利用智能装置进行拖车位置、航向角和水平测量.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910871766.X (22)申请日 2019.09.16 (30)优先权数据 16/133,115 2018.09.17 US (71)申请人 福特全球技术公司 地址 美国密歇根州迪尔伯恩市 (72)发明人 凌屿 (74)专利代理机构 北京连和连知识产权代理有 限公司 11278 代理人 杨帆 (51)Int.Cl. B60D 1/36(2006.01) B60D 1/26(2006.01) B60D 1/24(2006.01) B60D 1/62(2006.01) (。

2、54)发明名称 利用智能装置进行拖车位置、 航向角和水平 测量 (57)摘要 本公开提供了 “利用智能装置进行拖车位 置、 航向角和水平测量” 。 一种车辆挂接辅助系 统， 包括控制器， 所述控制器从外部便携式电子 装置获取包括拖车及其包括的连接器的位置和 取向数据的数据， 以及使用所述拖车和所述连接 器中至少一个的所述位置和取向数据推导车辆 路径， 以将所述车辆的挂接球与所述连接器对 准。 权利要求书2页 说明书17页 附图11页 CN 110901315 A 2020.03.24 CN 110901315 A 1.一种车辆挂接辅助系统， 其包括： 控制器， 所述控制器： 从外部便携式电子装。

3、置获取数据， 所述数据包括拖车及其包括的连接器的位置和取向 数据； 以及 使用所述拖车和所述连接器中至少一个的所述位置和取向数据推导车辆路径， 以将所 述车辆的挂接球与所述连接器对准。 2.如权利要求1所述的系统， 其中所述取向数据包括所述拖车的方向航向。 3.如权利要求2所述的系统， 其中： 所述控制器推导所述车辆路径以使车辆纵向轴线与拖车的所述方向航向在围绕所述 挂接球的预先确定的角度范围内对准； 并且 所述位置数据包括所述连接器在所述车辆所在的行驶平面上的位置。 4.如权利要求1所述的系统， 其还包括与所述控制器无线连接的智能电话， 其中 所述智能电话是外部装置， 并且包括可用于获得所述。

4、取向和位置数据的至少一个内部 部件。 5.如权利要求1所述的系统， 其还包括与所述控制器通信的人机界面， 其中： 所述控制器使得所述人机界面显示至少一个提示， 所述至少一个提示指示用户操作所 述外部便携式电子装置以使所述控制器获取所述位置和取向数据。 6.如权利要求1所述的系统， 其还包括一个或多个内部检测装置； 其中所述控制器： 首先尝试从所述一个或多个内部检测装置获取数据， 所述数据包括所述拖车的所述位 置和取向数据； 并且 仅当所述控制器不能从所述一个或多个内部检测装置获取所述数据时， 使所述人机界 面显示所述至少一个提示并从所述外部便携式电子装置获取所述数据。 7.如权利要求1所述的系。

5、统， 其中所述位置和取向数据是相对于所述车辆而言。 8.如权利要求1所述的系统， 其中： 所述位置和取向数据是绝对的； 并且 推导所述车辆路径以将所述车辆的所述挂接球与所述连接器对准包括将所述拖车的 所述绝对位置和取向数据与所述车辆的已知位置和取向数据进行比较。 9.如权利要求1所述的系统， 其中利用定位在所述拖车的与所述连接器相邻的舌杆上 的所述外部便携式电子装置获得所述位置和取向数据。 10.如权利要求1所述的系统， 其中： 所述位置和取向数据可存储在所述控制器可访问的存储器中； 并且 所述存储器被配置为存储用于多个拖车和相关联的连接器的位置和取向数据条目， 以 供所述控制器选择性地访问。。

6、 11.一种车辆， 其包括： 安装在所述车辆的外部上的挂接球； 以及 如前述权利要求中任一项所述的车辆挂接辅助系统。 12.如权利要求11所述的车辆， 其还包括： 转向系统； 以及 制动系统； 权利要求书 1/2 页 2 CN 110901315 A 2 其中所述控制器还控制所述转向系统以沿着所述路径引导所述车辆并控制所述制动 系统以使所述车辆停在所述车辆路径的末端。 13.如权利要求11所述的车辆， 其还包括通信系统， 其中所述外部便携式电子装置与所 述通信系统无线连接， 所述通信系统可与所述控制器连接， 以便所述控制器通过所述通信 系统从所述外部便携式电子装置获取所述位置和取向数据。 14。

7、.如权利要求11所述的车辆， 其还包括与所述控制器通信的人机界面， 所述控制器使 得所述人机界面显示至少一个提示， 所述至少一个提示指示用户操作所述外部便携式电子 装置以使所述控制器获取所述位置和取向数据。 15.一种用于辅助车辆与拖车挂接的方法， 优选地使用如权利要求1至10中任一项所述 的车辆挂接辅助系统， 所述方法包括： 从外部便携式电子装置获取数据， 所述数据包括所述拖车及其包括的连接器的位置和 取向数据； 以及 使用所述拖车和所述连接器中至少一个的所述位置和取向数据推导车辆路径， 以将所 述车辆的所述挂接球与所述连接器对准。 权利要求书 2/2 页 3 CN 110901315 A 。

8、3 利用智能装置进行拖车位置、 航向角和水平测量 技术领域 0001 本发明总体上涉及一种车辆挂接辅助系统。 具体地， 该系统从外部便携式电子装 置获取数据(包括拖车的位置和取向数据)， 用于推导车辆路径以使车辆的挂接球与拖车的 连接器对准。 背景技术 0002 将拖车挂接到车辆可能是一种困难且耗时的体验。 具体地， 根据拖车相对于车辆 的初始位置， 将车辆挂接球与期望的拖车挂接件对准可需要与多个转向操纵配合的重复的 前向和倒退行驶来将车辆适当地定位。 此外， 贯穿适当的挂接球对准所需的大部分行驶， 无 法看到拖车挂接件， 并且在普通情况下， 驾驶员实际上永远无法看到挂接球。 这种视线缺乏 需。

9、要基于关于特定车辆和拖车的经验推断挂接球和挂接件的定位， 并且可能仍然需要多次 停车和走出车辆的情况以确认对准或记录适用于一组后续操纵的校正。 更进一步地， 挂接 球与车辆后保险杠的接近意味着任何过冲都可能导致车辆与拖车的碰撞。 因此， 可能需要 进一步的改进。 发明内容 0003 根据本发明的一个方面， 一种车辆挂接辅助系统包括控制器， 该控制器从外部便 携式电子装置获取包括拖车及其包括的连接器的位置和取向数据的数据， 并且使用拖车和 连接器中至少一个的位置和取向数据推导车辆路径， 以将车辆的挂接球与连接器对准。 0004 本发明第一方面的实施例可包括以下特征中的任何一个或其组合： 0005。

10、取向数据包括拖车的方向航向， 并且推导路径以使车辆纵向轴线与拖车的方向 航向在围绕挂接球的预先确定的角度范围内对准； 0006位置数据包括连接器在车辆所在的行驶平面上的位置； 0007位置数据包括连接器的高度， 推导车辆路径以将车辆的挂接球与连接器对准包 括补偿连接器在行驶方向上位置的确定的变化， 该变化与位置数据中连接器的竖直位置和 挂接球的高度之间的差值相关， 并且控制器确定连接器在竖直方向上的位置的增量以与车 辆的挂接球对准； 0008行驶方向在大致垂直于竖直方向的平面上； 0009通过将连接器的位置在竖直方向上的变化与作为连接器围绕轴线的旋转的连 接器的位置在行驶方向上的变化相关联， 。

11、控制器基于与连接器的竖直位置相关的位置数据 来补偿连接器的位置在行驶方向上的变化； 0010轴线与所述拖车的单轴竖直对准； 0011将连接器的位置在竖直方向上的变化与作为连接器围绕轴线的旋转的连接器 的位置在行驶方向上的变化相关联是基于包括连接器与轴线之间的距离的所存储的信息； 0012该系统还包括与控制器无线连接的智能电话， 其中智能电话是外部装置， 并且 包括可用于获得取向和位置数据的至少一个内部部件； 说明书 1/17 页 4 CN 110901315 A 4 0013该系统还包括与控制器通信的人机界面， 该控制器使得人机界面显示至少一个 提示， 该至少一个提示指示用户操作外部便携式电子。

12、装置以使控制器获取位置和取向数 据； 0014该系统还包括一个或多个内部检测装置， 其中控制器首先尝试从该一个或多个 内部检测装置获取数据， 所述数据包括拖车的位置和取向数据， 并且仅当控制器不能从该 一个或多个内部检测装置获取数据时， 使人机界面显示至少一个提示并从外部便携式电子 装置获取数据； 0015位置和取向数据是相对于车辆而言； 0016位置和取向数据是绝对的， 并且推导车辆路径以将车辆的挂接球与连接器对准 包括将拖车的绝对位置和取向数据与车辆的已知位置和取向数据进行比较； 0017利用定位在拖车的与连接器相邻的舌杆上的外部便携式电子装置获得位置和 取向数据； 并且 0018位置和取。

13、向数据可存储在控制器可访问的存储器中， 并且存储器被配置为存储 用于多个拖车和相关联的连接器的位置和取向数据条目， 以供控制器选择性地访问。 0019 根据本发明的另一方面， 一种车辆包括安装在车辆的外部上的挂接球以及控制 器。 控制器： 从外部便携式电子装置获取包括拖车及其包括的连接器的位置和取向数据的 数据， 并且使用拖车和连接器中至少一个的位置和取向数据推导车辆路径， 以将车辆的挂 接球与连接器对准。 0020 根据本发明的另一方面， 一种用于辅助车辆与拖车挂接的方法包括从外部便携式 电子装置获取数据， 该数据包括拖车及其包括的连接器的位置和取向数据。 该方法还包括 使用拖车和连接器中的。

14、至少一个的位置和取向数据推导车辆路径以使车辆的挂接球与连 接器对准。 0021 在研究以下说明书、 权利要求和附图后， 本领域技术人员将理解和领会本发明的 这些和其他方面、 目的和特征。 附图说明 0022 在附图中： 0023 图1是处于相对于拖车的未挂接位置的车辆的透视图； 0024 图2是根据本公开的方面的系统的图示， 所述系统用于辅助将车辆与拖车在用于 将拖车挂接到车辆的位置中对准； 0025 图3是车辆在与拖车对准的序列的一个步骤期间的顶视示意图； 0026 图4是从车辆摄像头接收的图像的描绘， 该图像包括用于在视觉上获取拖车的定 位数据的目标区域的覆盖； 0027 图5是与拖车结合。

15、使用用于获取与拖车的位置和取向相关的数据的智能电话的透 视图； 0028 图6是与拖车结合使用用于获取与拖车的取向有关的进一步的数据的智能电话的 透视图； 0029 图7是引导用户通过拖车位置和取向数据获取过程的由车辆人机界面或智能电话 中的至少一个实施的界面的描绘； 说明书 2/17 页 5 CN 110901315 A 5 0030 图8是示出在拖车围绕一个点枢转期间拖车连接器的轨迹的侧视示意图； 0031 图9是示出了与拖车进行挂接操作的车辆的侧视图， 其中需要拖车连接器向下移 动； 0032 图10是示出由连接器向下移动以与车辆挂接引起的连接器位置的水平偏移的详 细视图； 0033 图。

16、11是车辆在与拖车对准的序列的后续步骤期间的顶视示意图； 0034 图12是对在图11的对准序列步骤期间从车辆摄像头接收的图像的描绘； 0035 图13是车辆在与拖车对准的序列的后续步骤期间的顶视示意图； 0036 图14是车辆在与拖车对准的序列的后续步骤期间的顶视示意图， 并且示出在推导 的对准路径的端部处的车辆的挂接球的位置； 并且 0037 图15是描绘对准序列中的步骤的流程图。 具体实施方式 0038 出于在本文中进行描述的目的， 术语 “上” 、“下” 、“右” 、“左” 、“后” 、“前” 、“竖直” 、 “水平” 、“内部” 、“外部” 和其衍生和其衍生词应按照图1所取向的那样来。

17、与装置联系起来。 然而， 应当理解， 除非明确地相反指出， 否则所述装置可以采用各种替代取向。 还应当理解， 附图中示出以及以下说明书中描述的具体装置和过程仅仅是所附权利要求中限定的发明 概念的示例性实施例。 因此， 除非权利要求另外明确指出， 否则与本文公开的实施例相关的 具体尺寸和其他物理特性不应当被视为是限制性的。 另外， 除非另有指明， 否则应当理解， 对在给定方向等上或沿着给定方向等延伸的部件的特定特征的论述并不意味着所述特征 或所述部件在此方向上延循笔直的线或轴线， 或者并仅在此方向上或在此平面上延伸而没 有其他方向分量或偏差， 除非另有说明。 0039 总体参考图1至图15， 附。

18、图标记10表示车辆12的挂接辅助系统(也称为 “挂接辅助” 系统)。 具体地， 挂接辅助系统10包括控制器26， 控制器从外部便携式电子装置96获取数据 (该数据包括拖车16及其包括的连接器14的位置和取向数据)， 并且使用拖车16和连接器14 中至少一个的位置和取向数据推导车辆路径32， 以将车辆12的挂接球34与连接器14对准。 0040 关于图2的系统图所示的挂接辅助系统10的一般操作， 系统10包括获得或以其他 方式提供车辆状态相关信息的各种传感器和装置。 该信息包括来自定位系统22的定位信 息， 所述定位系统可以包括航迹推算装置24， 或者另外或作为替代方案包括全球定位系统 (GPS。

19、)， 以基于定位系统22内装置的一个或多个位置确定车辆12的坐标位置。 具体地， 航迹 推算装置24可以至少基于车辆速度和转向角 在局部坐标系82内建立和追踪车辆12的坐标 位置。 由挂接辅助系统10接收的其他车辆信息可包括来自速度传感器56的车辆12的速度和 来自横摆率传感器58的车辆12的横摆率。 可以预期， 在另外的实施例中， 接近传感器54或其 阵列以及其他车辆传感器和装置可提供传感器信号或其他信息， 诸如包括检测到的连接器 14的拖车16的序列图像， 挂接辅助系统10的控制器26可用各种程序处理所述序列图像以确 定连接器14的高度H和位置(例如， 基于距离Dh和角度 h)。 0041。

20、 如图2中进一步所示， 挂接辅助系统10的一个实施例与车辆12的转向系统20通信， 所述转向系统可以是动力助力转向系统20， 其包括电动转向马达74， 以用于操作车辆12的 转向轮76(图1)， 从而使车辆12以车辆横摆随车辆速度和转向角 变化的这种方式移动。 在 说明书 3/17 页 6 CN 110901315 A 6 所示的实施例中， 动力助力转向系统20是包括电动转向马达74的电动助力转向( “EPAS” )系 统， 所述电动转向马达用于基于转向命令将转向轮76转动到转向角 ， 由此转向角 可以由 动力助力转向系统20的转向角传感器78感测到。 转向命令69可由挂接辅助系统10提供， 。

21、以 用于在拖车挂接对准操纵期间自主转向， 并且可以可替代地经由车辆12的方向盘的旋转位 置(例如， 方向盘角度)手动提供。 然而， 在所示出的实施例中， 车辆12的方向盘与车辆12的 转向轮76机械地联接， 使得方向盘与转向轮76一致地移动， 从而防止在自主转向期间通过 方向盘进行手动干预。 更具体地， 扭矩传感器80设置在动力助力转向系统20上， 所述扭矩传 感器感测方向盘上的扭矩， 所述扭矩预计并非来自方向盘的自主控制， 并且因此指示手动 干预， 由此挂接辅助系统10可以警告驾驶员停止用方向盘进行手动干预和/或停止自主转 向。 在替代实施例中， 一些车辆具有动力助力转向系统20， 所述动力。

22、助力转向系统允许方向 盘与这种车辆的转向轮76的移动部分地脱离。 0042 继续参考图2， 动力助力转向系统20向挂接辅助系统10的控制器26提供与车辆12 的转向轮76的旋转位置相关的信息， 包括转向角 。 除了其他车辆12状况之外， 所示的实施 例中的控制器26还处理当前转向角， 以沿着期望的路径32(图3)引导车辆12。 可以设想， 在 另外的实施例中， 挂接辅助系统10可以是动力助力转向系统20的集成部件。 例如， 动力助力 转向系统20可包括用于根据从以下项接收的信息的全部或一部分生成车辆转向信息和命 令的挂接辅助算法： 成像系统18、 动力助力转向系统20、 车辆制动控制系统70、。

23、 动力传动系 统控制系统72和其他车辆传感器和装置以及人机界面40， 如下面进一步论述的。 0043 还如图2中所示， 车辆制动控制系统70还可以与控制器26通信以向挂接辅助系统 10提供制动信息(诸如车辆车轮速度)并且从控制器26接收制动命令。 例如， 车辆速度信息 可以根据制动控制系统70监测的各个车轮速度确定。 还可以根据动力传动系统控制系统 72、 速度传感器56和定位系统22等其他可设想到的装置确定车辆速度。 在一些实施例中， 各 个车轮速度也可用于确定车辆横摆率作为车辆横摆率传感器58的替代方案或除其之外， 所述确定的车辆横摆率可被提供给挂接辅助系统10。 挂接辅助系统10还可以向。

24、制动控制系 统70提供车辆制动信息， 以用于允许挂接辅助系统10在拖车16的倒退期间控制车辆12的制 动。 例如， 在一些实施例中， 挂接辅助系统10可以在车辆12与拖车16的连接器14对准期间调 节车辆12的速度， 这可以减少与拖车16发生碰撞的可能性， 并且可使得车辆12在路径32的 确定的端点35处完全停止。 本文中公开的是， 挂接辅助系统10可以另外地或可替代地发出 警报信号， 所述警报信号对应于关于与拖车16的一部分的实际、 即将发生和/或预期碰撞的 通知。 如图2所示的实施例中所示， 动力传动系统控制系统72还可以与挂接辅助系统10进行 交互， 以用于在与拖车16进行部分或自主对准。

25、期间调节车辆12的速度和加速度。 如上所述， 调节车辆12的速度可以有利于防止与拖车16发生碰撞。 0044 另外， 挂接辅助系统10可以与车辆12的人机界面( “HMI” )40通信。 HMI 40可包括车 辆显示器44， 诸如中控面板安装的导航或娱乐显示器(图1)。 HMI 40还包括输入装置， 其可 以通过将显示器44配置为具有电路46的触摸屏42的一部分以接收与显示器44上的位置对 应的输入来实施。 代替触摸屏42或除了触摸屏之外， 可使用其他形式的输入(包括一个或多 个操纵杆、 数字输入盘等)。 此外， 挂接辅助系统10可经由无线通信与HMI 40的另一个实施 例通信， 诸如与一个或。

26、多个手持式或便携式装置96(包括一个或多个智能电话)(图1)通信。 便携式装置96还可包括用于向用户显示一个或多个图像和其他信息的显示器44。 例如， 便 说明书 4/17 页 7 CN 110901315 A 7 携式装置96可以在显示器44上显示拖车16的一个或多个图像， 并且还可以能够经由触摸屏 电路46接收远程用户输入。 此外， 便携式装置96可提供反馈信息， 诸如视觉、 听觉和触觉警 报。 0045 仍然参考图2中所示的实施例， 控制器26被配置有微处理器60， 以用于处理存储在 存储器62中的逻辑和程序， 所述逻辑和程序接收来自上述传感器和车辆系统的信息， 所述 传感器和车辆系统包。

27、括成像系统18、 动力助力转向系统20、 车辆制动控制系统70、 动力传动 系统控制系统72和其他车辆传感器和装置。 控制器26可根据所接收的信息的全部或一部分 来生成车辆转向信息和命令。 然后， 可以将车辆转向信息和命令提供给动力助力转向系统 20， 以用于影响车辆12的转向， 从而实现用于与拖车16的连接器14对准的命令的行进路径 32(图3)。 控制器26可包括微处理器60和/或其他模拟和/或数字电路以用于处理一个或多 个程序。 此外， 控制器26可包括存储器62以用于存储一个或多个程序， 包括图像处理程序64 和/或挂接检测程序、 路径推导程序66和操作程序68。 应当理解， 控制器2。

28、6可以是独立的专 用控制器， 或者可以是与其他控制功能集成的共享控制器， 诸如与车辆传感器系统、 动力助 力转向系统20以及其他可设想到的车载或非车载车辆控制系统集成。 还应当理解， 图像处 理程序64可以由例如车辆12的独立成像系统内可将其图像处理的结果输出到车辆12的其 他部件和系统的专用处理器(包括微处理器60)实施。 此外， 完成诸如本文所描述的图像处 理功能的任何系统、 计算机、 处理器等在本文中可以称为 “图像处理器” ， 而不考虑它还可以 实施的其他功能(包括与执行图像处理程序64同时实施的功能)。 0046 系统10还可以并入成像系统18， 所述成像系统包括一个或多个外部摄像头。

29、， 在示 出的实例中， 所述一个或多个外部摄像头包括后视摄像头48、 中央高位制动灯(CMHSL)摄像 头50以及侧视摄像头52a和52b， 但是包括附加或替代摄像头的其他布置也是可能的。 在一 个实例中， 成像系统18可以包括单独的后视摄像头48， 或者可以被配置为使得系统10仅利 用具有多个外部摄像头的车辆中的后视摄像头48。 在另一实例中， 包括在成像系统18中的 各种摄像头48、 50、 52a、 52b可以定位成在其各自的视野中大致重叠， 在所描绘的布置中， 所 述视野包括视野49、 51、 53a和53b， 以分别对应于后视摄像头48、 中央高位制动灯(CMHSL)摄 像头50和侧。

30、视摄像头52a和52b。 以这种方式， 来自两个或更多个摄像头的图像数据55可以 在图像处理程序64中或在成像系统18内的另一个专用图像处理器中组合成单个图像。 在这 种实例的扩展中， 图像数据55可用于推导立体图像数据， 所述立体图像数据可用于重建各 种视野49、 51、 53a、 53b的重叠区域内的一个或多个区域(包括其中的任何对象(例如障碍物 或连接器14)的三维场景。 在一个实施例中， 鉴于图像源之间的已知的空间关系， 对包括同 一对象的两个图像的使用可以用来确定对象相对于两个图像源的位置。 在这方面， 图像处 理程序64可使用已知的程序设计和/或功能在来自成像系统18内的各种摄像头。

31、48、 50、 52a 和52b的图像数据55内识别对象。 在任一个实例中， 图像处理程序64可以包括与存在于车辆 12上或被系统10利用的任何摄像头48、 50、 52a和52b的定位(例如包括相对于车辆12的中心 36(图1)的定位)有关的信息， 使得摄像头48、 50、 52a和52b相对于中心36和/或彼此的位置 可用于对象定位计算， 以及用于得到例如相对于车辆12的中心36的或者车辆12的其他特征 (诸如相对于中心36具有已知位置的挂接球34(图1)的对象位置数据。 0047 如下面进一步论述的， 挂接球34的高度Hb(或包括位置的数据的竖直分量)可以与 连接器14的确定的高度Hc结。

32、合地用于确定车辆路径32的期望端点35， 以用于在连接器14降 说明书 5/17 页 8 CN 110901315 A 8 低到与挂接球34等高(并因此与其接合)的位置时， 挂接球34与连接器14之间进行正确对 准。 0048 图像处理程序64可被具体编程为或以其他方式配置为定位图像数据55内的连接 器14。 在一个实例中， 图像处理程序64可以基于存储的或以其他方式已知的连接器14或总 的来说挂接件的视觉特性来尝试识别图像数据55内的连接器14。 在另一个实施例中， 呈贴 纸等形式的标记可以与共同转让的美国专利号9,102,271中描述的方式类似的方式在相对 于连接器14的特定位置中与拖车1。

33、6附连， 所述专利的整个公开内容以引用方式并入本文。 在这种实施例中， 图像处理程序64可被编程为： 识别用于图像数据55中的位置的标记的特 性以及连接器14相对于这种标记的定位， 使得可以基于标记位置确定连接器14的位置28。 另外地或可替代地， 控制器26可经由触摸屏42上的提示来寻求对所确定的连接器14的确 认。 如果连接器14确定未被确认， 则可提供另外的图像处理， 或者可使用触摸屏42或另一输 入来允许用户移动触摸屏42上的连接器14的所描绘位置28， 来促进对连接器14的位置28的 用户调整， 控制器26使用所述图像处理或所述用户调整以基于图像数据55的上述使用来调 整连接器14相。

34、对于车辆12的位置28的确定。 可替代地， 用户可在视觉上确定连接器14在HMI 40上呈现的图像内的位置28， 并且可以与在共同未决的共同转让的美国专利申请号15/ 583,014中描述的方式类似的方式提供触摸输入连接器14， 所述申请的全部公开内容以引 用方式并入本文。 然后， 图像处理程序64可以将触摸输入的位置与应用于图像30的坐标系 82相关联。 0049 如图3所示， 图像处理程序64和操作程序68可以彼此结合地用于确定路径32， 挂接 辅助系统10可沿着所述路径引导车辆12， 以将挂接球34与拖车16的连接器14对准。 在诸如 通过触摸屏42上的用户输入启动挂接辅助系统10时， 。

35、例如， 图像处理程序64可识别图像数 据55内的连接器14并至少尝试根据上述实例中的一个(或两个实例的组合)或通过其他已 知手段使用图像数据55来估计连接器14相对于挂接球34的位置28， 所述其他已知手段包括 通过接收图像数据55内的焦距信息来确定距连接器14的距离Dc和连接器14与车辆12的纵 向轴线之间的偏移的角度 c。 图像处理程序64还可以被配置为整体识别拖车16， 并且可以 单独使用拖车16的图像数据或者与连接器14的图像数据组合使用， 以确定拖车16的取向或 航向33。 以这种方式， 可以进一步推导路径32以使车辆12相对于拖车16对准， 其中车辆12的 纵向轴线13在拖车12的。

36、航向33的预先确定的角度范围内。 值得注意的是， 这种对准可不要 求车辆12的纵向轴线13与拖车16的航向33平行或共线， 而是可以简单地在一定范围内， 该 范围大致允许挂接球34与连接器14连接而不会使车辆12和拖车16之间发生碰撞， 并且可以 进一步允许使用车辆12实时控制拖车16的倒退。 以这种方式， 该角度范围可以是这样的， 即 在操作程序68结束时车辆12与拖车16的对准使得纵向轴线13和航向33之间的角度小于联 接时车辆12和拖车16之间的弯折角或其合理估计。 在一个实例中， 该角度范围可以使得纵 向轴线13在任一方向上与航向33共线偏离在大约30 内。 在各种实例中， 诸如当拖车。

37、16的长 度L已知时， 该角度范围可以更大(如果允许)或者可以更小， 其取决于系统10的期望容差。 0050 如下面进一步讨论的， 系统10(包括成像系统18和/或接近传感器阵列54)的某些 方面可限制系统10在所有设置或条件下确定连接器14位置28的能力， 系统10的另外的方面 可用于将用户引导到其中最大化系统10确定连接器14位置28的能力的设置， 或者利用替代 手段来确定连接器14位置28。 当位置信息被收集时， 则可以根据连接器14在图像数据55的 说明书 6/17 页 9 CN 110901315 A 9 视野内的位置28来使用所述位置信息， 以确定或估计连接器14的高度Hc。 一旦。

38、连接器14的 定位Dc、 c已经确定并且可选地由用户确认， 控制器26就可至少控制车辆转向系统20来控制 车辆12沿着期望路径32的移动以将车辆挂接球34与连接器14对准。 0051 继续参考图3， 同时另外参考图2， 在一个实例中， 如上所述已经估计了连接器14的 定位Dc、 c的控制器26可执行路径推导程序66以确定车辆路径32， 从而将车辆挂接球34与连 接器14对准。 具体地， 控制器26可以将车辆12的各种特性存储在存储器62中， 所述各种特性 包括轴距W、 从后轴到挂接球34的距离(其在本文称为牵引杆长度L)以及转向轮76可转动的 最大角度 最 大。 如图所示， 轴距W和当前转向角。

39、 可用于根据以下等式确定车辆12的对应转弯 半径 ： 0052 0053 其中轴距W是固定的， 并且转向角 可通过控制器26与转向系统20通信而进行控 制， 如上所述。 以这种方式， 当已知最大转向角 最 大时， 转弯半径的最小可能值 最 小被确定为： 0054 0055 路径推导程序66可以被编程为推导车辆路径32， 从而将车辆挂接球34的已知位置 与连接器14的估计位置28对准， 这将所确定的最小转弯半径 最 小纳入考虑以允许路径32使 用最小量的空间和操纵。 以这种方式， 路径推导程序66可使用车辆12的位置(其可以基于车 辆12的中心36、 沿着后轴的位置、 航迹推算装置24的位置或坐。

40、标系82上的另一已知位置)来 确定距连接器14的横向距离和距连接器14的前向或后向距离， 并推导路径32， 所述路径在 转向系统20的限制内实现车辆12所需的横向和前向-后向移动。 路径32的推导还考虑了基 于长度L的挂接球34相对于车辆12的跟踪位置(其可以与车辆12的质心36、 GPS接收器的位 置或另一个指定的已知区域对应)的定位， 以确定车辆12的所需定位， 来将挂接球34与连接 器14对准。 0056 以这种方式， 需要在可接受的精度水平内确定连接器14的位置28， 以执行路径推 导程序66和车辆12随后沿着该路径的自动倒退。 系统10的各种特性或限制可能影响系统10 在某些条件下或。

41、在某些设置下识别从成像系统18接收的数据中的连接器14的能力， 这可能 影响控制器26使用图像处理程序64确定连接器14的位置28的能力。 以这种方式， 考虑到车 辆12和系统10的特性， 系统10通常可以被配置为引导用户相对于拖车16定位车辆12， 以增 加控制器26识别图像数据55中的连接器14的能力。 如图4所示， 这个方向可以通过将 “目标 区域” 45呈现为呈现在屏幕44上的图像数据55的实时视频图像53上的图形覆盖来给出， 所 述图像数据来自成像系统18中的一个或多个摄像头48、 50、 52a、 52b。 可以根据系统10和车 辆12的各种特性推导和/或在屏幕44上呈现目标区域4。

42、5， 所述各种特性包括摄像头48、 50、 52a、 52b的分辨率和图像处理程序64的对应精度， 以及车辆12的转向轮76的最大转向角 最 大， 以及其他可能的特性， 并且可以将这些特性和系统要求与总体上提供系统10的广泛可 用功能的期望相平衡。 以这种方式， 目标区域45可要求将连接器14和/或拖车16置于距车辆 12一定距离内， 包括在距车辆12的最大距离和最小距离内， 以及在距车辆12的预先确定的 最大横向偏移内。 当启动时， 系统10可以自动尝试识别目标区域45内的连接器14或立即提 示驾驶员将车辆12定位成使得连接器和/或拖车16在目标区域45内， 同时当已经实现这种 说明书 7/。

43、17 页 10 CN 110901315 A 10 定位时(包括当车辆12和拖车16的初始位置满足该要求时)， 指示驾驶员(例如， 通过按下按 钮)予以确认。 如果系统10在目标区域45内寻找连接器14但是无法找到一个连接器， 则随后 可以给出这样的提示， 其中系统10在给出确认时尝试识别连接器14。 0057 如果驾驶员可以在视觉上确定已经实现了适当的定位， 或者如果驾驶员已经指示 已实现适当的定位， 但是系统10仍然不能定位连接器， 则外部便携式电子装置的上述使用 可以用作确定拖车16的定位和/或取向的替代手段。 在一个实例中， 便携式电子装置可以是 智能电话96等。 在许多情况下， 智能。

44、电话包括一系列内部装置和部件， 包括用于确定智能电 话96的位置的那些， 以及用于确定电话本身的定位或移动的那些。 在各种实例中， 这些装置 包括GPS装置和/或电路(其可以包括与定位卫星的网络通信的专用GPS部件和/或可以使用 来自已知源(包括蜂窝和数据网络信号、 WiFi信号等)的信号强度确定智能电话96的位置的 GPS增强或复制电路或程序设计)， 以及加速度计、 陀螺仪或其组合。 以这种方式， 通过将智 能电话96定位在预先确定的位置或区域， 或者定位在拖车16的预先确定的特征上， 智能电 话96关于其位置和定位的数据可以被用作或推导连接器14和/或拖车16的位置和定位。 可 以使用或提。

45、供各种其他装置来获得这种信息， 包括各种专用的GPS装置等， 或者可以制造和 设计专门与系统10一起使用并且例如与具有本文所述能力的车辆14一起出售或提供的专 用装置。 应当注意， 如本文所使用的， 术语 “外部” 不一定意味着外部便携式电子装置始终 (包括当定位和取向数据被系统10获取时)在车辆外部。 而是， 外部意味着便携式电子装置 不是安装的车辆部件(即未安装在车辆中)。 如上所述， 便携式电子装置可以作为 “附件” 提 供给车辆。 在另一个实例中， 便携式电子装置可以是用户自己的装置， 包括智能电话96、 GPS 装置等， 在驾驶员在车辆12内部时， 该便携式电子装置可能在车辆12的内。

46、部， 并且还可以在 各种情况下通过电线(例如， 充电或通信电缆)与车辆12联接， 但是在进行测量时仍然可以 从车辆12移除并且将是外部的， 如本文所述。 0058 如图5所示， 通过将智能电话96放置在拖车16的舌杆104上的预先确定的位置， 并 且智能电话96相对于舌杆104具有预先确定的取向， 可以使用智能电话96或具有上述特性 或部件的其他便携式电子装置测量连接器14的位置和取向。 在许多情况下， 具有确定其自 身取向能力的智能电话96在参考系内进行这种操作， 当用户握持智能电话时， 所述参考系 与智能电话的预期定位对准。 因此， 大多数智能电话96具有限定其轴线97的细长形状， 该轴 。

47、线被建立为智能电话96的航向线， 因为电话最经常以竖直或延伸方向被保持。 此外， 智能电 话96通常包括陀螺仪或加速度计， 所述陀螺仪或加速度计可用于检测智能电话96的移动， 并且还可以确定智能电话96沿着轴线97以及与其大致垂直的第二轴线的瞬时或静态取向。 这种取向通常表现为这种轴线在每个方向上相对于水平面的角度， 并且因此当智能电话96 平放在水平表面上时， 这种取向具有0 ,0 值。 以类似的方式， 智能电话96确定其位置数据 还可以包括或产生关于智能电话96的航向33的上述数据。 在各个方面， 该数据可以从智能 电话96内的上述GPS电路或模块获得， 或者从用于实施智能电话96的罗盘特。

48、征(其可包括电 子磁罗盘等)的附加电路或专用模块获得。 同样， 智能电话96的航向通常位于沿着轴线97的 参考系中， 使得航向数据是相对于轴线97的北方向(即0 )的角度。 以这种方式， 在各个方 面， 上面讨论的取向数据可以包括拖车16在一个或多个轴线上的航向数据和角度取向中的 一个或多个。 定位数据可以与智能电话96的取向无关， 并且在一个实例中， 可以是根据已知 格式等的GPS坐标。 说明书 8/17 页 11 CN 110901315 A 11 0059 继续参考图5， 可以通过将智能电话96定位在拖车16的舌杆104上， 使得智能电话 96的长轴线97大致平行于舌杆104(其是具有容。

49、易辨别的方向的细长元件)延伸， 或者使智 能电话96的边缘沿着舌杆104的上边缘中的一个延伸， 从而可以使用智能电话96确定拖车 16的方向取向。 以这种方式， 可以通过界面106在智能电话96本身上传送或显示的方向取向 信息110可以与拖车16的航向33相对应。 如图6所示， 角度取向数据可以用类似地放置在拖 车16的舌杆104上的智能电话96获得。 如图所示， 智能电话96可以定位成平放在舌杆104上， 使得智能电话96相对于水平面的任何角度都可以归因于拖车16， 从而允许角度信息112(其 也可以在界面106上呈现)用作拖车16的角度取向数据。 在一个方面， 系统10可以仅利用与 智能电。

50、话96沿着轴线97的角度相关的数据， 该数据可以用作拖车舌杆104围绕其轴84的角 度87， 以确定路径32的端点35， 如下面关于图8至图10所讨论的。 0060 连接器14的定位数据可以以类似的方式获得， 其中智能电话96类似地放置在沿着 拖车16预先确定的位置。 在一个实例中， 位置数据可以与航向33和角度87数据同时获得， 包 括在相对于连接器14的预先确定的位置。 可以理解的是， 拖车16的连接器14通常可能缺乏 足够尺寸的平坦表面来定位和安置智能电话96以使智能电话的航向和角度位置充分反映 拖车16的航向33和角度87， 使得智能电话96沿着舌杆104的定位对于这种测量是优选的， 。