辅助将运载工具联接至拖车的系统和方法
【专利说明】辅助将运载工具联接至拖车的系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2014年5月7日提交的美国临时专利申请N0.61/989，966的权益，该美国临时专利申请通过引用结合在此。
技术领域
[0003]本发明的技术领域总体上涉及一种用以辅助将运载工具联接至拖车的系统和方法，并且更具体来说涉及一种用于将牵引拖车球与拖车榫舌对准的系统和方法。
【背景技术】
[0004]一些运载工具配备有牵引装置(tow hitch)，允许拖车或其他被牵引运载工具联接至所述运载工具，以便使得牵引运载工具能够牵引拖车。总体上，牵引装置安装至牵引运载工具在运载工具后保险杆近侧的后支撑结构，并且包含具有某一直径的拖车球(hitchball)。被牵引运载工具通常包含拖车榫舌(trailer tongue)，该拖车榫舌从被牵引运载工具的前端延伸出来。拖车榫舌通常包含座杯(cup)，拖车球定位在该座杯中，以将牵引装置联接至拖车榫舌。当球插入在座杯中时，座杯内的诸如金属锁扣之类的固定机构选择性地位于球的周围，以将榫舌牢固地固持至牵引装置。
[0005]当被牵引运载工具从牵引运载工具上分离时，拖车榫舌总体上支撑在可调支座上，使得座杯离地面的位置高于拖车球。当牵引运载工具的操作人员将榫舌附接至牵引装置时，他将使牵引运载工具后退，以将拖车球定位于座杯正下方。一旦位于这个位置，就通过放低支座而将榫舌放低到球上。
[0006]总体上，运载工具操作人员要在使牵引运载工具后退以将被牵引运载工具连接至牵引运载工具时将拖车球精确地定位到榫舌座杯下方，需要丰富的经验和技巧。操作人员再有技巧和经验，也几乎不可能将拖车球恰好定位在正确的位置。因此，操作人员通常必须使用拖车榫舌在右侧或左侧或者前侧或后侧方向上手动地移动被牵引运载工具，以提供准确的对准。因为被牵引运载工具可能又大又重且不便移动，所以这项任务有时候颇为困难。
[0007]因此，期望提供一种用以辅助联接运载工具与拖车的系统和方法。此外，通过配合附图以及前面的技术领域和【背景技术】来理解下面的详细说明和随附权利要求书，将容易明白本发明的其他期望特征和特性。
【发明内容】
[0008]提供辅助联接运载工具与拖车的方法。第一联接件操作性地连接至所述运载工具，并且第二联接件操作性地连接至所述拖车，所述第二联接件可以连接至所述第一联接件。在一个示例性实施例中，所述方法包含在第一预定位置处设置第一收发器，以及在第二预定位置处设置第二收发器。所述方法还包含识别所述第一联接件的空间位置。所述方法还包含在所述第二联接件附近安置第三收发器，并在所述收发器中的每一个之间发送无线信号。所述方法还包含基于所述无线信号的时序(timing)使用三角定位(triangulat1n)来确定所述第二联接件的空间位置。所述方法还可以包含计算所述第一联接件的空间位置与所述第二联接件的空间位置之间的路径。所述方法还可以包含传达所述路径，以便于使所述第一联接件朝所述第二联接件移动。
[0009]在另一个示例性实施例中，所述方法包含提供相机，所述相机定位成使得由相机产生的图像包含所述运载工具后方的区域。所述方法还包含识别所述第一联接件的空间位置。所述方法还包含在所述图像中确定第二联接件的位置，并由在图像中所确定的第二联接件的位置来计算第二联接件的空间位置。所述方法还可以包含计算所述第一联接件的空间位置与所述第二联接件的空间位置之间的路径。所述方法还可以包含传达所述路径，以便于使所述第一联接件朝所述第二联接件移动。
[0010]还提供一种根据实施例的用于辅助联接运载工具与拖车的系统。所述系统包含第一联接件和第二联接件，所述第一联接件操作性地连接至所述运载工具，所述第二联接件操作性地连接至所述拖车并且可以连接至所述第一联接件。所述系统还包含安置在运载工具上的至少一个感测设备。控制器与所述至少一个感测设备通信。所述控制器配置成:识别所述第一联接件的空间位置；使用来自所述至少一个感测设备的数据确定所述第二联接件的空间位置；计算所述第一联接件的空间位置与所述第二联接件的空间位置之间的路径；以及传达所述路径以便于使所述第一联接件朝所述第二联接件移动。
[0011]本发明还公开了如下技术方案。
[0012]1、一种辅助联接运载工具与拖车的方法，所述方法包括:
[0013]在第一预定位置处设置第一收发器；
[0014]在第二预定位置处设置第二收发器；
[0015]用控制器识别第一联接件的空间位置，所述第一联接件操作性地连接至所述运载工具；
[0016]在第二联接件附近安置第三收发器，所述第二联接件操作性地连接至所述拖车；
[0017]在所述收发器中的每一个之间发送无线信号；
[0018]用所述控制器基于所述无线信号的时序使用三角定位来确定所述第二联接件的空间位置；
[0019]用所述控制器计算所述第一联接件的所述空间位置与所述第二联接件的所述空间位置之间的路径；以及
[0020]传达所述路径以便于使所述第一联接件朝所述第二联接件移动。
[0021]2、根据方案所述I的方法，其中，识别所述第一联接件的所述空间位置包括:
[0022]在所述第一联接件附近安置所述第三收发器；以及
[0023]在所述收发器中的每一个之间发送无线信号。
[0024]3、根据方案I所述的方法，其中，识别所述第一联接件的所述空间位置包含:基于所述无线信号的所述时序使用三角定位来确定所述第一联接件的所述空间位置。
[0025]4、根据方案I所述的方法，还包括:响应于正在被确定的所述第一联接件的所述空间位置，移动所述第二联接件附近的所述第三收发器。
[0026]5、根据方案I所述的方法，其中，传达所述路径包括:向使用者显示所述路径。
[0027]6、根据方案I所述的方法，其中，传达所述路径包括:向转向控制单元传输所述路径。
[0028]7、一种辅助联接运载工具与拖车的方法，所述方法包括:
[0029]提供相机，所述相机定位成使得由所述相机产生的图像包含所述运载工具后方的区域；
[0030]识别第一联接件的空间位置，所述第一联接件操作性地连接至所述运载工具；
[0031]在所述图像中确定第二联接件的位置，所述第二联接件操作性地连接至所述拖车；
[0032]由在所述图像中所确定的所述第二联接件的位置来计算所述第二联接件的空间位置；
[0033]计算所述第一联接件的所述空间位置与所述第二联接件的所述空间位置之间的路径；以及
[0034]传达所述路径以便于使所述第一联接件朝所述第二联接件移动。
[0035]8、根据方案7所述的方法，其中，识别所述第一联接件的所述空间位置包含:
[0036]在所述图像中确定所述第一联接件的位置；以及
[0037]由在所述图像中所确定的所述第一联接件的位置来计算所述第一联接件的所述空间位置。
[0038]9、根据方案8所述的方法，其中，确定所述第一联接件的所述位置包含:在所述第一联接件附近安置光源。
[0039]10、根据方案8所述的方法，其中，所述第一联接件包含拖车球，并且计算所述第一联接件的所述空间位置包含:向所述图像应用霍夫变换。
[0040]11、根据方案8所述的方法，其中，所述第一联接件包含拖车球，并且计算所述第一联接件的所述空间位置还包括:接收所述拖车球的尺寸。
[0041]12、根据方案11所述的方法，其中，接收所述拖车球的所述尺寸包含:向所述图像应用霍夫变换以计算所述拖车球的所述尺寸。
[0042]13、根据方案11所述的方法，其中，接收所述拖车球的所述尺寸包含:经由人机界面(从使用者接收所述拖车球的所述尺寸。
[0043]14、根据方案8所述的方法，其中，传达所述路径包括:在HMI上显示所述路径。
[0044]15、根据方案8所述的方法，其中，传达所述路径包括:向转向控制单元传输所述路径。
[0045]16、一种用于辅助联接运载工具与拖车的系统，包括:
[0046]第一联接件，其操作性地连接至所述运载工具；
[0047]第二联接件，其操作性地连接至所述拖车，并且能连接至所述第一联接件；
[0048]至少一个感测设备，其安置在所述运载工具上；
[0049]控制器，其与所述至少一个感测设备通信，并且配置成
[0050]识别所述第一联接件的空间位置；
[0051]使用来自所述至少一个感测设备的数据确定所述第二联接件的空间位置；
[0052]计算所述第一联接件的所述空间位置与所述第二联接件的所述空间位置之间的路径；以及
[0053]传达所述路径以便于使所述第一联接件朝所述第二联接件移动。
[0054]17、根据方案16所述的系统，其中，所述至少一个感测设备包括:
[0055]第一收发器，其安置在所述运载工具的第一预定位置处；
[0056]第二收发器，其安置在所述运载工具的第二预定位置处；以及
[0057]第三收发器，其安置在所述第二联接件附近；
[0058]所述第一收发器、所述第二收发器和所述第三收发器中的每一个配置成将无线信号发送至所述其他收发器