輔助鉸接式車輛倒車的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請涉及一種通過確定車輛組合的掃掠區(qū)域來輔助鉸接式車輛倒車的方法，其 在車輛倒車時(shí)使用。所述方法特別適于與倒車輔助功能一起使用。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)在低速期間重新布置車輛組合時(shí)，具有拖車的重型卡車的專業(yè)駕駛員通常不得 不手動(dòng)執(zhí)行具有高精度的路徑規(guī)劃和路徑遵循。例如，這可能是在裝載或卸載車輛、?？垦b 載場、在狹小空間停車、聯(lián)接拖車或替換可拆卸車體時(shí)。在低速期間操縱長的車輛組合，即 使經(jīng)驗(yàn)豐富的駕駛員也必須全神貫注，而且可能是有壓力和耗時(shí)的。
[0003] 即使是經(jīng)驗(yàn)豐富的駕駛員進(jìn)行商用重型鉸接式車輛的倒車也是具有挑戰(zhàn)性的任 務(wù)。駕駛員必須全神貫注于控制車輛的轉(zhuǎn)向盤角度，以便保持車輛組合的鉸接角度正確，使 得在倒車期間可以遵循期望的路徑。由此，存在一種不注意通過觀察車輛周圍以避免與行 人、固定和移動(dòng)障礙物碰撞的安全問題的風(fēng)險(xiǎn)。一種這樣的情況可以是當(dāng)駕駛員在交貨之 前以低速操縱車輛組合時(shí)，或者當(dāng)他已經(jīng)錯(cuò)誤地駛?cè)氇M窄且復(fù)雜的道路/街道并且需要將 車輛組合從這個(gè)狹窄的道路/街道中倒出去時(shí)。另一種情況可以是駛?cè)氩徽_的小樹林路 的木材卡車組合，其中車輛組合掉頭是不可能的而車輛組合倒車是必須的。
[0004] 另一種典型情況是當(dāng)駕駛員在已知的貨運(yùn)中心并且希望開始低速重新置過程以 與停靠場對齊。此過程之前可能由駕駛員已經(jīng)進(jìn)行了多次，即，駕駛員將不得不自己反復(fù)手 動(dòng)地倒車進(jìn)入?？空?。這意味著駕駛員不得不把大量的精力投入到使用轉(zhuǎn)向盤以實(shí)現(xiàn)大量 的轉(zhuǎn)向輸入，特別是在倒車期間，這是因?yàn)槎鄠€(gè)鉸接接頭使得車輛組合難以控制。這還將增 加與肩膀和后背疼痛損傷相關(guān)工作的風(fēng)險(xiǎn)，這對于商用重型卡車駕駛員來說是很常見的。
[0005] 減少倒車時(shí)駕駛員的工作負(fù)荷和壓力的一種方式是提供具有倒車輔助功能的卡 車。在車輛組合倒車時(shí)，倒車輔助功能將輔助駕駛員，因此允許駕駛員集中精力在監(jiān)督操縱 以及監(jiān)視車輛周圍。倒車輔助將減少倒車期間所花費(fèi)的時(shí)間，例如，?？垦b載平臺(tái)所花費(fèi)的 時(shí)間，這將增加車輛的生產(chǎn)率和?？坎僮鞯木取４送?，其還可以減少由于駕駛員可能全神 貫注于監(jiān)督車輛運(yùn)動(dòng)而不是規(guī)劃和執(zhí)行車輛組合的倒車而可能導(dǎo)致?lián)p壞車輛組合和周圍 物體的事故。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，沒有經(jīng)驗(yàn)的駕駛員也能夠執(zhí)行困難的低速操縱任務(wù)。
[0006] 倒車輔助在客車中變得越來越普及，其中對于轉(zhuǎn)向和速度，倒車輔助功能的控制 任務(wù)通常使用的單獨(dú)的控制器。例如，在平行停車時(shí)，車輛的駕駛員可以控制車輛的倒車速 度，并且車輛的控制系統(tǒng)控制車輛的轉(zhuǎn)向。系統(tǒng)包括速度限制，使得駕駛員僅可以在設(shè)定的 速度限制下移動(dòng)車輛。以這種方式，轉(zhuǎn)向致動(dòng)器將能夠遵循期望的路徑，同時(shí)駕駛員將有時(shí) 間觀察周圍。
[0007] 對于與重型車輛（例如，卡車）一起使用的倒車輔助系統(tǒng)，其它特征是所期望的。 對于重型車輛，平行停車不是主要目的。相反，較長距離倒車，例如?？康窖b載平臺(tái)，或者倒 車通過急轉(zhuǎn)彎是有用的特征。此外，倒車輔助系統(tǒng)還應(yīng)該適于處理包括卡車和拖車的車輛 組合。
[0008] 倒車輔助系統(tǒng)的一個(gè)問題是在倒車時(shí)保持監(jiān)看車輛組合的周圍。即使車輛設(shè)置有 后視鏡和倒車照相機(jī)，但是還是有靠近車輛的區(qū)域處于駕駛員視覺盲區(qū)中，特別是對于具 有多于一個(gè)鉸接接頭的車輛。當(dāng)然可以在拖車上安裝更多的照相機(jī)或接近傳感器，但是不 同拖車與牽引車輛的控制系統(tǒng)的整合將更加復(fù)雜。這樣的解決方案可以專用于卡車-拖車 組合。
[0009] 因此，有利的是提供一種提高鉸接式車輛倒車時(shí)安全性的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于針對指定路徑確定車輛的掃掠區(qū)域并且當(dāng)車 輛沿著指定路徑倒車時(shí)使用該掃掠區(qū)域的方法。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的解決問題的方案在權(quán)利要求1的特征部分中進(jìn)行描述。其它權(quán)利要 求有利地包括本發(fā)明方法的進(jìn)一步改進(jìn)。權(quán)利要求還包括用于執(zhí)行這種方法的計(jì)算機(jī)程序 和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。
[0012] 在輔助鉸接式車輛倒車的方法中，包括以下步驟：記錄針對指定路徑的第一鉸接 式車輛的預(yù)定數(shù)目的位置；記錄在預(yù)定數(shù)目的位置處的鉸接式車輛的每個(gè)鉸接接頭的鉸接 角度；記錄在預(yù)定數(shù)目的位置處的第一鉸接式車輛的方位（heading);將針對指定路徑的 記錄值保存在存儲(chǔ)器中；通過使用記錄值和鉸接式車輛的尺寸信息來計(jì)算針對指定路徑的 第一鉸接式車輛的掃掠區(qū)域；以及當(dāng)鉸接式車輛沿著指定路徑倒車時(shí)使用掃掠區(qū)域來控制 鉸接式車輛的轉(zhuǎn)向，使得鉸接式車輛在倒車期間不會(huì)延伸到掃掠區(qū)域外。
[0013] 通過本方法的該第一實(shí)施例，所述方法將首先記錄針對指定路徑的第一車輛的預(yù) 定數(shù)目的位置，從而限定行駛路徑。例如，指定路徑可以是行駛路線的最后部分，或者可以 是在較早時(shí)刻已經(jīng)行駛的路徑。指定路徑被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。此后，計(jì)算針對行駛路徑的 掃掠區(qū)域。掃掠區(qū)域是車輛在地面上的投影所覆蓋的總區(qū)域，即車輛已經(jīng)行駛的通道。為 了能夠計(jì)算掃掠區(qū)域，車輛的控制單元記錄在沿著指定路徑行駛期間鉸接式車輛的值，并 且使用所存儲(chǔ)的整個(gè)鉸接式車輛的車輛參數(shù)，該車輛參數(shù)包括等效輪距（wheel base)、牽 引車輛和被牽引車輛的長度和寬度。
[0014] 以這種方式，在倒車時(shí)鉸接式車輛可以使用掃掠區(qū)域，并且鉸接式車輛的轉(zhuǎn)向可 以被控制使得鉸接式車輛不會(huì)延伸到掃掠區(qū)域外。然而控制轉(zhuǎn)向使得車輛不延伸到掃掠區(qū) 域外可能是不現(xiàn)實(shí)的。由于，例如轉(zhuǎn)向致動(dòng)器的速度、車輛的速度以及所使用傳感器的噪聲 和分辨率，車輛可能一定程度上延伸到掃掠區(qū)域外。通過向掃掠區(qū)域添加公差帶，獲得修正 的掃掠區(qū)域，在倒車期間鉸接式車輛可以保持在修正的掃掠區(qū)域內(nèi)。在理論上，可以將公差 帶設(shè)定為零，但是公差帶大約小于20cm是有利的。以這種方式，當(dāng)車輛沿著指定路徑倒車 時(shí)修正的掃掠區(qū)域用于控制車輛的轉(zhuǎn)向，使得在倒車期間車輛不會(huì)延伸到修正的掃掠區(qū)域 外 。
[0015] 以這種方式，車輛組合可以被控制使得其在指定路徑的倒車期間在掃掠區(qū)域內(nèi)。 如果指定路徑是車輛組合行駛的最后路徑，那么駕駛員可以確保他可以沿著指定路徑倒車 而不會(huì)遇到任何障礙物，因?yàn)樗浪麆倓傂旭傔^相同的路徑。例如如果駕駛員錯(cuò)誤地駛 入狹窄道路，則他可以沿著相同的道路倒車，并且確信他總是在道路內(nèi)。這樣可以節(jié)省時(shí)間 以及減輕駕駛員大量的壓力，無論是倒車本身還是保持車輛組合在道路上。特別是對于相 對較長和/或彎曲的道路，這是有利的。
[0016] 優(yōu)選地，在倒車期間車輛組合在修正的掃掠區(qū)域的公差帶中的投影被最小化。根 據(jù)不同的參數(shù)，例如倒車速度、轉(zhuǎn)向致動(dòng)器、所使用的傳感器等，車輛組合的投影可以被允 許或多或少地在公差帶中延伸。優(yōu)選的是在倒車期間使公差帶中投影的總區(qū)域最小化，因 為這將提供較平穩(wěn)的倒車和較高的安全性。公差帶的寬度被設(shè)定為可以使用使合理的倒車 速度，但是其中公差帶的寬度足夠窄以提供對于車輛周圍障礙物的較好耐受性。
[0017] 在本方法的改進(jìn)中，掃掠區(qū)域被保存在存儲(chǔ)器中，并且在稍后時(shí)刻當(dāng)鉸接式車輛 組合倒車進(jìn)入已知位置時(shí)使用。例如，這可以是裝載停靠場，駕駛員第一次使車輛倒車進(jìn)入 該裝載停靠場。當(dāng)駛出裝載停靠場時(shí)，路徑被保存。下一次車輛來到相同的裝載停靠場，車 輛的倒車輔助功能可以使用所存儲(chǔ)的路徑以倒車進(jìn)入裝載?？繄?。掃掠區(qū)域可以被存儲(chǔ)在 特定車輛的存儲(chǔ)中或中心數(shù)據(jù)庫中，在所述中心數(shù)據(jù)庫中不同的車輛可以訪問信息。以這 種方式，之前還沒有到達(dá)特定位置的車輛也可以使用掃掠區(qū)域以進(jìn)行倒車。
[0018] 在本發(fā)明的改進(jìn)中，第一鉸接式車輛組合的掃掠區(qū)域可以用于輔助具有不同輪距 的第二鉸接式車輛組合沿著指定路徑倒車。例如，這可能是第二車輛組合正要倒車到相同 的裝載?？繄觥Ｔ谶@種情況下，第一車輛組合的掃掠區(qū)域可以被第二車輛使用以倒車進(jìn)入 裝載?？繄?。如果第一和第二車輛組合之間的差異相對較大，使得需要相對較大的公差帶 以輔助第二車輛組合的倒車，則可以提供給駕駛員他應(yīng)該小心且應(yīng)特別注意的消息。例如， 這可能是第二車輛比第一車輛寬得多或長得多的情況。然而，通常地，不同車輛組合的寬度 差異并不大，因?yàn)橥ㄟ^立法重型車輛的寬度得到詳細(xì)規(guī)定和控制。
[0019] 在本方法的改進(jìn)中，在相同位置處的不同掃掠區(qū)域可以組合以產(chǎn)生聚合掃掠區(qū) 域。這個(gè)聚合掃掠區(qū)域可以包括在相同位置處的來自先前路徑的兩個(gè)或多個(gè)掃掠區(qū)域。通 常地，例如在裝載停靠場處駕駛員不總是使用完全相同的路徑。在正常的