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CN118163805A - 使用车身底部相机确定车辆有效载荷、挂车舌重和行驶高度的方法 - Google Patents

使用车身底部相机确定车辆有效载荷、挂车舌重和行驶高度的方法 Download PDF

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CN118163805A
CN118163805A CN202311113148.1A CN202311113148A CN118163805A CN 118163805 A CN118163805 A CN 118163805A CN 202311113148 A CN202311113148 A CN 202311113148A CN 118163805 A CN118163805 A CN 118163805A
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CN
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vehicle
processor
camera
underbody
various embodiments
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S·P·林登塔尔
A·古达齐
U·塞尼
C·A·斯坦尼克
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GM Global Technology Operations LLC
Original Assignee
GM Global Technology Operations LLC
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Abstract

在示例性实施例中，提供了包括一个或多个车身底部相机和用于车辆的处理器的方法和系统。该车身底部相机被配置为获得车辆下方的相机图像。该处理器联接到该一个或多个车身底部相机，并且被配置为至少促进：对该相机图像执行图像处理；以及基于来自该一个或多个车身底部相机的相机图像以及经由该处理器对所述相机图像的处理，确定行驶高度、该车辆上的重量测量值或两者。

Description

使用车身底部相机确定车辆有效载荷、挂车舌重和行驶高度 的方法
技术领域
技术领域总体上涉及车辆，并且更具体地涉及用于确定连接到挂车的车辆的行驶高度(ride height)、车辆有效载荷和舌重(tongue weight)的方法和系统。
背景技术
如今，某些车辆被配备来拖曳挂车。然而，在某些情况下，拖曳挂车的车辆可能经历大于最佳挂车高度、车辆有效载荷和/或挂车舌重。
因此，期望提供用于确定拖曳挂车的车辆的行驶高度、车辆有效载荷、挂车舌重或两者的改进方法和系统。此外，结合附图和前述技术领域及背景技术，根据随后的详细描述和所附的权利要求，本公开的其他期望的特征和特性将变得显而易见。
发明内容
根据示例性实施例，提供了一种方法，该方法包括：从车辆的一个或多个车身底部相机获得相机图像；经由车辆的处理器对相机图像执行图像处理；以及基于来自一个或多个车身底部相机的相机图像以及经由处理器对相机图像的处理，经由处理器确定行驶高度、车辆上的重量测量值或两者。
此外，在示例性实施例中，该方法还包括基于对行驶高度、车辆上的重量测量值或两者的确定，经由通过处理器提供的指令来控制车辆动作。
此外，在示例性实施例中，相机图像包括：前相机图像，该前相机图像是从车辆的前车身底部相机获得的并捕获车辆的前车桥；以及后相机图像，该后相机图像是从车辆的后车身底部相机获得的并捕获车辆的后车桥。
此外，在示例性实施例中，该方法还包括：经由处理器根据对前相机图像的处理来确定前悬架位移；以及经由处理器根据对后相机图像的处理来确定后悬架位移；其中确定车辆上的重量测量值的步骤包括基于前悬架位移和后悬架位移来在车辆的有效载荷重量和舌重之间进行区分。
此外，在示例性实施例中，该方法还包括：从车辆的一个或多个附加传感器获得附加传感器数据；其中图像处理是经由处理器使用附加传感器数据结合相机图像来执行的。
此外，在示例性实施例中，该方法还包括：基于经由处理器处理的相机图像与存储在计算机存储器中的一个或多个基线图像的比较，经由处理器对一个或多个车身底部相机执行健康检查。
此外，在示例性实施例中，该方法还包括：作为对相机图像的处理的一部分，经由处理器使用相机图像和存储在存储器中的基线图像来执行车架提取；同样作为对相机图像的处理的一部分，经由处理器使用相机图像来执行轮胎接地补片提取；以及基于车架提取和轮胎接地补片提取，经由处理器计算车辆的车架与轮胎接地补片之间的高度；其中车辆上的重量测量值是使用车辆的车架与轮胎接地补片之间的高度来确定的。
在另一个示例性实施例中，提供了一种系统，该系统包括：一个或多个车身底部相机，该一个或多个车身底部相机用于车辆并且被配置为获得车辆下方的相机图像；以及用于车辆的处理器，该处理器联接到一个或多个车身底部相机并且被配置为至少促进：对相机图像执行图像处理；以及基于来自一个或多个车身底部相机的相机图像以及经由处理器对相机图像的处理，确定行驶高度、车辆上的重量测量值或两者。
此外，在示例性实施例中，处理器被配置为至少促进：基于对行驶高度、车辆上的重量测量值或两者的确定，经由通过处理器提供的指令来控制车辆动作。
此外，在示例性实施例中，一个或多个车身底部相机包括：车辆的前车身底部相机，该前车身底部相机被配置为获得捕获车辆的前车桥的前相机图像；以及车辆的后车身底部相机，该后车身底部相机被配置为获得捕获车辆的后车桥的后相机图像。
此外，在示例性实施例中，处理器还被配置为至少促进：根据对前相机图像的处理来确定前悬架位移；根据对后相机图像的处理来确定后悬架位移；以及基于前悬架位移和后悬架位移来在车辆的有效载荷重量和舌重之间进行区分。
此外，在示例性实施例中，该系统还包括：一个或多个附加传感器，该一个或多个附加传感器被配置为获得附加传感器数据；其中处理器还联接到一个或多个附加传感器，并且还被配置为至少促进使用附加传感器数据结合相机图像来执行图像处理。
此外，在示例性实施例中，处理器还被配置为至少促进：基于经由处理器处理的相机图像与存储在计算机存储器中的一个或多个基线图像的比较来对一个或多个车身底部相机执行健康检查。
此外，在示例性实施例中，处理器还被配置为至少促进：作为对相机图像的处理的一部分，使用相机图像和存储在存储器中的基线图像来执行车架提取；同样作为对相机图像的处理的一部分，使用相机图像来执行轮胎接地补片提取；基于车架提取和轮胎接地补片提取来计算车辆的车架与轮胎接地补片之间的高度；以及使用车辆的车架与轮胎接地补片之间的高度来确定车辆上的重量测量值。
在另一个示例性实施例中，提供了一种车辆，该车辆包括：车身，该车身被配置为联接到挂车；驱动系统，该驱动系统被配置为移动车身；一个或多个车身底部相机，该一个或多个车身底部相机被配置为获得车辆下方的相机图像；以及处理器，该处理器联接到一个或多个车身底部相机并且被配置为至少促进：对相机图像执行图像处理；以及基于来自一个或多个车身底部相机的相机图像以及经由处理器对相机图像的处理，确定行驶高度、车辆上的重量测量值或两者。
此外，在示例性实施例中，处理器被配置为至少促进：基于对行驶高度、车辆上的重量测量值或两者的确定，经由通过处理器提供的指令来控制车辆动作。
此外，在示例性实施例中，该车辆还包括：前车桥以及后车桥；其中一个或多个车身底部相机包括：前车身底部相机，该前车身底部相机被配置为获得捕获前车桥的前相机图像；以及后车身底部相机，该后车身底部相机被配置为获得捕获后前车桥的后相机图像。
此外，在示例性实施例中，处理器还被配置为至少促进：根据对前相机图像的处理来确定前悬架位移；根据对后相机图像的处理来确定后悬架位移；以及基于前悬架位移和后悬架位移来在车辆的有效载荷重量和舌重之间进行区分。
此外，在示例性实施例中，处理器还被配置为至少促进：基于经由处理器处理的相机图像与存储在计算机存储器中的一个或多个基线图像的比较来对一个或多个车身底部相机执行健康检查。
此外，在示例性实施例中，处理器还被配置为至少促进：作为对相机图像的处理的一部分，使用相机图像和存储在存储器中的基线图像来执行车架提取；同样作为对相机图像的处理的一部分，使用相机图像来执行轮胎接地补片提取；基于车架提取和轮胎接地补片提取来计算车辆的车架与轮胎接地补片之间的高度；以及使用车辆的车架与轮胎接地补片之间的高度来确定车辆上的重量测量值。
附图说明
下文将结合以下附图描述本公开，其中相同的附图标记表示相同元件，并且其中：
图1是车辆组件的功能框图，该车辆组件包括车辆和挂车，并且其中车辆包括车身底部相机连同控件，该控件使用来自车身底部相机的相机图像来确定在拖曳挂车时车辆的行驶高度、车辆有效载荷和挂车舌重；
图2是根据示例性实施例的用于确定拖曳挂车的车辆的行驶高度、车辆有效载荷和挂车舌重并且可以结合车辆组件实施的过程的流程图，该车辆组件包括图1的车辆、挂车和控制系统；
图3是根据示例性实施例的与图2的过程的步骤相对应的子过程的流程图，即，确定车辆的悬架位移和力特性；
图4是根据示例性实施例的与图3的子过程的步骤相对应的子过程的流程图，即，确定车架高度；
图5描绘了根据示例性实施例的图2的过程(包括图3和图4的子过程)的实施方式；
图6是根据示例性实施例的与图2的过程的步骤相对应的子过程的流程图，即，确定行驶高度以及有效载荷和舌重；
图7描绘了根据示例性实施例的图2的过程的实施方式，包括图7的子过程；以及
图8和图9描绘了根据示例性实施例的根据图2的过程的示例性实施方式附接到车辆的车轮的示例性图示，其中车辆分别相对空载与装载。
具体实施方式
以下详细描述本质上仅仅是示例性的，并且不旨在限制本公开或其应用和用途。另外，不旨在受前述背景技术或以下详细描述中提出的任何理论的约束。
图1示出了根据示例性实施例的车辆组件10，其包括经由连接件11(也称为“挂接件”11)联接在一起的车辆100和挂车101。在各种实施例中，车辆100被配置为当车辆100和挂车101经由连接件11(即，挂接件11)联接时拖曳挂车101。
如下文进一步更详细地描述的，根据示例性实施例，车辆100包括多个车身底部相机130、132连同控制系统102，该控制系统被配置为确定当车辆100拖曳挂车101时车辆100的行驶高度和有效载荷重量以及连接件11处的舌重。具体地，如下面结合图2的过程200(以及图3、图4和图6的子过程以及图5、图7、图8和图9的实施方式)进一步更详细地解释的，在各种实施例中，控制系统102利用来自车身底部相机130、132的相机图像连同来自传感器阵列120的其他传感器数据来确定当车辆100拖曳挂车101时车辆100的行驶高度和有效载荷重量以及连接件11处的舌重。
在各种实施例中，车辆100包括汽车。车辆100可以为多种不同类型的汽车中的任何一种，诸如例如轿车、旅行车、卡车或运动型多用途车(SUV)，并且可以为两轮驱动(2WD)(即，后轮驱动或前轮驱动)、四轮驱动(4WD)或全轮驱动(AWD)，和/或在某些实施例中为各种其他类型的车辆。在某些实施例中，车辆100还可以包括摩托车或其他运载工具，诸如飞机、航天器、船只等，和/或一种或多种其他类型的移动平台(例如，机器人和/或其他移动平台)。
此外，在各种实施例中，挂车101可以包括任何数量的不同类型的挂车和/或其他类型的移动平台，例如联接到车辆100并与车辆100一起移动的移动平台。另外，在各种实施例中，连接件11包括具有一个或多个线束的挂接件，诸如7针连接器；然而，这在其他实施例中可以变化。
如图1中描绘，车辆100包括布置在底盘116上的车身104。车身104基本上包围车辆100的其他部件。车身104和底盘116可以共同形成车架。车辆100还包括多个车轮112。车轮112各自在车身104的相应拐角附近旋转地联接到底盘116以促进车辆100的移动。在一个实施例中，车辆100包括四个车轮112，但是在其他实施例中这是可以变化的(例如对于卡车和某些其他车辆)。
驱动系统110安装在底盘116上，并且例如经由车桥114驱动车轮112。在各种实施例中，车桥114可以包括任何数量的前车桥和任何数量的后车桥。在各种实施例中，驱动系统110包括推进系统。在各种实施例中，驱动系统110包括一个或多个内燃发动机和/或电动马达及其变速器。在某些实施例中，驱动系统110(本文中也称为推进系统110)可以变化，并且例如还可以包括一种或多种其他类型的马达、发动机和/或系统。
如图1中描绘，车辆还包括制动系统106。在示例性实施例中，制动系统106使用制动部件来控制车辆100的制动，该制动部件经由通过驾驶员提供的输入(诸如制动踏板)和/或经由通过控制系统102进行的自动控制(例如，具有驱动系统110和/或控制系统102请求的制动)来控制。在某些实施例中，制动系统106还可以控制挂车101的制动。
如图1中描绘，车辆100还包括转向系统108。在示例性实施例中，制动系统106使用制动部件来控制车辆100的制动，该制动部件经由通过驾驶员提供的输入(诸如制动踏板)和/或经由通过控制系统102进行的自动控制(例如，具有驱动系统110和/或控制系统102请求的制动)来控制。在某些实施例中，制动系统106还可以控制挂车101的制动。
在图1中描绘的实施例中，控制系统102联接到制动系统106、转向系统108和驱动系统110。在各种实施例中，控制系统102还可以联接到车辆100和/或挂车101的一个或多个其他系统和/或部件。此外如图1中所描绘，在各种实施例中，控制系统102包括传感器阵列120和控制器140。
在各种实施例中，传感器阵列120包括各种传感器，该传感器获得传感器数据以用于确定在车辆100拖曳挂车101时车辆100的行驶高度、有效载荷重量和舌重，以及车辆100和/或挂车101的其他潜在功能性。在所描绘的实施例中，传感器阵列120包括上述车身底部相机130、132，以及一个或多个速度传感器133、变速器传感器134、挂接件传感器135和轮胎传感器136。在某些实施例中，传感器阵列120还可以包括一个或多个其他传感器137。
在各种实施例中，车身底部相机130、132设置在车辆100的车身底部上，在车身104下方。在各种实施例中，车身底部相机130、132包括一个或多个前车身底部相机130(设置在车辆100的前部中的车身104下方)连同一个或多个后车身底部相机132(设置在车辆100的后部中的车身104下方)。在各种实施例中，前车身底部相机130和后车身底部相机132两者捕获车辆100的车身104下方的相机图像，包括车辆100的底盘和悬架以及车辆100下方的道路的地面。
在各种实施例中，速度传感器133测量车辆100的速度量(和/或其变化)。在某些实施例中，速度传感器133包括测量车辆100的车轮112中的一者或多者的速度的车轮速度传感器。在某些其他实施例中，速度传感器133可以包括一个或多个加速度计和/或测量与车辆100的移动有关的参数的一种或多种其他类型的传感器。
在各种实施例中，变速器传感器134(或挡位传感器)检测车辆的当前变速器状态或挡位(例如，驻车、倒车、空挡和行驶)。
此外，在各种实施例中，挂接件传感器135测量挂车101与车辆100的连接状态(例如，包括关于挂车101是否经由连接11挂接到车辆100)。
在各种实施例中，轮胎传感器136包括联接到或接近车轮112和/或与其相关联的轮胎中的一者或多者并测量轮胎压力和/或与轮胎有关的一个或多个其他参数的一个或多个传感器。
另外，在各种实施例中，一个或多个其他传感器137包括一个或多个惯性测量单元(IMU)传感器、检测传感器(例如，其他相机、激光雷达、声纳、雷达等)和/或被配置为获得关于与车辆100、其操作和/或车辆100行驶的道路有关的一个或多个其他参数的传感器数据的一个或多个其他传感器，该一个或多个其他参数诸如道路坡度和关于车身底部相机130、132的各种参数(例如，包括车身底部相机130、132的安装位置和取向，诸如俯仰、横滚和航向，并且包括车身底部相机130、132的像素大小、像素数量和焦距)。
在各种实施例中，控制器140联接到传感器阵列120以及联接到车辆100的制动系统106、转向系统108和驱动系统110。在某些实施例中，控制器140还可以联接到车辆100的一个或多个其他部件和/或联接到挂车101。
在各种实施例中，控制器140从传感器阵列120接收传感器数据(包括来自车身底部相机130、132的相机图像以及来自传感器阵列120的其他传感器的附加传感器数据)，处理传感器数据，并确定当车辆100拖曳挂车101时车辆100的行驶高度、有效载荷重量和舌重。在各种实施例中，根据图2的过程200连同图3至图9的子过程及其实施方式，并且如结合其更详细地描述的，控制器140执行这些功能。另外，在某些实施例中，控制器140还可以经由制动系统106、转向系统108、驱动系统110和/或车辆100和/或挂车101的其他系统、设备和/或部件来控制制动、转向、加速和/或其他车辆功能性。
在各种实施例中，控制器140包括计算机系统(并且在本文中也称为计算机系统140)，并且包括处理器142、存储器144、接口146、存储设备148和计算机总线150。在各种实施例中，根据图2的过程200连同图3至图9的子过程及其实施方式，并且如结合其更详细地描述的，控制器(或计算机系统)140控制车辆操作，包括确定当车辆100拖曳挂车101时车辆100的行驶高度、有效载荷重量和舌重。
在各种实施例中，控制器140(并且在某些实施例中，控制系统102本身)设置在车辆100的车身104内。在一个实施例中，控制系统102安装在底盘116上。在某些实施例中，控制器140和/或控制系统102和/或其一个或多个部件可以设置在车身104外部，例如在远程服务器上、在云中或远程执行图像处理的其他设备上。
应当理解，控制器140以其他方式可以与图1中所描绘的实施例不同。例如，控制器140可以联接到或者可以以其他方式利用一个或多个远程计算机系统和/或其他控制系统，例如作为上述车辆100设备和系统中的一者或多者的一部分。
在所描绘的实施例中，控制器140的计算机系统包括处理器142、存储器144、接口146、存储设备148和总线150。处理器142执行控制器140的计算和控制功能，并且可以包括任何类型的处理器或多个处理器、诸如微处理器的单个集成电路、或协同工作以完成处理单元的功能的任何合适数量的集成电路设备和/或电路板。在操作期间，处理器142执行包含在存储器144内的一个或多个程序152，并且因而总体上在执行本文描述的过程中，诸如图2的过程200和图3至图9的子过程和实施方式，并且如结合其更详细地描述的，控制控制器140和控制器140的计算机系统的一般操作。
存储器144可以为任何类型的合适存储器。例如，存储器144可以包括诸如SDRAM等各种类型的动态随机存取存储器(DRAM)、各种类型的静态RAM(SRAM)以及各种类型的非易失性存储器(PROM、EPROM和闪存)。在某些示例中，存储器144与处理器142位于和/或共同位于相同的计算机芯片上。在所描绘的实施例中，存储器144存储上述程序152连同一个或多个存储值157，包括用于基于处理从传感器阵列120获得的传感器数据来控制挂车101。
总线150用于在控制器140的计算机系统的各种部件之间传输程序、数据、状态和其他信息或信号。接口146允许例如从系统驱动器和/或另一个计算机系统与控制器140的计算机系统进行通信，并且可以使用任何合适的方法和装置来实施。在一个实施例中，接口146从传感器阵列120以及其他可能的数据源获得各种数据。接口146可以包括一个或多个网络接口以与其他系统或部件进行通信。接口146还可以包括用于与技术人员通信的一个或多个网络接口，和/或用于连接到诸如存储设备148等存储装置的一个或多个存储接口。
存储设备148可以是任何合适类型的存储装置，包括各种不同类型的直接存取存储和/或其他存储器设备。在一个示例性实施例中，存储设备148包括程序产品，存储器144可以从该程序产品接收执行本公开的一个或多个过程(诸如图2的过程200的步骤和图3至图9的子过程和实施方式，并且如结合其更详细地描述的)的一个或多个实施例的程序152。在另一个示例性实施例中，程序产品可以直接存储在存储器144和/或磁盘(例如，磁盘156)中，和/或以其他方式由存储器144和/或磁盘(例如，磁盘156)访问，诸如下文提及的。
总线150可以为连接计算机系统和部件的任何合适的物理或逻辑手段。这包括但不限于直接硬接线连接、光纤、红外和无线总线技术。在操作期间，程序152存储在存储器144中并且由处理器142执行。
应当理解，虽然在全功能计算机系统的上下文中描述了该示例性实施例，但是本领域技术人员将认识到，本公开的机制能够作为程序产品分发，该程序产品具有一种或多种类型的非暂时性计算机可读信号承载介质，其用于存储程序和其指令并且执行其分发，该介质诸如承载该程序并且包含存储在其中用于使计算机处理器(诸如处理器142)执行和运行该程序的计算机指令的非暂时性计算机可读介质。这样的程序产品可以采用各种形式，并且本公开同样适用，而无关于用于执行分发的计算机可读信号承载介质的具体类型。信号承载介质的示例包括：可记录介质，诸如软盘、硬盘驱动器、存储卡和光盘；以及传输介质，诸如数字和模拟通信链路。应当理解，在某些实施例中也可以利用基于云的存储和/或其他技术。类似地应当理解，控制器140的计算机系统以其他方式可以不同于图1中所描绘的实施例，不同之处在于例如，控制器140的计算机系统可以联接到或可以以其他方式利用一个或多个远程计算机系统和/或其他控制系统。
图2提供了根据示例性实施例的用于确定拖曳挂车的车辆的行驶高度、车辆有效载荷和挂车舌重的过程200的流程图。此外在示例性实施例中，过程200可以结合车辆组件10(包括车辆100及其控制系统102以及挂车101)来实施。下面参考图2以及图3至图9(描绘了如下进一步阐述的过程200的示例性子过程和实施方式)描述过程200。
如图2中所描绘，过程200开始于步骤201。在一个实施例中，过程200在车辆“开启”或开始操作时开始，例如在当前车辆驱动过程中开始。例如，在各种实施例中，过程200还可以在驾驶员接近或进入车辆100时开始，或者在驾驶员开启车辆和/或其驱动系统或马达时(例如，通过转动钥匙、接合钥匙扣或启动按钮等)开始。在一个实施例中，过程200的步骤在车辆的操作期间连续地执行。
在步骤202和204处获得传感器数据。在各种实施例中，传感器数据是经由图1的车辆传感器阵列120的传感器中的每一者获得的。
在某些实施例中，步骤202的传感器数据包括关于车身底部相机130、132的健康和状态以及车辆100的操作和车辆100行驶的道路的传感器数据。在某些实施例中，步骤202的传感器数据包括以下以及其他可能的传感器数据：来自速度传感器133的车辆速度；来自变速器传感器134的变速器挡位状态；来自挂接件传感器135的车辆100和挂车101的连接状态；来自轮胎传感器136的轮胎压力；道路坡度以及车身底部相机130、132的安装位置和取向。
此外在各种实施例中，在步骤204期间获得车身底部相机图像。在各种实施例中，在步骤204期间，从图1的前车身底部相机130和后车身底部相机132两者获得相机图像。在各种实施例中，相机图像包括车辆100的车身104下方的图像，包括车辆100的底盘和悬架以及车辆100下方的道路地面。
在各种实施例中，确定是否满足启用条件(步骤206)。在各种实施例中，在步骤206期间，确定是否满足过程200继续进行的某些启用条件。在某些实施例中，启用条件包括以下以及其他可能的启用条件：(i)车辆速度小于预定速度阈值；(ii)挂车连接到车辆；(iii)道路坡度小于预定坡度阈值；(iv)轮胎压力大于预定压力阈值。在各种实施例中，这些确定是由图1的处理器142基于步骤202和204的传感器数据做出的。
在各种实施例中，仅当确定满足启用条件中的每一者时，过程200才进行到步骤208(下文描述)。在各种实施例中，一旦满足启用条件，图1的处理器142就自动地激活过程200的剩余部分(从步骤208开始)，以用于确定车辆100的行驶高度、有效载荷重量和舌部重量，如下文描述。
在各种实施例中，一旦确定满足启用条件中的每一者，就加载负载监视算法(步骤208)。在各种实施例中，负载监视算法包括存储在计算机存储器144中的程序152中的一者和/或作为其部分，并且由处理器142从计算机存储器144中检索。
在各种实施例中，发起图像处理(步骤210)。在各种实施例中，图像处理是经由负载监视器启用算法根据由处理器142提供的指令来发起的。此外在各种实施例中，一旦发起图像处理，就生成处理后的车身底部图像212。
此外在各种实施例中，进行像素到位移计算(步骤214)。在各种实施例中，由图1的处理器142计算来自车身底部相机的图像中的像素的位移。具体地，在各种实施例中，使用来自关于图1的车身底部相机130、132的传感器数据的各种相机参数216来计算处理后的车身底部图像212，该相机参数包括：(i)安装位置；(ii)取向(包括俯仰、横滚和航向)、像素大小、像素数量和焦距。
在各种实施例中，确定悬架位移和力特性(步骤218)。在各种实施例中，悬架位移和力特性通过处理器142使用处理后的车身底部图像212以及步骤214的像素到位移计算来确定，如下面根据示例性实施例更详细地阐述的。在各种实施例中，来自前车身底部相机130的相机图像用于确定前悬架位移，而来自后车身底部相机132的相机图像用于确定后悬架位移。
参考图3，提供了根据示例性实施例的与图2的步骤218相对应的子过程的流程图，即：确定车辆的悬架位移和力特性。
如图3中描绘，在各种实施例中，该子过程218开始于步骤302，例如在发起图像处理之后开始。
继续参考图3，在各种实施例中，确定车辆是否静止(步骤304)。在各种实施例中，该确定是由图1的处理器142基于步骤202的传感器数据做出的。
在各种实施例中，当在步骤304中确定车辆不是静止的时，则根据由处理器142提供的指令禁用过程200(或与其相关的用于确定车辆行驶高度、车辆有效载荷重量和舌重的特征)(步骤306)。相反，此外在各种实施例中，当替代地在步骤304中确定车辆静止时，则该过程替代地进行到下文描述的步骤308。
在各种实施例中，在步骤308期间，确定车身底部相机是否健康的。在各种实施例中，该确定是由图1的处理器142基于步骤202和204的相机图像和附加传感器数据做出的。在各种实施例中，处理器142基于如经由图1的处理器142在过程200中处理的当前图像与作为其存储值存储在图1的存储器144中的一个或多个基线(或参考)相机图像的比较，来确定车身底部相机是否健康。
在各种实施例中，当在步骤308中确定车身底部相机中的一者或多者不健康时，则根据由处理器142提供的指令禁用过程200(或与其相关的用于确定车辆行驶高度、车辆有效载荷重量和舌重的特征)(步骤310)。相反，此外在各种实施例中，当替代地在步骤308中确定车身底部相机健康时，则该过程替代地进行到下文描述的步骤312至314。
在各种实施例中，在步骤312期间，获得相机视频馈送。在各种实施例中，获得来自图1的车身底部相机130、132的视频馈送。在各种实施例中，这些视频馈送由图1的处理器142获得以进行处理。
在各种实施例中，在步骤313期间，获得相机图像。在各种实施例中，来自步骤312的视频馈送用于在步骤313期间从车身底部相机130、132获得静态相机图像。在某些实施例中，这是经由处理器142和/或直接经由车身底部相机130、132来执行的。
此外在各种实施例中，计算车架高度和像素车架高度(步骤314)。在各种实施例中，车架高度和像素车架高度是经由处理器142使用步骤313的相机图像来计算的。
参考图4，提供了与图3的步骤314相对应的子过程的流程图，即，计算车架高度。
如图4中描绘，在各种实施例中，该子过程314开始于步骤402，例如在步骤313中获得静态相机图像之后开始。
继续参考图4，在各种实施例中，执行对比度增强(步骤404)。在各种实施例中，针对静态相机图像，相对于相机图像的任何可见边缘执行直方图拉伸。在各种实施例中，这由图1的处理器142执行。
此外在各种实施例中，如下文描述，执行车架提取(步骤410)和轮胎接地补片提取(步骤412)两者。
在各种实施例中，使用参考图像408来执行步骤410的车架提取。在某些实施例中，参考图像408包括(例如，作为其存储值157)存储在图1的存储器144中的车身底部相机的基线或参考图像。此外，在各种实施例中，将当前相机图像的所识别的感兴趣区域中的边缘与参考图像408相关。在各种实施例中，这由图1的处理器142执行。
另外，在各种实施例中，轮胎接地补片提取是在当前相机图像的某个区域内针对轮胎与车辆行驶的道路之间的接触区域或周围接触点执行的。在各种实施例中，在该感兴趣区域内选择具有一定宽度的直线并且将其用于轮胎接地补片提取。在各种实施例中，这由图1的处理器142执行。
在各种实施例中，计算车架高度(步骤414)。在各种实施例中，处理器142使用步骤410的车架提取和步骤412的轮胎接地补片提取，以像素为单位计算车架(例如，车身)与轮胎接地补片之间的车架高度。在各种实施例中，图4的子过程然后在416处终止，并且该过程返回到图3。
返回参考图3，在各种实施例中，该过程获得可校准值(“ε”)(步骤316)，并且确定车架高度是否大于可校准值(步骤318)。在各种实施例中，可校准值(“ε”)是作为其中的存储值之一从图1的存储器144中检索的。此外在各种实施例中，图1的处理器142将步骤414的车架高度与步骤318的可校准值(“ε”)进行比较以做出步骤318的确定。
在各种实施例中，如果确定车架高度小于或等于可校准值(“ε”)，则存储当前图像(步骤320)。在各种实施例中，当前图像连同一致的车架高度值一起被存储在图1的存储器144中。在各种实施例中，该过程然后直接进行到步骤324，如下文进一步描述。
相反，在各种实施例中，如果替代地确定车架高度大于可校准值(“ε”)，则使用先前图像(而不是当前图像)(步骤322)。在各种实施例中，来自过程200的先前迭代(即，来自先前时间点)的当前图像连同该图像的一致车架高度值被存储在图1的存储器144中。在各种实施例中，该过程然后直接进行到步骤324，如下文进一步描述。
在各种实施例中，在步骤324期间，计算高度变化。在各种实施例中，图1的处理器142根据车辆驾驶期间的不同时间点处的连续不同的车身底部相机图像来计算车架高度变化。
现在参考图5，提供了与步骤324中的高度变化的计算的示例性实施方式相对应的示例性图形图示500。
如图5中描绘，提供了焦距“f”501。在各种实施例中，焦距“f”501表示从中获得当前相机图像的相机的焦距。
如图5中所示，在示例性实施例中，描绘了距离“D”502。在某些实施例中，距离“D”502包括相机位置与穿过车桥点(车辆沿着该点上下移动)绘制的竖直线之间的对象空间中的三维距离，如根据外部参数和车辆尺寸计算的。
此外如图5中所示，描绘了角度“α”504。在某些实施例中，角度“α”504包括相机的焦点光线与穿过车桥点(车辆沿着该点上下移动)绘制的竖直线的对象空间中的夹角，如根据外部参数和车辆尺寸计算的。
此外如图5中所描绘，还描绘了点“x0,y0”514，并且在各种实施例中包括图像空间中的主点的位置。图5中还描绘了另一个点“x1,y1”516，其在各种实施例中包括轮胎在第一时间t1与道路相交的位置的图像空间中的观察。另外，图5中还描绘了附加点“x2,y2”518，其在各种实施例中包括轮胎在第一时间t1之后的第二时间t2与道路相交的位置的图像空间中的观察。
图5中还描绘了附加角度“β1”510和“β2”512。在各种实施例中，角度“β1”510包括主光线与到达轮胎在图像空间中在第一时间“t1”与道路相交的位置的图像光线之间的角度。此外在各种实施例中，角度“β2”512包括主光线与到达轮胎在图像空间中在第一时间“t1”之后的第二时间“t2”与道路相交的位置的图像光线之间的角度。
在各种实施例中，角度“β1”510根据以下等式(等式1)计算：
此外在各种实施例中，角度“β2”512根据以下等式(等式2)计算：
图5中还描绘了“L1”506和“L2”508。在各种实施例中，“L1”506表示在上述第一时间t1时对象空间中的车辆高度。同样，此外在各种实施例中，“L2”508表示在第一时间t1之后的上述第二时间t2时对象空间中的车辆高度。
在各种实施例中，在上述第一时间t1时的对象空间中的车辆高度“L1”506根据以下等式(等式3)计算：
此外，在各种实施例中，在上述第二时间t2时的对象空间中的车辆高度“L2”508根据以下等式(等式4)计算：
最后，根据以下等式(等式5)计算对象空间中在第一时间t1与第二时间t2之间的车辆高度变化“ΔL”：
ΔL＝L2-L1
在各种实施例中，高度“L”是指车辆100的行驶高度，并且车辆高度变化“ΔL”是指行驶高度变化。另外，此外在各种实施例中，基于当车辆100“空载”(即，具有相对较小的重量或货物)与“装载”(即，具有相对较大的重量或货物)时的不同图像之间的比较来比较图像，以确定行驶高度(以及确定其他测量值，包括车辆有效载荷和舌重)。
参考图8和图9，在各种实施例中，根据示例性实施例，提供了附接到车辆100的车轮112的示例性图示800、900，其中车辆100分别相对空载(图8的图示800)与装载(图9的图示900)。如图8和图9中所示，与关于图9的装载车辆100的图9的车身104距地面900的相对较小的行驶高度902相比，图8中空载车辆100具有车身104距地面800的相对较大的行驶高度802。
此外在各种实施例中，图8的空载车辆100的行驶高度802对应于关于上面等式5的“L2”，而图9的装载车辆100的行驶高度902对应于等式5中的“L1”。同样，在各种实施例中，图8和图9的空载车辆100与装载车辆100之间的行驶高度802、902之间的差对应于以上等式5中的“ΔL”。
返回参考图3，此外在各种实施例中，处理来自步骤326的高度变化以计算车辆100的车辆负载。在各种实施例中，这也由图1的处理器142执行。
此外在各种实施例中，图3的子过程然后在328处终止，并且过程200返回到图2。
返回参考图2，在各种实施例中，在步骤220期间，计算车桥负载。在各种实施例中，在步骤220期间，由图1的处理器142基于图3的步骤328的车辆负载计算来计算图1的车辆100的前车桥114和后车桥114两者的车桥负载。
继续参考图2，在各种实施例中，计算舌重和车辆有效载荷(步骤222)。在各种实施例中，在步骤222期间，基于步骤220的车桥负载以及各种已知的车辆参数来计算舌重和车辆有效载荷，如下面根据示例性实施例更详细地阐述的。在各种实施例中，这通过图1的处理器142使用来自前车身底部相机130(用于前车桥负载)和来自后车身底部相机132(用于后车桥负载)的单独图像来执行，这些图像用于确定前悬架位移和后悬架位移并最终用于分别确定车辆有效载荷重量和舌重。在各种实施例中，对舌重和车辆有效载荷进行区分，并且舌重和车辆有效载荷的单独值各自被确定并用于车辆动作，包括向车辆100的一个或多个用户报告不同的值。
参考图6，提供了与图2的步骤222相对应的子过程的流程图，即：确定车辆的舌重和有效载荷重量。
如图6中描绘，在各种实施例中，确定前车桥负载的变化(步骤602)。在各种实施例中，针对不同的相应相机图像(针对不同的相应时间点)计算前车桥负载的变化(ΔFf)和后车桥负载的变化(ΔFr)。在各种实施例中，图1的处理器142在步骤220的多次迭代期间使用根据来自前车身底部相机130的来自不同时间点的不同图像的不同前车桥负载计算来计算前车桥负载的变化(ΔFf)。类似地，此外在各种实施例中，图1的处理器142在步骤220的多次迭代期间使用根据来自后车身底部相机132的来自不同时间点的不同图像的不同后车桥负载计算来计算后车桥负载的变化(ΔFr)。
此外如图6中描绘，在各种实施例中，获得已知的车辆尺寸(步骤604)。在各种实施例中，已知的车辆尺寸可以包括例如车辆100的各种长度(包括后车桥114与挂接件11之间的长度“c”)。在各种实施例中，还可以获得其他长度和/或其他车辆尺寸。在某些实施例中，这些可以从图1的存储器144作为其存储值157进行检索。
在各种实施例中，确定舌重和有效载荷重量(步骤606)。在各种实施例中，这些确定是通过图1的处理器142使用步骤602的前车桥负载值和后车桥负载值的变化结合步骤604的已知车辆尺寸做出的。
在某些实施例中，舌重“Ft”对应于连接图1的车辆100和挂车101的图1的连接件(例如，挂接件)11处或附近的重量。在各种实施例中，在步骤606中根据以下等式(等式6)计算舌重“Ft”：
此外在各种实施例中，有效载荷重量“FLoad”对应于图1的车辆100的后车桥114上或附近的重量。在各种实施例中，还在步骤606中根据以下等式(等式7)计算有效载荷重量“FLoad”：
其中参数“c”表示车辆100的后车桥114与挂接件11之间的距离。
参考图7，提供了示例性图示700，其示出了图6的子过程的示例性实施方式和其中计算的各种值。具体地，图7描绘了图1的车辆组件10，包括车辆100及其挂车101以及其间的连接件11。
继续参考图7，描绘了舌重Ft 702，并且该舌重向下施加在车辆100与挂车101之间的连接件11上或附近。图7还描绘了向下施加在车辆100的后车桥上的车辆有效载荷重量FLoad 704。另外，图7还描绘了向上施加在车辆100的后车桥上的后车桥负载的变化ΔFr连同向上施加在车辆100的前车桥上的前车桥负载的变化ΔFf 706。另外，图7还描绘了向下施加在车辆100的中心部分(或重心)上的重量“W”710。
此外，根据示例性实施例，图7还描绘了车辆的不同适用距离，包括：(i)车辆100的后车桥114与车辆100和挂车101之间的连接件(例如，挂接件)11之间的距离“c”712；(ii)车辆100的重心与后车桥114之间的距离“b”714；(iii)前车桥114与车辆100的重心之间的距离“a”716；以及(iv)车辆的前车桥114和后车桥114之间的距离“l”718。
返回参考图2，在各种实施例中，实施一种或多种策略(步骤224)。在各种实施例中，处理器142基于计算值(包括行驶高度、舌重和车辆有效载荷重量)实施用于控制车辆100的一种或多种控制策略。在某些实施例中，基于和/或包括计算值，向车辆100的驾驶员或其他用户提供一个或多个通知。在某些实施例中，处理器142还可以基于计算值来实施一种或多种附加HMI(人机界面)策略。在某些实施例中，处理器142可以提供用于例如通过实施一种或多种不同的驾驶模式来处理和实施针对制动系统106、转向系统108和/或驱动系统110的驾驶员指令来控制车辆的指令，以及用于经由通过处理器142基于计算值(包括行驶高度、舌重和车辆有效载荷重量)提供的指令来控制车辆的移动和/或操作的其他可能的实施方式。此外，在各种实施例中，行驶高度、舌重和车辆有效载荷重量的值各自针对车辆100的一个或多个用户进行报告(例如，经由一个或多个可见显示器、可听显示器、电子消息等)。
在各种实施例中，该过程然后终止(步骤226)。
因此，提供了用于确定车辆的行驶高度、舌重和车辆有效载荷重量的方法、系统和车辆。根据本文公开的示例性实施例，相机图像从车身底部相机获得，并且连同其他传感器数据一起被处理和利用，以基于本文公开的步骤和技术来确定车辆的行驶高度、舌重和车辆有效载荷重量。在各种实施例中，计算值还被报告给车辆的驾驶员或其他用户，并且还可以用于控制车辆的移动、HMI策略和/或用于车辆和/或用于与车辆联接的挂车的其他控制动作。
应当理解，系统、车辆和方法可以与附图中描绘的和本文描述的不同。例如，图1的车辆100、其控制系统102和制动系统106、挂车101和/或部件在不同的实施例中可以变化。类似地应当理解，过程200的步骤可以与图2中描绘的步骤不同，和/或过程200的各个步骤可以同时发生和/或以与图2中描绘的顺序不同的顺序发生。类似地应当理解，图3至图9的子过程和实施方式可以不同于图3至9中描绘的和/或如上面结合其描述的那些。
虽然前述详细描述中已经提出了至少一个示例性实施例，但是应当理解，存在大量的变型。还应当理解，示例性实施例或多个示例性实施例仅是示例，并且不旨在以任何方式限制本公开的范围、适用性或配置。相反，前述详细描述将为本领域技术人员提供用于实施示例性实施例或多个示例性实施例的便利路线图。应当理解，在不脱离如所附权利要求及其合法等同物中阐述的本公开的范围的情况下，可以对元件的功能和布置做出各种改变。

Claims (10)

1.一种方法，包括：
从车辆的一个或多个车身底部相机获得相机图像；
经由所述车辆的处理器对所述相机图像执行图像处理；以及
基于来自所述一个或多个车身底部相机的相机图像以及经由所述处理器对所述相机图像的处理，经由所述处理器确定行驶高度、所述车辆上的重量测量值或两者。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
基于对所述行驶高度、所述车辆上的重量测量值或两者的确定，经由通过所述处理器提供的指令来控制车辆动作。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述相机图像包括：
前相机图像，所述前相机图像是从所述车辆的前车身底部相机获得的并捕获所述车辆的前车桥；以及
后相机图像，所述后相机图像是从所述车辆的后车身底部相机获得的并捕获所述车辆的后车桥。
4.根据权利要求3所述的方法，还包括：
经由所述处理器根据对所述前相机图像的处理来确定前悬架位移；以及
经由所述处理器根据对所述后相机图像的处理来确定后悬架位移；
其中确定所述车辆上的重量测量值的步骤包括基于所述前悬架位移和所述后悬架位移来在所述车辆的有效载荷重量和舌重之间进行区分。
5.根据权利要求4所述的方法，还包括：
从所述车辆的一个或多个附加传感器获得附加传感器数据；
其中所述图像处理是经由所述处理器使用所述附加传感器数据结合所述相机图像来执行的。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括：
基于经由所述处理器处理的所述相机图像与存储在计算机存储器中的一个或多个基线图像的比较，经由所述处理器对所述一个或多个车身底部相机执行健康检查。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括：
作为对所述相机图像的处理的一部分，经由所述处理器使用所述相机图像和存储在存储器中的基线图像来执行车架提取；
同样作为对所述相机图像的处理的一部分，经由所述处理器使用所述相机图像来执行轮胎接地补片提取；以及
基于所述车架提取和所述轮胎接地补片提取，经由所述处理器计算所述车辆的车架与所述轮胎接地补片之间的高度；
其中所述车辆上的重量测量值是使用所述车辆的车架与所述轮胎接地补片之间的高度来确定的。
8.一种系统，包括：
一个或多个车身底部相机，所述一个或多个车身底部相机用于车辆并且被配置为获得所述车辆下方的相机图像；以及
用于所述车辆的处理器，所述处理器联接到所述一个或多个车身底部相机并且被配置为至少促进：
对所述相机图像执行图像处理；以及
基于来自所述一个或多个车身底部相机的相机图像以及经由所述处理器对所述相机图像的处理，确定行驶高度、所述车辆上的重量测量值或两者。
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述处理器被配置为至少促进：
基于对所述行驶高度、所述车辆上的重量测量值或两者的确定，经由通过所述处理器提供的指令来控制车辆动作。
10.根据权利要求8所述的系统，其中所述一个或多个车身底部相机包括：
所述车辆的前车身底部相机，所述前车身底部相机被配置为获得捕获所述车辆的前车桥的前相机图像；以及
所述车辆的后车身底部相机，所述后车身底部相机被配置为获得捕获所述车辆的后车桥的后相机图像。
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