Anhängerkupplungskomponente des Anhängers 110 sein, um einen Winkel zwischen der Längs-Mittelachse des Fahrzeugs 100 und der des Anhängers 110 zu bestimmen. Die Anhängerkupplungswinkeldetektionsvorrichtung 130 kann zum Detektieren eines Zustands, in dem Einknicken auftreten kann, und/oder zum Detektieren ähnlicher Informationen (z.B. wenn ein Anhängerkupplungswinkelschwellwert erreicht wurde) konfiguriert sein.
Das Servolenkungssteuermodul 135 stellt dem Anhängerrückfahrassistiersystemsteuermodul 120 Informationen bezüglich einer Rotationsposition (z.B. Winkel) des Lenkradwinkel und/oder einer Rotationsposition (z.B. Drehwinkel) von gelenkten Rädern des Fahrzeugs 100 bereit. In manchen Ausführungsformen kann das Anhängerrückfahrassistiersystemsteuermodul 120 eine integrierte Komponente des Servolenkungssystems 115 sein. Beispielsweise kann das Servolenkungssteuermodul 135 einen Anhängerrückfahrassistieralgorithmus umfassen, um eine Fahrzeuglenkinformation als eine Funktion für die gesamte oder einen Teil von Information, die von der Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung 125, der Anhängerkupplungswinkeldetektionsvorrichtung 130 und dem Servolenkungssteuermodul 135, dem Bremssystemsteuermodul 145 und dem Antriebsstrangsteuermodul 150 empfangen wird, zu erzeugen.
Das Bremssystemsteuermodul 145 stellt Information bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit für das Anhängerrückfahrassistiersystemsteuermodul 120 bereit. Eine solche Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation kann durch einzelne Radgeschwindigkeiten bestimmt werden, wie vom Bremssystemsteuermodul 145 überwacht oder kann durch ein Motorsteuermodul mit Signalplausibilität bereitgestellt sein. Fahrzeuggeschwindigkeit kann auch durch ein Motorsteuermodul bestimmt werden. In manchen Fällen können auch einzelne Radgeschwindigkeiten verwendet werden, um eine Fahrzeugkursabweichungsrate zu bestimmen und eine solche Fahrzeugabweichungsrate kann für das Anhängerrückfahrassistiersystemsteuermodul 120 für die Verwendung beim Bestimmen der Fahrzeuglenkinformation bereitgestellt werden. In manchen Ausführungsformen kann das Anhängerrückfahrassistiersystemsteuermodul 120 Fahrzeugbremsinformation für das Bremssystemsteuermodul 145 bereitstellen, um dem Anhängerrückfahrassistiersystemsteuermodul 120 zu erlauben, das Bremsen des Fahrzeuges 100 während des Zurückschiebens des Anhängers 110 zu erlauben. Beispielsweise kann die Verwendung des Anhängerrückfahrassistiersystemsteuermoduls 120 beim Regeln der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 während des Zurückschiebens des Anhängers 110 das Potential für inakzeptable Anhängerrückfahrbedingungen reduzieren. Beispiele für inakzeptable Anhängerrückfahrbedingungen umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, ein Zustand überhöhter Fahrzeuggeschwindigkeit, eine hohe Anhängerkupplungswinkelrate, dynamische Anhängerwinkelinstabilität, ein errechneter theoretischer Anhängereinknickzustand (definiert durch einen maximalen Fahrzeuglenkwinkel, Deichsellänge, Radstand des Zugfahrzeugs und eine effektive Anhängerlänge) oder physische Kontakteinknickbeschränkung (definiert durch eine Winkelverschiebungsbeschränkung relativ zum Fahrzeug 100 und dem Anhänger 110) und dergleichen. Es ist hierin offenbart, dass das Rückfahrassistiersystemsteuermodul 120 ein Signal ausgeben kann, das einer Benachrichtigung (z.B. einer Warnung) einer tatsächlichen, bevorstehenden und/oder erwarteten inakzeptablen Anhängerrückfahrbedingung entspricht.
Das Antriebsstrangsteuermodul 150 wechselwirkt mit dem Anhängerrückfahrassistiersystemsteuermodul 120, um die Geschwindigkeit und die Beschleunigung des Fahrzeugs 100 während des Zurückschiebens des Anhängers 110 zu regulieren. Wie oben erwähnt ist die Regulierung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 nötig, um das Potential für inakzeptable Anhängerrückfahrbedingungen, wie etwa Einknicken und dynamische Anhängerwinkelinstabilität, zu beschränken. Ähnlich wie Hochgeschwindigkeitsüberlegungen in Bezug auf inakzeptable Anhängerrückfahrbedingungen können auch hohe Beschleunigung und hohe dynamische Krümmungsanforderungen des Fahrers zu solchen inakzeptablen Anhängerrückfahrbedingungen führen.
Um die Steuermerkmale umzusetzen, kann ein Fahrer mit dem Anhängerrückfahrassistiersystem 105 wechselwirken, um das System 105 zu konfigurieren. Das Fahrzeug 100 ist, wie in 2 gezeigt, auch mit einer Benutzerschnittstellenvorrichtung (HMI) 102 ausgestattet, um die Anhängerrückfahrassistierfunktionalität durch Wechselwirkung des Fahrers mit der HMI-Vorrichtung 102 umzusetzen.
2 zeigt ein Beispiel einer HMI-Vorrichtung 102 im Fahrzeug, die ein Fahrer nutzt, um das Anhängerrückfahrassistiersystem 105 zu beeinflussen. Dem Fahrer werden mehrere Menüs 104 präsentiert (nur ein beispielhaftes Menü ist in 2 gezeigt), die über das HMI 102 angezeigt werden. Die HMI-Menüs 104 unterstützen dem Fahrer durch Module (gezeigt in 3 und 4), die das Anhängerrückfahrassistiersystem 105 einrichten 600, kalibrieren 700 und aktivieren 800, so dass Steuerverfahren implementiert werden können, um den Fahrer beim Zurückschieben des Anhängers zu unterstützen, was allgemein als Flussdiagramm in 3 und 4 gezeigt ist und hierin nachfolgend detaillierter beschrieben ist. Jedes Modul ist auf bestimmte Elemente, oder Merkmale, ausgerichtet, die verwendet werden, um das Anhängerrückfahrassistiersystem zu konfigurieren, um Steuerverfahren präzise zu implementieren. Während jedes Modul mit Bezug auf bestimmte Merkmale des offenbarten Gegenstands beschrieben ist, wird angemerkt, dass jedes Modul nicht notwendigerweise auf die in den Beispielen hierin beschriebenen bestimmten Merkmale beschränkt ist. Es ist möglich, die Module neu anzuordnen oder Elemente oder Merkmale eines Moduls zu ersetzen, ohne vom Schutzumfang des offenbarten Erfindungsgegenstands abzuweichen.
Das Anhängerrückfahrassistiersystem 105 wird einen Fahrer durch die Schritte führen, die notwendig sind, um einen Anhänger zu verbinden und ein Ziel anzubringen. Der Fahrer kann die Einrichtung über die Rückfahrassistierlenkeingabevorrichtung 125 aktivieren, beispielsweise durch Drehen oder Drücken des Drehknopfs oder durch bloße Auswahl des Anhängerrückfahrassistiersystems aus einem Menü auf der HMI-Vorrichtung 102. Bezugnehmend auf 3 initiiert ein Fahrer das Anhängerrückfahrassistiersystem durch die Anhängerrückfahrassistierlenkvorrichtung. Falls dies ein Drehknopf ist, drückt oder dreht der Fahrer den Knopf, um das Anhängerrückfahrassistiersystem zu initiieren. Das System wird den Fahrer durch die Schritte zum Verbinden 580 eines kompatiblen Anhängers führen. Ein kompatibler Anhänger ist einer, der relativ zum Fahrzeug in einem einzigen Punkt schwenkt und hinter der Hinterachse des Fahrzeugs.
Sobald das System entweder durch die Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung 125 oder die HMI-Vorrichtung 105 ausgewählt wurde, wird das System den Fahrer wie erforderlich durch die Vorbereitung des Fahrzeugs und des Fahrzeug-Anhänger-Gespanns führen. Das Fahrzeug 100 sollte „eingeschaltet“ sein und das Fahrzeug 100 sollte sich im „Parkmodus“ 590 befinden. Falls das Fahrzeug 100 läuft, aber sich mit einer Geschwindigkeit bewegt, die höher als ein vorbestimmter Grenzwert ist, beispielsweise fünf Meilen pro Stunde, wird das Anhängerrückfahrassistiersystem 105 inaktiv und für den Fahrer unzugänglich werden. Der Einrichtungsmodul 600 des Anhängerrückfahrassistiersystems 105 wird nicht starten oder wird beendet 585 werden. Wenn der vom Fahrer ausgewählte Anhängertyp 110 ein Anhänger 110 ist, der mit dem Anhängerrückfahrassistiersystem 105 nicht kompatibel ist, wird das Einrichtungsmodul 600 beendet 585 oder wird nicht starten. Falls der Anhänger 110 mit dem Anhängerrückfahrassistiersystem 105 kompatibel ist, verifiziert das Einrichtungsmodul 600, dass die Gangschaltung des Fahrzeugs 100 sich in der „Park“-Stellung befindet. Falls wiederum das Fahrzeug nicht „eingeschaltet“ ist und der Gangschaltungsmechanismus sich nicht in der „Park“-Stellung befindet, wird das Einrichtungsmodul nicht starten 585.
Bei der Verbindung 580 eines kompatiblen Anhängers 110 bei „eingeschaltetem“ 590 Fahrzeug 100 und das Fahrzeug 100 im Zustand des „Park“-Modus 590, wird das HMI 105 ein Menü 104 präsentieren, das eine vom Fahrer auszuwählende „Zieh“-Modusoption aufweist. Der Fahrer wählt den „Zieh“-Modus aus und ein Menü 104 wird präsentiert, das eine Auswahl von „Anhängeroptionen“ bereitstellt. Der Fahrer wählt dann den „Zieh-Modus“ aus „Anhänger“-Optionen aus. Dem Fahrer wird entweder „einen Anhänger hinzufügen“ oder „einen Anhänger auswählen“ aus einem Menü 104 angeboten und das „Einrichtungsmodus“ - Modul 600 des Erfindungsgegenstandes ist gestartet. Für bestimmte kamerabasierte Anhängerwinkeldetektionssysteme wird eine Operation 602 durchgeführt, bei der dem Fahrer ein Warnmenü über das HMI präsentiert werden kann, das den Fahrer informiert, dass der Anhänger sich in einer geraden Linie befinden muss, was bedeutet, dass bei der Anhängerkupplung zwischen dem Fahrzeug und dem Anhänger kein Winkel vorliegt. Die Warnung weist darauf hin, dass der Fahrer möglicherweise eine korrigierende Handlung vornehmen muss, beispielsweise das Fahrzeug nach vorne ziehen muss, um das Fahrzeug und den Anhänger wie für die Einrichtung 600 erforderlich anzuordnen. Eine allgemeine oder statische Darstellung kann mit Hilfe des HMI 102 präsentiert werden, um dem Fahrer bei der visuellen Erkennung der fluchtenden Ausrichtung zwischen dem Anhänger 110 und dem Fahrzeug 100, die notwendig ist, um das Anhängerrückfahrassistiersystem 105 ordnungsgemäß einzurichten und zu kalibrieren, zu assistieren. Der Fahrer nimmt jegliche Korrekturen 603 vor, indem der Fahrer jegliche notwendige Anpassung, auf die er hingewiesen wurde, vornimmt und zeigt an, indem er anerkennt, dass korrigierende Handlungen vorgenommen wurden 603 und dass der Anhänger in einer Linie mit dem Fahrzeug ausgerichtet ist. Andere Anhängerwinkeldetektionssysteme erfordern möglicherweise nicht, dass der Fahrer den Anhänger während des Einrichtungsmodus gerade richtet.
Um den Fahrer beim Einrichtungsprozess zu unterstützen sind Rückfahrleuchten oder andere ergänzende Beleuchtung, die auf dem Fahrzeug verfügbar sein können, beleuchtet 604. Falls der Anhänger ein neuer Anhänger ist, einer der noch nie zuvor an das Fahrzeug angehängt war oder zuvor nicht im Anhängerrückfahrassistiersystem gespeichert wurde, wird dem Fahrer eine Option präsentiert 606, die ihm erlaubt, entweder den Anhänger zu benennen oder eine zuvor gespeicherte Anhängerkonfiguration auszuwählen. Das Benennen des Anhängers 608 erlaubt das einfachere Identifizieren des Anhängers wenn er das nächste Mal an das Fahrzeug angehängt wird, so dass der Fahrer den Einrichtungsprozess nicht wiederholen muss. Der Fahrer gibt entweder einen eindeutigen Namen ein, um den Anhänger zu identifizieren, der im Anhängerrückfahrassistiersystem gespeichert werden soll, oder wählt eine zuvor gespeicherte Anhängerkonfiguration, die dem angehängten Anhänger zugeordnet ist, aus. Das Anhängerrückfahrassistiersystem wird nicht zulassen, dass mehr als ein Anhänger denselben Namen trägt. Daher wird, wenn ein Fahrer versucht, einen Anhänger mit einem Namen zu benennen, der bereits auf eine zuvor gespeicherte Anhängerkonfiguration angewendet wurde, das HMI eine Nachricht für den Fahrer anzeigen, die darauf hinweist und den Fahrer auffordern, einen anderen Namen für die Anhängerkonfiguration anzugeben. Falls eine zuvor gespeicherte Anhängerkonfiguration verfügbar ist und vom Fahrer ausgewählt wird 610, können bestimmte Schritte im Einrichtungsprozess übersprungen werden.
Die nachfolgende Diskussion bezieht sich auf eine erstmalige Anhängerkonfiguration für ein kamerabasiertes Anhängerwinkeldetektionssystem. Der Fahrer wird angeleitet 612, ein Anhängerkupplungswinkelziel, das zu Kalibrierungszwecken verwendet wird, auf den Anhänger zu platzieren. Eine generische statische Abbildung kann auf dem HMI angezeigt werden, die dem Fahrer eine Richtung für die Platzierung eines Ziels auf dem Anhänger, das für die Anhängerkupplungswinkeldetektion verwendet wird, bereitstellt. Die Zielplatzierung hängt vom Typ des gezogenen Anhängers ab und daher können dem Fahrer Optionen präsentiert werden, um den Fahrer bei der Wahl eines geeigneten Anhängertyps zu unterstützen. Die statische Abbildung kann Bereiche, die annehmbar für die Zielplatzierung sind, sowie Bereiche, die für die Zielplatzierung nicht annehmbar sind, anzeigen. Die statische Abbildung, die die geeigneten Bereiche zum Anbringen des Ziels anzeigt, kann eine Überlagerung der Rückansicht der Anhängerkupplung sein. Sobald der Fahrer das Ziel an den Anhänger anbringt und über das HMI anzeigt, dass das Ziel an den Anhänger angebracht wurde, stellt das Einrichtungsmodul eine visuelle Rückmeldung für den Fahrer bereit 614, die identifiziert, dass das Ziel gefunden oder erfasst wurde. Der Fahrer bestätigt 616 über das HMI, dass das Ziel ordnungsgemäß vom Anhängerrückfahrassistiersystem identifiziert wurde. Ähnlich für eine zuvor gespeicherte Anhängerkonfiguration wird der Anhänger bereits ein darauf platziertes Ziel aufweisen. Das Anhängerrückfahrassistiersystem wird das Ziel erfassen und eine visuelle Rückmeldung dem Fahrer bereitstellen 614, die die Erfassung des Ziels bestätigt.
Falls das Ziel nach einem vorbestimmten Zeitablauf nicht erfasst wird 614, wird der Fahrer über die Notwendigkeit, das Ziel neu zu positionieren benachrichtigt 618 und ihm werden mögliche korrigierende Maßnahmen, die ergriffen werden können, präsentiert. Mögliche korrigierende Maßnahmen, die dem Fahrer präsentiert werden können, sind das Reinigen der Kameralinse, das Reinigen des Ziels, das Ersetzen des Ziels, falls es beschädigt oder ausgeblichen ist, das Vorwärtsziehen des Fahrzeug-Anhänger-Gespannes, um die Lichtbedingungen im Bereich Kamera und/oder des Ziels zu verbessern und das Bewegen des Ziels an eine annehmbare Position. Der Fahrer nimmt die notwendigen Korrekturen vor 603. Wie zuvor erwähnt erfordern manche Anhängerwinkeldetektionssysteme möglicherweise nicht, dass der Fahrer im Einrichtungsmodus ein Ziel an den Anhänger anbringt. Das Ziel und die Zielerfassung sind auf kamerabasierte Anhängerwinkeldetektionssysteme ausgerichtet.
Wenn das Ziel vom Anhängerrückfahrassistiersystem erfasst wurde 614 und der Fahrer die Erfassung bestätigt hat 616, wird der Fahrer durch eine Serie von Menüs aufgefordert, Anhängermessungsinformation einzugeben 620, die im Anhängerrückfahrassistiersystem für eine Anhängerkonfiguration, die dem benannten Anhänger zugeordnet ist, abgespeichert werden kann. Wenn derselbe Anhänger das nächste Mal an das Fahrzeug angehängt ist, wird die eindeutige Anhängerkonfiguration bereits gespeichert sein und der Fortschritt durch das Einrichtungsmodul wird schneller sein oder kann in manchen Fällen vollständig übersprungen werden. Allgemeine statische Abbildungen können am HMI-Bildschirm angezeigt werden, um den Fahrer mit der Messungsinformation zu unterstützen. Visuelle Beispiele, siehe 5, können bereitgestellt werden, um den Fahrer beim Identifizieren der Position auf dem Fahrzeug, dem Anhänger oder zwischen Fahrzeug und Anhänger, die der Fahrer eingeben soll, zu unterstützen. Zusätzlich dazu werden zahlenmäßige Beschränkungen für die vom Fahrer eingegebenen Messungen innerhalb des Anhängerrückfahrassistiersystems festgelegt und können dem Fahrer angezeigt werden. Der Fahrer kann in Bezug auf Messungen, die die zahlenmäßigen Beschränkungen übersteigen, gewarnt werden. Zusätzlich dazu kann die Messungsinformationsanfragen, zu deren Eingabe der Fahrer aufgefordert wird, dem Fahrer in der Reihenfolge, in der die Messungen in das Anhängerrückfahrassistiersystem eingegeben werden sollten, angezeigt werden.
Es wird angemerkt, dass obwohl die Messungsinformation oben als vom Fahrer einzugeben besprochen wird, können auch verschiedene Verfahren zum Eingeben von Messungsinformation eingesetzt werden, ohne vom Schutzumfang des erfindungsgemäßen Gegenstandes abzuweichen. Beispielsweise ein System, um Messungen unter Verwendung bestehender Fahrzeug- und Anhängerdaten automatisch zu detektieren, einschließlich, ohne darauf beschränkt zu sein, Fahrzeuggeschwindigkeit, Radrotation, Lenkradwinkel, relativer Winkel zwischen Fahrzeug und Anhänger und eine Veränderungsrate des Winkels zwischen Fahrzeug und Anhänger.
Beispiele für die Messungsinformation kann einen waagrechten Abstand vom Fahrzeugheck bis zur Mitte einer Anhängerkupplungskugel, einen waagrechten Abstand vom Fahrzeugheck bis zu einer Mitte des Ziels, ein senkrechter Abstand vom Ziel zum Boden, einen waagrechten Versatz des Ziels von einer Mittellinie der Anhängerkupplungskugel umfassen. Falls das Ziel an einer anderen Stelle als der Mittellinie der Anhängerkupplungskugel angebracht ist, muss das Anhängerrückfahrassistiersystem wissen, auf welcher Seite des Fahrzeugs das Ziel angebracht ist, der Beifahrerseite oder der Fahrerseite. Ein Menü auf dem HMI kann dem Fahrer bereitgestellt werden, um die Beifahrerseite oder die Fahrerseite für die Platzierung des Ziels anzugeben. Das Anhängerrückfahrassistiersystem muss auch den waagrechten Abstand vom Fahrzeugheck zu einer Mitte der Achse oder der Achsen des Anhängers kennen. Die Messungen können entweder in englischen oder metrischen Einheiten eingegeben werden.
Dem Fahrer wird die Option, jede der Messungen zu korrigieren präsentiert 622, bevor er mit dem Einrichtungsprozess fortfährt. Ansonsten ist das Einrichtungsmodul 600 abgeschlossen 624 und das Kalibrierungsmodul 700 beginnt.
Das Kalibrierungsmodul 700 ist dazu konzipiert, den Krümmungssteuerungsalgorithmus mit den korrekten Anhängermessungen zu kalibrieren und das Anhängerrückfahrassistiersystem für einen etwaig vorhandenen Anhängerkupplungswinkelversatz zu kalibrieren. Nach Abschluss des Einrichtungsmoduls 600, beginnt das Kalibrierungsmodul 700 und der Fahrer wird angewiesen 702, das Fahrzeug-Anhänger-Gespann gerade zu ziehen, bis eine Anhängerkupplungswinkelsensorkalibrierung abgeschlossen ist. Das HMI kann den Fahrer mit Hilfe eines Pop-ups oder einer Bildschirmanzeige benachrichtigen 704, dass das Fahrzeug-Anhänger-Gespann vorwärts gezogen werden muss, bis die Kalibrierung abgeschlossen ist. Wenn die Kalibrierung abgeschlossen ist, kann das HMI den Fahrer benachrichtigen 704. Jeder Anhängerkupplungswinkelversatz wird im Speicher gespeichert 706 und gegebenenfalls vom Krümmungssteuerungsalgorithmus zugegriffen und das Kalibrierungsmodul 700 endet 704.
Es wird angemerkt, dass obwohl die Anhängerkupplungswinkelkalibrierung oben so beschrieben wird, dass sie die Vorwärtsziehinformation vom Fahrer erfordert, können auch verschiedene andere Verfahren zur Anhängerkupplungswinkelkaliberiung eingesetzt werden, ohne vom Schutzumfang der Ausführungsform abzuweichen.
Nach Abschluss des Einrichtungsmoduls 600 und des Kalibrierungsmoduls 700, kann das Aktivierungsmodul 800 beginnen. Das Aktivierungsmodul 800 wird mit Bezug auf 4 beschrieben. Das Aktivierungsmodul 800 ist dafür konzipiert, die automatische Lenkung des Fahrzeugs während des Betriebs des Anhängerrückfahrassistierten zu aktivieren. Der Fahrer wird angewiesen 802, das Fahrzeug in den Rückwärtsgang zu setzen. Bei der Aktivierung des Anhängerrückfahrassistiersystems, wird das Lenksystem keine Lenkwinkelbefehle von einer anderen Quelle als dem Anhängerrückfahrassistiersystem 804 annehmen. Das Anhängereinrichtungs- 600 und - kalibrierungsmodul 700 müssen abgeschlossen sein und ein derzeitiger Anhängerkupplungswinkel muss innerhalb eines vorbestimmten Betriebsbereichs für das Anhängerrückfahrassistiersystem 806 liegen. Die Fahrzeuggeschwindigkeit muss auch unterhalb einer vorbestimmten Aktivierungsgeschwindigkeit 808 liegen. Falls eine dieser oder alle dieser Bedingungen 804, 806, 808 nicht erfüllt sind, wird der Fahrer aufgefordert, eine korrigierende Maßnahme zu setzen 810. Der Fahrer muss bestätigen 814, dass die korrigierende Handlung vorgenommen wurde, damit das Steuermodul beginnt. Falls eine korrigierende Handlung vorgenommen wird, aber das Aktivierungsmodul hält diese für nicht annehmbar, wird der Fahrer angewiesen 810 eine andere korrigierende Handlung zu versuchen.
Für Lenksysteme, bei denen das Lenkrad direkt mit den gelenkten Räder des Fahrzeugs gekoppelt ist, kann der Fahrer während des assistiersystemgestützten Anhängerzurückschiebens keinen Einfluss auf die Lenkung nehmen. Falls eine Lenkradbewegung vom Fahrer oder anderweitig behindert wird, wird das Anhängerrückfahrassistiersystem dem Fahrer Anweisungen präsentieren 810, seine Hände vom Lenkrad zu entfernen. Die Aktivierung 800 wird verschoben oder abgebrochen, bis die Behinderung entfernt ist. Falls die Fahrzeuggeschwindigkeit eine Schwellengeschwindigkeit übersteigt oder falls der Fahrzeug-Anhängerkupplungswinkel nicht akzeptabel ist, wird der Fahrer zum Ergreifen einer korrigierenden Handlung aufgefordert 810. Bis die korrigierende Handlung vorgenommen, angenommen und bestätigt ist, werden das Aktivierungs- 800 und die Steuerungsmodule 200, 500 unterbrochen.
Wenn der Fahrer den Schalthebel von der Position „Park“ in die Position „Rückwärts“ bewegt 802 und eine Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung 125 drückt oder dreht, kann ein Rückansichtskamerabild in einer Anzeige des HMI erscheinen. Falls zu einem beliebigen Zeitpunkt während des Rückfahrvorganges der Anhängerkupplungswinkel zu groß wird, damit das System die Kurvenführung des Anhängers steuern kann, wird der TBA eine Warnung dem Fahrer bereitstellen, nach vorne zu ziehen und den Anhängerkupplungswinkel zu reduzieren. Falls zu einem beliebigen Zeitpunkt des Rückfahrprozesses das System nicht in der Lage ist, das Anhängerkupplungswinkelziel zu verfolgen, werden dem Fahrer Anweisungen bereitgestellt, das Problem zu korrigieren. Falls zu einem beliebigen Zeitpunkt die Fahrzeuggeschwindigkeit die vorbestimmte Aktivierungsgeschwindigkeit übersteigt, wird der Fahrer visuell und akustisch gewarnt zu stoppen oder zu verlangsamen. Wenn alle die Bedingungen des Aktivierungsmoduls erfüllt und erhalten werden, kann das Steuermodul beginnen.
Das Fahrzeug-Anhängerrückfahrassistiersystem kann ein auf dem Anhänger platziertes Ziel einsetzen, um als Anhängerkupplungswinkeldetektionskomponente 155 zu dienen. Dabei kann das Anhängerrückfahrassistiersystem gemäß einer Ausführungsform Information einsetzen, die über eine Bilderfassung und die Verarbeitung des Ziels für die Verwendung in der Anhängerkupplungswinkeldetektionsvorrichtung 130 erfasst wurde. Gemäß anderen Ausführungsformen kann das Ziel eingesetzt werden, um eine Änderung eines verbundenen Anhängers, Anhängerverbindung oder Anhängertrennung oder andere anhängerbezogene Information zu identifizieren. Das Ziel ist ein identifizierbares visuelles Ziel, das in einem Bild von der Videoaufnahmekamera eingefangen und über Bildverarbeitung detektiert und verarbeitet werden kann. Gemäß einer Ausführungsform kann das Ziel ein selbsthaftendes Ziel, auch als Aufkleber bezeichnet, umfassen, das über ein Klebemittel auf einer Seite auf dem Anhänger befestigt werden kann, vorzugsweise innerhalb einer Zielplatzierungszone, so dass die Kamera und die Bildbearbeitung das Ziel und seine Position auf dem Anhänger detektieren kann, um anhängerbezogene Information zu bestimmen, wie etwa den Anhängerkupplungswinkel zwischen dem Anhänger und dem Zugfahrzeug. Das Anhängerrückfahrassistiersystem kann dem Benutzer ein oder mehrere Bild(er) der Anhängerzielzone bereitstellen, für die ordnungsgemäße Platzierung des Ziels, um bei der Platzierung des Ziels auf dem Anhänger zu assistieren. Zusätzlich dazu kann das Fahrzeug-Anhängerrückfahrassistiersystem das Ziel überwachen, um zu bestimmen, ob das Ziel innerhalb einer gewünschten Zielplatzierungszone korrekt platziert wurde, und (eine) warnende Rückmeldung(en) dem Benutzer bereitstellen. Zudem kann das Fahrzeugrückfahrassistiersystem die Anhängerverbindung durch Überwachung des Ziels überwachen, um zu bestimmen, ob das Ziel sich bewegt hat, um zu bestimmen, ob derselbe Anhänger mit dem Zugfahrzeug verbunden bleibt, und kann eine Handlung in Erwiderung darauf initiieren. Zudem kann das Anhängerrückfahrassistiersystem den Anhängerkupplungswinkel oder das Ziel überwachen, um zu bestimmen, ob der Anhänger möglicherweise ausgewechselt wurde (d.h. getrennt und durch einen anderen Anhänger ersetzt) und kann eine Handlung in Erwiderung darauf initiieren.
Bezugnehmend auf 6 ist ein Fahrzeug-Anhängerrückfahrassistiersystem 105 gezeigt, das die Anhängerkupplungswinkeldetektionsvorrichtung 130 und eine Zielüberwachungssteuereinheit 10 zum Überwachen des Ziels, zum Unterstützen bei der Platzierung des Ziels, Überwachen der Anhängerverbindung, Bestimmung, ob sich der Anhänger bewegt hat, und zum Initiieren bestimmter Handlungen umfasst. Die Zielüberwachungssteuerungseinheit 10 kann einen Mikroprozessor 12 und/oder andere analoge und/oder digitale Schaltkreise zum Verarbeiten einer oder mehrerer Programme umfassen. Zusätzlich dazu kann die Zielüberwachungssteuereinheit 10 einen Speicher 14 zum Speichern einer oder mehrerer Programme, einschließlich (eines) Bildverarbeitungsprogramme(s) 16, ein Zielplatzierungsassistierprogramm 900, ein Zielüberwachungsprogramm 920, eine Anfangseinrichtung für ein Zielbewegungsdetektionsprogramm 940, ein Zielbewegungsdetektionsprogramm 960 und ein Anhängerverbindungsüberwachungsprogramm 990 umfassen. Es versteht sich, dass die Anhängerüberwachungssteuereinheit 10 eine alleinstehende zweckgewidmete Steuereinheit oder eine geteilte Steuereinheit sein kann, die mit anderen Steuerfunktionen, wie etwa mit der Anhängerkupplungswinkeldetektionsvorrichtung 130, integriert ist, um die Bilder des Anhängers und Ziels zu verarbeiten und eine damit verbundene Funktionalität durchzuführen. In einer Ausführungsform verarbeitet die Anhängerkupplungswinkeldetektionsvorrichtung 130 die erfassten Bilder des Ziels von der Zielüberwachungssteuereinheit 10 und andere Information, wie etwa die Anhängerlänge, um sie beim Bestimmen des Anhängerkupplungswinkels zwischen dem Anhänger und dem Zugfahrzeug einzusetzen.
Eine Kamera 20 ist gezeigt als ein Eingang zum Bereitstellen von Videoaufnahmen an eine Zielüberwachungssteuereinheit 10 des Fahrzeug-Anhängerrückfahrassistiersystems 105. Die Kamera 20 kann eine Heckansichtskamera sein, die auf dem Zugfahrzeug in einer Position und Orientierung angebracht ist, um Bilder des Anhängers, der vom Fahrzeug gezogen wird, hinter dem Fahrzeug zu erfassen. Die Kamera 20 kann eine Bildkamera umfassen, die ein oder mehr Kameraaufnahmen des Anhängers erzeugt, einschließlich der Region, in der sich eine Zielplatzierungszone erwartungsgemäß auf dem Anhänger befindet. Die Kamera 20 kann eine Videoaufnahmekamera umfassen, die wiederholt aufeinanderfolgende Aufnahmen des Anhängers für die Bearbeitung durch die Zielüberwachungssteuereinheit 10 einfängt. Die Zielüberwachungssteuereinheit 10 verarbeitet das eine oder die mehreren Aufnahmen der Kamera 20 mit einem oder mehreren Bildverarbeitungsprogramm(en) 16, um das Ziel und seine Position auf dem Anhänger zu identifizieren. Die Zielüberwachungssteuereinheit 14 verarbeitet die verarbeiteten Bilder in Verbindung mit einem oder mehreren Programmen 900, 920, 940, 960 und 990 weiter.
Die Anhängerüberwachungssteuereinheit 10 kann mit einer oder mehreren Vorrichtungen, einschließlich äußere Fahrzeugwarneinheiten 24 kommunizieren, welche Fahrzeugbremslichter und Fahrzeugwarnblinkanlagen zum Bereitstellen einer visuellen Warnung und eine Fahrzeughupe zum Bereitstellen einer akustischen Warnung umfassen können. Zusätzlich dazu kann die Anhängerüberwachungssteuereinheit mit einem oder mehreren Fahrzeug-Benutzerschnittstellen (HMIs) 25, einschließlich einer Fahrzeuganzeige, wie etwa eine in der Mittelkonsole angebrachte Navigations-/Unterhaltungsanzeige, kommunizieren. Zudem kann die Anhängerüberwachungssteuereinheit 10 über Drahtloskommunikation 22 mit einem oder mehreren mobilen oder tragbaren Vorrichtungen 26, wie etwa einem oder mehreren Smartphones kommunizieren. Die tragbare Vorrichtung 26 kann eine Anzeige 28 zum Anzeigen einer oder mehrerer Aufnahmen des Anhängers und der Zielposition innerhalb einer gewünschten Zielplatzierungszone auf der Anzeige 28 anzeigen. Zusätzlich dazu kann die tragbare Vorrichtung 26 Rückmeldungsinformation über die Fahrzeugzielverbindung, einschließlich visueller und akustischer Warnungen, bereitstellen.
Bezugnehmend auf 7 bis 10 ist die Platzierung des Ziels 30 auf dem Anhänger 110 unter Verwendung der Zielüberwachungssteuereinheit 10, die das Zielplatzierungsassistierprogramm 900 verarbeitet, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform veranschaulicht. In 7 und 8 ist ein Zugfahrzeug 100, das einen Anhänger 110 zieht, gezeigt. Der Anhänger 110 weist einen Anhängerkupplungsanschluss in Form eines Kupplungsaufbaus 114 auf, der mit einem Fahrzeugkupplungsanschluss in Form einer Aufnehmerkupplung und einer Kugel 15 verbunden ist. Der Kupplungsaufbau 114 schnappt auf der Kupplungskugel 15 ein, um ein drehbares Kugelgelenk bereitzustellen. Der Anhänger 110 ist mit einem Rahmen gezeigt, der eine in Längsrichtung verlängerbare Stange oder Anhängerzunge 112 umfasst. Eine obere waagrechte Oberfläche der Anhängerzunge 112, die eine gewünschte Zielplatzierungszone 32 zur Aufnahme des Ziels 30 bereitstellt, ist gezeigt. Es versteht sich, dass der Anhänger 110 in verschiedenen Formen und Größen konfiguriert sein kann und eine oder mehrere geeignete Zielplatzierungszonen 32 zur Aufnahme des Ziels 30 bieten kann. Die Zielplatzierungszone 32 definiert die gewünschte Position für die Platzierung des Ziels 30.
Das Fahrzeug 100 ist mit einer Videoaufnahmekamera 20 ausgerüstet, die sich hier in einer oberen Region der Fahrzeugheckklappe im hinteren Bereich des Fahrzeugs 100 befindet. Die Videoaufnahmekamera 20 ist relativ zu der/den Zielplatzierungszone(n) erhöht und weist eine Aufnahmesichtfeld auf und für die Aufnahme eines oder mehrere Bilder des Anhängers 110, einschließlich einer Region, die eine oder mehrere gewünschte Zielplatzierungszone(n) enthält, positioniert und orientiert. Es versteht sich, dass sich eine oder mehrere Kameras an anderen Positionen des Fahrzeugs 100 befinden können, um Aufnahmen des Anhängers 110 und der Zielplatzierungszone(n) 32 zu erfassen.
Um ein Ziel auf einem Anhänger, das nicht mit einem geeigneten bestehenden Ziel ausgerüstet ist, zu verwenden, kann ein Benutzer 2 angeleitet oder angewiesen werden, das Ziel 30 auf dem Anhänger 110 innerhalb einer gewünschten Zielplatzierungszone 32 zu platzieren, so dass die Kamera 20 eines oder mehrere Aufnahmen des Ziels 30 einfangen kann, um die anhängerbezogene Information für das Anhängerrückfahrassistiersystem, wie etwa Anhängerkupplungswinkelinformation für die Anhängerkupplungswinkeldetektionsvorrichtung 130, zu bestimmen. Dabei kann ein Benutzer 2 durch eine akustische oder visuelle Nachricht auf dem HMI, wie etwa dem Fahrzeug-HMI 25 oder einer tragbaren Vorrichtung 26, aufgefordert werden, das Ziel 30 auf dem Anhänger 110 zu platzieren. Das Fahrzeug-HMI 25 kann visuelle und/oder akustische Ausgaben, die Anweisungen für eine ordnungsgemäße Zielplatzierung erzeugen, umfassen.
Um eine wirksame und ordnungsgemäße Platzierung des Ziels 30 auf dem Anhänger 110 zu erlauben, setzt das Anhängerrückfahrassistiersystem ein in 10 gezeigtes Zielplatzierungsassistierverfahren oder -programm 900 ein, das von der Zielüberwachungssteuereinheit 10 verarbeitet wird. Das Zielplatzierungsassistierverfahren 900 umfasst einen Schritt 902, in dem ein Benutzer eine tragbare Vorrichtung mit einer Aufnahmenanzeige für die Kommunikation mit dem Fahrzeug verbinden kann. Der Benutzer kann die Vorrichtung elektronisch mit dem Fahrzeug verbinden, was gemäß einer Ausführungsform über ein Drahtlosprotokoll erreicht werden kann. Die Vorrichtung kann eine Drahtlosvorrichtung sein, die über WiFi, Bluetooth® oder ein anderes Drahtlosprotrokoll kommunizieren kann. Alternativ dazu könnte die Vorrichtung über eine drahtgebundene Verbindung verbunden werden. Als nächstes, bei Schritt 904, initiiert der Benutzer die Anhängerkupplungswinkeldetektionssystemeinrichtung, die das Initiieren des Einrichtungsvorgangs für das Anhängerkupplungswinkeldetektionssystem erfordert. Als Teil dieses Vorgangs wird der Benutzer ein Ziel auf dem Anhänger des Fahrzeugs innerhalb einer Zielplatzierungszone platzieren müssen. Bei Schritt 906 erzeugt das System mit der Kamera eine oder mehrere Aufnahmen des gezogenen Anhängers, die eine Region beinhalten, in der sich die gewünschte(n) Zielplatzierungszone(n) erwartungsgemäß befinden. Es kann mehr als eine Zielplatzierungszone geben und eine Zone kann gegenüber einer anderen Zone bevorzugt sein. Bei Schritt 908 verarbeitet das System die erzeugten Aufnahmen und bestimmt die gewünschte Zielplatzierungszone auf dem Anhänger. Die gewünschte Zielplatzierungszone kann basierend auf der Kameraposition und -orientierung, dem gewünschten Abstand des Ziels von der Anhängerkupplungsverbindung und der physischen Struktur des Anhängers bestimmt werden. Bei Schritt 910 erzeugt das System eine Zielüberlagerung auf dem einen oder den mehreren erzeugten Bildern. Die Zielüberlagerung ist ein visueller Hinweis auf die gewünschte Position des Ziels innerhalb der Zielplatzierungszone, auf die der Benutzer angewiesen ist, das Ziel zu platzieren. Die Zielüberlagerung kann Grenzlinien beinhalten, welche die Zielplatzierungszone oder andere Identifizierer markieren. Die Zielüberlagerung kann durch blinkende farbige (z.B. rote) Linien auf einer angezeigten Aufnahme gezeigt sein. Zielüberlagerungen einer Vielzahl von Zielplatzierungszonen können erzeugt und gezeigt werden. Bei Schritt 912 kommuniziert das System die eine oder die mehreren Aufnahmen und die Zielüberlagerung auf die Anzeige des Fahrzeugs und, falls in Schritt 902 verbunden, die Anzeige des Benutzers auf der tragbaren Vorrichtung durch Verwendung der drahtlosen oder drahtgebundenen Verbindung. Als nächstes, in Schritt 914, zeigt das Benutzerdisplay auf der tragbaren Vorrichtung eine Aufnahme der Zielplatzierungszone, die durch die Zielüberlagerung angegeben wird. In Schritt 916 wird der Benutzer durch ein HMI aufgefordert, das Ziel auf dem Anhänger innerhalb der Zielplatzierungszone mit Unterstützung der angezeigten Aufnahme und der Zielüberlagerung auf der Fahrzeuganzeige und/oder der tragbaren Anzeige zu platzieren.
Ein Beispiel für eine angezeigte Aufnahme auf der Anzeige 28 einer tragbaren Vorrichtung 26, die eine Überlagerung der Zielposition für das auf dem Anhänger zu platzierende Ziel ist in 9 veranschaulicht. Die auf der Anzeige 28 angezeigte Aufnahme umfasst die Aufnahme des Anhängers 110 wie durch die Kamera eingefangen und umfasst zudem eine Überlagerung der gewünschten Zielplatzierungszone 32. Der Benutzer 2 kann sich die Aufnahme auf der Anzeige 28 der tragbaren Vorrichtung 28 ansehen, um zu bestimmen, wo das Ziel relativ zum Anhänger 110 platziert werden soll. In diesem Beispiel kann der Benutzer das Ziel 30 auf die Zielplatzierungszone 32, wie durch die Zielüberlagerung angegeben, platzieren. Das Platzieren des Ziels kann durch das Anbringen eines Zielaufklebers auf eine Oberfläche des Anhängers erreicht werden. Infolgedessen kann der Benutzer eine tragbare Vorrichtung mit einer Anzeige, wie etwa ein Telefon, ein Tablet oder einen Computer, einsetzen, um die ordnungsgemäße Position für die Platzierung des Ziels auf dem Anhänger vor und während des Anbringens des Ziels auf den Anhänger anzusehen.
Demgemäß unterstützt das Zielplatzierungsassistierverfahren 900 den Benutzer vorteilhaft beim Platzieren des Ziels 30 auf dem Anhänger 110 auf eine Weise, die einfach zu benutzen, genau und wirksam ist. Der Benutzer 2 kann ohne Weiteres eine tragbare Vorrichtung mit einer Anzeige transportieren, um mit dem Fahrzeug zu kommunizieren und die korrekte Platzierungsposition für das Ziel vor und während des Zielplatzierungsvorgangs anzusehen, ohne zum Fahrzeug zurückkehren zu müssen oder anderweitig zur Zielplatzierung aufgefordert zu werden.
Das Anhängerrückfahrassistiersystem 105 umfasst zudem ein Zielüberwachungsverfahren oder -programm zum Überwachen der Platzierung des Ziels auf dem Anhänger oder um eine Rückmeldung dem Benutzer bereitzustellen, ob das Ziel innerhalb einer ordnungsgemäßen Zielplatzierungszone platziert wurde. Ein Benutzer kann auf verschiedene Weisen ein Ziel auf dem Anhänger platzieren. In manchen Situationen kann der Benutzer durch den TBA über ein Fahrzeug-HMI aufgefordert werden, das Ziel auf dem Anhänger zu platzieren und kann Anweisungen in Bezug auf die Position erhalten. Der Benutzer kann das Zielplatzierungsassistierverfahren 900 einsetzen, damit es bei der Platzierung des Ziels auf dem Anhänger unterstützt. In anderen Situationen kann der Benutzer das Ziel auf dem Anhänger platzieren unter Verwendung seiner besten Urteilsvermögens oder den auf dem Ziel oder der damit bereitgestellten Verpackung gedruckten Anweisungen folgend. In jedem Fall wird, sobald das Ziel auf dem Anhänger platziert wurde, das Zielüberwachungsverfahren 920 die Position des Ziels relativ zum Anhänger überwachen und eine Rückmeldung dem Benutzer in Bezug auf korrekte oder inkorrekte Platzierung des Ziels auf dem Anhänger bereitstellen.
Das Zielüberwachungsverfahren 920 wird in 11 veranschaulicht, gemäß einer Ausführungsform. In Schritt 922 erfordert Verfahren 920 das Anhängen des Anhängers an das Fahrzeug auf die Kugel und die Anhängerkupplung, sofern er nicht bereits angehängt ist. Als nächstes, in Schritt 924, wird die Einrichtung für die Anhängerkupplungswinkeldetektion initiiert. In Schritt 926 wir der Benutzer über eine Schnittstelle aufgefordert, das Ziel auf dem Anhänger zu platzieren. Der Benutzer kann gemäß einer Ausführungsform ein Ziel auf dem Anhänger basierend auf den vorbestimmten Kriterien oder nach bestem Wissen und Gewissen platzieren. Der Benutzer kann angeleitet werden, wo das Ziel auf dem Anhänger platziert werden soll durch die Verwendung eines Benutzerhandbuchs, einem Anleitungsblatt oder eine andere visuelle oder akustische Kommunikation von Anleitungen, gemäß anderen Ausführungsformen. Im Allgemeinen sollte das Ziel in einer Region, die im freien Sichtfeld der Kamera liegt, und die die Erfassung einer Aufnahme und die Bestimmung der gewünschten anhängerbezogenen Information, wie etwa dem Anhängerkupplungswinkel, erlaubt. Abhängig von der Anhängerkonfiguration und der Kameraorientierung und -höhe, kann das Ziel in einer bestimmten Region des Anhängers platziert werden müssen, innerhalb eines Abstandsbereichs von der Anhängerkupplungsverbindung mit einem Mindestabstand von der Kupplungsverbindung, wie etwa 7 Zoll (17,78 cm), innerhalb eines Bereichs von der Stoßstange des Zugfahrzeugs und innerhalb eines Höhenbereichs vom Boden. Die Zielplatzierung kann eine Position innerhalb eines bestimmten Abstands von einer Mittellinie der Längsachse des Anhängers erfordern und kann einen senkrechten oder waagrechten Winkel oder einen Winkel, der zwischen der senkrechten und der waagrechten Position liegt, erfordern. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Nutzer das Zielplatzierungsassistierverfahren 900 einsetzen, um das Ziel auf dem Anhänger zu platzieren.
In Schritt 928 erzeugt das System eine oder mehrere Aufnahmen der Zielplatzierungszone auf dem gezogenen Anhänger. Das System verarbeitet anschließend das eine oder die mehreren Aufnahmen, um die Gegenwart eines Ziels innerhalb einer gewünschten Zielplatzierungszone in Schritt 930 zu bestimmen. Die gewünschte Zielplatzierungszone kann durch Kriterien, wie etwa den Abstand von der Anhängerkupplungsverbindung 114, Abstand von einer Mittellinie der Längsachse des Anhängers, Höhe der Kamera relativ zum Anhänger und Abstand der Kamera vom Anhänger, bestimmt werden. Beim Entscheidungsschritt 932, bestimmt das Verfahren 900, ob das Ziel von dem/den verarbeiteten Bild(ern) detektiert wurde und falls nicht, kehrt es zu Schritt 926 zurück, um den Benutzer über ein HMI aufzufordern, das Ziel auf dem Anhänger zu platzieren.
Falls das Ziel durch die verarbeiteten Aufnahmen detektiert wurde, stellt das Fahrzeug-Anhängerrückfahrassistersystem in Schritt 934 eine warnende Rückmeldung dem Benutzer bereit. Die warnende Rückmeldung kann eine oder mehrere äußere Fahrzeugwarnungen, einschließlich visuelle Warnungen, wie das Aufleuchten der Fahrzeugbremslichter und/oder das Blinken der Fahrzeugwarnblinkanlage, und/oder akustische Warnungen, wie etwa das Ertönen der Fahrzeughupe, umfassen. Zusätzlich dazu können die warnenden Rückmeldungen das Bereitstellen einer Nachricht über die tragbare Vorrichtung 26, das Bereitstellen eines hörbaren Tons über die tragbare Vorrichtung 26 oder einen sichtbar beleuchteten Hinweis über die tragbare Vorrichtung 26 umfassen. Zudem können die warnenden Rückmeldungen das Versenden einer Textnachricht oder akustischer Anweisungen an einen Benutzer über eine tragbare Vorrichtung, wie etwa ein Telefon oder einen Computer umfassen. Es versteht sich, dass andere äußere Fahrzeugwarnungen oder alternative warnende Rückmeldungen dem Benutzer kommuniziert werden können, um anzuzeigen, dass die ordnungsgemäße Platzierung des Ziels auf dem Anhänger detektiert wurde. Alternativ dazu könnten die warnenden Rückmeldungen verwendet werden, um auf eine nicht ordnungsgemäße Platzierung des Ziels auf dem Anhänger hinzuweisen. Sobald der Anhänger ordnungsgemäß mit dem Ziel an der korrekten Position ausgestattet ist, kann das Anhängerrückfahrassistiersystem durch Überwachen des Ziels Information verarbeiten, um den Anhängerkupplungswinkel und andere Funktionalitäten, die das Ziehen eines Anhängers betreffen, zu bestimmen.
Das Ziel 30 kann einen Aufkleber mit einem Klebemittel auf der unteren Oberfläche und einem vorbestimmten auf der oberen Oberfläche bereitgestellten Abbildungsmuster einer bestimmten Größe und Form umfassen, um durch die Videokamera eingefangen und die Bildverarbeitung erkannt zu werden. Das Ziel 30 kann eine rechteckige Form, gemäß einer Ausführungsform, aufweisen und kann ein für das Kamerabild erkennbares Muster, wie etwa das gezeigte Schachbrettmuster, aufweisen. Die Bildverarbeitung kann bekannte Aufnahmemustererkennungsprogramme zum Identifizieren eines Zielmusters und seiner Position auf einem Anhänger umfassen.
Jedoch versteht sich, dass andere Zielformen, -großen und -muster eingesetzt werden können. Es versteht sich ferner, dass das Ziel auf andere Weise mit dem Anhänger unter Verwendung von Verbindern, wie Befestigungselementen verbunden werden kann, die mit dem Anhänger oder mit einem Zubehörteil des Abhängers verbunden sein können. Es sollte sich zudem verstehen, dass das Ziel über einen Magnet, Ankleben, Aufmalen oder eine Reihe anderer geeigneter Methoden angebracht sein kann.
Es versteht sich, dass nicht alle Anhänger notwendigerweise dazu konfiguriert sind, eine gut geeignete Position für das Platzieren eines Zielaufklebers auf dem Anhänger bereitzustellen. Demgemäß kann eine Zielposition zu einem gegebenen Anhänger hinzugefügt werden durch die Verwendung eines Zielanbringungssystems 40, wie ein 12 und 13 gezeigt, gemäß einer Ausführungsform. Das Zielanbringungssystem 40 ist als auf dem Anhänger 110 aufgebaut gezeigt, um ein Ziel 30 zu präsentieren, das von der Kamera innerhalb einer gewünschten Zielplatzierungszone gesehen werden kann. Das Zielanbringungssystem 40 umfasst einen senkrechten Montageständer oder eine Konsole 44 mit einer Vielzahl von Bolzenaufnahmelöchern 46, die sie senkrecht erstrecken, um eine gewünschte senkrechte Höhenverstellbarkeit zu gewährleisten. Die Konsole 44 kann auf dem Anhänger über Löcher 54 mittels Bolzen 48, Unterlagscheiben 52 und Muttern 50 zusammengebaut werden. Die Höhe der Konsole 44 kann abhängig davon, welche Löcher 46 an den Anhängerlöchern 54 ausgerichtet sind, eingestellt werden. An der Oberseite der Konsole 44 ist eine Zielplatte 42 mit einer oberen Zielplatzierungszone 32 angebracht, auf der das Ziel 30 positioniert ist. Die Platte 42 weist ebenso eine Vielzahl von Löchern 46 auf, die waagrecht an den Löchern der Konsole 44 ausgerichtet sind und kann daran über Bolzen 48, Unterlagscheiben 52 und Muttern 50 befestigt sein. Demgemäß kann die Platte 42 sowohl senkrecht als auch waagrecht in eine gewünschte Position verstellt werden, so dass das Ziel 30 verstellbar innerhalb einer gewünschten Position platziert wird, damit das Ziel leicht von der Kamera erfasst und der Bildverarbeitung bearbeitet werden kann. Es versteht sich, dass Unterstützung beim Anbringen des Zielanbringungssystems 40 zusammen mit dem Ziel 30 und die Überprüfung der ordnungsgemäßen Position des Zielanbringungssystems 40 und des Ziels 30 durch Verwenden des oben diskutierten Zielplatzierungsassistierverfahrens 900 und des Zielüberwachungsverfahrens 920 erreicht werden kann.
Das Zielbewegungsdetektionsverfahren umfasst ein Anfangseinrichtungsprogramm 940 und ein nachfolgendes Verarbeitungsprogramm 960 für die Detektion einer Zielbewegung, die verwendet wird, um zum Eingeben von Anhängerinformation aufzufordern. Das Zielbewegungsdetektionsverfahren bestimmt, ob die Position eines Anhängerkupplungswinkelziels auf einem Anhänger, wie etwa einer Anhängerzunge, sich bewegt hat, und kann auch bestimmen, ob sich der Abstand verändert hat. Aufnahmen des Ziels in einer zuvor gespeicherten Aufnahme und eine neu erfasste Aufnahme werden verglichen, um zu bestimmen, ob sich die Position und/oder der Abstand zum Ziel verändert haben. Der Vergleich kann den Vergleich der Kamerabildpixelgrößen der Aufnahmen umfassen. Falls sich entweder die Position oder der Abstand verändern, wird der Benutzer dann durch ein HMI aufgefordert, neue Anhängerinformationen für nachfolgende Verarbeitung des Anhängerrückfahrassistiersystems erneut einzugeben.
Das Anfangseinrichtungsprogramm 940 ist in 14 veranschaulicht. Zu Beginn muss der Anhänger an das Fahrzeug in Schritt 942 angehängt werden. In Schritt 944 wird der angehängte Anhänger für das Verfolgen des Anhängerkupplungswinkels eingerichtet. Für ein sichtbasiertes System kann dies das Anbringen eines Zielaufklebers auf den Anhänger, wie etwa in der Umgebung der Anhängerzunge, umfassen, so dass die fahrzeugbasierte Kamera eine Bewegung des Ziels detektieren kann, wenn der Anhänger manövriert oder in den Kurven schwingt. Zusätzlich dazu kann eine Reihe mit der Position des Ziels assoziierter Parametern eingegeben werden, die verwendet werden, den Anhängerkupplungswinkel basierend auf der Sichtverarbeitung ordnungsgemäß zu berechnen. Diese Parameter können den Abstand des Ziels zum Boden und den Abstand des Ziels zur Stoßstange des Fahrzeugs umfassen. In Schritt 946 werden das Fahrzeug und der Anhänger gelenkt, gerade zu fahren, was erreicht werden kann, indem das Fahrzeug und der gezogene Anhänger in Vorwärtsrichtung gefahren werden. Dies ist um sicherzustellen, dass es zwischen dem Fahrzeug und dem Anhänger ungefähr null Anhängerkupplungswinkel gibt, wenn der Anhänger mit dem Fahrzeug in einer Linie ist und dass die in nachfolgenden Schritten erzeugte Aufnahme in derselben Orientierung aufgenommen wird und für Aufnahmenvergleiche gültig sein wird. In Schritt 948 werden ein Bild (Aufnahme) des Ziels und des Anhängers unter Verwendung der Kamera erfasst, während das Fahrzeug und der Anhänger sich in einer geraden Linie bei einem Anhängerkupplungswinkel von etwa null Grad befinden. In Schritt 950 führt die Bildverarbeitung eine Sichtverarbeitung bei der Aufnahme durch. Die Sichtverarbeitung kann zuerst ein Ziel detektieren und dann die Größe und Position des Ziels basierend auf der Verarbeitung der Pixel der Aufnahme berechnen. In Schritt 952 wird die in Schritt 948 erfasste Aufnahme im Speicher gespeichert und die in Schritt 950 berechnete Information wird im Speicher gespeichert. Die Aufnahme und die berechnete Information werden anschließend verwendet, um zu bestimmen, ob sich das Ziel bewegt hat. Falls sich das Ziel bewegt hat, kann das System annehmen, dass der Anhänger sich geändert hat oder durch einen anderen Anhänger ersetzt wurde und fordert den Benutzer folglich über ein HMI zur Eingabe von Anhängerinformation auf.
Bezugnehmend auf 15 ist das Zielbewegungsdetektionsprogramm 960 beginnend bei Schritt 962 gezeigt, in dem der Fahrer angeleitet wird, einen Anhänger erneut an das Fahrzeug anzubringen, der zuvor eingerichtet und im Anfangseinrichtungsprogramm 940 verwendet worden war. In Schritt 964 wird der Benutzer vom Anhängerkupplungswinkeldetektionssystem aufgefordert, den Anhänger, der zuvor eingerichtet und gespeichert worden war, auszuwählen, anstatt einen neuen Anhänger auszuwählen. In Schritt 966 wird der Benutzer aufgefordert, das Anhänger-Fahrzeug-Gespann in einer geraden Linie vorwärts zu fahren, um einen Anhängerkupplungswinkel von ungefähr null Grad zu erreichen. Als nächstes wird in Schritt 968 eine neue Aufnahme des Ziels und des Anhängers von der Kamera erfasst. In Schritt 970 wird eine Sichtverarbeitung bei der Aufnahme durchgeführt, um das Ziel zu detektieren und die Größe und Position des Ziels durch Verarbeitung der Pixel der Aufnahme zu berechnen. In Schritt 972 werden die wie oben berechnete Zielposition und -größe mit der Position und Größe des Ziels, die in der früheren Aufnahme von der Anfangseinrichtung aufgenommen wurden, verglichen. Bei Schritt 974 wird eine Bestimmung durchgeführt, um zu bestimmen, ob die neue Zielinformation eine Übereinstimmung hat oder sich innerhalb der Toleranz der ursprünglichen Zielinformation befindet. Falls das neu erfasste Ziel immer noch eine ähnliche Größe hat und sich an einer ähnlichen Position auf der Aufnahme befindet, wie mit der vorhergehenden Aufnahme aus der Anfangseinrichtung verglichen, dann befindet sich das Ziel wahrscheinlich an derselben Position und wird eine ordnungsgemäße Anhängerkupplungswinkeldetektion erlauben, wenn in Schritt 980 die Bestimmung einer solchen vorgenommen wird. Wenn das Ziel eine andere Position oder eine andere Größe hat, dann wird angenommen, dass sich das Ziel bewegt hat und das Programm 960 fährt mit Schritt 976 fort. Eine detektierte Bewegung des Ziels kann auftreten, wenn der Anhänger ein anderer Anhänger als verglichen mit dem zuletzt vom Benutzer ausgewählten Anhänger ist. Die Verwendung der zuvor ausgewählten Anhängerkonfiguration kann fehlerhafte Resultate für die Anhängerwinkelzielverfolgung ergeben. Somit setzt das Programm 960 bei Schritt 978 fort und fordert den Benutzer (z.B. Fahrer) auf, die Anhängerkonfiguration neu auszuwählen oder neu auszurichten mit neuen Ziel- und Anhängerinformationen. Demgemäß detektiert das Zielbewegungsdetektionsprogramm 960 vorteilhaft die Bewegung des Ziels, was auf eine mögliche Verbindung eines neuen Anhängers an das Fahrzeug hinweisen kann, so dass der Benutzer über ein HMI aufgefordert wird, eine neue Anhängerkonfigurationsinformation auszuwählen. Zusätzlich dazu könnte das Programm für bewegte Ziele auch detektieren, dass sich das Ziel bewegt hat, weil eine Deichsel mit abweichender Größe von der installiert wurde, die installiert war, als der Anhänger ursprünglich eingerichtet worden war.
Beispiele für Aufnahmen des Anhängers und des an eine andere Position bewegten Ziels werden in 16A und 16B veranschaulicht. Wie in 16A gezeigt, ist eine Aufnahme des Anhängers und des Ziels 30 gezeigt, die auf dem Anhänger in einer ersten Position ausgerichtet sind, verglichen mit der nachfolgenden Aufnahme in 16B, die das Ziel 30 an eine neue, nähere Position bewegt zeigt. Die Positionsveränderung des Ziels kann ein Hinweis darauf sein, dass der Anhänger durch einen neuen Anhänger ausgewechselt wurde oder dass das Ziel anderweitig auf dem Anhänger bewegt wurde. Wenn dies auftritt, fordert das Zielbewegungsdetektionsprogramm 960 den Benutzer dazu auf, die Anhängerkonfigurationsinformation erneut einzugeben, so dass die falsche Information nicht verwendet wird, um inkorrekte Anhängerkupplungswinkeldaten bereitzustellen. Darüber hinaus ist es möglich, dass der richtige (korrekte) Anhänger ausgewählt wurde und sich das Ziel immer noch an derselben Position auf dem Anhänger befindet, aber das System dennoch darauf hinweist, dass sich das Ziel bewegt hat. Dies könnte auftreten, wenn sich die Deichsellänge am Fahrzeug verändert hat.
Die Zielüberwachungssteuereinheit 10 bearbeitet zudem ein Anhängerverbindungsüberwachungsprogramm 990, um zu bestimmen, ob ein Anhänger mit dem Fahrzeug verbunden ist und ob möglicherweise ein neuer Anhänger verbunden wurde. Wenn der Anhänger vom Fahrzeug getrennt ist, können die Zielinformation und die Anhängerkupplungswinkelinformation für einen Zeitraum nicht verfügbar sein. Demgemäß überwacht das Anhängerverbindungsüberwachungsverfahren 990 die Verfügbarkeit der Anhängerkupplungswinkeldaten und/oder die Detektion es Ziels, um zu bestimmen, ob die Anhängerkupplungswinkeldaten oder die Zieldaten für eine beträchtliche Zeitdauer verloren sind. Falls dies auftritt, wir der Fahrer über ein HMI dazu aufgefordert, den angehängten Anhänger erneut auszuwählen oder die Anhängerkonfigurationsdaten erneut einzugeben, um sicherzustellen, dass nicht die falsche Anhängerinformation eingesetzt wird.
Das Anhängerverbindungsüberwachungsprogramm 990 ist in 17 veranschaulicht. In Schritt 992 ist ein Anhänger mit dem Fahrzeug verbunden. In Schritt 994 wird der Anhänger für die Anhängerkupplungswinkeldetektion und -überwachung eingerichtet. Falls ein sichtbasiertes System eingesetzt wird, kann dieses das Platzieren eines Ziels, das das sichtbasierte System detektiert, auf dem Anhänger sowie das Eingeben angemessener Parameter umfassen. Alternativ dazu kann es möglich sein, wenn der Anhänger zuvor für die Anhängerkupplungswinkelüberwachung eingerichtet wurde, die zuvor gespeicherte Einrichtungskonfiguration für diesen Anhänger auszuwählen. In Schritt 996 wird, sobald der Anhänger für die Anhängerkupplungswinkeldetektion eingerichtet wurde, das Anhängerkupplungswinkeldetektionssystem fortwährend den Anhängerkupplungswinkel oder das Ziel überwachen. In Entscheidungsschritt 998 bestimmt das Programm 990, ob der Anhängerkupplungswinkel oder das Ziel für einen Zeitraum, der großer als X Sekunden ist, abgefallen ist.
Abhängig von der Art des Anhängerkupplungswinkelsystems, kann das Anhängerkupplungswinkelsignal abfallen oder aus einem anderen Grund nicht verfügbar sein, aber ein möglicher Grund ist, dass der Anhänger vom Fahrzeug getrennt wurde. Ein getrennter Anhänger kann auch dazu führen, dass die Zieldetektion nicht verfügbar ist. Somit wird eine Überprüfung ausgeführt, um zu sehen, wie viel Zeit verstrichen ist, seitdem das Signal für den Anhängerkupplungswinkel oder die Zieldetektion fallen gelassen wurde. Wenn die Anhängerkupplungswinkel- oder Zieldetektion für einen Zeitraum von weniger als X Sekunden fallen gelassen wurde, kehrt das Programm 990 zum Verfolgen des Anhängerkupplungswinkels oder Ziels in Schritt 996 zurück. Wenn die Anhängerkupplungswinkel- oder Zieldetektion für einen Zeitraum von mehr als X Sekunden fallen gelassen wurde, wird der Benutzer über ein HMI aufgefordert, die Anhängerkonfiguration in Schritt 1000 erneut auszuwählen oder neu einzurichten. Die Zeitdauer X soll eine sinnvolle Zeitmenge repräsentieren, die nötig ist, um Anhänger zu tauschen oder auszuwechseln. Beispielsweise kann es bei sehr kleinen, leichten Anhängern möglich sein, Anhänger in weniger als sechzig (60) Sekunden auszuwechseln, so dass dies eine sinnvolle Zeitspanne sein könnte. Gemäß einer Ausführungsform ist die Zeitspanne X auf dreißig (30) Sekunden gesetzt.
Während der Anhängerkupplungswinkel überwacht wird, um eine Trennung eines Anhängers von dem Fahrzeug zu bestimmen, versteht es sich, dass das Anhängerverbindungsüberwachungsprogramm 990 die Detektion es Ziels als eine Alternative überwachen kann, so dass wenn das Ziel für X Sekunden nicht länger detektiert wird, der Fahrzeugfahrer dann dazu aufgefordert werden kann, den Anhänger erneut auszuwählen oder neu zu konfigurieren.
Es versteht sich, dass Variationen und Modifikationen der zuvor erwähnten Struktur vorgenommen werden können ohne von den Konzepten der vorliegenden Erfindung abzuweichen und weiters versteht es sich, dass solche Konzepte durch die nachfolgenden Patentansprüche abgedeckt werden sollen, sofern diese Patentansprüche nicht durch ihre Sprache ausdrücklich anderes festlegen.

Claims

Verfahren zum Überwachen eines Platzierungsvorgangs eines Ziels auf einem Fahrzeug-Anhänger (110), umfassend: Bestimmen einer Zielplatzierungszone (32) anhand des gewünschten Abstands des Ziels von wenigstens einem von einer Anhängerkupplung (114), einer Mittellinie des Anhängers (110) und einer Kamera (20) an einem Zugfahrzeug (100); Erzeugen eines Bilds des Anhängers (110) in der zuvor bestimmten Zielplatzierungszone (32) mit der Kamera (20); Einblenden der zuvor bestimmten Zielplatzierungszone (32) mittels einer Überlagerung auf dem zuvor erzeugten Bild; Verarbeiten des Bilds, um die Anwesenheit des Ziels (30) innerhalb der Zielplatzierungszone (32) zu detektieren; und Rückmeldung an einen Benutzer, die anzeigt, dass entweder das oder kein Ziel innerhalb der Zielplatzierungszone (32) detektiert wurde.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Rückmeldung eine äußere Meldung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die äußere Meldung ein Fahrzeugbremslicht umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die äußere Meldung eine Fahrzeughupe umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die äußere Meldung eine Fahrzeugwarnblinkanlage umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt (906) des Erzeugens eines Bilds das Erzeugen mehrerer Videobilder mit einer Videokamera (20) umfasst, wobei die mehreren Videobilder verarbeitet werden, um die Anwesenheit des Ziels innerhalb der Zielplatzierungszone (32) zu bestimmen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Rückmeldung einer tragbaren Vorrichtung bereitgestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die tragbare Vorrichtung ein Telefon umfasst.
System zum Überwachen des Platzierungsvorgangs eines Ziels auf einem Fahrzeug-Anhänger (110), umfassend: eine Zielüberwachungssteuereinheit zum Bestimmen der Zielplatzierungszone (32) anhand des gewünschten Abstands des Ziels von wenigstens einem von einer Anhängerkupplung (114), einer Mittellinie des Anhängers (110) und einer Kamera (20); wobei die Kamera (20) sich an einem Zugfahrzeug befindet und dazu angeordnet ist, ein Bild des Anhängers (110) in der zuvor bestimmten Zielplatzierungszone (32) zu erzeugen; und wobei das System dazu ausgebildet ist, die zuvor bestimmte Zielplatzierungszone (32) mittels einer Überlagerung auf dem zuvor erzeugten Bild einzublenden; eine Bildverarbeitungsvorrichtung (16), die das Bild verarbeitet, um die Anwesenheit des Ziels innerhalb der Zielplatzierungszone (32) zu detektieren, und ein Rückmeldesignal erzeugt, das anzeigt, dass entweder das oder kein Ziel innerhalb der Zielplatzierungszone (32) detektiert wurde; und eine äußere Vorrichtung, die das Rückmeldesignal anzeigt.
System nach Anspruch 9, wobei die Rückmeldung eine äußere Fahrzeug-Meldung umfasst.
System nach Anspruch 10, wobei die äußere Meldung das Aufleuchten eines Fahrzeugbremslichts umfasst.
System nach Anspruch 10, wobei die äußere Meldung die Aktivierung einer Fahrzeughupe umfasst.
System nach Anspruch 10, wobei die äußere Meldung die Aktivierung einer Fahrzeugwarnblinkanlage umfasst.
System nach Anspruch 9, wobei die Rückmeldung durch eine tragbare Vorrichtung bereitgestellt wird.
System nach Anspruch 14, wobei die tragbare Vorrichtung ein Telefon umfasst.
Verfahren zum Platzieren eines Ziels auf einem Fahrzeug-Anhänger (110), umfassend: Anbringen des Ziels (30) auf dem Anhänger (110), und Ausführen der Verfahrensschritte gemäß Anspruch 1.