JP6008605B2 - TOWED VEHICLE WHEELBASE DETECTING DEVICE AND VEHICLE CONTROL DEVICE HAVING TOWED VEHICLE WHEELBASE DETECTING DEVICE - Google Patents
TOWED VEHICLE WHEELBASE DETECTING DEVICE AND VEHICLE CONTROL DEVICE HAVING TOWED VEHICLE WHEELBASE DETECTING DEVICE Download PDFInfo
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Description
本発明は、牽引車両に備えられた被牽引車両ホイールベース検出装置及び車両制御装置に関する。 The present invention relates to a towed vehicle wheelbase detection device and a vehicle control device provided in a towed vehicle.
牽引車両は、一般的に、複数の車種の被牽引車両を牽引できるように設計されている。しかしながら、牽引車両の車両制御装置では、どの被牽引車両を牽引しているかを把握せず、被牽引車両の情報を未知としたまま、横転防止などの車両制御を行うことがあった。この場合、例えば未知である被牽引車両の情報を最も不利なものと仮定して車両制御が行われ、車両制御の効果が不十分となるおそれがある。 A towing vehicle is generally designed to be able to tow a towed vehicle of a plurality of vehicle types. However, the vehicle control device for a towed vehicle sometimes does not know which towed vehicle is being towed and performs vehicle control such as rollover prevention while keeping the towed vehicle information unknown. In this case, for example, vehicle control is performed assuming that the information on the towed vehicle that is unknown is the most disadvantageous, and the effect of the vehicle control may be insufficient.
このような被牽引車両の情報を検出する装置としては、例えば特許文献1に記載のものが知られている。特許文献1に記載されたトレーラ連結角検出装置では、トラクタ側に備えたカメラによってトレーラの前面を撮影し、トレーラ前面のコーナーエッジの画像位置を検出することでトラクタに対するトレーラの連結角の検出を行っている。 As an apparatus for detecting information on such a towed vehicle, for example, a device described in Patent Document 1 is known. In the trailer connection angle detection device described in Patent Document 1, the front surface of the trailer is photographed by a camera provided on the tractor side, and the image position of the corner edge of the trailer front is detected to detect the connection angle of the trailer with respect to the tractor. Is going.
しかしながら、例えば被牽引車両を牽引した牽引車両の車両制御を精度良く実行するためには、より多くの被牽引車両の情報を得る必要があり、特に被牽引車両のホイールベースの情報を取得することが望ましい。一方で、被牽引車両を変更しても対応可能とするため、牽引車両側に備えた機器のみで情報を取得する必要がある。 However, for example, in order to accurately execute vehicle control of a towed vehicle that has pulled a towed vehicle, it is necessary to obtain more information on the towed vehicle, and in particular, to acquire wheelbase information of the towed vehicle. Is desirable. On the other hand, in order to be able to cope even if the towed vehicle is changed, it is necessary to acquire information only by equipment provided on the towed vehicle side.
そこで、本発明は、牽引車両に備えられ、牽引車両が牽引する被牽引車両のホイールベースを求めることができる被牽引車両ホイールベース検出装置及び被牽引車両ホイールベース検出装置を備えた車両制御装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a towed vehicle wheelbase detection device and a towed vehicle wheelbase detection device equipped with a towed vehicle and capable of obtaining a wheelbase of a towed vehicle towed by the towed vehicle. The purpose is to provide.
上記課題を解決するため、本発明は、牽引車両が連結部を介して牽引する被牽引車両のホイールベースを検出する被牽引車両ホイールベース検出装置であって、牽引車両に取付けられ、被牽引車両のタイヤの画像を検出する画像検出手段と、画像検出手段と連結部とを結ぶ第1の直線の長さを記憶する記憶手段と、牽引車両に対する被牽引車両の連結角を検出する連結角検出手段と、画像検出手段が検出したタイヤの画像上の横位置に基づいて、当該タイヤ及び画像検出手段を結ぶ第2の直線と第1の直線とがなす第1の角度を演算する演算手段と、を備え、演算手段は、連結角検出手段の検出した連結角に基づいて、連結部及びタイヤを結ぶ第3の直線と第1の直線とのなす第2の角度を演算すると共に、第1の直線の長さ、第1の角度、及び第2の角度に基づいて、被牽引車両のホイールベースを検出する。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a towed vehicle wheelbase detection device that detects a wheelbase of a towed vehicle towed by a towed vehicle via a connecting portion, and is attached to the towed vehicle. Image detecting means for detecting an image of the tire, storage means for storing the length of the first straight line connecting the image detecting means and the connecting portion, and connection angle detection for detecting the connection angle of the towed vehicle with respect to the towing vehicle And a calculating means for calculating a first angle formed by the first straight line and the second straight line connecting the tire and the image detecting means based on the lateral position on the tire image detected by the image detecting means. The computing means computes the second angle formed by the first straight line and the third straight line connecting the connecting portion and the tire based on the connecting angle detected by the connecting angle detecting means. The straight line length, the first angle, Beauty based on the second angle, detects the wheelbase of the towing vehicle.
上記被牽引車両ホイールベース検出装置によれば、牽引車両に対する被牽引車両の向きに応じて画像検出手段の検出する被牽引車のタイヤの画像上の横位置が変化することに着目して、これをパターンマッチングなどの画像処理により検出し、第1の直線及び第2の直線のなす第1の角度を求めることができる。また、上記被牽引車両ホイールベース検出装置では、牽引車両に対する被牽引車両の連結角に基づいて第1の直線と第3の直線のなす第2の角度を演算すると共に、牽引車両において既知である第1の直線の長さを記憶している。これにより、画像検出手段、検出されたタイヤ、及び連結部を頂点とする三角形のうち、一辺の長さ(第1の直線の長さ)及び二つの角度(第1の角度及び第2の角度)が求められるので、被牽引車両におけるタイヤと連結部とを結ぶ第3の直線の長さを得ることができる。従って、上記被牽引車両ホイールベース検出装置によれば、被牽引車両におけるタイヤと連結部とを結ぶ第3の直線の長さを得ることができるので、この長さを利用して被牽引車両のホイールベースを検出することができる。また、上記被牽引車両ホイールベース検出装置によれば、全ての機器が牽引車両側に備えられているので、被牽引車両を変更しても新たな被牽引車両への機器設置などを行う必要がなく、容易にホイールベースを検出することができる。 According to the towed vehicle wheelbase detection device, paying attention to the fact that the lateral position on the image of the towed vehicle tire detected by the image detecting means changes according to the direction of the towed vehicle relative to the towed vehicle. Can be detected by image processing such as pattern matching, and the first angle formed by the first straight line and the second straight line can be obtained. In the towed vehicle wheelbase detection device, the second angle formed by the first straight line and the third straight line is calculated based on the connection angle of the towed vehicle with respect to the towed vehicle, and is known in the towed vehicle. The length of the first straight line is stored. As a result, the length of one side (length of the first straight line) and two angles (first angle and second angle) of the image detection means, the detected tire, and the triangle whose apex is the connecting portion. Therefore, the length of the third straight line connecting the tire and the connecting portion in the towed vehicle can be obtained. Therefore, according to the towed vehicle wheelbase detection device, since the length of the third straight line connecting the tire and the connecting portion in the towed vehicle can be obtained, the length of the towed vehicle can be obtained using this length. The wheelbase can be detected. Further, according to the towed vehicle wheelbase detection device, since all the equipment is provided on the towed vehicle side, it is necessary to perform equipment installation on a new towed vehicle even if the towed vehicle is changed. The wheelbase can be easily detected.
上記被牽引車両ホイールベース検出装置において、記憶手段は、被牽引車両の車幅を記憶しており、演算手段は、第1の直線の長さ、第1の角度、及び第2の角度に基づいて第3の直線の長さを演算すると共に、第3の直線の長さ及び被牽引車両の車幅に基づいて被牽引車両のホイールベースを検出してもよい。
上記被牽引車両ホイールベース検出装置によれば、被牽引車両の当該タイヤ、連結部、及び当該タイヤの車軸中心を頂点とする直角三角形のうち、二辺の長さ(第3の直線の長さ、被牽引車両の車幅の半分の長さ)を得られるので、連結部とタイヤの車軸中心とを結ぶ直線の長さすなわち被牽引車両のホイールベースを求めることができる。
In the towed vehicle wheelbase detection device, the storage means stores the vehicle width of the towed vehicle, and the computing means is based on the length of the first straight line, the first angle, and the second angle. Then, the length of the third straight line may be calculated, and the wheel base of the towed vehicle may be detected based on the length of the third straight line and the vehicle width of the towed vehicle.
According to the towed vehicle wheelbase detection device, the length of the two sides (the length of the third straight line) of the tire of the towed vehicle, the connecting portion, and the right triangle whose apex is the axle center of the tire. Therefore, the length of a straight line connecting the connecting portion and the center of the axle of the tire, that is, the wheel base of the towed vehicle can be obtained.
本発明は、牽引車両が連結部を介して牽引する被牽引車両のホイールベースを検出する被牽引車両ホイールベース検出装置であって、牽引車両に取付けられ、被牽引車両のタイヤの画像を検出する画像検出手段と、画像検出手段と連結部とを結ぶ第1の直線の長さ及び被牽引車両の車幅を記憶する記憶手段と、牽引車両に対する被牽引車両の連結角を検出する連結角検出手段と、画像検出手段が検出したタイヤの画像上の横位置に基づいて、当該タイヤ及び画像検出手段を結ぶ第2の直線と第1の直線とがなす第1の角度を演算する演算手段と、を備え、演算手段は、連結角及び被牽引車両の車幅に基づいて、タイヤを通り且つ被牽引車両の車両中心線に平行な第4の直線に対する連結部の投影点の位置を演算すると共に、連結角、連結部の投影点の位置、及び第1の角度に基づいて第4の直線及び第2の直線の交点に相当するタイヤの位置を演算することで、タイヤと投影点との直線距離である被牽引車両のホイールベースを検出することを特徴とする。 The present invention is a towed vehicle wheelbase detection device that detects a wheelbase of a towed vehicle towed by a towed vehicle via a connecting portion, and detects an image of a tire of the towed vehicle attached to the towed vehicle. Image detecting means, storage means for storing the length of the first straight line connecting the image detecting means and the connecting portion and the vehicle width of the towed vehicle, and connection angle detection for detecting the connecting angle of the towed vehicle with respect to the towed vehicle And a calculating means for calculating a first angle formed by the first straight line and the second straight line connecting the tire and the image detecting means based on the lateral position on the tire image detected by the image detecting means. The computing means computes the position of the projection point of the connecting portion with respect to a fourth straight line passing through the tire and parallel to the vehicle center line of the towed vehicle based on the connecting angle and the vehicle width of the towed vehicle. together, the connecting angle, the connecting portion of the Position of Kageten, and by calculating the position of the tire corresponding to the fourth straight line and the intersection of the second straight line based on the first angle, the towed vehicle is the linear distance of the tire and the projection point A wheel base is detected.
上記被牽引車両ホイールベース検出装置によれば、牽引車両に対する被牽引車両の向きに応じて画像検出手段の検出する被牽引車のタイヤの画像上の横位置が変化することに着目して、これをパターンマッチングなどの画像処理により検出し、第1の直線及び第2の直線のなす第1の角度を求めることができる。また、上記被牽引車両ホイールベース検出装置では、連結角及び被牽引車両の車幅に基づいて、前記タイヤを通り且つ被牽引車両の車両中心線に平行な第4の直線に対する連結部の投影点の位置を演算し、第1の角度に基づいて、第4の直線及び第2の直線の交点に相当する前記タイヤの位置を演算することで、当該タイヤと投影点との直線距離である被牽引車両のホイールベースを検出することができる。しかも、上記被牽引車両ホイールベース検出装置によれば、全ての機器が牽引車両側に備えられているので、被牽引車両を変更しても新たな被牽引車両への機器設置などを行う必要がなく、容易にホイールベースを検出することができる。 According to the towed vehicle wheelbase detection device, paying attention to the fact that the lateral position on the image of the towed vehicle tire detected by the image detecting means changes according to the direction of the towed vehicle relative to the towed vehicle. Can be detected by image processing such as pattern matching, and the first angle formed by the first straight line and the second straight line can be obtained. Further, in the towed vehicle wheelbase detection device, the projection point of the connecting portion with respect to a fourth straight line passing through the tire and parallel to the vehicle center line of the towed vehicle based on the connecting angle and the vehicle width of the towed vehicle. The position of the tire corresponding to the intersection of the fourth straight line and the second straight line is calculated based on the first angle, so that the linear distance between the tire and the projection point is calculated. The wheelbase of the tow vehicle can be detected. Moreover, according to the towed vehicle wheelbase detection device, since all the equipment is provided on the towed vehicle side, it is necessary to perform equipment installation on a new towed vehicle even if the towed vehicle is changed. The wheelbase can be easily detected.
本発明は、上記被牽引車両ホイールベース検出装置を備え、牽引車両の車両制御を行う車両制御装置であって、被牽引車両ホイールベース検出装置が検出した被牽引車両のホイールベースに基づいて牽引車両の車両制御を行う。
上記車両制御装置によれば、被牽引車両ホイールベース検出装置により牽引車両が牽引中の被牽引車両のホイールベースを求めることができる。これにより、上記車両制御装置では、被牽引車両のホイールベースを考慮した牽引車両の車両制御が実現できるので、横転防止などの車両制御をより効果的に実行することができる。
The present invention is a vehicle control device that includes the towed vehicle wheelbase detection device and performs vehicle control of the towed vehicle, and is based on the wheelbase of the towed vehicle detected by the towed vehicle wheelbase detection device. Vehicle control.
According to the vehicle control device, the towed vehicle wheelbase detection device can determine the wheelbase of the towed vehicle being towed by the towed vehicle. Thereby, in the said vehicle control apparatus, since vehicle control of the tow vehicle which considered the wheel base of the towed vehicle can be implement | achieved, vehicle control, such as rollover prevention, can be performed more effectively.
本発明によれば、牽引車両に備えられ、牽引車両が牽引する被牽引車両のホイールベースを求めることができる被牽引車両ホイールベース検出装置及び車両制御装置を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the towed vehicle wheelbase detection apparatus and vehicle control apparatus which can be calculated | required by the towed vehicle and can obtain | require the wheelbase of the towed vehicle towed by the towed vehicle can be provided.
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1に示されるように、本実施形態に係る車両制御装置10は、トラクタ(牽引車両)T1に備えられ、トレーラ(被牽引車両)T2を牽引するトラクタT1の車両安定性制御を行うものである。トラクタT1及びトレーラT2は、トラクタT1側のカプラ(連結部)CoとトレーラT2側のキングピンとがロックされることで連結されている。なお、図1ではトラクタT1及びトレーラT2が左折する状況を示している。
As shown in FIG. 1, a
車両制御装置10は、トレーラT2のホイールベースWBを検出(演算)する被牽引車両ホイールベース検出装置として機能する。車両制御装置10は、カメラ11、連結角センサ(連結角検出手段)12、及び車両制御ECU[Electronic Control Unit]13を用いて、トレーラT2のホイールベースWBの検出を行う。車両制御装置10は、新たなトレーラとの連結を検出する度にホイールベースWBの検出を行う。
The
カメラ11は、例えばトラクタT1における左サイドミラー下側の位置に取り付けられた単眼カメラである。カメラ11は、その撮像範囲にトレーラT2のタイヤTrが含まれるように撮像方向が設定されている。
The
カメラ11は、図1に示すようにトラクタT1が左折する状況の他、直進する状況であってもタイヤTrを撮像できるように設けられている。また、カメラ11は、トラクタT1が牽引するトレーラが変更された場合にもトレーラのタイヤを撮像できるように、トラクタT1に連結可能な様々な車種のトレーラを考慮した位置に設けられている。
As shown in FIG. 1, the
このようなカメラ11は、トレーラT2のタイヤTrの画像を検出する画像検出手段として機能する。なお、カメラ11の向きは、固定されていてもよく、変更可能であってもよい。
Such a
連結角センサ12は、トラクタT1に対するトレーラT2の連結角θRを検出する角度センサである。連結角センサ12は、トラクタT1のカプラCo付近に設けられており、カプラCoに対するトレーラT2のキングピンの回転から連結角θRを検出する。
連結角θRは、トラクタT1の車両中心線Ax1とトレーラT2の車両中心線Ax2とのなす角度に相当する。なお、本実施形態における連結角θRは、トラクタT1の車両中心線Ax1とトレーラT2の車両中心線Ax2とのなす角度のうち、トラクタT1及びトレーラT2が直進状態の場合に180°となる角度に相当する。 The connection angle θ R corresponds to the angle formed by the vehicle center line Ax1 of the tractor T1 and the vehicle center line Ax2 of the trailer T2. Note that the connection angle θ R in the present embodiment is an angle that is 180 ° when the tractor T1 and the trailer T2 are in the straight traveling direction among the angles formed by the vehicle center line Ax1 of the tractor T1 and the vehicle center line Ax2 of the trailer T2. It corresponds to.
車両制御ECU13は、CPU[Central Processing Unit]、ROM[Read Only Memory]、RAM[Random Access Memory]等からなる電子制御ユニットである。車両制御ECU13では、ROMに記憶されているアプリケーションプログラムをRAMにロードし、CPUで実行することで、横転防止制御やブレーキアシスト等の車両制御に係る演算処理を行う。 The vehicle control ECU 13 is an electronic control unit including a CPU [Central Processing Unit], a ROM [Read Only Memory], a RAM [Random Access Memory], and the like. The vehicle control ECU 13 loads an application program stored in the ROM into the RAM and executes it by the CPU to perform arithmetic processing related to vehicle control such as rollover prevention control and brake assist.
車両制御ECU13は、トラクタT1の車両制御に関する各種情報を記憶するデータベース(記憶手段)を備えている。 The vehicle control ECU 13 includes a database (storage means) that stores various information related to vehicle control of the tractor T1.
このデータベースには、トラクタT1の車幅やホイールベースの他、トラクタT1に取付けられたカメラ11とトラクタT1のカプラCoとを結ぶ第1の直線L1の長さLaが記憶されている。第1の直線L1は、例えば、カメラ11のカメラレンズの中心とカプラCoの中心(キングピンの中心)とを結ぶ直線であり、トラクタT1の諸元から決定される。また、データベースには、トラクタT1の諸元から求められるトレーラT2の車幅Wに関する情報が記憶されている。
In addition to the vehicle width and wheelbase of the tractor T1, the database stores the length La of the first straight line L1 that connects the
また、車両制御ECU13は、カメラ11の撮像したタイヤTrの画像に基づいて、タイヤTr及びカメラ11を結ぶ第2の直線L2と第1の直線L1とのなす第1の角度θ1を演算する演算手段として機能する。車両制御ECU13は、カメラ11の撮像したタイヤTrの画像上の横位置Xをパターンマッチングにより検出し、第1の角度θ1を求める。
Further, the vehicle control ECU 13 calculates a first angle θ 1 formed by the second straight line L2 connecting the tire Tr and the
ここで、図2は、タイヤTrの画像上の横位置Xを用いた第1の角度θ1の求め方を説明するための図である。図2において、カメラ11の取付け角度をθp、カメラ11のレンズの光軸をH、レンズの集点距離をf、光軸HからのタイヤTrの角度をθt、カプラCoと連結するトレーラT2の連結点をCRとして示す。カメラ11の取付け角度θpは既知の角度である。
Here, FIG. 2 is a diagram for explaining how to obtain the first angle θ 1 using the lateral position X on the image of the tire Tr. In FIG. 2, the mounting angle of the
車両制御ECU13は、カメラ11がレンズRを通して撮像したトレーラT2の画像に対して、記憶しているタイヤTrの原画像とパターンが相似する領域を検出し(パターンマッチング)、画像上のタイヤTrの位置検出を行う。
The vehicle control ECU 13 detects a region similar in pattern to the original image of the tire Tr stored in the image of the trailer T2 captured by the
ここで、図3(a)は、連結角θRが小さい場合のタイヤTrの画像の形状を示す図であり、図3(b)は連結角θRが大きい場合のタイヤTrの画像の形状を示す図である。図3(a)及び図3(b)に示されるように、タイヤTrの画像の形状の水平方向の変形度合い(つぶれ度合い)は、連結角θRの大きさによって変化する。このため、タイヤTrの原画像を連結角θRに応じて選択することにより、パターンマッチングによるタイヤTrの位置検出を容易にすることができる。 Here, FIG. 3 (a) is a diagram showing the shape of the tire Tr images when connecting angle theta R is small, and FIG. 3 (b) shape of the tire Tr images when connecting angle theta R is large FIG. As shown in FIG. 3 (a) and 3 (b), the horizontal degree of deformation of the shape of the image of the tire Tr (degree collapse) varies depending on the size of the connecting angle theta R. Therefore, by selecting according to the original image of the tire Tr to connecting angle theta R, it can facilitate detection of the position of the tire Tr by pattern matching.
なお、パターンマッチングによるタイヤTrの画像の形状の判定は、連結角θRが小さいほど演算精度が高くなる。このため、トラクタT1の左折などによって、より小さな連結角θRが検出された場合には、再びパターンマッチングを行うことが好ましい。これにより、トラクタT1の走行中にタイヤTrの位置検出精度を改善することが可能となる。 The determination of the shape of the tire Tr of the image by pattern matching, calculation precision as connecting angle theta R is small is high. Therefore, depending on the turn of the tractor T1, when the smaller connecting angle theta R is detected, it is preferable to perform pattern matching again. As a result, the position detection accuracy of the tire Tr can be improved while the tractor T1 is traveling.
車両制御ECU13は、画像上のタイヤTrの位置検出の結果に基づいて、画像上におけるタイヤTrの横位置X(画像上におけるタイヤTrと光軸Hとの横方向距離)を求める。 The vehicle control ECU 13 determines the lateral position X of the tire Tr on the image (the lateral distance between the tire Tr and the optical axis H on the image) based on the result of the position detection of the tire Tr on the image.
図2に示されるように、光軸Hに対するトレーラT2のタイヤTrの角度θtは、現実のトレーラT2であっても画像上(撮像面上)のトレーラT2であっても同じとなる。この場合の画像上におけるタイヤTrの横位置X(画像上における光軸HとタイヤTrとの横方向距離)に着目すると、式(1)の関係から、レンズRの集点距離f及び画像上の横位置Xを用いて式(2)により角度θtを求めることができる。
図2に示されるように、式(2)により求めた角度θtと既知のカメラ取付け角度θpとの和は第1の角度θ1に相当するので、次の式(3)から第1の角度θ1を求めることができる。
なお、車両制御ECU13は、カメラ11の撮像した画像からタイヤTrの数を検出することで、トレーラT2の車軸数を検出することもできる。
The vehicle control ECU 13 can also detect the number of axles of the trailer T2 by detecting the number of tires Tr from the image captured by the
また、車両制御ECU13は、連結角センサ12の検出した連結角θRに基づいて、カプラCo(キングピン)及びタイヤTrを結ぶ第3の直線L3と第1の直線L1とのなす第2の角度θ2を演算する。
The vehicle control ECU13 based on the detected connecting angle theta R of the connecting
具体的には、車両制御ECU13は、下記の式(4)に基づいて第2の角度θ2を求める。式(4)に示す角度θrは、第1の直線L1とトラクタT1の車両中心線Ax1とのなす角度であり、トラクタT1の諸元及びカメラ11の位置により決まる既知の角度である。
なお、式(4)では、第3の直線L3とトレーラT2の車両中心線Ax2とのなす角度θwの影響は少ないものと仮定している。
Specifically, the vehicle control ECU 13 obtains the second angle θ 2 based on the following equation (4). The angle θr shown in the equation (4) is an angle formed between the first straight line L1 and the vehicle center line Ax1 of the tractor T1, and is a known angle determined by the specifications of the tractor T1 and the position of the
In Expression (4), it is assumed that the influence of the angle θw formed by the third straight line L3 and the vehicle center line Ax2 of the trailer T2 is small.
図1に示されるように、車両制御ECU13は、第1の直線L1の長さLa、第1の第1の角度θ1、及び第2の角度θ2に基づいて、第3の直線L3における長さLbを演算する。 As shown in FIG. 1, the vehicle control ECU 13 determines the third straight line L3 based on the length La, the first first angle θ 1 , and the second angle θ 2 of the first straight line L1. The length Lb is calculated.
車両制御ECU13は、カメラ11、カプラCo、タイヤTrを頂点とした三角形のうち、一辺の長さ(第1の直線L1の長さLa)及び二つの角度(第1の角度θ1及び第2の角度θ2)に基づいて、幾何学的に、残りの辺の長さ(第3の直線L3の長さLb)を求める。
The vehicle control ECU 13 includes the length of one side (the length La of the first straight line L1) and two angles (the first angle θ 1 and the second angle) among the triangles having the
具体的には、まず車両制御ECU13は、カメラ11、カプラCo、タイヤTrを頂点とした三角形の面積Sを下記の式(5)を用いて演算する。
続いて、車両制御ECU13は、第2の直線L2と第3の直線L3とのなす第3の角度θ3を下記の式(6)を用いて求める。
車両制御ECU13は、上記式(2),(3)により求めた三角形の面積S及び第3の角度θ3を用いて、下記の式(7)から第3の直線L3の長さLbを演算する。
なお、第3の直線L3の長さLbの求め方は、上述した演算方法に限られない。一例として、いわゆる正弦定理を用いて下記の式(8)から長さLbを求めてもよい。
次に、車両制御ECU13は、求めた第3の直線L3の長さLbとデータベースに記憶されたトレーラT2の車幅Wとに基づいて、トレーラT2のホイールベースWBを検出する。 Next, the vehicle control ECU 13 detects the wheel base WB of the trailer T2 based on the obtained length Lb of the third straight line L3 and the vehicle width W of the trailer T2 stored in the database.
ここでは、図1に示されるように、トレーラT2においてカプラCo(キングピン)、タイヤTr、タイヤTrの車軸Aの中心Acを頂点とする直角三角形を想定する。この直角三角形を形成する直線(辺)のうち、タイヤTrとタイヤTrの車軸中心Acとを結ぶ直線の長さはトレーラT2の車幅Wの半分の値(W/2)に相当し、カプラCoと車軸中心Acとを結ぶ直線はトレーラT2のホイールベースWBに相当する。 Here, as shown in FIG. 1, in the trailer T2, a coupler Co (kingpin), a tire Tr, and a right triangle whose apex is the center Ac of the axle A of the tire Tr are assumed. Of the straight lines (sides) forming this right triangle, the length of the straight line connecting the tire Tr and the axle center Ac of the tire Tr corresponds to a half value (W / 2) of the vehicle width W of the trailer T2, and the coupler A straight line connecting Co and the axle center Ac corresponds to the wheel base WB of the trailer T2.
車両制御ECU13は、トレーラT2においてカプラCo、タイヤTr、タイヤTrの車軸の中心Acを頂点とする直角三角形のうち、二辺の長さ(第3の直線の長さLb、車軸の半分の長さW/2)に基づいて、下記の式(9)により、残りの辺の長さ(ホイールベースWB)を求める。
以上説明したように、本実施形態に係る車両制御装置10では、トラクタT1に連結されたトレーラT2のホイールベースWBを検出することができる。しかも、車両制御装置10では、トラクタT1に備えられたカメラ11、連結角センサ12、及び車両制御ECU13だけでホイールベースWBを検出できるので、トラクタT1が牽引するトレーラを変更しても、新たなトレーラへの機器設置などを行う必要がなく、容易にホイールベースWBを検出することができる。
As described above, the
また、この車両制御装置10では、カメラ11の撮像画像からタイヤTrの数を検出することで、トレーラT2の車軸数も検出することができる。そして、この車両制御装置10では、上述した方法により、各車軸に対応するホイールベースWBを求めることができる。
Moreover, in this
従って、この車両制御装置10によれば、トラクタT1が牽引しているトレーラT2の車軸数や各車軸におけるホイールベースWBを求めることができるので、トレーラT2の車軸数や各車軸におけるホイールベースWBを考慮したトラクタT1の車両制御が可能となり、横転防止などの車両制御をより効果的に実行することができる。
Therefore, according to the
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、必ずしも、上述した直角三角形の想定によりトレーラのホイールベースを検出する必要はなく、第3の直線L3の長さLbに対して所定の係数を掛けるなどにより、概算的なホイールベースWBを求める態様であってもよい。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above. For example, it is not always necessary to detect the trailer wheel base based on the assumption of the right triangle described above, and the approximate wheel base WB is obtained by multiplying the length Lb of the third straight line L3 by a predetermined coefficient. An aspect may be sufficient.
また、カメラは、トラクタの左側ではなく右側に設けられてもよく、左右両側に設けることもできる。更に、トレーラのタイヤを撮像可能であれば単眼カメラの取付け高さについても特に制限はない。また、このカメラは、必ずしも単眼カメラである必要はなく、ステレオカメラなどを採用してもよい。 Further, the camera may be provided on the right side instead of the left side of the tractor, and may be provided on both the left and right sides. Furthermore, there is no particular limitation on the mounting height of the monocular camera as long as it is possible to image the trailer tire. The camera is not necessarily a monocular camera, and a stereo camera or the like may be employed.
また、連結角の検出は、必ずしも角度センサで行う必要はない。例えば、レーダによる測距により連結角を検出してもよく、カメラの撮像画像から画像処理によりトレーラのコーナ位置を認識することで連結角を検出してもよい。この場合のカメラは特許請求の範囲に記載の画像検出手段と兼用とすることができる。或いは、トラクタだけではなく、トレーラ側にGPS等の位置検出システムが備えられている場合には、トラクタ及びトレーラの位置情報に基づいて連結角を検出することも可能である。 Further, the detection of the connection angle is not necessarily performed by the angle sensor. For example, the connection angle may be detected by distance measurement by a radar, or the connection angle may be detected by recognizing the corner position of the trailer by image processing from a captured image of the camera. The camera in this case can also be used as the image detection means described in the claims. Alternatively, when not only the tractor but also a position detection system such as GPS is provided on the trailer side, it is possible to detect the connection angle based on the position information of the tractor and trailer.
また、トレーラの車幅は、トラクタの諸元から予め仮定して記憶するのではなく、機器を用いて求めてもよい。例えば、カメラで検出した画像の処理によってトレーラの車幅を検出することもできる。このカメラも、特許請求の範囲に記載の画像検出手段と兼用としてもよい。また、検出したトレーラのホールベースは、必ずしも車両制御に用いる必要はない。例えば、自車両の情報として、車々間通信による他車両への情報提供などに利用してもよい。 Further, the vehicle width of the trailer may be obtained using equipment instead of being preliminarily stored from the specifications of the tractor. For example, the vehicle width of the trailer can be detected by processing an image detected by a camera. This camera may also be used as the image detection means described in the claims. The detected hole base of the trailer is not necessarily used for vehicle control. For example, the vehicle information may be used for providing information to other vehicles by inter-vehicle communication.
続いて、他の例における車両制御装置10のホイールベース検出について説明する。図4は、他の例における車両制御装置10のホイールベース検出を説明するための図である。
Next, wheelbase detection of the
図4では、カプラCoの位置を原点とした極座標系(距離r、角度θ)を用いてホイールベースWBの検出を説明する。極座標の角度θは、図4に示すように、トラクタT1の進行方向側の車両中心線Ax1を基準として左回りを正とする。この場合、カメラ11の位置をc1とすると、第1の直線L1の長さLaとカメラ取付け角度θrは既知であるため、c1の座標は(La、θr)として表わすことができる。なお、説明を容易にするため、各構成要素の大きさについては考慮しない。
In FIG. 4, the detection of the wheel base WB will be described using a polar coordinate system (distance r, angle θ) with the position of the coupler Co as the origin. As shown in FIG. 4, the polar coordinate angle θ is positive in the counterclockwise direction with respect to the vehicle center line Ax1 on the traveling direction side of the tractor T1. In this case, if the position of the
次に、タイヤTrを通り、トレーラT2の車両中心線Ax2に平行な第4の直線L4を考える。なお、図4において、第4の直線L4はトレーラT2の側面を構成する直線に対応している。 Next, a fourth straight line L4 passing through the tire Tr and parallel to the vehicle center line Ax2 of the trailer T2 is considered. In FIG. 4, the fourth straight line L4 corresponds to the straight line constituting the side surface of the trailer T2.
続いて、第4の直線L4に対してカプラCoから下ろした垂線とL4との交点c5を考える。このc5は、カプラCoの位置を第4の直線L4上に投影した点に相当する。すなわち、c5は特許請求の範囲に記載の投影点に相当する。 Next, consider an intersection c5 between a perpendicular line drawn from the coupler Co and L4 with respect to the fourth straight line L4. This c5 corresponds to a point obtained by projecting the position of the coupler Co onto the fourth straight line L4. That is, c5 corresponds to the projection point described in the claims.
この場合、極座標系においてc5は座標(W/2、θ5)として表すことができる。すなわち、平面視におけるタイヤTrが車軸中心AcからW/2(トレーラT2の車幅Wの半分の距離)離れた位置にあると仮定すると、c5は、極座標の原点であるカプラCoから見て角度θ5の向きでW/2離れた位置に存在する点である。θ5は、下記の式(10)により連結角θRから求めることができる。
これにより、c5の座標(W/2、θ5)を求めることができるので、第4の直線L4を[通過点、傾き]として表わすと、L4[c5、θR]として表現することができる。すなわち、L4は、点c5を通り、基準Ax1からθRの角度をなす傾きで延在する直線である。 Thus, c5 coordinates (W / 2, θ5) since it is possible to obtain a fourth straight L4 [waypoints Skew expressed as can be expressed as L4 [c5, θ R]. That, L4 passes through the point c5, a straight line extending at an inclination to form an angle of theta R from the reference Ax1.
次に、第2の直線L2は、L2[c1、θ6]として表現することができる。すなわち、L2は、点c1を通り、基準Ax1からθ6の角度をなす傾きで延在する直線である。θ6は、演算で求めた第1の角度θ1及び既知のカメラ取付け角度θrを用いて下記の式(11)から求めることができる。
以上より、第2の直線L2及び第4の直線L4が求められるので、第2の直線L2及び第4の直線L4の交点に相当するタイヤTrの位置座標を求めることができる。これにより、車両制御装置10は、タイヤTrの位置及びc5の位置に基づいて、2点間の距離としてタイヤTr及びc5の直線距離であるホイールベースWBを求めることができる。
As described above, since the second straight line L2 and the fourth straight line L4 are obtained, the position coordinates of the tire Tr corresponding to the intersection of the second straight line L2 and the fourth straight line L4 can be obtained. Thereby, the
なお、上述した各種の演算は、上記数式に限定されるものではなく、演算結果の精度を向上させるため、周知の様々な数式を採用することができる。 The various calculations described above are not limited to the above formulas, and various well-known formulas can be employed to improve the accuracy of the calculation results.
10…車両制御装置(被牽引車両ホイールベース検出装置) 11…カメラ(画像検出手段) 12…連結角センサ(連結角検出手段) 13…車両制御ECU(記憶手段、演算手段) Ac…車軸中心 Co…カプラ(連結部) Ax1…トラクタの車両中心線 Ax2…トレーラの車両中心線 c1…カメラの位置 c5…カプラの投影点 f…集点距離 H…光軸 L1…第1の直線 L2…第2の直線 L3…第3の直線 L4…第4の直線 La…第1の直線の長さ Lb…第3の直線の長さ T1…トラクタ(牽引車両) T2…トレーラ(被牽引車両) Tr…タイヤ W…車幅 WB…ホイールベース θ1…第1の角度 θ2…第2の角度 θ3…第3の角度 θp…カメラ取付け角度(L1とHの角度) θR…連結角 θr…カメラ取付け角度(L1とAx1の角度) θt…光軸からのタイヤ角度
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記牽引車両に取付けられ、前記被牽引車両のタイヤの画像を検出する画像検出手段と、
前記画像検出手段と前記連結部とを結ぶ第1の直線の長さを記憶する記憶手段と、
前記牽引車両に対する前記被牽引車両の連結角を検出する連結角検出手段と、
前記画像検出手段が検出した前記タイヤの画像上の横位置に基づいて、当該タイヤ及び前記画像検出手段を結ぶ第2の直線と前記第1の直線とがなす第1の角度を演算する演算手段と、
を備え、
前記演算手段は、前記連結角検出手段の検出した前記連結角に基づいて、前記連結部及び前記タイヤを結ぶ第3の直線と前記第1の直線とがなす第2の角度を演算すると共に、
前記第1の直線の長さ、前記第1の角度、及び前記第2の角度に基づいて、前記被牽引車両のホイールベースを検出する、被牽引車両ホイールベース検出装置。 A towed vehicle wheelbase detection device for detecting a wheelbase of a towed vehicle towed by a towed vehicle via a connecting portion,
An image detecting means attached to the tow vehicle for detecting an image of a tire of the towed vehicle;
Storage means for storing a length of a first straight line connecting the image detection means and the connecting portion;
A connection angle detecting means for detecting a connection angle of the towed vehicle with respect to the towed vehicle;
Calculation means for calculating a first angle formed by the second straight line connecting the tire and the image detection means and the first straight line based on a lateral position on the image of the tire detected by the image detection means. When,
With
The calculating means calculates a second angle formed by the first straight line and the third straight line connecting the connecting portion and the tire based on the connecting angle detected by the connecting angle detecting means;
A towed vehicle wheelbase detection device that detects a wheelbase of the towed vehicle based on the length of the first straight line, the first angle, and the second angle.
前記演算手段は、前記第1の直線の長さ、前記第1の角度、及び前記第2の角度に基づいて前記第3の直線の長さを演算すると共に、
前記第3の直線の長さ及び前記被牽引車両の車幅に基づいて前記被牽引車両のホイールベースを検出する、請求項1に記載の被牽引車両ホイールベース検出装置。 The storage means stores a vehicle width of the towed vehicle,
The computing means computes the length of the third straight line based on the length of the first straight line, the first angle, and the second angle,
The towed vehicle wheelbase detection device according to claim 1, wherein a wheelbase of the towed vehicle is detected based on a length of the third straight line and a vehicle width of the towed vehicle.
前記牽引車両に取付けられ、前記被牽引車両のタイヤの画像を検出する画像検出手段と、
前記画像検出手段と前記連結部とを結ぶ第1の直線の長さ及び前記被牽引車両の車幅を記憶する記憶手段と、
前記牽引車両に対する前記被牽引車両の連結角を検出する連結角検出手段と、
前記画像検出手段が検出した前記タイヤの画像上の横位置に基づいて、当該タイヤ及び前記画像検出手段を結ぶ第2の直線と前記第1の直線とがなす第1の角度を演算する演算手段と、
を備え、
前記演算手段は、前記連結角及び前記被牽引車両の車幅に基づいて、前記タイヤを通り且つ前記被牽引車両の車両中心線に平行な第4の直線に対する前記連結部の投影点の位置を演算すると共に、
前記連結角、前記連結部の投影点の位置、及び前記第1の角度に基づいて前記第4の直線及び前記第2の直線の交点に相当する前記タイヤの位置を演算することで、前記タイヤと前記投影点との直線距離である前記被牽引車両のホイールベースを検出する、被牽引車両ホイールベース検出装置。 A towed vehicle wheelbase detection device for detecting a wheelbase of a towed vehicle towed by a towed vehicle via a connecting portion,
An image detecting means attached to the tow vehicle for detecting an image of a tire of the towed vehicle;
Storage means for storing a length of a first straight line connecting the image detection means and the connecting portion and a vehicle width of the towed vehicle;
A connection angle detecting means for detecting a connection angle of the towed vehicle with respect to the towed vehicle;
Calculation means for calculating a first angle formed by the second straight line connecting the tire and the image detection means and the first straight line based on a lateral position on the image of the tire detected by the image detection means. When,
With
The calculation means calculates the position of the projection point of the connecting portion with respect to a fourth straight line passing through the tire and parallel to the vehicle center line of the towed vehicle based on the connecting angle and the vehicle width of the towed vehicle. While calculating
By calculating the position of the tire corresponding to the intersection of the fourth straight line and the second straight line based on the connection angle, the position of the projection point of the connection part, and the first angle, the tire A towed vehicle wheelbase detection device that detects a wheelbase of the towed vehicle that is a linear distance between the projection point and the projection point.
前記被牽引車両ホイールベース検出装置が検出した前記被牽引車両のホイールベースに基づいて前記牽引車両の車両制御を行う、車両制御装置。 A vehicle control device comprising the towed vehicle wheelbase detection device according to any one of claims 1 to 3 and performing vehicle control of the towed vehicle,
A vehicle control device that performs vehicle control of the towed vehicle based on a wheelbase of the towed vehicle detected by the towed vehicle wheelbase detection device.
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