Titel

Verfahren zur Unterstützung bei einem Ranqiermanöver eines Gespanns aus

Zuqfahrzeuq und Anhänger, System und Gespann

Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterstützung bei einem Rangiermanöver eines Gespanns aus Zugfahrzeug und Anhänger, ein System und ein Gespann.

Surround-View-Systeme für eine Parkmanöverassistenz, welche typischerweise mit drei bis sechs Kameras ausgestattet sind, bieten eine ausreichende

Rundumsicht und erlauben insbesondere das Ausrichten des Fahrzeugs an Parklinien. Kostengünstigere rückfahrkamerabasierte

Parkmanöverassistenzsysteme bieten lediglich die Sicht hinter das Fahrzeug und nicht die Möglichkeit, sich an statischen Strukturen im Bild auszurichten.

Insbesondere sind hierbei parallele Parklinien eines Parkplatzes am Ende eines Einparkmanövers nicht mehr sichtbar.

US 2016/207459 A1 und WO2016/0822961 A1 beschreiben jeweils ein

Verfahren, bei dem zuvor aufgenommene Bilder der Rückfahrkamera in einen Bildbereich außerhalb des aktuell grafisch dargestellten Sichtbereiches der Rückfahrkamera projiziert werden.

EP 2 921 350 A2 offenbart ein videobasiertes (teil-)autonomes An- und

Abkoppeln eines Anhängers.

DE 10 2009 012 253 A1 beschreibt Verfahren zum Durchführen eines

Parkmanövers eines Gespanns mit einer Rückfahrkamera am Anhänger.

Offenbarung der Erfindung Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Unterstützung bei einem Rangiermanöver eines Gespanns aus Zugfahrzeug und Anhänger. Hierbei kommt als„Zugfahrzeug“ insbesondere jedes Fahrzeug infrage, welches fähig ist, einen Anhänger zu ziehen und insbesondere frei manövrierfähig und mittels eines motorisierten Antriebes fahr- und steuerbar ist, wie z.B. ein PKW und/oder ein LKW und/oder ein Traktor. Ein„Anhänger“ ist insbesondere jedes unter Verbindung mit einem Zugfahrzeug manövrierfähige Fahrzeug. Hierbei kommen insbesondere ein Wohnwagen und/oder ein

Pferdeanhänger und/oder sonstige Anhänger infrage. Entsprechend ist ein Gespann eine Kombination aus Anhänger und Zugfahrzeug. Der Begriff „Rangiermanöver“ bezeichnet insbesondere bestimmte Fahrbewegungen, insbesondere bei Geschwindigkeiten von unter 6 km/h, mit Gespannen, z.B. das Führen eines LKW-Anhängers an Be- oder Entladestellen und/oder das

Einparken eines PKWs unter wiederholtem Versuch bei engen Parklücken. In einem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt ein Erfassen eines feststehenden Objektes, z.B. einer Bodenmarkierung, insbesondere einer Parklinie, durch eine Rückfahrkamera des Zugfahrzeuges. Zusätzlich kann das Objekt oder eine Umgebung auch mit einer Frontkamera des Zugfahrzeuges erfasst werden. In einem nächsten Schritt erfolgt ein Ermitteln, dass der

Anhänger das Objekt für die Rückfahrkamera verdeckt. Dies kann insbesondere mithilfe einer Auswerteeinheit, z.B. einer CPU und/oder eines Mikrocontrollers und/oder einer elektronischen Steuereinheit, z.B. einer Head Unit, des

Fortbewegungsmittels erfolgen. Das Verdecken kann in Abhängigkeit einer Analyse von Bildern, welche aus einem Videoeingangssignal der

Rückfahrkamera generiert werden, ermittelt werden. Dabei kommen für eine Analyse insbesondere eine Bildmerkmalsanalyse und/oder eine

Helligkeitsverteilungsanalyse und/oder eine Farbanalyse des aus dem

Videosignal der Rückfahrkamera erzeugten Bildes infrage. Ein Verdecken kann ein räumliches Versperren des Sichtfeldes der Rückfahrkamera auf das Objekt durch den Anhänger und/oder einen Schattenwurf des Anhängers auf das Objekt umfassen. In einem weiteren Schritt erfolgt ein Überlagern eines Abbildes des Anhängers durch ein das verdeckte Objekt repräsentierendes Bildelement, beispielsweise eine Darstellung einer Parklinie, in einem mittels der

Rückfahrkamera ermittelten Bild. Mit anderen Worten wird das für die

Rückfahrkamera nicht mehr sichtbare Objekt zur Unterstützung des

Rangiermanövers als eine grafische Darstellung auf ein Abbild des Anhängers projiziert, damit das Objekt weiterhin für einen Anwender sichtbar bleibt. Die grafische Darstellung des Bildes, welches durch die Rückfahrkamera ermittelt wird, kann z.B. auf einem Kombidisplay und/oder einem zentralen

Informationsdisplay und/oder einem Head-up Display erfolgen. Somit ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren ein kostengünstiges Einkamera-System für eine Manöverunterstützung in Bezug auf die Ausrichtung eines Gespanns an ortsfesten Umgebungsstrukturen innerhalb eines Rangiermanövers. Hierbei entfällt die Notwendigkeit einer zusätzlichen Kamera am Anhänger.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.

In einer bevorzugten Weiterbildung umfasst das erfindungsgemäße Verfahren den Schritt eines Erzeugens eines Bird’s-eye View-Bildes, wobei das Bird’s-eye View-Bild aus Umgebungsaufnahmen, welche durch die Rückfahrkamera vor und/oder während des Rangiermanövers aufgenommen werden, durch ein Abbild des durch den Anhänger verdeckten Sichtfeldes der Rückfahrkamera in dem Bild überlagert wird. In diesem Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens werden insbesondere Umgebungsaufnahmen, die beispielsweise beim Anfahren und/oder Passieren eines Rangierareals durch die Rückfahrkamera

aufgenommen wurden, in ein Bird’s-eye View-Bild des Displays eingefügt.

Insbesondere kann so der grafische Bereich, welcher im Bild dem Abbild des durch den Anhänger verdeckten Sichtfeldes der Rückfahrkamera entspricht, durch vorherige Umgebungsaufnahmen realitätsnah dargestellt werden. Dies ermöglicht dem Anwender ein einfacheres Rangieren mit dem Gespann.

Zusätzlich oder alternativ können vor und/oder während des Rangiermanövers durch die Rückfahrkamera aufgenommene Bilder bzw. Umgebungsaufnahmen insbesondere bewegungskompensiert über die Visualisierung des nicht- sichtbaren Bereiches des Bildes überlagert werden. Die Umgebungsaufnahmen können insbesondere während einer Vorwärtsanfahrt des Rangiermanöverareals aufgenommen werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens repräsentiert das Bildelement zusätzlich eine grafische Darstellung einer Trajektorie des Anhängers. Dies kann insbesondere odometrisch mithilfe eines Ermittelns eines Lenkwinkels des Zugfahrzeuges realisiert werden. Die graphische Darstellung kann beispielsweise eine Linie und/oder eine Kurve aufweisen. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das erfindungsgemäße Verfahren ferner die Schritte des Erfassens des Anhängers mit der

Rückspiegelersatzkamera und eines Ermittelns einer Position des Abbildes des Anhängers in dem durch die Rückfahrkamera ermittelten Bild. Mit anderen Worten kann insbesondere eine Bewegung des Anhängers während des

Rangiermanövers berücksichtigt werden. Beispielsweise kann im Ansprechen darauf eine Position des Anhängers auf dem Bild, welches durch die

Rückfahrkamera ermittelt wird, während eines Rangiervorganges aktualisiert werden. Insbesondere kann, falls der Anhänger das Objekt nicht länger verdeckt, das Bildelement ausgeblendet werden. Dies sorgt für eine Verringerung des anwenderseitigen Ablenkungsgrades und zu einer Einsparung von

Rechenleistung.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Objekt ein parkendes Fremd-Fahrzeug und/oder eine

Bodenmarkierung, insbesondere eine Parklinie und/oder einen Fahrbahnstreifen, und/oder eine Pflanze und/oder ein Gebäude und/oder ein Verkehrsschild und/oder eine Installation, beispielsweise einen Hydranten und/oder ein

Verkehrsschild, und/oder eine Straßenstruktur, beispielsweise einen Bordstein, und/oder einen Kanaldeckel. Eine Vorgabe bezüglich der Art des zu erfassenden Objektes kann bereits werkseitig vordefiniert sein oder durch den Anwender eingestellt werden. Hierbei können zudem mehrere Objekte durch die

Rückfahrkamera erfasst werden und als Bildelement im Falle eines Verdeckens durch den Anhänger auf dem Bild, welches durch die Rückfahrkamera dargestellt wird, über das Abbild des Anhängers überlagert werden. Ferner können Objekte, wie beispielsweise Fahrbahnstreifen, auf dem Bild, insbesondere linear, extrapoliert werden. Insbesondere kann im Falle einer Eigenbewegung des Objektes, z.B. wenn ein parkendes Fahrzeug anfährt, dieses im Falle des Verdeckens als„nicht sicher“ oder„nicht ortsfest“ klassifiziert werden, woraufhin eine Warnung, z.B. visuell und/oder akustisch und/oder haptisch, an den

Anwender ausgegeben werden kann. Somit kann die Sicherheit während des Rangiermanövers gesteigert werden.

Weiterhin vorteilhaft kann das Bildelement in Abhängigkeit eines Lenkwinkels und/oder einer Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder einer Beschleunigung dargestellt werden. Hierzu sind insbesondere bereits bekannte odometrische Verfahren denkbar.

In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung des ersten Erfindungsaspektes kann das erfindungsgemäße Verfahren zur Unterstützung durch ein

Unterschreiten einer vordefinierten Geschwindigkeit, beispielsweise 6 km/h, und/oder durch eine Anwendereingabe ausgelöst werden. Im Falle eines besonders problematischen Rangiermanövers kann der Anwender somit frühzeitig eine Aufnahme der Umgebung durch die Rückfahrkamera veranlassen, damit für die Unterstützung während des Rangiermanövers genügend Bilddaten für den Anwender zur Verfügung stehen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das erfindungsgemäße Verfahren den Schritt eines Ermittelns, dass der Anhänger angekoppelt wurde. Dies kann durch sämtliche Umgebungssensoren, welche dem Zugfahrzeug zur Verfügung stehen, insbesondere über einen Anhängerkupplungssensor und/oder einen Ultraschallsensor und/oder die Rückfahrkamera, realisiert werden.

Hierdurch kann wiederum Rechenleistung gespart werden, da das

erfindungsgemäße Verfahren ohne Anhänger bei einem Rangiermanöver nicht durchzuführen ist. Ferner kann z.B. mittels einer Bordelektronik des

Zugfahrzeuges auch darüber entschieden werden, einen Ultraschallsensor, welcher im Falle eines Ankoppelns den Anhänger dauerhaft erfasst, zu deaktivieren.

In einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst das erfindungsgemäße Verfahren den Schritt eines Filterns des Objektes dahingehend, ob dies eine

Kollisionsrelevanz aufweist. Beispielsweise können einer vordefinierten Referenz auf einem Speicher der Bordelektronik des Zugfahrzeuges unterschiedliche Kollisionsrelevanzen für unterschiedliche Objekte zugewiesen sein. Falls beispielsweise ein Hydrant durch die Rückfahrkamera ermittelt wird, kann diesem Hydranten eine hohe Kollisionsrelevanz zugewiesen werden. Im Falle einer Bodenmarkierung kann dieser Beispielsweise ein Attribut„keine

Kollisionsrelevanz“ zugewiesen werden. Beispielsweise kann mittels der

Rückfahrkamera die Position des Hydranten ermittelt werden. Im Falle eines Verdeckens durch den Anhänger kann odometrisch eine Annäherung an den Hydranten ermittelt werden. Beispielsweise kann das Objekt, also z.B. der Hydrant, dann durch das überlagerte Bildelement je nach„Kollisionsgefahr“ farblich codiert (grün bis rot) dargestellt werden. Weiterhin oder alternativ kann auch eine akustische Warnung, insbesondere ein Triller und/oder ein Hupen und/oder ein Piepton, und/oder ein haptisches Feedback, wie z.B. ein Rütteln des Lenkrades, ausgegeben werden. Zusätzlich oder alternativ kann ein Objekt auch nach einer Zugfahrzeugführungsrelevanz gefiltert werden. Auch hierzu können Objekte anhand einer vordefinierten Referenz eingeordnet werden. Hierbei kann die Einordnung insbesondere hierarchisch erfolgen. Beispielsweise kann einer Parklinie ein höherer Rang zugewiesen werden als einem

Kanaldeckel. Insbesondere können Objekte mit niedrigem Rang herausgefiltert werden. Somit kann die Überlagerung des Abbildes des Anhängers

übersichtlicher für den Anwender gestaltet werden.

Die folgenden erfindungsgemäßen Aspekte weisen die vorteilhaften

Ausgestaltungen und Weiterbildungen mit den wie vorstehend genannten technischen Merkmalen sowie die generellen Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens und die jeweils damit verbundenen technischen Effekte entsprechend auf. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird deshalb in der Folge auf eine erneute Aufzählung verzichtet.

Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein System, welches eingerichtet ist, das Verfahren gemäß dem ersten Erfindungsaspekt durchzuführen. Das System kann insbesondere in einem Gespann (aus

Zugfahrzeug und Anhänger) enthalten sein. Insbesondere umfasst das

Zugfahrzeug eine Rückfahrkamera, welche eingerichtet ist, ein feststehendes Objekt zu erfassen und eine Auswerteeinheit, welche eingerichtet ist, ein Verdecken des feststehenden Objektes durch einen Anhänger zu ermitteln und welche ferner eingerichtet ist, ein Abbild des Anhängers mit einem das verdeckte Objekt repräsentierenden Bildelement in ein mittels der Rückfahrkamera ermitteltes Bild zu überlagern sowie ein Display, welches eingerichtet ist, das Bild darzustellen.

Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Gespann, welches ein System gemäß dem zweiten Erfindungsaspekt aufweist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:

Figur 1 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gespanns;

Figur 2 eine Vogelperspektive einer Ausführungsform des

erfindungsgemäßen Gespanns;

Figur 3 eine Illustration von Verfahrensschritten gemäß einer

Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Figur 4 eine Illustration von Verfahrensschritten gemäß einer weiteren

Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens; und

Figur 5 ein Flussdiagramm einer Ausführungsform des

erfindungsgemäßen Verfahrens.

Figur 1 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gespanns 10 umfassend ein Zugfahrzeug 5, hier in Form eines PKWs, und einen Anhänger 6. Ferner umfasst das Gespann 10 ein erfindungsgemäßes System 1 , welches ein Display 4, eine Auswerteeinheit 2 und eine Rückfahrkamera 3 umfasst. Hierbei ist die Rückfahrkamera 3 eingerichtet, mithilfe der Auswerteeinheit 2 zu ermitteln, ob ein Objekt 11 , hier in Form eines Schildes, welches zuvor durch das Sichtfeld 7 der Rückfahrkamera 3 erfasst wurde, durch den Anhänger 6 verdeckt wird. Das Display 4, welches mit der Auswerteeinheit 2 verbunden ist, stellt ein

entsprechendes Bild dar, welches ein Abbild des Anhängers 6 enthält und ein Bildelement 13 repräsentierend das Objekt 11 , diesem Abbild überlagert, falls der Anhänger 6 das Sichtfeld 7 auf das Objekt 1 1 verdeckt.

Figur 2 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gespanns 10 aus der Vogelperspektive.

Figur 3 zeigt eine Illustration von Verfahrensschritten einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens über entsprechende Bird’s-eye View-Bilder, welche jeweils ein Abbild des Zugfahrzeuges 5, ein Abbild des Anhängers 6, und ein Abbild des Sichtfeldes 7 der Rückfahrkamera 3 zeigen. Hierbei dienen die Kacheln in Figur 3 als Illustrationen der Schritte S1 bis S6. Für Schritt S1 wird ein Bird’s-Eye-View-Abbild einer Vorwärtsfahrt des Gespanns 10, welches durch den Vorwärtspfeil 8 signalisiert wird, gezeigt. Hierbei erfasst die Rückfahrkamera 3 ein Objekt 1 1 (im vorliegenden Fall Parklinien 9 auf der Fahrbahn). Für Schritt S2 wird der Beginn des Rangiermanövers gezeigt. Hierbei werden Parklinien 9 aufgrund des verdeckten Sichtbereiches 12 nicht dargestellt. Nachdem das erfindungsgemäße Verfahren zur Unterstützung bei dem Rangiermanöver in Schritt S3 ausgelöst wird, werden Bildelemente 13 repräsentierend das Objekt in den verdeckten Bereich projiziert. In den Illustrationen der Schritte S4 bis S6 wird zugleich der Anhänger 6 durch die Rückfahrkamera 3 erfasst und dessen Position kontinuierlich ermittelt, um ein Ausrichten an den Parklinien 9 zu ermöglichen. Hierbei werden die Bildelemente 13 dann dem Abbild des verdeckten Sichtfeldes 12 und dem Abbild des Anhängers 6 überlagert, wenn die realen Parklinien 9 für die Rückfahrkamera 3 durch eine Verdeckung nicht erfassbar sind.

Figur 4 zeigt eine Illustration von erfindungsgemäßen Verfahrensschritten, bei denen vor dem Beginn des Rangiermanövers und währenddessen

aufgenommene Umweltaufnahmen, welche durch die Rückfahrkamera 3 aufgenommen werden, in das Bird’s-eye View Bild eingefügt werden. Die Kacheln innerhalb der Figur 4 illustrieren hierbei die Verfahrensschritte L1 bis L6. Hierbei werden in Schritt L1 während der Vorwärtsfahrt (vor Beginn des

Rangiermanövers) und in Schritt L2 während des Beginns des Rangiermanövers Bilder der durch die Rückfahrkamera 3 erfassten Umgebung gespeichert. In Schritt L3 werden schließlich zuvor aufgenommene Bilder dem Abbild des verdeckten Sichtfeldes 12 überlagert, wodurch das Abbild des verdeckten Sichtfeldes 12 im Gegensatz zum realen verdeckten Sichtfeld 12 flächenmäßig reduziert dargestellt wird. In den Schritten L4 bis L6 werden die zuvor aufgenommenen Rückfahrkamerabilder bewegungskompensiert dem Abbild des verdeckten Sichtfeldes 12 überlagert. Derartige Bilder, welche

bewegungskompensiert erstellt werden, können z.B. comicartig in Form einer „3D- Art Map“ und/oder als Strichzeichnung und/oder als Geisterbild und/oder als Gradientenbild dargestellt werden. Dies kann z.B. auf einem 3D-Grafikprozessor der Auswerteeinheit 2, insbesondere einer Head Unit, erfolgen.

Figur 5 zeigt ein Flussdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. In einem ersten Schritt 100 erfolgt ein Auslösen des

erfindungsgemäßen Verfahrens zur Unterstützung bei einem Rangiermanöver durch ein langsames Fahren des Zugfahrzeuges 5, beispielsweise mit einer Geschwindigkeit von < 6 km/h. Im Ansprechen darauf erfolgt im zweiten Schritt 200 ein Erfassen eines feststehenden Objektes 1 1 , beispielsweise einer Parklinie 9, durch die Rückfahrkamera 3 des Zugfahrzeuges 5. Im dritten Schritt 300 wird, beispielsweise mithilfe einer Auswerteeinheit 2, ermittelt, ob ein verdecktes

Sichtfeld 12 existiert, was durch ein Verdecken des Objektes 11 durch den Anhänger 6 hervorgerufen werden kann. Sollte ein solches Verdecken vorliegen, so wird in einem vierten Schritt 400 ein Abbild des Anhängers 6 auf einem durch die Rückfahrkamera 3 ermittelten Bild, welches z.B. auf einem Display 4 dargestellt wird, durch ein das verdeckte Objekt 11 repräsentierendes

Bildelement 13 überlagert.