[發明專利]車輛自動運動控制系統

有效

• 申請號: 201410471869.4
• 申請日: 2014-09-16
• 公開（公告）號: CN104460361B
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 韓樹豐;克里斯多佛·D·特納;史蒂文·A·杜普蓬;布賴恩·K·布爾科勒
• 申請（專利權）人: 迪爾公司
• 主分類號: G05B19/04
• 分類號: G05B19/04
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 汪洋

本發明公開一種自動控制系統，其移動車輛使得所述車輛可以連接到工具。車輛具有對電子輸入信號作出響應的推進和轉向控制裝置。可見目標被安裝在工具上。安裝在車輛上的照相機產生目標的圖像。運動控制單元接收和處理該圖像，并且根據該圖像生成被傳遞到推進和轉向控制裝置的車輛移動命令。運動控制單元包括連接至照相機的感知器、連接至感知器的控制器、和連接至控制器以及連接至推進和轉向控制裝置的車輛/操作員界面。所述感知器捕獲來自照相機的圖像，使得圖像不失真，并且搜索目標。如果發現所述目標，則感知器重新獲取車輛姿態信息并且向控制器發送所述信息。

技術領域

本公開內容涉及一種系統，該系統感測被牽引的工具上的目標，并且自動地控制車輛的轉向和移動，以將車輛與將被連接到該車輛上的諸如貨車或拖車之類的被牽引的工具對準。

背景技術

在作業車輛的操作過程中，通常需要將被牽引的工具連接至定位在車輛的后部處的聯結器(hitch)。或者，可能需要相對于割臺單元定位聯合收割機。將車輛與工具手動地對準可能需要很多時間和精力，這依賴于操作員控制車輛的技能和操作員觀察工具榫舌和車輛牽引桿(drawbar)二者的能力。特別是諸如農業拖拉機之類的大型非公路用車輛，操作員的視場可能被阻礙，使得操作員可能不會觀察到榫舌和/或掛鉤中的任一個或二者。可以期望具有基于通過一個或多個照相機獲得的圖像來使得該對準過程自動化的電子控制機構的系統。

發明內容

根據本發明的一方面，一種系統包括被安裝在車輛上的一個或多個照相機。照相機產生將連接至車輛的工具上的目標的圖像。圖像處理器單元處理所述圖像和其它的信息，并且控制系統自動地控制車輛的轉向和移動，以將車輛與工具對準，使得工具可以連接到車輛。該系統將車輛的聯結器與被牽引的工具(如將被連接的貨車或拖車)對準。當聯結器與被牽引的裝置的榫舌對準時，車輛自動停止。這減少對操作員的技能要求并且克服視場限制。

附圖說明

圖1是拖拉機和連接到拖拉機的工具的簡化示意性側視圖；

圖2是安裝在圖1的工具上的目標的正視圖；

圖3是用于控制圖1的拖拉機的移動的控制系統的示意性框圖；

圖4是圖3的感知器的示意性框圖；

圖5是圖3的控制器的示意性框圖；和

圖6是圖3的操作員界面的流程圖表征。

具體實施方式

參見圖1，諸如農業拖拉機的牽引車輛10具有用于連接到工具14的常規聯結器11和/或牽引桿12。目標16被安裝在工具14上，以能夠從車輛10的方向觀察到目標16。目標16優選地圍繞樞軸18可樞轉地安裝在工具14上，樞軸18具有與工具14的前后軸線橫向交叉的樞軸線。一對照相機20和22被安裝在牽引車輛的后上部上。優選地，照相機包括近視場照相機20和遠視場照相機22。優選地，目標16具有用于容易識別角落位置的棋盤圖案。

可以使用多種類型的照相機，如CCD(電荷耦合器件)或CMOS(互補金屬氧化物半導體)。照相機輸出可以是數字的或模擬的，彩色的或單色的。照相機應該具有高的動態范圍，使得其可以在最亮的操作條件和最暗的操作條件下成功地捕獲目標圖像。照相機的視場應該足夠大，以能夠識別位于從車輛至工具的最遠距離和最近距離處的目標。如果單個照相機的視場不能覆蓋全部距離范圍，則可以使用第二個照相機。優選地，照相機是高清晰度彩色數碼照相機。

來自照相機的輸出信號被硬件裝置和相關聯的軟件轉換成數字格式，用于進行進一步的圖像處理。依賴于照相機的輸出信號，圖像捕獲硬件可以具有不同的變種，如ADC(模數轉換器)，使用標準協議中的一個標準協議的直接物理接口(即，Camera Link、Firewire(火線接口)、USB等)。數字信號處理器(DSP)或其它的數字處理器用于圖像處理。