使用载荷传感器的传感器安装高度估计的制作方法

本发明是一种使用车辆上的传感器来估计物体相对于地面水平的高度的方法和设备，该高度可以基于载荷变化而变化。

背景技术：

高级驾驶员辅助系统（adas）包括帮助驾驶员进行驾驶过程的各种不同类型的车辆系统。这些智能系统使用许多不同的传感器来自动化、调适和增强车辆系统，以实现安全性和更好的驾驶。例如，在某些情形下，重要的是知道车辆上或车辆附近的物体相对于地面的高度。当将拖车挂接到车辆时，例如，重要的是知道拖车挂钩和/或拖车接收器距地面的高度，以确定拖车上的接收器是否将与车辆上的挂钩恰当对准。然而，外部因素（诸如，例如车辆中的不同载荷）会改变拖车挂钩到地面的距离，这会降低用于确定接收器和/或挂钩的高度的传感器读数的准确性。

技术实现要素：

在一个示例性实施例中，一种方法提供安装到车辆上的结构的至少一个传感器。所述至少一个传感器相对于地面水平位于传感器高度处。将车辆上的第一物体定位在与所述至少一个传感器相距固定距离且与地面水平相距可变距离处。根据车辆载荷来估计可变距离。基于可变距离来调整传感器高度，以考虑到车辆载荷的任何变化。将第二物体间隔成与地面水平相距竖直距离。使用调整后的传感器高度以与第二物体距地面水平的竖直距离进行比较。

在根据前一实施例的另一个实施例中，第一物体包括拖车挂钩并且第二物体包括拖车接收器，并且其中，该方法包括：将第一物体的可变距离与第二物体的竖直距离进行比较。

在根据先前实施例中的任一者的另一个实施例中，至少一个传感器包括至少一个相机。

在根据先前实施例中的任一者的另一个实施例中，该结构包括后挡板或举升门。

在根据先前实施例中的任一者的另一个实施例中，控制器被构造成通过确定车辆载荷的重量来根据车辆载荷估计可变距离。

在根据先前实施例中的任一者的另一个实施例中，该方法包括：通过使用与控制器通信的至少一个轮胎载荷或压力传感器来完成确定车辆载荷的重量。

在根据先前实施例中的任一者的另一个实施例中，所述至少一个轮胎载荷或压力传感器是电子轮胎信息系统的一部分。

在根据先前实施例中的任一者的另一个实施例中，车辆载荷位于由车辆的后轮胎支撑的货物区域中，并且其中，所述至少一个轮胎载荷传感器包括多个轮胎载荷传感器，其中至少一个轮胎载荷传感器与每个后轮胎相关联，并且其中，该方法包括：使用后轮胎中的轮胎载荷或压力传感器来估计每个后轮胎的载荷；以及使用后轮胎上的平均载荷来估计可变距离。

在根据先前实施例中的任一者的另一个实施例中，车辆载荷位于由车辆的后轮胎支撑的货物区域中，并且其中，所述至少一个轮胎载荷传感器包括多个轮胎载荷传感器，其中至少一个轮胎载荷传感器与每个后轮胎相关联，并且其中，该方法包括：使用后轮胎中的轮胎载荷或压力传感器来估计每个后轮胎的载荷；以及使用所有后轮胎的测得的载荷来估计可变距离。

在另一个示例性实施例中，一种设备包括安装到车辆上的结构的至少一个传感器。所述至少一个传感器相对于地面水平位于传感器高度处。第一物体位于车辆上并与所述至少一个传感器相距固定距离且与地面水平相距可变距离。第二物体被间隔成与地面水平相距竖直距离。控制器被构造成：根据车辆载荷来估计可变距离；基于可变距离来调整传感器高度，以考虑到车辆载荷的任何变化；以及使用调整后的传感器高度以与竖直距离进行比较。

在根据先前实施例中的任一者的另一个实施例中，第一物体包括拖车挂钩并且第二物体包括拖车接收器，并且其中，控制器将可变距离与竖直距离进行比较以确定拖车挂钩和拖车接收器是否沿纵向方向彼此对准。

在根据先前实施例中的任一者的另一个实施例中，该结构包括后挡板或举升门。

在根据先前实施例中的任一者的另一个实施例中，所述至少一个传感器定位在后挡板或举升门的上边缘附近，并且其中，拖车挂钩位于后挡板或举升门的下边缘上，并且其中，固定距离和可变距离加在一起以确定所述至少一个传感器距地面水平的距离。

在根据先前实施例中的任一者的另一个实施例中，控制器被构造成通过确定车辆载荷的重量来根据车辆载荷估计可变距离。

在根据先前实施例中的任一者的另一个实施例中，设备包括至少一个轮胎载荷或压力传感器，并且其中，控制器被构造成通过使用来自所述至少一个轮胎载荷或压力传感器的数据来确定车辆载荷的重量。

在根据先前实施例中的任一者的另一个实施例中，所述至少一个轮胎载荷或压力传感器是与控制器通信的电子轮胎信息系统的一部分。

在根据先前实施例中的任一者的另一个实施例中，车辆载荷位于由车辆的后轮胎支撑的货物区域中，并且其中，所述至少一个轮胎载荷或压力传感器包括多个轮胎载荷或压力传感器，其中至少一个轮胎载荷或压力传感器与每个后轮胎相关联，并且其中，控制器使用来自后轮胎中的轮胎载荷或压力传感器的数据来估计每个后轮胎的载荷，并使用后轮胎上的平均载荷来估计可变距离。

在根据先前实施例中的任一者的另一个实施例中，车辆载荷位于由车辆的后轮胎支撑的货物区域中，并且其中，所述至少一个轮胎载荷或压力传感器包括多个轮胎载荷或压力传感器，其中至少一个轮胎载荷或压力传感器与每个后轮胎相关联，并且其中，控制器使用来自后轮胎中的轮胎载荷或压力传感器的数据来估计每个后轮胎的载荷，并使用所有后轮胎的测得的载荷来估计可变距离。

在根据先前实施例中的任一者的另一个实施例中，控制器基于车辆载荷的变化来调整可变距离以提供所述至少一个传感器距地面水平的调整后的距离，并且随后将第二物体距地面水平的竖直距离与调整后的可变距离进行比较。

在根据先前实施例中的任一者的另一个实施例中，所述至少一个传感器包括至少一个相机。

附图说明

当结合附图考虑时，可以通过参考以下详细描述来进一步理解本公开，其中：

图1是具有并入了本发明的高度估计系统的车辆和拖车的示意性图示。

前述段落、权利要求或以下描述和附图的实施例、示例和替代方案（包括它们的各个方面或各自的单独特征中的任一者）可被独立地或以任何组合采用。结合一个实施例描述的特征可应用于所有实施例，除非这种特征不兼容。

具体实施方式

图1示出了车辆10和要挂接到车辆10的拖车12。在该示例中，车辆10是皮卡型火车，并且包括在一对后车轮16（仅示出一个后车轮）上面延伸的货箱14。车辆10包括联接到拖车12上的接收器20的拖车球或挂钩18。至少一个adas传感器22位于车辆10的后结构24上。在该示例中，后结构24包括后挡板；然而，后结构也可包括举升门或其他类似的结构。例如，adas传感器22可以包括运动传感器、光学相机传感器、雷达传感器、激光雷达传感器、激光传感器和/或超声波传感器中的一者或多者。在该示例中，adas传感器22包括至少一个光学相机传感器。

图1示出了竖直方向z和水平或纵向方向x（即，行进方向）。挂钩18通常位于车身的下边缘处并沿纵向方向x从车架或底盘向外延伸。adas传感器22安装在后挡板的上边缘附近，并沿竖直方向z相对于挂钩18或车身的下边缘具有已知的固定高度h1。在挂钩18或车身的下边缘到地面g之间还存在可变高度δh。该高度δh可以由于放置在货箱14中的载荷26而变化。较重的载荷降低高度δh，而当载荷减轻时，高度δh会增加。接收器20沿纵向方向x从拖车12朝向挂钩18延伸出来。接收器20位于地面g上方一高度h2处，该高度是已知的或测得的。

相机和其他基于视觉的传感器可以用于估计地面g上方远离车辆10的物体的高度，例如拖车接收器20。在us16/364/151中找到了用于确定地面上方远离车辆10的物体的高度的一种示例方法和系统，该专利转让给同一受让人并特此通过引用并入本文。

在所公开的示例中，adas传感器22用于确定挂钩18是否与接收器20对准，使得挂钩18将与接收器20碰撞以将拖车12连接到车辆10。为进行该确定，必须以高的准确性知道挂钩18和接收器20相对于地面g的竖直位置。在这种情形下，单目相机是优选的传感器类型，因为它们用于实施众多功能，诸如自动化的拖车挂接、拖车倒车辅助、驾驶员后视等。

为了用这种传感器准确地估计地面g上方的物体的高度，必须知道地面上方的传感器22的有效高度。传感器22相对于地面g的有效高度由传感器22和框架或底盘上的挂钩18之间的固定安装高度h1确定，该固定安装高度然后与可变高度δh相加。可变高度分量是随车辆载荷而定的。系统检测传感器22相对于地面g的高度由于载荷26的变化所致的任何变化。

如上文所讨论的，载荷位于由后车轮16支撑的货箱14中。每个车轮16包括轮胎28。在一个示例中，使用后轮胎28中的载荷或压力传感器30来估计每个轮胎28的载荷。每个后轮胎28包括至少一个载荷或压力传感器30。在30a处示意性地指示了图1中未示出的用于后轮胎的载荷或压力传感器。每个轮胎载荷或压力传感器30、30a将轮胎压力或载荷数据传达到控制器c。例如，控制器c可以随时间监测轮胎压力以确定由于货物载荷增加或减少导致的任何变化。因此，系统针对δh设定有第一或初始高度，且然后基于货物载荷的变化来调整该高度δh。

在简单的解决方案示例中，系统使用后轮胎28上的平均载荷来估计后传感器22（例如，相机）的传感器高度（h1+∆h）。在更复杂的解决方案示例中，使用所有轮胎的测得的载荷。因此，得以响应于可变高度∆h的变化来不断地调整传感器高度（h1+∆h）。这显著改进了传感器高度的准确性，从而然后允许传感器22对可变高度与高度h2进行更准确的比较。

在一个示例中，系统使用相机传感器22来估计接收器20相对于地面水平g的高度，例如估计接收器20的高度h2。相机传感器22和压力传感器30、30a将数据传达到系统控制器c。系统使用来自载荷或压力传感器30的载荷数据来确定可变高度δh，该可变高度然后与固定高度h1相加以确定传感器22距地面g的实际实时高度。因此，改进了传感器22的准确性，因为其相对于地面g的高度已被校正为针对载荷26进行调整。因此，该传感器的用以确定接收器20相对于地面的高度h2的读数更准确。进一步地，为与接收器高度h2进行比较而对挂钩18相对于地面g的可变高度δh的确定更准确，因为可变高度δh考虑到了载荷26的变化。

在一个示例中，载荷传感器30是电子轮胎信息系统（etis）的一部分。该系统是电子系统，其使用轮胎传感器来监测轮胎气压、载荷等。使用来自该系统的传感器降低了成本，因为不需要附加的载荷传感器。控制器c可以是etis的一部分，或者可以是与etis通信的单独的控制器。

本发明提供胜于现有设计的改进的准确性，因为得以基于车辆载荷信息来校正或调整相机传感器22的高度。

还应理解的是，虽然在所图示的实施例中公开了特定的部件布置，但是其他布置将受益于此。尽管示出、描述和要求保护特定的步骤序列，但应理解，除非另有指示，否则步骤可按任何顺序、分开地或组合地执行并且仍将受益于本发明。

尽管不同的示例具有图示中所示的特定部件，但是本发明的实施例不限于那些特定组合。有可能将来自示例中的一个的一些部件或特征与来自示例中的另一个的特征或部件组合使用。

尽管已公开了示例实施例，但是本领域的普通技术人员将认识到某些修改将在权利要求的范围内。因此，应研究以下权利要求以确定其真实范围和内容。