导向拖曳挂接控制系统和方法技术方案

一种方法和系统对牵引车与拖车之间的挂接操作提供导向控制。使用摄像机采集第一挂接装置和第二挂接装置的动态像素图像。使用控制器确定第二挂接装置的位置。显示对动态像素图像的第一图形重叠，其中第一图像重叠，例如导向线，描绘牵引车的路径。计算第一挂接装置的已校准位置与第二挂接装置的所确定位置之间的距离，并且当计算出的距离小于已校准的距离时，在放大的图像上显示第二图形重叠。第二图形重叠提供第一挂接装置和第二挂接装置的位置的标记。当第二图形重叠指示各自位置的标记基本上重叠或同心对准时，执行控制动作。

【技术实现步骤摘要】
导向拖曳挂接控制系统和方法
本公开涉及一种导向拖曳挂接控制系统和方法。
技术介绍
可以使用拖车挂接组件将拖车、备用轮或其它非动力轮式结构拖曳在车辆后面。虽然拖车挂接组件以各种配置出现，但是典型的配置包括拖车联接器和挂接球。拖车联接器与拖车连接，其包括从拖车延伸出的拖车舌状件。拖车舌状件的杯状物绕挂接球定位，挂接球转而连接至牵引车。拖车联接器通过杠杆和保持销锁定在适当位置。适当挂接的拖车形成带有牵引车的单一结构单元，所述牵引车能够转弯，同时在道路上保持稳定。然而，因挂接球位于牵引车后端，可能使操作员在挂接操作期间很难适当地将挂接球和拖车联接器对准，特别是在低照明条件下。现代车辆包括一个或多个提供倒车辅助的摄像机。用于倒车辅助的后部摄像机系统可以采用叠加在摄像机图像上的可视重叠图形以提供倒车转向引导。通过确定摄像机参数(例如，焦距、光心、取向及位置)的校准过程，使这些操作中的摄像机图像和车辆坐标关联。可以使用摄像机建模技术，所述技术帮助说明拖车舌状件高出地面的高度，同时还在驾驶员将车辆转向时，对牵引车相对于旋转中心的运动进行建模。然而，用于引导倒车操作的基于摄像机的技术在应用于拖车挂接操作时可能不是最理想的，特别是在拖车挂接操作的近距离控制阶段期间。
技术实现思路
本文公开了一种方法，其旨在改善在现存的拖车挂接操作方面的可能的限制。所述方法使得能够对具有第一挂接装置的牵引车与具有第二挂接装置的拖车之间的挂接操作进行导向控制，例如，所述第一挂接装置和第二挂接装置分别为挂接球和拖车联接器。所述方法包括：使用连接至牵引车的数字或模拟摄像机，采集第一挂接装置和第二挂接装置的动态像素图像，以及然后通过本地定位装置，例如，使用如下所述的发射器和接收器对，来确定第二挂接装置相对于第一挂接装置的位置。所述方法还包括在挂接操作的第一阶段期间，在显示屏上显示对动态像素图像的第一图形重叠。第一图形重叠，例如，响应于变化的转向角在取向、重量和/或颜色上被动态地调整的导向线，描绘了牵引车至拖车联接器的预计或预期路径。此外，所述方法包括：通过控制器来计算第一挂接装置的已校准位置与第二挂接装置的所确定位置之间的线性距离。然后，当计算出的距离小于已校准的距离时，再次使用显示屏通过控制器来显示第二图形重叠，包括自动地控制摄像机的变焦级别。以提高的变焦级别在像素图像上的第二图形重叠对牵引车的驾驶员提供第一挂接装置和第二挂接装置的各自位置的标记。当第二图形重叠指示各自位置的标记的基本上重叠时(例如，如本文所述的同心重叠)，控制器执行控制动作，包括将用信号通知基本上重叠的音频和/视觉指示器激活。第一挂接装置或第二挂接装置可包括如上所述的本地定位装置，所述本地定位装置可操作用于发射原始位置数据。在这种情况下，确定第二挂接装置的位置包括检测原始位置数据。作为非限制性的示例，本地定位装置可以是发射灯光信号(诸如，连续的光束、激光雷达或光脉冲)的灯标、发射声波或无线电波的声波发射器(例如，超声发射器)或者发射电磁波(诸如，雷达)的电磁波发射器。所述方法可包括将显示的导向线标上色标，以表示第一挂接装置和第二挂接装置的正确的或不正确的对准。显示第二图形重叠可能需要在动态像素图像上在拖车联接器上显示开口圆，在挂接球上显示闭口圆。在本实施例中，各自位置的标记的基本上重叠可能需要圆的同心重叠。还公开了一种系统，所述系统用于对具有第一挂接装置的牵引车与具有第二挂接装置的拖车之间的挂接操作提供导向控制。所述系统包括一个或多个摄像机和本地定位装置，所述摄像机可操作用于采集第一挂接装置和第二挂接装置的动态像素图像，所述本地定位装置可连接至第一挂接装置或第二挂接装置且可操作用于发射原始位置信号。所述系统还可包括与本地定位装置通信的接收器、显示屏以及控制器，其中所述接收器可操作用于使用所发射的原始位置信号来确定第二挂接装置相对于第一挂接装置的位置。控制器被编程为在挂接操作的第一阶段期间显示对动态像素图像的第一图形重叠，并且计算第一挂接装置的已校准的距离与第二挂接装置的所确定的距离之间的距离。控制器还被编程为在所计算出的距离小于已校准的距离时，使用显示屏来显示第二图形重叠，其中第二图形重叠提供如上所述的第一挂接装置和第二挂接装置的各自位置的标记。然后，当第二图形重叠指示各自位置的标记的同心对准时，控制器执行控制动作，包括将用信号通知基本上重叠的音频和/视觉指示器中的至少一个激活。当结合附图和随附权利要求考虑时，本公开的上述特征和优点以及其它特征和优点将根据下文对用于实行本公开的实施例和最佳模式的详细描述变得显而易见。附图说明图1是示出了示例性的拖车和具有控制器的牵引车的示意性透视图，所述控制器以如本文所述的导向拖曳挂接控制逻辑进行编程。图2A至图2C是在拖车挂接操作的第一阶段中挂接球和拖车联接器以及编码的图形重叠的示意图，所述图形重叠可通过图1中的牵引车的显示屏来呈现。图3A至图3C是在拖车挂接操作的第二阶段中拖车联接器以及图形重叠的示意图，所述图形重叠可通过图1中的牵引车的显示屏来呈现。图4是描述本方法的示例性实施例的流程图，所述方法用于对涉及图1中的牵引车的拖车挂接操作提供导向拖曳挂接控制。具体实施方式参照附图，其中贯穿若干视图，相似的参考标号表示相似的部件，图1中描绘了示例性的牵引车10和拖车12。虽然为了说明的简单性示出了轻型货车和传统的拖车，但是牵引车10的其它类型也可在本公开的预期范围内使用，诸如，运动型多功能车辆或货车。同样地，拖车12可具体表现为多轴拖车、备用轮或可被拖曳在牵引车10后面的任意其它非动力轮式结构。牵引车10包括第一挂接装置18，以下称其为挂接球。拖车12包括匹配的第二挂接装置28，以下称其为拖车联接器，这两者在本领域中是已知的且如以上所述配置。在不偏离本公开的预期范围的情况下，可以使用其它实施例，并且因此方法100不局限于装置18和装置28的特定配置。牵引车10可如箭头R所指示朝着拖车12后退操作，直到挂接球18与拖车联接器28正确地对准。一旦挂接球18由拖车联接器28适当地接合并固定，挂接操作便完成。牵引车10之后可沿着公路表面拖曳拖车12。图1中的牵引车10包括以用于执行方法100的指令进行编程的控制器(C)50。方法100的执行，其中一个示例在图4中示出，允许控制器50在导向挂接操作期间，通过与显示屏55交换或者传达图形控制信号(箭头11)来在视觉上引导牵引车10的驾驶员。也就是说，通过显示屏55(即，诸如在车辆中控台的导航或信息娱乐系统中常见的类型的触敏输入屏等的人机界面)来提示操作员，其中图形重叠采用导向线形式、几何形状形式或下面参照图2A至图3C说明的其它图形标记的形式。控制器50包括处理器P和存储器M，以及记录在存储器M中的图像处理指令56。控制器50还可包括高速时钟、模拟转数字和/或数字转模拟电路、计时器、输入/输出电路和相关联的装置、信号调节和/或信号缓冲电路。存储器M应包括足够有形的、非暂时性存储器(诸如，磁性或光学只读存储器、快闪存储器等)以及随机存取存储器、电可擦除可编程只读存储器等。控制器50可接收额外信号，诸如，在控制挂接操作中来自制动踏板17的制动程度(箭头BX)以及来自方向盘15的转向角(θS)，或者控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对具有第一挂接装置的牵引车与具有第二挂接装置的拖车之间的挂接操作提供导向控制的系统，所述系统包括：摄像机，其可操作用于采集所述第一挂接装置和所述第二挂接装置的动态像素图像；本地定位装置，其可连接至所述第一挂接装置和所述第二挂接装置之一，且可操作用于发射原始位置信号；接收器，其与所述本地定位装置通信，且可操作用于使用所述原始位置信号来确定所述第二挂接装置相对于所述第一挂接装置的位置；显示屏；以及控制器，其与传感器通信，并且被编程为：在所采集的动态像素图像上显示导向线，其中所述显示的导向线描绘了所述牵引车至拖车联接器的路径；计算所述第一挂接装置的已校准位置与所述第二挂接装置的所确定位置之间的距离；自动地提高所述摄像机的变焦级别，并且当所述计算出的距离小于已校准的距离时，使用所述显示屏，以所述增大的变焦级别在所述采集的动态像素图像上显示第二图形重叠，其中所述第二图形重叠提供了所述第一挂接装置和所述第二挂接装置的各自位置的标记；以及当所述第二图形重叠指示所述各自位置的所述标记基本上重叠时，执行控制动作，所述控制动作包括激活发送所述基本上重叠信号的音频和视觉指示器中的至少一者。

【技术特征摘要】
2015.12.01 US 14/9556381.一种用于对具有第一挂接装置的牵引车与具有第二挂接装置的拖车之间的挂接操作提供导向控制的系统，所述系统包括：摄像机，其可操作用于采集所述第一挂接装置和所述第二挂接装置的动态像素图像；本地定位装置，其可连接至所述第一挂接装置和所述第二挂接装置之一，且可操作用于发射原始位置信号；接收器，其与所述本地定位装置通信，且可操作用于使用所述原始位置信号来确定所述第二挂接装置相对于所述第一挂接装置的位置；显示屏；以及控制器，其与传感器通信，并且被编程为：在所采集的动态像素图像上显示导向线，其中所述显示的导向线描绘了所述牵引车至拖车联接器的路径；计算所述第一挂接装置的已校准位置与所述第二挂接装置的所确定位置之间的距离；自动地提高所述摄像机的变焦级别，并且当所述计算出的距离小于已校准的距离时，使用所述显示屏，以所述增大的变焦级别在所述采集的动态像素图像上显示第二图形重叠，其中所述第二图形重叠提供了所述第一挂接装置和所述第二挂接装置的各自位置的标记；以及当所述第二图形重叠指示所述各自位置的所述标记基本上重叠时，执行控制动作，所述控制动作包括激活发送所述基本上重叠信号的音频和视觉指示器中的至少一者。2.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·A·乌尔格勒，R·D·西蒙斯三世，M·穆拉德，L·A·雷耶斯洛佩兹，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US