确定控制具有主动后轮转向的车辆的挂接角的系统和方法

摘要

本发明涉及一种确定用于控制具有主动后轮转向的车辆的挂接角的系统和方法。一个总体方面包括系统，所述系统具有被配置成包括一个或多个可执行指令的存储器和被配置成执行所述可执行指令的处理器，其中，所述可执行指令使得所述处理器能够估计拖车与车辆之间的挂接角的变化率，所述挂接角的所述估计变化率是基于所述车辆的多个后轮的转动角以及所述车辆的速度。

说明书

引言。

背景技术

已经开发了驾驶员辅助系统来协助车辆操作者（驾驶员）拖曳拖车。例如，这些辅助系统可以在车辆和拖车反向移动时预测挂接角并且产生引导图形。然而，遗憾的是，这些驾驶员辅助系统只考虑实施前轮转向功能的车辆。这样的驾驶员辅助系统与包含主动后转向系统的车辆不兼容。如下所述，当车辆的后轮可操作地旋转时，为了递送更大的稳定性和控制、为了停放车辆和拖车、以及为了操作越野拖载，已知的驾驶员辅助系统模块无法正确地预测拖车的挂接角，并且因此无法提供准确的转向辅助，以及无法在车辆内部内的一个或多个显示器上提供引导图形。例如，这些不准确的驾驶员辅助系统模块将在并入车辆中的任何不可见的拖车特征和拖车转动辅助特征的视图中产生叠加的失配和噪声干扰。因此，期望提供一种系统和方法，该系统和方法将在拖曳拖车（向前和反向）与包含主动后转向系统的车辆时促进准确的驾驶员（用户）辅助。此外，结合附图和本发明的这种背景技术，从本发明的后续详细描述和所附权利要求中，本发明的其他期望的特征和特性将变得显而易见。

发明内容

一个或多个计算机的系统可以被配置成借助于在系统上安装有在操作时使系统执行动作的软件、固件、硬件或它们的组合来执行特定操作或动作。一个或多个计算机程序可以被配置成借助于包括指令来执行特定操作或动作，该指令在被数据处理设备执行时使该设备执行动作。一个一般方面包括系统，该系统具有被配置成包括一个或多个可执行指令的存储器和被配置成执行可执行指令的处理器，其中，可执行指令使得处理器能够估计拖车与车辆之间的挂接角的变化率，挂接角的估计变化率是基于车辆的多个后轮的转动角以及车辆的速度。这个方面的其他实施例包括相应的计算机系统、设备和被记录在一个或多个计算机存储装置上的计算机程序，它们中的每一者都被配置成执行方法的动作。

1. 实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。在系统中，挂接角的估计变化率是基于以下关系：

一个一般方面包括非暂时性机器可读介质，该非暂时性机器可读介质具有存储在其上的可执行指令，这些可执行指令适于估计挂接角的变化率，这些可执行指令在被提供给处理器并且由此执行时使处理器：估计拖车与车辆之间的挂接角的变化率，挂接角的估计变化率是基于车辆的多个后轮的转向角以及车辆的速度。这个方面的其他实施例包括相应的计算机系统、设备和被记录在一个或多个计算机存储装置上的计算机程序，它们中的每一者都被配置成执行方法的动作。

实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。在非暂时性机器可读介质中，挂接角的估计变化率基于以下关系：

一个一般方面包括一种方法，该方法包括：估计拖车与车辆之间的挂接角的变化率，挂接角的估计变化率是基于车辆的多个后轮的转动角以及车辆的速度。这个方面的其他实施例包括相应的计算机系统、设备和被记录在一个或多个计算机存储装置上的计算机程序，它们中的每一者都被配置成执行方法的动作。

实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。在该方法中，挂接角的估计变化率基于以下关系：

本发明提供了以下技术方案：

1. 一种系统，所述系统包括：

存储器，所述存储器被配置成包括一个或多个可执行指令；以及处理器，所述处理器被配置成执行所述可执行指令，其中，所述可执行指令使得所述处理器能够：

估计拖车与车辆之间的挂接角的变化率，所述挂接角的估计变化率是基于所述车辆的多个后轮的转动角以及所述车辆的速度。

2. 根据技术方案1所述的系统，其中，所述挂接角的所述估计变化率是基于以下关系：

其中，

3. 根据技术方案1所述的系统，其中，所述可执行指令进一步使得所述处理器能够：

基于先前的挂接角预测所述车辆和拖车的运动的第一曲率半径；以及

基于所述挂接角的所述估计变化率预测所述车辆和拖车的所述运动的第二曲率半径。

4. 根据技术方案3所述的系统，其中：

所述第一曲率半径和所述第二曲率半径基于以下关系：

其中，R

5. 根据技术方案1所述的系统，其中，所述可执行指令进一步使得所述处理器能够：

基于所述挂接角的所述估计变化率生成可视拖车反向轨迹视图，所述拖车反向轨迹被配置成在摄像头视图上提供一条或多条虚拟线，以协助驾驶员控制所述拖车的运动。

6. 根据技术方案1所述的系统，其中，所述可执行指令进一步使得所述处理器能够：

基于所述挂接角的所述估计变化率控制主动后轮转向致动器，以便使所述车辆转向，从而协助车辆操作者。

7. 根据技术方案6所述的系统，其中，所述可执行指令进一步使得所述处理器能够：

基于所述挂接角的所述估计变化率控制所述车辆的一个或多个摩擦制动器和/或所述拖车的一个或多个摩擦制动器，以便支持控制所述主动后轮转向致动器。

8. 一种非暂时性机器可读介质，所述非暂时性机器可读介质具有存储在其上的可执行指令，所述可执行指令适于估计挂接角的变化率，当被提供给处理器并且由此执行时，所述可执行指令使所述处理器：

估计拖车与车辆之间的所述挂接角的变化率，所述挂接角的估计变化率是基于所述车辆的多个后轮的转动角以及所述车辆的速度。

9. 根据技术方案8所述的非暂时性机器可读介质，其中，所述挂接角的所述估计变化率是基于以下关系：

其中，

10. 根据技术方案8所述的非暂时性机器可读介质，所述非暂时性机器可读介质进一步包括：

基于先前的挂接角预测所述车辆和拖车的运动的第一曲率半径；以及

基于所述挂接角的估计变化率预测所述车辆和拖车的所述运动的第二曲率半径。

11. 根据技术方案10所述的非暂时性机器可读介质，其中：

所述第一曲率半径和所述第二曲率半径基于以下关系：

其中，R

12. 根据技术方案8所述的非暂时性机器可读介质，所述非暂时性机器可读介质进一步包括：

基于所述挂接角的估计变化率生成可视拖车反向轨迹视图，所述拖车反向轨迹被配置成在摄像头视图上提供一条或多条虚拟线，以协助驾驶员控制所述拖车的运动。

13. 根据技术方案8所述的非暂时性机器可读介质，所述非暂时性机器可读介质进一步包括：

基于所述挂接角的估计变化率控制主动后轮转向致动器，以便使所述车辆转向，从而协助车辆操作者。

14. 根据技术方案13所述的非暂时性机器可读介质，所述非暂时性机器可读介质进一步包括：

基于所述挂接角的估计变化率控制所述车辆的一个或多个摩擦制动器和/或所述拖车的一个或多个摩擦制动器，以便支持控制所述主动后轮转向致动器。

15. 一种方法，所述方法包括：

估计拖车与车辆之间的挂接角的变化率，所述挂接角的估计变化率是基于所述车辆的多个后轮的转动角以及所述车辆的速度。

16. 根据技术方案15所述的方法，其中，所述挂接角的所述估计变化率基于以下关系：

其中，

17. 根据技术方案15所述的方法，所述方法进一步包括：

基于先前的挂接角预测所述车辆和拖车的运动的第一曲率半径；以及

基于所述挂接角的所述估计变化率预测所述车辆和拖车的所述运动的第二曲率半径。

18. 根据技术方案17所述的方法，其中：

所述第一曲率半径和所述第二曲率半径是基于以下关系：

其中，R

19. 根据技术方案15所述的方法，所述方法进一步包括：

基于所述挂接角的估计变化率生成可视拖车反向轨迹视图，所述拖车反向轨迹被配置成在摄像头视图上提供一条或多条虚拟线，以协助驾驶员控制所述拖车的运动。

20. 根据技术方案15所述的方法，所述方法进一步包括：

基于所述挂接角的所述估计变化率控制主动后轮转向致动器，以便使所述车辆转向，从而协助车辆操作者。

当结合附图时，本教导的上述特征和优点以及其他特征和优点从以下用于实施教导的详细描述中变得显而易见。

附图说明

下文将结合以下附图描述所公开的示例，其中，相同的数字表示相同的元素，以及其中：

图1是能够利用本文中所公开的系统和方法的示例车辆系统的示意图；

图2是能够利用本文中所公开的系统和方法的示例车辆控制系统的功能框图；

图3图示了与能够利用本文中所公开的系统和方法的示例车辆系统相关联的参数；

图4图示了与能够利用本文中所公开的系统和方法的示例车辆系统相关联的参数；

图5是图示了根据本文中所公开的原理的示例性方法的流程图；以及

图6示出了图5的流程图的说明性方面。

具体实施方式

本公开的实施例在本文中进行描述。然而，要理解，所公开的实施例仅仅是示例，并且其他实施例可以采取各种替代形式。图不一定按比例绘制；一些特征可以被夸大或最小化，以显示特定部件的细节。因此，本文中所公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而是仅仅作为用于教导本领域技术人员以各种方式采用本发明的代表性基础。如本领域的普通技术人员将理解的，参照任何一个图中所示和所描述的各种特征都可以与一个或多个其他图中所示的特征相结合，以产生未明确说明或描述的实施例。所示的特征的组合提供典型应用的代表性实施例。然而，对于特定应用或实施方式，可能期望与本公开的教导一致的特征的各种组合和修改。

根据本公开的车辆控制系统使用运动学模型和来自一个或多个传感器的输入两者来确定挂接角，并且基于确定的挂接角协助包括主动后轮转向（ARS）的车辆的驾驶员。在一个示例中，车辆控制系统基于测量挂接角和挂接角的估计变化率确定校正挂接角，并且基于校正挂接角协助驾驶员。在另一个示例中，车辆控制系统使用卡尔曼滤波器，基于测量挂接角和挂接角的估计变化率来确定校正挂接角。

车辆控制系统经由车辆和拖车的动力学模型，基于车辆的后轮转向角、在后轮轴的中心处车辆的速度以及车辆的角速度，确定挂接角的估计变化率。

现在参照图1，车辆系统10包括车辆12和拖车14。车辆12具有前端15和后端16。车辆12包括车架或车身18、前轮轴20、后轮轴22、前轮24、左后轮26、右后轮28、摩擦制动器30、转向系统32和拖车挂接装置34。车辆12进一步包括后轮速度传感器36、方向盘角传感器38、用户界面装置42和车辆控制模块（VCM）44。

前轮轴20可以指在前轮24之间延伸并且可旋转地耦合到前轮24的一个或多个轴。同样，后轮轴22可以指在左后轮26和右后轮28之间延伸并且可旋转地耦合到左后轮26和右后轮28的一个或多个轴。

摩擦制动器30安装到前轮24，并且安装到左后轮26和右后轮28。当应用摩擦制动器30时，摩擦制动器30抵抗车轮24、26和28的旋转。摩擦制动器30可以包括鼓式制动器和/或盘式制动器，并且可以包括电动液压致动器和/或电子机械制动器，当应用摩擦制动器30时，这些致动器将制动片按压在制动盘和/或制动鼓上。

转向系统32可操作以使左后轮26和右后轮28转动，并且从而使车辆12转动。转向系统32包括方向盘46、转向柱48、一个或多个转向连杆50、转向致动器52、一个或多个ARS连杆51和主动后轮转向致动器53。驾驶员旋转方向盘46，以使车辆12向左或向右转动。转向柱48耦合到方向盘46，使得转向柱48在方向盘46旋转时旋转。转向柱48还可以耦合到转向连杆50，使得转向柱48的旋转导致转向连杆50的平移。转向连杆50耦合到前轮24，使得转向连杆50的平移使前轮24转动。

转向致动器52耦合到转向连杆50，并且可操作以平移转向连杆50，并且从而使前轮24转动。转向致动器52可以是电动液压致动器和/或电子机械致动器。如果转向柱48耦合到转向连杆50，则转向致动器52可以减少驾驶员为将车辆12向左或向右转动而必须施加的努力的量。在各种实施方式中，转向柱48可以不耦合到转向连杆50，并且转向致动器52可以响应于基于方向盘46的角位置而被生成的电子信号来平移转向连杆50。当以这种方式电子地控制转向致动器52时，转向系统32可以被称为线控转向系统。

与上面讨论的转向致动器52相似，主动后轮转向致动器53耦合到ARS连杆51，并且可操作以平移ARS连杆51，并且从而使右后轮26和左后轮28有角度地转动。主动后轮转向致动器53可以是电动液压和/或电子机械致动器。在各种实施方式中，主动后轮转向致动器53可操作地连接到转向柱48和/或转向致动器52，它们可以是经由无线通信的。因此，主动后轮转向致动器53可以响应于基于方向盘46的角位置而被生成的电子信号来平移ARS连杆51。此外，主动后轮转向致动器53可以平移ARS连杆51，使得右后轮26和左后轮28在与前轮26相反的方向上转动。因此，右后轮和左后轮26具有与前轮24相反的转动关系（如另外参照图3能够看出的）。主动后轮转向致动器53可以具有嵌入式后轮转向传感器，该传感器被设计成测量右后轮26和左后轮28相对于预定位置的角位置。后轮转向角传感器可以替代地是安装到ARS连杆51、后轮轴或转向柱48（或可以嵌入方向盘角传感器38内）的独立部件。当安装到转向柱48时，后方向盘角传感器可以包括霍尔效应传感器，该传感器测量设置在转向柱48内并且可旋转地耦合到方向盘46的轴的角位置。

轮速传感器36安装到左后轮26，并且测量左后轮26的速度（例如单位是每秒米m/s）。虽然轮速传感器36被示出为安装到左后轮26，但是轮速传感器36可以测量车辆12的另一个车轮（例如右后轮28）的速度。在各种实施方式中，车辆12可以沿ARS连杆51或在后轮轴的中心处包括速度传感器，以在车辆12的后轮轴的中心处测量速度。

方向盘角传感器38测量方向盘46相对于预定位置的角位置。当车辆12沿直线行驶时，方向盘46可以处于预定位置。方向盘角传感器38可以安装到转向柱48，并且可以包括霍尔效应传感器，该传感器测量设置在转向柱48内并且可旋转地耦合到方向盘46的轴的角位置。

摄像头40可以永久安装在车辆12的后视镜（未示出）中的一个上，安装到拖车14的后端64或安装在拖车14的车顶上。摄像头40可以捕获拖车14后面的区域的一个或多个图像。用户界面装置42可以包括电子显示器（例如触摸屏），该电子显示器在驾驶员的视野内并且可操作以显示文本和/或图像。另外，用户界面装置42可以包括平视显示器（HUD），例如，它将文本和/或图像投射到车辆12的挡风玻璃（未示出）上。进一步地，用户界面装置42可以包括一个或多个振动器，这些振动器安装到例如方向盘46和/或驾驶员的座椅（未示出），以向驾驶员提供触觉反馈。此外，用户界面装置42可以包括扬声器，该扬声器可操作以在车辆12内生成声音消息或听得到的消息。

VCM 44估计挂接角56（即车辆12的纵向轴线58与拖车14的纵向轴线60之间的角）的变化率，并且基于挂接角的估计变化率，以与例如在车辆12反向时防止/避免折裂情况相关联的各种方式协助车辆操作者（驾驶员/用户）。VCM 44可以通过控制用户界面装置42来协助驾驶员，以指示驾驶员何时使车辆12转动和/或制动、使车辆12转动到哪个方向、和/或车辆12转动和/或制动多少。另外或替代地，VCM 44可以通过控制用户界面装置42以生成代表车辆12后面的区域的组合后视镜图像来协助驾驶员，同时减轻拖车14所造成的干扰。另外或替代地，VCM 44可以通过使车辆12自动转向和/或减速（例如通过独立于来自驾驶员的输入应用摩擦制动器30和/或使前轮24和/或左后轮26和右后轮28转动）来协助驾驶员。VCM44可以使车辆12自动转动和/或减速，以便在车辆12反向时防止折裂情况，并且在拖曳拖车14时提供增加的稳定性和控制（其可以包括行车拖载应用和越野拖载应用两者）。VCM 44还基于右后轮26和左后轮28的转动角以及车辆12的速度（该速度可以在后轮轴22的中心处被感测到（如下所述））估计挂接角56的变化率。另外，VCM 44可以包含内部测量单元（IMU），该IMU测量车辆12的特定的力、角速度和取向，这可以经由加速度计、陀螺仪和磁力计的组合进行。

拖车14具有前端62和后端64。摄像头40可以捕获位于拖车14的后端64正后方的区域的图像。拖车14包括车架或车身66、轮轴68、车轮70、摩擦制动器72和舌部74。虽然拖车14被描绘为二轮拖车，但是本申请的原理适用于具有多于两个车轮的拖车。轮轴68可以指在车轮70之间延伸并且可旋转地耦合到车轮70的一个或多个轴，或轮轴68仅仅可以指车轮70。

摩擦制动器72安装到车轮70，并且当应用摩擦制动器72时，抵抗车轮70的旋转。摩擦制动器72可以包括鼓式制动器和/或盘式制动器，并且可以包括电动液压致动器和/或电子机械制动器，当应用摩擦制动器72时，这些致动器将制动片按压在制动盘和/或制动鼓上。舌部74可以被放置到车辆12的拖车挂接装置34上，以将拖车14耦合到车辆12。例如，拖车挂接装置34可以包括球，并且舌部74可以包括窝，该窝接收拖车挂接装置34的球并闩锁到拖车挂接装置34的球上，以将拖车14耦合到车辆12。挂接装置34还可以包括用于感测挂接角的传感器，出于本文中的目的，该挂接角可以被认为是在后轮26和28旋转之前的时间处感测到（即在时间T

如上所述，VCM 44可以通过使车辆12自动减速（这可以应用车辆12的摩擦制动器30来完成）来协助驾驶员。当然，当拖车14附接到车辆12时，使车辆12减速会使拖车14减速，并且反之亦然。因此，代替或除了独立于来自驾驶员的输入应用车辆12的摩擦制动器30，VCM 44可以通过独立于来自驾驶员的输入应用拖车14的摩擦制动器72来使车辆12自动减速。

现在参照图2，VCM 44的示例实施方式包括挂接角模块102的估计变化率和曲率预测模块104。挂接角模块102的估计变化率基于右后轮26和左后轮28的转向角、车辆12的速度（其可以在后轮轴22的中心处被感测到）和车辆12的角速度（其也可以在后轮轴22的中心处被感测到）来估计挂接角56的变化率。挂接角模块102的估计变化率接收来自轮速传感器36的车辆12的速度。挂接角模块102的估计变化率接收来自VCM 44的IMU的车辆12的角速度。

车辆12的第一后轮转向角在图3中用76标记，并且是平行于车辆12的纵向轴线58的线78与延伸通过车辆12的转向左后轮（即左后轮26）的竖直平面80之间的角。车辆12的第二后轮转向角在图3中用77标记，并且是平行于车辆12的纵向轴线58的线79与延伸通过车辆12的转向右后轮（即右后轮28）的竖直平面81之间的角。挂接角模块102的估计变化率基于通过来自主动后轮转向致动器53的后轮转向角传感器的输出测量的方向盘角来确定后轮转向角76。例如，当被安装到转向柱48时，挂接角模块102的估计变化率可以将方向盘角乘以转换因子（即预定值），以便获得后轮转向角76。

挂接角模块102的估计变化率使用车辆12和拖车14的动力学模型，基于后轮转向角76、车速和车辆12的角速度来估计挂接角56的变化率（在时间T

继续参照图2至图4，曲率预测模块104基于先前的挂接角（θ

其中，R

图2所示的VCM 44的示例实施方式进一步包括驾驶员协助模块106、转向控制模块108和制动器控制模块110。驾驶员协助模块106基于校正挂接角来控制用户界面装置42，以便协助驾驶员驾驶车辆12。驾驶员协助模块106可以控制用户界面装置42显示拖车反向轨迹、显示组合的后视镜图像、弯折检测和/或提供拖车摇摆警报。例如，当校正挂接角大于预定角时，驾驶员协助模块106可以控制用户界面装置42使方向盘46和/或驾驶员的座椅振动，以便警告驾驶员可能发生弯折。在另一个示例中，驾驶员协助模块106可以控制用户界面装置42以生成可视拖车反向轨迹，该可视拖车反向轨迹提供在摄像头视图上绘制的虚拟线，以协助驾驶员控制拖车14运动（下面讨论）。在另一个示例中，驾驶员协助模块106可以控制用户界面装置42以生成代表车辆12后方的区域的组合后视镜图像，同时减轻拖车14所造成的干扰（下面讨论）。

转向控制模块108基于挂接角的估计变化率控制主动后轮转向致动器53，以便通过使车辆12自动转向（例如通过独立于来自驾驶员的输入（诸如由后轮转向角传感器测量的方向盘角）使车辆12转向）来协助驾驶员。转向控制模块108可以基于挂接角的估计变化率来控制主动后轮转向致动器53，用于弯折预防（例如当车辆12反向移动拖车14时）和障碍回避（例如当车辆12向前移动拖车14时）。例如，当校正挂接角大于预定角时，转向控制模块108可以控制主动后轮转向致动器53以降低挂接角56的变化率。

转向控制模块108可以控制主动后轮转向致动器53通过使左后轮26和右后轮28向左或向右转动来降低挂接角56的变化率。例如，如果在图1中车辆12和拖车14正在向后行驶并且挂接角56的变化率大于预定角，则转向控制模块108可以指示主动后轮转向致动器53使至少后轮26和28向右转动。使后轮26和28向右转动（当前轮24同时或另外向右转动时），可显著降低挂接角56的变化率，并且从而防止车辆12和拖车14发生弯折。

继续参照图2，制动器控制模块110基于校正挂接角控制车辆12的摩擦制动器30和/或拖车14的摩擦制动器72，以便通过使车辆12和/或拖车14自动制动（例如通过独立于来自驾驶员的输入（诸如制动踏板位置）使车辆12和/或拖车14制动）来协助驾驶员。制动器控制模块110可以基于校正挂接角来控制摩擦制动器30和/或72，以用于弯折预防。例如，当校正挂接角大于预定角时，转向控制模块108可以应用摩擦制动器30和/或72来使车辆12减速。转向控制模块108和/或制动器控制模块110可以被称为致动器控制模块。

现在参照图5，示出了一种用于估计挂接角56的变化率以协助控制包括主动后轮转向（ARS）能力的车辆的方法500。如上所述，ARS是底盘技术，该底盘技术提供一种能力，即，使车辆12的后轮转动，以便在特定的驾驶条件和实施方式下递送更大的稳定性和控制。

方法500或其部分可以在计算机程序产品（例如VCM 44等）中实施，该计算机程序产品被具体实施在计算机可读介质中并且包括可由一个或多个系统的一个或多个计算机的一个或多个处理器用来使（多个）系统实施方法步骤中的一个或多个的指令。计算机程序产品可以包括由源代码、目标代码、可执行代码或其他格式的程序指令组成的一个或多个软件程序、一个或多个固件程序或硬件描述语言（HDL）文件；和任何程序相关数据。数据可以包括数据结构、查找表或任何其他合适格式的数据。程序指令可以包括程序模块、例程、程序、目标、部件和/或等。计算机程序可以在一个计算机上或在彼此通信的多个计算机上执行。

（多个）程序可以在计算机可读介质上具体实施，该计算机可读介质可以是非暂时性的，并且可以包括一个或多个存储装置、制品等。示例性计算机可读介质包括：计算机系统存储器（例如RAM（随机存取存储器）、ROM（只读存储器））；半导体存储器（例如EPROM（可擦除可编程ROM）、EEPROM（电可擦除可编程ROM）、闪存）；磁盘或磁带或光盘或光带；和/或等。计算机可读介质还可以包括计算机到计算机的连接，例如，当数据通过网络或另一个通信连接（有线、无线抑或它们的组合）传输或提供时。上述示例的（多个）任何组合也都被包括在计算机可读介质的范围内。因此，要理解，该方法可以至少部分由能够执行与所公开的方法的一个或多个步骤对应的指令的任何电子制品和/或装置执行。

方法200从501开始，其中，车辆操作者（驾驶员）开始反向操作车辆12，并且因此使车辆12挂倒挡。在步骤510中，嵌入主动后轮转向致动器53内的后轮转向传感器测量右后轮26和左后轮28的角位置。在步骤520中，轮速传感器36测量左后轮26或右后轮28的轮速。在530中，挂接角模块102的估计变化率使用车辆12和拖车14的动力学模型，基于后轮转向角和车速来估计挂接角56的变化率。例如，挂接角模块102的估计变化率可以使用上述关系（1）来估计挂接角56的变化率。

在步骤540中，驾驶员协助模块106将控制用户界面装置42以生成可视拖车反向轨迹视图602，该可视拖车反向轨迹视图提供在摄像头视图上绘制的虚拟线，以协助驾驶员控制拖车14的运动。例如，另外参照图6，驾驶员协助模块110将产生视图600，该视图包括叠加在由摄像头40捕获的图像区域上的第一对引导线604，第一对引导线604代表基于先前的挂接角（θ

使用方向盘46和用户界面装置42处的引导线，车辆操作者（用户）可以改变车辆12的后轮转向角（α），以调整第二对引导线路径606（即旋转左后轮26和右后轮28以调整第二对引导线路径606）。因此，这将导致第一对引导线604发生变化，因为它倾向于在备用期间将其与第二对引导线606对齐。驾驶员（通过方向盘）改变第二对引导线606，以便使第一对引导线604（其沿第二对引导线606继续对齐）沿拖车14的选定的或所期望的路径到达选定目的地608。因此，第一对引导线604和第二对引导线606关于选定的转向角指示车辆操作者（驾驶员），该选定的转向角使拖车14退回到所期望的位置或目的地608。如果车辆操作者很难使方向盘46转动，使得车辆12的后轮转向角（α）变得大于预定的参考挂接角（θ

另外或替代地，在该步骤中，驾驶员协助模块106将控制用户界面装置42以生成使用安装到摄像头40之外的车辆12的后端16的摄像头（未示出）获得的组合后视镜图像（未示出），该组合后视镜图像与各种图形组合以代表车辆12后面的区域，同时减轻拖车14所造成的干扰（通常称为不可见的拖载技术）。例如，第一图像可以由后置车辆摄像头获得以显示拖车14的前端62。第二图像也可以由拖车14的摄像头40获得。此外，第二图像在预先指定的图像叠加区域处叠加到第一图像上。为了使第二图像适应这个叠加区域，第二图像可以经由各种已知技术在图像叠加位置处的第一图像上重新定位和/或调整大小，以免创建组合后视镜图像的失真外观。叠加区域可以是基于从挂接角模块102的估计变化率输出的挂接角56的估计变化率以及拖车大小信息（例如拖车长度）。例如，叠加区域可以以这样的方式在第一图像内变得清晰，即叠加区域将与（拖车14后面的区域的）第二图像的清晰度相对应。此外，一旦第一图像和第二图像被拼接在一起，各种图像就都可以叠加在组合图像上，以突出任何独特的道路特征，诸如例如车道标记和道路边缘。

在任选的步骤550中，当车辆操作者（驾驶员）期望使得车辆12自身能够自主导航到目的地608时，转向控制模块108将基于挂接角56的估计变化率控制主动后轮转向致动器53，以便通过使车辆12自动转向来协助车辆操作者（驾驶员）。例如，如果确定挂接角56的估计变化率大于预定的参考挂接角，则转向控制模块108可以基于挂接角的估计变化率控制主动后轮转向致动器53，以便防止拖车14弯折。此外，为了防止弯折和障碍回避，转向控制模块108可以通过使车辆12的左后轮26和右后轮28向左或向右转动来控制主动后轮转向致动器53，以降低挂接角56的变化率（小于预定的参考挂接角）。车辆操作者（驾驶员）可以通过经由用户界面装置42提供的一个或多个虚拟按钮来触发转向控制模块108的激活。在任选的步骤560中，制动器控制模块110与转向控制模块108协同工作，以控制车辆12的摩擦制动器30和/或拖车14的摩擦制动器72，通过使车辆12和/或拖车14自动制动（例如，通过独立于来自驾驶员的输入（诸如制动踏板位置）使车辆12和/或拖车14制动）来协助驾驶员。制动器控制模块110可以基于挂接角的估计变化率来控制摩擦制动器30和/或72，以防止拖车14弯折。如下所述，制动器控制模块110协助控制车辆12，同时执行转向控制模块108的转向功能。方法500结束于502。

虽然上面的公开内容已经参考示例性实施例进行了描述，但是本领域技术人员将理解，在不脱离其范围的情况下，可以做出各种变化，并且其元素可以用等同物代替。另外，在不脱离其基本范围的情况下，可以做出许多修改以使特定的情况或材料适应于本公开的教导。因此，本公开旨在不限于所公开的特定实施例，但是将包括其范围之内的所有实施例。

虽然上面描述了示例性实施例，但是这些实施例并不旨在描述权利要求所涵盖的所有可能的形式。说明书中所使用的词语是描述词语，而非限制词语，并且要理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以做出各种更改。如前所述，各种实施例的特征都可以组合，以形成可能没有明确描述或说明的本发明的进一步的实施例。虽然各种实施例都可能已经被描述为在一个或多个所期望的特性方面提供优点或优于其他实施例或现有技术实施方式，但是本领域的普通技术人员应认识到，一个或多个特征或特性可以折衷，以获得所期望的总体系统属性，这取决于特定应用和实施方式。这些属性可以包括但不限于成本、强度、持久性、生命周期成本、市场性、外观、包装、大小、适用性、重量、可制造性、易于组装等。因此，在一个或多个特性方面，被描述为不如其他实施例或现有技术实施方式所期望的实施例并没有超出本公开的范围，并且对于特定应用可以是期望的。

可以在本文中使用空间上相对的术语，诸如，“内部”、“外部”、“在……之下”、“在……下面”、“下部”、“在……之上”、“上部”等，来便于描述附图中所示的一个元素或特征与另一元素或特征的关系。除了在图中所示的取向之外，空间上相对的术语可以包括装置在使用或操作中的不同取向。例如，如果图中的装置翻转，则然后将描述为“在其他元素或特征下面”或“在其他元素或特征之下”的元素定向为“在其他元素或特征之上”。由此，示例术语“在……下面”可以涵盖在……之上和在……下面两者的取向。装置可以以其他方式被定向（旋转90度或处于其他取向），并且本文中所使用的有关空间的描述词可以被相应地解释。

权利要求中所叙述的元素中没有一个旨在成为《美国法典》第35条第108(f)的意思范畴内的装置加功能元素，除非使用短语“用于……的装置”来明确叙述元素，或在权利要求中使用短语“用于……的操作”或“用于……的步骤”的方法权利要求的情况下。