用于基于摄像机的汽车拖车功能的照明的制作方法

本公开涉及一种被配置为附接到拖车的牵引车。牵引车提供了后照明以观察拖车。

背景技术：

拖车通常是由动力牵引车拖拽的无动力车辆。拖车可以是通用拖车、弹出式野营车、旅行拖车、牲畜拖车、平板拖车、封闭式调度车和船拖车等。牵引车可以是汽车、跨界车、卡车、货车、运动型多功能车（suv）、休闲车（rv）或被配置成附接到拖车并拖拽拖车的任何其他车辆。拖车可以使用拖车栓钩来附接到动力车辆。受方栓钩安装在牵引车上并且连接到拖车栓钩以形成连接。拖车栓钩可以是球窝式连接器、牵引座和鹅颈管、或拖车千斤顶。也可以使用其他附接机构。除了拖车和动力车辆之间的机械连接之外，在一些示例中，拖车电连接到牵引车。这样，电连接允许拖车从动力车辆的尾灯电路获取馈电，从而允许拖车具有与动力车辆的灯同步的尾灯、转向信号和刹车灯。

一些车辆可以配备有拖车倒车辅助功能，其帮助驾驶员在向后驾驶牵引车的同时操纵拖车。在一些示例中，车辆配备有拖车旋钮，该拖车旋钮给予驾驶员他/她在倒车时直接操控附接的拖车的感觉，而不是向后操控车辆来导致向后推动拖车。这样，当驾驶员在向后方向上驾驶并将旋钮转向一个方向，然后拖车转向相同方向时，拖车倒车辅助功能给予驾驶员直观的感觉。这使得以更简单和更容易的方式在倒车时操纵拖车。当车辆连接到拖车时，除了若干其他拖车参数之外，驾驶员通常手动输入拖车的长度，从而允许牵引车在向前和向后方向两者上更好地操纵拖车，并且允许拖车倒车辅助功能被激活。在一些示例中，牵引车激活拖车倒车辅助（或任何其他拖车倒车功能）。一旦被激活，拖车倒车辅助需要拖车参数的知识，包括拖车与主/牵引车的相对角度“αt”、以及栓钩到中央拖车轴长度lt。

输入这些拖车参数的现有技术方法的当前状态包括手动测量长度并将特定的贴纸（或目标）应用于拖车，该贴纸被设计用于传感器系统进行检测。可选地，可以通过其他图像处理手段来学习拖车参数。当前系统需要后视摄像机来检测拖车上的目标贴纸，其他系统需要摄像机通过参考/跟踪点或边缘来跟踪拖车。因此，当拖车上没有足够的光来使系统检测拖车或拖车上的贴纸时，这些系统就会出现问题。

技术实现要素：

本公开的一个方面提供了一种用于在执行车辆功能的期间基于图像分析来控制车辆的一个或多个车灯的方法。车辆功能可以包括包含图像分析的任何功能，例如拖车倒车辅助功能。在一些示例中，一个或多个灯相对于车辆面向向后方向并且被配置为照明附接到车辆的拖车。该方法包括在数据处理硬件（即，车辆控制器）处接收指令以分析由与数据处理硬件通信的摄像机捕获的一个或多个图像。所接收的指令由车辆功能执行的开始来触发。该方法包括从数据处理硬件向车灯系统发送指令，该车灯系统包括位于摄像机附近的一个或多个灯，使得一个或多个灯照明所捕获的图像。指令使一个或多个灯的当前状态改变为临时状态。在临时状态期间，该方法包括在数据处理硬件处从摄像机接收一个或多个图像。另外，在临时状态期间，该方法包括在数据处理硬件处标识一个或多个图像内的一个或多个参考点。

本公开的实现可以包括以下可选特征中的一个或多个。在一些实现中，在临时状态期间，该方法包括向与数据处理硬件通信的显示器发送指令。指令使显示器示出一个或多个图像。在一些示例中，一个或多个灯的当前状态的改变包括从关闭状态到开启状态的改变，其中，开启状态是临时状态，或反之亦然。在临时状态期间，可以调制光的强度。一个或多个灯的临时状态可以包括基于脉宽调制信号来输出光。脉宽调制信号可以与摄像机图像的采集定时同步。当车辆功能的执行完成时，该方法包括向车灯系统发送指令，其使得一个或多个灯的临时状态变回到当前状态。

本公开的另一方面提供了一种用于在执行车辆功能的期间基于图像分析来控制车辆的一个或多个车灯的系统。该系统包括：摄像机；车灯系统，其包括位于摄像机附近的一个或多个灯；数据处理硬件，与摄像机和车灯系统通信；以及存储器硬件，与数据处理硬件通信。存储器硬件存储指令，所述指令当在数据处理硬件上执行时，使得数据处理硬件执行包括上述方法的操作。

在附图和以下描述中阐述了本公开的一个或多个实现的细节。从说明书和附图以及从权利要求书中，其他方面、特征和优点将是显而易见的。

附图说明

图1a和1b是挂接到拖车的示例性牵引车的透视图；

图2是包括车灯系统的示例性牵引车的示意图；

图3是用于调节车灯系统的一个或多个灯的操作的示例性布置的示意图。

在各个附图中相同的附图标记表示相同的元素。

具体实施方式

牵引车（例如但不限于汽车、跨界车、卡车、货车、运动型多用途车（suv）和休闲车（rv））可以被配置成牵引拖车。牵引车通过拖车栓钩连接到拖车。希望牵引车具有车灯系统，该系统为拖车倒车辅助功能或需要向后车辆照明的其他车辆功能提供向后照明。

参考图1a-22，在一些实现中，车辆-拖车系统100包括通过栓钩106挂接到拖车104的牵引车102。牵引车102包括与牵引车102相关联的驾驶系统110，其基于例如具有x、y和z分量的驾驶操纵或命令来操纵牵引车102并因此操纵车辆-拖车系统100跨越道路表面。如所示，驾驶系统110包括右前轮112、112a、左前轮112、112b、右后轮112、112c和左后轮112、112d。此外，驾驶系统110可以包括与拖车104相关联的车轮（未示出）。驾驶系统110也可以包括其他车轮配置。驾驶系统110可以包括将一种形式的能量转换为允许车辆102移动的机械能的马达或引擎。驾驶系统110包括其他组件（未示出），这些组件与车轮112和引擎通信并与它们连接，并且允许车辆102移动，从而也使拖车104移动。驾驶系统110还可包括制动系统114，其包括与每个车轮112、112a-d相关联的制动器（未示出），其中，每个制动器与车轮112a-d相关联并且被配置成减慢或停止车轮112a-n以免旋转。在一些示例中，制动系统114连接到由拖车104支撑的一个或多个制动器。驾驶系统110还可以包括加速系统和操控系统，所述加速系统被配置为调节牵引车102的速度并因此调节车辆-拖车系统100的速度，所述操控系统被配置为调节牵引车102的方向并因此调节车辆-拖车系统100的方向。车辆-拖车系统100也可以包括其他系统。

牵引车102可以通过相对于由牵引车102限定的三个相互垂直的轴的运动的各种组合而跨越道路表面移动：横向轴xv、前后轴yv和中心竖直轴zv。横向轴xv在牵引车102的右侧r和左侧之间延伸。沿着前后轴yv的向前驾驶方向被指定为fv，也称为向前运动。此外，沿前后方向yv的向尾或向后驾驶方向被指定为rv，也称为向后运动。在一些示例中，牵引车102包括悬挂系统（未示出），其当被调节时，使牵引车102绕xv轴和/或yv轴倾斜，或者沿中心竖直轴zv移动。当牵引车102移动时，拖车104沿着牵引车102的路径跟随。因此，当牵引车102在向前方向fv移动中转弯时，则拖车104随之。在转弯时，牵引车102和拖车104形成拖车角度αt。

此外，拖车104通过相对于由拖车104限定的三个相互垂直的轴的运动的各种组合来跟随牵引车102跨越道路表面：拖车横向轴xt、拖车前后轴yt和拖车中心竖直轴zt。拖车横向轴xt沿着拖车轮轴105在拖车104的右侧r和左侧之间延伸。沿着拖车前后轴yt的向前驾驶方向被指定为ft，也被称为向前运动。此外，沿前后方向yt的拖车向尾或向后驾驶方向被指定为rt，也被称为向后运动。因此，车辆-拖车系统100的运动包括牵引车102沿着其横向轴xv、前后轴yv和中心竖直轴zv的运动、以及拖车104沿着其拖车横向轴xt、拖车前后轴yt和拖车中心竖直轴zt的运动。因此，当牵引车102在向前方向fv移动中转弯时，拖车104随之。在转弯时，牵引车102和拖车104形成拖车角度αt，该角度是车辆前后轴yv和拖车前后轴yt之间的角度。

在一些实现中，车辆102包括传感器系统120以提供传感器系统数据122，其可以用于确定一个或多个测量，例如，拖车轮轴长度lt（其是从挂接点106到拖车轮轴105的长度）。在一些示例中，车辆102可以是自主的或半自主的，因此，传感器系统120可以提供可靠且稳健的自主驾驶。传感器系统120提供传感器系统数据122并且可以包括不同类型的传感器124，这些传感器可以单独地或彼此一起使用以创建对牵引车的环境或其一部分的感知，该感知由车辆-拖车系统100使用以标识其环境中的（一个或多个）物体和/或在一些情况下基于由传感器系统120检测到的物体和障碍物来自主驾驶和做出智能决策。在一些示例中，传感器系统120由牵引车102的后部支撑，并且提供与定位在牵引车102后面的拖车104和（一个或多个）物体相关联的传感器系统数据122。牵引车102可以支撑传感器系统120；而在其他示例中，传感器系统120可以由车辆102和拖车104支撑。传感器系统120可以包括但不限于一个或多个成像设备124、124a-n（诸如（一个或多个）摄像机）以及传感器126、126a-n（诸如但不限于雷达、声纳、lidar（光检测和测距，其可以需要测量散射光的属性以找到远距离目标的距离和/或其他信息的光学遥感）、ladar（激光检测和测距）、超声传感器等）。传感器系统120提供包括来自一个或多个摄像机124的图像122a和来自一个或多个传感器126b、126a-n的传感器数据122b的传感器系统数据122。因此，传感器系统120对于接收车辆的环境或环境部分的信息、以及对于增加可由驾驶员操作或在半自主或自主条件下操作的车辆-拖车系统100的安全性尤其有用。在一些实现中，传感器系统120包括处理传感器系统数据122的控制器（未示出），而在其他示例中，传感器系统120将接收到的传感器系统数据122发送到车辆控制器150，其继而处理接收到的数据122（如图2所示）。

牵引车102可以包括用户界面130，例如显示器。用户界面130被配置为向驾驶员显示信息。在一些示例中，用户界面130被配置为经由一个或多个输入机构或触摸屏显示器从驾驶员接收一个或多个用户命令和/或向驾驶员显示一个或多个通知。在一些示例中，用户界面130是触摸屏显示器。在其他示例中，用户界面130不是触摸屏，并且驾驶员可以使用输入设备，诸如但不限于旋转旋钮或鼠标来进行选择。在一些示例中，驾驶员可以与用户界面130交互以打开或关闭“向后车灯”特征（其与车灯系统140相关联）。

牵引车102包括车灯系统140，其包括后向灯142、142a-d，例如但不限于尾灯142a、刹车灯142b、倒车灯142c和中央高位停车灯（chmsl）142d。另外，车灯系统140包括其他灯142、142e-n，例如前向灯和侧向灯。

传感器系统120、用户界面130和车灯系统140与车辆控制器150通信。车辆控制器150包括计算设备（或数据处理硬件）152（例如，具有一个或多个计算处理器的中央处理单元），其与能够存储可在（一个或多个）计算处理器上执行的指令的非暂时性存储器或硬件存储器154（例如，硬盘、闪存、随机存取存储器）通信。在一些示例中，非暂时性存储器154存储指令，所述指令当在计算设备152上执行时，使得车辆控制器150向车灯系统140提供信号或命令156，从而使得车灯系统140调节一个或多个灯142、142a-n。如所示，车辆控制器170由牵引车102支撑；然而，车辆控制器150可以与牵引车102分离并且经由网络（未示出）与牵引车102通信。

在一些实现中，与基于接收到的传感器系统数据122（诸如摄像机图像122a）对（一个或多个）物体的可视化和检测有关的车辆功能可能在暗光照条件下不能工作。在这种情况下，车辆控制器150指令车灯系统140照明一个或多个车灯142、142a-n，以改善由摄像机124捕获的图像122a。例如，定位在车辆102的后部上的摄像机124捕获拖车104的图像122a，并且控制器150基于接收到的图像122a确定一个或多个拖车参数。作为附加或替选，摄像机124可以定位在中央高位停车灯142d旁边，其捕获拖车104的图像122a，该图像然后由控制器150处理以确定一个或多个拖车参数。控制器150可以标识与拖车104相关联的每个接收图像122a内的一个或多个参考点；然而，在暗光照条件下，摄像机124可能不能捕获当被处理时标识用于在牵引车102的移动期间跟踪的参考点的图像122a。在这种情况下，车辆控制器150指令车灯系统140照明一个或多个车辆后向灯142、142a-d，使得摄像机124捕获将由控制器150分析的更好的图像122a。由传感器系统122和控制器150标识和跟踪的图像122a内的参考点可以是但不限于目标贴纸、图标、（一个或多个）拖车边缘或拖车104上已经存在或由客户引入的任何其他标记。车辆控制器150通过应用任何图像处理或机器视觉技术（例如但不限于直方图），来标识图像122a内的参考点。

在一些实现中，通过指令驾驶员或驾驶系统110（用于自主或半自主驾驶）执行一个或多个驾驶操纵来校准与分析接收图像122a相关联的车辆功能。在校准期间，车辆控制器150可以指令车灯系统140连续地接通单个灯142或多个灯142、142a-n，以通过操纵具有均匀照明，其中，单个灯142或多个灯142、142a-n被定位成使得（一个或多个）摄像机124捕获到由于由车灯系统140提供的均匀照明而能够被处理的照明图像122a。例如，通过指令驾驶员或驾驶系统110执行一个或多个驾驶操纵来校准拖车倒车辅助功能。车辆控制器150指令车灯系统140连续地接通单个后向灯142a-d或多个后向灯142a-d，以通过操纵具有均匀照明，其中，单个后向灯142a-d或多个后向灯142a-d照明拖车104，从而允许摄像机124捕获到允许控制器150标识所捕获的图像122a内的一个或多个参考点的照明图像122a。

在一些示例中，控制器150可以在没有照明的情况下处理图像122a，并且然后基于所接收和处理图像122a，控制器150可以指令车灯系统140照明位于摄像机124附近的一个或多个灯142。在其他示例中，控制器可以用最小照明（一个或两个灯142打开）来处理传感器系统数据122，随后，控制器150可以自适应地增加所使用的照明源或灯142的数量，以便成功地检测和跟踪一个或多个物体（例如，附接到牵引车102的拖车104）。

在一些实现中，控制器150指令车灯系统140打开刹车灯142b以照明拖车104。在这种情况下，即使没有施加制动，刹车灯142b也将保持接通。拖车刹车灯响应于制动器的实际使用。

在一些实现中，控制器150不指令车灯系统140打开刹车灯142b，而是指令车灯系统140打开其他的后向灯142a-d以照明拖车104。在这种情况下，当施加制动时，车辆控制器150防止制动系统114照明车辆刹车灯142b；然而，拖车104的刹车灯被打开。这样，控制器150提供了与拖车104的一致照明，由于所提供的照明不变，这确保了可以在所捕获的图像122a内更好地跟踪目标。

在一些实现中，控制器150指令车灯系统140打开倒车灯142c以照明拖车104。在这种情况下，即使倒车档没有接合，倒车灯142c也将保持接通。只有拖车倒车灯响应于倒车档的实际使用。

在一些实现中，控制器150不指令车灯系统140打开牵引车102的倒车灯142c，而是指令车灯系统140打开其他的后向灯142a、142b、142d以照明拖车104。在这种情况下，当驾驶员切换到倒车档时，车辆控制器150防止倒车灯142c照明拖车104；然而，当倒车档接合时，拖车104的倒车灯被打开。这样，控制器150提供了与拖车104的一致照明，由于所提供的照明不变，这确保了在所捕获的图像122a内更好地跟踪目标。

在一些实现中，控制器150指令车灯系统140使灯142保持持续接通，但是强度被数字脉宽调制。摄像机的图像捕获和光照明被同步，使得由摄像机124获得的所有图像122a被均匀地照明。在一个示例中，如果摄像机频率为30hz，则灯142、142a-d之一（比如刹车灯142b）也将以低占空比、以30hz被脉宽调制。调制的相位由车辆控制器150根据摄像机的图像采集来调节。当不施加车辆制动时，灯142b在摄像机光圈打开时，被供应高电压，并且在摄像机光圈关闭时，被供应低电压。这将使得所采集的所有图像122a能够以高亮度被照明，而正常人感知到光以低亮度被照明并且理解到尾灯是打开的。当施加车辆制动时，刹车灯142b将被持续地供应高电压。正常人将感知到更亮的刹车灯并理解到施加了制动。类似于没有施加制动的情况，所采集的所有图像122a也将以高亮度被照明。因此，无论是否应用了制动，所采集的所有图像都将具有相同的照明。可选地，车辆控制器150指令车灯系统140使灯142以与摄像机相同的频率被数字脉宽调制（例如，短暂地打开或关闭—在与摄像机的光圈速度指示一样长时间内）。在一个示例中，如果摄像机频率为30hz，则当需要照明时，灯之一（比如倒车灯142c）也将以高占空比、以30hz被脉宽调制。调制的相位将由车辆控制器150根据摄像机的图像采集进行调节。当接合倒车档时，灯142c在摄像机光圈打开时不被供应电压，在摄像机光圈关闭时被供应高电压。这使得所采集的所有图像122a能够以低亮度被照明，因为当摄像机光圈打开时倒车灯142c被关闭。同时，正常人感知到灯被接通并且理解到接合到倒车档。当没有接合倒车档时，倒车灯将持续被关闭。正常人将理解到没有接合倒车档。所有采集的图像也将以低亮度被照明。因此，无论是否接合倒车档，所采集的所有图像都将具有相同的照明。

可选地，牵引车102的各种后向灯142a-d可以被具有延伸到红外光谱中的波长的类似彩灯代替。这些类似彩灯可用于照明拖车104，以用于拖车倒车辅助功能、用于校准操纵、或与图像分析相关联的任何其他功能，并且可以仅对红外光谱执行图像处理。这将使驾驶员能够感知所有灯的正常操作。

在一些实现中，灯142恢复正常操作功能未被使用，或用于拖车操纵的校准操纵未被进行。

图3提供了方法300的操作的示例性布置，该方法用于使用图1a-2中描述的系统在执行车辆功能的期间基于图像分析来控制车辆102的一个或多个车灯142、142a-d。车辆功能可以包括包含图像分析的任何功能，例如拖车倒车辅助功能。在一些示例中，一个或多个灯142、142a-d面向相对于车辆102的向后方向，并且被配置为照明附接到车辆102的拖车104。在框302处，方法300包括在数据处理硬件152（即，车辆控制器150）处接收指令以分析由与数据处理硬件150通信的摄像机124捕获的一个或多个图像122a。所接收的指令由车辆功能执行的开始来触发。在框304处，方法300包括从数据处理硬件150、152向车灯系统140发送指令，所述车灯系统140包括位于摄像机124附近的一个或多个灯142、142a-d。指令使一个或多个灯142、142a-d的当前状态改变为临时状态。在临时状态期间，在框306处，方法300包括在数据处理硬件150、152处从摄像机124接收一个或多个图像122a。另外，在框308处，在临时状态期间，方法300包括在数据处理硬件150、152处标识一个或多个图像122a内的一个或多个参考点。

在一些实现中，在临时状态期间，该方法包括向与数据处理硬件150、152通信的显示器130发送指令。指令使显示器130示出一个或多个图像122a。在一些示例中，一个或多个灯142的当前状态的改变包括从关闭状态到开启状态的改变，其中，开启状态是临时状态，或反之亦然。在临时状态期间，可以调制灯142的强度。一个或多个灯的临时状态可以包括基于脉宽调制信号来输出光。脉宽调制信号可以与摄像机图像的采集定时同步。当车辆功能的执行完成时，方法300包括向车灯系统140发送指令，从而使一个或多个灯的临时状态变回到当前状态。

这里描述的系统和技术的各种实现可以以数字电子电路、集成电路、专门设计的asic（专用集成电路）、计算机硬件、固件、软件和/或其组合来实现。这些各种实现可以包括在可编程系统上可执行和/或可解释的一个或多个计算机程序中的实现，所述可编程系统包括至少一个可编程处理器，其可以是专用或通用的，被耦合以从存储系统、至少一个输入设备和至少一个输出设备接收数据和指令、以及向存储系统、至少一个输入设备和至少一个输出设备发送数据和指令。

这些计算机程序（也称为程序、软件、软件应用或代码）包括用于可编程处理器的机器指令，并且可以以高级过程和/或面向物体编程语言和/或以汇编/机器语言来实现。如本文所使用的，术语“机器可读介质”和“计算机可读介质”是指用于向可编程处理器提供机器指令和/或数据的任何计算机程序产品、装置和/或设备（例如，磁盘、光盘、存储器、可编程逻辑器件（pld）），包括接收作为机器可读信号的机器指令的机器可读介质。术语“机器可读信号”是指用于向可编程处理器提供机器指令和/或数据的任何信号。

本说明书中描述的主题和功能操作的实现可以以数字电子电路来实现，或者以计算机软件、固件或硬件（包括本说明书中公开的结构及其结构等效物）来实现，或者以它们中的一个或多个的组合来实现。此外，本说明书中描述的主题可以被实现为一个或多个计算机程序产品，即，在计算机可读介质上编码以供数据处理装置执行或控制数据处理装置的操作的计算机程序指令的一个或多个模块。计算机可读介质可以是机器可读存储设备、机器可读存储基板、存储器设备、实现机器可读传播信号的物质的组合、或者它们中的一个或多个的组合。术语“数据处理装置”、“计算设备”和“计算处理器”涵盖用于处理数据的所有装置、设备和机器，包括例如可编程处理器、计算机、或多个处理器或计算机。除了硬件之外，该装置还可以包括为所讨论的计算机程序创建执行环境的代码，例如，构成处理器固件、协议栈、数据库管理系统、操作系统或它们中的一个或多个的组合的代码。传播信号是人工生成的信号，例如，机器生成的电、光或电磁信号，其被生成以编码信息以便传输到合适的受方装置。

类似地，虽然在附图中以特定顺序描绘了操作，但是这不应当被理解为要求以所示的特定顺序或以顺序的次序执行这样的操作或者要求执行所有示出的操作来实现期望的结果。在某些情况下，多任务和并行处理可能是有利的。此外，上述实施例中的各种系统组件的分离不应被理解为在所有实施例中都需要这种分离，并且应当理解，所描述的程序组件和系统通常可以一起集成在单个软件产品中或封装到多个软件产品中。

已经描述了多种实现。然而，应当理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以进行各种修改。因此，其他实现在所附权利要求的范围内。