(57)【要約】【課題】トレーラに設けた連結部の位置を高精度に検出して連結精度を高めることができる、車両連結支援装置、車両連結支援方法、及び車両連結支援システムを提供する。【解決手段】本発明の車両連結支援装置は、トレーラに設けられた第２連結部の画像パターンが取得されている場合、前記画像パターンと車両の後部に搭載された外界認識センサによって取得される画像との照合に基づいて前記第２連結部の位置を検出し、検出した前記第２連結部の位置に基づいて前記トレーラと前記車両との連結を支援するための操舵指令を前記車両の操舵コントローラへ出力する第１モードと、前記画像パターンが取得されていない場合、前記トレーラと前記車両との手動による連結を前記車両のドライバへ促すための通知をする第２モードと、を備える。【選択図】図３
2020029183.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１連結部を有する車両と、前記第１連結部に連結する第２連結部を有するトレーラと、の連結を支援する車両連結支援装置であって、
前記第２連結部の画像パターンが取得されている場合、前記画像パターンと前記車両の後部に搭載された外界認識センサによって取得される画像との照合に基づいて前記第２連結部の位置を検出し、検出した前記第２連結部の位置に基づいて前記トレーラと前記車両との連結を支援するための操舵指令を前記車両の操舵コントローラへ出力する第１モードと、
前記画像パターンが取得されていない場合、前記トレーラと前記車両との手動による連結を前記車両のドライバへ促すための通知をする第２モードと、
を備える車両連結支援装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両連結支援装置において、
前記第２モードで手動によって前記トレーラと前記車両とを連結する際、前記外界認識センサによって取得される画像から隠れたときに、前記画像パターンの学習処理を開始する、
車両連結支援装置。
【請求項３】
請求項２に記載の車両連結支援装置において、
前記第２モードで手動によって前記第１連結部と前記第２連結部とを連結するときに記録した前記外界認識センサによって取得された画像と、前記第１連結部の位置と、に基づき、前記画像パターンの学習処理をする、
車両連結支援装置。
【請求項４】
請求項２に記載の車両連結支援装置において、
前記車両の挙動変化が所定よりも小さいときに前記外界認識センサによって取得された画像から前記画像パターンの学習処理をする、
車両連結支援装置。
【請求項５】
請求項２に記載の車両連結支援装置において、
前記画像パターンの学習処理が失敗したときに、前記車両のドライバへ手動連結の条件変更を促すための通知をする、
車両連結支援装置。
【請求項６】
請求項１に記載の車両連結支援装置において、
前記第２モードで手動により前記第１連結部と前記第２連結部とを連結するときに前記外界認識センサによって取得された画像を記録し、手動による前記第１連結部と前記第２連結部との連結が完了したら前記画像パターンの学習処理を開始する、
車両連結支援装置。
【請求項７】
請求項１に記載の車両連結支援装置において、
前記第１モードでは、前記外界認識センサによって取得された画像の所定領域に前記トレーラが映っている状態で、前記トレーラと前記車両との連結支援を開始する、
車両連結支援装置。
【請求項８】
請求項１に記載の車両連結支援装置において、
前記所定領域は、前記トレーラが前記車両のバックミラーに投影される領域である、
車両連結支援装置。
【請求項９】
第１連結部を有する車両と、前記第１連結部に連結する第２連結部を有するトレーラと、の連結を支援する車両連結支援方法であって、
前記第２連結部の画像パターンが取得されている場合、前記画像パターンと前記車両の後部に搭載された外界認識センサによって取得される画像との照合に基づいて前記第２連結部の位置を検出し、検出した前記第２連結部の位置に基づいて前記トレーラと前記車両との連結を支援するための操舵指令を前記車両の操舵コントローラへ出力し、
前記画像パターンが取得されていない場合、前記トレーラと前記車両との手動による連結を前記車両のドライバへ促すための通知をする、
車両連結支援方法。
【請求項１０】
第１連結部を有する車両と、前記第１連結部に連結する第２連結部を有するトレーラと、の連結を支援する車両連結支援システムであって、
前記車両の後部に搭載された外界認識センサと、
前記車両に搭載されたコントローラであって、
前記第２連結部の画像パターンが取得されている場合、前記画像パターンと前記外界認識センサによって取得される画像との照合に基づいて前記第２連結部の位置を検出し、検出した前記第２連結部の位置に基づいて前記トレーラと前記車両との連結を支援するための操舵指令を前記車両の操舵コントローラへ出力する第１モードと、
前記画像パターンが取得されていない場合、前記トレーラと前記車両との手動による連結を前記車両のドライバへ促すための通知をする第２モードと、
を備えるコントローラと、
を備える車両連結支援システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トレーラと車両との連結を支援する、車両連結支援装置、車両連結支援方法、及び車両連結支援システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、連結対象であるトレーラを検出し、車両を前記トレーラに連結するための前記車両の経路を求め、求めた経路に沿って前記車両を動かすために操舵制御や制動制御を行う車両連結支援装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−２０３９７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、車両とトレーラとの連結を支援するためには、トレーラに設けた連結部（ヒッチカプラ）の位置を高精度に検出し、車両をトレーラに向けて高い精度で移動させることが要求される。
しかし、特許文献１には、カメラの画像からトレーラに設けた連結部の位置を求めることは開示されているが、位置検出の具体的方法の開示がなく、位置検出の誤差や失敗によって連結支援が十分に機能しなくなるおそれがあった。
【０００５】
本発明は、従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、トレーラに設けた連結部の位置を高精度に検出して連結精度を高めることができる、車両連結支援装置、車両連結支援方法、及び車両連結支援システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、その１つの態様において、トレーラに設けられた第２連結部の画像パターンが取得されている場合、前記画像パターンと車両の後部に搭載された外界認識センサによって取得される画像との照合に基づいて前記第２連結部の位置を検出し、検出した前記第２連結部の位置に基づいて前記トレーラと前記車両との連結を支援するための操舵指令を前記車両の操舵コントローラへ出力する第１モードと、前記画像パターンが取得されていない場合、前記トレーラと前記車両との手動による連結を前記車両のドライバへ促すための通知をする第２モードと、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、トレーラに設けた連結部の位置を高精度に検出して連結精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】車両連結支援システムを備えた車両の構成図である。
【図２】車両とトレーラとの連結部の側面図である。
【図３】連結支援制御システムの構成ブロック図である。
【図４】連結支援の手順を示すフローチャートである。
【図５】連結支援の手順を示すフローチャートである。
【図６】連結支援の手順を示すフローチャートである。
【図７】連結支援の手順を示すフローチャートである。
【図８】連結支援の手順を示すフローチャートである。
【図９】連結支援としての操舵制御システムのブロック図である。
【図１０】ヒッチカプラを原点とする座標系を示す図である。
【図１１】連結支援における目標軌跡を示す図である。
【図１２】ヒッチボールを原点とする座標系を示す図である。
【図１３】座標変換処理のケース１を示す図である。
【図１４】座標変換処理のケース２を示す図である。
【図１５】座標変換処理のケース３を示す図である。
【図１６】座標変換処理のケース４を示す図である。
【図１７】ヒッチボール位置から車両の重心位置を求める処理を説明するための図である。
【図１８】Ｂスプラインの制御点としての中点の設定を説明するための図である。
【図１９】Ｂスプラインの制御点としての中点の設定を説明するための図である。
【図２０】舵角指令生成の機能ブロック図である。
【図２１】横加速度の算出処理を説明するための図である。
【図２２】２輪モデルによるスリップ角及びヨーレートの算出処理を説明するための図である。
【図２３】コーナリングフォースＦf，Ｆrの算出処理を説明するための図である。
【図２４】車両位置の更新処理を説明するための図である。
【図２５】目標軌跡の更新処理を説明するための図である。
【図２６】連結支援が高難度になる位置関係を例示する図である。
【図２７】連結支援が低難度になる位置関係を例示する図である。
【図２８】連結支援の手順を示すフローチャートである。
【図２９】連結支援の手順を示すフローチャートである。
【図３０】連結支援の手順を示すフローチャートである。
【図３１】連結支援の手順を示すフローチャートである。
【図３２】連結支援の手順を示すフローチャートである。
【図３３】連結支援の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明に係る車両連結支援装置、車両連結支援方法、及び車両連結支援システムの実施形態を、図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る車両連結支援システムを備えた車両１０の構成図である。
車両１０は、左右一対の前輪１１，１１、左右一対の後輪１２，１２を備えた４輪車両であって、トレーラ２０（被牽引車）を牽引する牽引車である。
車両１０とトレーラ２０とは連結部（連結器）３０によって連結する。
【００１０】
車両１０は、前輪１１，１１の舵角を操作する電動パワーステアリング装置１３を備える。電動パワーステアリング装置１３は、操舵力を発生するモータなどの操舵アクチュエータを備え、自動操舵可能なステアリング装置である。
連結支援制御ユニット４０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭなどを含むマイクロコンピュータを備える電子制御装置であって、車両１０とトレーラ２０との連結を支援するための制御を実施する車両連結支援装置（コントローラ）である。
【００１１】
連結支援制御ユニット４０は、車両１０のドライバから連結支援の実施要求があると、連結支援制御として、車両１０をトレーラ２０と連結する位置まで後退させるための経路である目標軌跡を設定し、この目標軌跡に沿って車両１０が後退するように前輪１１，１１の目標舵角を設定する。
そして、連結支援制御ユニット４０は、目標舵角の信号（舵角指令）を、電動パワーステアリング装置１３（操舵アクチュエータ）を制御する操舵コントローラである操舵制御ユニット１４に出力する。
【００１２】
操舵制御ユニット１４は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭなどを含むマイクロコンピュータを備える電子制御装置であって、連結支援制御ユニット４０から目標舵角の信号を受けると、前輪舵角センサ１５で検出される前輪１１，１１の操舵角が目標舵角に近づくように、電動パワーステアリング装置１３の操舵アクチュエータ（モータ）を制御する。
つまり、連結支援制御ユニット４０は、前輪１１，１１の舵角を制御することで、車両１０をトレーラ２０との連結位置まで誘導し、連結作業が容易に行えるように支援する。
【００１３】
車両１０の運転席付近には、液晶ディスプレイなどの画面表示装置であるインフォメーションディスプレイ５０が設けられている。
そして、連結支援制御ユニット４０は、連結支援制御の一部として、車両１０のドライバへの通知事項などをインフォメーションディスプレイ５０に表示する機能を有する。
また、車両１０の後部には、外界認識センサとして、車両１０の後方を撮影するカメラ（撮像装置）であるリアカメラ６０を搭載してある。
【００１４】
図２は、連結部（連結器）３０の構成を示す図である。
連結部３０は、車両１０の後部に設置されたヒッチボール３０Ａ（第１連結部）と、トレーラ２０から前方に延びるアーム２０Ａの先端に設けられ、ヒッチボール３０Ａに係脱可能に連結するヒッチカプラ３０Ｂ（第２連結部）とで構成される。
【００１５】
そして、ヒッチカプラ３０Ｂが、ヒッチボール３０Ａの上部を覆うようにしてヒッチボール３０Ａをつかむことで、ヒッチボール３０Ａとヒッチカプラ３０Ｂとが連結される。
なお、リアカメラ６０は、車両１０に設けたヒッチボール３０Ａが画面の所定位置に映るように画角、設置高さ、設置角度などが調整されて、車両１０の後部に搭載される。
【００１６】
図３は、車両連結支援システムの構成ブロック図である。
連結支援制御ユニット４０は、リアカメラ６０からの画像信号、前輪舵角センサ１５からの前輪操舵角信号αを入力する。
更に、連結支援制御ユニット４０は、車両１０の走行速度（車速）を検出する車速センサ１６からの車速信号Ｖ、車両１０のヨーレートを検出するヨーレートセンサ１７からのヨーレート信号γ、車両１０の変速機のギア位置（シフト位置）を検出するギア位置センサ１８からのギア位置信号（シフト位置信号）ＧＰ、車両１０のドライバが連結支援制御に関する指令入力を行うためのマルチスイッチ（連結支援操作スイッチ）１９の出力信号などを入力する。
【００１７】
マルチスイッチ１９は、例えば、車両１０のステアリングホイール１３Ａなどに設置され、ドライバによって任意に操作される押しボタンスイッチなどの操作スイッチである。
ドライバは、マルチスイッチ１９の操作によって、連結支援の実施指示（自動操舵の実施指示）や、連結支援の初期化指示（リセット指示、画像パターンの学習指示）を行う。
【００１８】
例えば、マルチスイッチ１９は、“Hitching Assist”と表記された押しボタンスイッチと、“Initialize”と表記された押しボタンスイッチとを含む。
そして、ドライバが“Hitching Assist”ボタン（運転支援実行スイッチ）を押すと、連結支援の実施要求を示す信号が連結支援制御ユニット４０に出力され、ドライバが“Initialize”ボタン（運転支援初期化スイッチ）を押すと、連結支援の初期化指示を示す信号が連結支援制御ユニット４０に出力される。
【００１９】
連結支援制御ユニット４０は、上記の各種入力信号に基づく演算処理機能として、自車挙動算出部４０Ａ、画像処理部４０Ｂ、モード設定部４０Ｃ、目標軌跡生成部４０Ｄ、横制御部４０Ｅの機能をソフトウェアとして備える。
自車挙動算出部４０Ａは、車速信号Ｖ、ヨーレート信号γ、前輪操舵角信号αなどに基づいて、連結支援中における車両１０（自車）の挙動を算出する。
【００２０】
画像処理部４０Ｂは、リアカメラ６０からの画像信号の処理によって、ヒッチカプラ３０Ｂの抽出などを行う。
モード設定部４０Ｃは、ギア位置信号ＧＰ、マルチスイッチ１９の出力信号（ドライバによる連結支援に関する指令）などに基づき連結支援制御のモード設定を行う。
【００２１】
目標軌跡生成部４０Ｄは、画像処理部４０Ｂでの画像処理の結果、及び、モード設定部４０Ｃでのモード設定に基づき、車両１０を後退させてトレーラ２０と連結させるときの車両１０の目標軌跡を生成する。
横制御部４０Ｅは、画像処理部４０Ｂでの画像処理の結果、自車挙動算出部４０Ａが算出した自車挙動、目標軌跡生成部４０Ｄが生成した目標軌跡に基づき、目標軌跡に沿って車両１０を後退させるための前輪１１，１１の目標舵角を設定し、この目標舵角の信号（舵角指令）を操舵制御ユニット１４に出力する。
【００２２】
以下では、図４−図８のフローチャートを参照しつつ、連結支援制御ユニット４０による連結支援制御の詳細を説明する。
なお、図４−図８のフローチャートに示すルーチンは、所定時間（例えば５０ｍｓ）毎に実行されるタイマ割り込み処理である。
【００２３】
連結支援制御ユニット４０は、ステップＳ１０１で、初期設定処理を行う。
ここで、連結支援制御ユニット４０への電源投入の１回目である場合、連結支援制御ユニット４０は、ヒッチカプラ３０Ｂの画像パターンが学習済みであるか否かを区別するための学習フラグＦＨＫに、未学習状態であることを示す零をセットする（ＦＨＫ＝０）。
また、車両１０の運転スイッチ（パワースイッチ、イグニッションスイッチ、エンジンスイッチ）がオンされた後（電源投入後）の初回の処理タイミングである場合、連結支援制御ユニット４０は、ギア位置毎の制御状態を表す変数Ｐ_m、Ｒ_mを、それぞれ初期状態を示す零にリセットする（Ｐ_m＝０、Ｒ_m＝０）。
【００２４】
次いで、連結支援制御ユニット４０は、ステップＳ１０２で、車両１０の車速Ｖ、操舵角α、ギア位置信号ＧＰなどの車両情報（自車の挙動を示す情報）を読み込む。
また、連結支援制御ユニット４０は、ステップＳ１０３で、リアカメラ６０の画像を読み込む。
更に、連結支援制御ユニット４０は、ステップＳ１０４で、マルチスイッチ１９の指令信号、つまり、連結支援に関するドライバの意図（連結支援の実施、連結支援の初期化など）を示す指令信号を読み込む。
【００２５】
そして、連結支援制御ユニット４０は、ステップＳ１０５で、車両１０のギア位置（シフト位置）が、Ｐレンジ（パーキングレンジ）、Ｒレンジ（リバースレンジ）、Ｐレンジ及びＲレンジを除くその他のレンジ（ＤレンジやＮレンジなど）のいずれかに判別する。
ここで、連結支援制御ユニット４０は、車両１０のギア位置がＰレンジである場合はステップＳ１０６に進み、車両１０のギア位置がＲレンジである場合はステップＳ１１３に進み、車両１０のギア位置がＰレンジではなくかつＲレンジでもない場合はステップＳ１３１に進む。
【００２６】
連結支援制御ユニット４０は、車両１０のギア位置がＰレンジであってステップＳ１０６に進んだ場合、変数Ｐ_m、Ｒ_mに基づくモード判定を行う。
連結支援制御ユニット４０は、Ｐ_m＝０である場合はステップＳ１０８に進み、Ｐ_m＝１、かつ、Ｒ_m＝０である場合はステップＳ１０７に進み、Ｐ_m＝１、かつ、Ｒ_m＝１である場合はステップＳ１１７に進む。
【００２７】
連結支援制御ユニット４０は、Ｐ_m＝１、かつ、Ｒ_m＝０であってステップＳ１０７に進むと、下記の表示内容107をインフォメーションディスプレイ５０に表示させる。
・表示内容107：「ブレーキを踏んでＲレンジに入れてください。」
一方、連結支援制御ユニット４０は、Ｐ_m＝０であってステップＳ１０８に進むと、下記の２つの表示内容108-1，108-2をインフォメーションディスプレイ５０に表示させる。
・表示内容108-1：「連結支援を行う場合は“Hitching Assist”ボタンを押してください。」
・表示内容108-2：「トレーラ変更の場合は“Initialize”ボタンを押してください。」
【００２８】
連結支援制御ユニット４０は、ステップＳ１０８での表示処理後にステップＳ１０９に進み、マルチスイッチ１９の操作状態を判断する。
そして、連結支援制御ユニット４０は、“Initialize”ボタンが押されている場合はステップＳ１１０に進み、“Hitching Assist”ボタンが押されている場合はステップＳ１１２に進み、“Initialize”ボタン及び“Hitching Assist”ボタンが押されていない無操作の状態であればステップＳ１３１に進む。
【００２９】
“Initialize”ボタンが押されている場合、換言すれば、運転支援制御の初期化処理が指令されている場合、連結支援制御ユニット４０は、ステップＳ１１０で、ヒッチカプラ３０Ｂの画像パターンが学習済みであるか否かを区別するための学習フラグＦＨＫに、未学習状態であることを示す零をセットする（ＦＨＫ＝０）。
次いで、連結支援制御ユニット４０は、ステップＳ１１１に進み、下記の表示内容111をインフォメーションディスプレイ５０に表示させる。
・表示内容111：「学習状態を初期化しました。」
【００３０】
更に、連結支援制御ユニット４０は、ステップＳ１１２に進み、変数Ｐ_mを１にする設定を行う。
なお、連結支援制御ユニット４０は、ステップＳ１０９で“Hitching Assist”ボタンが押されていることを検知した場合、ステップＳ１１０及びステップＳ１１１を迂回してステップＳ１１２に進み、前述した変数Ｐ_mの設定を行う。
連結支援制御ユニット４０は、ステップＳ１１２で変数Ｐ_mの設定を行った後、ステップＳ１３１に進み、デジタルフィルタ演算に用いる過去値の更新など、本ルーチンの次回実行時に備えた各種演算処理を行ってから、本ルーチンを終了させる。
【００３１】
一方、連結支援制御ユニット４０は、前記ステップＳ１０５で、車両１０のギア位置がＲレンジであることを検知すると、ステップＳ１１３に進む。
連結支援制御ユニット４０は、ステップＳ１１３で、学習フラグＦＨＫに基づき、ヒッチカプラ３０Ｂの画像パターン（形状）が学習済みであるか否かを判断する。
連結支援制御ユニット４０は、学習フラグＦＨＫが零であればヒッチカプラ３０Ｂの画像パターンが未学習であると判断し、学習フラグＦＨＫが１であればヒッチカプラ３０Ｂの画像パターンが学習済みであると判断する。
【００３２】
連結支援制御ユニット４０は、学習フラグＦＨＫが零であってヒッチカプラ３０Ｂの画像パターンが未学習である場合、ステップＳ１１４に進む。
連結支援制御ユニット４０は、ステップＳ１１４で、下記の３つの表示内容114-1−114-3をインフォメーションディスプレイ５０に表示させる。
・表示内容114-1：「ヒッチングの学習を終えていないため、支援できません。」
・表示内容114-2：「ご自身で連結位置まで移動してください。」
・表示内容114-3：「連結可能な位置に移動したら、Ｐレンジに入れてください。」
【００３３】
前述した表示を実施することで、ヒッチカプラ３０Ｂの画像パターンが未学習であるために連結支援を実施できない状況であること、更に、ドライバが連結操作（デモンストレーション）を行って、ヒッチカプラ３０Ｂの画像パターンの学習を行わせる必要があることを、車両１０のドライバに理解させることができる。
上記ステップＳ１１４での表示処理は、画像パターンが取得されていない状態で、車両１０のドライバへ手動による連結を促す通知をする機能（第２モード）である。
【００３４】
次いで、連結支援制御ユニット４０は、ステップＳ１１５に進み、リアカメラ６０が撮影した車両１０の後方の画像を録画する。つまり、連結支援制御ユニット４０は、ドライバによる手動での連結が行われる過程でのリアカメラ６０の画像を記録する。
ここで、連結支援制御ユニット４０は、リアカメラ６０の画像を録画するときに、撮影が行われたときの車両１０の挙動情報（ヨーレートやピッチレートなど）を画像に対応付けて記録する。
【００３５】
なお、連結支援制御ユニット４０は、ステップＳ１１５でリアカメラ６０の撮影画像を全て録画する必要はなく、例えば、所定時間毎の画像、或いは、所定走行距離（例えば、１ｍ）毎の画像を録画することで、リアカメラ６０の撮影画像を記録するためのメモリ容量を節約することができる。
更に、連結支援制御ユニット４０は、ステップＳ１１６に進み、変数Ｒ_mを１にする設定を行った後、ステップＳ１３１に進む。
【００３６】
ステップＳ１１６での変数Ｒ_mの設定を行った後に本ルーチンが再度実行されたときに、車両１０のギア位置がＰレンジであると、連結支援制御ユニット４０は、ステップＳ１０５からステップＳ１０６に進み、ここで、Ｒ_m＝１かつＰ_m＝１であると判断してステップＳ１１７に進む。
連結支援制御ユニット４０は、ステップＳ１１７において、今回ステップＳ１０３で得たリアカメラ６０の画像からヒッチボール３０Ａが隠れたか否かを判断する。
【００３７】
リアカメラ６０の画面にはヒッチボール３０Ａが映るように設定されるが、ヒッチボール３０Ａとヒッチカプラ３０Ｂとが連結すると、ヒッチカプラ３０Ｂがヒッチボール３０Ａに覆いかぶさり、ヒッチボール３０Ａはヒッチカプラ３０Ｂの裏に隠れることになる。
したがって、連結支援制御ユニット４０は、画像からヒッチボール３０Ａが隠れたときに、手動によってヒッチボール３０Ａにヒッチカプラ３０Ｂが連結したこと、更に、ヒッチボール３０Ａが映っていた領域にヒッチカプラ３０Ｂが映っていることを推定できる。
【００３８】
つまり、連結支援制御ユニット４０は、ヒッチボール３０Ａとヒッチカプラ３０Ｂとが連結してヒッチカプラ３０Ｂの画像領域が特定され、ヒッチカプラ３０Ｂの画像パターンの学習が可能になったことを、リアカメラ６０の画像から判断することができる。
したがって、ヒッチボール３０Ａとヒッチカプラ３０Ｂとが連結したときに、例えば、ドライバがボタン操作を行って連結支援制御ユニット４０に認知させる必要はなく、ドライバの操作負担を軽減できる。
【００３９】
連結支援制御ユニット４０は、リアカメラ６０の画像にヒッチボール３０Ａが映っている場合、換言すれば、ヒッチボール３０Ａとヒッチカプラ３０Ｂとが離れている場合、学習可能状態に至っていないことから、ステップＳ１３１に進む。
また、連結支援制御ユニット４０は、手動によるヒッチボール３０Ａとヒッチカプラ３０Ｂとの連結が完了してリアカメラ６０の画像からヒッチボール３０Ａが隠れ、ヒッチカプラ３０Ｂの画像パターンの学習処理が可能状態になると、ステップＳ１１８に進んで学習処理を開始する。
【００４０】
前述のように、手動連結の過程でリアカメラ６０の画像からヒッチボール３０Ａが隠れたことは、手動によるヒッチボール３０Ａとヒッチカプラ３０Ｂとの連結が完了したことを示唆し、更に、リアカメラ６０の画像においてヒッチボール３０Ａを覆い隠すようにヒッチカプラ３０Ｂが映っていることを示唆する。
そこで、連結支援制御ユニット４０は、ステップＳ１１８で、リアカメラ６０の画像におけるヒッチボール３０Ａの位置に基づき、手動による連結において録画した画像からヒッチカプラ３０Ｂの画像領域（形状）を抽出し、当該画像領域をヒッチカプラ３０Ｂの画像パターンとしてメモリに記録する、画像パターンの学習処理を実施する。
【００４１】
その後、連結支援制御ユニット４０は、ドライバの操作による連結過程（手動による連結過程）で録画したリアカメラ６０の画像の最後から最初に向けて時間を遡り、前回画像で抽出したヒッチカプラ３０Ｂの画像領域と同様な形状の領域を今回画像からヒッチカプラ３０Ｂの画像領域として抽出する処理を繰り返し、車両１０からの距離が異なる複数の条件毎にヒッチカプラ３０Ｂの画像パターン（画像領域）を学習（記録）する。
換言すれば、連結支援制御ユニット４０は、ヒッチボール３０Ａが隠れたときの画像を起点とし、取得したヒッチカプラ３０Ｂの画像パターンに基づき時間的に遡った画像からヒッチカプラ３０Ｂを探索して新たに画像パターンを取得する処理を繰り返し、リアカメラ６０からヒッチカプラ３０Ｂまでの距離が異なる複数条件での画像パターンを取得する。
【００４２】
このように、連結支援制御ユニット４０は、ドライバによる操舵によって車両１０を後退させて車両１０とトレーラ２０とを連結するときに、リアカメラ６０によって取得された画像を連結完了まで記録し、記録した画像からヒッチカプラ３０Ｂの画像パターンを取得する。
ここで、連結支援制御ユニット４０は、リアカメラ６０の画像とともに記録した車両１０の挙動情報（ヨーレートやピッチレートなど）に基づき、画像パターンの学習を実施するか中止するかを判断することができる。
【００４３】
つまり、車両１０の挙動変化が所定よりも大きい場合（ヨーレート及び／又はピッチレートが設定よりも大きい場合）は、画像にぶれが生じるなどリアカメラ６０の画質が低下し、連結支援制御ユニット４０は、ヒッチカプラ３０Ｂの画像パターンを精度良く学習することができなくなる。
そこで、連結支援制御ユニット４０は、リアカメラ６０の画像を録画したときの車両１０の挙動変化が所定よりも大きかった場合は学習を中止し、車両１０の挙動変化が所定よりも小さいときに撮影した高画質の画像に基づき画像パターンを学習することで、画像パターンの学習データの精度低下を抑止する。
【００４４】
上記ステップＳ１１８での画像パターンの学習処理では、ヒッチカプラ３０Ｂの画像領域をドライバがタッチパネルの操作などによって選択する必要がなく、ドライバの操作負担が軽減される。
また、ヒッチボール３０Ａが隠れたとき（連結完了時）を起点とし、ヒッチカプラ３０Ｂの領域を前回画像での抽出領域に基づき探索する処理を繰り返して、車両１０からより遠い位置での画像パターンを順次学習するので、手動による１回の連結によって、車両１０からの距離が異なる条件毎のヒッチカプラ３０Ｂの画像パターンを高い確度で一括して学習できる。
【００４５】
次いで、連結支援制御ユニット４０は、ステップＳ１１９に進み、ヒッチカプラ３０Ｂの画像パターンが車両１０からの距離が異なる条件毎に全て学習できたか否か、換言すれば、画像パターンの学習が完了したか否かを判断する。
そして、画像パターンの学習が完了した場合、連結支援制御ユニット４０は、ステップＳ１２０に進み、学習フラグＦＨＫに、学習済状態であることを示す１をセットする（ＦＨＫ＝１）。
更に、連結支援制御ユニット４０は、次のステップＳ１２１で、下記の表示内容121をインフォメーションディスプレイ５０に表示させた後、ステップＳ１３１に進む。
・表示内容121：「学習が完了しました。次回から連結支援が可能です。」
つまり、連結支援制御ユニット４０は、ヒッチカプラ３０Ｂの画像パターンの学習が完了し、画像パターンを用いたヒッチカプラ３０Ｂの位置検出に基づく連結支援が実施できるようになったことを、表示内容121によってドライバに認知させる。
【００４６】
一方、画像パターンの学習が完了しなかった場合、連結支援制御ユニット４０は、ステップＳ１２２に進み、下記の表示内容122-1，122-2をインフォメーションディスプレイ５０に表示させた後、ステップＳ１３１に進む。
・表示内容122-1：「学習に失敗したため、次回も支援できません。」
・表示内容122-2：「日照条件を変更、後退操作を穏やかにして再度学習してください。」
【００４７】
学習が完了しなかった理由としては、低照度で感度が悪い画像が撮影された場合や、車両１０の挙動が急で画像にぶれが生じた場合などが想定される。このため、上記の表示内容をドライバに通知することで、より適した条件の下での手動による連結操作をドライバに促し、学習完了に導くことができる。
つまり、連結支援制御ユニット４０は、ヒッチカプラ３０Ｂの画像パターンの取得に失敗したときに、上記の表示内容122-2をインフォメーションディスプレイ５０に表示させることで、車両１０のドライバへ手動連結の条件変更を促す通知をする。
【００４８】
ヒッチカプラ３０Ｂの画像パターンの学習が完了した後にステップＳ１１３に進んだとき、連結支援制御ユニット４０は、画像パターンが学習済み（取得済み）であると判断して、変数Ｒ_m＝Ｐ_mの代入処理を行い、ステップＳ１２３に進む。
連結支援制御ユニット４０は、ステップＳ１２３で、変数Ｒ_mが０であるか１であるか２であるかを判別する。
【００４９】
このとき、変数Ｒ_mが０の場合には、ステップＳ１３１に進む。
変数Ｒ_mは、後述するように、車両１０をトレーラ２０との連結位置に向けて移動させるための目標軌跡を生成したときにＲ_m＝２に設定され、Ｒ_m＝１である状態は目標軌跡が生成されていないことを示す。
このため、連結支援制御ユニット４０は、Ｒ_m＝１であるときは、ステップＳ１２４以降に進んで目標軌跡の生成処理を実施する。
【００５０】
まず、連結支援制御ユニット４０は、ステップＳ１２４で、リアカメラ６０の画像内からトレーラ２０を抽出する。具体的には、２つの対向する縦エッジと当該縦エッジ間の横エッジとの組み合わせをトレーラ２０として抽出する。
そして、連結支援制御ユニット４０は、１組の縦エッジとその間の横エッジが検出できた場合、学習したヒッチカプラ３０Ｂの画像パターンを用いたパターンマッチングによって、１組の縦エッジの間における画像領域から、ヒッチカプラ３０Ｂの画像パターンとの相関が最も高い領域をヒッチカプラ３０Ｂの画像領域として検出し、ヒッチカプラ３０Ｂの位置及び角度を求める。
【００５１】
次いで、連結支援制御ユニット４０は、ステップＳ１２５に進み、車両１０（自車）がトレーラ２０まで後退するための目標軌跡を生成する。
ここで、連結支援制御ユニット４０は、ヒッチカプラ３０Ｂの位置を原点とする座標系における自車位置及び自車角度を求め、車両１０を後退させてヒッチボール３０Ａをヒッチカプラ３０Ｂに接近させるための目標軌跡を生成する。
【００５２】
また、連結支援制御ユニット４０は、目標軌跡の生成において、ヒッチボール３０Ａを始点、ヒッチカプラ３０Ｂを終点とし、更に、自車前後軸とトレーラ前後軸との相対関係などから中点を設定し、これらの制御点間の補間点をＢスプライン曲線から求め、補間点を抜粋して目標軌跡を生成する。
なお、連結支援制御ユニット４０による目標軌跡の生成については、後で詳細に説明する。
【００５３】
連結支援制御ユニット４０は、目標軌跡を生成すると、ステップＳ１２６に進み、Ｒレンジの状態を表す変数Ｒ_mを２にする設定を行った後、ステップＳ１３１に進む。
これにより、連結支援制御ユニット４０は、次回以降にステップＳ１２３に進んだときにＲ_m＝２であることを判断して、ステップＳ１２７に進む。
連結支援制御ユニット４０は、ステップＳ１２７で、目標軌跡に追従するための目標横加速度Ｇｙを、車両１０のスリップ角β、車速Ｖなどに基づいて算出する。
【００５４】
次いで、連結支援制御ユニット４０は、ステップＳ１２８で、目標横加速度Ｇｙに基づいて舵角指令を算出し、目標舵角の信号（舵角指令）を、電動パワーステアリング装置１３を制御する操舵制御ユニット１４に出力する。
更に、連結支援制御ユニット４０は、ステップＳ１２９で自車位置を更新し、また、ステップＳ１３０でヒッチボール３０Ａの位置を更新する。
なお、連結支援制御ユニット４０による舵角指令の演算、自車位置及びヒッチボール３０Ａの位置の更新処理については、後で詳細に説明する。
【００５５】
このように、連結支援制御ユニット４０は、ヒッチカプラ３０Ｂの画像パターンを学習していない状態では、車両１０のドライバに手動による連結を促し、手動による連結が行われたときに取得したリアカメラ６０の画像からヒッチカプラ３０Ｂの画像パターン（形状）を学習する。
そして、連結支援制御ユニット４０は、ヒッチカプラ３０Ｂの画像パターンを学習すると、連結支援を実施できる状態になり、ドライバによる支援要求があると連結支援を実施する。
【００５６】
連結支援において、連結支援制御ユニット４０は、学習したヒッチカプラ３０Ｂの画像パターンに基づきリアカメラ６０の画像からヒッチカプラ３０Ｂを認識し、認識したヒッチカプラ３０Ｂに向けて車両１０を後退させるように前輪１１，１１の舵角を制御する。
したがって、車両１０は、連結支援制御ユニット４０による操舵制御によって、ヒッチボール３０Ａがヒッチカプラ３０Ｂと連結する位置にまで高精度に後退し、ドライバ１人でも車両１０とトレーラ２０との連結を容易に行える。
【００５７】
以下では、連結支援制御ユニット４０が実施する目標軌跡の生成処理（ステップＳ１２５）及び舵角指令の生成処理（ステップＳ１２８）を詳細に説明する。
なお、図８のステップＳ１２３−ステップＳ１２８での処理は、概略すると、予め取得してあるヒッチカプラ３０Ｂの画像パターンに基づいてリアカメラ６０の画像からヒッチカプラ３０Ｂの位置を検出し、検出したヒッチカプラ３０Ｂの位置に基づいて車両１０とトレーラ２０との連結を支援するための操舵指令、換言すれば、車両１０のヒッチボール３０Ａをトレーラ２０のヒッチカプラ３０Ｂに向けて移動させるための操舵指令を、操舵制御ユニット１４（操舵コントローラ）に出力する機能（第１モード）である。
【００５８】
図９は、連結支援として操舵制御を行うシステムのブロック図である。
図９の連結支援システムにおいて、リアカメラ６０は、撮影した画像の信号を連結支援制御ユニット４０に出力する。
【００５９】
連結支援制御ユニット４０は、ヒッチカプラ検出部４１、目標軌跡生成部４２、舵角指令生成部４３としての機能をソフトウェアとして備える。
ヒッチカプラ検出部４１は、予め学習してあるヒッチカプラ３０Ｂの画像パターンとリアカメラ６０の画像との照合に基づいてヒッチカプラ３０Ｂを認識してヒッチカプラ３０Ｂの位置、角度を求め、求めたヒッチカプラ３０Ｂの位置、角度の情報を目標軌跡生成部４２に出力する。
【００６０】
目標軌跡生成部４２は、ヒッチカプラ３０Ｂの位置、角度の情報などに基づき、自車のヒッチボール３０Ａをトレーラ２０のヒッチカプラ３０Ｂに連結するための自車の目標軌跡を生成し、目標軌跡の情報を舵角指令生成部４３に出力する。
舵角指令生成部４３は、自車を目標軌跡に追従させるための舵角指令、換言すれば、車両１０とトレーラ２０との連結を支援するための操舵指令を求め、求めた舵角指令（操舵指令）を、電動パワーステアリング装置１３を制御する操舵制御ユニット１４（操舵コントローラ）に出力する。
【００６１】
以下では、目標軌跡生成部４２による目標軌跡の生成処理を詳述する。
図１０は、目標軌跡の座標系の取り方を表す。
目標軌跡生成部４２は、トレーラ２０のヒッチカプラ３０Ｂの位置を原点とし、トレーラ２０の前後方向（Ｘ軸）とトレーラ２０の左右方向（Ｙ軸）とを座標軸とする直交座標系を設定する。
【００６２】
上記座標系において、角度は、Ｘ軸の正方向を０degとし、Ｙ軸の正方向へ向かう角度を正の角度で表し、Ｙ軸の負方向へ向かう角度を負の角度で表すものとする。
したがって、図１０に示す車両位置の場合、車両１０の前後軸の角度θは、負の値として表す（−９０deg＜θ＜０）。
【００６３】
図１１は、目標軌跡の生成処理の概要を説明するための図である。
目標軌跡生成部４２は、ヒッチカプラ検出部４１からヒッチカプラ３０Ｂの認識結果（位置、角度）を受け取ると、ヒッチカプラ３０Ｂの位置を原点とする座標系（図１０参照）を設定し、当該座標系で自車の位置及び角度を表すようにする。
次いで、目標軌跡生成部４２は、目標軌跡の形状を定めるためのＢスプライン曲線の制御点を複数設定し、Ｂスプライン曲線によって制御点間の補間点を算出する。
【００６４】
目標軌跡生成部４２は、制御点として、始点であるヒッチボール３０Ａの位置、終点であるヒッチカプラ３０Ｂの位置の他、ヒッチカプラ３０Ｂからトレーラ２０の前後軸方向に所定距離だけ前方の位置（終点−１）、ヒッチボール３０Ａから車両１０の前後軸方向に所定距離だけ後方の位置（始点＋１）、更に、“終点−１”と“始点＋１”との中間地点である中点を設定する。
そして、目標軌跡生成部４２は、補間点を等距離間隔で抜粋することで、抜粋した補間点からなる目標軌跡を生成する。
【００６５】
ここで、目標軌跡生成のための入力情報について説明する。
ヒッチカプラ検出部４１は、図１２に示すように、ヒッチボール３０Ａの位置を原点とし、車両１０の前後方向（Ｘ軸）と車両１０の左右方向（Ｙ軸）とを座標軸とする直交座標系で、ヒッチカプラ３０Ｂの位置（ｘ、ｙ）を表す。
【００６６】
また、ヒッチカプラ検出部４１は、トレーラ２０の角度Φを、目標軌跡の座標系と同様に、Ｘ軸の正方向を０degとし、Ｙ軸の正方向へ向かう角度を正の角度で表し、Ｙ軸の負方向へ向かう角度を負の角度で表す。
そして、ヒッチカプラ検出部４１は、図１２のヒッチボール３０Ａの位置を原点とする座標系でのヒッチカプラ３０Ｂの位置（ｘ、ｙ）及びトレーラ２０の角度Φ（図１２ではΦ＞０）の情報を、目標軌跡生成部４２に出力する。
【００６７】
目標軌跡生成部４２は、ヒッチカプラ検出部４１とは座標系の取り方が異なるため、ヒッチカプラ３０Ｂの位置を原点とする座標系でヒッチボール３０Ａの位置（Ｘ、Ｙ）を表すように位置情報の変換処理を行う。
上記の変換処理においては、目標軌跡生成部４２は、車両１０とトレーラ２０との位置関係に応じて異なる変換処理を実施する。
【００６８】
図１３（ケース１）は、トレーラ２０の前後軸と車両１０の前後軸との交点が存在しない場合、つまり、トレーラ２０の前後軸と車両１０の前後軸とが間隔を有して平行であり、トレーラ２０の前後軸の角度Φ（rad）が零であるケースである。
この場合、図１３に示すように、ヒッチボール３０Ａの位置を原点とする座標系でのヒッチカプラ３０Ｂの位置が（ｘ、ｙ）で表されるときに、ヒッチカプラ３０Ｂの位置を原点とする座標系でのヒッチボール３０Ａの位置（Ｘ、Ｙ）は、（Ｘ＝ｘ、Ｙ＝ｙ）になる。
【００６９】
図１４（ケース２）は、トレーラ２０の前後軸と車両１０の前後軸との交点がトレーラ２０よりも奥（後方）に存在するケースである。
この場合、車両１０の前後軸におけるヒッチカプラ３０Ｂから交点までの距離（m）をｘ１とし、トレーラ２０の前後軸におけるヒッチカプラ３０Ｂから交点までの距離（m）をＸ１とすると、下式が成り立つ。
ｙ／ｘ１＝tanΦ
ｙ／Ｘ１＝sinΦ
（Ｘ＋Ｘ１）／（ｘ＋ｘ１）＝cosΦ
したがって、ヒッチボール３０Ａの位置を原点とする座標系でのヒッチカプラ３０Ｂの位置が（ｘ、ｙ）であるときに、ヒッチカプラ３０Ｂの位置を原点とする座標系でヒッチボール３０Ａの位置（Ｘ、Ｙ）は、（Ｘ＝ｘcosΦ−ｙsinΦ、Ｙ＝ｘsinΦ＋ｙcosΦ）になる。
【００７０】
図１５（ケース３）は、トレーラ２０の前後軸と車両１０の前後軸との交点が車両１０の前方に存在するケースである。
この場合、車両１０の前後軸におけるヒッチボール３０Ａから交点までの距離をｘ１とし、トレーラ２０の前後軸におけるヒッチボール３０Ａから交点までの距離をＸ１とすると、下式が成り立つ。
ｙ／（ｘ＋ｘ１）＝tanΦ
Ｘ１／ｘ１＝cosΦ
（ｘ＋ｘ１）／（Ｘ＋Ｘ１）＝cosΦ
したがって、ヒッチボール３０Ａの位置を原点とする座標系でのヒッチカプラ３０Ｂの位置が（ｘ、ｙ）であるときに、ヒッチカプラ３０Ｂの位置を原点とする座標系でヒッチボール３０Ａの位置（Ｘ、Ｙ）は、（Ｘ＝ｘcosΦ＋ｙsinΦ、Ｙ＝−ｘsinΦ＋ｙcosΦ）になる
【００７１】
図１６（ケース４）は、トレーラ２０の前後軸と車両１０の前後軸との交点が前後位置ｘ内に存在するケースである。
この場合、車両１０の前後軸におけるヒッチボール３０Ａから交点までの距離をｘ２、車両１０の前後軸における交点からヒッチカプラ３０Ｂまでの距離をｘ１、トレーラ２０の前後軸におけるヒッチカプラ３０Ｂから交点までの距離（m）をＸ１、トレーラ２０の前後軸における交点からヒッチボール３０Ａまでの距離（m）をＸ２とすると、下式が成り立つ。
ｙ／ｘ１＝tanΦ
ｘ２＝ｘ−ｘ１
ｙ／Ｘ１＝sinΦ
Ｙ／Ｘ２＝tanΦ
したがって、ヒッチボール３０Ａの位置を原点とする座標系でのヒッチカプラ３０Ｂの位置が（ｘ、ｙ）であるときに、ヒッチカプラ３０Ｂの位置を原点とする座標系でヒッチボール３０Ａの位置（Ｘ、Ｙ）は、（Ｘ＝ｘcosΦ＋ｙsinΦ，Ｙ＝ｘsinΦ−ｙcosΦ）になる。
【００７２】
上記のようにして、目標軌跡生成部４２は、ヒッチカプラ３０Ｂの位置を原点とする座標系でヒッチボール３０Ａの位置（Ｘ、Ｙ）を求める。
次いで、目標軌跡生成部４２は、ヒッチカプラ３０Ｂの位置を原点とする座標系における車両１０の重心位置（Ｘｇ、Ｙｇ）を求める（図１７参照）。
ここで、車両１０のヨー角θ（rad）はθ＝Φとなるため、車両重心からヒッチボール３０Ａまでの距離（m）をＬｂとしたときに、目標軌跡生成部４２は、重心位置（Ｘｇ、Ｙｇ）を下式にしたがって求める。
Ｘｇ＝Ｘ＋Ｌｂ・cosθ
Ｙｇ＝Ｙ＋Ｌｂ・sinθ
【００７３】
次に、Ｂスプライン曲線の制御点の設定について説明する。
目標軌跡生成部４２は、Ｂスプライン曲線の制御点として以下の第１−第５制御点（始点−終点）を設定する。
・第１制御点（始点）：車両１０の重心位置
・第２制御点（始点＋１）：車両１０の重心位置から車両１０の前後軸方向に沿って所定距離（例えば２ｍ）だけ後方の位置
・第３制御点（中点）：車両１０の前後軸とトレーラ２０の前後軸との交点、又は、中央点
第４制御点（終点−１）：ヒッチカプラ３０Ｂからトレーラ２０の前後軸方向に沿って所定距離（例えば3.5ｍ）だけ前方の位置
第５制御点（終点）：ヒッチカプラ３０Ｂの位置
【００７４】
ここで、目標軌跡生成部４２は、車両１０の前後軸とトレーラ２０の前後軸との交点と、中央点とのいずれか一方を、以下のようにして第３制御点（中点）として選択する。
なお、中央点とは、図１８、図１９に示すように、車両１０の重心位置から車両１０の前後軸方向に所定距離だけ後方に設定した第２制御点（始点＋１）と、ヒッチカプラ３０Ｂからトレーラ２０の前後軸方向に所定距離だけ前方に設定した第４制御点（終点−１）とを結ぶ線を対角線とする矩形における対角線の交点である。
【００７５】
目標軌跡生成部４２は、図１８に示すように、前記矩形に車両１０の前後軸とトレーラ２０の前後軸との交点が含まれる場合、第３制御点（中点）として交点を選択する。
一方、図１９に示すように、前記矩形に車両１０の前後軸とトレーラ２０の前後軸との交点が含まれない場合、目標軌跡生成部４２は、第３制御点（中点）として、矩形の対角線の交点である中央点を選択する。
【００７６】
Ｂスプライン曲線は、必ずしも制御点を通過しないが、目標軌跡生成部４２における目標軌跡の生成においては、始点及び終点を通過する必要がある。
そこで、始点である重心位置から車両１０の前後軸方向に沿って所定距離だけ後方の位置に、始点の次の制御点（第２制御点、始点＋１）を設定するとともに、終点としてのヒッチカプラ３０Ｂからトレーラ２０の前後軸方向に沿って所定距離だけ前方の位置に終点の１つ前の制御点（第４制御点、終点−１）を設定することで、Ｂスプライン曲線が始点及び終点を通過するようにしてある。
【００７７】
次に、Ｂスプライン曲線の定義を以下に記す。
１セグメントからなるｎ次のＢスプライン曲線は、{P0，P1，…，Pn}のｎ＋１個の制御点により構成され、Ｌ個のセグメントからなるｎ次のＢスプライン関数は数式１で定義される。
【数１】
2020029183.tif 000003
なお、パラメータｔの動く範囲はtnからtn+Lである。
一様２次Ｂスプライン曲線の２次基底関数N02(t)は、数式２で定義される。
【数２】
2020029183.tif 000004
他の２次基底関数Ni2(t)は、N02(t)をｔ軸の正の方向にｉだけ平行移動することにより得る。
【００７８】
ここで、Ｂスプライン曲線による補間点の間隔は、制御点の間隔及びパラメータｔの刻み幅dtに依存し、補間点の間隔を計算前に知ることはできない。
そこで、制御点の間隔が異なっても、目標軌跡の要求に応じた十分に短い間隔で補間点を算出できるパラメータｔの刻み幅dtを予め設定する。
本実施形態では、Ｂスプライン曲線による補間点を前後位置0.1ｍ間隔で抜粋して目標軌跡を生成する。そのため、制御点間隔が異なっても補間点の最大間隔が0.1ｍ未満になる刻み幅dtが必要で、係る要求を満たす値として刻み幅dtを0.01に定めた。
【００７９】
目標軌跡生成部４２は、Ｂスプライン曲線による補間点の算出を行った後、補間点を前後位置0.1m間隔で抜粋して、図１１に例示するような目標軌跡を生成する。
但し、等距離間隔となる補間点は存在しないため、目標軌跡生成部４２は、等距離間隔位置の前後の補間点間を線形補間することで、等距離間隔での補間点を得る。
【００８０】
次に、図９に示した舵角指令生成部４３の機能を詳細に説明する。
図２０は、舵角指令生成部４３の機能ブロック図である。
舵角指令生成部４３は、座標変換部４３Ａ、１点注視ＬＫ制御器４３Ｂ、比例ＦＢ制御器４３Ｃ、舵角換算部４３Ｄ、車両モデル部４３Ｅ、車両位置更新部４３Ｆを備える。
【００８１】
１点注視ＬＫ制御器４３Ｂは、車両１０を目標軌跡に追従させるための横加速度を算出する。
１点注視ＬＫ制御器４３Ｂは、車速Ｖ（m／s）及び前輪タイヤ舵角δ（rad）を一定として定常円旋回する仮定において、図２１に示すように、車両１０が後退して縦方向（前後方向）に距離Ｌp（m）だけ走行し、更に距離ｅy（m）だけ横変位する場合に必要となる横加速度Ｇyを算出する。
【００８２】
ここで、車両１０が後退するときの車両縦速度Ｖx（m／s）及車両横速度Ｖy（m／s）は、車速Ｖ及びスリップ角β（rad）から、車両縦速度Ｖx＝Ｖ・cosβ、車両横速度Ｖy＝Ｖ・sinβとして求まる。
一方、注視時間Tp（s）は、車両縦速度Ｖx及び距離Ｌpから、Tp＝Ｌp／Ｖxとして求まる。
また、横変位ｅyは、車両横速度Ｖy、注視時間Tp、横加速度Ｇyから、横変位ｅy＝Ｖy・Tp＋1/2・Ｇy・Tp2として求まる。
したがって、横加速度Ｇyは、横加速度Ｇy＝｛２（ｅy−Ｖy・Tp）｝／Tp2として求まることになる。
【００８３】
１点注視ＬＫ制御器４３Ｂは、注視距離Ｌpを一定とし、横変位ｅyを目標軌跡に基づき設定することで、横加速度Ｇyを算出する。
そして、１点注視ＬＫ制御器４３Ｂは、横加速度Ｇyを制御周期毎に設定することで、車両１０を目標軌跡に追従させる。
なお、注視距離Ｌpが大きい方がヒッチカプラ３０Ｂの位置での横変位は小さくなるが、注視距離Ｌpが大きすぎるとオーバーシュートが発生するため、ヒッチカプラ３０Ｂの位置への収束性に基づき注視距離Ｌpを適合する。本実施形態では、シミュレーションの結果から注視距離Ｌpを4.0mとした。
【００８４】
舵角換算部４３Ｄは、２輪モデルにおける定常円旋回の計算式を用いて、横加速度Ｇyからハンドル舵角δhを算出する。
ヨーレートγ（rad／s）は、車両１０のホイールベースLw（ｍ）、車両１０のスタビリティファクタＡ（s2／m2）、車速Ｖ（ｍ／ｓ）、前輪タイヤ舵角δ（rad）から、数式３にしたがって求まる。
【数３】
2020029183.tif 000005
【００８５】
また、横加速度Ｇy＝Ｖ・γで、γ＝Ｇy／Ｖであるから、前輪タイヤ舵角δは、数式４で求まる。
【数４】
2020029183.tif 000006
そして、オーバーオールギア比をＧｒとすると、ハンドル舵角δhは、前輪タイヤ舵角δ及びオーバーオールギア比Ｇｒに基づき、δh＝Ｇｒ・δとして求まる。
【００８６】
車両モデル部４３Ｅは、２輪モデルによりスリップ角β及びヨーレートγを算出する。
図２２に示す車両１０の前進状態において、“質量×横向き加速度＝横向き外力”、及び、“慣性モーメント×角速度＝外力による重心点回りのモーメント”が成立する。
したがって、車両１０の前進時の運動方程式は、慣性質量をｍとしたときに、数式５になる。
【数５】
2020029183.tif 000007
【００８７】
ここで、車両１０の後退時であって、車体のスリップ角βが小さい範囲の運動を考えると、後退時は横速度の向きが前進時と符号反転するため、以下の関係が成り立つ。
ｕ≒Ｖ、ｖ＝−Ｖsinβ≒−Ｖβ
また、後退時は前後輪スリップ角＋βf，＋βrに対して、＋Ｆf，＋Ｆrが発生するため、車両１０の後退時の運動方程式は、数式６になる。
【数６】
2020029183.tif 000008
数式６の後退時の運動方程式から、Ｆf，Ｆrが求まればスリップ角β及びヨーレートγを算出できることになる。
【００８８】
以下では、車両モデル部４３ＥによるＦf，Ｆrの算出処理を、図２３を参照しつつ説明する。
図２３において、前輪タイヤ舵角δ＝ハンドル舵角δh／Ｇｒであり、また、車速Ｖとスリップ角βとから、車両縦速度Ｖｘ＝Ｖ・cosβ、車両横速度Ｖｙ＝Ｖsinβが求まる。
更に、前輪スリップ角βf及び後輪スリップ角βrは、車両縦速度Ｖｘ、車両横速度Ｖｙ、重心と前輪との距離Lf、重心と後輪との距離Lr、ヨーレートγ、前輪タイヤ角δから、以下の式で求まる。
・βf＝tan-1{(Ｖy＋Lf・γ)／Ｖx}−δ
・βr＝tan-1{(Ｖy−Lr・γ)／Ｖx}
【００８９】
また、前後輪の横力Ｓf，Ｓrは、スリップ角βf，βr、及び、前後輪コーナリングパワーＫf，Ｋr（Ｎ＊rad）から、Ｓf＝＋２・Ｋf・βf、Ｓr＝＋２・Ｋr・βrとして求まる。
なお、横力Ｓf，Ｓrを求める式において、＋βfに対して＋Ｆfが発生するため、＋符号を付してある。
【００９０】
そして、コーナリングフォースＦf，Ｆrは、上記のようにして求まる横力Ｓf，Ｓr、及び、前輪タイヤ角δから、Ｆf＝Ｓf・cosδ、Ｆr＝Ｓrとして求まる。
ここで、車両モデル部４３Ｅは、求めたコーナリングフォースＦf，Ｆrの値を数式６に代入して、スリップ角β及びヨーレートγを求める。
【００９１】
車両位置更新部４３Ｆは、車両モデル部４３Ｅが算出したスリップ角β及びヨーレートγの情報を入力する。
そして、車両位置更新部４３Ｆは、ヒッチカプラ３０Ｂの位置を原点とする座標系における、時刻ｔにおける車両１０の重心位置（Ｘg_t、Ｙg_t）及びヨー角θt（図２４参照）を、数式７にしたがって算出する。
【数７】
2020029183.tif 000009
【００９２】
また、車両位置更新部４３Ｆは、ヒッチカプラ３０Ｂの位置を原点とする座標系における、時刻ｔにおけるヒッチボール３０Ａの位置（Xb_t、Yb_t）を算出する。
ここで、車両重心とヒッチボール３０Ａとの距離をLb（ｍ）とすると、時刻ｔにおけるヒッチボール３０Ａの位置（Xb_t、Yb_t）は、下式で求まる。
Xb_t＝Ｘg_t−Lb・cosθt
Yb_t＝Yg_t−Lb・sinθt
【００９３】
座標変換部４３Ａは、車両位置更新部４３Ｆが算出した時刻ｔにおける、車両１０の重心位置（Ｘg_t、Ｙg_t）、ヒッチボール３０Ａの位置（Xb_t、Yb_t）、及びヨー角θtの情報を入力する。
そして、座標変換部４３Ａは、図２５に示すように、制御周期毎に、制御周期間における車両１０の移動量ΔX、ΔYだけ目標軌跡の各点を平行移動させ、また、制御周期間における車両１０の姿勢変化量Δθだけ目標軌跡の各点を回転移動させることで、１制御周期での位置変化量及び姿勢変化量を打ち消すように、車両座標系での目標軌跡を更新する。
【００９４】
つまり、座標変換部４３Ａは、始点からの車両１０の姿勢変化量及び移動量を算出し、初期目標軌跡に対して座標変換を行って、車両座標系での目標軌跡を設定する。
ここで、制御周期毎に、新たに制御点を設定してＢスプライン曲線で補間し、目標軌跡を作り直すことも可能であるが、連結支援においては微小角度の回転移動が多く、計算誤差が溜まるので、本実施形態では、初期目標軌跡を制御周期毎に座標変換して車両座標系での目標軌跡を設定する。
そして、座標変換部４３Ａは、更新した目標軌跡の情報を、１点注視ＬＫ制御器４３Ｂ及び比例ＦＢ制御器４３Ｃに出力する。
【００９５】
比例ＦＢ制御器４３Ｃは、車両位置と目標軌跡との横偏差ｅ（m）を求め、この横偏差ｅ（m）と比例ゲイン定数Gp（rad／m）とに基づき比例ＦＢ舵角δP_FBを求める、比例動作による舵角のフィードバック制御を実施する。
そして、比例ＦＢ制御器４３Ｃは、求めた比例ＦＢ舵角δP_FBの情報を操舵制御ユニット１４に出力する。
【００９６】
ここで、比例ＦＢ制御器４３Ｃは、横偏差ｅを求める基準位置をヒッチボール３０Ａの位置とする。
横偏差ｅを求める基準位置をヒッチボール３０Ａの位置にすることで、横偏差ｅを求める基準位置を車両１０の重心位置とした場合に比べて、ヒッチカプラ３０Ｂ付近での軌跡の変動を抑制できる。
【００９７】
また、比例ＦＢ制御器４３Ｃは、舵角の比例制御区間（フィードバック制御の実施区間）をヒッチカプラ３０Ｂ付近に限定することができる。つまり、比例ＦＢ制御器４３Ｃは、車両１０からヒッチカプラ３０Ｂまでの距離が設定値未満になるまでは比例制御（フィードバック制御）を停止し、車両１０からヒッチカプラ３０Ｂまでの距離が設定値未満になってから比例制御（フィードバック制御）を実施することができる。
但し、目標軌跡の全域で比例制御を実施した場合と、ヒッチカプラ３０Ｂ付近のみで比例制御を実施した場合とで、ヒッチカプラ３０Ｂ付近でのオーバーシュートは同程度であるという検証結果を得た。そこで、本実施形態において、比例ＦＢ制御器４３Ｃは、比例制御を目標軌跡の全域で実施する。
また、比例ゲイン定数Gpは、ヒッチカプラ３０Ｂの位置への収束性が高くなるように、連結支援制御ユニット４０の設計、開発時に適合される値であり、例えば3.0（rad／m）程度とする。
【００９８】
ところで、連結支援の開始時（初期状態）における車両１０とトレーラ２０との位置関係によって、連結支援の成功率が左右される。
図２６のように車両１０の後方領域からのトレーラ２０の横方向への位置ずれが大きい場合は、車両１０を大きく蛇行させながら後退させる必要が生じるため、連結支援の難度が高くなる。一方、図２７のように車両１０の後方領域にトレーラ２０が位置する場合は、車両１０を略直線的に後退させればよいので、連結支援の難度は低くなる。
【００９９】
図２７のように車両１０の後方領域にトレーラ２０が位置して連結支援の難度が低い状態を、車両１０のドライバは、バックミラー１０Ａで連結対象のトレーラ２０の全体を目視できる状態として認知することができる。
そして、連結支援制御ユニット４０は、車両１０のバックミラー１０Ａで連結対象のトレーラ２０の全体をドライバが目視できるような位置関係であることを開始条件に連結支援を実施すれば、連結支援の成功率が高めることができる。
【０１００】
また、リアカメラ６０の画質が良い状態でヒッチカプラ３０Ｂの画像パターンの学習が行われると、連結支援制御ユニット４０によるヒッチカプラ３０Ｂの認識精度が上がり、連結支援の成功率が上がる。
このため、連結支援制御ユニット４０は、リアカメラ６０の画質が良い条件であるときにヒッチカプラ３０Ｂの画像パターンの学習を実施すれば、連結支援の成功率が高めることができる。
【０１０１】
以下では、上記の連結支援の開始条件、及び、画像パターンの学習条件を付加した第２実施形態を、図２８−図３３のフローチャートにしたがって説明する。
なお、連結支援制御ユニット４０は、図２８−図３３のフローチャートのステップＳ２０１−ステップＳ２０７において、前述した図４−図８のフローチャートのステップＳ１０１−ステップＳ１０７と同様な処理を実施するため、ステップＳ２０１−ステップＳ２０７の処理内容の詳細な説明は省略する。
【０１０２】
ステップＳ２０８で、連結支援制御ユニット４０は、インフォメーションディスプレイ５０の表示を制御する。
前述したステップＳ１０８で、連結支援制御ユニット４０は、インフォメーションディスプレイ５０への表示制御として、表示内容108-1：「連結支援を行う場合は“Hitching Assist”ボタンを押してください。」という表示を実施する。
【０１０３】
これに対し、連結支援制御ユニット４０は、上記の表示内容108-1に代えて、以下の表示内容208-1をインフォメーションディスプレイ５０に表示させる。
・表示内容208-1：「連結支援を行う場合は、トレーラがバックミラーで見えることを確認したら“Hitching Assist”ボタンを押してください。」
つまり、連結支援制御ユニット４０は、連結対象のトレーラ２０がバックミラー１０Ａで見える位置であること、換言すれば、リアカメラ６０の画像の中央付近（所定領域）に連結対象のトレーラ２０が映っていることを連結支援の開始条件とする。
【０１０４】
これにより、連結支援処理におけるリアカメラ６０の画像処理の負担を軽減でき、また、大きな舵角を切りながら車両１０を後退させる必要性が低くなるため、連結支援の難度が下がって、連結支援の成功率を上げることができる。
また、連結支援制御ユニット４０が上記表示内容208-1を表示することで、トレーラ２０がバックミラー１０Ａで見える位置であることを条件に連結支援が開始され、また、係る開始条件を満たすことで連結支援の成功率が上がることを、ドライバに理解させ易くなる。
【０１０５】
更に、連結支援制御ユニット４０は、上記表示内容208-1を表示することで、連結支援を開始する前に、トレーラ２０がバックミラー１０Ａで見える位置へ車両１０を移動させる操作、つまり、連結支援を開始させるための準備操作を行うことを、ドライバに促すことができる。
なお、連結支援制御ユニット４０は、ステップＳ１０８での表示内容108-2：「トレーラ変更の場合は“Initialize”ボタンを押してください。」と同じ表示内容208-2を、ステップＳ２０８で、インフォメーションディスプレイ５０に表示させる。
【０１０６】
次のステップＳ２０９−ステップＳ２１４で、連結支援制御ユニット４０は、前述した図４−図８のフローチャートのステップＳ１０９−ステップＳ１１４と同様な処理を実施するため、ステップＳ２０９−ステップＳ２１４の処理内容の詳細な説明は省略する。
ステップＳ２１５で、連結支援制御ユニット４０は、前述のステップＳ１１５と同様に、リアカメラ６０が撮影した車両１０の後方の画像を録画するが、更に、録画画像に同期したヨーレート及び前後Ｇの検出値、換言すれば、車両１０の挙動を記録する。
なお、ステップＳ２１５で、録画画像とともに記録する車両１０の挙動を示す物理量は、ヨーレートや前後Ｇに限定されず、例えば、舵角、車速、舵角変化、車速変化などの車両挙動に関する物理量とすることができる。
【０１０７】
連結支援制御ユニット４０は、録画画像に同期してヨーレートや前後Ｇなどの車両１０の挙動を示す物理量の情報記憶することで、画質劣化が発生する挙動シーンのときに、その車両挙動の方向と前後の画像から、挙動の影響を減じる画像補正を施すことができる。
例えば、前後Ｇが大きい条件下で撮影された場合、画面が鉛直方向に伸びることになる。ここで、１Ｇ当たりピッチ角変化を予め求めておけば、連結支援制御ユニット４０は、サンプリング間隔に対するＧ変化から、何degのピッチ角変化が生じたかを求めることができる。
【０１０８】
そして、連結支援制御ユニット４０は、ピッチ角変化を画素数に変換して鉛直方向の伸びを縮めるように画像を補正することで、前後Ｇの影響を抑止した補正画像を得ることができる。
また、ヨーレートが大きい条件下で撮影された場合、連結支援制御ユニット４０は、画面の水平方向の伸びを、録画画像に同期して記録してあるヨーレートの情報から補正することができる。
【０１０９】
次のステップＳ２１６−ステップＳ２１８の処理内容は、前述した図４−図８のフローチャートのステップＳ１１６−ステップＳ１１８と同様な処理を実施するため、ステップＳ２１６−ステップＳ２１８の処理内容の詳細な説明は省略する。
ステップＳ２１９で、連結支援制御ユニット４０は、ヒッチカプラ３０Ｂの画像パターンの学習が完了したか否かを判別する。
【０１１０】
前述したステップＳ１１９で、連結支援制御ユニット４０は、車両１０からの距離が異なる条件毎に画像パターンが全て学習できた場合に学習完了を判断する。
これに対し、ステップＳ２１９で、連結支援制御ユニット４０は、車両１０からの距離が異なる条件毎に画像パターンが全て学習できたか否かに加え、ステップＳ２１５で記録した全ての車両挙動が以下の判定条件を満たしているか否かを判断する。
・abs（ヨーレート）＜第１所定値
・abs（前後Ｇ）＜第２所定値
なお、abs（Ａ）は、変数Ａの絶対値を返す関数である。
【０１１１】
そして、連結支援制御ユニット４０は、距離毎の画像パターンを全て学習でき、かつ、記録した全ての車両挙動が判定条件を満たしたときに、学習完了を判断してステップＳ２２０に進む。
つまり、連結支援制御ユニット４０は、車両１０の挙動変化が所定よりも小さいときにリアカメラ６０で取得された画像からヒッチカプラ３０Ｂの画像パターンを取得する。
【０１１２】
一方、連結支援制御ユニット４０は、上記の学習完了条件を満たさなかった場合、ステップＳ２２２に進む。
つまり、車両挙動が大きいときはリアカメラ６０が撮影したヒッチカプラ３０Ｂの画像がパターンマッチングに不適切な画像になる。このため、連結支援制御ユニット４０は、車両挙動が大きい状態で録画したときは学習失敗としてステップＳ２２２に進むことで、不適切な画像に基づくパターンマッチングでヒッチカプラ３０Ｂの位置を誤検出し、連結支援の成功率が低下することを抑止する。
【０１１３】
ステップＳ２２０−ステップＳ２２３の処理内容は、前述した図４−図８のフローチャートのステップＳ１２０−ステップＳ１２３と同様な処理を実施するため、ステップＳ２２０−ステップＳ２２３の処理内容の詳細な説明は省略する。
ステップＳ２２４で、連結支援制御ユニット４０は、ステップＳ１２４と同様に、目標軌跡の生成のためにリアカメラ６０の画像からトレーラ２０を抽出する処理を実施する。
具体的には、連結支援制御ユニット４０は、トレーラ２０の左右端部分で生じる縦エッジのペアとその間に生じる横エッジの組み合わせを検出することで、トレーラ領域を決定する。
【０１１４】
このとき、連結支援制御ユニット４０は、１組の縦エッジとその間の横エッジが検出できた場合、学習済みのヒッチカプラ３０Ｂの画像パターンを用いて、１組の縦エッジの間における画像領域から、ヒッチカプラ３０Ｂの画像パターンとの相関が最も高い部分をヒッチカプラ３０Ｂの画像領域として抽出するパターンマッチングを実施する。
上記ステップＳ２２４でのトレーラ２０を抽出する処理において、連結支援制御ユニット４０は、抽出処理の領域を画面の中央付近（例えば、画面中央から±２０degの範囲）に限定する。
【０１１５】
前述したステップＳ２０８で、連結支援制御ユニット４０は、「連結支援を行う場合は、トレーラがバックミラーで見えることを確認したら“Hitching Assist”ボタンを押してください。」という表示をドライバに向けて実施したので、トレーラ２０がバックミラー１０Ａで目視できる位置、換言すれば、リアカメラ６０の画面の中央に映る位置にトレーラ２０が存在している可能性が高い。
ここで、連結支援制御ユニット４０が、トレーラ２０の画像領域を抽出する画面の中央付近の領域とは、トレーラ２０が車両１０のバックミラー１０Ａで目視できる位置であるときにリアカメラ６０の画像にトレーラ２０が映る領域、つまり、トレーラ２０がバックミラー１０Ａに投影される領域である。
【０１１６】
そして、連結支援制御ユニット４０は、画面の中央付近に限定してトレーラ２０の抽出処理を実施することで、画面全体からトレーラ２０の画像領域を抽出する場合に比べて、演算負荷を抑えてトレーラ２０の画像領域を抽出できる。
また、リアカメラ６０の画面中央付近にトレーラ２０が映っていない場合は、車両１０の後方領域からのトレーラ２０の横方向への位置ずれが大きく連結支援の難度が高いこと、換言すれば、大舵角を切りながら後退する必要があって連結支援の成功率が下がることを示唆する。
つまり、リアカメラ６０の画面中央付近でトレーラ２０の画像領域を抽出できた場合は、大舵角を切りながら後退する必要性が低く、十分に高い成功率で連結支援を行えることになる。
【０１１７】
そこで、連結支援制御ユニット４０は、次のステップＳ２２５で、画面中央付近からトレーラ２０の画像領域を抽出できたか否かを判断し、トレーラ２０の画像領域を抽出できた場合（換言すれば、車両１０のバックミラー１０Ａでトレーラ２０を目視できる条件である場合）はステップＳ２２６に進んで目標軌跡の生成を実施する。
つまり、連結支援制御ユニット４０は、連結の初期状態でリアカメラ６０の画像の所定領域にトレーラ２０が映るときであって、連結支援において大きな舵角を与える必要がなく連結支援の難度が低いときに、車両１０とトレーラ２０との連結支援を開始する。
【０１１８】
一方、連結支援制御ユニット４０は、画面中央付近からトレーラ２０の画像領域を抽出できなかった場合、つまり、トレーラ２０の位置が横方向に大きくずれていて連結支援の成功率が低いと推定できる場合、ステップＳ２２６及びステップＳ２２７を迂回してステップＳ２３２に進む。
これにより、車両１０とトレーラ２０との位置関係の条件が悪い状態で連結支援制御ユニット４０が連結支援を実施し、連結支援が失敗に終わることを抑止できる。
【０１１９】
以後のステップＳ２２６−ステップＳ２３２の処理内容は、前述した図４−図８のフローチャートのステップＳ１２５−ステップＳ１３１と同様な処理を実施するため、ステップＳ２２６−ステップＳ２３２の処理内容の詳細な説明は省略する。
なお、連結支援制御ユニット４０は、連結支援制御ユニット４０は、ステップＳ２０８で、「連結支援を行う場合は、トレーラがバックミラーで見えることを確認したら“Hitching Assist”ボタンを押してください。」という内容の表示を行った上で、ステップＳ２２４で画面の全体からトレーラ２０を抽出する処理を実施することができる。
【０１２０】
上記実施形態で説明した各技術的思想は、矛盾が生じない限りにおいて、適宜組み合わせて使用することができる。
また、好ましい実施形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を採り得ることは自明である。
例えば、車両１０とトレーラ２０とを連結する連結器を、ヒッチボール３０Ａとヒッチカプラ３０Ｂとの組み合わせに限定するものではない。
【０１２１】
また、ヒッチカプラ３０Ｂの画像パターンの学習条件及び／又は連結支援の開始条件に、降雨・降雪状態でないこと、リアカメラ６０が映す領域の照度が設定以上であることなどを含めることができる。
また、インフォメーションディスプレイ５０への表示内容は、通知の趣旨が伝わる範囲内で適宜変更できることは明らかである。
【０１２２】
また、ドライバへの通知は、インフォメーションディスプレイ５０への表示に限定されず、連結支援制御ユニット４０は、例えば音声案内によってドライバへの通知を実施することができる。
また、連結支援制御ユニット４０は、ヒッチカプラ３０Ｂの画像パターンを、トレーラ２０或いはヒッチカプラ３０Ｂの識別情報に基づきデータベースから読み出して取得することができる。
【０１２３】
また、連結支援制御ユニット４０は、連結支援を行っているときにリアカメラ６０が撮影した画像に基づき、ヒッチカプラ３０Ｂの画像パターンを再学習することができる。
また、連結支援制御ユニット４０は、ヒッチカプラ３０Ｂの画像パターンを学習するときに、トレーラ２０の画像パターンも学習し、連結支援を実施するときに、予め学習したトレーラ２０の画像パターンに基づいて、リアカメラ６０の画像からトレーラ２０を抽出することができる。
【０１２４】
また、連結支援制御ユニット４０は、連結支援において操舵指令とともに、車両１０の駆動トルク（車速）を制御する指令を出力し、連結支援状態での適切な速度で車両１０を後退させることができる。
また、連結支援制御ユニット４０は、ドライバによって手動で車両１０とトレーラ２０とが連結されたことを、ドライバの操作、又は、ヒッチボール３０Ａとヒッチカプラ３０Ｂとの連結の有無を検出する連結センサの出力に基づいて検知し、そのときのリアカメラ６０の画像からヒッチカプラ３０Ｂの画像パターンを学習することができる。
【０１２５】
また、車両１０が４輪操舵システムを備える場合、連結支援制御ユニット４０は、前輪の操舵指令及び／又は後輪の操舵指令を出力して、車両１０の後退軌跡を目標軌跡に近づけることができる。
また、連結支援制御ユニット４０は、目標軌跡の最大曲率が設定値よりも大きい場合などの操舵制御で目標軌跡に追従させることが難しい場合は連結支援を中止し、ドライバに向けて車両１０とトレーラ２０との位置関係の修正を促す通知を行うことができる。
【０１２６】
ここで、上述した実施形態から把握し得る技術的思想について、以下に記載する。
車両連結支援装置は、その一態様として、
ヒッチカプラを備えたトレーラと、前記ヒッチカプラに連結するヒッチボールを備え前記トレーラを牽引する車両と、の連結を支援する車両連結支援装置であって、
前記車両の後方を撮影するリアカメラによって取得された画像から前記ヒッチボールが隠れたときの前記画像から、前記ヒッチカプラの画像領域を前記ヒッチボールの位置に基づき抽出し、
その後に連結を行うときに、前記画像領域と前記リアカメラによって取得された画像との照合によって前記ヒッチカプラの位置を求め、前記ヒッチボールを前記ヒッチカプラに向けて移動させるように前記車両の舵角を制御する。
【０１２７】
上記車両連結支援装置の好ましい態様では、
連結過程において前記リアカメラによって取得された画像を記録し、
前記ヒッチボールが隠れたときの前記画像を起点とし、抽出済の前記画像領域に基づき時間的に遡った画像から前記ヒッチカプラを探索して新たに前記画像領域を抽出する処理を繰り返し、前記リアカメラから前記ヒッチカプラまでの距離が異なる複数条件での前記ヒッチカプラの画像領域を抽出する。
【０１２８】
また、上記車両連結支援装置の好ましい態様では、
前記車両の挙動変化が所定よりも小さいときに前記リアカメラによって取得された画像から前記ヒッチカプラの画像領域を抽出する。
【符号の説明】
【０１２９】
１０…車両、１０Ａ…バックミラー、１１，１１…前輪、１２，１２…後輪、１３…電動パワーステアリング装置、１４…操舵制御ユニット（操舵コントローラ）、２０…トレーラ、３０Ａ…ヒッチボール（第１連結部）、３０Ｂ…ヒッチカプラ（第２連結部）、４０…連結支援制御ユニット（車両連結支援装置、コントローラ）、６０…リアカメラ（外界認識センサ） 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
2020029183.tif 000029
【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
2020029183.tif 000034
【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
2020029183.tif 000039
【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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