DE-102016120349-B4 - ANHÄNGERRÜCKFAHRASSISTENZSYSTEM MIT ZIELMANAGEMENT

Abstract

Anhängerrückfahrassistenzsystem (10), umfassend: eine Kamera (46) zum Aufnehmen von Bildern eines Anhängers (12), der mit einem Fahrzeug (14) verbunden ist; eine Anzeige (82), die einen Bildschirm (29) zum Anzeigen aufgenommener Bilder (31) und zum Registrieren eines Berührungsereignisses darauf aufweist, um ein Ziel auf dem abgebildeten Anhänger (12) zuzuweisen; und eine Steuerung (28) zum Verarbeiten der aufgenommenen Bilder und zum Verfolgen des Ziels, um einen Kupplungswinkel zwischen dem Fahrzeug (14) und dem Anhänger (12) zu bestimmen, wenn das Fahrzeug (14) während eines Anhängerrückfahrmanövers automatisch gelenkt wird.

Inventors

• Maher Ghneim
• Erick Michael Lavoie

Assignees

• FORD GLOBAL TECHNOLOGIES, LLC

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20161025

Priority Date

20151028

Claims (20)

1. Anhängerrückfahrassistenzsystem (10), umfassend: eine Kamera (46) zum Aufnehmen von Bildern eines Anhängers (12), der mit einem Fahrzeug (14) verbunden ist; eine Anzeige (82), die einen Bildschirm (29) zum Anzeigen aufgenommener Bilder (31) und zum Registrieren eines Berührungsereignisses darauf aufweist, um ein Ziel auf dem abgebildeten Anhänger (12) zuzuweisen; und eine Steuerung (28) zum Verarbeiten der aufgenommenen Bilder und zum Verfolgen des Ziels, um einen Kupplungswinkel zwischen dem Fahrzeug (14) und dem Anhänger (12) zu bestimmen, wenn das Fahrzeug (14) während eines Anhängerrückfahrmanövers automatisch gelenkt wird.
2. Anhängerrückfahrassistenzsystem (10) nach Anspruch 1 , wobei das Ziel eine Anzahl von Punkten auf dem abgebildeten Anhänger (12) umfasst, wobei die Punkte Objekten oder Merkmalen des Anhängers (12) entsprechen.
3. Anhängerrückfahrassistenzsystem (10) nach Anspruch 1 oder 2 , wobei der Kupplungswinkel auf der Grundlage von Änderungen von Pixeln des aufgenommenen Bildes (31) bestimmt wird, die sich auf eine Winkelpositionsänderung des Ziels beziehen.
4. Anhängerrückfahrassistenzsystem (10) nach Anspruch 3 , wobei, falls das Ziel verloren wird, die Steuerung (28) eine Zeit berechnet, in der bei einer aktuellen Anhängergierrate ein maximaler steuerbarer Kupplungswinkel zu erreichen ist.
5. Anhängerrückfahrassistenzsystem (10) nach Anspruch 4 , wobei, falls die berechnete Zeit über einer vorherbestimmten Schwelle liegt, die Steuerung (28) den Kupplungswinkel auf der Grundlage einer Anhängergierrate, einer Fahrzeuggierrate und einer Fahrzeuggeschwindigkeit schätzt.
6. Anhängerrückfahrassistenzsystem (10) nach Anspruch 4 oder 5 , wobei, falls die berechnete Zeit unterhalb einer vorherbestimmten Schwelle liegt, die Steuerung eine präventive Gegenmaßnahme zum Verringern des Kupplungswinkels und einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs (14) initiiert.
7. Anhängerrückfahrassistenzsystem (10), umfassend: eine Kamera (46) zum Aufnehmen von Bildern eines Anhängers (12), der mit einem Fahrzeug (14) verbunden ist; und eine Steuerung (28) zum Verarbeiten der aufgenommenen Bilder und zum Verfolgen eines Ziels an dem abgebildeten Anhänger (12), um einen Kupplungswinkel zwischen dem Fahrzeug (14) und dem Anhänger (12) während eines Anhängerrückfahrmanövers zu bestimmen, wobei, falls das Ziel verloren wird, die Steuerung (28) eine Zeit berechnet, in der bei einer aktuellen Anhängergierrate ein maximaler steuerbarer Kupplungswinkel zu erreichen ist.
8. Anhängerrückfahrassistenzsystem (10) nach Anspruch 7 , wobei das Ziel mindestens ein an dem Anhänger (12) angebrachter Aufkleber (52) ist.
9. Anhängerrückfahrassistenzsystem (10) nach Anspruch 7 oder 8 mit einer Anzahl von Punkten auf dem abgebildeten Anhänger (12), wobei die Punkte Objekten oder Merkmalen des Anhängers (12) entsprechen und über ein oder mehrere Berührungsereignisse auf einem Bildschirm (29) einer Fahrzeuganzeige (82) zugeordnet werden.
10. Anhängerrückfahrassistenzsystem (10) nach Anspruch 9 , wobei der Kupplungswinkel auf der Grundlage von Änderungen von Pixeln des aufgenommenen Bildes (31) bestimmt wird, die sich auf eine Winkelpositionsänderung des Ziels beziehen.
11. Anhängerrückfahrassistenzsystem (10) nach einem der Ansprüche 7 - 10 , wobei, falls die berechnete Zeit über einer vorherbestimmten Schwelle liegt, die Steuerung (28) den Kupplungswinkel auf der Grundlage einer Anhängergierrate, einer Fahrzeuggierrate und einer Fahrzeuggeschwindigkeit schätzt.
12. Anhängerrückfahrassistenzsystem (10) nach einem der Ansprüche 7 - 11 , wobei, falls die berechnete Zeit unterhalb einer vorherbestimmten Schwelle liegt, die Steuerung (28) eine präventive Gegenmaßnahme zum Verringern des Kupplungswinkels und einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs (14) initiiert.
13. Kupplungswinkelüberwachungsverfahren, umfassend die folgenden Schritte des: Aufnehmens von Bildern (31) eines Anhängers (12), der mit einem Fahrzeug (14) verbunden ist; Anzeigens der aufgenommenen Bilder (31) auf einem Bildschirm (29) einer Fahrzeuganzeige (82); Registrierens eines Berührungsereignisses auf dem Bildschirm (29), um ein Ziel auf dem abgebildeten Anhänger (12) zuzuweisen; und Verarbeitens der aufgenommenen Bilder (31), um das Ziel zu verfolgen, um einen Kupplungswinkel zwischen dem Fahrzeug (14) und dem Anhänger (12) zu bestimmen, wenn der Anhänger (12) während eines Anhängerrückfahrmanövers automatisch gelenkt wird.
14. Kupplungswinkelüberwachungsverfahren nach Anspruch 13 , das ferner den Schritt des Ausrichtens des Fahrzeugs (14) und des Anhängers (12) vor dem Zuweisen des Ziels auf dem abgebildeten Anhänger (12) umfasst.
15. Kupplungswinkelüberwachungsverfahren nach Anspruch 13 oder 14 , wobei das Ziel eine Anzahl von Punkten an dem abgebildeten Anhänger (12) umfasst, wobei die Punkte Objekten oder Merkmalen des Anhängers (12) entsprechen und wobei der Kupplungswinkel auf der Grundlage von Änderungen von Pixeln der aufgenommenen Bilder (31) bestimmt wird, die sich auf eine Winkelpositionsänderung des Ziels beziehen.
16. Kupplungswinkelüberwachungsverfahren nach einem der Ansprüche 13 - 15 , wobei, falls das Ziel verloren wird, die Steuerung (28) eine Zeit berechnet, in der bei einer aktuellen Anhängergierrate ein maximaler steuerbarer Kupplungswinkel zu erreichen ist.
17. Kupplungswinkelüberwachungsverfahren nach einem der Ansprüche 14 - 16 , wobei, falls die berechnete Zeit über einer vorherbestimmten Schwelle liegt, die Steuerung (28) den Kupplungswinkel auf der Grundlage einer Anhängergierrate, einer Fahrzeuggierrate und einer Fahrzeuggeschwindigkeit schätzt.
18. Kupplungswinkelüberwachungsverfahren nach einem der Ansprüche 14 - 17 , wobei, falls die berechnete Zeit unterhalb einer vorherbestimmten Schwelle liegt, die Steuerung (28) eine präventive Gegenmaßnahme zum Verringern einer potentiellen Einknick-Situation initiiert.
19. Kupplungswinkelüberwachungsverfahren nach Anspruch 18 , wobei die präventive Gegenmaßnahme ein Warnen eines Bedieners des Fahrzeugs (14) beinhaltet, die Kontrolle über eine Lenkvorrichtung des Fahrzeugs (14) und/oder ein Fahrzeugbremssteuerungssystem des Fahrzeugs (14) zu übernehmen.
20. Kupplungswinkelüberwachungsverfahren nach Anspruch 18 oder 19 , wobei die präventive Gegenmaßnahme ein aktives Steuern eines Servolenkungssystems (62) und/oder eines Fahrzeugbremssteuerungssystems (72) und/oder eines Antriebsstrangsteuerungssystems (74) des Fahrzeugs (14) beinhaltet, um den Kupplungswinkel und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs (14) zu verringern.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG Die vorliegende Erfindung betrifft Anhängerrückfahrassistenzsysteme im Allgemeinen und insbesondere Systeme, die bildgeberbasierte Zieldetektion einsetzen. HINTERGRUND DER ERFINDUNG Das Rückwärtsfahren eines Fahrzeugs beim Schleppen eines Anhängers kann für viele Fahrer eine Herausforderung darstellen, insbesondere für Fahrer, die in unregelmäßigen Abständen mit einem Anhänger oder mit verschiedenen Arten von Anhängern fahren. Systeme, die verwendet werden, um einem Fahrer beim Rückwärtsfahren eines Anhängers assistieren, können die Position des Anhängers relativ zum Fahrzeug mit einer bildgeberbasierten Zieldetektion bestimmen. Die Genauigkeit und Zuverlässigkeit dieser Kupplungswinkelbestimmung kann für den Betrieb des Rückfahrassistenzsystems entscheidend sein. In der Druckschrift DE 10 2014 222 048 A1 wird ein Kupplungswinkel mittels einer Kamera und einer Markierung ermittelt. In der Druckschrift DE 10 2013 016 342 A1 wird eine Möglichkeit beschrieben, einen Sollkupplungswinkel über einen Touchscreen einzugeben. KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Anhängerrückfahrassistenzsystem vorgesehen. Eine Kamera nimmt Bilder eines Anhängers auf, der mit einem Fahrzeug verbunden ist. Eine Anzeige weist einen Bildschirm zum Anzeigen aufgenommener Bilder und zum Registrieren eines Berührungsereignisses darauf auf, um ein Ziel auf dem abgebildeten Anhänger zuzuweisen. Eine Steuerung verarbeitet die aufgenommenen Bilder und verfolgt das Ziel, um einen Kupplungswinkel zwischen dem Fahrzeug und dem Anhänger zu bestimmen, wenn das Fahrzeug während eines Anhängerrückfahrmanövers automatisch gelenkt wird. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Anhängerrückfahrassistenzsystem vorgesehen. Eine Kamera nimmt Bilder eines Anhängers auf, der mit einem Fahrzeug verbunden ist. Eine Steuerung verarbeitet die aufgenommenen Bilder und verfolgt ein Ziel auf dem abgebildeten Anhänger, um während eines Anhängerrückfahrmanövers einen Kupplungswinkel zwischen dem Fahrzeug und dem Anhänger zu bestimmen. Falls das Ziel verloren wird, berechnet die Steuerung eine Zeit, in der bei einer aktuellen Anhängergierrate ein maximaler steuerbarer Kupplungswinkel zu erreichen ist. Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Kupplungswinkelüberwachungsverfahren vorgesehen. Das Verfahren beinhaltet die folgenden Schritte des: Aufnehmens von Bildern eines Anhängers, der mit einem Fahrzeug verbunden ist; Anzeigens der aufgenommenen Bilder auf einem Bildschirm einer Fahrzeuganzeige; Registrierens eines Berührungsereignisses auf dem Bildschirm, um ein Ziel auf dem abgebildeten Anhänger zuzuweisen; und Verarbeitens der aufgenommenen Bilder, um das Ziel zu verfolgen, um einen Kupplungswinkel zwischen dem Fahrzeug und dem Anhänger zu bestimmen, wenn der Anhänger während eines Anhängerrückfahrmanövers automatisch gelenkt wird. Diese und andere Merkmale, Vorteile und Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden von Fachleuten durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung, die Ansprüche und die angehängten Zeichnungen besser verstanden und gewürdigt werden. KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN In den Zeichnungen:1 ist eine perspektivische Draufsicht eines an einem Anhänger befestigten Fahrzeugs mit einer Ausführungsform eines Kupplungswinkelsensors zum Betreiben eines Anhängerrückfahrassistenzsystems;2 ist ein Blockschaltbild, das eine Ausführungsform des Anhängerrückfahrassistenzsystems mit einer Lenkeingabeeinrichtung, einer Kurvenbahnsteuerung und einem Anhängerbremssystem veranschaulicht;3 und 4 veranschaulichen aufgenommene Bilder, die auf einem Bildschirm einer Fahrzeuganzeige angezeigt werden, die verschiedene Positionen eines abgebildeten Anhängers zeigen, relativ zu einem Fahrzeug zusammen mit Punkten auf dem abgebildeten Anhänger, die verfolgt werden, um einen Kupplungswinkel zwischen dem Fahrzeug und dem Anhänger zu bestimmen;5 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Überwachen eines Kupplungswinkels zwischen einem Fahrzeug und einem Anhänger gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht;6 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht der Außenspiegelbaugruppe, die eine Kamera zum Aufnehmen von Bildern einer Heck- und Seitenbetriebsumgebung des Fahrzeugs aufweist, wie im Gebiet VI von 1 als VI markiert ist;7 ist ein schematisches Diagramm, das einen in 6 gezeigten horizontalen Sichtfeldwinkel der Kamera gemäß einer Ausführungsform darstellt;8 ist ein schematisches Diagramm, das einen in 6 gezeigten horizontalen Sichtfeldwinkel der Kamera gemäß einer weiteren Ausführungsform darstellt;9 ist ein schematisches Diagramm, das die Geometrie eines Fahrzeugs und eines Anhängers mit einem überlagerten zweidimensionalen x-y-Koordinatensystem veranschaulicht, das Variablen identifiziert, die zur Bestimmung einer kinematischen Beziehung zwischen dem Fahrzeug und dem Anhänger für das Anhängerrückfahrassistenzsystem gemäß einer Ausführungsform verwend