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WO2009015778A1 - Verfahren und vorrichtung zur fahrerunterstützung beim rangieren eines fahrzeuges oder fahrzeuggespanns - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur fahrerunterstützung beim rangieren eines fahrzeuges oder fahrzeuggespanns Download PDF

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Publication number
WO2009015778A1
WO2009015778A1 PCT/EP2008/005841 EP2008005841W WO2009015778A1 WO 2009015778 A1 WO2009015778 A1 WO 2009015778A1 EP 2008005841 W EP2008005841 W EP 2008005841W WO 2009015778 A1 WO2009015778 A1 WO 2009015778A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
vehicle
angle
environment
steering angle
detected
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2008/005841
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan Hahn
Tobias Ehlgen
Markus Glaser
Thomas Ruland
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Daimler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daimler AG filed Critical Daimler AG
Publication of WO2009015778A1 publication Critical patent/WO2009015778A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for driver assistance when maneuvering a vehicle or vehicle combination, which has a plurality of vehicle elements which can be bent relative to each other.
  • From DE 102005051804 Al is a maneuvering assistance for drivers of vehicles and vehicle combinations, which against each other Knickbare vehicle elements have known.
  • the current rearward environment of the vehicle or vehicle combination is detected by a camera.
  • the detected values as well as the dimensions of the vehicle or vehicle combination stored in a storage unit are fed to a processor module.
  • a future course of the journey comprising a driving and / or towing lane, is predicted in the processor module and the images captured by the camera superimposed on the driver are displayed as a maneuvering aid on the screen.
  • the invention has for its object to provide an improved method and apparatus for performing the method as a maneuvering for a driver of a vehicle or vehicle combination, which has mutually kinkable vehicle elements specify.
  • the method according to the invention predicts a future driving course, comprising a driving and / or towing lane, which indicates at which position the vehicle or vehicle combination, which has mutually bendable vehicle elements, a rectilinear position in the future driving course, in particular in one Reverse course will reach.
  • the method provides that a rear instantaneous environment, an instantaneous steering angle of at least one steerable axle and an instantaneous articulation angle of at least the mutually bendable vehicle elements of the vehicle or vehicle combination are detected, based on the possible future reversing course in the circumference of a lane and / or a towing lane is determined.
  • a driver can be informed at an early stage, which driving course brings the vehicle or vehicle combination when reversing in the final position.
  • the driver is advised early on a possible misadjustment, so that the driver can correct, for example, by timely changing the current steering angle, the determined reversing course such that a forward drive is avoided.
  • the front-end environment is detected.
  • the values of the surroundings, the steering angle and the bending angle are continuously recorded and fed to a processor module where it is processed to the future driving course, which can then be optically output, for example ,
  • the future driving course is predicted and, in perspective, correctly, superimposed symbolically on the image data taken by a camera of the surroundings.
  • objects detected in the environment for example plants or buildings, are classified according to their passability. Traversable, for example, sewer covers or low Curbs, while driving over, for example, plants or walls should be avoided.
  • the currently detected by the processor module values of the environment, the steering angle and the bending angle and the determined driving and / or towing track are fed to a display unit and the driver on a visible from this while driving screen symbolically output superimposed in the captured environmental image data.
  • distance lines may be displayed superimposed on the displayed route and / or the displayed environment, which assists the driver in estimating distances during the reverse routing.
  • various dimensions of the vehicle or vehicle combination are expediently stored as a function of the number and / or type of the respective bendable vehicle elements.
  • their associated dimensions are automatically or manually read out of the memory when determining the predicted driving course. This makes it possible that when determining the predicted driving course for a rinserangieren of the vehicle or vehicle combination, the associated dimensions or changes this, z. B. new trailer, other structures, are taken into account.
  • Such changes can be made without much technical effort in the process by, for example, the corresponding new dimensions are entered into the memory of a mobile and / or static processing unit. In a corresponding embodiment, this can also be done wirelessly in particular.
  • frequently repeated (same) changes eg driving with a loaded or unloaded container
  • several different vehicle contours or dimensions can be contained in the memory of the processor module and retrieved.
  • the predicted driving course which includes a driving and / or towing lane dependent on the instantaneous steering and articulation angle, is displayed superimposed in an image representing the rearward environment.
  • this superimposed representation it is possible to optimally estimate distances in relation to the course of the journey and the rear environment.
  • the predicted driving course is adapted to respective changes in the rear environment, the current steering angle and / or the instantaneous bending angle, which are continuously detected by a corresponding device.
  • objects detected in the environment are determined, output and displayed in accordance with the classified drive-over capability.
  • the driver is always updated on a screen in accordance with updated changes in the driving parameters updated predicted driving course and critical positions in the driving course.
  • the device for carrying out the method is designed so that it can be determined at which position the vehicle or vehicle combination, which has mutually bendable vehicle elements, a rectilinear position in the future driving course, for. B. in a reversing course, achieved.
  • the device comprises a measuring unit for detecting the rear environment, a measuring unit for detecting the steering angle of at least one steerable axle, a measuring unit for detecting the bending angle of at least the mutually bendable vehicle elements, a processor module and a display unit.
  • the processor module, the currently detected values of the environment, the steering angle and the bending angle for processing and determination of the future driving course, in particular a reverse driving course supplied, which can be displayed on the display unit.
  • the measuring units for determining the steering or bending angle are preferably designed as position sensors, in particular angle sensors in the form of magnetoresistive angle sensors or Hall sensors.
  • the processor module has at least one processing unit and a memory unit.
  • the processing unit is for processing the detected values of the environment, the steering angle, and the bend angle.
  • the dimensions of different vehicles or vehicle combination depending on the number and / or type of the respective vehicle elements are stored in the memory unit and are retrievable depending on the use of one of the vehicles or vehicle combination.
  • the processing unit By means of the processing unit, the current rearward environment, the instantaneous steering angle, the instantaneous articulation angle as well as the dimensions on which the currently used vehicle or vehicle combination is based are taken into account in the determination of the predicted driving course.
  • a measuring unit which, for example, as a camera, in particular a omnidirectional camera or a radar / lidar is formed.
  • the camera can take pictures in all directions.
  • another measuring unit such as another camera can be avoided.
  • both a forward and a reverse course can be determined.
  • the area of the environment is detected by the camera, which for the driver, for example, due to a separate vehicle body, z. B. a charged container or a box body, is not visible.
  • the dashboard display units eg. As a screen or a so-called head-up display, in which the image data to be displayed are projected on existing surfaces in the vehicle, in particular the windshield.
  • the image display can be integrated in one or in the area of a rearview mirror of the vehicle or the driving team. This has the advantage that the image is displayed in places that need to be inspected regularly by the driver while driving or maneuvering anyway; A combination of rear view mirror and camera image display thus leads to an ergonomic improvement of the shunting assistance.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a vehicle or vehicle combination
  • Fig. 2 is a schematic representation of a predicted reversing course of a vehicle.
  • vehicle 1 shows a schematic representation of a vehicle or vehicle combination 1 with mutually bendable vehicle elements 2 and 3 (hereinafter referred to as vehicle 1).
  • the vehicle element 2 is for example a tractor and the vehicle element 3 is a trailer.
  • a screen display 5 visible to the driver is arranged at a suitable position.
  • a measuring unit which is designed in particular as a position sensor, for example an angle sensor in the form of a Hall or magnetoresistive angle sensor, continuously measures a steering angle 8 on at least one steerable axle 9.
  • This steering angle 8 results from a steering movement performed by the driver.
  • the steering movement in the course of the journey is transmitted via the connection 4 from the vehicle element 2 to the vehicle element 3.
  • This change in the angle between the mutually bendable vehicle elements 2, 3 is continuously recorded as a bending angle 9 by another measuring unit.
  • This measuring unit is as a position sensor, in particular a Angle sensor formed in the form of a Hall or magnetoresistive angle sensor.
  • at least one camera can also be used. It is particularly advantageous in this case, if the at least one camera is an omnidirectional camera, with which environmental ranges of up to 360 ° can be detected.
  • a further measuring unit not shown in detail in particular a camera 6 is arranged beyond which detects, for example, the rear environment 7 of the vehicle 1 continuously.
  • the camera 6, in particular as an omnidirectional camera 6 may be formed.
  • images can be taken in all directions.
  • a radar or lidar or another suitable image recording unit may also be used.
  • the steering angle 8 resulting from the steering movement on the steerable axle 9 of the vehicle 1, the bending angle 10 between the mutually bendable vehicle elements 2, 3 and the captured images of the rear environment 7 are fed to a processor module, not shown.
  • the processor module has at least one processing and one memory unit.
  • a future driving course 11 is predicted from all supplied values.
  • This predicted driving course 11 indicates at which position, with respect to the rear environment 7, for example, the vehicle 1 with mutually bendable vehicle elements 2, 3 reaches a rectilinear position 12.
  • respective dimensions of the vehicle 1 are stored in the storage unit as a function of the number and / or type of the respective mutually bendable vehicle elements 2, 3. According to the use of the vehicle 1, the dimensions are automatically or manually retrieved.
  • FIG. 2 schematically shows a representation of an exemplary forecasted reversing course 11 of a vehicle 1 with vehicle elements 2, 3 which can be bent relative to one another.
  • the measuring unit in particular camera 6, which is arranged at the rear end of the vehicle element 3, continuously detects the rear environment 7 of the vehicle 1.
  • the instantaneous steering angle 8 and the instantaneous bending angle 10 are detected continuously by means of further measuring units.
  • the dimensions of the vehicle or vehicle combination 1 are stored and retrievable in the storage unit as a function of the number and / or type of the respective mutually bendable vehicle elements 2, 3.
  • the future reversing course 11 is calculated in the processing unit of the processor module in the form of a driving and towing lane, which indicates at which position the vehicle 1 reaches a rectilinear position 12.
  • the reversing course 11 is shown in the form of contour lines of the vehicle 1 in various positions along the predicted course.
  • the display of the reverse travel course 11 may be stepped, ie, as shown with different positions of the vehicle 1, or continuously as a continuous travel curve with driving direction. and / or towing track.
  • a different color design can be used, which indicates, for example, possible collisions in the predicted reversing course 11.
  • environmental image data can be superimposed, so that in the rear environment 7 existing objects, such as, for example, low curb edges, parking limiters, or the like, are shown. In this way, the driver is warned of objects without being distracted by unnecessary detail information.
  • the recorded objects can be additionally classified into drive-over and non-drive-over objects. If one of the identified objects is classified as traversable, then by means of the method according to the invention, this object can be removed from the image data by appropriate image processing so as to free the output representation with the predicted driving course 11 from "irrelevant" objects. In contrast, non-drivable objects, such as trees, traffic signs, which are on a collision course, are marked in color. In addition, the driver can be warned acoustically.
  • the predicted driving course 11 can be adapted and output continuously to instantaneous changes in the rear environment 7, the instantaneous steering angle 8 and the instantaneous articulation angle 10.
  • the driver can see the corrections made on the basis of driving measures, such as changed steering angle 8 Trace course 11 and possibly continue to correct a still wrong future course of the route 11.
  • one or more distance lines can be displayed superimposed in the representation of the driving course 11 in a manner not shown. This assists the driver in estimating distances.
  • the distance between distance lines is selected in an advantageous manner, for example, so that the distance lines are adjusted in relation to the vehicle and the vehicle environment. In connection with the invention, it has proven particularly useful if the distance lines are displayed at a corresponding distance of 1 meter and 5 meters behind the vehicle. This allows the driver to perceive the situation when maneuvering particularly intuitive.
  • the distance lines can be displayed over the entire course of the lane or limited to a certain distance. It is advantageous to select the restriction and the number of distance lines shown speed-dependent, in particular the form that at lower speeds, the display is limited to a smaller distance and thus a greater resolution.
  • Vehicle or vehicle combination Vehicle element
  • Vehicle element Connection Screen Camera Rear environment Steering angle Steering axle Tilt angle Predicted driving course Straight line position

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Fahrerunterstützung beim Rangieren eines Fahrzeuges oder Fahrzeuggespanns (1), welches gegeneinander knickbare Fahrzeugelemente (2, 3) aufweist. Das Verfahren sieht vor, dass ein künftiger Fahrverlauf (11) prognostiziert wird, welcher angibt, an welcher Position das Fahrzeug oder Fahrzeuggespann (1) eine geradlinige Stellung (12) erreichen wird.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Fahrerunterstützung beim Rangieren eines Fahrzeuges oder Fahrzeuggespanns
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Fahrerunterstützung beim Rangieren eines Fahrzeuges oder Fahrzeuggespanns, welches mehrere gegeneinander knickbare Fahrzeugelemente aufweist.
Zur Vermeidung von Unfällen beim Führen eines Fahrzeuges ist es notwendig, dass ein Fahrer das Umfeld des Fahrzeuges möglichst optimal einsehen kann. Die Erfassung des Umfeldes des Fahrzeuges erfolgt hierbei im Wesentlichen durch eine Sichtprüfung des Fahrers. Insbesondere beim Rangieren eines Fahrzeuges, beispielsweise eines Nutzfahrzeuges stellt sich aufgrund der Sitzposition des Fahrers das Problem, dass ein großer Teil des einzusehenden Fahrzeugrückraums durch den Fahrzeugkörper selbst, insbesondere Kofferaufbauten oder Container verdeckt ist. Als eine Lösung des Problems sind unterschiedlichste Spiegel- und Linsenkonstruktionen zur Anbringung am Fahrzeug bekannt. Alternativ dazu werden Kameraeinrichtungen eingebaut, wodurch der Rückraum des Fahrzeuges erfasst wird und die so gewonnenen Bilddaten dem Fahrzeugführer gut einsehbar auf einem Bildschirm im Armaturenbereich angezeigt werden.
Aus der DE 102005051804 Al ist eine Rangierhilfe für Fahrer von Fahrzeugen und Fahrzeuggespannen, welche gegeneinander knickbare Fahrzeugelemente aufweisen, bekannt. Hierbei wird durch eine Kamera die momentane rückwärtige Umgebung des Fahrzeuges oder Fahrzeuggespanns erfasst. Darüber hinaus erfolgt eine Erfassung eines momentanen Lenkwinkels wenigstens einer lenkbaren Achse des Fahrzeuges sowie eine momentane Erfassung eines Knickwinkels wenigstens der gegeneinander knickbaren Fahrzeugelemente. Die erfassten Werte sowie die in einer Speichereinheit hinterlegten Abmessungen des Fahrzeuges oder Fahrzeuggespanns werden einem Prozessormodul zugeführt. Anhand der erfassten Werte sowie der Abmessungen des Fahrzeuges oder Fahrzeuggespanns wird im Prozessormodul ein künftiger Fahrverlauf, umfassend eine Fahr- und/oder Schleppspur, prognostiziert und den durch die Kamera erfassten Bildern überlagert dem Fahrer als Rangierhilfe auf dem Bildschirm angezeigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens als Rangierhilfe für einen Fahrer eines Fahrzeuges oder Fahrzeuggespanns, welches gegeneinander knickbare Fahrzeugelemente aufweist, anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit den in den Ansprüchen 1 und 9 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche .
Das erfindungsgemäße Verfahren prognostiziert einen künftigen Fahrverlauf, umfassend eine Fahr- und/oder Schleppspur, welcher angibt, an welcher Position das Fahrzeug oder Fahrzeuggespann, welches gegeneinander knickbare Fahrzeugelemente aufweist, eine geradlinige Stellung im zukünftigen Fahrverlauf, insbesondere in einem Rückwärtsfahrverlauf erreichen wird. Dabei sieht das Verfahren vor, dass eine rückwärtige momentane Umgebung, ein momentaner Lenkwinkel wenigstens einer lenkbaren Achse sowie ein momentaner Knickwinkel wenigstens der gegeneinander knickbaren Fahrzeugelemente des Fahrzeuges oder Fahrzeuggespanns erfasst werden, anhand der der mögliche zukünftige Rückwärtsfahrverlauf im Umfang einer Fahrspur und/oder einer Schleppspur ermittelt wird. Hierdurch kann einem Fahrer frühzeitig angezeigt werden, welcher Fahrverlauf das Fahrzeug oder Fahrzeuggespann beim Rückwärtsfahren in die endgültige Position bringt. Somit wird der Fahrer frühzeitig auf eine mögliche Fehleinstellung hingewiesen, so dass der Fahrer beispielsweise durch rechtzeitiges Ändern des aktuellen Lenkwinkels den ermittelten Rückwärtsfahrverlauf derart korrigieren kann, dass ein Vorwärtsfahren vermieden wird. Zur Ermittlung eines zukünftigen Vorwärtsfahrverlaufs wird demgegenüber die frontseitige Umgebung erfasst.
Zur Sicherstellung eines weitgehend in Echtzeit prognostizierten Fahrverlaufs und zur Berücksichtigung von starken Variationen innerhalb kurzer Rangierstrecken werden die Werte der Umgebung, des Lenkwinkels und des Knickwinkels fortlaufend aktuell erfasst und einem Prozessormodul zugeführt und dort zu dem künftigen Fahrverlauf verarbeitet, der anschließend beispielsweise optisch ausgegebenen werden kann. Insbesondere wird anhand der erfassten Daten mittels des Prozessormoduls der zukünftige Fahrverlauf prognostiziert und perspektivisch richtig, symbolisch den durch eine Kamera aufgenommenen Bilddaten der Umgebung überlagert. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung werden dabei in der Umgebung erfasste Objekte, beispielsweise Pflanzen oder Bauten, nach ihrer Überfahrbarkeit klassifiziert. Überfahrbar sind beispielsweise Abwasserkanalabdeckungen oder niedrige Bordsteinkanten, während ein Überfahren beispielsweise von Pflanzen oder Mauern vermieden werden sollte.
Darüber hinaus werden die durch das Prozessormodul aktuell erfassten Werte der Umgebung, des Lenkwinkels und des Knickwinkels und die ermittelte Fahr- und/oder Schleppspur einer Anzeigeeinheit zugeführt und dem Fahrer auf einem von diesem während der Fahrt einsehbaren Bildschirm symbolisch in den erfassten Umgebungsbilddaten überlagert ausgegeben. In einer weiteren möglichen Ausführungsform können Distanzlinien dem angezeigten Fahrverlauf und/oder der angezeigten Umgebung überlagert angezeigt werden, welche den Fahrer bei Einschätzungen von Entfernungen während des Rückwärtsrangierens unterstützt.
Je nach Einsatz des Fahrzeuges oder Fahrzeuggespanns, insbesondere bei Nutzung anderer Aufbauten oder Anhänger, sind zweckmäßigerweise verschiedene Abmessungen des Fahrzeuges oder Fahrzeuggespanns in Abhängigkeit von Anzahl und/oder Typ der jeweiligen knickbaren Fahrzeugelemente gespeichert. In einer möglichen Ausführungsform des Verfahrens werden dann in Abhängigkeit von der Anzahl und/oder vom Typ der momentan verwendeten Fahrzeugelemente deren zugehörige Abmessungen bei der Ermittlung des prognostizierten Fahrverlaufs automatisch oder manuell aus dem Speicher ausgelesen. Dadurch ist es möglich, dass beim Ermitteln des prognostizierten Fahrverlaufs für ein Rückwärtsrangieren des Fahrzeuges oder Fahrzeuggespanns die diesem zugehörigen Abmessungen oder Veränderungen dieser, z. B. neuer Anhänger, andere Aufbauten, berücksichtigt werden. Solche Änderungen lassen sich ohne großen technischen Aufwand beim Verfahren übernehmen, indem beispielsweise die entsprechenden neuen Abmaße in den Speicher einer mobilen und/oder statischen Verarbeitungseinheit eingegeben werden. Bei einer entsprechenden Ausführung kann dies insbesondere auch drahtlos erfolgen. Im Falle sich häufiger wiederholender (gleicher) Änderungen (z. B. Fahrt mit aufgeladenen bzw. abgeladenen Container) können auch mehrere unterschiedliche Fahrzeugkonturen oder -abmäße im Speicher des Prozessormoduls enthalten sein und abgerufen werden.
Zusätzlich wird der prognostizierte Fahrverlauf, welcher eine vom momentanen Lenk- und Knickwinkel abhängige Fahr- und/oder Schleppspur umfasst, in einem die rückwärtige Umgebung wiedergebenden Bild überlagert angezeigt. Mit Hilfe dieser überlagerten Darstellung ist es möglich, Entfernungen in Bezug auf den Fahrverlauf und die rückwärtige Umgebung optimal einschätzen zu können.
In einer weiteren Ausführungsform wird der prognostizierte Fahrverlauf an jeweilige Änderungen der rückwärtigen Umgebung, des momentanen Lenkwinkels und/oder des momentanen Knickwinkels, die fortlaufend durch eine entsprechende Vorrichtung erfasst werden, angepasst. Dabei werden insbesondere in der Umgebung erfasste Objekte entsprechend der klassifizierten Überfahrbarkeit ermittelt, ausgegeben und angezeigt. Dadurch werden dem Fahrer immer ein in Abhängigkeit von aktuellen Änderungen der Fahrparameter aktualisierter prognostizierter Fahrverlauf und kritische Positionen im Fahrverlauf auf einem Bildschirm angezeigt.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist so ausgebildet, dass ermittelt werden kann, an welcher Position das Fahrzeug oder Fahrzeuggespann, welches gegeneinander knickbare Fahrzeugelemente aufweist, eine geradlinige Stellung im künftigen Fahrverlauf, z. B. in einem Rückwärtsfahrverlauf, erreicht. Dabei umfasst die Vorrichtung eine Messeinheit zur Erfassung der rückwärtigen Umgebung, eine Messeinheit zur Erfassung des Lenkwinkels wenigstens einer lenkbaren Achse, eine Messeinheit zur Erfassung des Knickwinkels wenigstens der gegeneinander knickbaren Fahrzeugelemente, ein Prozessormodul und eine Anzeigeeinheit. Dem Prozessormodul werden die aktuell erfassten Werte der Umgebung, des Lenkwinkels und des Knickwinkels zur Verarbeitung und Ermittelung des künftigen Fahrverlaufs, insbesondere eines Rückwärtsfahrverlaufs zugeführt, der auf der Anzeigeeinheit darstellbar ist.
Die Messeinheiten zur Ermittlung des Lenk- oder Knickwinkels sind bevorzugt als Positionssensoren, insbesondere Winkelsensoren in Form von magnetoresistiven Winkelsensoren oder Hallsensoren ausgebildet.
Das Prozessormodul weist mindestens eine Verarbeitungseinheit sowie eine Speichereinheit auf. Vorzugsweise dient die Verarbeitungseinheit der Verarbeitung der erfassten Werte der Umgebung, des Lenkwinkels und des Knickwinkels. Dabei werden in der Speichereinheit die Abmessungen verschiedener Fahrzeuge oder Fahrzeuggespanne in Abhängigkeit von Anzahl und/oder Typ der jeweiligen Fahrzeugelemente gespeichert und sind je nach Einsatz eines der Fahrzeuge oder Fahrzeuggespanne abrufbar. Mittels der Verarbeitungseinheit werden die momentane rückwärtige Umgebung, der momentane Lenkwinkel, der momentane Knickwinkel sowie die den aktuell verwendeten Fahrzeug oder Fahrzeuggespann zugrunde liegenden Abmessungen bei der Ermittlung des prognostizierten Fahrverlaufs berücksichtigt.
Für eine möglichst umfassende Ermittlung der rückwärtigen Umgebung ist eine Messeinheit vorgesehen, welche beispielsweise als eine Kamera, insbesondere eine omnidirektionale Kamera oder ein Radar/Lidar ausgebildet ist. Mittels der Kamera können Bilder in alle Richtungen aufgenommen werden. Somit kann ein Einsatz einer weiteren Messeinheit, beispielsweise einer weiteren Kamera, vermieden werden. Darüber hinaus kann durch Rundumaufnahme der Umgebung sowohl ein Vorwärts- als auch ein Rückwärtsfahrverlauf ermittelt werden. Dabei wird mittels der Kamera auch jener Bereich der Umgebung erfasst, welcher für den Fahrer beispielsweise aufgrund eines eigenen Fahrzeugkörpers, z. B. eines aufgeladenen Containers oder eines Kofferaufbaus, nicht einsehbar ist.
Zur Anzeige des Fahrverlaufs, insbesondere überlagert in Bilddaten der erfassten Umgebung eignen sich insbesondere im Bereich des Armaturenbretts angeordnete Anzeigeeinheiten, z. B. ein Bildschirm oder ein so genannter Head-up Display, bei welchem die darzustellenden Bilddaten auf im Fahrzeug vorhandene Flächen, insbesondere die Windschutzscheibe projiziert werden. Darüber hinaus kann die Bildanzeige in einen oder in den Bereich eines Rückspiegels des Fahrzeuges oder Fahrgespanns integriert werden. Dies bietet den Vorteil, dass die Bildanzeige an Orten erfolgt, welche regelmäßig durch den Fahrzeugführer bei der Fahrt oder beim Rangieren ohnehin eingesehen werden müssen; eine Kombination von Rückspiegel und Kamerabildanzeige führt somit zu einer ergonomischen Verbesserung der Rangierunterstützung.
Ausführungsbeispiele werden anhand von Zeichnungen näher erläutert .
Dabei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeuges oder Fahrzeuggespanns, und Fig. 2 eine schematische Darstellung eines prognostizierten Rückwärtsfahrverlaufs eines Fahrzeuges .
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeuges oder Fahrzeuggespanns 1 mit gegeneinander knickbaren Fahrzeugelementen 2 und 3 (im Weiteren kurz Fahrzeug 1 genannt) .
Dabei ist das Fahrzeugelement 2 mit dem Fahrzeugelement 3 beispielsweise durch eine flexible Verbindung 4, z. B. ein Gelenk oder eine Anhängervorrichtung, verbunden. Das Fahrzeugelement 2 ist beispielsweise eine Zugmaschine und das Fahrzeugelement 3 ein Anhänger.
Im dem Fahrzeugelement 2, welche eine Zugmaschine eines Fahrzeuggespanns ist, ist an einer geeigneten Position eine für den Fahrer einsehbare Bildschirmanzeige 5 angeordnet.
Eine Messeinheit, welche insbesondere als ein Positionssensor, beispielsweise ein Winkelsensor in Form eines Hall- oder magnetoresistiven Winkelsensors, ausgebildet ist, misst fortlaufend einen Lenkwinkel 8 an wenigstens einer lenkbaren Achse 9. Dieser Lenkwinkel 8 resultiert aus einer durch den Fahrer ausgeführten Lenkbewegung. Weiterführend überträgt sich die Lenkbewegung im Fahrverlauf über die Verbindung 4 vom Fahrzeugelement 2 auf das Fahrzeugelement 3. Diese Veränderung des Winkels zwischen den gegeneinander knickbaren Fahrzeugelementen 2, 3 wird als Knickwinkel 9 von einer weiteren Messeinheit fortlaufend erfasst. Diese Messeinheit ist als ein Positionssensor, insbesondere ein Winkelsensor in Form eines Hall- oder magnetoresistiven Winkelsensors ausgebildet. Als Messeinheit kann im Zusammenhang mit dieser Erfindung alternativ oder zusätzlich auch wenigstens eine Kamera eingesetzt werden. Von besonderem Vorteil ist es dabei, falls es sich bei der wenigstens einen Kamera um eine omnidirektionale Kamera handelt, womit Umgebungsbereiche von bis zu 360° erfassbar sind.
Am vorderen und/oder hinteren Ende des Fahrzeugelementes 3 ist darüber hinaus eine weitere nicht näher dargestellte Messeinheit insbesondere eine Kamera 6 angeordnet, welche beispielsweise die rückwärtige Umgebung 7 des Fahrzeuges 1 fortlaufend erfasst. Für eine optimale Erfassung der rückwärtigen Umgebung 7 kann die Kamera 6, insbesondere als eine omnidirektionale Kamera 6 ausgebildet sein. Mittels dieser Kamera 6 können Bilder in alle Richtungen aufgenommen werden. Alternativ kann anstelle einer Kamera 6 auch ein Radar oder Lidar oder eine andere geeignete Bildaufnahmeeinheit verwendet werden.
Der aus der Lenkbewegung resultierende Lenkwinkel 8 an der lenkbaren Achse 9 des Fahrzeuges 1, der Knickwinkel 10 zwischen den gegeneinander knickbaren Fahrzeugelementen 2, 3 sowie die erfassten Bilder der rückwärtigen Umgebung 7 werden einem nicht dargestellten Prozessormodul zugeführt.
Das Prozessormodul weist mindestens eine Verarbeitungs- sowie eine Speichereinheit auf. In der Verarbeitungseinheit wird aus allen zugeführten Werten ein künftiger Fahrverlauf 11, insbesondere ein Rückwärtsfahrverlauf prognostiziert. Dieser prognostizierte Fahrverlauf 11 gibt an, an welcher Position, im Bezug auf die beispielsweise rückwärtige Umgebung 7, das Fahrzeug 1 mit gegeneinander knickbaren Fahrzeugelementen 2, 3 eine geradlinige Stellung 12 erreicht. Darüber hinaus sind in der Speichereinheit jeweilige Abmessungen des Fahrzeuges 1 in Abhängigkeit von Anzahl und/oder Typ der jeweiligen gegeneinander knickbaren Fahrzeugelemente 2, 3 gespeichert. Entsprechend des Einsatzes des Fahrzeuges 1 sind die Abmessungen automatisch oder manuell abrufbar.
Figur 2 zeigt schematisch eine Darstellung eines beispielhaft prognostizierten Rückwärtsfahrverlaufs 11 eines Fahrzeuges 1 mit gegeneinander knickbaren Fahrzeugelementen 2, 3.
Die Messeinheit, insbesondere Kamera 6, welche am hinteren Ende des Fahrzeugelementes 3 angeordnet ist, erfasst fortlaufend die rückwärtige Umgebung 7 des Fahrzeuges 1. Darüber hinaus werden der momentane Lenkwinkel 8 und der momentane Knickwinkel 10 mittels weiterer Messeinheiten fortlaufend erfasst. In der Speichereinheit sind die Abmessungen des Fahrzeuges oder Fahrzeuggespanns 1 in Abhängigkeit von Anzahl und/oder Typ der jeweiligen gegeneinander knickbaren Fahrzeugelemente 2, 3 gespeichert und abrufbar. Anhand dieser erfassten und abrufbaren Werte wird in der Verarbeitungseinheit des Prozessormoduls der künftige Rückwärtsfahrverlauf 11 in Form einer Fahr- und Schleppspur berechnet, welcher angibt, an welcher Position das Fahrzeug 1 eine geradlinige Stellung 12 erreicht. Der Rückwärtsfahrverlauf 11 ist in Form von Umrisslinien des Fahrzeugs 1 in verschiedenen Positionen entlang des prognostizierten Verlaufs dargestellt.
Je nach Art und Ausführung des Verfahrens kann die Anzeige des Rückwärtsfahrverlaufs 11 gestuft, d. h. wie dargestellt mit verschiedenen Positionen des Fahrzeugs 1, oder fortlaufend als eine durchgehende Fahrkurve mit Fahr- und/oder Schleppspur ausgegeben werden. Neben einer derartigen unterschiedlichen Liniengestaltung kann auch eine unterschiedliche Farbgestaltung verwendet werden, die beispielsweise auf mögliche Kollisionen im prognostizierten Rückwärtsfahrverlauf 11 hinweist.
Auch können in der ausgegebenen Anzeige des prognostizierten Fahrverlaufs 11 Umgebungsbilddaten überlagert werden, so dass in der rückwärtigen Umgebung 7 vorhandene Objekte, wie beispielsweise niedrige Bordsteinkanten, Parkbegrenzer, oder ähnliches, dargestellt sind. Auf diese Weise wird der Fahrer vor Objekten gewarnt ohne aber durch unnötige Detailinformationen abgelenkt zu sein. Dabei können die erfassten Objekte zusätzlich in überfahrbare und nicht überfahrbare Objekte klassifiziert werden. Wird eines der identifizierten Objekte als überfahrbar klassifiziert, so kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens dieses Objekt durch entsprechende Bildverarbeitung aus den Bilddaten entfernt werden, um so die ausgegebene Darstellung mit dem prognostizierten Fahrverlauf 11 von "irrelevanten" Objekten zu befreien. Demgegenüber können nicht überfahrbare Objekte, wie beispielsweise Bäume, Verkehrsschilder, die auf Kollisionskurs liegen, farblich gekennzeichnet werden. Zusätzlich kann der Fahrer akustisch gewarnt werden.
Aufgrund der innerhalb einer kurzen Rangierstrecke starken Variationen durch Änderungen von Lenkwinkel 8 und/oder Knickwinkel 10 kann der prognostizierte Fahrverlauf 11 fortlaufend an momentane Änderungen der rückwärtigen Umgebung 7, des momentanen Lenkwinkels 8 und des momentanen Knickwinkels 10 angepasst und ausgegeben werden. Somit kann der Fahrer die aufgrund von Fahrmaßnahmen, wie geänderter Lenkwinkel 8, erfolgten Korrekturen im angezeigten Fahrverlauf 11 nachvollziehen und gegebenenfalls weiterhin einen noch falschen zukünftigen Fahrverlauf 11 korrigieren.
In einer Weiterbildung der Erfindung können im Rahmen der Darstellung des Fahrverlaufs 11 in nicht näher dargestellter Art und Weise ein oder mehrere Distanzlinien überlagert angezeigt werden. Hierdurch wird der Fahrer bei der Abschätzung von Entfernungen unterstützt. Der Abstand zwischen Distanzlinien wird dabei in einer vorteilhaften Weise beispielsweise gewählt, sodass die Distanzlinien im Verhältnis an das Fahrzeug und das Fahrzeugumfeld angepasst sind. Im Zusammenhang mit der Erfindung hat es sich dabei besonders bewährt, wenn die Distanzlinien in einem entsprechenden Abstand von 1 Meter und 5 Metern hinter dem Fahrzeug angezeigt werden. Hierdurch kann der Fahrer die Situation beim Rangieren besonders intuitiv wahrnehmen.
Dabei können die Distanzlinien über den gesamten Spurverlauf angezeigt oder aber auf eine bestimmte Entfernung beschränkt angezeigt werden. Dabei ist es vorteilhaft, die Beschränkung und die Anzahl der dargestellten Distanzlinien geschwindigkeitsabhängig zu wählen, insbesondere der Gestalt, dass bei geringeren Geschwindigkeiten die Anzeige auf eine geringere Entfernung und somit eine größere Auflösung beschränkt wird.
Bezugszeichenliste
Fahrzeug oder Fahrzeuggespann Fahrzeugelement Fahrzeugelement Verbindung Bildschirm Kamera rückwärtige Umgebung Lenkwinkel Lenkachse Knickwinkel prognostizierter Fahrverlauf geradlinige Stellung

Claims

13Patentansprüche
1. Verfahren zur Fahrerunterstützung beim Rangieren eines Fahrzeuges oder Fahrzeuggespanns (1), welches mehrere gegeneinander knickbare Fahrzeugelemente (2, 3) aufweist, wobei eine rückwärtige momentane Umgebung (7), ein momentaner Lenkwinkel (8) wenigstens einer lenkbaren Achse (9) sowie ein momentaner Knickwinkel (10) wenigstens der gegeneinander knickbaren Fahrzeugelemente (2, 3) des Fahrzeuges oder Fahrzeuggespanns (1) erfasst werden, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der erfassten momentanen rückwärtigen Umgebung (7), des momentanen Lenkwinkels (8) und des momentanen Knickwinkels (10) ein künftiger Fahrverlauf (11) prognostiziert wird, der angibt, an welcher Position das Fahrzeug oder Fahrzeuggespann (1) eine geradlinige Stellung (12) im künftigen Fahrverlauf (11) erreichen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aktuell erfassten Werte der Umgebung (7), des Lenkwinkels (8) und des Knickwinkels (10) einem Prozessormodul zugeführt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, 14 dadurch gekennzeichnet, dass die aktuell erfassten Werte der Umgebung (7), des Lenkwinkels (8) und des Knickwinkels (10) einer Anzeigeeinheit (5) zugeführt und ausgegeben werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass verschiedene Abmessungen des Fahrzeuges oder Fahrzeuggespanns (1) in Abhängigkeit von Anzahl und/oder Typ der jeweiligen knickbaren Fahrzeugelemente (2, 3) gespeichert werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die gespeicherten Abmessungen des Fahrzeuges oder Fahrzeuggespanns (1) ausgegeben und bei der Ermittlung des prognostizierten Fahrverlaufs (11) berücksichtigt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der prognostizierte Fahrverlauf (11), umfassend eine vom momentanen Lenk- (8) und Knickwinkel (10) abhängige Fahr- und/oder Schleppspur, in einem die rückwärtige Umgebung (7) wiedergebenden Bild überlagert angezeigt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der prognostizierte Fahrverlauf (11) an eine Änderung der rückwärtigen Umgebung (7), des momentanen Lenkwinkels (8) und des momentanen Knickwinkels (10) angepasst wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass fortlaufend die rückwärtige Umgebung (7), der Lenkwinkel (8) und der Knickwinkel (10) erfasst werden. 15
9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei eine Messeinheit die rückwärtige Umgebung (7), eine Messeinheit den Lenkwinkel (8) wenigstens einer lenkbaren Achse (9) und eine Messeinheit den Knickwinkel (10) wenigstens der gegeneinander knickbaren Fahrzeugelemente (2, 3) erfasst, dadurch gekennzeichnet, dass ein Prozessormodul vorgesehen ist, das anhand der erfassten rückwärtigen Umgebung (7), des erfassten Lenkwinkels (8) und des erfassten Knickwinkels (10) einen Fahrverlauf (11) prognostiziert, anhand dessen ausgebbar ist, an welcher Position das Fahrzeug oder Fahrzeuggespann (1) eine geradlinige Stellung (12) im künftigen Fahrverlauf (11) erreicht .
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinheit zur Erfassung der rückwärtige Umgebung als eine Kamera (6), die Messeinheit zur Erfassung des Lenkwinkels (8) wenigstens einer lenkbaren Achse (9) sowie die Messeinheit zur Erfassung des Knickwinkels (10) jeweils als ein Positionssensor, insbesondere Winkelsensor in Form von magnetoresistiven Winkelsensoren, Hallsensoren und/oder wenigstens einer Kamera ausgebildet sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Prozessormodul mindestens eine Verarbeitungseinheit sowie eine Speichereinheit aufweist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass verschiedene Abmessungen des 16
Fahrzeuges oder Fahrzeuggespanns (1) in Abhängigkeit von der Anzahl und/oder vom Typ der jeweiligen knickbaren Fahrzeugelemente (2, 3) in der Speichereinheit gespeichert und abrufbar sind.
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