(57)【要約】  本発明は、車両をトレーラに連結する連結装置を使用するための装置及び方法に関する。連結装置は、少なくとも一つのカメラとコントローラとを備える。カメラは、車両連結器及びトレーラ結合器の不具合データを収集するように構成されている。コントローラは、画像データに基づいてオーバヘッドビュー画像を形成するように構成されている。コントローラはさらに、画像データに基づいて車両連結器とトレーラ結合器との相対高さを計算し、この相対高さが予め定められた閾値より小さい場合に警報を発生するように構成されている。
2017502866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両をトレーラに連結する連結装置であって、
車両連結器及びトレーラ結合器の画像データを収集するように構成された少なくとも一つのカメラと、
前記画像データに基づいてオーバヘッドビュー画像を形成し、前記画像データに基づいて前記車両連結器と前記トレーラ結合器との相対高さを計算し、前記相対高さが予め定められた閾値より小さい場合に警報を発生するように構成されたコントローラと、
を備える、連結装置。
【請求項２】
前記警報は、聴覚警報、視覚警報、及び、触覚警報を含むグループから選択される少なくとも一つの警報を含む、
請求項１に記載の連結装置。
【請求項３】
前記コントローラはさらに、前記相対高さが前記予め定められた閾値より小さい場合に、連結器高さを調整するように構成されている、
請求項１に記載の連結装置。
【請求項４】
前記コントローラはさらに、前記相対高さが前記予め定められた閾値より小さい場合に、車両サスペンション高さを調整するように構成されている、
請求項３に記載の連結装置。
【請求項５】
前記コントローラはさらに、前記相対高さが前記予め定められた閾値より小さい場合に、前記車両に対する前記車両連結器の位置を調整するように構成されている、
請求項３に記載の連結装置。
【請求項６】
前記コントローラはさらに、前記オーバヘッドビュー画像に基づいて前記相対高さを計算するように構成されている、
請求項１に記載の連結装置。
【請求項７】
前記コントローラはさらに、前記画像データに基づいて連結器高さ及び結合器高さを求めるように構成されている、
請求項１に記載の連結装置。
【請求項８】
前記コントローラはさらに、前記連結器高さ及び前記結合器高さに基づいて前記相対高さを計算するように構成されている、
請求項７に記載の連結装置。
【請求項９】
前記少なくとも一つのカメラは、前記車両に取り付けられた第１のカメラを含む、
請求項１に記載の連結装置。
【請求項１０】
前記少なくとも一つのカメラはさらに、前記車両に取り付けられた第２のカメラを含み、前記第１のカメラは、ワイヤ接続を介して前記コントローラに接続されており、前記第２のカメラは、ワイヤレス接続を介して前記コントローラに接続されている、
請求項９に記載の連結装置。
【請求項１１】
前記少なくとも一つのカメラはさらに、前記トレーラに取り付けられた第２のカメラを含む、
請求項９に記載の連結装置。
【請求項１２】
前記第１のカメラは、ワイヤ接続を介して前記コントローラに接続されており、前記第２のカメラは、ワイヤレス接続を介して前記コントローラに接続されている、
請求項１１に記載の連結装置。
【請求項１３】
車両をトレーラに連結する際に運転者を補助する方法であって、
少なくとも一つのカメラにより、車両連結器及びトレーラ結合器の画像データを収集するステップと、
コントローラにより、前記画像データに基づいてオーバヘッドビュー画像を形成するステップと、
前記コントローラにより、前記画像データに基づいて前記車両連結器と前記トレーラ結合器との相対高さを計算するステップと、
前記コントローラにより、前記相対高さが予め定められた閾値より小さい場合に警報を発生するステップと、
を含む、方法。
【請求項１４】
前記警報は、聴覚警報、視覚警報、及び、触覚警報を含むグループから選択される少なくとも一つの警報を含む、
請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記方法はさらに、前記コントローラにより、前記相対高さが前記予め定められた閾値より小さい場合に連結器高さを調整するステップを含む、
請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記方法はさらに、前記コントローラにより、前記相対高さが前記予め定められた閾値より小さい場合に車両サスペンション高さを調整するステップを含む、
請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記方法はさらに、前記コントローラにより、前記相対高さが前記予め定められた閾値より小さい場合に前記車両に対する前記車両連結器の位置を調整するステップを含む、
請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記方法はさらに、前記オーバヘッドビュー画像に基づいて前記相対高さを計算するステップを含む、
請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
前記方法はさらに、前記コントローラにより、前記画像データに基づいて連結器高さ及び結合器高さを求めるステップを含む、
請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】
前記方法はさらに、前記連結器高さ及び前記結合器高さに基づいて前記相対高さを計算するステップを含む、
請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２０１３年１１月１８日付提出の米国仮出願第６１／９０５６６６号（U.S. Provisional Application No.61/905,666）、タイトル"OVERHEAD VIEW FOR HITCH CONNECTION"の優先権を主張するものであり、この出願の全内容は引用により本願に含まれるものとする。
【背景技術】
【０００２】
背景
本発明の各実施形態は、車両連結器をトレーラ結合器に連結する際に運転者を補助する方法及び装置に関する。
【０００３】
視野及び視界の限界のために、車両連結器を連結マウントデバイス又は連結マウントアクセサリ（例えばトレーラ、他車両、バイクラック、貨物キャリア等）に連結することには困難がともなう。例えば、車両の牽引ボールはトレーラ結合器に対して縦（アップダウン）方向でも横（サイド）方向でも正確に位置合わせされる必要がある。しかし、車両の運転中、運転者は牽引ボール又はトレーラ結合器を直接に視認することはできない。
【発明の概要】
【０００４】
概要
従って、本発明の構成により、運転者が車両連結器を連結マウントアクセサリに位置合わせできるよう、車両内でオーバヘッドビューを形成する方法及び装置が提供される。車両連結器（例えば牽引ボール）から対応するトレーラ結合器までの距離を、オーバヘッド画像データに基づいて求めることができる。当該距離情報は運転者へ通知可能であり、及び／又は、車両を自動制御するコントローラによって利用可能である。
【０００５】
本発明はまた、車両をトレーラに連結する連結装置を提供する。当該連結装置は、少なくとも一つのカメラとコントローラとを含む。カメラは、車両連結器及びトレーラ結合器の画像データを収集するように構成されている。コントローラは、画像データに基づいてオーバヘッドビュー画像を形成するように構成されている。コントローラはさらに、画像データに基づいて車両連結器とトレーラ結合器との相対高さを計算し、相対高さが予め定められた閾値より小さい場合に警報を発生するように構成されている。
【０００６】
さらに、本発明は、車両をトレーラに連結する際に運転者を補助する方法を提供する。当該方法は、少なくとも一つのカメラにより、車両連結器及びトレーラ結合器の画像データを収集するステップを含む。当該方法はまた、コントローラにより、画像データに基づいてオーバヘッドビュー画像を形成するステップを含む。当該方法はさらに、コントローラにより、画像データに基づいて車両連結器とトレーラ結合器との相対高さを計算するステップと、この相対高さが予め定められた閾値より小さい場合に警報を発生するステップとを含む。
【０００７】
本発明の他の特徴は、詳細な説明の考察によって明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】連結装置を備えた車両を示す図である。
【図２】図１の連結装置によって形成されるオーバヘッドビュー画像である。
【図３】車両及びトレーラを示す図である。
【図４】連結装置を備えた車両及びトレーラを示す図である。
【図５】図１の連結装置の動作方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
詳細な説明
本発明の各実施形態を詳細に説明するに先立ち、本発明がその適用にあたって以下の説明又は以下の図に示される各要素の構造及び配置の詳細に限定されないことを理解されたい。本発明は、別の態様も可能であり、種々の手段で実施可能又は実行可能である。
【００１０】
また、ここで使用している語句は説明のためのものであり、限定と見なされるべきでないことも理解されたい。「含む」又は「から成る」又は「有する」及びその変化形の使用は、それ以降に列挙される事項及びその等価物並びに付加的事項の包含を意味する。「取り付けられる」及び「連結される」及び「接続される」の各語は広義で使用しており、直接及び間接の取り付け及び連結及び接続を包含する。さらに、「連結される」及び「接続される」は、物理的又は機械的な連結又は接続に限定されるものでなく、直接又は間接を問わず、電気的な連結又は接続を含み得る。また、電子的な通知及び報知は、ワイヤ接続又はワイヤレス接続等を含む公知の複数の手段を用いて実行可能である。
【００１１】
ハードウェアベース及びソフトウェアベースの複数のデバイス並びに種々の構造を有する複数の要素を本発明の実現に利用できることにも注意されたい。ハードウェアベース及びソフトウェアベースの複数のデバイス並びに種々の構造を有する複数の要素を用いて本発明を実施できることにも注意されたい。さらに、本発明の各実施形態はハードウェア及びソフトウェア及び電子部品又は電子モジュールを含むことができるが、これらは、議論を容易にするために、要素の大部分がハードウェアとしてのみ構成されているかのように説明及び図示していることを理解されたい。但し、当業者が詳細な説明の教示を基礎とすれば、少なくとも一つの実施形態において、本発明のエレクトロニクスベースの特徴が一つ又は複数のプロセッサによって実行可能な（例えば非一時性のコンピュータで読み出し可能な媒体に記憶された）ソフトウェアとして実現可能であることを理解できるはずである。その結果、ハードウェアベース及びソフトウェアベースの複数のデバイス並びに種々の構造を有する複数の要素を本発明の実現に利用できることに注意されたい。例えば、本明細書で説明している「制御ユニット」及び「コントローラ」は、一つ又は複数のプロセッサを含む処理要素、非一時性のコンピュータで読み出し可能な媒体を含む一つ又は複数のメモリモジュール、一つ又は複数の入出力インタフェース、及び、各要素を接続する種々の接続（例えばシステムバス）を含むことができる。
【００１２】
図１には、連結器１０５（例えば牽引ボール）と連結装置１０７とを備えた車両１００が示されている。連結装置１０７は、車両１００に取り付けられた複数のカメラ１１０Ａ−１１０Ｃを含む。複数のカメラ１１０Ａ−１１０Ｃが収集した画像データは、車両１００のオーバヘッドビューを形成するために用いられる。連結装置１０７はまた、電子処理ユニット１２０（例えばプロセッサ、特定用途向け集積回路ＡＳＩＣ等）、非一時性のコンピュータで読み出し可能な媒体１２５、及び、入出力インタフェース１３０を有するコントローラ１１５も含む。コントローラ１１５は、入出力インタフェース１３０を介して画像データを取得する。例えば、入出力インタフェース１３０は、ワイヤ接続又はワイヤレス接続を介して複数のカメラ１１０Ａ−１１０Ｃに接続可能である。幾つかの実施形態では、複数のカメラ１１０Ａ−１１０Ｃは、専用のワイヤ接続を介して入出力インタフェース１３０に接続されるか、又は、通信バス１３５（例えばＣＡＮバス）を介して入出力インタフェース１３０と通信する。
【００１３】
コントローラ１１５に含まれている電子処理ユニット１２０は、図２に示されているような車両１００のオーバヘッドビュー画像１４２を形成するために、非一時性のコンピュータで読み出し可能な媒体１２５に記憶されている命令を実行する。オーバヘッドビュー画像１４２は、連結装置１０７に含まれている少なくとも一つのディスプレイ装置１４０（例えばＬＥＤ、ＬＣＤ又はタッチパネルディスプレイ）に表示可能である。オーバヘッドビュー画像は、車両１００及びその周囲の３次元データを含み、一つ又は複数のオーバレイを有することができる。例えば、幾つかの実施形態では、オーバヘッドビュー画像１４２は車両１００の位置を表す車両オーバレイを有する。オーバヘッドビュー画像１４２はまた、連結マウントアクセサリ（以下ではトレーラ１４５を云うが、こうした「アクセサリ」は、車両１００による牽引が可能であれば、トレーラ、他車両、バイクラック、貨物キャリア等、どのような対象物を含んでもよい）及び／又は車両１００の周囲に検出される他の対象物を強調するオーバレイを有してもよい。幾つかの実施形態では、オーバヘッドビュー画像１４２はさらに、運転者に指示１４４（例えば、矢印、警報、テキストコマンド又はテキスト情報等）を提供するオーバレイを有することもできる。
【００１４】
図３には、図１の車両１００と、結合器１５０を備えたトレーラ１４５とが示されている。コントローラ１１５はまた、オーバヘッドビュー画像（すなわちオーバヘッドビュー画像として表現された３次元データ）に基づいて、距離情報を計算可能である。例えば、コントローラ１１５は、地面に対する、連結器１０５の連結器高さ１５５と結合器１５０の結合器高さ１６０とを求めることができる。幾つかの実施形態では、コントローラ１１５は、連結器１０５と結合器１５０との相対高さ１６５を求める。コントローラ１１５は、当該相対高さ１６５を用いて、連結器１０５が（結合器１５０との接続時に比べて）結合器１５０又はトレーラ１４５の他の要素に衝突するおそれがある場合に、運転者が適切な行動を採れるよう、運転者に警告する。例えば、コントローラ１１５は、聴覚警報、視覚警報、触覚警報又はこれらの組み合わせを形成して、発生し得る衝突を運転者に警告できる。
【００１５】
幾つかの実施形態では、複数のカメラ１１０Ａ−１１０Ｃが収集した画像データに基づいて、距離情報が計算される。幾つかの実施形態では、距離情報は、画像データとオーバヘッドビュー画像とに基づいて計算される。幾つかの実施形態では、距離情報は、オーバヘッドビュー画像のみに基づいて計算される。
【００１６】
幾つかの実施形態では、コントローラ１１５はまた、検出された発生し得る衝突を回避するために、車両１００を自動操作するように構成される。例えば、アクティブサスペンションを備えた車両では、コントローラ１１５は、衝突を回避すべく、車両サスペンション高さを自動調整するように構成可能である。これに代えて又はこれに加えて、コントローラ１１５は、（電子的に調整可能な連結器を備えた車両において）連結器１０５の連結器高さ１５５を自動調整するように構成することもできる。幾つかの実施形態では、コントローラ１１５はまた、（例えば自動的に又は手動コマンドに基づいて）トレーラ１４５が担持している荷重の平衡を取るための類似の高さ調整を行うように構成可能である。さらに、幾つかの実施形態では、コントローラ１１５は、連結に際してトレーラ１４５に対する車両１００の位置合わせを補助するため、車両の舵角及び／又は速度を自動制御するように構成される。
【００１７】
連結器１０５及び結合器１５０の位置を識別するために、コントローラ１１５は、一つ又は複数の画像（例えばオーバヘッドビュー画像１４２）を運転者に表示し、連結器１０５及び結合器１５０の位置についての運転者からの指示を受け取るように構成可能である。例えば、車両１００がディスプレイ装置１４０を含む場合、コントローラ１１５は、ディスプレイ装置１４０上の、連結器１０５及び／又は結合器１５０の位置を表す複数のタッチポイントを受け取る。これに代えて又はこれに加えて、コントローラ１１５は、フィーチャ認識を使用して、連結器１０５及び／又は結合器１５０を自動識別することもできる。幾つかの実施形態では、コントローラ１１５はまた、先行の位置識別を使用して、位置特定を学習したり、又は、フィーチャ認識を改善したりすることができる。
【００１８】
図４には、ワイヤカメラ１７０を含む車両１００と、ワイヤレスカメラ１７５を含むトレーラ１４５とが示されている。幾つかの実施形態では、一つ又は複数のワイヤレスカメラを、トレーラ１４５の連結時に運転者を補助するために使用可能である。例えば、一つ又は複数のワイヤレスカメラを車両１００又はトレーラ１４５の種々の位置に配置して、ワイヤカメラでは容易に得られない所望の視野を得ることができる。幾つかの実施形態では、種々のトレーラでカメラを使用できるよう、及び／又は、車両、トレーラ及び接続環境に基づいてカメラを手動で配置できるよう、各ワイヤレスカメラは取り外し可能である。ワイヤレスカメラが収集した画像データは、オーバヘッドビュー画像を形成するために、ワイヤカメラが収集した画像データとともに使用できる。これに代えて又はこれに加えて、ワイヤレスカメラが収集した画像データを、ワイヤカメラが収集した画像データとは別個に保存してもよい。このようにすれば、動作中、二つの異なる視野を形成できる。運転者に表示される特定の視野は、手動選択に基づいて又は自動で、切り換え可能である。例えば、一実施形態として、コントローラ１１５により、運転者がトレーラの連結を実行する際、ワイヤカメラ１７０が収集した画像データに基づく第１のオーバヘッドビューを形成できる。トレーラ１４５が車両１００に連結されるか又は連結状態に近づくと、コントローラ１１５は、ワイヤレスカメラ１７５が収集した画像データに基づく第２のオーバヘッドビューへ自動で切り換え可能となる。例えば、車両１００とトレーラ１４５とが連結された後、又は、こうした連結が生じる直前には、トレーラ１４５が車両１００の後部に取り付けられた一つ又は複数のカメラの視野を妨害してしまうかもしれない。よって、ワイヤレスカメラの切り換えにより、連結を完了するにあたって運転者にとってより良好な視野を形成できる。
【００１９】
図５には、車両１００の連結器１０５をトレーラ１４５の結合器１５０に連結する際に運転者を補助するための、連結装置１０７の動作方法５００が示されている。方法５００の各ステップは説明のために反復的に記載されている。ここで方法５００に関して説明する種々のステップは、同時に又は並行して、又は、図示の連続的かつ反復的な実行方式とは異なる順序で、実行可能である。ステップ５１０では、少なくとも一つのカメラが連結器１０５及び結合器１５０の画像データを収集する。ステップ５２０では、コントローラ１１５が当該画像データに基づいてオーバヘッドビュー画像１４２を形成する。ステップ５３０で、コントローラ１１５は、連結器１０５と結合器１５０との相対高さ１６５を計算する。ステップ５４０では、コントローラ１１５は、当該相対高さ１６５と予め定められた閾値とを比較する。相対高さ１６５が予め定められた閾値以上である場合、コントローラ１１５は連結器１０５が充分に安全な結合器１５０からの垂直方向距離を有することを判別し、方法５００は新たな画像データを収集するステップ５１０へ戻る。これに対して、相対高さ１６５が予め定められた閾値より小さい場合、コントローラ１１５は、連結器１０５が結合器１５０との嵌合でなく結合器１５０に衝突し得ることを判別し、方法５００はステップ５５０へ進行する。ステップ５５０では、コントローラ１１５は運転者に対し、連結器１０５が結合器１５０に衝突し得る旨を警告する警報を発生する。ステップ５６０で、コントローラ１１５は連結器１０５の高さを調整する。
【００２０】
このように、本発明は特に、車両及びトレーラのための連結装置を提供する。本発明の種々の特徴及び利点は、以下の特許請求の範囲に記載されている。
【図１】
2017502866.tif 000003
【図２】
2017502866.tif 000004
【図３】
2017502866.tif 000005
【図４】
2017502866.tif 000006
【図５】
2017502866.tif 000007
【国際調査報告】
2017502866.tif 000008
2017502866.tif 000009
2017502866.tif 000010