附接有掛車的車輛的後視鏡調節系統的製作方法
2023-04-30 08:18:46
專利名稱：附接有掛車的車輛的後視鏡調節系統的製作方法
技術領域：
本發明總體涉及調節拖拽掛車的車輛的後視鏡的系統和
方法，更具體地，涉及基於車輛和桂車之間的掛接角度，自動地調節拖拽掛車的車輛的後視鏡的系統和方法
背景技術：
汽車工業為了提高車輛和乘客的安全性做出了相當大的努力。關注的方面之一就是由車輛後視鏡提供的受限的視野。車輛後視鏡被定向來為車輛駕駛員提供車輛左後方和右後方的最佳後視區域。對於可手動調節的後視鏡，後視區域是車輛附近空間的固定區域，其相對於車輛處於特定方向上。後視區域的方向可通過調節後視鏡而調節。當車輛在道路上行駛時(其中路況不斷變化)，固定的後視區域會限制駕駛者的視野並且會導致危及行人、騎車人及其他車輛的事故，這些行人、騎車人及其他車輛由於後視區域固定使駕駛員無法看到。在這種情況下，需要校正後視鏡的後視區域以得到所需的視野。受限的後視區域的問題在拖拽桂車的車輛、牽引車-桂車、絞接式公共汽車等情況下變得更加突出，這是因為視線由於車輛組合的彎曲而進一步受限。解決拖拽掛車的車輛的上述問題的 一 種現有系統確定車輛和桂車之間的距離變化，從而確定出車輛正在轉彎，並且相應地調節後視鏡以優化後視區域。該系統利用安裝在車輛和桂車上的磁場傳感器。但是，利用磁傳感器的問題在於，因為車輛中有大量的電氣裝置，所以它們可能影響這種磁傳感器的作用。進一步地，此系統僅能用於拖拽掛車的車輛。另 一種現有系統基於車輛沿豎直軸線的轉彎提供後視鏡的自動調節。但是，這種系統在車輛下坡或上坡行駛時不調節後視鏡。
根據本發明的教導，公開了一種系統和方法，其當車輛沿 曲線行駛時，自動地校正拖拽掛車的車輛的後視鏡的視角。該系統基 於合適的可用信號估算道路曲率。道路曲率估算用於確定道路曲率半 徑，然後其可用於確定後視鏡的校正的視角。如果掛車的尺寸是未知 的，那麼校正的視角等於車輛和掛車之間的掛接角度。如果掛車的尺寸 是已知的，那麼將使用三角法來確定校正的視角。基於道路彎向右或彎 向左，將確定調節左側後視鏡或右側後視鏡。結合附圖，通過下面的描述和所附權利要求，本發明的額 外特徵將變得明顯。
圖1是沿曲線行駛的車輛的圖示，示出了車輛右側後視鏡 的才交正3見角；圖2是越過坡行駛的車輛的圖示，示出了車輛側後視鏡的 校正4見角；圖3是上坡行駛的車輛的圖示，示出了車輛側後視鏡的校 正視角；圖4是沿曲線拖拽桂車的車輛的圖示，示出了車輛右側後 -f見鏡的校正視角；圖5是根據本發明的一個實施例，校正車輛後視鏡的視角 的系統的框圖；圖6是沿曲線行駛的車輛的圖示，描繪了車輛的轉彎半徑；圖7是沿曲線行駛的車輛的圖示，示出了用於確定車輛側 後視鏡的校正視角的各個變量；圖8是越過坡行駛的車輛的圖示，示出了用於確定車輛後 視鏡的校正視角的變量；圖9是沿曲線拖拽桂車的車輛的圖示，示出了用於確定車 輛駕駛側後視鏡的校正視角的變量；以及圖10是拖拽掛車的車輛的圖示，示出了在直線方向和有 角度方向上的掛車，並定義了用於在掛車尺寸已知時計算車輛後視鏡 的校正視角的三角形。
具體實施例方式涉及響應於道路曲率自動地改變拖拽掛車的車輛後視鏡 視角的系統和方法的本發明實施例的下列討論在本質上僅為示例性 的，並且決不試圖限制本發明或者其應用或使用。圖1是沿道路14中的曲線12行駛的車輛10的圖示。車 輛10包括左側後視鏡16和右側後視鏡18。左側後視鏡16包括正常 後視區域20,右側後視鏡18包括正常後視區域22。後視區域20和 22由車輛駕駛員跟據其身形和座位位置設定，使得在車輛直線行駛過 程中駕駛員能夠看到最佳後視區域。因為駕駛員在駕駛時調節後視鏡 16和18是不合理的，所以當車輛10沿曲線12行駛時後視區域20和 22將不是最佳的。具體地，當後視鏡18在其正常觀察位置時，駕駛 員使用正常後視區域22可能看不到在道路14的內車道沿曲線12行 駛的車輛24。因此，本發明提出了一項技術，其用於基於曲線12的 彎曲度自動地校正後視鏡18視角適當的量，以提供校正的後視區域 26,使得車輛24以及可能的其他車輛和物體可被車輛IO的駕駛員看 見，》o下面的詳細i寸論。圖2是下坡32行駛的車輛10的圖示，其中後視鏡16和 18的正常後視區域20和22由於坡32的坡度而將指向上方，使得例 如車輛34的物體可能不在後視區域20和22中。如下面的詳細討論， 本發明提出了基於坡32的坡度自動地改變後視鏡16和18視角適當 的量，以提供校正的後視區域36,其中車輛34將被車輛IO的駕駛員 看見。圖3是上坡40行駛的車輛IO的圖示，其中後視鏡16和 18的正常後視區域20和22由於坡40的坡度而將指向下方，使得例 如車輛42的物體可能不在後3見區域20和22中。因此如下面的詳細 討論，本發明提出了基於坡40的坡度自動地改變後視鏡16和18視 角適當的量，以提供校正的後視區域44，其中車輛42將被車輛10的 駕駛員看見。本發明還提出了如果車輛10沿曲線拖拽掛車的話則自動 地改變後視鏡16和18的後視區域。圖4是在道路54上沿曲線52拖 拽掛車50的車輛10的圖示。在本實施例中，車輛IO具備掛接角度
7傳感器56，其測量車輛IO上的掛接柱和桂車50上的掛接柱之間的掛 接角度(hitch angle),以提供後視角校正。因為掛車50擋住了一些 後視鏡16和18的向後觀察，本發明提出了基於曲線52的彎曲度和 掛車50的尺寸自動地改變後視鏡16和18的視角適當的量，以提供 校正的後視區域58,其中車輛48將被車輛IO的駕駛員看見。如將在 下面討論的，當曲線12和52的曲率相等時，校正的後視區域58比 校正的後視區域26轉動得更遠。圖5是根據本發明的一個實施例的後視鏡角度調節系統 60的框圖。方框62旨在表示車輛10上的一個或更多個裝置和/或傳 感器，其將提供車輛參數和/或道路曲率信息，使得系統50可計算後 視鏡16和18需要被調節以提供最佳的後視角的適當量。這些傳感器 和裝置可包括照相機、GPS接收器、數字地圖、車速傳感器、車輛轉 向角傳感器、橫擺率傳感器、掛接角度傳感器等中的一個或更多個。 對於本領域的技術人員將顯而易見的是除了那些提出的參數以外的
其他參數可用於確定道路的曲率。方框62中的各種參數被發送到道路曲率估算處理器64， 其基於輸入信號和相關算法計算道路曲率，如將在下面詳細討論。在 本文中，道路曲率還涉及道路的上坡和下坡坡度。然後來自處理器64 的道路曲率信息被發送到方向確定處理器66,其確定在哪個方向上道 路彎曲，即向上、向下、向左、向右、向左上、向右上、向左下以及 向右下。對於那些僅向右的道路曲率，僅調節右側後視鏡18。對於那 些僅向左的道路曲率，僅調節左側後視鏡16。對於那些向上或向下的 道路曲率，調節後視鏡16和18兩者。基於通過方向確定處理器66的方向確定，道路曲率信息 被發送到左側後視鏡角度調節計算處理器68和/或右側後視鏡角度調 節計算處理器70，以確定對側後視鏡16和/或18的適當調節。基於 來自處理器68的計算的左側後視鏡16的調節角度，在方框74左側 馬達72將調節後視鏡16。同樣地，基於來自計算處理器70的計算的 右側後視鏡18的調節角度，在方框78右側馬達76將調節後視鏡18。根據本發明的一個實施例，來自方框62以確定道路曲率 p的可用信息僅為車速和轉向角。至於為何車輛不具有可用於確定道 路曲率的其他信息，可有很多原因，例如GPS接收器不在服務區、車輛不具備GPS接收器、車輛不具備數字地圖、橫擺率傳感器發生故障， 等等。圖6是在道路82中沿曲線80行駛的車輛10的圖示，其 中線84表示車輛10的轉彎半徑R。使用下面的等式(1)，曲線80 的曲率p可就用車速v和車輛轉向角與其他已知且固定的參數一起 計算。道路曲率p等於轉彎半徑R的倒數，即1/R。從道路曲率p， 可計算後視鏡16或18的校正的視角△ ot 。
/化 ("
其中L是車輛10的軸距，Kus是係數，v是車速，g是重力加速度，
5'F是前輪轉向角，5R是後輪轉向角。圖7是沿曲線90行駛的車輛10的圖示。右側後視4竟18 的正常後視區域22由原始視線92定義，後視鏡18的校正的後視區 域26由校正的視線94定義，其中校正的視角△ a為線92和94之間 的夾角。曲率半徑p通過線96確定，值e定義為曲線90邊緣和線100
(車輛10的邊線)之間的距離。線98表示原點和校正的視線94之 間的距離，並定義為R-e。線96和98之間的夾角與線100和校正的 視線94之間的夾角相等並定義為a。角a。是線100和線92之間的 原始角。進一步地，曲率值p。和A p是中間變量。由馬達72和76 提供的實際後視鏡校正值6為6=A a/2。基於下列等式，校正的視角 △ a可^r下確定。
formula see original document page 9
圖8是越過坡110行駛的車輛IO的圖示，其中後視鏡16 和18的視角將向下轉以基於道路的坡度而提供最佳後視區域。原始 視線112為正常後視區域22而定義，校正的視線114為校正的後禍L 區域36而定義。線112和114之間的4交正的^L角△ oc以與上面圖7 所討論相同的方式確定，其中線116代表了圖7中的線96，線118代 表了圖7中的線98。在本實施例中，值e是後視鏡16和18高於地面 的高度。因此，等式(2) - (7)可以相同的方式用於確定校正的視角 △ a 。在當車輛10上坡或下坡行駛時確定校正的視角△ a的實 施例中，坡110的曲率p不能由車速和轉向角確定。因此，在方框64 道路曲率P需要由其他方法確定，例如GPS接收器，地圖，等等。圖9是沿曲線120拉拽掛車50的車輛10的圖示。在本實 施例中，在方框62的傳感器和其他裝置還將包括掛接角度傳感器， 左側後視鏡角度調節計算處理器68和右側後視鏡角度調節計算處理 器70將分別計算後視鏡16和18的校正的視角，如下所述。因為車 輛10拖拽著桂車50，對於相等的道路曲率半徑p ,校正的視角△ a 將需要比車輛10不拖拽掛車50的時候更大。後視鏡18的校正的後 視區域58由校正的視線122定義。在對校正的一見角△ a的計算中， 使用了來自掛接角度傳感器56的掛接角度ti 。如果掛車50的長度和 寬度是未知的，那麼校正的視角△a被設為等於掛接角度n。然而， 如果掛車50的寬度和長度是已知的，那麼能夠獲得更為準確的校正 的^L角△ cc 。圖IO是拖拽桂車50的車輛10的另一圖示，其中當車輛 10沿直線行駛時掛車50被示出在直線方向上，當車輛10沿曲線行駛 時桂車50被示出在成角度的方向上。圖10被提供來示出當掛車50 為直的時，右側後—見4竟18、掛車50的前部中心和掛車50的右側後部 角之間的三角形130。當掛車50為成角度的構形時，還對同樣的點示 出了三角形132。三角形130包括角4和C以及邊長W、 L和D。同 樣地，三角形132包括角cK和C以及邊長W'、 L'和D'。因為掛車50 的尺寸是已知的，所以變量W、 L、 D、 4)和G也是已知的。通過這 些值，可使用下列等式基於桂車50的角度計算校正的視角△ oc。w = V/', D = Z>' (8)
伊'=伊一 ？； (9)
I/2 =￡)'2+W'2-2D'W'cosv' (10)
《'=sin-1 (^"Sin (")前面的討論僅公開並描述了本發明的示例性實施例。本領
域的技術人員將從這些討論以及附圖和權利要求中容易地認識到，在 不脫離所附權利要求限定的本發明的精神和範圍的情況下，可進行各 種改變、修改和變更。
權利要求
1.一種方法，用於在拖拽掛車的車輛沿曲線行駛時校正所述車輛的後視鏡的視角，所述方法包括確定所述車輛和所述掛車之間的掛接角度；使用所述掛接角度計算校正的後視鏡視角；以及使用校正的視角改變所述後視鏡的視角。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，如果所述掛車的寬度和長度是未知的，則所述掛接角度用作校正的後視鏡視角。
3. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，如果所述掛車的長度和寬度是已知的，則計算校正的後視鏡視角包括確定兩個三角形，其中第一個三角形用於在所述車輛沿直線行駛且所述掛車相對於所述車輛不成角度時，第二個三角形用於在所述車輛沿曲線行駛且所述桂車相對於所述車輛成角度時，所述第一個和第二個三角形都包括從被校正的後視鏡到所述桂車的前部中心位置的第一邊；從所述掛車的前部中心位置到所述掛車的後部角的第二邊，其中所述後部角在所述桂車上被校正的後視鏡所在的那 一 側；以及從所述掛車的所述後部角到被校正的後4見鏡的第三邊。
4. 根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，計算校正的後視鏡^L角包括使用等式W = W， D = ￡>'，伊'=伊一》 , ￡/2 = D'2 + W'2_2Z 'W',('-sin-igrsi帥')，麵* =('-(,其中w是所述第一個三角形的第一邊的長度，W'是所述第二個三角形的第一邊的長度，D是所述第一個三角形的第二邊的長度，D'是所述第二個三角形的第二邊的長度，L'是所述第二個三角形的第三邊的長度，4)是所述第一個三角形的第一邊和第二邊之間的夾角，cl> ，是所述第二個三角形的第一邊和第二邊之間的夾角，n是所述掛接角度，G是所述第一個三角形的第一邊和第三邊之間的夾角，r是所述第二個三角形的第一邊和第三邊之間的夾角。
5. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，僅校正在所述車輛的一側上的所述後視鏡的視角，所述掛車朝向所述車輛的所述一側成角度。
6. —種方法，用於在拖拽掛車的車輛沿曲線行駛時校正所述車輛的後視鏡的視角，所述方法包括確定所述掛車相對於所述車輛成角度；當所述掛車相對於所述車輛成角度時，計算校正的後—見鏡視角；以及使用校正的視角改變所述後視鏡的視角。
7.根據權利要求6所述的方法，其特徵在於，確定所述桂車相對之間的桂接角度。
8. 根據權利要求7所述的方法，其特徵在於，如果所述掛車的寬度和長度是未知的，則所述掛接角度用作校正的後視鏡視角。
9. 根據權利要求6所述的方法，其特徵在於，計算校正的後視鏡視角包括確定兩個三角形，其中第一個三角形用於在所述車輛沿直線行駛且所述掛車相對於所述車輛不成角度時，第二個三角形用於在所述車輛沿曲線行駛且所述掛車相對於所述車輛成角度時，所述第一個和第二個三角形都包括從被校正的後視鏡到所述掛車的前部中心位置的第一邊；從所述桂車的前部中心位置到所述掛車的後部角的第二邊，其中所述後部角在所述桂車上被校正的後視鏡所在的那一側；以及從所述掛車的所述後部角到被校正的後視鏡的第三邊。
10. 根據權利要求9所述的方法，其特徵在於，計算校正的後視鏡視角包括使用等式W-W， D-D'， V、伊—》 ， i;2 = Z)'2 + W'2-2inv'，('-sirr《^sin伊')，紐w旨其中w是所述第一個三角形的第一邊的長度，W'是所述第二個三角形的第一邊的長度，D是所述第一個三角形的第二邊的長度，D'是所述第二個三角形的第二邊的長度，L'是所述第二個三角形的第三邊的長度，4)是所述第一個三角形的第一邊和第二邊之間的夾角，4>'是所述第二個三角形的第 一邊和第二邊之間的夾角，n是所述掛接角度，^是所述第 一個三角形的第 一邊和第三邊之間的夾角，C是所述第二個三角形的第一邊和第三邊之間的夾角。
11. 根據權利要求6所述的方法，其特徵在於，僅校正在所述車輛的一側上的所述後視鏡的視角，所述掛車朝向所述車輛的所述一側成角度。
12. —種系統，用於在拖拽掛車的車輛沿曲線行駛時校正所述車輛的後視鏡的—見角，所述系統包括掛接角度傳感器，其提供確定所述車輛和所述掛車之間的掛接角度的掛接角度信號；以及控制器，其用於使用所述掛接角度計算校正的後視鏡角度，所述控制器使用校正的視角改變所述後視鏡的視角。
13. 根據權利要求12所述的系統，其特徵在於，如果所述掛車的寬度和長度是未知的，則所述掛接角度用作校正的後視鏡視角。
14. 根據權利要求12所述的系統，其特徵在於，如果所述掛車的長度和寬度是已知的，則所述控制器確定兩個三角形，其中第一個三角第二個三角形用於在所述車輛沿曲線行駛且所述掛車相對於所述車輛成角度時，所述第一個和第二個三角形都包括從被校正的後視鏡到所述掛車的前部中心位置的第一邊；從所述桂車的前部中心位置到所述桂車的後部角的第二邊，其中所述後部角在所述掛車上被校正的後視鏡所在的那 一 側；以及從所述桂車的所述後部角到被校正的後視鏡的第三邊。
15. 根據權利要求14所述的系統，其特徵在於，所述控制器使用等式w = , Z>=D, ，v'-伊一n ,z/2 = z '2 + w'2 — 2i>'vr ,('=Sin_1&Sin<i^， Aatra"er"'-(來計算校正的視角，其中W是所述第一個三角形的第一邊的長度，W，是所述第二個三角形的第一邊的長度，D是所述第一個三角形的第二邊的長度，D'是所述第二個三角形的第二邊的長度，L'是所述第二個三角形的第三邊的長度，屮是所述第一個三角形的第一邊和第二邊之間的夾角，c|;'是所述第二個三角形的第一邊和第二邊之間的夾角，n是所述掛接角度，C是所述第一個三角形的第一邊和第三邊之間的夾角，r是所述第二個三角形的第 一邊和第三邊之間的夾角。
16. 根據權利要求12所述的系統，其特徵在於，僅校正在所述車輛的一側上的所述後視鏡的視角，所迷掛車朝向所述車輛的所述一側成角度。
全文摘要
本發明涉及附接有掛車的車輛的後視鏡調節系統，具體而言公開了一種系統和方法，用於在拖拽掛車的車輛沿曲線行駛時自動地校正車輛的後視鏡的視角。如果掛車的尺寸是未知的，那麼校正的視角等於車輛和掛車之間的掛接角度。如果掛車的尺寸是已知的，那麼將使用三角法來確定校正的視角。基於道路彎向右或彎向左，將確定調節左側後視鏡或右側後視鏡。
文檔編號B60R1/062GK101648546SQ20091016702
公開日2010年2月17日 申請日期2009年8月12日 優先權日2008年8月12日
發明者B·B·利特庫希, J·-W·李, K·-K·辛, 柳志翰 申請人:通用汽車環球科技運作公司