用于联结装置连接的俯视图的制作方法

本申请要求2013年11月18日提交且题为“OVERHEAD VIEW FOR HITCH CONNECTION”的美国临时申请号61/905,666的优先权，该美国临时申请的整个内容通过引用并入。

背景技术：

本发明的实施例涉及用于帮助驾驶员将车辆联结装置附接到拖车连接器的方法和系统。

由于视野和视线限制，难以将车辆联结装置与联结装置安装的设备或附件（例如拖车、另一车辆、自行车架、运货工具等）连接。例如，车辆牵引球需要与拖车连接器在纵向（上下）方向和横向方向（左右）上恰当对准。然而，在操作车辆时，驾驶员不能够直接看到牵引球或拖车连接器。

技术实现要素：

因而，本发明的实现方案提供用于提供车辆中的俯视图以允许驾驶员将车辆联结装置与联结装置安装的附件对准的方法和系统。可以基于俯视图图像数据确定车辆联结装置（例如牵引球）与配对的拖车连接器之间的距离。距离信息可以被传达到驾驶员和/或由控制器使用来自动地控制车辆。

本发明还提供用于将车辆附接到拖车的联结装置连接系统。联结装置连接系统包括至少一个相机和控制器。相机配置成收集车辆联结装置和拖车连接器的图像数据。控制器配置成基于图像数据生成俯视图图像。控制器还配置成基于图像数据计算车辆联结装置与拖车连接器之间的相对高度，并且在相对高度小于预定阈值时生成警报。

另外，本发明提供用于帮助驾驶员将车辆连接到拖车的方法。方法包括通过至少一个相机收集车辆联结装置和拖车连接器的图像数据。方法还包括通过控制器基于图像数据来生成俯视图图像。方法还包括基于图像数据计算车辆联结装置与拖车连接器之间的相对高度，并且在相对高度小于预定阈值时通过控制器生成警报。

本发明的其它方面将通过考虑详细描述而变得显而易见。

附图说明

图1是装备有联结装置连接系统的车辆的图。

图2是由图1的联结装置连接系统生成的俯视图图像。

图3是车辆和拖车的图。

图4是装备有联结装置连接系统的拖车和车辆的图。

图5表示用于操作图1的联结装置连接系统的过程。

具体实施方式

在详细解释本发明的任何实施例之前，要理解的是，本发明在其应用上不限于在以下描述中阐述或者在以下附图中图示的组件的布置和构造的细节。本发明能够具有其它实施例并且能够以各种方式被实践或实施。

而且要理解的是，本文中使用的术语和短语用于描述的目的并且不应当视为限制性的。本文中的“包括”、“包含”或“具有”及其变形的使用意味着涵盖在此之后列出的项目及其等同物以及附加项目。术语“安装”、“连接”和“耦合”被宽泛地使用并且涵盖既直接又间接安装、连接和耦合。另外，“连接”和“耦合”不受限于物理或机械连接或耦合，并且可以包括电气连接或耦合，无论是直接的还是间接的。而且，可以使用包括有线连接、无线连接等的已知方式来执行电子通信和通知。

还应当指出的是，可以利用多个基于硬件和软件的设备以及多个不同的结构组件来实现本发明。还应当指出的是，可以使用多个基于硬件和软件的设备以及多个不同的结构组件来实现本发明。此外，应当理解的是，本发明的实施例可以包括硬件、软件和电子组件或模块，其出于讨论的目的可以被图示和描述为如大多数组件仅仅被实现在硬件中那样。然而，本领域普通技术人员并且基于该详细描述的阅读，将认识到，在至少一个实施例中，本发明的基于电子的方面可以被实现在由一个或多个处理器可执行的软件（例如存储在非暂时性计算机可读介质上）中。作为结果，应当指出的是，可以利用多个基于硬件和软件的设备以及多个不同的结构组件来实现本发明。例如，在说明书中描述的“控制单元”和“控制器”可以包括处理组件，包括一个或多个处理器，包括非暂时性计算机可读介质的一个或多个存储器模块，一个或多个输入/输出接口以及连接组件的各种连接（例如系统总线）。

图1图示了具有联结装置105（例如牵引球）和联结装置连接系统107的车辆100。联结装置连接系统107包括安装在车辆100上的多个相机110A-110C。由多个相机110A-110C收集的图像数据被用于产生车辆100的俯视图。联结装置连接系统107还包括控制器115，其具有电子处理单元120（例如处理器、专用集成电路（“ASIC”）等）、非暂时性计算机可读介质125和输入/输出接口130。控制器115通过输入/输出接口130获取图像数据。例如，输入/输出接口130可以通过有线连接或无线连接而连接到多个相机110A-110C。在一些实施例中，多个相机110A-110C通过专用有线连接而连接到输入/输出接口130或者通过通信总线135（例如CAN总线）与输入/输出接口130通信。

包括在控制器115中的电子处理单元120执行存储在非暂时性计算机可读介质125中的指令以生成如图2中所图示的车辆100的俯视图图像142。俯视图图像142可以被显示在联结装置连接系统107中所包括的至少一个显示设备140（例如LED、LCD或触摸屏显示器）上。俯视图图像包括车辆100及其周围环境的三维数据并且可以包括一个或多个覆盖图(overlay)。例如，在一些实现方案中，俯视图图像142包括指示车辆100的位置的车辆覆盖图。俯视图图像142还可以包括突出联结装置安装的附件（在此之后称为拖车145，但是这样的“附件”可以包括可以由车辆100牵引的任何对象，诸如拖车、另一车辆、自行车架、运货工具等）和/或在车辆100周围检测的其它对象的覆盖图。在一些实现方案中，俯视图图像142还可以包括向驾驶员提供指令144（例如箭头、警告、文本命令或信息等）的覆盖图。

图3图示了图1的车辆100和具有连接器150的拖车145。控制器115还可以基于俯视图图像（即基于俯视图图像中所表示的三维数据）计算距离信息。例如，控制器115可以确定相对于地面的联结装置105的联结装置高度155以及连接器150的连接器高度160。在一些实现方案中，控制器115确定联结装置105与连接器150之间的相对高度165。当联结装置105可能撞上连接器150或拖车145的其它组件（如相比于与连接器150连接）时，控制器115使用相对高度165来警告驾驶员，使得驾驶员可以采取适当动作。例如，控制器115可以生成可听警告、视觉警告、触觉警告或其组合以警告驾驶员可能的撞击。

在一些实现方案中，基于由多个相机110A-110C收集的图像数据来计算距离信息。在一些实现方案中，基于图像数据和俯视图图像来计算距离信息。在一些实现方案中，仅仅基于俯视图图像来计算距离信息。

在一些实现方案中，控制器115还配置成自动操作车辆100以避免所检测的潜在碰撞。例如，在具有主动悬架的那些车辆中，控制器115可以配置成自动调节车辆悬架高度以避免撞击。可替换地或者此外，控制器115可以配置成自动调节联结装置105的联结装置高度155（在装备有电子可调节联结装置的车辆中）。在一些实现方案中，控制器115还可以配置成执行类似高度调节以使拖车145中所承载的负载同高（level）（例如自动地或者基于手动命令）。而且在一些实现方案中，控制器115配置成自动控制车辆的转向角和/或速度来帮助车辆100与拖车145的对准以便连接。

为了标识联结装置105和连接器150位置，控制器115可以配置成向驾驶员显示一个或多个图像（例如俯视图图像142）并且从驾驶员接收联结装置105和连接器150的位置的指示。例如，如果车辆100包括显示设备140，则控制器115在显示设备140上接收指示联结装置105和/或连接器150的位置的触摸点。可替换地或者此外，控制器115可以使用特征识别自动标识联结装置105和/或连接器150。在一些实现方案中，控制器115还使用先前的位置确定来了解位置或改进特征识别。

图4图示了包括有线相机170的车辆100和包括无线相机175的拖车145。在一些实现方案中，一个或多个无线相机可以用于帮助驾驶员连接拖车145。例如，一个或多个无线相机可以被放置在车辆100或拖车145上的各种位置处以获得使用有线相机不容易获得的期望视场。在一些实现方案中，无线相机是可移除的，使得它们可以供不同拖车使用和/或基于车辆、拖车和连接环境而被手动定位。由无线相机收集的图像数据可以与由有线相机收集的图像数据一起用于产生俯视图图像。可替换地或者此外，由无线相机收集的图像数据可以被保持与由有线相机收集的图像数据分离。因此，在操作期间，可以提供两个不同的视图。可以基于手动选择或自动地切换显示给驾驶员的特定视图。例如，在一个实现方案中，当驾驶员正在执行基于有线相机170所收集的图像数据的拖车连接时，控制器115可以提供第一俯视图。当拖车145连接到或者将要连接到车辆100时，控制器115可以自动切换到基于无线相机175所收集的图像数据的第二俯视图。例如，在车辆100和拖车145连接之后或者在这样的连接发生之前不久，拖车145可能遮挡安装在车辆100的后部处的一个或多个相机的视野。因此，当完成连接时，切换无线相机可以为驾驶员提供更好的视野。

图5图示了用于操作联结装置连接系统107以帮助驾驶员将车辆100的联结装置105连接到拖车145的连接器150的过程500。出于描述目的而以迭代方式描述过程500的步骤。在本文中关于过程500所描述的各种步骤能够同时地、并行地、或者以与所图示的执行的连续和迭代方式不同的次序来执行。在步骤510处，至少一个相机收集联结装置105和连接器150的图像数据。在步骤520处，控制器115基于图像数据生成俯视图图像142。在步骤530处，控制器115计算联结装置105与连接器150之间的相对高度165。在步骤540处，控制器115将相对高度165与预定阈值比较。如果相对高度165大于或等于预定阈值，则控制器115确定联结装置105处于远离连接器150的足够安全的竖直距离并且过程500返回到步骤510以收集新的图像数据。另一方面，如果相对高度165小于预定阈值，则控制器115确定联结装置105可能撞上连接器150，而不是与连接器150配对，并且过程500进行到步骤550。在步骤550处，控制器115生成警报以警告驾驶员联结装置105可能撞上连接器150。在步骤560处，控制器115调节联结装置105的高度。

因而，本发明尤其提供用于车辆和拖车的联结装置连接系统。在所附权利要求中阐述本发明的各种特征和优点。