DE102018125561A1

DE102018125561A1 - Kupplungshilfssystem und verfahren zum autonomen manövrieren eines fahrzeugs in eine durch den benutzer festgelegten zielfahrtrichtung

Info

Publication number: DE102018125561A1
Application number: DE102018125561.6A
Authority: DE
Inventors: Luke Niewiadomski; Roger Arnold Trombley; Dongran Liu; Yi Zhang; Douglas Rogan; Chen Zhang; Shannon Brooks-Lehnert; Vidya Nariyambut murali
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2017-10-19
Filing date: 2018-10-15
Publication date: 2019-04-25
Also published as: US20190121351A1; US10802478B2; CN109677492A

Abstract

Ein Kupplungshilfssystem und Verfahren werden hier bereitgestellt. Eine Mensch-Maschine-Schnittstelle ist dazu konfiguriert, eine Benutzereingabe zu empfangen, die eine Zielfahrtrichtung eines Fahrzeugs festlegt. Eine Steuerung ist dazu konfiguriert, Befehle zum autonomen Manövrieren des Fahrzeugs in die Zielfahrtrichtung zu erzeugen, einen Kupplungskoppler eines Anhängers auf Grundlage einer Eingabe, die von einem Objektdetektionssystem empfangen wurde, zu identifizieren und eine zusätzliche Benutzereingabe, welche die Zielfahrtrichtung aktualisiert, falls der Kupplungskoppler nicht identifiziert werden kann, anzufordern.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Kupplungshilfssysteme eines Fahrzeugs und konkreter Kupplungshilfssysteme, die dazu in der Lage sind, ein Fahrzeug autonom zu einem Anhänger zu manövrieren.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Ein Fahrzeug rückwärts zu einem Anhänger fahren, um eine Anhängerkupplung an einem Kupplungskoppler zu befestigen, kann für viele Fahrer schwierig sein, vor allem jene, die mit Anhängern und dem Ankupplungsprozess im Allgemeinen nicht vertraut sind. Dementsprechend gibt es einen Bedarf an einem System, das einem Fahrer beim Navigieren eines Fahrzeugs zu dem Anhänger derart behilflich ist, dass eine Kupplungsverbindung dazwischen erstellt werden kann. Die vorliegende Offenbarung beabsichtigt, diesen Bedarf zu erfüllen.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Kupplungshilfssystem bereitgestellt. Eine Mensch-Maschine-Schnittstelle ist dazu konfiguriert, eine Benutzereingabe zu empfangen, die eine Zielfahrtrichtung eines Fahrzeugs festlegt. Eine Steuerung ist dazu konfiguriert, Befehle zum autonomen Manövrieren des Fahrzeugs in die Zielfahrtrichtung zu erzeugen, einen Kupplungskoppler eines Anhängers auf Grundlage einer Eingabe, die von einem Objektdetektionssystem empfangen wurde, zu identifizieren und eine zusätzliche Benutzereingabe, welche die Zielfahrtrichtung aktualisiert, falls der Kupplungskoppler nicht identifiziert werden kann, anzufordern.
Ausführungsformen des ersten Aspekts der Erfindung können ein beliebiges oder eine Kombination der folgenden Merkmale beinhalten:

• die Mensch-Maschine-Schnittstelle beinhaltet eine Touchscreenanzeige, die dazu konfiguriert ist, eine Fahrzeugrückansicht anzuzeigen und ein oder mehrere Berührungsereignisse darauf zu registrieren, um die Zielfahrtrichtung des Fahrzeugs festzulegen;
• die Touchscreenanzeige erzeugt eine Überlagerung, sobald die Zielfahrtrichtung festgelegt ist, und die Steuerung erzeugt Befehle zum autonomen Manövrieren des Fahrzeugs in die Zielfahrtrichtung auf Grundlage eines Berührungsereignisses auf der Überlagerung;
• das Berührungsereignis beinhaltet Berühren der Überlagerung und Beibehalten der Berührung damit;
• das Objektdetektionssystem beinhaltet mindestens eins von einer Fahrzeugrückkamera und einem oder mehreren Näherungssensoren, die mindestens einen von einem Ultraschallsensor, einem Radarsensor, einem Lasersensor und einem LIDAR-Sensor umfassen;
• die Steuerung erzeugt Befehle zum Stoppen des Fahrzeugs, falls eine Anhaltebedingung erfüllt ist;
• die Anhaltebedingung ist erfüllt, wenn das Fahrzeug eine Endposition in der Zielfahrtrichtung erreicht;
• die Anhaltebedingung ist erfüllt, wenn das Fahrzeug eine vorbestimmte maximale Entfernung in die Zielfahrtrichtung fährt;
• die Anhaltebedingung ist erfüllt, wenn das Detektionssystem ein Objekt detektiert, das sich in einer vorbestimmten Entfernung hinter dem Fahrzeug befindet;
• die Steuerung aktualisiert nach Identifizieren des Kupplungskopplers die Zielfahrtrichtung des Fahrzeugs und erzeugt Befehle zum autonomen Manövrieren des Fahrzeugs zu dem Kupplungskoppler, um eine Anhängerkupplung des Fahrzeugs damit auszurichten;
• vor dem Aktualisieren der Zielfahrtrichtung des Fahrzeugs fordert die Steuerung eine Benutzereingabe an, welche die Identifizierung des Kupplungskopplers bestätigt; und
• die zusätzliche Benutzereingabe, welche die Zielfahrtrichtung aktualisiert, beinhaltet eine Benutzereingabe, die eine neue Zielfahrtrichtung festlegt, oder eine Benutzereingabe, die eine gegenwärtige Zielfahrtrichtung bestätigt.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Kupplungshilfssystem eines Fahrzeugs bereitgestellt. Eine Touchscreenanzeige ist dazu konfiguriert, eine Fahrzeugrückansicht anzuzeigen und ein oder mehrere Berührungsereignisse darauf zu registrieren, um die Zielfahrtrichtung des Fahrzeugs festzulegen. Das eine oder die mehreren Berührungsereignisse beinhalten das Berühren eines Punkts auf der Touchscreenanzeige. Eine Steuerung ist dazu konfiguriert, den Punkt in eine reale Koordinate umzuwandeln und Befehle zum autonomen Manövrieren des Fahrzeugs in die Zielfahrtrichtung zu der realen Koordinate eines Berührungspunkts zu erzeugen.
Ausführungsformen des zweiten Aspekts der Erfindung können ein beliebiges oder eine Kombination der folgenden Merkmale beinhalten:

• die Touchscreenanzeige ist dazu konfiguriert, eine Berührungszone zu erzeugen, die einen erlaubten Bereich angibt, in welchem ein Berührungsereignis zum Festlegen der Zielfahrtrichtung durchgeführt werden soll;
• die Berührungszone wird auf einem unteren Mittelbereich der Touchscreenanzeige erzeugt, wo ein abgebildeter Anhänger wahrscheinlich vorhanden ist;
• die Touchscreenanzeige erzeugt eine Überlagerung, die den Berührungspunkt enthält, und die Steuerung erzeugt Befehle zum autonomen Manövrieren des Fahrzeugs in die Zielfahrtrichtung auf Grundlage eines Berührungsereignisses auf der Überlagerung;
• das Berührungsereignis beinhaltet das Berühren der Überlagerung und Beibehalten der Berührung damit;
• sofern die Berührung mit der Überlagerung beibehalten wird, fährt die Steuerung damit fort, Befehle zum autonomen Manövrieren des Fahrzeugs in die Zielfahrtrichtung zu erzeugen; und
• die Steuerung erzeugt Befehle zum Stoppen des Fahrzeugs, falls eine Anhaltebedingung erfüllt ist, und wobei die Anhaltebedingung erfüllt ist, wenn das Fahrzeug eine Endposition in der Zielfahrtrichtung erreicht, das Fahrzeug eine vorbestimmte maximale Entfernung in die Zielfahrtrichtung fährt oder ein Objekt an einer vorbestimmten Entfernung hinter dem Fahrzeug detektiert wird.

Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt und beinhaltet es die Schritte des Bereitstellens einer Mensch-Maschine-Schnittstelle zum Empfangen einer Benutzereingabe, welche eine Zielfahrtrichtung eines Fahrzeugs festlegt, Erzeugen von Befehlen zum autonomen Manövrieren des Fahrzeugs in eine Zielfahrtrichtung, Identifizieren eines Kupplungskopplers eines Anhängers auf Grundlage einer Eingabe, die von einem Objektdetektionssystem empfangen wurde, und Anfordern einer zusätzlichen Benutzereingabe, welche die Zielfahrtrichtung aktualisiert, falls der Kupplungskoppler nicht identifiziert werden kann.
Diese und andere Aspekte, Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann bei der Lektüre der folgenden Beschreibung, der Ansprüche und der beigefügten Zeichnungen verständlich und ersichtlich.
Figurenliste
In den Zeichnungen gilt:

1 ist eine perspektivische Draufsicht eines Fahrzeugs und eines Anhängers, wobei das Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform mit einem Kupplungshilfssystem ausgestattet ist;
2 ist ein Blockdiagramm, welches das Kupplungshilfssystem veranschaulicht;
3 veranschaulicht eine Fahrzeugrückansicht des Fahrzeugs, das auf einer Touchscreenanzeige angezeigt ist, die dazu konfiguriert ist, ein oder mehrere Berührungsereignisse darauf zu registrieren, um die Zielfahrtrichtung des Fahrzeugs festzulegen;
4 veranschaulicht eine Überlagerung, die auf einer Touchscreenanzeige erzeugt wird, wobei ein Berührungsereignis auf der Überlagerung eine Steuerung dazu auffordert, das Fahrzeug autonom in die Zielfahrtrichtung zu manövrieren;
5 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum autonomen Manövrieren eines Fahrzeugs zu einem Anhänger;
6 veranschaulicht ein beispielhaftes Manöver des Fahrzeugs zu dem Anhänger hin; und
7 veranschaulicht eine Überlagerung, die auf der Touchscreenanzeige erzeugt ist und die mit einem identifizierten Anhängerkoppler des Anhängers übereinstimmt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Je nach Bedarf werden hier detaillierte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung offenbart. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen für die Erfindung, die in verschiedenen und alternativen Formen ausgeführt sein kann, lediglich beispielhaft sind. Die Figuren entsprechen nicht zwingend einer detaillierten Ausgestaltung, und einige schematische Darstellungen können vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um eine Funktionsübersicht darzustellen. Demnach sind hier offenbarte konkrete strukturelle und funktionelle Details nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als repräsentative Grundlage, um den Fachmann die vielfältige Verwendung der vorliegenden Erfindung zu lehren.
Im hier verwendeten Sinne bedeutet der Ausdruck „und/oder“, wenn er in einer Aufzählung von zwei oder mehr Gegenständen verwendet wird, dass jeder der aufgezählten Gegenstände einzeln verwendet werden kann oder dass eine beliebige Kombination aus zwei oder mehr der aufgezählten Gegenstände verwendet werden kann. Wenn zum Beispiel eine Zusammensetzung so beschrieben wird, dass sie die Komponenten A, B und/oder C enthält, kann die Zusammensetzung nur A; nur B; nur C; A und B in Kombination; A und C in Kombination; B und C in Kombination; oder A, B und C in Kombination enthalten.
Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 bezeichnet das Bezugszeichen 10 im Allgemeinen ein Kupplungshilfssystem zum Ankuppeln eines Fahrzeugs 12 an einen Anhänger 14. Wie in 1 gezeigt ist das Fahrzeug 12 beispielhaft als ein Pickup-Truck ausgeführt, der eine Ladefläche 16 aufweist, die über eine herunterklappbare Heckklappe 18 zugänglich ist. Das Fahrzeug 12 beinhaltet ebenfalls eine Anhängerkupplung in der Form einer Kupplungskugel 22, die sich von einer Zugstange 24 erstreckt, die an die Rückseite des Fahrzeugs 12 gekoppelt ist. Die Kupplungskugel 22 ist dazu konfiguriert, durch einen Kupplungskoppler in der Form einer Kopplerkugelschale 26 empfangen zu werden, die an einem Anschlussende einer Anhängerzunge 28 bereitgestellt ist. Der Anhänger 14 ist beispielhaft als ein einachsiger Anhänger verkörpert, der einen Kastenrahmen 30 mit einem eingeschlossenen Ladebereich 32 aufweist, von dem sich die Zunge 28 in Längsrichtung erstreckt.
Das System 10 beinhaltet eine Steuerung 38 in Kommunikation mit einer Bildgebevorrichtung 40 (z. B. eine Kamera), die sich an der Rückseite des Fahrzeugs 12 befindet. Die Bildgebevorrichtung 40 kann sich zentral in einer oberen Region der Heckklappe 18 befinden, sodass die Bildgebevorrichtung 40 relativ zu der Zugstange 24 und der Kupplungskugel 22 erhöht ist. Die Bildgebevorrichtung 40 weist ein Sichtfeld 42 auf, das angeordnet und ausgerichtet ist, um ein oder mehrere Bilder einer Fahrzeugrückszene aufzunehmen, die im Allgemeinen unter anderem die Kupplungskugel 22 beinhaltet. Bilder, die durch die Bildgebevorrichtung 40 aufgenommen wurden, können durch die Steuerung 38 verarbeitet werden, um einen Kupplungskoppler, wie etwa die Kopplerkugelschale 26 zu identifizieren. Es wird unter Betracht gezogen, dass die Kopplerkugelschale 26 unter Verwendung von einer beliebigen bekannten Bildgebungstechnik identifiziert werden kann.
Zusätzlich zum Kommunizieren mit der Bildgebungsvorrichtung 40 kann die Steuerung 38 mit einer Anzahl von Näherungssensoren 44 kommunizieren, die über einen unteren Bereich der Fahrzeugheckklappe 18 beabstandet sind und dazu konfiguriert sind, Objekte zu detektieren, die sich hinter dem Fahrzeug 12 befinden. Die Näherungssensoren 44 können Ultraschall-, Radar-, Laser- und/oder LIDAR-Sensoren beinhalten. Unter Bezugnahme auf die Ausführungsform des in 2 gezeigten Systems 10 können der Steuerung 38 zusätzliche fahrzeugbezogene Informationen durch eine Positionierungsvorrichtung 46, wie etwa ein globales Positionierungssystem (GPS), das sich auf dem Fahrzeug 12 und/oder dem Anhänger 14 befindet, bereitgestellt werden. Zusätzlich kann die Steuerung 38 mit einem Trägheitssystem 47 kommunizieren, das ein oder mehrere Gyroskope 48 und Beschleunigungsmesser 49 beinhaltet, um die Position, Ausrichtung, Richtung und/oder Geschwindigkeit des Fahrzeugs 12 zu messen.
Um autonome oder halbautonome Steuerung des Fahrzeugs 12 zu ermöglichen, kann die Steuerung 38 des Systems 10 ferner dazu konfiguriert sein, mit einer Vielzahl von Fahrzeugausstattungen zu kommunizieren. Gemäß einer Ausführungsform kann die Steuerung 38 des Systems 10 ein Servolenksystem 52 des Fahrzeugs 12 steuern, um die gelenkten Räder 53 des Fahrzeugs 12 zu betreiben, während das Fahrzeug 12 zu dem Anhänger 14 entlang eines Fahrzeugrückfahrverlaufs rückwärtsgefahren wird. In der veranschaulichten Ausführungsform ist das Servolenksystem 52 ein elektrisches Servolenk-(electric power-assisted steering - EPAS-)System, das einen elektrischen Lenkmotor 54 zum Drehen der gelenkten Räder 53 auf einen Lenkwinkel auf der Grundlage eines Lenkbefehls beinhaltet, der durch die Steuerung 38 erzeugt wird, wobei der Lenkwinkel von einem Lenkwinkelsensor 56 des Servolenksystems 52 erfasst und an die Steuerung 38 übermittelt werden kann. Wie hierin beschrieben, kann der Lenkbefehl zum autonomen Lenken des Fahrzeugs 12 während eines Rückfahrmanövers bereitgestellt werden und kann alternativ manuell über eine Drehposition (z. B. einen Lenkradwinkel) eines Lenkrads 58 oder einer Lenkeingabevorrichtung 60 bereitgestellt werden, die bereitgestellt werden kann, um einem Fahrer zu ermöglichen, die gewünschte Krümmung des Rückfahrverlaufs des Fahrzeugs 12 zu steuern oder anderweitig zu modifizieren. Die Lenkeingabevorrichtung 60 kann kommunikativ mit der Steuerung 38 auf eine drahtgebundene oder drahtlose Weise gekoppelt sein und stellt der Steuerung 38 Informationen bereit, welche die gewünschte Krümmung des Rückfahrverlaufs des Fahrzeugs 12 definieren. Als Reaktion darauf verarbeitet die Steuerung 38 die Informationen und erzeugt sie entsprechende Lenkbefehle, die dem Servolenksystem 52 des Fahrzeugs 12 bereitgestellt werden. In einer Ausführungsform beinhaltet die Lenkeingabevorrichtung 60 einen drehbaren Knauf 62, der zwischen einer Anzahl von gedrehten Positionen betriebswirksam ist, die jeweils eine schrittweise Änderung der gewünschten Krümmung des Rückfahrverlaufs des Fahrzeugs 12 bereitstellen.
In einigen Ausführungsformen kann das Lenkrad 58 des Fahrzeugs 12 mechanisch mit den gelenkten Rädern 53 des Fahrzeugs 12 gekoppelt sein, sodass sich das Lenkrad 58 über ein internes Drehmoment gemeinsam mit den gelenkten Rädern 53 bewegt, wodurch eine manuelle Intervention mit dem Lenkrad 58 während des autonomen Lenkens des Fahrzeugs 12 verhindert wird. In derartigen Fällen kann das Servolenksystem 52 einen Drehmomentsensor 64 beinhalten, der Drehmoment (z. B. Greifen und/oder Drehen) an dem Lenkrad 58 erfasst, das nicht von der autonomen Steuerung des Lenkrads 58 erwartet wird und somit eine manuelle Intervention durch den Fahrer angibt. In einigen Ausführungsformen kann ein äußeres Drehmoment, das auf das Lenkrad 58 angewendet wird, als ein Signal an die Steuerung 38 dienen, dass der Fahrer die manuelle Steuerung übernommen hat, und als ein Signal, dass das System 10 die autonome Lenkfunktion unterbricht.
Die Steuerung 38 des Systems 10 kann ebenfalls mit einem Fahrzeugbremssteuerungssystem 66 des Fahrzeugs 12 kommunizieren, um Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen, wie etwa einzelne Raddrehzahlen des Fahrzeugs 12 zu empfangen. Zusätzlich oder alternativ können der Steuerung 38 Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen durch ein Antriebsstrangsteuersystem 68 und/oder einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 70 unter anderen möglichen Mitteln bereitgestellt werden. In einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 38 dem Fahrzeugbremssteuerungssystem 66 Bremsbefehle bereitstellen, wodurch dem System 10 ermöglicht wird, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 12 während eines Rückfahrmanövers des Fahrzeugs 12 zu regulieren. Es versteht sich, dass die Steuerung 38 zusätzlich oder alternativ die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 12 über Interaktion mit dem Antriebsstrangsteuerungssystem 68 regulieren kann.
Durch Interaktion mit dem Servolenksystem 52, dem Fahrzeugbremssteuerungssystem 66 und/oder dem Antriebsstrangsteuerungssystem 68 des Fahrzeugs 12 kann die Möglichkeit unannehmbarer Rückfahrbedingungen reduziert werden, wenn das Fahrzeug 12 rückwärts zu dem Anhänger 14 fährt. Beispiele von unannehmbarer Rückfahrbedingungen beinhalten unter anderem eine Fahrzeugübergeschwindigkeitsbedingung, Sensorausfall und dergleichen. In derartigen Umständen könnte sich der Fahrer des Ausfalls nicht bewusst sein, bis die unannehmbare Rückfahrbedingung unmittelbar bevorsteht oder bereits auftritt. Somit wird hier offenbart, dass die Steuerung 38 des Systems 10 ein Warnsignal erzeugen kann, das einer Benachrichtigung zu einer tatsächlichen, bevorstehenden und/oder vorhergesehenen unannehmbaren Rückfahrbedingung entspricht, und kann vor Intervention des Fahrers eine Gegenmaßnahme erzeugen, um eine derartige unannehmbare Rückfahrbedingung zu verhindern.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Steuerung 38 mit einer oder mehreren Vorrichtungen kommunizieren, einschließlich einem Fahrzeugwarnsystem 72, das sichtbare, hörbare und fühlbare Warnungen auslösen kann. Zum Beispiel können die Fahrzeugbremsleuchten 74 und die Warnblinkleuchten des Fahrzeugs eine sichtbare Warnung bereitstellen und ein(e) Fahrzeughupe 76 und/oder -lautsprecher 78 kann eine hörbare Warnung bereitstellen. Zusätzlich kann die Steuerung 38 und/oder das Fahrzeugwarnsystem 72 mit einer Mensch-Maschine-Schnittstelle (human machine interface - HMI) 80 für das Fahrzeug 12 kommunizieren. Die HMI 80 kann eine Touchscreenanzeige 84 (1) beinhalten, wie etwa eine an der Mittelkonsole montierte Navigations- oder Unterhaltungsanzeige, die dazu in der Lage ist, Bilder anzuzeigen, welche die Warnung angeben. Eine derartige Ausführungsform kann wünschenswert sein, um den Fahrer des Fahrzeugs 12 darüber zu benachrichtigen, dass eine unannehmbare Rückfahrbedingung vorhanden ist. Die Touchscreenanzeige 84 kann ebenfalls eine oder mehrere Ansichten anzeigen, die auf Bildern beruhen, die durch die Bildgebevorrichtung 40 aufgenommen wurden.
Die Steuerung 38 ist mit einem Mikroprozessor 85 und/oder einer anderen analogen und/oder digitalen Schaltung zum Verarbeiten einer oder mehrerer auf einem Speicher 86 gespeicherten Logikroutinen konfiguriert. Die Logikroutinen können eine oder mehrere Betriebsroutinen 88 beinhalten. Informationen von der Bildgebungsvorrichtung 40 oder anderen Komponenten des Systems 10 können der Steuerung 38 über ein Kommunikationsnetz des Fahrzeugs 12 zugeführt werden, das ein Controller Area Network (CAN), ein Local Interconnect Network (LIN) oder andere bekannte Protokolle beinhalten kann, die in der Automobilindustrie verwendet werden. Es versteht sich, dass die Steuerung 38 eine eigenständige dedizierte Steuerung sein kann oder eine geteilte Steuerung sein kann, die mit der Bildgebevorrichtung 40 oder einer anderen Komponente des Systems 10 zusätzlich zu beliebigen anderen internen oder externen Fahrzeugsteuersystemen integriert ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die HMI 80 dazu konfiguriert, eine Benutzereingabe zu empfangen, die eine Zielfahrtrichtung des Fahrzeugs 12 festlegt. Als Reaktion ist die Steuerung 38 dazu konfiguriert, Befehle für autonomes Manövrieren des Fahrzeugs 12 in die Zielfahrtrichtung zu erzeugen. Typischerweise verläuft die Zielfahrtrichtung nach hinten vom Fahrzeug 12 und zu dem Anhänger 14 hin. Jedoch versteht es sich, dass die Zielfahrtrichtung nicht unbedingt derartig eingeschränkt ist und zu einem anderen Objekt oder einem Punkt im Raum verlaufen kann. Während des autonomen Manövrierens des Fahrzeugs 12 ist die Steuerung 38 dazu konfiguriert, einen Kupplungskoppler (z. B. die Kopplerkugelschale 26) des Anhängers 14 auf Grundlage der von einem Obj ektdetektionssystem empfangenen Eingabe zu identifizieren, welche die Bildgebevorrichtung 40 und/oder die Näherungssensoren 44 zusätzlich zu anderen geeigneten Vorrichtungen beinhalten kann, die dazu in der Lage sind, Objekte zu detektieren. Falls der Kupplungskoppler nicht identifiziert werden kann, kann die Steuerung 38 eine zusätzliche Benutzereingabe anfordern, welche die Zielfahrtrichtung aktualisiert. Nach Identifizieren des Kupplungskopplers ist die Steuerung 38 dazu konfiguriert, die Zielfahrtrichtung zu aktualisieren und das Fahrzeug 12 autonom zu dem Anhänger 14 derart zu manövrieren, dass die Anhängerkupplung des Fahrzeugs 12 mit der Anhängerkupplung des Anhängers 14 ausgerichtet ist.
Unter Bezugnahme auf 3 ist die Touchscreenanzeige 84 dazu konfiguriert, eine Fahrzeugrückansicht anzuzeigen und ein oder mehrere Berührungsereignisse darauf zu registrieren, um die Zielfahrtrichtung des Fahrzeugs 12 festzulegen. Die Fahrzeugrückansicht kann aus Bildern erzeugt werden, die durch die Bildgebungsvorrichtung 40 aufgenommen werden. Um die Zielfahrtrichtung des Fahrzeugs 12 festzulegen, berührt ein Benutzer einfach einen Punkt auf der Touchscreenanzeige 84. Der Punkt, beispielhaft gezeigt als Berührungspunkt T_p kann einem Punkt auf dem abgebildeten Anhänger 14, einem Punkt auf einem anderen abgebildeten Objekt oder einem Punkt in abgebildetem Raum entsprechen. In der abgebildeten Ausführungsform entspricht der Berührungspunkt T_p der Kopplerkugelschale 26 auf dem abgebildeten Anhänger 14. In einigen Ausführungsformen ist die Touchscreenanzeige 84 dazu konfiguriert, eine Berührungszone 90 zu erzeugen, die einen erlaubten Bereich angibt, in welchem ein Berührungsereignis zum Festlegen der Zielfahrtrichtung durchgeführt werden soll. Die Berührungszone 90 wird auf einem unteren Mittelbereich der Touchscreenanzeige 84 erzeugt, wo ein abgebildeter Anhänger 14 wahrscheinlich vorhanden ist.
Bei Registrieren des Berührungsereignisses, das die Zielfahrtrichtung des Fahrzeugs 12 festlegt, erzeugt die Touchscreenanzeige 84 eine Überlagerung 92, die beispielhaft in 4 als ein Berührungsfeld gezeigt ist, das den Berührungspunkt T_p enthält. Ein nachfolgendes Berührungsereignis auf der Überlagerung 92 fordert die Steuerung 38 dazu auf, Befehle zum autonomen Manövrieren des Fahrzeugs 12 in die Zielfahrtrichtung zu erzeugen. Zum Beispiel kann das Berührungsereignis das Berühren der Überlagerung 92 und Beibehalten der Berührung damit beinhalten. Sofern der Benutzer die Berührung mit der Überlagerung 92 beibehält, kann die Steuerung 38 weiterhin Befehle zum autonomen Manövrieren des Fahrzeugs 12 in die Zielfahrtrichtung erzeugen. Um dies zu tun, kann die Steuerung 38 den Berührungspunkt T_p in eine reale Koordinate umwandeln, um das autonome Manövrieren des Fahrzeugs 12 in die Zielfahrtrichtung zu der realen Koordinate des Berührungspunkts T_p umzusetzen.
Unter Bezugnahme auf 5 ist ein beispielhaftes Verfahren, welches das Fahrzeug 12 autonom zu dem Anhänger 14 manövriert, als Betriebsroutine 88 der Steuerung 38 verkörpert gezeigt. Zu Zwecken des Verständnisses wird das Manöver hier in Bezug auf mehrere Stufen beschrieben, die in 6 als Stufen A-D gezeigt sind. Bei Schritt A legt ein Benutzer eine Zielfahrtrichtung unter Verwendung der Touchscreenanzeige 84 wie hierin beschrieben fest. Wie in 6 gezeigt, kann Schritt A bei Stufe A ausgeführt werden und die Zielfahrtrichtung ist im Allgemeinen durch Pfeil 94 dargestellt. In der dargestellten Ausführungsform verläuft die Zielfahrtrichtung im Allgemeinen gerade und nach hinten des Fahrzeugs 12. Bei Schritt B erzeugt die Steuerung 38 Befehle für autonomes Manövrieren des Fahrzeugs 12 in die Zielfahrtrichtung.
Während das Fahrzeug 12 in die Zielfahrtrichtung manövriert, prüft die Steuerung 38 routinemäßig, ob eine Anhaltebedingung in Schritt C erfüllt ist. In der abgebildeten Ausführungsform ist die Anhaltebedingung erfüllt, wenn das Fahrzeug 12 eine Endposition in der Zielfahrtrichtung erreicht, das Fahrzeug 12 eine vorbestimmte maximale Entfernung in die Zielfahrtrichtung fährt oder das Detektionssystem ein Objekt detektiert, das sich in einer vorbestimmten Entfernung hinter dem Fahrzeug 12 befindet. Wie hierin beschrieben, kann die Endposition realen Koordinaten entsprechen, die von einem durch den Benutzer zugeführten Berührungspunkt umgewandelt wurden, wie etwa Berührungspunkt T_p , der in den 3 und 4 gezeigt ist.
Zum Beispiel, wie in 6 gezeigt, ist die Anhaltebedingung bei Stufe B erfüllt, wo das Detektionssystem ein Objekt 96 hinter dem Fahrzeug 12 detektiert. Wie hierin beschrieben, kann das Objekt 96 durch die Näherungssensoren 44 und/oder die Bildgebungsvorrichtung 40 detektiert werden. In der veranschaulichten Ausführungsform entspricht das Objekt 96 einem nicht-Anhänger-Objekt und kann feststehend oder beweglich sein. Bei Erfüllung der Anhaltebedingung hält die Steuerung 38 das autonome Manövrieren des Fahrzeugs 12 bei Schritt D an, oder anders ausgedrückt, erzeugt sie Befehle zum Stoppen des Fahrzeugs 12. Falls die Steuerung 38 nicht dazu in der Lage ist, einen Kupplungskoppler bei Schritt E zu identifizieren, fordert die Steuerung 38 eine zusätzliche Benutzereingabe an, welche die Zielfahrtrichtung des Fahrzeugs 12 bei Schritt F aktualisiert. Zum Beispiel kann die Steuerung 38 anfordern, dass der Benutzer eine neue Zielfahrtrichtung festlegt oder die gegenwärtige Zielfahrtrichtung bestätigt. Um die Zielfahrtrichtung zu aktualisieren, kann der Benutzer ein oder mehrere Berührungsereignisse durchführen, wie hierin beschrieben.
In einigen Szenarien kann verlangt werden, dass der Benutzer eine neue Zielfahrtrichtung festlegt, falls das Objekt 96 das Fahrzeug 12 daran hindert, in die gegenwärtige Zielfahrtrichtung manövriert zu werden. In anderen Szenarien kann eine neue Zielfahrtrichtung erforderlich sein, falls das Fahrzeug 12 die Endposition in der Zielfahrtrichtung erreicht hat oder das Fahrzeug 12 eine maximale Entfernung in die Zielfahrtrichtung gefahren ist. Bei jedem Ereignis kehrt die Steuerung 38 zu Schritt B zurück, sobald die Zielfahrtrichtung aktualisiert wurde, um Befehle zum autonomen Manövrieren des Fahrzeugs 12 in die Zielfahrtrichtung zu erzeugen. Wie in 6 beispielhaft gezeigt, manövriert die Steuerung 38 das Fahrzeug 12 autonom in die aktualisierte Zielfahrtrichtung, die im Allgemeinen durch den Pfeil 98 dargestellt ist. In der abgebildeten Ausführungsform ist die aktualisierte Zielfahrtrichtung ungefähr dieselbe wie jene, die bei Stufe A festgelegt ist, kann jedoch unterschiedlich sein, falls so gewünscht.
Bei Stufe C hält die Steuerung 38 das autonome Manövrieren des Fahrzeugs 12 nach Detektion des Anhängers 14 an einer vorbestimmten Entfernung d hinter dem Fahrzeug 12 an. Nach Identifizieren des Kupplungskopplers bei Schritt E aktualisiert die Steuerung 38 die Zielfahrtrichtung des Fahrzeugs 12 bei Schritt G. Um den Kupplungskoppler zu identifizieren, kann die Steuerung 38 Bilder verarbeiten, die durch die Bildgebungsvorrichtung 40 aufgenommen wurden. Zum Beispiel kann die Steuerung 38 Kantendetektion einsetzen oder den Kupplungskoppler mit einem Muster abgleichen, das in dem Speicher 86 gespeichert ist. Es wird in Betracht gezogen, dass ein oder mehrere Muster in dem Speicher 86 gespeichert sein können und für den konkreten Anhänger 14 abgerufen werden können. Die aktualisierte Zielfahrtrichtung ist im Allgemeinen durch den Pfeil 100 dargestellt und kann sich leicht von jener unterscheiden, die durch den Pfeil 98 dargestellt ist, aufgrund von Feinabstimmung der Zielfahrtrichtung durch die Steuerung 38, sobald der Kupplungskoppler identifiziert ist.
Nach dem Identifizieren des Kupplungskopplers erzeugt die Steuerung 38 Befehle zum autonomen Manövrieren des Fahrzeugs 12 zu dem Kupplungskoppler (z. B. Kopplerkugelschale 26), um eine Anhängerkupplung (z. B. Kupplungskugel 22) damit in Schritt H auszurichten. In einigen Ausführungsformen fordert die Steuerung 38 eine Benutzereingabe an, um die Identifizierung des Kupplungskopplers vor Durchführen der Schritte G oder H zu bestätigen. Zum Beispiel, wie in 7 gezeigt, kann die Touchscreenanzeige 84 eine Überlagerung 102 erzeugen, die mit dem identifizierten Kupplungskoppler übereinstimmt, und der Benutzer kann dessen Identifizierung bestätigen, indem er einfach die Überlagerung 102 berührt und Berührung damit beibehält, um die Steuerung 38 dazu aufzufordern, die Befehle zum autonomen Manövrieren des Fahrzeugs 12 zu dem Kupplungskoppler zu erzeugen. Sofern der Benutzer die Berührung mit der Überlagerung 102 beibehält, kann autonomes Manövrieren des Fahrzeugs 12 zu dem Kupplungskoppler weiterfahren. Wie in Stufe D in 6 gezeigt, ist die Kupplungskugel 22 des Fahrzeugs 12 mit der Kopplerkugelschale 26 des Anhängers 14 ausgerichtet. In einem derartigen Szenario beendet die Steuerung 38 das autonome Manövrieren des Fahrzeugs 12 und der Benutzer ist dazu in der Lage, den Anhänger 14 an das Fahrzeug 12 anzukuppeln.
Es versteht sich, dass Variationen und Modifikationen an der vorstehenden Struktur vorgenommen werden können, ohne von den Konzepten der vorliegenden Erfindung abzuweichen, und es versteht sich ferner, dass derartige Konzepte von den folgenden Ansprüchen abgedeckt sein sollen, sofern diese Ansprüche durch ihren Wortlaut nicht ausdrücklich etwas anderes festlegen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Kupplungshilfssystem bereitgestellt, das Folgendes aufweist: eine Mensch-Maschine-Schnittstelle, die dazu konfiguriert ist, eine Benutzereingabe zu empfangen, welche eine Zielfahrtrichtung eines Fahrzeugs festlegt; und eine Steuerung, die zu Folgendem konfiguriert ist: Erzeugen von Befehlen zum autonomen Manövrieren des Fahrzeugs in die Zielfahrtrichtung; Identifizieren eines Kupplungskopplers eines Anhängers auf Grundlage einer Eingabe, die von einem Objektdetektionssystem empfangen wurde; und Anfordern einer zusätzlichen Benutzereingabe, welche die Zielfahrtrichtung aktualisiert, falls der Kupplungskoppler nicht identifiziert werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Mensch-Maschine-Schnittstelle eine Touchscreenanzeige, die dazu konfiguriert ist, eine Fahrzeugrückansicht anzuzeigen und ein oder mehrere Berührungsereignisse darauf zu registrieren, um die Zielfahrtrichtung des Fahrzeugs festzulegen.
Gemäß einer Ausführungsform erzeugt die Touchscreenanzeige eine Überlagerung, sobald die Zielfahrtrichtung festgelegt ist, und wobei die Steuerung Befehle zum autonomen Manövrieren des Fahrzeugs in die Zielfahrtrichtung auf Grundlage eines Berührungsereignisses auf der Überlagerung erzeugt.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Berührungsereignis Berühren der Überlagerung und Beibehalten der Berührung damit.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Objektdetektionssystem mindestens eins von einer Fahrzeugrückkamera und einem oder mehreren Näherungssensoren, die mindestens einen von einem Ultraschallsensor, einem Radarsensor, einem Lasersensor und einem LIDAR-Sensor umfassen.
Gemäß einer Ausführungsform erzeugt die Steuerung Befehle zum Stoppen des Fahrzeugs, falls eine Anhaltebedingung erfüllt ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Anhaltebedingung erfüllt, wenn das Fahrzeug eine Endposition in der Zielfahrtrichtung erreicht.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Anhaltebedingung erfüllt, wenn das Fahrzeug eine vorbestimmte maximale Entfernung in die Zielfahrtrichtung fährt.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Anhaltebedingung erfüllt, wenn das Detektionssystem ein Objekt detektiert, das sich in einer vorbestimmten Entfernung hinter dem Fahrzeug befindet.
Gemäß einer Ausführungsform aktualisiert die Steuerung nach Identifizieren des Kupplungskopplers die Zielfahrtrichtung des Fahrzeugs und erzeugt Befehle zum autonomen Manövrieren des Fahrzeugs zu dem Kupplungskoppler, um eine Anhängerkupplung des Fahrzeugs damit auszurichten.
Gemäß einer Ausführungsform fordert die Steuerung vor dem Aktualisieren der Zielfahrtrichtung des Fahrzeugs eine Benutzereingabe an, welche die Identifizierung des Kupplungskopplers bestätigt.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die zusätzliche Benutzereingabe, welche die Zielfahrtrichtung aktualisiert, eine Benutzereingabe, die eine neue Zielfahrtrichtung festlegt, oder eine Benutzereingabe, die eine gegenwärtige Zielfahrtrichtung bestätigt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Kupplungshilfssystem eines Fahrzeugs bereitgestellt, das Folgendes aufweist: eine Touchscreenanzeige, die dazu konfiguriert ist, eine Fahrzeugrückansicht anzuzeigen und ein oder mehrere Berührungsereignisse darauf zu registrieren, um die Zielfahrtrichtung des Fahrzeugs festzulegen, wobei das eine oder die mehreren Berührungsereignisse Berühren eines Punkts auf der Touchscreenanzeige umfassen; und eine Steuerung, die dazu konfiguriert ist, den Punkt in eine reale Koordinate umzuwandeln und Befehle für autonomes Manövern des Fahrzeugs in die Zielfahrtrichtung zu der realen Koordinate eines Berührungspunkts zu erzeugen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Touchscreenanzeige dazu konfiguriert, eine Berührungszone zu erzeugen, die einen erlaubten Bereich angibt, in welchem ein Berührungsereignis zum Festlegen der Zielfahrtrichtung durchgeführt werden soll.
Gemäß einer Ausführungsform wird die Berührungszone auf einem unteren Mittelbereich der Touchscreenanzeige erzeugt, wo ein abgebildeter Anhänger wahrscheinlich vorhanden ist.
Gemäß einer Ausführungsform erzeugt die Touchscreenanzeige eine Überlagerung, die den Berührungspunkt enthält, und die Steuerung erzeugt Befehle zum autonomen Manövrieren des Fahrzeugs in die Zielfahrtrichtung auf Grundlage eines Berührungsereignisses auf der Überlagerung.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Berührungsereignis Berühren der Überlagerung und Beibehalten der Berührung damit.
Gemäß einer Ausführungsform, sofern Berührung mit der Überlagerung beibehalten wird, fährt die Steuerung damit fort, Befehle zum autonomen Manövrieren des Fahrzeugs in die Zielfahrtrichtung zu erzeugen.
Gemäß einer Ausführungsform erzeugt die Steuerung Befehle zum Stoppen des Fahrzeugs, falls eine Anhaltebedingung erfüllt ist, und wobei die Anhaltebedingung erfüllt ist, wenn das Fahrzeug eine Endposition in der Zielfahrtrichtung erreicht, das Fahrzeug eine vorbestimmte maximale Entfernung in die Zielfahrtrichtung fährt oder ein Objekt an einer vorbestimmten Entfernung hinter dem Fahrzeug detektiert wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren Bereitstellen einer Mensch-Maschine-Schnittstelle zum Empfangen einer Benutzereingabe, welche eine Zielfahrtrichtung eines Fahrzeugs festlegt; Erzeugen von Befehlen zum autonomen Manövrieren des Fahrzeugs in die Zielfahrtrichtung; Identifizieren eines Kupplungskopplers eines Anhängers auf Grundlage einer Eingabe, die von einem Objektdetektionssystem empfangen wurde; und Anfordern einer zusätzlichen Benutzereingabe, welche die Zielfahrtrichtung aktualisiert, falls der Kupplungskoppler nicht identifiziert werden kann.

Claims

Kupplungshilfssystem, das Folgendes umfasst: eine Mensch-Maschine-Schnittstelle, die dazu konfiguriert ist, eine Benutzereingabe zu empfangen, die eine Zielfahrtrichtung eines Fahrzeugs festlegt; und eine Steuerung, die zu Folgendem konfiguriert ist: Erzeugen von Befehlen zum autonomen Manövrieren des Fahrzeugs in die Zielfahrtrichtung; Identifizieren eines Kupplungskopplers eines Anhängers auf Grundlage einer Eingabe, die von einem Objektdetektionssystem empfangen wurde; und Anfordern einer zusätzlichen Benutzereingabe, welche die Zielfahrtrichtung aktualisiert, falls der Kupplungskoppler nicht identifiziert werden kann.
Kupplungshilfssystem nach Anspruch 1, wobei die Mensch-Maschine-Schnittstelle eine Touchscreenanzeige umfasst, die dazu konfiguriert ist, eine Fahrzeugrückansicht anzuzeigen und ein oder mehrere Berührungsereignisse darauf zu registrieren, um die Zielfahrtrichtung des Fahrzeugs festzulegen.
Kupplungshilfssystem nach Anspruch 2, wobei die Touchscreenanzeige eine Überlagerung erzeugt, sobald die Zielfahrtrichtung festgelegt ist, und wobei die Steuerung Befehle zum autonomen Manövrieren des Fahrzeugs in die Zielfahrtrichtung auf Grundlage eines Berührungsereignisses auf der Überlagerung erzeugt.
Kupplungshilfssystem nach Anspruch 3, wobei das Berührungsereignis Berühren der Überlagerung und Beibehalten der Berührung damit umfasst.
Kupplungshilfssystem nach einem der Ansprüche 1-4, wobei das Objektdetektionssystem mindestens eins von einer Fahrzeugrückkamera und einem oder mehreren Näherungssensoren umfasst, die mindestens einen von einem Ultraschallsensor, einem Radarsensor, einem Lasersensor und einem LIDAR-Sensor umfassen.
Kupplungshilfssystem nach einem der Ansprüche 1-5, wobei die Steuerung Befehle zum Stoppen des Fahrzeugs erzeugt, falls eine Anhaltebedingung erfüllt ist.
Kupplungshilfssystem nach Anspruch 6, wobei die Anhaltebedingung erfüllt ist, wenn das Fahrzeug eine Endposition in der Zielfahrtrichtung erreicht.
Kupplungshilfssystem nach Anspruch 6, wobei die Anhaltebedingung erfüllt ist, wenn das Fahrzeug eine vorbestimmte maximale Entfernung in die Zielfahrtrichtung fährt.
Kupplungshilfssystem nach Anspruch 6, wobei die Anhaltebedingung erfüllt ist, wenn das Detektionssystem ein Objekt detektiert, das sich in einer vorbestimmten Entfernung hinter dem Fahrzeug befindet.
Kupplungshilfssystem nach einem der Ansprüche 1-9, wobei die Steuerung nach Identifizieren des Kupplungskopplers die Zielfahrtrichtung des Fahrzeugs aktualisiert und Befehle zum autonomen Manövrieren des Fahrzeugs zu dem Kupplungskoppler erzeugt, um eine Anhängerkupplung des Fahrzeugs damit auszurichten.
Kupplungshilfssystem nach Anspruch 10, wobei vor dem Aktualisieren der Zielfahrtrichtung des Fahrzeugs die Steuerung eine Benutzereingabe anfordert, welche die Identifizierung des Kupplungskopplers bestätigt.
Kupplungshilfssystem nach einem der Ansprüche 1-11, wobei die zusätzliche Benutzereingabe, welche die Zielfahrtrichtung aktualisiert, eine Benutzereingabe, die eine neue Zielfahrtrichtung festlegt, oder eine Benutzereingabe, die eine gegenwärtige Zielfahrtrichtung bestätigt, umfasst.
Verfahren, das die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen einer Mensch-Maschine-Schnittstelle zum Empfangen einer Benutzereingabe, die eine Zielfahrtrichtung eines Fahrzeugs festlegt; Erzeugen von Befehlen zum autonomen Manövrieren des Fahrzeugs in die Zielfahrtrichtung; Identifizieren eines Kupplungskopplers eines Anhängers auf Grundlage einer Eingabe, die von einem Objektdetektionssystem empfangen wurde; und Anfordern einer zusätzlichen Benutzereingabe, welche die Zielfahrtrichtung aktualisiert, falls der Kupplungskoppler nicht identifiziert werden kann.