DE102008045436A1

DE102008045436A1 - Method for determining inclination angle between tractor and trailer for e.g. lorry, involves automatically determining inclination angle based on comparison of detected image with reference images and reference image inclination angle

Info

Publication number: DE102008045436A1
Application number: DE200810045436
Authority: DE
Inventors: Stephan Dr. Scholz; Alexander Karmrodt; Fabian Dr. Gräfe; Stefan Dr. Brosig; Thomas Dr. Barthenheier
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2008-09-02
Filing date: 2008-09-02
Publication date: 2010-03-04

Abstract

The method involves detecting an image of a trailer (2) by an image detection device (5). The image detected by the image detection device is automatically compared with predetermined reference images, and a reference image inclination angle is assigned to the predetermined reference images. An inclination angle between a tractor (1) and the trailer is automatically determined dependent upon the comparison of the detected image with the reference images and the reference image inclination angle. A correlation factor between the detected image and the reference images is determined. An independent claim is also included for a determining an inclination angle between a tractor and a trailer.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen eines Knickwinkels zwischen einem Zugfahrzeug und einem Anhänger und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung, bei welchen der Knickwinkel zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger mit Hilfe einer Bildverarbeitung eines von dem Anhänger erfassten Bildes bestimmt wird.The The present invention relates to a method and an apparatus for determining a kink angle between a towing vehicle and a trailer and more particularly to a method and apparatus in which the bending angle between the towing vehicle and the trailer with Help of image processing of an image captured by the trailer determines becomes.

Einen Knickwinkel zwischen einem Zugfahrzeug und einem Anhänger zu bestimmen ist für viele Anwendungen sowohl im Bereich von Personenkraftwagen als auch im Bereich von Lastkraftwagen nützlich. So wird beispielsweise eine Knickwinkelbestimmung von einem Assistenzsystem benötigt, welches einen Fahrer eines Gespanns, welches aus einem Zugfahrzeug und einem Anhänger besteht, bei einer Rückwärtsfahrt oder einem Rangieren des Gespanns unterstützt. Darüber hinaus ist eine Erfassung eines Knickwinkels auch beispielsweise für einen sogenannten Parkhausassistenten erforderlich, welcher bei einer Vorwärtsfahrt des Gespanns einen Fahrer davor warnt, wenn er eine Kurve mit dem Gespann zu eng fährt und eine Gefahr besteht, dass der Anhänger an einem Gegenstand im Bereich der Innenkurve, wie z. B. einer Ecke in einem Parkhaus, hängen bleibt. Schließlich ist die Erfassung eines Knickwinkels auch im Zusammenhang mit einem elektronischen Stabilitätsprogramm (ESP) des Zugfahrzeugs sinnvoll, um das Gespann in kritischen Fahrsituationen mit Hilfe des elektronischen Stabilitätsprogramms (ESP) stabilisieren zu können.a Buckling angle between a towing vehicle and a trailer too determine is for many applications both in the field of passenger cars as well useful in the field of trucks. For example, a kink angle determination of an assistance system needed which a driver of a team, which consists of a towing vehicle and a trailer exists, in a reverse drive or maneuvering the team. In addition, a capture a kink angle, for example, for a so-called parking garage assistant required, which in a forward drive of the team a Driver warns if he drives a turn with the team too tight and There is a danger that the trailer will stick to an object in the car Range of the inner curve, such. B. a corner in a parking garage, hang remains. After all is the detection of a kink angle also in the context of a electronic stability program (ESP) of the towing vehicle makes sense to the team in critical driving situations using the Electronic Stability Program (ESP) to be able to.

Zur Bestimmung des Knickwinkels zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger ist in dem Stand der Technik bekannt, einen Knickwinkelsensor in einer Anhängerkupplung des Zugfahrzeugs zu integrieren. Ein derartiger Knickwinkelsensor kann beispielsweise bei einer Kugelkopfanhängerkupplung eines Personenkraftwagens einen Magnetsensor in einer Kugel der Kugelkopfanhängerkupplung an dem Personenkraftwagen und einen Magneten an einem Gegenstück zu der Kugel, der sogenannten Kugelpfanne, an der Deichsel des Anhängers umfassen. Bei einer Änderung des Knickwinkels zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger ändert sich somit die Ausrichtung des Magneten zu dem Magnetsensor, was wiederum von dem Magnetsensor erfasst wird und für eine Knickwinkelbestimmung verwendet werden kann. Eine derartige Knickwinkelbestimmungsvorrichtung erfordert jedoch, dass die Kugelpfanne des Anhängers mit einem entsprechenden Magneten ausgestattet ist. Wird hingegen ein Anhänger verwendet, welcher nicht über eine entsprechend ausgestattete Kugelpfanne verfügt, ist eine Knickwinkelbestimmung nicht möglich. Darüber hinaus ist diese magnetbasierte Art der Knickwinkelbestimmung anfällig für Magnetfelder oder Magnetfeldverzerrungen, welche aufgrund einer Beladung des Zugfahrzeugs oder des Anhängers mit metallischen Gegenständen auftreten können.to Determining the bending angle between the towing vehicle and the trailer is in the prior art, a kink angle sensor in a trailer hitch to integrate the towing vehicle. Such a kink angle sensor For example, in a ball hitch of a passenger car a magnetic sensor in a ball of the ball hitch coupling on the passenger car and a magnet on a counterpart to the Ball, the so-called ball socket, include on the drawbar of the trailer. at a change the bending angle between the towing vehicle and the trailer changes thus the orientation of the magnet to the magnetic sensor, which in turn is detected by the magnetic sensor and for a kink angle determination can be used. Such a kink angle determination device However, that requires the ball socket of the trailer with a corresponding magnet Is provided. If, however, a trailer is used, which does not have a equipped ball socket has a kink angle determination not possible. About that In addition, this magnet-based type of buckling angle determination is susceptible to magnetic fields or magnetic field distortions due to a loading of the Towing vehicle or trailer with metallic objects may occur.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen eines Knickwinkels zwischen einem Zugfahrzeug und einem Anhänger bereitzustellen, welche keine besonderen Anforderungen an Vorrichtungen des Anhängers stellen, so dass beliebige Anhänger verwendet werden können. Darüber hinaus sollen das Verfahren und die Vorrichtung eine hohe Genauigkeit und eine hohe Robustheit gegenüber Einflüssen, welche im Betrieb eines Gespanns auftreten können, aufweisen. Schließlich sollen das Verfahren und die Vorrichtung kostengünstig an dem Zugfahrzeug realisierbar sein.task The present invention is therefore a method and a Device for determining a bending angle between a towing vehicle and a trailer which has no special requirements for devices of the trailer put, so that any trailer can be used. About that In addition, the method and the device to a high accuracy and a high degree of robustness influences, which may occur during operation of a team. Finally, should the method and the device can be realized inexpensively on the towing vehicle be.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Bestimmen eines Knickwinkels zwischen einem Zugfahrzeug und einem Anhänger nach Anspruch 1, ein Verfahren zum Erstellen mehrerer Referenzinformationen nach Anspruch 9, ein System zum Bestimmen eines Knickwinkels zwischen einem Zugfahrzeug und einem Anhänger nach Anspruch 16 und ein System zum Erstellen mehrerer Referenzinformationen nach Anspruch 18 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.These Tasks are performed according to the invention a method for determining a kink angle between a towing vehicle and a trailer according to claim 1, a method for creating a plurality of reference information according to claim 9, a system for determining a kink angle between a towing vehicle and a trailer according to claim 16 and a system for creating a plurality of reference information solved according to claim 18. The dependent ones claims define preferred and advantageous embodiments of the invention.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Bestimmen eines Knickwinkels zwischen einem Zugfahrzeug und einem Anhänger bereitgestellt. Das Verfahren umfasst ein Erfassen eines Bildes des Anhängers mit Hilfe einer Bilderfassungsvorrichtung und ein automatisiertes Vergleichen des mit Hilfe der Bilderfassungsvorrichtung erfassten Bildes mit mehreren vorgegebenen Referenzbildern. Den Referenzbildern ist jeweils ein Referenzbild-Knickwinkel zugeordnet. In Abhängigkeit von dem automatisierten Vergleich des erfassten Bildes mit den Referenzbildern und den Referenzbildern zugeordneten Referenzbild-Knickwinkeln wird dann der Knickwinkel zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger automatisch bestimmt.According to the present The invention provides a method for determining a kink angle between a towing vehicle and a trailer provided. The method includes capturing an image of the trailer with the help of an image capture device and an automated Compare the detected by means of the image capture device Picture with several default reference pictures. The reference pictures in each case a reference image bending angle is assigned. In dependence of the automated comparison of the captured image with the reference images and reference image kink angles associated with the reference images then becomes the bending angle between the towing vehicle and the trailer automatically certainly.

Indem der Knickwinkel durch automatisches Vergleichen des erfassten Bildes des Anhängers mit Referenzbildern und den Referenzbild-Knickwinkeln bestimmt wird, sind keine speziellen Einrichtungen an dem Anhänger erforderlich, so dass dieses Verfahren in Verbindung mit einem beliebigen Anhänger verwendet werden kann. Da viele Fahrzeuge über eine Bilderfassungsvorrichtung an einem Heck des Fahrzeugs verfügen, beispielsweise eine Kamera, welche den Fahrer des Fahrzeugs beim Einparken unterstützt, kann das Verfahren bei Vorhandensein einer derartigen Bilderfassungsvorrichtung kostengünstig realisiert werden. Darüber hinaus kann bei einer entsprechend hochauflösenden Kamera oder Bilderfassungsvorrichtung eine sehr hohe Genauigkeit des erfassten Knickwinkels erreicht werden.By determining the kink angle by automatically comparing the captured image of the trailer with reference images and the reference image kink angles, no special features are required on the trailer, so this method can be used in conjunction with any trailer. Since many vehicles have an image sensing device at a rear of the vehicle, such as a camera which assists the driver of the vehicle when parking, the method can be realized inexpensively in the presence of such an image sensing device. In addition, with a suitably high-resolution camera or Bil derfassungvorrichtung a very high accuracy of the detected kink angle can be achieved.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Erfassen des Bildes des Anhängers ein Entzerren des Bildes, um optische Eigenschaften und eine Aufnahmeposition der Bilderfassungsvorrichtung auszugleichen. Bilderfassungsvorrichtungen, welche als Einparkhilfen an einem Fahrzeugheck angebracht sind, haben üblicherweise ein Weitwinkelobjektiv mit sehr geringer Brennweite. Dadurch können starke Verzerrungen insbesondere in Randbereichen des aufgenommenen Bildes auftreten. Bei Kenntnis der optischen Eigenschaften der Bilderfassungsvorrichtung können derartige Verzerrungen jedoch auf einfache Art und Weise geeignet entzerrt werden, wodurch eine nachfolgende Bestimmung des Knickwinkels verbessert werden kann, um eine höhere Knickwinkelgenauigkeit zu erzielen.According to one embodiment capturing the image of the trailer involves equalizing the image, for optical properties and a pickup position of the image capture device compensate. Image capture devices used as parking aids attached to a vehicle's rear, usually have a wide-angle lens with very short focal length. This can cause severe distortions in particular occur in peripheral areas of the recorded image. With knowledge The optical properties of the image capture device may include such Distortions, however, suitably rectified in a simple manner be, whereby a subsequent determination of the bending angle improved can be, to a higher To achieve bending angle accuracy.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Erfassen des Bildes des Anhängers zusätzlich ein Transformieren des Bildes umfassen. Die Transformation erfolgt derart, dass das transformierte Bild zumindest eine Teilansicht des Anhängers aus einer Vogelperspektive umfasst. Wenn die Bilderfassungsvorrichtung beispielsweise an dem Heck des Zugfahrzeugs in einer geeigneten Höhe über einer Anhängerkupplung zum Verbinden des Zugfahrzeugs mit dem Anhänger angeordnet ist und das erfasste Bild des Anhängers die Anhängerkupplung, eine Deichsel des Anhängers und zumindest einen Teil des Anhängers umfasst, kann, unter Kenntnis der Lage und des Sichtwinkels der Bilderfassungsvorrichtung zu der Anhängerkupplung das Bild derart transformiert werden, dass das transformierte Bild eine Vogelperspektive von zumindest der Anhängerkupplung, der Deichsel und eines Teils des Anhängers umfasst. Die Referenzbilder, welche für die automatische Bestimmung des Knickwinkels mit dem erfassten Bild verglichen werden, stellen bei dieser Ausführungsform ebenfalls Referenzbilder des Anhängers aus der Vogelperspektive dar. Aus der Vogelperspektive ist ein Vergleich des erfassten Bildes mit den Referenzbildern besonders einfach möglich, wodurch der Knickwinkel schnell, genau und zuverlässig bestimmt werden kann.According to one another embodiment capturing the image of the trailer additionally transform the image. The transformation takes place such that the transformed image is at least a partial view of the trailer from a bird's eye view. When the image capture device for example, at the rear of the towing vehicle in a suitable Height above a trailer hitch is arranged for connecting the towing vehicle with the trailer and the Captured image of the trailer the trailer hitch, one Tiller of the trailer and at least part of the trailer can, knowing the position and the angle of view of the Image capture device to the trailer hitch transformed the image so be that the transformed image is a bird's eye view of at least the trailer hitch, the drawbar and a part of the trailer comprises. The reference pictures, which for the automatic determination of the bending angle with the captured image are compared in this embodiment also reference images of the trailer from a bird's eye view. Bird's eye view is a comparison the captured image with the reference images particularly easy, which The bending angle can be determined quickly, accurately and reliably.

Das Vergleichen des erfassten Bildes mit den mehreren vorgegebenen Referenzbildern kann ein Bestimmen eines Korrelationsvektors zwischen dem erfassten Bild und den Referenzbildern umfassen. Der Korrelationsvektor beschreibt eine Ähnlichkeit des erfassten Bildes zu den mehreren Referenzbildern. Da jedem Referenzbild ein entsprechender Referenzbild-Knickwinkel zugeordnet ist, stellt der Korrelationsvektor gleichzeitig ein Zugehörigkeitsmaß eines Referenzbild-Knickwinkels zu einem tatsächlichen Knickwinkel des erfassten Bildes dar. Durch eine Interpolation des Korrelationsvektors, d. h. durch eine Interpolation zwischen den Stützstellen, die von dem Korrelationsvektor bereitgestellt werden, kann eine Genauigkeit der Knickwinkelbestimmung erhöht werden, indem ein Korrelationsmaximum des interpolierten Korrelationsvektors bestimmt wird.The Comparing the captured image with the plurality of predetermined reference images determining a correlation vector between the detected Include image and the reference images. The correlation vector describes a similarity of the captured image to the multiple reference images. Because every reference picture a corresponding reference image kink angle is assigned, provides the correlation vector simultaneously a membership measure of a reference image kink angle to an actual Bending angle of the captured image. By interpolating the Correlation vector, d. H. through an interpolation between the Support points that can be provided by the correlation vector, an accuracy the kink angle determination increases by taking a correlation maximum of the interpolated correlation vector is determined.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Verfahren ein Identifizieren des Anhängers umfassen, um davon abhängig die Referenzbilder bereitzustellen. Das Identifizieren des Anhängers kann beispielsweise durch eine manuell Eingabe durch einen Benutzer des Fahrzeugs, durch ein Auslesen eines an dem Anhänger angebrachten Barcodes, durch Vergleichen eines erfassten Bildes des Anhängers mit Referenzbildern oder durch Bestimmen des Fahrverhaltens des Anhängers während einer Fahrt des Fahrzeugs erfolgen. Wenn der Anhänger identifiziert ist, d. h. eine spezielle Art von Anhänger erkannt wurde, kann das automatisierte Vergleichen des erfassten Bildes mit den mehreren vorgegebenen Referenzbildern auf die Referenzbilder reduziert werden, welche den identifizierten Typ des Anhängers darstellen. Dadurch sind weniger Bildvergleiche erforderlich, wodurch die Bestimmung des Knickwinkels beschleunigt werden kann.According to one another embodiment the method comprises identifying the trailer to be dependent thereon Provide reference images. Identifying the trailer can for example, by a manual input by a user of the Vehicle by reading a barcode attached to the trailer, by comparing a captured image of the trailer with reference images or by determining the driveability of the trailer during a journey of the vehicle respectively. If the trailer is identified, d. H. a special kind of pendant recognized This can be automated comparing the captured image with the several predetermined reference pictures on the reference pictures be reduced, which represent the identified type of trailer. As a result, fewer image comparisons are required, reducing the determination of the bending angle can be accelerated.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ferner ein Verfahren zum Erstellen mehrerer Referenzinformationen bereitgestellt. Jede Referenzinformation umfasst ein Referenzbild eines Anhängers in einer Anordnung zu einem Zugfahrzeug und einem der Anordnung zugeordneten Referenzbild-Knickwinkel zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger. Das Verfahren umfasst ein Erfassen eines ersten Referenzbildes des Anhängers in einer vorbestimmten Anordnung zu dem Zugfahrzeug mit Hilfe einer Bilderfassungsvorrichtung. Die vorbestimmte Anordnung weist einen vorbestimmten ersten Referenzbild-Knickwinkel zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger auf. Diese erste Referenzinformation, welche das erste Referenzbild und den ersten Referenzbild-Knickwinkel umfasst, wird dann gespeichert. Aus dem ersten Referenzbild und dem ersten Referenzbild-Knickwinkel und einem weiteren Referenzbild-Knickwinkel wird dann ein weiteres Referenzbild des Anhängers in einer weiteren Anordnung mit dem weiteren Referenzbild-Knickwinkel zwischen dem Anhänger und dem Zugfahrzeug bestimmt. Dieses weitere Referenzbild wird ebenfalls zusammen mit dem weiteren Referenzbild-Knickwinkel als eine weitere Referenzinformation gespeichert. Auf diese Art und Weise können eine Vielzahl weiterer Referenzbilder für weitere Referenzbild-Knickwinkel aus dem ersten Referenzbild bestimmt werden. Das Bestimmen des weiteren Referenzbildes des Anhängers kann gemäß einer Ausführungsform durch ein Drehen des ersten Referenzbildes um einen Drehpunkt einer Anhängerkupplung um einen Differenzwinkel zwischen dem ersten Referenzbild-Knickwinkel und dem weiteren Referenzbild-Knickwinkel bestimmt werden.According to the present invention, there is further provided a method of creating a plurality of reference information. Each reference information includes a reference image of a trailer in an assembly to a towing vehicle and a reference image kink angle associated with the arrangement between the towing vehicle and the trailer. The method comprises detecting a first reference image of the trailer in a predetermined arrangement to the towing vehicle by means of an image capture device. The predetermined arrangement has a predetermined first reference image kink angle between the towing vehicle and the trailer. This first reference information, which comprises the first reference image and the first reference image bending angle, is then stored. From the first reference image and the first reference image bending angle and a further reference image bending angle, a further reference image of the trailer is then determined in a further arrangement with the further reference image bending angle between the trailer and the towing vehicle. This further reference image is also stored together with the further reference image bending angle as another reference information. In this way, a plurality of further reference images for further reference image bending angles can be determined from the first reference image. Determining the further reference image of the trailer may, in one embodiment, be determined by rotating the first reference image about a pivot point of a trailer hitch by a differential angle between the first reference image kink angle and the further reference image kink angle become.

Auf diese Art und Weise ist es möglich, eine Datenbank aufzubauen, welche eine Vielzahl von Referenzinformationen umfasst, wobei jede Referenzinformation ein Referenzbild des Anhängers in einer bestimmten Anordnung zu dem Zugfahrzeug zeigt und zusätzlich einen entsprechenden Referenzbild-Knickwinkel, welcher dieser Anordnung entspricht, umfasst. Der erste Referenzbild-Knickwinkel für die vorbestimmte Anordnung kann aus fahrdynamischen Größen des Zugfahrzeugs, wie z. B. einem Lenkradwinkel, einer Geschwindigkeit und/oder einer Gier rate des Zugfahrzeugs, bestimmt werden. Vorzugsweise wird das erste Referenzbild bei einer Geradeausfahrt des Zugfahrzeugs erfasst. Der erste Referenzbild-Knickwinkel ist dementsprechend ein Winkel von Null Grad. Eine Geradeausfahrt des Zugfahrzeugs mitsamt dem Anhänger lässt sich aus fahrdynamischen Größen des Zugfahrzeugs, insbesondere dem Lenkradwinkel und der Geschwindigkeit einfach und sehr genau bestimmen. So kann ein erstes Referenzbild des Anhängers und ein zugehöriger Referenzbild-Knickwinkel bestimmt werden und daraus können dann, wie zuvor beschrieben, weitere Referenzinformationen bestimmt werden.On this way it is possible build a database containing a variety of reference information , wherein each reference information is a reference image of the trailer in a certain arrangement to the towing vehicle shows and in addition a corresponding reference image bending angle, which this arrangement corresponds, includes. The first reference image kink angle for the predetermined Arrangement can be made of dynamic vehicle sizes of the tractor, such. As a steering wheel angle, a speed and / or a yaw rate of the towing vehicle. Preferably, the first reference image detected during a straight ahead of the towing vehicle. The first reference image bending angle is accordingly an angle of zero degrees. A straight ahead of the towing vehicle together with the trailer let yourself from driving dynamics of the Towing vehicle, especially the steering wheel angle and speed easy and determine very precisely. So can a first reference picture of the trailer and an associated reference image bend angle can be determined and from it then, as previously described, determines further reference information become.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Erfassen des ersten Referenzbildes des Anhängers zusätzlich ein Entzerren des ersten Referenzbildes, um optische Eigenschaften und eine Aufnahmeposition der Bilderfassungsvorrichtung auszugleichen. Die Bilderfassungsvorrichtung ist typischerweise an einem Heck des Fahrzeugs oberhalb der Anhängerkupplung angeordnet. Da eine derartige Bilderfassungsvorrichtung, beispielsweise eine Kamera, auch als Rückwärtsfahrhilfe verwendet wird, ist die Bilderfassungsvorrichtung im Allgemeinen mit einem Weitwinkelobjektiv mit sehr geringer Brennweite ausgestattet. Dadurch können geometrische Verzerrungen insbesondere im Randbereich des Bildes entstehen. Darüber hinaus kann die Bilderfassungsvorrichtung unter Umständen auch seitlich versetzt zu der Anhängerkupplung angeordnet sein, so dass eine Sicht auf die Anhängerkupplung von schräg oben erfolgt. Durch diese seitlich versetzte Ansicht entstehen zusätzliche Verzerrungen. Da eine Position und eine Ausrichtung der Bilderfassungsvorrichtung bezogen auf die Anhängerkupplung bekannt sind und darüber hinaus optische Eigenschaften der Bilderfassungsvorrichtung bekannt sind, kann eine entsprechende Entzerrung des Bildes auf einfache Art und Weise durchgeführt werden.According to one embodiment The detection of the first reference image of the trailer additionally includes Equalize the first reference image to optical properties and to compensate for a pickup position of the image capture device. The Image capture device is typically at a rear of the vehicle above the trailer hitch arranged. As such an image capture device, for example a camera, also as a reversing aid is used, the image capture device is generally equipped with a wide-angle lens with very low focal length. Thereby can geometric distortions especially in the edge region of the image arise. About that In addition, the image capture device may also laterally offset to the trailer hitch be arranged so that a view of the trailer hitch is made obliquely from above. By this laterally offset view creates additional distortions. There one Position and orientation of the image capture device based on the trailer hitch are known and beyond optical properties of the image capture device are known, can a corresponding equalization of the image in a simple way and Manner performed become.

Darüber hinaus kann das Erfassen des Referenzbildes des Anhängers ferner ein Transformieren des Referenzbildes umfassen, so dass das transformierte Referenzbild eine Ansicht des Anhängers aus einer Vogelperspektive zeigt. Da, wie zuvor erwähnt, die Position und Ausrichtung der Bilderfassungsvorrichtung zu der Anhängerkupplung bekannt sind, ist eine entsprechende Transformation verhältnismäßig einfach durchzuführen. Aus einem Referenzbild mit einer vogelperspektivischen Ansicht des Anhängers können durch einfaches Drehen des Bildes um einen Drehpunkt der Anhängerkupplung weitere Referenzbilder erzeugt werden, wobei die Knickwinkel der weiteren Referenzbilder einfach aus dem Knickwinkel des ersten Referenzbildes und dem Drehwinkel des Bildes bestimmt werden können. Der Drehpunkt der Anhängerkupplung ist aufgrund der ortsfesten Beziehung zwischen der Bilderfassungsvorrichtung und der Anhängerkupplung bekannt, wodurch ein Drehen des Bildes um den Drehpunkt der Anhängerkupplung einfach möglich ist.Furthermore detecting the reference image of the trailer may further comprise transforming the Reference image include, so that the transformed reference image a view of the trailer from a bird's eye view. Since, as previously mentioned, the Position and orientation of the image capture device to the trailer hitch are known, a corresponding transformation is relatively simple perform. From a reference image with a bird's eye view of the Trailer can by simply turning the picture around a pivot point of the trailer hitch Further reference images are generated, wherein the bending angle of the further reference images simply from the bending angle of the first reference image and the rotation angle of the image can be determined. The pivot point of the trailer hitch is due to the fixed relationship between the image capture device and the trailer hitch known, whereby a rotation of the image around the pivot point of the trailer hitch easy possible is.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ferner ein System zum Bestimmen eines Knickwinkels zwischen einem Zugfahrzeug und einem Anhänger bereitgestellt. Das System umfasst eine Bilderfassungsvorrichtung zum Erfassen eines Bildes des Anhängers, einen Bildspeicher zum Speichern mehrerer Referenzbilder des Anhängers und mehrerer Referenzbild-Knickwinkel, wobei jedem Referenzbild ein Referenzbild-Knickwinkel zugeordnet ist, und eine Verarbeitungseinheit, welche mit der Bilderfassungsvorrichtung und dem Bildspeicher gekoppelt ist. Die Verarbeitungseinheit erfasst mit Hilfe der Bilderfassungsvorrichtung ein Bild des Anhängers und vergleicht das erfasste Bild mit den mehreren Referenzbildern des Bildspeichers. In Abhängigkeit von dem Vergleich des erfassten Bildes mit den Referenzbildern wird dann der Knickwinkel aus den Referenzbild-Knickwinkeln der Referenzbilder bestimmt.According to the present The invention further provides a system for determining a kink angle between a towing vehicle and a trailer provided. The system includes an image capture device for capturing a Picture of the trailer, an image memory for storing a plurality of reference images of the trailer and multiple reference image kink angles, with each reference image Reference image kink angle is assigned, and a processing unit, which is coupled to the image capture device and the image memory. The processing unit detects with the aid of the image capture device a picture of the trailer and compares the captured image with the multiple reference images of the image memory. Dependent on from the comparison of the captured image with the reference images then the kink angle from the reference image kink angles of the reference images certainly.

Das System ermöglicht somit einen Knickwinkel zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger zu bestimmen, ohne dass an dem Anhänger spezielle Vorrichtungen vorgesehen sein müssen, welche zur Bestimmung des Knickwinkels beitragen. Darüber hinaus ist das System sehr kostengünstig, insbesondere wenn die Bilderfassungsvorrichtung ohnehin am Heck des Zugfahrzeugs vorhanden ist, um beispielsweise einem Fahrer des Fahrzeugs bei einer Rückwärtsfahrt eine Bildinformation von einem Bereich hinter dem Heck des Fahrzeugs zu geben. Darüber hinaus ist bei entsprechender Qualität und Winkelauflösung der Referenzbilder und der zugeordneten Referenzbild-Knickwinkel eine sehr genaue Bestimmung des Knickwinkels möglich.The System allows thus a bending angle between the towing vehicle and the trailer determine without being attached to the trailer special devices must be provided, which for the determination contribute to the bending angle. About that In addition, the system is very cost effective, especially if the Image capture device anyway at the rear of the towing vehicle available is, for example, a driver of the vehicle in a reverse drive an image information of an area behind the rear of the vehicle to give. About that In addition, with the appropriate quality and angular resolution of Reference pictures and the assigned reference picture bend angle one very accurate determination of the bending angle possible.

Gemäß einer Ausführungsform kann das System zum Durchführen des zuvor beschriebenen Verfahrens zum Bestimmen eines Knickwinkels zwischen einem Zugfahrzeug und einem Anhänger verwendet werden und umfasst somit die im Zusammenhang mit dem Verfahren beschriebenen Vorteile.According to one embodiment the system can perform of the previously described method for determining a kink angle between a towing vehicle and a trailer and includes thus the advantages described in connection with the method.

Erfindungsgemäß wird ferner ein System zum Erstellen mehrerer Referenzinformationen bereitgestellt. Jede Referenzinformation umfasst ein Referenzbild eines Anhängers in einer Anordnung zu einem Zugfahrzeug und einen der Anordnung zugeordneten Referenzbild-Knickwinkel zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger. Das System umfasst eine Bilderfassungsvorrichtung zum Erfassen eines Bildes des Anhängers, einen Bildspeicher zum Speichern der mehreren Referenzinformationen und eine Verarbeitungseinheit, welche mit der Bilderfassungsvorrichtung und dem Bildspeicher gekoppelt ist. Um die mehreren Referenzinformationen zu erstellen, wird zunächst eine erste Referenzbildinformation von der Verarbeitungseinheit erstellt. Dazu erfasst die Verarbeitungseinheit mit Hilfe der Bilderfassungsvorrichtung ein erstes Referenzbild des Anhängers in einer vorbestimmten Anordnung zu dem Zugfahrzeug. Die vorbestimmte Anordnung zu dem Zugfahrzeug ist so gewählt, das in dieser Anordnung ein vorbestimmter erster Referenzbild-Knickwinkel zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger besteht. Das erste Referenzbild und der vorbestimmte Referenzbild-Knickwinkel werden dann als eine erste Referenzinformation in dem Bildspeicher abgespeichert. Aus dem ersten Referenzbild wird dann von der Verarbeitungseinheit ein weiteres Referenzbild des Anhängers in einer weiteren Anordnung bestimmt. Das weitere Referenzbild kann beispielsweise durch Drehen des ersten Referenzbildes um einen vorbestimmten Winkel um einen Drehpunkt einer Anhängerkupplung erzeugt werden. Ein weiterer Referenzbild-Knickwinkel, welcher dem weiteren Referenzbild zugeordnet wird, wird dann von der Verarbeitungseinheit aus dem ersten Referenzbild-Knickwinkel und dem Drehwinkel des ersten Referenzbildes zu dem weiteren Referenzbild bestimmt. Dies ergibt eine weitere Referenzinformation, die ein weiteres Referenzbild des Anhängers in einer weiteren Referenzbild-Knickwinkelanordnung umfasst. Die weitere Referenzinformation wird von der Verarbeitungseinheit in dem Bildspeicher abgelegt.According to the invention, a system for creating a plurality of reference information will be further Semi asked. Each reference information includes a reference image of a trailer in an assembly to a towing vehicle and a reference image kink angle associated with the arrangement between the towing vehicle and the trailer. The system includes an image capture device for capturing an image of the trailer, an image store for storing the plurality of reference information, and a processing unit coupled to the image capture device and the image store. In order to create the plurality of reference information, a first reference image information is first created by the processing unit. For this purpose, the processing unit with the aid of the image acquisition device detects a first reference image of the trailer in a predetermined arrangement to the towing vehicle. The predetermined arrangement to the towing vehicle is chosen such that in this arrangement there is a predetermined first reference image kink angle between the towing vehicle and the trailer. The first reference image and the predetermined reference image kink angle are then stored as first reference information in the image memory. From the first reference image is then determined by the processing unit another reference image of the trailer in a further arrangement. The further reference image can be generated for example by rotating the first reference image by a predetermined angle about a pivot point of a trailer hitch. A further reference image bending angle, which is assigned to the further reference image, is then determined by the processing unit from the first reference image bending angle and the rotation angle of the first reference image to the further reference image. This provides further reference information that includes another reference image of the trailer in another reference image kink angle arrangement. The further reference information is stored by the processing unit in the image memory.

Auf diese Art und Weise erzeugt das System umfangreiche Referenzinformationen, welche in dem Bildspeicher gespeichert werden. So können beispielsweise Referenzbilder des Anhängers in Ein-Grad-Schritten erzeugt und zusammen mit ihren entsprechenden Referenzbild-Knickwinkeln in dem Bildspeicher abgelegt werden. Darüber hinaus können für unterschiedliche Typen von Anhängern unterschiedliche Referenzinformationen in dem Bildspeicher abgelegt werden.On this way the system generates extensive reference information, which are stored in the image memory. So, for example Reference pictures of the trailer generated in one-degree increments and along with their corresponding ones Reference picture bend angles be stored in the image memory. In addition, for different Types of trailers stored different reference information in the image memory become.

Das System kann ferner derart ausgestaltet sein, dass es zum Durchführen des zuvor beschriebenen Verfahrens zum Erstellen mehrerer Referenzinformationen ausgestaltet ist, und umfasst daher auch die im Zusammenhang mit dem Verfahren beschriebenen Vorteile.The System may further be configured such that it is used to perform the previously described method for creating multiple reference information is designed and therefore also includes the related advantages described in the process.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen erläutert.The The present invention will be described below with reference to FIGS Drawings explained with reference to preferred embodiments.

1 zeigt ein Zugfahrzeug und einen Anhänger, welcher miteinander gekoppelt sind, in einer ersten Anordnung zueinander. 1 shows a towing vehicle and a trailer, which are coupled together, in a first arrangement to each other.

2 zeigt das Zugfahrzeug und den Anhänger der 1 in einer weiteren Anordnung zueinander. 2 shows the towing vehicle and the trailer of the 1 in a further arrangement to each other.

3 zeigt ein System zum Bestimmen eines Knickwinkels zwischen einem Zugfahrzeug und einem Anhänger und zum Erstellen mehrerer Referenzinformationen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 3 shows a system for determining a kink angle between a towing vehicle and a trailer and for generating a plurality of reference information according to an embodiment of the present invention.

4 zeigt einen Bildspeicher mit mehreren Referenzinformationen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 4 FIG. 12 shows an image memory having a plurality of reference information according to an embodiment of the present invention. FIG.

5 zeigt ein Diagramm eines Korrelationsvektors zwischen einem erfassten Bild eines Anhängers und Referenzbildern des Anhängers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 5 FIG. 12 shows a diagram of a correlation vector between a captured image of a trailer and reference images of the trailer in accordance with an embodiment of the present invention. FIG.

1 zeigt ein Zugfahrzeug 1, welches mit einem Anhänger 2 gekoppelt ist. Die Kopplung erfolgt über eine Anhängerkupplung 3, welche um einen Drehpunkt der Anhängerkupplung 3 derart drehbar ist, dass eine Längsachse 6 des Zugfahrzeugs 1 und eine Längsachse 7 des Anhängers 2 einen Knickwinkel zueinander aufweisen können. In der in 1 dargestellten Anordnung von dem Zugfahrzeug 1 und dem Anhänger 2 fallen die Längsachsen 6 und 7 aufeinander, was einen Knickwinkel von Null Grad definiert. Der Anhänger 2 ist über eine Deichsel 4 mit der Anhängerkupplung 3 verbunden. Das Zugfahrzeug 1 umfasst eine Bilderfassungsvorrichtung 5, beispielsweise eine Monokamera, welche in der Lage ist, zumindest die Anhängerkupplung 3 und einen Teil des Anhängers 2, wie zum Beispiel die Deichsel 4 und einen Teil einer Ladefläche des Anhängers 2, als Bild zu erfassen und einer nicht dargestellten elektronischen Verarbeitungseinheit bereitzustellen. 1 shows a towing vehicle 1 which with a trailer 2 is coupled. The coupling takes place via a trailer hitch 3 , which are about a pivot point of the trailer hitch 3 is rotatable such that a longitudinal axis 6 of the towing vehicle 1 and a longitudinal axis 7 of the trailer 2 may have a bending angle to each other. In the in 1 illustrated arrangement of the towing vehicle 1 and the trailer 2 fall the longitudinal axes 6 and 7 on each other, which defines a bend angle of zero degrees. The trailer 2 is about a drawbar 4 with the trailer hitch 3 connected. The towing vehicle 1 includes an image capture device 5 , For example, a monocamera, which is capable of at least the trailer hitch 3 and part of the trailer 2 such as the drawbar 4 and a part of a cargo bed of the trailer 2 to capture as an image and to provide an electronic processing unit, not shown.

In 2 ist das Gespann aus Zugfahrzeug 1 und Anhänger 2 der 1 in einer Anordnung dargestellt, in welcher die Längsachsen 6 und 7 nicht aufeinander fallen, sondern einen Knickwinkel α bilden.In 2 is the team of towing vehicle 1 and followers 2 of the 1 shown in an arrangement in which the longitudinal axes 6 and 7 do not fall on each other, but form a kink angle α.

Um einen Knickwinkel α zwischen der Längsachse 6 des Zugfahrzeugs 1 und der Längsachse 7 des Anhängers 2 mit Hilfe der Bilderfassungsvorrichtung 5 bestimmen zu können, verfügt das Zugfahrzeug 1 über ein in 3 schematisch dargestelltes System 8, welches neben der Bilderfassungsvorrichtung 5 eine Verarbeitungseinheit 9 und einen Bildspeicher 10 umfasst. Der Bildspeicher 10 enthält, wie in 4 dargestellt, mehrere Referenzinformationen, wobei jede Referenzinformation ein Referenzbild 11–13 eines Anhängers und mehrere Referenzbild-Knickwinkel 14–16 umfasst. Jedes Referenzbild 11–13 zeigt den Anhänger in einer bestimmten Winkelanordnung zu dem Zugfahrzeug 1 aus einer Vogelperspektive. Der sich aus der Anordnung zu dem Zugfahrzeug ergebende Winkel zwischen der Längsachse 6 des Zugfahrzeugs 1 und der Längsachse 7 des Anhängers 2 ist dem jeweiligen Referenzbild 11–13 über einen entsprechenden Referenzbild-Kickwinkel 14–16 zugeordnet. So ist beispielsweise dem Referenzbild 11 ein Referenzbild-Knickwinkel 14 von Null Grad zugeordnet. Einem weiteren Referenzbild 12 ist der weitere Referenzbild-Knickwinkel 15 der Größe α₁ zugeordnet und noch einem weiteren Referenzbild 13 ist der Referenzbild-Knickwinkel 16 der Größe α₂ zugeordnet. Die Referenzbild-Knickwinkel 14–16 entsprechen den Knickwinkeln α, welche sich bei einer entsprechenden Anordnung des Anhängers 2 zu dem Zugfahrzeug 1 ergeben.To a bending angle α between the longitudinal axis 6 of the towing vehicle 1 and the longitudinal axis 7 of the trailer 2 with the help of the image capture device 5 to determine, has the towing vehicle 1 about a in 3 schematically illustrated system 8th , which next to the image capture device 5 a processing unit 9 and a frame store 10 includes. The image memory 10 contains, as in 4 shown, a plurality of reference information, each reference information is a reference image 11 - 13 of a trailer and multiple reference image kink angles 14 - 16 includes. Every reference picture 11 - 13 shows the trailer in a specific angular arrangement to the towing vehicle 1 from a bird's eye view. The resulting from the arrangement to the towing vehicle angle between the longitudinal axis 6 of the towing vehicle 1 and the longitudinal axis 7 of the trailer 2 is the respective reference picture 11 - 13 via a corresponding reference image kick angle 14 - 16 assigned. For example, the reference image 11 a reference image bend angle 14 assigned by zero degrees. Another reference picture 12 is the further reference image bending angle 15 the size α ₁ assigned and yet another reference image 13 is the reference image bend angle 16 the size α ₂ assigned. The reference image bending angle 14 - 16 correspond to the buckling angles α, which in a corresponding arrangement of the trailer 2 to the towing vehicle 1 result.

Nachfolgend wird nun zunächst ein Verfahren beschrieben, um einen Knickwinkel zwischen dem Zugfahrzeug 1 und dem Anhänger 2 mit Hilfe des Systems 8 zu bestimmen. Danach wird ein Verfahren beschrieben, um mit Hilfe des Systems 8 die Referenzinformationen für den Bildspeicher 10 zu erzeugen.Hereinafter, a method will first be described to a kink angle between the towing vehicle 1 and the trailer 2 with the help of the system 8th to determine. Afterwards a procedure is described, with the help of the system 8th the reference information for the image memory 10 to create.

Die Bilderfassungsvorrichtung 5 ist, wie in 1 und 2 gezeigt, an einem Heck des Zugfahrzeugs 1 oberhalb der Anhängerkupplung 3 angeordnet. Um einen aktuellen Knickwinkel α zwischen dem Zugfahrzeug 1 und dem Anhänger 2 zu bestimmen, erfasst die Verarbeitungseinheit 9 mit Hilfe der Bilderfassungsvorrichtung 5 ein aktuelles Bild eines Bereichs hinter dem Heck des Zugfahrzeugs 1. Das erfasste Bild umfasst zumindest die Anhängerkupplung 3 und zumindest einen Teil des Anhängers 2, wie zum Beispiel die Deichsel 4. Eine Position und ein Sichtwinkel der Bilderfassungsvorrichtung 5 zu dem Heck des Fahrzeugs und insbesondere zu der Anhängerkupplung 3 ist der Verarbeitungseinheit 9 bekannt. Darüber hinaus sind der Verarbeitungseinheit 9 auch optische Eigenschaften eines Objektivs der Bilderfassungseinrichtung 5 bekannt. Mit Hilfe dieser Informationen ist diese Verarbeitungseinheit 9 in der Lage, aus dem erfassten Bild durch Entzerren und Transformieren eine Ansicht des Anhängers 2 aus einer Vogelperspektive zu berechnen. Dieses entzerrte und transformierte Bild des Anhängers 2 wird nun von der Verarbeitungseinheit 9 mit den Referenzbildern 11–13 des Bildspeichers 10 verglichen. Neben den in 4 exemplarisch dargestellten Referenzbildern 11–13 und zugeordneten Referenzbild-Knickwinkeln 14–16 umfasst der Bildspeicher 10 eine Vielzahl von Referenzbildern, welche den Anhänger 2 beispielsweise in 181 verschiedenen Anordnungen mit Referenzbild-Knickwinkeln von –90 Grad bis +90 Grad in Ein-Grad-Schritten zeigt. Alternativ können beispielsweise auch 361 Referenzbilder des Anhängers 2 in dem Bildspeicher 10 abgelegt sein, welche den Anhänger 2 in 361 verschiedenen Anordnungen mit einem Knickwinkel von –90 Grad bis +90 Grad in 0,5-Grad-Schritten zeigen. Darüber hinaus können neben den Referenzbildern des Anhängers 2 auch weitere Referenzbilder von anderen Anhängern in unterschiedlichen Anordnungen in dem Bildspeicher 10 mit entsprechend zugeordneten Referenzbild-Knickwinkeln gespeichert sein.The image capture device 5 is how in 1 and 2 shown at a stern of the towing vehicle 1 above the trailer hitch 3 arranged. To a current bending angle α between the towing vehicle 1 and the trailer 2 to determine, detects the processing unit 9 with the help of the image capture device 5 a current picture of an area behind the rear of the towing vehicle 1 , The captured image includes at least the trailer hitch 3 and at least part of the trailer 2 such as the drawbar 4 , A position and a viewing angle of the image capture device 5 to the rear of the vehicle and in particular to the trailer hitch 3 is the processing unit 9 known. In addition, the processing unit 9 also optical properties of a lens of the image capture device 5 known. With the help of this information is this processing unit 9 able to recover from the captured image by equalizing and transforming a view of the trailer 2 to calculate from a bird's-eye view. This rectified and transformed image of the trailer 2 is now by the processing unit 9 with the reference pictures 11 - 13 of the image memory 10 compared. In addition to the in 4 exemplified reference pictures 11 - 13 and associated reference image kink angles 14 - 16 includes the image memory 10 a variety of reference pictures showing the trailer 2 for example, in 181 different arrangements with reference image kink angles from -90 degrees to +90 degrees in one-degree increments. Alternatively, for example, 361 reference pictures of the trailer 2 in the image memory 10 be deposited, which the trailer 2 in 361 different arrangements with a kink angle of -90 degrees to +90 degrees in 0.5 degree increments. In addition, besides the reference pictures of the trailer 2 also other reference pictures of other trailers in different arrangements in the image memory 10 be stored with correspondingly assigned reference image kink angles.

Die Verarbeitungseinheit 9 vergleicht das erfasste, entzerrte und transformierte Bild des Anhängers 2 mit den Referenzbildern 11–13 und bestimmt eine Ähnlichkeit bzw. Korrelation zwischen dem erfassten Bild und jedem der Referenzbilder 11–13. Der Referenzbild-Knickwinkel von dem Referenzbild, welches die größte Ähnlichkeit bzw. Korrelation mit dem erfassten Bild aufweist, wird dann als der aktuelle Knickwinkel α zwischen dem Zugfahrzeug 1 und dem Anhänger 2 bestimmt.The processing unit 9 compares the captured, rectified and transformed image of the trailer 2 with the reference pictures 11 - 13 and determines a similarity or correlation between the captured image and each of the reference images 11 - 13 , The reference image kink angle from the reference image having the greatest similarity or correlation with the captured image is then expressed as the actual kink angle α between the towing vehicle 1 and the trailer 2 certainly.

Alternativ kann, um die Knickwinkelgenauigkeit weiter zu erhöhen, eine Interpolation zwischen den bestimmten Korrelationswerten durchgeführt werden und der aktuelle Knickwinkel durch Bestimmung des Korrelationsmaximums unter Berücksichtigung der Interpolationswerte bestimmt werden. 5 verdeutlicht dieses Verfahren graphisch: In dem Diagramm der 5 sind auf der x-Achse Referenzbild-Knickwinkelwerte und auf der y-Achse Korrelationswerte für Korrelationen zwischen dem erfassten Bild und den Referenzbildern aufgetragen. In dem Diagramm sind die Korrelationswerte und ihre zugehörigen Knickwinkel, welche durch Vergleich des erfassten Bildes mit den Referenzbildern bestimmt wurden, als schwarze volle Punkte dargestellt. Mit Hilfe einer geeigneten Interpolation, welche diese Korrelations- und Knickwinkelwerte als Stützstellen verwendet, können weitere interpolierte Korrelationswerte und zugehörige Knickwinkelwerte berechnet werden. Diese sind in 5 als Kreise dargestellt. Der aktuelle Knickwinkel α zwischen dem Zugfahrzeug 1 und dem Anhänger 2 wird dann durch Bestimmen des Korrelationsmaximums von sowohl den durch Vergleich bestimmten Korrelationswerten als auch den interpolierten Korrelationswerten bestimmt. Im vorliegenden Beispiel der 5 ergibt sich somit ein Knickwinkel von einem Grad, wohingegen durch alleiniges Betrachten der durch den Bildvergleich bestimmten Korrelationen ein Knickwinkel von näherungsweise 1,5 Grad bestimmt worden wäre. Somit kann durch die Interpolation eine Genauigkeit des Knickwinkels erhöht werden.Alternatively, in order to further increase the bend angle accuracy, interpolation between the determined correlation values may be performed and the current bend angle determined by determining the correlation maximum taking into account the interpolation values. 5 illustrates this method graphically: In the diagram of 5 For example, reference image bend angle values are plotted on the x-axis and correlation values for correlations between the captured image and the reference images are plotted on the y-axis. In the diagram, the correlation values and their associated kink angles, which were determined by comparing the captured image with the reference images, are shown as black solid dots. By means of a suitable interpolation, which uses these correlation and bend angle values as interpolation points, further interpolated correlation values and associated bend angle values can be calculated. These are in 5 shown as circles. The current bending angle α between the towing vehicle 1 and the trailer 2 is then determined by determining the correlation maximum of both the correlation values determined by the comparison and the interpolated correlation values. In the present example the 5 Thus, there is a kink angle of one degree, whereas by looking only at the correlations determined by the image comparison, a kink angle of approximately 1.5 degrees would have been determined. Thus, by the interpolation accuracy of the bending angle can be increased.

Um die Anzahl der in Betracht zu ziehenden Referenzbilder 11–13 zu verringern, kann der Anhänger 2 zunächst identifiziert werden, um in Abhängigkeit davon den Vergleich des erfassten Bildes nur mit Referenzbildern des identifizierten Anhängers 2 durchzuführen. Das Identifizieren des Anhängers kann beispielsweise durch eine manuelle Eingabe durch einen Benutzer des Fahrzeugs erfolgen. Darüber hinaus kann der Anhänger beispielsweise über einen Barcode-Ausdruck verfügen, welcher von beispielsweise der Bilderfassungsvorrichtung 5 erfasst wird und eine Identifizierung des Anhängers ermöglicht. Darüber hinaus kann zunächst ein Bild des Anhängers erfasst werden und dieses mit Referenzbildern 11–13 des Bildspeichers 10 verglichen werden und dadurch ein Anhänger 2 identifiziert werden. Eine weitere Knickwinkelbestimmung verwendet dann nur noch die Referenzbilder 11–13, welche zu dem identifizierten Anhänger gehören. Schließlich kann der Anhänger auch aufgrund seines Fahrverhaltens identifiziert werden, welches beispielsweise aus Parametern des Zugfahrzeugs abgeleitet werden kann.To the number of reference images to be considered 11 - 13 can reduce the trailer 2 Initially identified to be dependent of which the comparison of the captured image only with reference images of the identified trailer 2 perform. The identification of the trailer may, for example, be done by a manual input by a user of the vehicle. In addition, the trailer may, for example, have a bar code print which, for example, of the image capture device 5 recorded and allows identification of the trailer. In addition, first a picture of the trailer can be captured and this with reference pictures 11 - 13 of the image memory 10 be compared and thus a trailer 2 be identified. Another kink angle determination then uses only the reference images 11 - 13 which belong to the identified tag. Finally, the trailer can also be identified on the basis of its driving behavior, which can be derived for example from parameters of the towing vehicle.

Das zuvor beschriebene Verfahren zum Bestimmen des Knickwinkels zwischen dem Zugfahrzeug 1 und dem Anhänger 2 kann noch beschleunigt werden, wenn ein erster Knickwinkel α für einen ersten Zeitpunkt wie zuvor beschrieben bestimmt wurde. Soll dann ein weiterer Knickwinkel für einen darauf folgenden Zeitpunkt bestimmt werden, so kann davon ausgegangen werden, dass sich der Knickwinkel in der Zwischenzeit nicht beliebig stark verändert hat. In Abhängigkeit der zwischen den beiden Bestimmungen vergangenen Zeit kann somit die Menge der Referenzbilder eingeschränkt werden, welche für einen Vergleich des erfassten Bildes heran gezogen werden. Erfolgt die Knickwinkelmessung beispielsweise einmal pro Sekunde, so wird sich der Knickwinkel α in dieser einen Sekunde maximal um einen vorbestimmten Winkel, beispielsweise ±20 Grad, verändern. Ein Vergleich des erfassten Bildes mit Referenzbildern muss dementsprechend nur mit den Referenzbildern durchgeführt werden, welche den Anhänger in dem entsprechenden Winkelbereich zeigen.The method described above for determining the bending angle between the towing vehicle 1 and the trailer 2 can be accelerated even if a first bending angle α was determined for a first time as described above. If a further bending angle is then to be determined for a subsequent time, it can be assumed that the bending angle has not changed in any way in the meantime. Depending on the time passed between the two determinations, it is thus possible to limit the amount of reference images which are used for a comparison of the captured image. For example, if the buckling angle measurement is performed once per second, the buckling angle α will change at most by a predetermined angle, for example ± 20 degrees, in this one second. Accordingly, a comparison of the captured image with reference images must be performed only with the reference images showing the trailer in the corresponding angular range.

Nachfolgend wird beschrieben werden, wie die zuvor verwendeten Referenzinformationen des Bildspeichers mit Hilfe des in 3 gezeigten Systems 8 des Zugfahrzeugs 1 bestimmt werden können.Hereinafter, how the previously used reference information of the image memory using the in 3 shown system 8th of the towing vehicle 1 can be determined.

Zunächst erfasst die Verarbeitungseinheit 9 mit Hilfe der Bilderfassungsvorrichtung 5 ein Bild des Anhängers 2 bei einem bekannten Knickwinkel α zwischen dem Zugfahrzeug 1 und dem Anhänger 2. Ein dazu besonders geeigneter Knickwinkel α ist ein Winkel von Null Grad, da sich dieser Winkel bei einer Geradeausfahrt bei einer Vorwärtsfahrt des Zugfahrzeugs bereits nach sehr kurzer Zeit einstellt. Diese Information bezieht die Verarbeitungseinheit 9 beispielsweise aus einem Lenkwinkelsignal und einem Geschwindigkeitssignal des Fahrzeugs, wobei die Verarbeitungseinheit 9 dazu natürlich mit den entsprechenden Vorrichtungen des Zugfahrzeugs 1 zu koppeln ist. Auf diese Art und Weise erfasst die Verarbeitungseinheit 9 ein erstes Referenzbild des Anhängers 2 mit einem zugeordneten Referenzbild-Knickwinkel von Null Grad. Wie zuvor beschrieben, wird das erfasste Referenzbild entzerrt und transformiert, um einerseits Verzerrungen aufgrund der optischen Eigenschaften der Bilderfassungsvorrichtung 5 und ihrer Anordnung am Fahrzeug zu kompensieren und andererseits eine Ansicht des Anhängers 2 aus einer Vogelperspektive zu erhalten. Das so entzerrte und transformierte erfasste Bild des Anhängers 2 wird als ein erstes Referenzbild 11 einer ersten Referenzinformation zusammen mit dem ersten Referenzbild-Knickwinkel 14 von Null Grad in dem Bildspeicher 10 gespeichert.First, the processing unit detects 9 with the help of the image capture device 5 a picture of the trailer 2 at a known bending angle α between the towing vehicle 1 and the trailer 2 , A particularly suitable bending angle α is an angle of zero degrees, since this angle already sets after a very short time when driving straight ahead when driving forwards on a towing vehicle. This information relates to the processing unit 9 For example, from a steering angle signal and a speed signal of the vehicle, wherein the processing unit 9 of course with the appropriate devices of the towing vehicle 1 is to couple. In this way, the processing unit detects 9 a first reference picture of the trailer 2 with an associated reference image kink angle of zero degrees. As described above, the detected reference image is equalized and transformed to, on the one hand, distortions due to the optical characteristics of the image capture device 5 and their arrangement on the vehicle to compensate and on the other hand, a view of the trailer 2 to get a bird's-eye view. The thus rectified and transformed captured image of the trailer 2 becomes as a first reference picture 11 a first reference information together with the first reference image bending angle 14 of zero degrees in the image memory 10 saved.

Ausgehend von dem ersten Referenzbild 11 können nun weitere Referenzinformationen folgendermaßen erzeugt werden: Da die Position eines Drehpunktes der Anhängerkupplung 3 in dem ersten Referenzbild 11 bekannt ist, kann das erste Referenzbild 11 um diesen Drehpunkt beispielsweise um ein Grad mit Hilfe eines geeigneten Bildverarbeitungsprogramms von der Verarbeitungseinheit 9 gedreht werden. So entsteht ein weiteres Referenzbild 12, 13. Der diesem weiteren Referenzbild 12, 13 zugeordnete Referenzbild-Knickwinkel 15, 16 ergibt sich aus dem Knickwinkel 14 des ersten Referenzbildes 11 und dem Drehwinkel, um den das erste Referenzbild 11 gedreht wurde. Im vorliegenden Fall beträgt der weitere Referenzbild-Knickwinkel dementsprechend 1 Grad. So können beliebig viele Referenzbilder 12, 13 zu beliebigen Knickwinkeln 15, 16 von der Verarbeitungseinheit 9 erzeugt werden und in dem Bildspeicher 10 abgelegt werden.Starting from the first reference picture 11 Now further reference information can be generated as follows: Since the position of a pivot point of the trailer hitch 3 in the first reference picture 11 is known, the first reference image 11 around this pivot, for example one degree, using a suitable image processing program from the processing unit 9 to be turned around. This creates another reference image 12 . 13 , The this further reference picture 12 . 13 assigned reference image bending angle 15 . 16 results from the bending angle 14 of the first reference picture 11 and the angle of rotation around which the first reference image 11 was filmed. In the present case, the further reference image bending angle is accordingly 1 degree. So any number of reference images 12 . 13 to any bending angles 15 . 16 from the processing unit 9 be generated and in the image memory 10 be filed.

Das Erzeugen der Referenzinformationen kann kontinuierlich immer dann erfolgen, wenn ein Knickwinkel zwischen dem Zugfahrzeug 1 und dem Anhänger 2, beispielsweise wie zuvor beschrieben bei einer Geradeausfahrt, bekannt ist. Dadurch sind die Referenzinformationen immer aktuell, wodurch eine sehr genaue Knickwinkelbestimmung möglich ist. Durch die stets aktuellen Referenzinformationen ist eine Knickwinkelbestimmung auch bei einer Veränderung der Beleuchtungsverhältnisse oder der Sichtverhältnisse möglich. Darüber hinaus ist eine Knickwinkelbestimmung unabhängig von dem verwendeten Anhänger 2 möglich.The generating of the reference information can be carried out continuously whenever a bending angle between the towing vehicle 1 and the trailer 2 , for example, as described above in a straight-ahead driving, is known. As a result, the reference information is always up to date, so that a very accurate determination of the buckling angle is possible. Due to the always current reference information, a kink angle determination is possible even with a change in the lighting conditions or the visibility. In addition, a kink angle determination is independent of the trailer used 2 possible.

11: Zugfahrzeugtowing vehicle
22: Anhängerpendant
33: Anhängerkupplungtrailer hitch
44: Deichselshaft
55: BilderfassungsvorrichtungImage capture device
66: Längsachse des Zugfahrzeugslongitudinal axis of the towing vehicle
77: Längsachse des Anhängerslongitudinal axis of the trailer
88th: Systemsystem
99: Verarbeitungseinheitprocessing unit
1010: Bildspeicherimage memory
11–1311-13: Referenzbildreference image
14–1614-16: Referenzbild-KnickwinkelReference image-bending angle

Claims

Method for determining a bending angle between a towing vehicle and a trailer, comprising: - capturing an image of the trailer ( 2 ) using an image capture device ( 5 ), - automated comparison of the image acquisition device ( 5 ) captured image with a plurality of predetermined reference images ( 11 - 13 ), each of which has a reference image bending angle ( 14 - 16 ), and - automatically determining the kink angle (α) as a function of the comparison of the captured image with the reference images ( 11 - 13 ) and the reference image bending angles ( 14 - 16 ).

A method according to claim 1, characterized in that capturing the image of the trailer ( 2 ) further comprises equalizing the image to provide optical properties and a pickup position of the image capture device ( 5 ), which captures the image.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that capturing the image of the trailer ( 2 ) further comprising transforming the image, wherein the transformed image comprises at least a partial view of the trailer ( 2 ) from a bird's eye view.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the comparing comprises determining a correlation vector between the acquired image and the reference images ( 11 - 13 ).

Method according to claim 4, characterized in that that the procedure is an increase a kink angle accuracy by interpolation of the correlation vector includes.

Method according to claim 4 or 5, characterized in that determining the kink angle (α) comprises determining a correlation maximum.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the method comprises identifying the trailer ( 2 ) in order to depend on the reference images ( 11 - 13 ).

Method according to claim 7, characterized in that the identification of the trailer ( 2 ) - a manual input by a user of the vehicle ( 1 ), - a reading of a barcode of the trailer ( 2 ), - comparing the captured image of the trailer ( 2 ) with reference images ( 11 - 13 ), and / or - determining a driving behavior of the trailer ( 2 ).

Method for creating a plurality of reference information, each reference information being a reference image ( 11 - 13 ) of a trailer ( 2 ) in an arrangement with a towing vehicle ( 1 ) and a reference image bending angle associated with the arrangement ( 14 - 16 ) between the towing vehicle ( 1 ) and the trailer ( 2 ), the method comprising: - acquiring a first reference image ( 11 ) of the trailer ( 2 ) in a predetermined arrangement to the towing vehicle ( 1 ) using an image capture device ( 5 ), wherein the predetermined arrangement has a predetermined first reference image bending angle ( 14 ) between the towing vehicle ( 1 ) and the trailer ( 2 ), - storing the first reference image ( 11 ) and the first reference image bending angle ( 14 ) as a first reference information of the plurality of reference information, - determining a further reference image ( 12 . 13 ) of the trailer ( 2 ) in a further arrangement with a further reference image bending angle ( 15 . 16 ) between the trailer ( 2 ) and the towing vehicle ( 1 ) from the first reference image ( 11 ), the first reference image bending angle ( 14 ) and the further reference image bending angle ( 15 . 16 ), and - storing the further reference image ( 12 . 13 ) and the further reference image bending angle ( 15 . 16 ) as another reference information of the plurality of reference information.

A method according to claim 9, characterized in that the predetermined arrangement and the first reference image bending angle ( 14 ) from driving dynamics of the vehicle ( 1 ) is determined.

A method according to claim 10, characterized in that the driving dynamics variables of the vehicle ( 1 ) comprise a steering wheel angle, a speed and / or a yaw rate of the vehicle.

Method according to one of claims 9-11, characterized in that the predetermined arrangement a straight travel of the vehicle ( 1 ) and that the first reference image bending angle ( 14 ) is an angle of zero degrees.

Method according to one of claims 9-12, characterized in that the detection of the ers reference image ( 11 ) of the trailer ( 2 ) further equalizing the first reference image ( 11 ) to provide optical properties and a pick-up position of the image capture device ( 5 ), which is the first reference image ( 11 ), compensate.

Method according to one of claims 9-13, characterized in that the detection of the first reference image ( 11 ) of the trailer ( 2 ) further transforming the first reference image ( 11 ), wherein the transformed first reference image ( 11 ) a view of the trailer ( 2 ) from a bird's eye view.

Method according to one of claims 9-14, characterized in that the determination of the further reference image ( 12 . 13 ) of the trailer ( 2 ) turning the first reference image ( 11 ) about a pivot point of a trailer hitch ( 3 ) by a difference angle between the first reference image bending angle ( 14 ) and the further reference image bending angle ( 15 . 16 ).

System for determining a kink angle between a towing vehicle and a trailer, comprising - an image capture device ( 5 ) for capturing an image of the trailer ( 2 ), - an image memory ( 10 ) for storing several reference pictures ( 11 - 13 ) of the trailer ( 2 ) and several reference image bending angles ( 14 - 16 ), each reference image ( 11 - 13 ) a reference image bending angle ( 14 - 16 ), and - a processing unit ( 9 ), which with the image acquisition device ( 5 ) and the image memory ( 10 ), - wherein the processing unit ( 9 ), - a picture of the trailer ( 2 ) using the image capture device ( 5 ), - the captured image with the several reference images ( 11 - 13 ) of the image memory ( 10 ), and - the bending angle (α) depending on the comparison of the captured image with the reference images ( 11 - 13 ) and the reference image bending angles ( 14 - 16 ).

System according to claim 16, characterized in that the system ( 8th ) for carrying out the method according to one of claims 1-15 is configured.

System for generating multiple reference information, each reference information being a reference image ( 11 - 13 ) of a trailer ( 2 ) in an arrangement with a towing vehicle ( 1 ) and a reference image bending angle associated with the arrangement ( 14 - 16 ) between the towing vehicle ( 1 ) and the trailer ( 2 ), the system ( 8th ) comprises: - an image capture device ( 5 ) for capturing an image of the trailer ( 2 ), - an image memory ( 10 ) for storing the multiple reference information ( 11 - 13 ), and - a processing unit ( 9 ), which with the image acquisition device ( 5 ) and the image memory ( 10 ), - wherein the processing unit ( 9 ), - a first reference image ( 11 ) of the trailer ( 2 ) in a predetermined arrangement to the towing vehicle ( 1 ) using the image capture device ( 5 ), wherein the predetermined arrangement has a predetermined first reference image kink angle ( 14 ) between the towing vehicle ( 1 ) and the trailer ( 2 ), - the first reference image ( 11 ) and the first reference image bend angle ( 14 ) as first reference information of the plural reference information in the image memory ( 10 ), - another reference image ( 12 . 13 ) of the trailer ( 2 ) in a further arrangement with a further reference image bending angle ( 15 . 16 ) between the trailer ( 2 ) and the towing vehicle ( 1 ) from the first reference image ( 11 ), the first reference image bending angle ( 14 ) and the further reference image bending angle ( 15 . 16 ), and - the further reference image ( 12 . 13 ) and the further reference image bending angle ( 15 . 16 ) as further reference information of the plurality of reference information in the image memory ( 10 ) save.

System according to claim 18, characterized in that the system ( 8th ) for carrying out the method according to one of claims 1-15 is configured.