(57)【要約】  トレーラに取り付けるために車両を後退方向で誘導操作する方法が開示される。この方法は、車両後部に配置された１つまたは複数のカメラから１つまたは複数のイメージを受け取ること、および１つまたは複数のイメージ内で１つまたは複数のトレーラを識別することを含む。この方法は、１つまたは複数のトレーラの中から選択された１つのトレーラの指示を受け取ることも含む。これに加えこの方法は、初期ポジションから最終ポジションまで車両経路を特定することを含む。車両経路は、車両を後退方向で車両経路に沿って初期ポジションから最終ポジションまで案内するように構成された誘導操作を含む。この方法は、車両経路を自律的に追従して誘導操作を実行するアクションを車両に起こさせる１つまたは複数の動作を実行することも含む。
2020510573.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレーラに取り付けるために車両を後退方向で誘導操作する方法であって、
コンピューティングデバイスにおいて、前記車両の後部に配置された１つまたは複数のカメラから１つまたは複数のイメージを受け取ることと、
前記コンピューティングデバイスによって、前記１つまたは複数のイメージ内で１つまたは複数のトレーラを識別することと、
前記コンピューティングデバイスにおいて、前記１つまたは複数のトレーラの中から選択された１つのトレーラの指示を受け取ることと、
前記コンピューティングデバイスにおいて、初期ポジションから最終ポジションまで車両経路を決定することであって該車両経路は、前記初期ポジションから前記最終ポジションまで該車両経路に沿って前記車両を後退方向で動かすように構成された誘導操作を有する、ことと、
前記コンピューティングデバイスによって、前記車両経路を自律的に追従して前記誘導操作を実行するアクションを前記車両に起こさせる１つまたは複数の動作を実行することと、
を含む、
トレーラに取り付けるために車両を後退方向で誘導操作する方法。
【請求項２】
前記１つまたは複数の動作は、制動動作、速度動作、操舵動作、ヒッチ接続動作、およびサスペンション調節動作を含む、
請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記コンピューティングデバイスにおいて、該コンピューティングデバイスと通信を行うセンサシステムから１つまたは複数のセンサデータを受け取ることと、
前記コンピューティングデバイスによって、前記センサデータから前記車両経路に沿ったまたは前記車両経路に隣接する１つまたは複数の物体を検出することと、
前記コンピューティングデバイスによって、前記１つまたは複数の物体に基づき前記車両経路を調節することと、
をさらに含む、
請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記車両経路は、前記初期ポジション、中間ポジション、および前記最終ポジションを含み、前記中間ポジションは前記最終ポジションまで、前記中間ポジションと前記初期ポジションとの間の距離よりも短い距離を有する、
請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記中間ポジションにおいて、前記トレーラは、前記トレーラと概して平行に整列された向きで前記トレーラに後部を向けている、
請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記最終ポジションにおいて、前記コンピューティングデバイスにより調節高さを特定することであって、該調節高さは、前記トレーラのヒッチカプラが牽引車両ヒッチボールを受け入れるために前記車両を高めるべき高さである、ことと、
前記調節高さに基づき車両サスペンションを調節するコマンドを、前記コンピューティングデバイスから前記車両のサスペンションシステムに送信することと、
を含む、
請求項４記載の方法。
【請求項７】
前記コンピューティングデバイスは、コントローラおよび該コントローラと通信を行うディープニューラルネットワークを含む、
請求項４記載の方法。
【請求項８】
前記１つまたは複数のトレーラの中から選択された１つのトレーラの指示を受け取ることは、前記コンピューティングデバイスと通信を行うユーザインタフェースから前記指示を受け取ることを含む、
請求項１記載の方法。
【請求項９】
トレーラに取り付けるための経路に沿って後退方向で誘導操作するための車両であって、
前記車両の後部に配置された１つまたは複数のカメラと、
ユーザインタフェースと通信を行うコンピューティングデバイスと、
前記コンピューティングデバイスと通信を行う非一時的メモリと、
を含み、
前記非一時的メモリは、前記コンピューティングデバイスにおいて実行されると、
前記１つまたは複数のカメラから１つまたは複数のイメージを受け取ることと、
前記１つまたは複数のイメージ内で１つまたは複数のトレーラを識別することと、
前記１つまたは複数のトレーラの中から選択された１つのトレーラの指示を受け取ることであって、該指示は、前記ユーザインタフェースを介した運転者の選択を表す、ことと、
初期ポジションから最終ポジションまで車両経路を決定することであって、該車両経路は、前記初期ポジションから前記最終ポジションまで該車両経路に沿って前記車両を後退方向で動かすための誘導操作を含む、ことと、
前記車両経路を自律的に追従して前記誘導操作を実行するアクションを前記車両に起こさせる１つまたは複数の動作を実行することと、
を含むオペレーションを、前記コンピューティングデバイスに実施させる命令を記憶している、
トレーラに取り付けるための経路に沿って後退方向で誘導操作するための車両。
【請求項１０】
前記１つまたは複数の動作は、制動動作、速度動作、操舵動作、ヒッチ接続動作、およびサスペンション調節動作を含む、
請求項９記載の車両。
【請求項１１】
前記オペレーションはさらに、
前記コンピューティングデバイスと通信を行うセンサシステムから１つまたは複数のセンサデータを受け取ることと、
前記センサデータから前記車両経路に沿ったまたは前記車両経路に隣接する１つまたは複数の物体を検出することと、
前記１つまたは複数の物体に基づき前記車両経路を調節することと、
を含む、
請求項９記載の車両。
【請求項１２】
前記車両経路は、前記初期ポジション、中間ポジションおよび前記最終ポジションを含み、前記中間ポジションは前記最終ポジションまで、前記中間ポジションと前記初期ポジションとの間の距離よりも短い距離を有する、
請求項９記載の車両。
【請求項１３】
前記中間ポジションにおいて、前記トレーラは、前記トレーラと概して平行に整列された向きで前記トレーラに後部を向けている、
請求項１２記載の車両。
【請求項１４】
前記オペレーションはさらに、
前記最終ポジションにおいて調節高さを特定することであって、該調節高さは、前記トレーラのヒッチカプラが牽引車両ヒッチボールを受け入れるために前記車両を高めるべき高さである、ことと、
前記調節高さに基づき車両サスペンションを調節するコマンドを、前記車両のサスペンションシステムに送信することと、
を含む、
請求項１２記載の車両。
【請求項１５】
前記コンピューティングデバイスは、コントローラおよび該コントローラと通信を行うディープニューラルネットワークを含む、
請求項９記載の車両。
【請求項１６】
トレーラに取り付けるために車両を後退方向で誘導操作する方法であって、
前記車両のニューラルネットワークによって、１つまたは複数のイメージ内で１つまたは複数のトレーラを検出することと、
前記ニューラルネットワークと通信を行うユーザインタフェースにおいて、前記１つまたは複数のトレーラの中から選択された１つのトレーラの指示を受け取ることと、
前記ニューラルネットワークと通信を行うコンピューティングデバイスにおいて、初期ポジションから前記トレーラと隣り合った最終ポジションまで車両経路を決定することであって、該車両経路は、前記初期ポジションから前記最終ポジションまで該車両経路に沿って前記車両を動かすように構成された誘導操作を含む、ことと、
前記コンピューティングデバイスと通信を行う駆動システムにおいて、前記車両経路を前記初期ポジションから自律的に追従することと、
前記駆動システムによって、前記最終ポジションに到達する前に中間ポジションにおいて前記車両を停止または保持することであって、該中間ポジションは、前記初期ポジションよりも前記最終ポジションに近い、ことと、
前記駆動システムによって、車両ヒッチをトレーラヒッチに整列させるために、前記車両に対応づけられた１つまたは複数の車両サスペンションを変更することと、
前記駆動システムによって、前記中間ポジションから前記最終ポジションまで前記車両経路を自律的に追従することと、
前記駆動システムによって、前記車両ヒッチを前記トレーラヒッチと接続することと、
を含む、
トレーラに取り付けるために車両を後退方向で誘導操作する方法。
【請求項１７】
前記誘導操作は、操舵、制動、および加速を含む、
請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
前記車両が前記車両経路に沿って動いているときに、前記ニューラルネットワークにおいて、前記車両経路内にある１つまたは複数の物体を継続的に検出することと、
物体が検出されたならば、前記コンピューティングデバイスにおいて前記車両経路を変更することと、
をさらに含む、
請求項１６記載の方法。
【請求項１９】
前記車両ヒッチを前記トレーラヒッチと接続することは、前記車両に対応づけられた１つまたは複数の車両サスペンションを変更して、前記トレーラヒッチが前記車両ヒッチを受け入れ可能にすることを含む、
請求項１６記載の方法。
【請求項２０】
１つまたは複数のトレーラを検出することは、
前記ニューラルネットワークと通信を行う１つまたは複数のイメージングデバイスにおいて、１つまたは複数のイメージを捕捉することであって、前記１つまたは複数のイメージングデバイスのうちの少なくとも１つは、後退方向を向いた前記トレーラの後ろ側に配置されている、ことと、
前記ニューラルネットワークにおいて、前記１つまたは複数のイメージ内で前記１つまたは複数のトレーラを検出することと、
を含む、
請求項１６記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本特許出願は、米国特許法第１１９条（ｅ）に基づき、２０１７年３月３日出願の米国仮特許出願第６２／４６６，８２４号（U.S. Provisional Application 62/466,824）、および２０１８年３月１日出願の米国非仮特許出願第１５／９０９，８１９号（U.S. Non-Provisional Application 15/909,819）に対する優先権を主張するものである。これらの開示内容はすべて、ここで参照したことにより本願の開示内容に含まれるものとする。
【０００２】
技術分野
本開示は、自動車の後方に配置された１つまたは複数のトレーラを識別し、１つまたは複数のトレーラのうちの１つを駆動するように構成された自動車に関する。
【０００３】
背景
トレーラは通常、動力を備えた牽引車両によって引っ張られる無動力の車両である。トレーラを、他にもある中で特に、ユーティリティトレーラ、ポップアップ式キャンピングカー、旅行用トレーラ、家畜用トレーラ、平床式トレーラ、有蓋車両輸送トレーラ、およびボートトレーラとすることができる。牽引車両を、乗用車、クロスオーバー車、トラック、バン、スポーツ・ユーティリティ・ビークル（ＳＵＶ）、レクレーショナル・ビークル（ＲＶ）、またはトレーラに取り付けてトレーラを引っ張るように構成された他の任意の車両とすることができる。トレーラヒッチを用いて、トレーラを動力車両に取り付けることができる。受け側ヒッチが牽引車両に装備されており、これがトレーラヒッチと接続されて接続が形成される。トレーラヒッチを、ボールおよびソケット、予備車輪およびグースネック、またはトレーラジャッキとすることができる。他の取り付け機構を使用することもできる。トレーラと動力車両との間の機械的接続に加えて、一部の例によれば、トレーラは牽引車両と電気的に接続される。このようにすれば電気的接続によって、トレーラは動力車両のリアライト回路から給電を受けることができ、これによってトレーラは、動力車両のライトと同期したテールライト、ウィンカおよびブレーキライトを有することができる。
【０００４】
牽引車両の運転者が直面する厄介な作業のうちのいくつかは、牽引車両をトレーラに接続することであり、それというのも２人以上の人が必要とされるからである。たとえば１人の人間たとえば運転者が車両を運転し、１人または複数の別の人が牽引車両とトレーラとを見て、ヒッチに整列させるために牽引車両がとるべき経路について運転者を案内しなければならない。運転者を案内する人間が、牽引車両をトレーラにヒッチングするのに慣れていないとしたならば、そのような人は牽引車両の経路を案内するために効率的な指図を伝えるのが難しい可能性がある。
【０００５】
センサ技術の最近の進歩によって、改善された車両用セーフティシステムが実現されるようになってきた。衝突を検出および回避するための装置および方法を利用できるようになってきている。かかる運転者支援システムは、衝突に至りそうなことを検出するために、車両に配置されたセンサを使用する。一部の例によればシステムは、衝突を防止するために、または最小限に抑えるために、１つまたは複数の走行状況について運転者に警告を発することができる。これに加えセンサおよびカメラを用いて、車両が前進方向で移動しているときに、存在し得る障害物について運転者の注意を喚起することもできる。よって、牽引車両の運転者が直面する厄介な作業を克服するためのセンサを含むシステムを提供するのが望まれる。
【０００６】
概要
本開示の１つの態様によれば、トレーラに取り付けるために車両を後退方向で誘導操作する方法が提供される。この方法は、コンピューティングデバイス（たとえばコントローラおよびこのコントローラと通信を行うディープニューラルネットワーク）において、車両後部に配置された１つまたは複数のカメラから、１つまたは複数のイメージを受け取ることを含む。この方法は、コンピューティングデバイスによって、１つまたは複数のイメージ内で１つまたは複数のトレーラを識別することも含む。これに加えこの方法は、コンピューティングデバイスにおいて、１つまたは複数のトレーラの中から選択された１つのトレーラの指示を受け取ることを含む。一部の実施例によればコンピューティングデバイスは、選択されたトレーラの指示を受け取るように構成されたユーザインタフェースと通信を行う。この方法は、コンピューティングデバイスにおいて、初期ポジションから最終ポジションまで車両経路を特定することも含む。車両経路は、車両を後退方向で車両経路に沿って初期ポジションから最終ポジションまで動かすように構成された誘導操作を含む。この方法は、コンピューティングデバイスによって、車両経路を自律的に追従して誘導操作を実行するアクションを車両に起こさせる１つまたは複数の動作を実行することも含む。
【０００７】
本開示のこの態様の具現化形態は、以下の任意選択的特徴のうちの１つまたは複数を含むことができる。一部の具現化形態によれば１つまたは複数の動作は、制動動作、速度動作、操舵動作、ヒッチ接続動作、およびサスペンション調節動作を含む。
【０００８】
一部の実施例によればこの方法は、コンピューティングデバイスにおいて、このコンピューティングデバイスと通信を行うセンサシステムから１つまたは複数のセンサデータを受け取ること、コンピューティングデバイスによって、センサデータから車両経路に沿ったまたは車両経路に隣接する１つまたは複数の物体を検出すること、およびコンピューティングデバイスによって、１つまたは複数の物体に基づき車両経路を調節することを含む。車両経路は、初期ポジション、中間ポジション、および最終ポジションを含むことができる。中間ポジションは最終ポジションまで、中間ポジションと初期ポジションとの間の距離よりも短い距離を有する。一部の実施例によれば、中間ポジションにおいてトレーラは、トレーラと概して平行に整列された向きでトレーラに後部を向けている。
【０００９】
一部の具現化形態によればこの方法は、最終ポジションにおいてコンピューティングデバイスによって調節高さを特定することを含む。調節高さとは、トレーラのヒッチカプラが牽引車両のヒッチボールを受け入れるために車両を高めなければならない高さのことである。この方法は、コンピューティングデバイスから車両のサスペンションシステムに、調節高さに基づき車両サスペンションを調節するコマンドを送信することも含む。
【００１０】
本開示の別の態様によれば、トレーラに取り付けるために経路に沿って後退方向で誘導操作するための車両が提供される。この車両は、車両後部に配置された１つまたは複数のカメラ、およびユーザインタフェースと通信を行うコンピューティングデバイス（たとえばコントローラおよびこのコントローラと通信を行うディープニューラルネットワーク）を含む。この車両は、コンピューティングデバイスと通信を行う非一時的メモリも含む。非一時的メモリは、コンピューティングデバイスにおいて実行されると、このコンピューティングデバイスにオペレーションを実施させる命令を記憶している。オペレーションは、１つまたは複数のカメラから１つまたは複数のイメージを受け取ること、１つまたは複数のイメージ内で１つまたは複数のトレーラを識別すること、および１つまたは複数のトレーラの中から選択された１つのトレーラの指示を受け取ることを含む。この指示は、ユーザインタフェースを介した運転者選択を表す。オペレーションは、初期ポジションから最終ポジションまで車両経路を特定することも含む。車両経路は、車両を後退方向で車両経路に沿って初期ポジションから最終ポジションまで動かす誘導操作を含む。オペレーションは、車両経路を自律的に追従して誘導操作を実行するアクションを車両に起こさせる１つまたは複数の動作を実行することも含む。
【００１１】
本開示のこの態様の具現化形態は、以下の任意選択的特徴のうちの１つまたは複数を含むことができる。一部の具現化形態によれば１つまたは複数の動作は、制動動作、速度動作、操舵動作、ヒッチ接続動作、およびサスペンション調節動作を含む。
【００１２】
一部の実施形態によればオペレーションはさらに、コンピューティングデバイスと通信を行うセンサシステムから１つまたは複数のセンサデータを受け取ること、およびセンサデータから車両経路に沿ったまたは車両経路に隣接する１つまたは複数の物体を検出することを含む。オペレーションはさらに、１つまたは複数の物体に基づき車両経路を調節することを含むことができる。
【００１３】
一部の実施例によれば車両経路は、初期ポジション、中間ポジション、および最終ポジションを含む。中間ポジションは最終ポジションまで、中間ポジションと初期ポジションとの間の距離よりも短い距離を有する。
【００１４】
一部の具現化形態によれば、中間ポジションにおいてトレーラは、トレーラと概して平行に整列された向きでトレーラに後部を向けている。オペレーションはさらに、最終ポジションにおいて調節高さを特定することを含むことができ、ただし調節高さとは、トレーラのヒッチカプラが牽引車両のヒッチボールを受け入れるために車両を高めなければならない高さのことである。オペレーションは、調節高さに基づき車両サスペンションを調節するコマンドを、車両のサスペンションシステムに送信することを含むこともできる。一部の実施例によればコンピューティングデバイスは、コントローラおよびこのコントローラと通信を行うディープニューラルネットワークを含む。
【００１５】
本開示のさらに別の態様によれば、トレーラに取り付けるために車両を後退方向で誘導操作する方法が提供される。この方法は、車両のニューラルネットワークにおいて、１つまたは複数のイメージ内で１つまたは複数のトレーラを検出することを含む。この方法は、ニューラルネットワークと通信を行うユーザインタフェースにおいて、１つまたは複数の検出されたトレーラの中から選択された１つのトレーラの指示を受け取ることも含む。この方法は、ニューラルネットワークと通信を行うコンピューティングデバイスにおいて、初期ポジションからトレーラと隣り合った最終ポジションまで車両経路を特定することも含む。車両経路は、車両を車両経路に沿って初期ポジションから最終ポジションまで動かすように構成された誘導操作を含む。この方法は、コンピューティングデバイスと通信を行う駆動システムにおいて、初期ポジションから車両経路を自律的に追従することも含む。この方法は、駆動システムにおいて、最終ポジションに到達する前に中間ポジションにおいて車両を停止または保持することも含み、ただし中間ポジションは初期ポジションよりも最終ポジションに近い。この方法は、車両ヒッチをトレーラヒッチと整列させるために、駆動システムにおいて、車両に対応づけられた１つまたは複数の車両サスペンションを変更することも含む。この方法は、駆動システムにおいて、中間ポジションから最終ポジションまで車両経路を自律的に追従することも含む。この方法は、駆動システムにおいて、車両ヒッチをトレーラヒッチと接続することも含む。
【００１６】
本開示のこの態様の具現化形態は、以下の任意選択的特徴のうちの１つまたは複数を含むことができる。一部の具現化形態によれば誘導操作は、操舵、制動、および加速を含む。この方法はさらに、車両が車両経路に沿って動いているときに、ニューラルネットワークによって、車両経路内にある１つまたは複数の物体を継続的に検出することを含むことができる。この方法は、物体が検出されたならば、コンピューティングデバイスにおいて車両経路を変更することを含むこともできる。一部の実施例によれば、車両ヒッチをトレーラヒッチと接続することは、車両に対応づけられた１つまたは複数の車両サスペンションを変更して、トレーラヒッチ（たとえばトレーラヒッチカプラ）が車両ヒッチ（たとえば牽引車両ヒッチボール）を受け入れ可能にすることを含む。１つまたは複数のトレーラを検出することは、ニューラルネットワークと通信を行う１つまたは複数のイメージングデバイスにおいて、１つまたは複数のイメージを捕捉することを含むことができ、この場合、１つまたは複数のイメージングデバイスのうちの少なくとも１つは、後退方向を向いたトレーラの後ろ側に配置されている。この方法は、少なくとも１つのイメージ内で１つまたは複数のトレーラを、ニューラルネットワークによって特定することを含むこともできる。
【００１７】
添付の図面および以下の説明には、本開示の１つまたは複数の具現化形態の詳細について記載されている。その他の態様、特徴および利点は、それらの説明および図面ならびに特許請求の範囲から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】牽引車両後方のトレーラの指示を表示するユーザインタフェースを有する例示的な牽引車両の概略図である。
【図２Ａ】例示的な牽引車両の概観図である。
【図２Ｂ】例示的な牽引車両の概観図である。
【図３Ａ】プラン経路に沿って自律的に誘導操作されて移動する例示的な牽引車両の概観図である。
【図３Ｂ】プラン経路に沿って自律的に誘導操作されて移動する例示的な牽引車両の概観図である。
【図４Ａ】初期ポジションにある例示的な牽引車両の概略図である。
【図４Ｂ】中間ポジションにある例示的な牽引車両の概略図である。
【図４Ｃ】最終ポジションにある例示的な牽引車両の概略図である。
【図５Ａ】トレーラヒッチに接続する例示的な車両ヒッチの概観図である。
【図５Ｂ】トレーラヒッチに接続する例示的な車両ヒッチの概観図である。
【図５Ｃ】トレーラヒッチに接続する例示的な車両ヒッチの概観図である。
【図５Ｄ】トレーラヒッチに接続する例示的な車両ヒッチの概観図である。
【図６】トレーラに取り付けるために牽引車両を後退方向で誘導操作するオペレーションの例示的な構成のフローチャートである。
【図７】トレーラに取り付けるために牽引車両を後退方向で誘導操作するオペレーションの例示的な構成の概略図である。
【図８】トレーラに取り付けるために牽引車両を後退方向で誘導操作するオペレーションの例示的な構成の概略図である。
【００１９】
様々な図において、同じ参照符号は同じ要素を表す。
【００２０】
詳細な説明
以下に限定されるものではないが、乗用車、クロスオーバー車、トラック、バン、スポーツ・ユーティリティ・ビークル（ＳＵＶ）、およびレクレーショナル・ビークル（ＲＶ）といった牽引車両を、トレーラを牽引するように構成することができる。牽引車両は、トレーラヒッチを介してトレーラとの接続を行う。この場合に以下のような牽引車両があると望ましく、すなわちトレーラに向かって自律的に誘導操作可能かつトレーラに取り付け可能であり、よって、１人または複数の別の人が、トレーラひいてはトレーラのヒッチに整列させるために牽引車両が辿るべき経路に関して運転者を案内している間に、運転者が牽引車両を後退方向で運転する必要がなくなる、という牽引車両があると望ましい。かくして、自律的な後退駆動およびヒッチングという特徴を備えた牽引車両によって、牽引車両をトレーラにヒッチングするときに、運転者に対しいっそう安全かつ迅速な体験がもたらされる。
【００２１】
図１〜図２Ｂを参照すると、一部の具現化形態によれば、牽引車両１００の運転者は、トレーラ２００、２００ａ〜ｃのグループの中から、１つのトレーラ２００、２００ａ〜ｃ、たとえば１つの特定のトレーラ２００ａ〜ｃの牽引を望んでいる。図示されているように、トレーラ２００、２００ａ〜ｃのグループは３つのトレーラを含むが、トレーラ２００、２００ａ〜ｃのグループは、１つよりも多い任意の個数のトレーラを含むことができる。牽引車両１００を、選択された１つのトレーラ２００、２００ａ〜ｃに対応づけられた運転者選択１４４の指示を受け取り、選択されたトレーラ２００、２００ａ〜ｃに向かって自律的に駆動するように、構成することができる。牽引車両１００は、たとえばｘ、ｙおよびｚの成分を有する駆動コマンドに基づき、路面を横切るように牽引車両１００を誘導操作する駆動システム１１０を含むことができる。図示されているように、駆動システム１１０は、右前輪１１２、１１２ａ、左前輪１１２、１１２ｂ、右後輪１１２、１１２ｃ、および左後輪１１２、１１２ｄを含む。駆動システム１１０は、別の車輪構成も同様に含むことができる。駆動システム１１０は、各車輪１１２、１１２ａ〜ｄに対応づけられたブレーキを含む制動システム１２０、ならびに牽引車両１００の速度および方向を調節するように構成された加速システム１３０を含むこともできる。これに加え駆動システム１１０は、サスペンションシステム１３２を含むことができ、このサスペンションシステム１３２は、各車輪１１２、１１２ａ〜ｄに対応づけられたタイヤ、タイヤ空気、スプリング、ショックアブソーバ、および牽引車両１００をその車輪１１２、１１２ａ〜ｄに接続するリンケージを含み、牽引車両１００と車輪１１２、１１２ａ〜ｄとの間の相対運動を可能にする。サスペンションシステム１３２は、道路に対する牽引車両１００の対処の仕方を改善し、道路の騒音、凹凸および振動を切り離すことによって、いっそう良好な乗り心地品質をもたらす。これに加えサスペンションシステム１３２は、牽引車両１００の高さを調節するように構成されており、これによって牽引車両ヒッチ１６０（たとえば牽引車両ヒッチボール１６２）をトレーラヒッチ２１０（たとえばトレーラヒッチカプラ２１２）に整列させることができ、これによって牽引車両１００とトレーラ２００との間の自律的な接続が可能になる。
【００２２】
牽引車両１００により規定される相互に垂直な３つの軸線すなわち左右軸線Ｘ、前後軸線Ｙ、および中央垂直軸線Ｚに対し相対的な運動の様々な組み合わせによって、牽引車両１００は路面を横切って運動することができる。左右軸線Ｘは、牽引車両１００の右側と左側との間を延在している。前後軸線Ｙに沿った前進駆動方向はＦと称せられ、これは前進運動とも呼ばれる。これに加え、前後方向Ｙに沿った後ろ向き駆動方向または後退駆動方向はＲと称せられ、これは後退運動とも呼ばれる。サスペンションシステム１３２が牽引車両１００のサスペンションを調節したときに、牽引車両１００はＸ軸および／またはＹ軸を中心に傾斜する可能性があり、あるいは中央垂直軸線Ｚに沿って動く可能性がある。
【００２３】
牽引車両１００は、ディスプレイなどのユーザインタフェース１４０を含むことができる。ユーザインタフェース１４０は、１つまたは複数の入力機構またはタッチスクリーンディスプレイ１４２を介して、１つまたは複数のユーザコマンドを運転者から受け取り、かつ／または１つまたは複数の通知を運転者に表示する。ユーザインタフェース１４０は車両コントローラ３００と通信を行い、車両コントローラ３００自体はセンサシステム４００と通信を行う。一部の実施例によればユーザインタフェース１４０は、牽引車両１００の周囲環境のイメージを表示し、これによりユーザインタフェース１４０が（運転者から）受け取る１つまたは複数のコマンドがもたらされ、このコマンドによって１つまたは複数の動作の実行が始められる。車両コントローラ３００は、コンピューティングデバイス（またはプロセッサ）３０２（たとえば１つまたは複数のコンピューティングプロセッサを有する中央処理ユニット）を含み、このコンピューティングデバイス３０２は、１つまたは複数のコンピューティングプロセッサ３０２において実行可能な命令を記憶可能な非一時的メモリ３０４（たとえばハードディスク、フラッシュメモリ、ランダムアクセスメモリ）と通信を行う。
【００２４】
車両コントローラ３００は運転者支援システム３１０を実行し、このシステム３１０自体は経路追従サブシステム３２０を含む。経路追従サブシステム３２０は、プラン経路５５２（図３Ａおよび図３Ｂ）を経路プラニングシステム５５０から受け取り、動作３２２〜３３０を実行し、これらの動作３２２〜３３０によってコマンド３０１が駆動システム１１０に送信され、これによって牽引車両１００は、後退方向Ｒにおいてプラン経路５５２を辿って自律的に駆動するようになる。
【００２５】
経路追従サブシステム３２０は、制動動作３２２、速度動作３２４、操舵動作３２６、ヒッチ接続動作３２８、およびサスペンション調節動作３３０を含む。各動作３２２〜３３０によって牽引車両１００は、他にもある中で特に、後退の駆動、特定の角度での転回、制動、加速、減速などのアクションを起こすことになる。車両コントローラ３００は、駆動システム１１０を制御することによって、より具体的にはコマンド３０１を駆動システム１１０に発することによって、路面を横切る任意の方向で牽引車両１００を誘導操作することができる。たとえば車両コントローラ３００は、（図４Ａに示されているような）初期ポジションから（図４Ｃに示されているような）最終ポジションまで、牽引車両１００を誘導操作することができる。最終ポジションにおいて、牽引車両１００のヒッチボール１６２がトレーラ２００のヒッチカプラ２１２と整列し、これによって牽引車両１００と選択されたトレーラ２００、２００ａ〜ｃとが接続される。
【００２６】
牽引車両１００は、信頼性のあるロバストな自律駆動をもたらすために、センサシステム４００を含むことができる。センサシステム４００は種々のタイプのセンサを含むことができ、これらのセンサを用いて、別個にまたは他のセンサと共に、牽引車両１００の周囲環境の知覚を生成することができ、センサシステム４００により検出された物体および障害物に基づき、牽引車両１００を自律的に駆動し、インテリジェントな判断を下すために、この知覚が用いられる。センサは、以下に限定されるものではないが、１つまたは複数のイメージングデバイス（カメラなど）４１０、ならびに以下のようなセンサ４２０を含むことができ、すなわちそれらのセンサ４２０とは、以下に限定されるものではないが、レーダ、ソナー、ＬＩＤＡＲ（光検出および測距、これは遠隔ターゲットの距離および／または他の情報を見つけるために散乱光の特性を測定する光学リモートセンシングを必然的に伴う可能性がある）、ＬＡＤＡＲ（レーザ検出および測距）などである。これに加え、１つまたは複数のカメラ４１０および１つまたは複数のセンサ４２０を用いて、牽引車両１００が前進方向Ｆまたは後退方向Ｒで移動しているときに、ユーザインタフェース１４０を介した可聴警報および／または視覚警報を用いて、存在し得る障害物について運転者に警報を発することができる。したがってセンサシステム４００は、半自律的または自律的な条件のもとで動作する牽引車両１００における安全性を高めるために、特に有用である。
【００２７】
一部の具現化形態によれば牽引車両１００は、牽引車両１００のための後方駆動経路の視界を提供するために取り付けられた後方カメラ４１０、４１０ａを含む。これに加え一部の実施例によれば牽引車両１００は、牽引車両１００のための前方駆動経路の視界を提供するための前方カメラ４１０、４１０ｂ、牽引車両１００の右側に配置された右側カメラ４１０、４１０ｃ、および牽引車両１００の左側に配置された左側カメラ４１０、４１０ｄを含む。左右のカメラ４１０、４１０ｃ、４１０ｄによって、牽引車両１００の付加的な側方視界がもたらされる。このケースでは牽引車両１００は、前方および後方の駆動経路に沿って検出される物体および障害物に加えて、牽引車両１００の両側に位置する物体および障害物を検出することができる。１つまたは複数のカメラ４１０、４１０ａ〜ｄを、一眼カメラ、双眼カメラ、または牽引車両１００の後方移動経路の視界をもたらすことのできる他のタイプのセンシングデバイスとすることができる。
【００２８】
一部の具現化形態によれば牽引車両１００は、牽引車両１００の自律的駆動を改善するために、１つまたは複数のニューラルネットワーク（ＮＮ）５００たとえばディープニューラルネットワーク（ＤＮＮ）を含む。ＤＮＮ５００は、他の学問分野もある中で特に、コンピュータサイエンスにおいて用いられる計算アプローチであり、神経単位の大規模な集合に基づくものであり、生物の脳がアキシオンにより接続された生物のニューロンの大きなクラスタによって問題を解く手法を大まかに模倣している。ＤＮＮ５００は、プログラミングというよりは自己学習を行ってトレーニングされ、特徴検出のソリューションを旧来のコンピュータプログラムで表現するのが難しい領域において優れている。換言すればＤＮＮ５００は、パターンを認識するように設計されたアルゴリズムの集合である。ＤＮＮ５００は、機械知覚、未処理入力のラベリングまたはクラスタリングを通して、（たとえばセンサシステム４００からの）センサシステムデータ４０２を解釈する。認識されたパターンは数値ベクトルであり、イメージ、テキスト、サウンド、または時系列などすべての現実世界のデータがそれらの数値ベクトルに変換される。ＤＮＮ５００は、ＤＮＮの非一時的メモリ５０４と通信を行う非線形処理ユニット５０２の多層を含む。ＤＮＮの非一時的メモリ５０４は、非線形処理ユニット５０２において実行されるとＤＮＮ５００に出力５０６、５０８を供給させる命令を記憶している。非線形処理ユニット５０２各々は、トレーニングにより学習されたパラメータを用いて、入力または信号（たとえばセンサシステムデータ４０２）を変換するように構成されている。入力（たとえばセンサシステムデータ４０２）から出力５０６、５０８への一連の変換は、非線形処理ユニット５０２の多層において発生する。したがってＤＮＮ５００は、選択されたトレーラ２００のロケーションに基づき、牽引車両１００とトレーラ２００との間の後退経路５５２のイメージ４１２またはセンサデータ４２２をベースに、選択されたトレーラ２００、２００ａ〜ｃに対応づけられたトレーラヒッチ２１０のポジションを特定することができ、したがってＤＧＰＳまたはＧＰＳを用いる必要がなくなる。
【００２９】
ＤＮＮ５００は、（イメージ４１２および／またはセンサデータ４２２を含む）センサシステムデータ４０２を受け取り、受け取ったデータ４０２に基づき、イメージ出力５０６をユーザインタフェース１４０へ供給し、かつ／またはデータ出力５０８を車両コントローラ３００へ供給する。一部の実施例によればＤＮＮ５００は、ＤＮＮ５００と通信を行うカメラ４１０から牽引車両１００の後方ビューの１つまたは複数のイメージ４１２を受け取る。ＤＮＮ５００はイメージ４１２を解析し、受け取ったイメージ４１２において１つまたは複数のトレーラ２００を識別する。ＤＮＮ５００は、ＤＮＮ５００と通信を行うセンサ４２０からセンサデータ４２２を受け取り、受け取ったセンサデータ４２２を解析することもできる。解析されたイメージ４１２（または解析されたイメージ４１２およびセンサデータ４２２）に基づき、ＤＮＮ５００は、たとえば座標系を用いて、識別されたトレーラ２００各々の、牽引車両１００に対し相対的なロケーションを識別する。かくしてＤＮＮ５００は、受け取ったイメージ４１２をユーザインタフェース１４０に表示し、このイメージ４１２は、牽引車両１００の後方に距離を隔てて配置されている識別されたトレーラ２００、２００ａ〜ｃの表現１４６、１４６ａ〜ｃを表す。図１に示されているように、第１、第２および第３のトレーラ２００ａ、２００ｂ、２００ｃが、牽引車両１００の後方に配置されている。したがってユーザインタフェース１４０は、それぞれ第１、第２および第３のトレーラ２００ａ、２００ｂ、２００ｃに対応づけられた第１、第２および第３のトレーラ表現１４６ａ、１４６ｂ、１４６ｃを表示する。
【００３０】
運転者は、トレーラ表現１４６、１４６ａ〜ｃのうちの１つを選択することができ、これによって、運転者が牽引車両１００を自律的に駆動して、選択されたトレーラ表現１４６すなわち運転者選択１４４に対応づけられたトレーラ２００、２００ａ〜ｃに接続したい、ということが指示される。一部の実施例によれば、ユーザインタフェースはタッチスクリーンディスプレイ１４２であり、したがって運転者はその指を指して、トレーラ表現１４６を選択することができる。別の実施例によれば、ユーザインタフェース１４０はタッチスクリーンではなく、運転者は、以下に限定されるものではないが、回転ノブまたはマウスなどの入力デバイスを使用して、トレーラ表現１４６、１４６ａ〜ｃのうちの１つを選択することができる。
【００３１】
いずれのトレーラ２００、２００ａ〜ｃに牽引車両１００を接続したいのかを運転者が選択すると、経路プラニングシステム５５０は、牽引車両１００のポジション（たとえば向きおよび距離）に対し相対的な、（受け取ったセンサシステムデータ４０２からＤＮＮ５００により特定された）選択されたトレーラ２００、２００ａ〜ｃのロケーションに基づき、牽引車両１００とトレーラ２００との間の経路５５２（図３Ａおよび図３Ｂ）をプラニングする。牽引車両１００は、選択されたトレーラ２００（図１に示されているように第１のトレーラ２００ａ）に向かって、自律的に後退していく。プラン経路５５２によって牽引車両１００は、自律的に駆動してトレーラ２００との接続を行うことができる。経路プラニングシステム５５０は、牽引車両１００を以下のように自律的に誘導操作するための経路５５２をプラニングする。すなわちこれによれば牽引車両１００は、トレーラ２００から予め定められた距離Ｄ内にある中間ポジションにおいて、トレーラ２００と概して平行に整列された向きでトレーラ２００に後部を向けており、このとき牽引車両１００のヒッチ１６０はトレーラ２００のヒッチ２１０と実質的に整列されている。
【００３２】
一部の実施例によれば経路プラニングシステム５５０は、図２Ａに示されているように、車両コントローラ３００の一部であるのに対し、別の実施例によれば経路プラニングシステム５５０は、図２Ｂに示されているように、ＤＮＮ５００の一部である。図２Ａを参照すると、運転者が牽引車両１００をそこに向かって自律的に駆動して接続したいトレーラ２００ａ（たとえば第１のトレーラ２００ａ）に対応づけられたトレーラ表現１４６ａを、運転者が選択すると、ＤＮＮ５００ａは、選択されたトレーラ２００ａおよび牽引車両１００に対する選択されたトレーラ２００ａのロケーションを含むデータ出力５０８を、コントローラ３００に送信する。このケースでは、経路プラニングシステム５５０ａが、牽引車両１００と選択されたトレーラ２００ａとの間の経路５５２をプラニングする。経路プラニングシステム５５０ａは、複数の方法を用いて経路５５２を特定することができる。図３Ａおよび図３Ｂには、経路プラニングのための方法が規定されている。一部の実施例によれば経路プラニングシステム５５０ａは、その前後軸線Ｙを後退方向Ｒに延在させているのに対し、トレーラ２００ａは、トレーラ２００の長さを辿るその前後軸線を前進方向に延在させている。経路プラニングシステム５５０ａにより、第１の円５５４の接線が、トレーラ前後軸線と対向する牽引車両前後軸線Ｙに対する第１の接点５５５のところに引かれ、第２の円５５６の接線が、牽引車両前後軸線Ｙと対向するトレーラ前後軸線に対する第２の接点５５７のところに引かれる。第１および第２の円５５４、５５６は、交差点５５８のところで交差している。第１および第２の円５５４、５５６のサイズを、牽引車両１００とトレーラ２００との間の距離、牽引車両１００とトレーラ２００との間に位置する障害物および物体、ならびに他の任意の考察に基づき、調節し操作することができる。経路プラニングシステム５５０ａは、以下のようにして経路５５２を特定する。すなわち、第１の接点５５５に至るまで牽引車両前後軸線Ｙを追従し、次いで交差点５５８に至るまで第１の円５５４の円弧に沿って動き、さらに第２の接点５５７に至るまで第２の円５５６の円弧に沿って動き、その後、トレーラ前後軸線を追従することによって特定する。したがってプラン経路５５２は、トレーラ２００と概して平行に整列された向きでトレーラ２００ａに後部を向けるように、牽引車両１００をポジショニングし、このとき牽引車両１００のヒッチ１６０はトレーラ２００のヒッチ２１０と実質的に整列されている。換言すれば、このとき牽引車両１００の前後軸線Ｙは、トレーラ２００ａの前後軸線Ｔと実質的に整列されている。図３Ａには、牽引車両１００の前後軸線Ｙがトレーラ２００ａの前後軸線Ｔと実質的に平行である、経路５５２の一例が示されている。他方、図３Ｂには、牽引車両１００の前後軸線Ｙがトレーラ２００ａの前後軸線Ｔと実質的に平行ではない、経路５５２の一例が示されている。ただし、図３Ｂのプラン経路５５２は、図３Ａのプラン経路５５２と同じようにして特定される。
【００３３】
引き続き図２Ａ、図３Ａおよび図３Ｂを参照すると、一部の実施例によれば、牽引車両１００がプラン経路５５２に沿って自律的に駆動しているときに、ＤＮＮ５００は、受け取ったセンサシステムデータ４０２すなわちイメージ４１２に基づき、牽引車両１００がプラン経路５５２に沿って動いているときの、牽引車両１００に対する選択されたトレーラ２００ａのロケーションを、車両コントローラ３００に継続的に送信する。イメージ４１２は、牽引車両１００が選択されたトレーラ２００ａに近づくとアップデートされるので、牽引車両１００が選択されたトレーラ２００ａに近づいて動くと、牽引車両１００に対する選択されたトレーラ２００ａのロケーションも変化する。一部の実施例によればＤＮＮ５００は、プラン経路５５２沿いの１つまたは複数の物体を識別し、１つまたは複数の物体のポジションに関するデータを経路プラニングシステム５５０ａに送信する。このケースでは、経路プラニングシステム５５０ａは、１つまたは複数の物体を避けるために、プラン経路５５２を再計算することができる。一部の実施例によれば、経路プラニングシステム５５０ａは衝突の確率を特定し、衝突の確率が予め定められた閾値を超えているならば、経路プラニングシステム５５０ａはプラン経路５５２を調節し、調節されたプラン経路５５２を経路追従サブシステム３２０に送信する。
【００３４】
図２Ｂを参照すると、一部の具現化形態によれば、ＤＮＮ５００は経路プラニングシステム５５０ｂを含む。したがって経路プラニングシステム５５０ｂは、学習した動作に基づき経路５５２を特定することができる。たとえばＤＮＮ５００は、選択されたトレーラ２００ａのポジションを特定し、このポジションに基づき、牽引車両１００のための経路５５２を特定する。一部の実施例によれば特定された経路５５２を、図３Ａおよび図３Ｂに関して述べた経路と同様のものとすることができる。ただし、他の経路特定方法も可能である。同様に、ＤＮＮ５００は、すなわちＤＮＮ５００の経路プラニングシステム５５０ｂは、牽引車両１００が経路５５２を辿って動いているときに、プラン経路５５２に沿って識別される可能性のある１つまたは複数の物体（可動または定置）に基づき、プラン経路５５２を調節する。一部の実施例によれば、経路プラニングシステム５５０ｂは衝突の確率を特定し、衝突の確率が予め定められた閾値を超えているならば、経路プラニングシステム５５０ｂは経路を調節し、調節された経路５５２を経路追従サブシステム３２０に送信する。
【００３５】
再び図２Ａおよび図２Ｂを参照すると、経路プラニングシステム５５０が経路５５２をプラニングすると、経路追従サブシステム３２０は、駆動システム１１０がプラン経路５５２を自律的に追従するようになる動作を実行するように構成されている。したがって経路追従サブシステム３２０は、１つまたは複数の動作３２２〜３３０を含み、この動作が実行されると、プラン経路５５２に沿って牽引車両１００を自律的に駆動させることができる。動作３２２〜３３０は、以下に限定されるものではないが、制動動作３２２、速度動作３２４、操舵動作３２６、ヒッチ接続動作３２８、およびサスペンション調節動作３３０を含むことができる。
【００３６】
プラン経路５５２に基づき、牽引車両１００を停止させるか、または牽引車両１００を減速させるために、制動動作３２２を実行することができる。制動動作３２２は、牽引車両１００を停止させるか、または牽引車両１００の速度を低減するために、信号またはコマンド３０１を駆動システム１１０たとえば制動システム１２０に送信する。
【００３７】
プラン経路５５２に基づき、加速または減速を行って牽引車両１００の速度を変化させるために、速度動作３２４を実行することができる。速度動作３２４は、減速のためには制動システム１２０に、加速のためには加速システム１３０に、信号またはコマンド３０１を送信する。
【００３８】
プラン経路に基づき、牽引車両１００の方向を変化させるために、操舵動作３２６を実行することができる。したがって操舵動作３２６は、駆動システム１１０が方向を変化させる操舵角を表す信号またはコマンド３０１を、加速システム１３０に送信する。
【００３９】
図４Ａ〜図４Ｃには、選択されたトレーラ２００ａに対して、初期ポジションＰＩ（図４Ａ）、中間ポジションＰＭ（図４Ｂ）、および最終ポジションＰＦ（図４Ｃ）または接続ポジションのところにある牽引車両１００が示されている。図４Ａを参照すると、牽引車両１００は、選択されたトレーラ２００ａに向かって自律的な誘導操作を開始する前に、トレーラ２００に対し相対的な初期ポジションＰＩにある。一部の実施例によれば、牽引車両１００と選択されたトレーラ２００ａとの間の初期距離ＤＩは約１５メートルである。牽引車両１００は、図４Ｂに示されているように、選択されたトレーラ２００ａから中間距離ＤＭのところにある中間ポジションＰＭに牽引車両１００が到達するまで、プラン経路５５２に沿って自律的に誘導操作されて移動する。中間ポジションＰＭにおいて、牽引車両ヒッチ１６０は、選択されたトレーラ２００ａと概して平行に整列された向きにあり、牽引車両ヒッチ１６０は、トレーラ２００ａのトレーラヒッチ２１０と実質的に整列されている。換言すれば、車両前後軸線Ｙは、車両垂直軸線Ｚに沿って延在する平面を規定し、この平面自体は、トレーラ垂直軸線に沿って延在するトレーラ前後軸線Ｔと整列されている。一部の実施例によれば中間距離ＤＭは、選択されたトレーラ２００ａから約１メートルである。
【００４０】
図５Ａ〜図５Ｄを参照すると、一部の実施例によれば、牽引車両１００が中間ポジションＰＭにあるとき、車両ヒッチ１６０をトレーラヒッチ２１０と接続するために、ヒッチ接続動作３２８が実行される。ＤＮＮ５００は、牽引車両ヒッチボール１６２の頂部とトレーラヒッチカプラ２１２の底部との間の相対的高さＨＲを特定する。牽引車両１００と選択されたトレーラ２００ａとを接続するために、トレーラヒッチカプラ２１２は、牽引車両ヒッチボール１６２を取り外し可能に受け入れる。よって、牽引車両ヒッチボール１６２をトレーラヒッチカプラ２１２に接続するためには、相対的高さＨＲがゼロと等しいかまたはゼロよりも小さくなければならず、これによって牽引車両ヒッチボール１６２をトレーラヒッチカプラ２１２の下に動かして、そこに挿入できるようになる。このためヒッチ接続動作３２８が、牽引車両ヒッチボール１６２とトレーラヒッチカプラ２１２との間のゼロよりも大きい相対的高さＨＲをＤＮＮ５００から受け取ったならば、ヒッチ接続動作３２８はサスペンション調節動作３３０にコマンドを送信し、この動作を実行させてサスペンションシステム１３２にコマンド３０１を発し、ＤＮＮ５００からの測定値に基づき牽引車両１００の高さを調節して、相対的高さＨＲを低減させる。ヒッチ接続動作３２８が、ゼロと等しいかまたはゼロよりも小さい相対的高さＨＲを受け取ったならば、ヒッチ接続動作３２８は駆動システム１１０にコマンド３０１を発し、経路５５２の残りの部分に沿って誘導操作し、つまり中間ポジションＰＭから最終ポジションＰＦ（図４Ｃ）に向かって誘導操作し、これによって牽引車両１００を選択されたトレーラ２００ａに接続する。トレーラ２００が最終ポジションＰＦに到達したならば、サスペンション調節動作３３０はサスペンションシステム１３２にコマンド３０１を発して、牽引車両１００の高さを調節し、その結果、図５Ｄに示されているように、トレーラヒッチカプラ２１２が牽引車両ヒッチボール１６２を受け入れる。
【００４１】
図６には、（図１〜図５Ｄに示されているように）牽引車両１００を選択されたトレーラ２００、２００ａに向けて自律的に誘導操作する方法６００に関する動作の例示的な構成が示されている。ブロック６０２で方法６００は、運転者が牽引車両１００をトレーラ２００、２００ａ〜ｃに自律的にヒッチングさせたい、という指示を受け取ることを含む。この指示を、牽引車両１００のユーザインタフェース１４０における選択によるもの、牽引車両を（逆転なしで）後退させること、または他の任意の指示とすることができる。ブロック６０４でＤＮＮ５００は、牽引車両１００後方の１つまたは複数のトレーラ２００、２００ａ〜ｃを検出して位置特定し、１つまたは複数の識別されたトレーラ２００、２００ａ〜ｃにそれぞれ対応づけられたトレーラ表現１４６、１４６ａ〜ｃを、ユーザインタフェース１４０に表示する。判定ブロック６０６でこの方法６００は、１つまたは複数のトレーラ表現１４６、１４６ａ〜ｃの中からの運転者選択１４４を待ち受ける。運転者が、選択されたトレーラ２００ａに対応づけられたトレーラ表現１４６、１４６ａ〜ｃを選択したならば、ブロック６０８で方法６００は、選択されたトレーラ２００ａに関して、牽引車両１００の初期ポジションＰＩから最終ポジションＰＦまで経路５５２をプラニングすることを含む。一部の実施例によれば、経路プラニングシステム５５０、５５０ａ、５５０ｂが経路５５２をプラニングする。経路プラニングシステム５５０、５５０ａ、５５０ｂを、コントローラ３００の一部とすることができ（図２Ａ）、またはＤＮＮ５００の一部とすることができる（図２Ｂ）。ブロック６１０で方法６００は、経路追従サブシステム３２０を実行することを含む。判定ブロック６１２で方法６００は、牽引車両１００が選択されたトレーラ２００ａから予め定められた距離内にあるか否かを特定し、つまり方法６００は、牽引車両１００が中間ポジションＰＭに到達したのか否かを特定する。牽引車両１００が中間ポジションＰＭに到達したならば、方法６００は判定ブロック６１４で、牽引車両１００のヒッチボール１６２の頂部と選択されたトレーラ２００ａのヒッチカプラ２１２の底部との間の相対的高さＨＲを特定することを含み、この相対的高さＨＲに基づき、ヒッチカプラ２１２がヒッチボール１６２を取り外し可能に受け入れることができるか否かを特定する。換言すれば方法６００は、相対的高さＨＲがゼロと等しいか否かを特定することを含む。相対的高さＨＲがゼロと等しくないならば、ブロック６１６で方法６００は、牽引車両１００のサスペンションを調節することを含み、次いでブロック６１４で相対的高さＨＲを特定し、相対的高さＨＲがゼロと等しいかまたはゼロよりも小さいか否かをチェックする。相対的高さＨＲがゼロと等しいかまたはゼロよりも小さいならば、次いで方法６００はブロック６１８で、経路５５２を辿って中間ポジションＰＭから、牽引車両１００のヒッチボール１６２を選択されたトレーラ２００ａのヒッチカプラ２１２と接続する最終ポジションＰＦまで、継続的に誘導操作することを含む。牽引車両１００が最終ポジションＰＦに到達したならば、方法６００は牽引車両１００の高さを調節することを含み、その結果、図５Ｄに示されているように、トレーラヒッチカプラ２１２は牽引車両ヒッチボール１６２を受け入れる。
【００４２】
図７は、図１〜図５Ｄの説明に従いトレーラ２００、２００ａ〜ｃに取り付けるために、牽引車両１００を後退方向で誘導操作する方法７００に関する動作の例示的な構成の概略図である。ブロック７０２で方法７００は、コンピューティングデバイス（たとえばコントローラ３００およびコントローラ３００と通信を行うディープニューラルネットワーク５００）において、車両１００の後部に配置された１つまたは複数のカメラ４１０、４１０ａ〜ｄから、１つまたは複数のイメージ４１２を受け取ることを含む。１つまたは複数のイメージ４１２は、車両１００の後方ビューを捕捉している。したがって１つまたは複数のイメージ４１２は、車両１００後方に配置された１つまたは複数のトレーラ２００、２００ａ〜ｃを含むことができる。ブロック７０４で方法７００は、コンピューティングデバイスによって、１つまたは複数のイメージ４１２内で１つまたは複数のトレーラ２００、２００ａ〜ｃを識別することを含む。ブロック７０６で方法７００は、コンピューティングデバイスにおいて、１つまたは複数のトレーラ２００、２００ａ〜ｃの中から選択された１つのトレーラ２００、２００ａ〜ｃの指示を受け取ることを含む。一部の実施例によればコンピューティングデバイスは、選択されたトレーラ２００、２００ａ〜ｃの運転者選択１４４を受け取るように構成されたユーザインタフェース１４０（たとえばディスプレイ）と通信を行う。一部の実施例によれば、ユーザインタフェース１４０は車両１００内に配置されているけれども、ユーザインタフェース１４０を、以下に限定されるものではないが、車両の中または外に配置されたハンドヘルドテーブル、スマートフォン、またはコンピュータとしてもよい。ブロック７０８で方法７００は、コンピューティングデバイス（たとえば経路プラニングシステム５５０、５５０ａ、５５０ｂ）において、初期ポジションＰＩから最終ポジションＰＦまで車両経路５５２を特定することを含む。車両経路５５２は、車両１００を後退方向Ｒで車両経路５５２に沿って初期ポジションＰＩから最終ポジションＰＦまで動かすように構成された誘導操作を含む。ブロック７１０で方法７００は、車両経路５５２を自律的に追従して誘導操作を実行するアクションを車両１００に起こさせる１つまたは複数の動作３２２〜３３０を、コンピューティングデバイスによって実行することを含む。
【００４３】
一部の具現化形態によれば、１つまたは複数の動作３２２〜３３０は、制動動作３２２、速度動作３２４、操舵動作３２６、ヒッチ接続動作３２８、およびサスペンション調節動作３３０を含む。
【００４４】
一部の実施例によれば方法７００は、コンピューティングデバイスにおいて、このコンピューティングデバイスと通信を行うセンサシステム４００から、１つまたは複数のセンサシステムデータ４０２を受け取ることを含む。センサシステムデータ４０２は、１つまたは複数のカメラ４１０、４１０ａ〜ｄからのイメージ４１２、および／または１つまたは複数のセンサ４２０からのセンサデータを含むことができる。方法７００は、コンピューティングデバイスによって、車両経路５５２に沿ったまたは車両経路５５２に隣接する１つまたは複数の物体を、センサシステムデータ４０２から検出することを含むことができる。方法７００は、コンピューティングデバイス（たとえば経路プラニングシステム５５０、５５０ａ、５５０ｂ）によって、センサシステムデータ４０２から検出された１つまたは複数の物体に基づき、車両経路５５２を調節することを含む。車両経路５５２は、初期ポジションＰＩ、中間ポジションＰＭ、および最終ポジションＰＦを含むことができる。中間ポジションＰＭは最終ポジションＰＦまで、中間ポジションと初期ポジションＰＩとの間の距離よりも短い距離ＤＭを有する。換言すれば、初期ポジションＰＩと最終ポジションＰＦとの間の距離ＤＩは、中間ポジションＰＭと最終ポジションＰＦとの間の距離ＤＭよりも長い。一部の実施例によれば中間ポジションＰＭにおいて、牽引車両１００は、トレーラ２００、２００ａ〜ｃと概して平行に整列された向きで、トレーラ２００、２００ａ〜ｃに後部を向けている。
【００４５】
一部の具現化形態によれば方法７００は、最終ポジションＰＦにおいてコンピューティングデバイスにより調節高さを特定することを含む。調節高さとは、トレーラ２００、２００ａ〜ｃのヒッチカプラ２１２が牽引車両１００のヒッチボール１６２を受け入れるために車両１００を高めなければならない高さのことである。方法７００は、コンピューティングデバイスから車両１００のサスペンションシステム１３２に、調節高さに基づき車両サスペンションを調節するコマンド３０１を送信することも含む。
【００４６】
図８は、図１〜図５Ｄの説明に従いトレーラ２００、２００ａ〜ｃに取り付けるために、牽引車両１００を後退方向で誘導操作する方法８００に関する動作の別の例示的な構成の概略図である。ブロック８０２で方法８００は、車両１００のニューラルネットワーク５００において、１つまたは複数のイメージ４１２内で１つまたは複数のトレーラ２００、２００ａ〜ｃを検出することを含む。１つまたは複数のニューラルネットワーク５００は、車両１００後方のビューのイメージ４１２を捕捉するために車両１００の後部に配置された１つまたは複数のカメラ４１０から、イメージ４１２を受け取る。ブロック８０４で方法８００は、ニューラルネットワーク５００と通信を行うユーザインタフェース１４０において、１つまたは複数の検出されたトレーラ２００、２００ａ〜ｃの中から選択された１つのトレーラ２００、２００ａ〜ｃの指示（たとえば運転者選択１４４）を受け取ることを含む。ブロック８０６で方法８００は、ニューラルネットワーク５００と通信を行うコンピューティングデバイス（たとえば経路プラニングシステム５５０ａを有するコントローラ３００）において、初期ポジションＰＩからトレーラ２００、２００ａ〜ｃと隣り合った最終ポジションＰＦまで車両経路５５２を特定することも含む。択一的に別の実施例によればこの方法は、ニューラルネットワーク５００（たとえば経路プラニングシステム５５０ｂ）において、初期ポジションＰＩからトレーラ２００、２００ａ〜ｃと隣り合った最終ポジションＰＦまで車両経路５５２を特定することを含む。さらに別の実施例によれば、コントローラ３００とディープニューラルネットワーク５００の双方が、車両経路５５２をプラニングする。車両経路５５２は、車両１００を車両経路５５２に沿って初期ポジションＰＩから最終ポジションＰＦまで動かすことができる誘導操作を含む。ブロック８０８で方法８００は、コンピューティングデバイスと通信を行う駆動システム１１０において、初期ポジションＰＩから車両経路５５２を自律的に追従することを含む。駆動システム１１０は、制動システム１２０、加速システム１３０、およびサスペンションシステム１３２を含む。ブロック８１０で方法８００は、駆動システム１１０（たとえば制動システム１２０）において、最終ポジションＰＦに到達する前に中間ポジションＰＭにおいて車両１００を停止または保持することを含み、ただし中間ポジションＰＭは初期ポジションＰＩよりも最終ポジションＰＦに近い。ブロック８１２で方法８００は、車両ヒッチ１６０をトレーラヒッチ２１０と整列させるために、駆動システム１１０（たとえばサスペンションシステム１３２）において、車両１００に対応づけられた１つまたは複数の車両サスペンションを変更することを含む。ブロック８１４で方法８００は、駆動システム１１０において、中間ポジションＰＭから最終ポジションＰＦまで車両経路５５２を自律的に追従することを含む。ブロック８１６で方法８００は、駆動システム１１０において、車両ヒッチ１６０をトレーラヒッチ２１０と接続することを含む。
【００４７】
一部の具現化形態によれば誘導操作には、以下に限定されるものではないが、特定の角度で左または右に操舵すること、まっすぐに操舵すること、制動および加速を含めることができる。一部の実施例によれば方法８００はさらに、車両１００が車両経路５５２に沿って後方に動いているときに、ニューラルネットワーク５００によって、車両経路５５２内にある１つまたは複数の物体を継続的に検出することを含む。ニューラルネットワーク５００が物体を検出したならば、方法８００は、コントローラ３００（たとえば経路プラニングシステム５５０ａ）またはニューラルネットワーク５００（たとえば経路プラニングシステム５５０ｂ）において、車両経路５５２を変更することを含む。一部の実施例によれば、車両ヒッチ１６０をトレーラヒッチ２１０と接続することは、車両１００に対応づけられた１つまたは複数の車両サスペンションを変更することを含み、これによってトレーラヒッチ２１０（たとえばトレーラカプラ２１２）が車両ヒッチ１６０（たとえば牽引車両ヒッチボール１６２）を受け入れることができるようになる。１つまたは複数のトレーラ２００、２００ａ〜ｃを検出することは、ニューラルネットワーク５００と通信を行う１つまたは複数のイメージングデバイス４１０、４１０ａ〜ｄにおいて、１つまたは複数のイメージ４１２を捕捉することを含むことができ、この場合、１つまたは複数のイメージングデバイス４１０、４１０ａ〜ｄのうちの少なくとも１つは、後退方向Ｒを向いたトレーラ２００、２００ａ〜ｃの後ろ側に配置されている。方法８００は、少なくとも１つのイメージ４１２内で１つまたは複数のトレーラ２００、２００ａ〜ｃを、ニューラルネットワーク５００によって特定することを含むこともできる。
【００４８】
本明細書で説明するシステムおよび技術の様々な具現化形態を、ディジタル電子回路、集積回路、特別設計のＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）、コンピュータハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、および／またはこれらの組み合わせとして実現することができる。様々な具現化形態には、プログラミング可能なシステム上で実行可能および／または解釈可能な１つまたは複数のコンピュータプログラムとしての具現化を含むことができる。この場合、プログラミング可能なシステムは、少なくとも１つのプログラミング可能なプロセッサを含み、このプロセッサを特定の目的または汎用の目的のものとすることができ、ストレージシステム、少なくとも１つの入力デバイスおよび少なくとも１つの出力デバイスからデータおよび命令を受信するように、かつそれらにデータおよび命令を送信するように、接続することができる。
【００４９】
これらのコンピュータプログラム（プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーションまたはコードとしても知られている）は、プログラミング可能なプロセッサのための機械命令を含み、高水準の手続き型プログラミング言語および／またはオブジェクト指向プログラミング言語、および／またはアセンブリ言語／機械語として具現化することができる。本明細書で用いられる用語「機械可読媒体」および「コンピュータ可読媒体」とは、プログラミング可能なプロセッサへ、機械命令および／またはデータを供給するために用いられる任意のコンピュータプログラム製品、装置および／またはデバイス（たとえば磁気ディスク、光ディスク、メモリ、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ））のことを指し、これには機械命令を機械可読信号として受け取る機械可読媒体が含まれる。用語「機械可読信号」とは、プログラミング可能なプロセッサへ機械命令および／またはデータを供給するために用いられる任意の信号のことを指す。
【００５０】
本明細書において述べられている保護対象および機能的動作の具現化を、ディジタル電子回路として、あるいはコンピュータソフトウェア、ファームウェア、または本明細書で開示されている構造およびそれらの構造的等価物を含むハードウェアとして、あるいはこれらのうちの１つまたは複数の組み合わせとして、具現化することができる。さらに、本明細書において述べられている保護対象を、１つまたは複数のコンピュータプログラム製品として具現化することができ、つまりデータ処理装置によって実行するために、またはデータ処理装置の動作を制御するために、コンピュータ可読媒体にコーディングされているコンピュータプログラム命令のうちの１つまたは複数のモジュールとして、具現化することができる。コンピュータ可読媒体を、機械可読記憶デバイス、機械可読ストレージ基板、メモリデバイス、機械可読伝播信号に作用する組成物、またはこれらのうちの１つまたは複数の組み合わせとすることができる。用語「データ処理装置」、「コンピューティングデバイス」および「コンピューティングプロセッサ」は、データを処理するためのあらゆる装置、デバイスおよび機械を包含し、例を挙げるとすればこれらには、プログラミング可能なプロセッサ、コンピュータ、またはマルチプロセッサまたはマルチコンピュータが含まれる。装置はハードウェアに加え、対象となるコンピュータプログラムのための実行環境を生成するコードを含むことができ、たとえばプロセッサファームウェア、プロトコルスタック、データベース管理システム、オペレーティングシステム、またはこれらのうちの１つまたは複数の組み合わせを構成するコードを含むことができる。伝播信号は人工的に生成される信号であって、たとえば機械により生成される電気的、光学的または電磁的な信号であり、この信号は適切な受信装置に送信する目的で情報をコーディングするために生成される。
【００５１】
同様に、図面には特定の順序で動作が描かれているけれども、このことを、図示された特定の順序または逐次的な順序でかかる動作を実施しなければならないと捉えるべきではなく、あるいは所望の結果を達成するためには図示されたすべての動作を実施しなければならないと捉えるべきではない。所定の環境では、マルチタスキングおよび並列処理が有利となる可能性がある。しかも、上述の具現化態様における様々なシステム構成要素の分離を、すべての具現化態様においてかかる分離を行わなければならないと捉えるべきではなく、既述のプログラム構成要素およびシステムを通例、単一のソフトウェア製品にまとめて統合することができる、または複数のソフトウェア製品にパッケージングすることができる、と捉えるべきである。
【００５２】
これまで多数の具現化形態について説明してきたが、自明のとおり本開示の着想および範囲を逸脱することなく、様々な変形を行うことができる。よって、その他の具現化形態は以下の特許請求の範囲内に含まれる。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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