估计挂接装置铰接角的系统、方法和装置制造方法及图纸

在各种实施例中，提供了方法、系统和车辆装置。一种方法，用于使用超声波传感器(USS)估计挂接装置铰接角(HAA)，同时使用似然性滤波确保检测到的回波信号性能的质量，基于检测由配置在与拖车联接的车辆周围的多个超声波传感器生成的一组回波信号来生成至少一组USS数据；在针对拖车的任意正面形状的似然性滤波过程中，基于一组USS数据使用一组选定的几何方程进行确定；以及基于至少一组USS数据估计生成与低速下的运动模型的至少一个比较，以确保运动模型对与所确定的拖车形状相关联的HAA的结果基于被认为具有更高信号性能的一对检测到的回波信号。到的回波信号。到的回波信号。

【技术实现步骤摘要】
估计挂接装置铰接角的系统、方法和装置


[0001]本
大体上涉及车辆运动学建模系统、方法和装置，更具体地说，涉及在牵引操作中的各种拖挂动态事件期间，使用超声波传感器(USS)、运动学模型和其他传感器模态来估计挂接装置铰接角(Hitch Articulation Angle(HAA))的系统、方法和装置，以评估任意形状的拖车前部的信号质量和估计挂接装置铰接角(HAA)。

技术介绍

[0002]自主、半自主和传统车辆可以设计成适应各种负载的牵引或拖挂，不同前端的拖车包括但不限于：平板车、封闭式拖车、货仓、野营车、船，有时还有其他机动车辆。此外，拖挂操作中使用了多种不同的拖车挂接装置(hitch)，例如鹅颈挂接装置、重量分配挂接装置、枢轴挂接装置、接收器挂接装置和第五轮挂接装置。拖车类型和挂接装置类型的每种配置都显示不同的车辆动态。在执行牵引操作时，存在可利用的(尽管有限的)系统和设备来增强车辆和拖车的稳定性，然而，考虑到拖车和挂接装置的多种组合，没有所谓的万能解决方案，甚至没有一种解决方案可以涵盖大部分或几乎所有处于连接操作的车辆、拖车和挂钩的潜在组合。此外，为了提高众多连接组合的稳定性，制造商已经推广了基本的附加组件，例如车辆装饰件、诸如地面效应的导风板(deflector)，这赋予了车辆额外的空气动力学稳定性。此外，还开发了牵引力控制系统，以及自动调节悬架系统，这些系统可根据负载重量改变车身高度。车辆牵引系统仍可能在许多方面得到改进。
[0003]超声波传感器(USS)传统上用于车辆的停车辅助功能。当牵引拖车时，超声波传感器(USS)阵列可用于估计挂接装置铰接角(HAA)。然而，USS的实施受到限制，部分原因是实践障碍，例如信号接收噪声中的高水平干扰、除了来自拖车前部的反射之外的不期望的反射，例如挂接点(hitch point)的反射，以及不确定的拖车形状。
[0004]因此，希望实现具有处理原始数据的改进的USS的方法、系统和装置，以及用于在牵引拖车时至少准确估计挂接装置铰接角(HAA)的附加层的信号和逻辑滤波。
[0005]此外，结合附图和前述
和背景，从随后的详细描述和所附权利要求中，本专利技术的其他期望特征和特性将变得显而易见。

技术实现思路

[0006]公开了一种系统、方法和设备，用于使用估计挂接装置铰接角(HAA)的超声波传感器(USS)和运动学模型来估计挂接装置铰接角(HAA)，并且通过使用USS、运动学和其他模态比较估计的HAA值来评估超声波传感器(USS)信号的质量，然后与其他传感器数据融合以估计任意形状拖车前部在牵引操作中的各种拖挂动态事件期间的挂接装置铰接角(HAA)。
[0007]在一个示例性实施例中，提供了一种系统，该系统包括设置在车辆中的处理单元，该处理单元包括由编码在非瞬态计算机可读介质上的编程指令配置的一个或多个处理器。所述处理单元被配置为：基于检测由多个USS生成的至少一组回波信号来生成至少一组超声波传感器(USS)数据，所述多个USS被配置为围绕已经指向拖车的车辆，以确定拖车联接
到车辆的挂接装置铰接角(HAA)；响应于至少一组回波信号的检测，基于至少一组USS数据进行滤波，所述至少一组USS数据基于回波信号质量、以及与包括直行驾驶在内的驾驶条件的一致性、以及回波信号的转向输入的似然性(plausibility)滤波评估；响应于至少一组回波信号的滤波，通过在似然性滤波过程中使用从多组不同几何方程之一中选择的一组几何方程执行计算，基于至少一组USS数据进行估计，以确定拖车的至少任意正面形状；至少基于从检测到的关于拖车的回波信号到确定的拖车正面形状的测量距离的比较，对估计的拖车任意正面形状进行分类；以及基于至少一组USS数据估计结果生成与运动学模型的至少一个比较，以确保运动学模型对与所确定的拖车正面形状相关联的HAA的结果被认为具有更高的信号性能，其中更高的信号性能基于低速下与运动学模型的相关性。
[0008]在至少一个示例性实施例中，该系统包括处理单元，该处理单元被配置为对至少包括直行驾驶和转向角一致性的多个驾驶条件以及对拖车正面形状的确定使用似然性滤波。
[0009]在至少一个示例性实施例中，该系统包括处理单元，该处理单元被配置为：移除与多个驾驶条件不一致的USS数据，该多个驾驶条件至少包括低速下的直行驾驶和转向角输入；并且对拖车正面形状进行分类，以选择用于确定HAA的几何方程。
[0010]在至少一个示例性实施例中，该系统包括处理单元，该处理单元被配置为使用包括方向盘角度(SWA)或道路车轮角度(RWA)的一组测量值来确定直行行驶状态期间从拖车正面的反射和收集的USS回波的可接受距离测量值的似然性的范围；并且基于SWA或RWA测量值，建立一组似然性的范围，去除落在可接受的距离测量范围之外的USS回波。
[0011]在至少一个示例性实施例中，该系统包括处理单元，该处理单元被配置为通过将至少一组USS数据估计的HAA结果与低速下的运动学模型导出的HAA结果进行比较来优化USS数据的使用，该运动学模型导出的HAA结果可以为具有相关联的确定的拖车正面形状的USS HAA计算的实施过程提供质量度量。
[0012]在至少一个示例性实施例中，该系统包括处理单元，该处理单元被配置为在低速下使用运动学模型导出的HAA和USS过程HAA之间的比较，以基于可接受的阈值使用具有足够数据点的均方误差计算来确定USS的质量指标。
[0013]在至少一个示例性实施例中，该系统包括处理单元，该处理单元被配置为：在下述条件下使用运动学模型导出的HAA和USS过程HAA之间的比较来确定运动学模型的质量指标，在所述条件下，运动学模型是根据至少基于一组拖车动力学被认为无效的假设导出的，所述拖车动力学包括在较高速度下、在具有转向输入的较高速度下、作用在车辆和拖车上的阈值以上的粗糙路面条件、以及作用在车辆和拖车上的阈值以上的侧风条件的动力学；使用已经为HAA结果计算的一组值和已经被确定的质量指标，将来自USS过程HAA和运动学模型导出的HAA的HAA结果与来自多个传感器模态的HAA结果融合，其中多个传感器模态至少包括视觉、雷达和UWB模态；以及基于被认为是低质量的运动学模型，将来自USS过程HAA和相关质量指标的HAA结果与来自多个传感器模态和相关质量指标的HAA结果融合；以及基于被认为是高质量的运动学模型，将来自USS过程HAA和相关质量指标的HAA结果与来自多个传感器模态和相关质量指标以及运动学模型导出的HAA和相关质量指标的HAA结果相融合。
[0014]在又一个示例性实施例中，提供了一种方法，用于使用超声波传感器(USS)估计挂
接装置铰接角(HAA)，同时使用似然性滤波确保检测到的回波信号性能的质量。该方法包括：响应于将拖车联接到车辆，基于检测由围绕车辆配置的已经指向拖车的多个USS生成的至少一组回波信号，生成至少一组超声波传感器(USS)数据；响应于对至少一组回波信号的检测，通过对回波信号的质量和对与至少包括直行驾驶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种系统，包括：布置在车辆中的处理单元，该处理单元包括一个或多个由编码在非瞬态计算机可读介质上的编程指令配置的处理器，该处理单元被配置为：基于检测由多个超声波传感器(USS)生成的至少一组回波信号来生成至少一组超声波传感器数据，所述多个USS被配置为围绕已经指向拖车的车辆，以确定其中拖车联接到车辆的挂接装置铰接角(HAA)；响应于至少一组回波信号的检测，基于至少一组USS数据进行滤波，所述至少一组USS数据基于回波信号质量、以及与包括直行驾驶的驾驶条件的一致性、以及回波信号的转向输入的似然性滤波评估；响应于至少一组回波信号的滤波，通过在似然性滤波过程中使用从多组不同几何方程之一中选择的一组几何方程执行计算，基于至少一组USS数据进行估计，以确定拖车的至少任意正面形状；至少基于从检测到的关于拖车的回波信号到确定的拖车正面形状的测量距离的比较，对估计的拖车任意正面形状进行分类；和基于至少一组USS数据估计结果生成与运动学模型的至少一个比较，以确保运动学模型对与所确定的拖车正面形状相关联的HAA的结果被认为具有更高的信号性能，其中更高的信号性能基于低速下与运动学模型的相关性。2.根据权利要求1所述的系统，还包括：该处理单元被配置成：对至少包括直行驾驶和转向角一致性的多个驾驶条件以及对拖车正面形状的确定使用似然性滤波。3.根据权利要求2所述的系统，还包括：该处理单元被配置成：移除与多个驾驶条件不一致的USS数据，该多个驾驶条件至少包括低速下的直行驾驶和转向角输入；和对拖车正面形状进行分类，以选择用于确定HAA的几何方程。4.根据权利要求3所述的系统，还包括：该处理单元被配置成：使用包括方向盘角度(SWA)或道路车轮角度(RWA)的一组测量值来确定直行行驶状态期间从拖车正面的反射和收集的USS回波的可接受距离测量值的似然性的范围；和基于SWA或RWA测量值，建立一组似然性的范围，去除落在可接受的距离测量范围之外的USS回波。5.根据权利要求4所述的系统，还包括：该处理单元被配置成：通过将至少一组USS数据估计的HAA结果与低速下的基于运动学模型导出的HAA结果进行比较来优化USS数据的使用，该基于运动学模型导出的HAA结果能够为具有相关联的确定的拖车正面形状的USS HAA计算的实施过程提供质量度量。6.根据权利要求5所述的系统，还包括：该处理单元被配置成：
在低速下使用基于运动学模型导出的HAA结果和USS过程HAA之间的比较，以基于可接受的阈值使用具有足够数据点的均方误差计算来确定USS的质量指标...

【专利技术属性】
技术研发人员：N梅迪内，JK摩尔，H曾因，AV波努斯瓦米，RM达斯特吉尔，
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：