導向拖曳掛接控制系統和方法技術方案

一種方法和系統對牽引車與拖車之間的掛接操作提供導向控制。使用攝像機采集第一掛接裝置和第二掛接裝置的動態像素圖像。使用控制器確定第二掛接裝置的位置。顯示對動態像素圖像的第一圖形重疊，其中第一圖像重疊，例如導向線，描繪牽引車的路徑。計算第一掛接裝置的已校準位置與第二掛接裝置的所確定位置之間的距離，并且當計算出的距離小于已校準的距離時，在放大的圖像上顯示第二圖形重疊。第二圖形重疊提供第一掛接裝置和第二掛接裝置的位置的標記。當第二圖形重疊指示各自位置的標記基本上重疊或同心對準時，執行控制動作。

【技術實現步驟摘要】
導向拖曳掛接控制系統和方法
本公開涉及一種導向拖曳掛接控制系統和方法。
技術介紹
可以使用拖車掛接組件將拖車、備用輪或其它非動力輪式結構拖曳在車輛后面。雖然拖車掛接組件以各種配置出現，但是典型的配置包括拖車聯接器和掛接球。拖車聯接器與拖車連接，其包括從拖車延伸出的拖車舌狀件。拖車舌狀件的杯狀物繞掛接球定位，掛接球轉而連接至牽引車。拖車聯接器通過杠桿和保持銷鎖定在適當位置。適當掛接的拖車形成帶有牽引車的單一結構單元，所述牽引車能夠轉彎，同時在道路上保持穩定。然而，因掛接球位于牽引車后端，可能使操作員在掛接操作期間很難適當地將掛接球和拖車聯接器對準，特別是在低照明條件下。現代車輛包括一個或多個提供倒車輔助的攝像機。用于倒車輔助的后部攝像機系統可以采用疊加在攝像機圖像上的可視重疊圖形以提供倒車轉向引導。通過確定攝像機參數(例如，焦距、光心、取向及位置)的校準過程，使這些操作中的攝像機圖像和車輛坐標關聯。可以使用攝像機建模技術，所述技術幫助說明拖車舌狀件高出地面的高度，同時還在駕駛員將車輛轉向時，對牽引車相對于旋轉中心的運動進行建模。然而，用于引導倒車操作的基于攝像機的技術在應用于拖車掛接操作時可能不是最理想的，特別是在拖車掛接操作的近距離控制階段期間。
技術實現思路
本文公開了一種方法，其旨在改善在現存的拖車掛接操作方面的可能的限制。所述方法使得能夠對具有第一掛接裝置的牽引車與具有第二掛接裝置的拖車之間的掛接操作進行導向控制，例如，所述第一掛接裝置和第二掛接裝置分別為掛接球和拖車聯接器。所述方法包括：使用連接至牽引車的數字或模擬攝像機，采集第一掛接裝置和第二掛接裝置的動態像素圖像，以及然后通過本地定位裝置，例如，使用如下所述的發射器和接收器對，來確定第二掛接裝置相對于第一掛接裝置的位置。所述方法還包括在掛接操作的第一階段期間，在顯示屏上顯示對動態像素圖像的第一圖形重疊。第一圖形重疊，例如，響應于變化的轉向角在取向、重量和/或顏色上被動態地調整的導向線，描繪了牽引車至拖車聯接器的預計或預期路徑。此外，所述方法包括：通過控制器來計算第一掛接裝置的已校準位置與第二掛接裝置的所確定位置之間的線性距離。然后，當計算出的距離小于已校準的距離時，再次使用顯示屏通過控制器來顯示第二圖形重疊，包括自動地控制攝像機的變焦級別。以提高的變焦級別在像素圖像上的第二圖形重疊對牽引車的駕駛員提供第一掛接裝置和第二掛接裝置的各自位置的標記。當第二圖形重疊指示各自位置的標記的基本上重疊時(例如，如本文所述的同心重疊)，控制器執行控制動作，包括將用信號通知基本上重疊的音頻和/視覺指示器激活。第一掛接裝置或第二掛接裝置可包括如上所述的本地定位裝置，所述本地定位裝置可操作用于發射原始位置數據。在這種情況下，確定第二掛接裝置的位置包括檢測原始位置數據。作為非限制性的示例，本地定位裝置可以是發射燈光信號(諸如，連續的光束、激光雷達或光脈沖)的燈標、發射聲波或無線電波的聲波發射器(例如，超聲發射器)或者發射電磁波(諸如，雷達)的電磁波發射器。所述方法可包括將顯示的導向線標上色標，以表示第一掛接裝置和第二掛接裝置的正確的或不正確的對準。顯示第二圖形重疊可能需要在動態像素圖像上在拖車聯接器上顯示開口圓，在掛接球上顯示閉口圓。在本實施例中，各自位置的標記的基本上重疊可能需要圓的同心重疊。還公開了一種系統，所述系統用于對具有第一掛接裝置的牽引車與具有第二掛接裝置的拖車之間的掛接操作提供導向控制。所述系統包括一個或多個攝像機和本地定位裝置，所述攝像機可操作用于采集第一掛接裝置和第二掛接裝置的動態像素圖像，所述本地定位裝置可連接至第一掛接裝置或第二掛接裝置且可操作用于發射原始位置信號。所述系統還可包括與本地定位裝置通信的接收器、顯示屏以及控制器，其中所述接收器可操作用于使用所發射的原始位置信號來確定第二掛接裝置相對于第一掛接裝置的位置。控制器被編程為在掛接操作的第一階段期間顯示對動態像素圖像的第一圖形重疊，并且計算第一掛接裝置的已校準的距離與第二掛接裝置的所確定的距離之間的距離。控制器還被編程為在所計算出的距離小于已校準的距離時，使用顯示屏來顯示第二圖形重疊，其中第二圖形重疊提供如上所述的第一掛接裝置和第二掛接裝置的各自位置的標記。然后，當第二圖形重疊指示各自位置的標記的同心對準時，控制器執行控制動作，包括將用信號通知基本上重疊的音頻和/視覺指示器中的至少一個激活。當結合附圖和隨附權利要求考慮時，本公開的上述特征和優點以及其它特征和優點將根據下文對用于實行本公開的實施例和最佳模式的詳細描述變得顯而易見。附圖說明圖1是示出了示例性的拖車和具有控制器的牽引車的示意性透視圖，所述控制器以如本文所述的導向拖曳掛接控制邏輯進行編程。圖2A至圖2C是在拖車掛接操作的第一階段中掛接球和拖車聯接器以及編碼的圖形重疊的示意圖，所述圖形重疊可通過圖1中的牽引車的顯示屏來呈現。圖3A至圖3C是在拖車掛接操作的第二階段中拖車聯接器以及圖形重疊的示意圖，所述圖形重疊可通過圖1中的牽引車的顯示屏來呈現。圖4是描述本方法的示例性實施例的流程圖，所述方法用于對涉及圖1中的牽引車的拖車掛接操作提供導向拖曳掛接控制。具體實施方式參照附圖，其中貫穿若干視圖，相似的參考標號表示相似的部件，圖1中描繪了示例性的牽引車10和拖車12。雖然為了說明的簡單性示出了輕型貨車和傳統的拖車，但是牽引車10的其它類型也可在本公開的預期范圍內使用，諸如，運動型多功能車輛或貨車。同樣地，拖車12可具體表現為多軸拖車、備用輪或可被拖曳在牽引車10后面的任意其它非動力輪式結構。牽引車10包括第一掛接裝置18，以下稱其為掛接球。拖車12包括匹配的第二掛接裝置28，以下稱其為拖車聯接器，這兩者在本領域中是已知的且如以上所述配置。在不偏離本公開的預期范圍的情況下，可以使用其它實施例，并且因此方法100不局限于裝置18和裝置28的特定配置。牽引車10可如箭頭R所指示朝著拖車12后退操作，直到掛接球18與拖車聯接器28正確地對準。一旦掛接球18由拖車聯接器28適當地接合并固定，掛接操作便完成。牽引車10之后可沿著公路表面拖曳拖車12。圖1中的牽引車10包括以用于執行方法100的指令進行編程的控制器(C)50。方法100的執行，其中一個示例在圖4中示出，允許控制器50在導向掛接操作期間，通過與顯示屏55交換或者傳達圖形控制信號(箭頭11)來在視覺上引導牽引車10的駕駛員。也就是說，通過顯示屏55(即，諸如在車輛中控臺的導航或信息娛樂系統中常見的類型的觸敏輸入屏等的人機界面)來提示操作員，其中圖形重疊采用導向線形式、幾何形狀形式或下面參照圖2A至圖3C說明的其它圖形標記的形式。控制器50包括處理器P和存儲器M，以及記錄在存儲器M中的圖像處理指令56。控制器50還可包括高速時鐘、模擬轉數字和/或數字轉模擬電路、計時器、輸入/輸出電路和相關聯的裝置、信號調節和/或信號緩沖電路。存儲器M應包括足夠有形的、非暫時性存儲器(諸如，磁性或光學只讀存儲器、快閃存儲器等)以及隨機存取存儲器、電可擦除可編程只讀存儲器等。控制器50可接收額外信號，諸如，在控制掛接操作中來自制動踏板17的制動程度(箭頭BX)以及來自方向盤15的轉向角(θS)，或者控本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于對具有第一掛接裝置的牽引車與具有第二掛接裝置的拖車之間的掛接操作提供導向控制的系統，所述系統包括：攝像機，其可操作用于采集所述第一掛接裝置和所述第二掛接裝置的動態像素圖像；本地定位裝置，其可連接至所述第一掛接裝置和所述第二掛接裝置之一，且可操作用于發射原始位置信號；接收器，其與所述本地定位裝置通信，且可操作用于使用所述原始位置信號來確定所述第二掛接裝置相對于所述第一掛接裝置的位置；顯示屏；以及控制器，其與傳感器通信，并且被編程為：在所采集的動態像素圖像上顯示導向線，其中所述顯示的導向線描繪了所述牽引車至拖車聯接器的路徑；計算所述第一掛接裝置的已校準位置與所述第二掛接裝置的所確定位置之間的距離；自動地提高所述攝像機的變焦級別，并且當所述計算出的距離小于已校準的距離時，使用所述顯示屏，以所述增大的變焦級別在所述采集的動態像素圖像上顯示第二圖形重疊，其中所述第二圖形重疊提供了所述第一掛接裝置和所述第二掛接裝置的各自位置的標記；以及當所述第二圖形重疊指示所述各自位置的所述標記基本上重疊時，執行控制動作，所述控制動作包括激活發送所述基本上重疊信號的音頻和視覺指示器中的至少一者。

【技術特征摘要】
2015.12.01 US 14/9556381.一種用于對具有第一掛接裝置的牽引車與具有第二掛接裝置的拖車之間的掛接操作提供導向控制的系統，所述系統包括：攝像機，其可操作用于采集所述第一掛接裝置和所述第二掛接裝置的動態像素圖像；本地定位裝置，其可連接至所述第一掛接裝置和所述第二掛接裝置之一，且可操作用于發射原始位置信號；接收器，其與所述本地定位裝置通信，且可操作用于使用所述原始位置信號來確定所述第二掛接裝置相對于所述第一掛接裝置的位置；顯示屏；以及控制器，其與傳感器通信，并且被編程為：在所采集的動態像素圖像上顯示導向線，其中所述顯示的導向線描繪了所述牽引車至拖車聯接器的路徑；計算所述第一掛接裝置的已校準位置與所述第二掛接裝置的所確定位置之間的距離；自動地提高所述攝像機的變焦級別，并且當所述計算出的距離小于已校準的距離時，使用所述顯示屏，以所述增大的變焦級別在所述采集的動態像素圖像上顯示第二圖形重疊，其中所述第二圖形重疊提供了所述第一掛接裝置和所述第二掛接裝置的各自位置的標記；以及當所述第二圖形重疊指示所述各自位置的所述標記基本上重疊時，執行控制動作，所述控制動作包括激活發送所述基本上重疊信號的音頻和視覺指示器中的至少一者。2.根據權利要求1所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：M·A·烏爾格勒，R·D·西蒙斯三世，M·穆拉德，L·A·雷耶斯洛佩茲，
申請(專利權)人：通用汽車環球科技運作有限責任公司，
類型：發明
國別省市：美國,US