JP2021157501A - 車両位置描画システム - Google Patents

Abstract

【課題】車両の旋回時にリアオーバーハングが他の車両と衝突するのを防止できる車両位置描画システムの提供。【解決手段】車両３に設けられ、可視光を路面に照射して所定のパターン形状Ｒ１を路面に描画する照射器４と、パターン形状Ｒ１を生成して照射器４に照射させる制御部７を備える車両位置描画システム１であって、制御部７は、車両３の旋回時に、車両の外輪側におけるリアオーバーハング４５の移動軌跡の予測線Ｌ１を含むパターンをパターン形状Ｒ１として生成し、生成したパターン形状を照射器４に照射させることを特徴とする車両位置描画システム１。【選択図】図１

Description

本開示は、車両位置描画システムに関する。

車両が旋回する際に、内輪差や外輪差に起因した衝突事故が発生する場合がある。例えば回転中心に近い側の車輪である内輪では前輪より後輪が小さな回転半径になる内輪差が生じて後輪が前輪より回転中心側を移動する。そのため、旋回する車両の回転中心側を歩行する歩行者や車両は、前輪の移動軌跡の予測線のみに基づき衝突を回避しようとすると、後輪に衝突する場合がある。そこで、車両に歩行者や他の車両が接触しないように、車両の移動軌跡の予測パターンを算出して、運転手や歩行者、あるいは他の車両の運転手に知得させるシステムがある。

例えば特許文献１にはハンドル舵角やタイヤの横滑り角に基づき自動車の車体中央の移動軌跡を算出する技術が記載されている。特許文献２には車速、運動状態量、舵角、操舵力から計算した自動車の車輪の移動軌跡の予測線を路面に投影する技術が記載されている。

特開２０１８−１０６５８９号公報 特開２００３−２３１４５０号公報

車両が旋回する場合、後輪よりも後方の車体や荷台部分であるリアオーバーハングと呼ばれる部分は後輪よりも回転中心の外側を通過する。そのため、旋回方向外側を通行する車両が旋回中の車両との衝突を回避する際に、特許文献１、２のように車体中央や車輪の移動軌跡の予測線のみに基づき衝突を回避しようとすると、リアオーバーハングに衝突する場合がある。

本開示は上記課題に鑑みてなされたものであり、車両の旋回時にリアオーバーハングが他の車両と衝突するのを防止できる車両位置描画システムの提供を目的とする。

上記の目的を達成するための本開示の一態様は、車両に設けられ、可視光を路面に照射して所定のパターン形状を前記路面に描画する照射器と、前記パターン形状を生成して前記照射器に照射させる制御部を備える車両位置描画システムであって、前記制御部は、前記車両の旋回時に、前記車両の外輪側におけるリアオーバーハングの移動軌跡の予測線を含むパターンを前記パターン形状として生成し、生成した前記パターン形状を前記照射器に照射させることを特徴とする。

本開示によれば、車両の旋回時にリアオーバーハングが他の車両と衝突するのを防止できる車両位置描画システムを提供できる。

本開示の実施形態に係る車両位置描画システムを備える車両の斜視図である。 車両位置描画システムを備える車両の左折時の上面図である。 図１の車両位置描画システムの機能ブロック図である。 車両位置描画システムによる描画の手順を示すフロー図である。

以下、図面に基づき本開示の実施形態を詳細に説明する。

まず図１〜図３を参照して本開示の実施形態に係る車両位置描画システム１を備える車両３の概略構成を説明する。ここでは車両３として貨物車両であるトラックを例示する。

図１に示すように車両３はキャブ４２、荷台４１、及び車両位置描画システム１を備える。

キャブ４２は車両３の運転室となる箱型の構造物であり、車両３の足回り機構である図示しないシャシの前端に配置される。

荷台４１は貨物を搭載する構造物であり、キャブ４２の後方に配置され、図示しないシャシに保持される。図１に示す荷台４１はバンと呼ばれる箱型である。

車両位置描画システム１は可視光を路面に照射して所定のパターン形状を路面に描画するシステムである。

所定のパターン形状とは、図１に示すパターン形状Ｒ１のように、旋回する車両３の外輪側におけるリアオーバーハング４５の移動軌跡の予測線を含むパターン形状である。リアオーバーハング４５とは、図１に示すように、後輪５３よりも車両３の後方に位置する荷台４１及びシャシの部分を意味する。図１に示す車両３は前輪５２が左に旋回していることから分かるように、前進している場合は左折中であるため、外輪側は車両３の右側となる。

リアオーバーハング４５の移動軌跡の予測線を含むパターン形状Ｒ１を車両位置描画システム１が表示する理由について簡単に説明する。

図２に示すように車両３が左折する場合、外輪側におけるリアオーバーハング４５は外輪側の後輪５３よりも回転中心の外側を通過する。そのため、外輪側を通行する車両、図２では対向車３ａが旋回中の車両３との衝突を回避する際に、外輪側の後輪５３の移動軌跡の予測線Ｌｗに基づき衝突を回避しようとすると、リアオーバーハング４５に衝突する場合がある。

そこで、車両位置描画システム１はリアオーバーハング４５の移動軌跡の予測線を含むパターン形状Ｒ１を路面に描画する。これにより、対向車３ａの運転手は描画されたパターン形状Ｒ１と接触するコースを対向車３ａが走行するとリアオーバーハング４５に衝突する可能性があることを視覚的に認識できる。その結果、パターン形状Ｒ１と接触するコースを対向車３ａが避けて走行するように対向車３ａの運転手がハンドル操作等を行えば、リアオーバーハング４５への対向車３ａの衝突を回避できる。

以上がリアオーバーハング４５の移動軌跡の予測線を含むパターン形状Ｒ１を車両位置描画システム１が表示する理由の説明である。

車両位置描画システム１は図３に示すように照射器４及び制御部７を備える。

照射器４は可視光を路面に照射して所定のパターン形状を路面に描画する装置であり、図３に示すように光源５及び投影装置９を備える。

光源５は可視光の光源である。具体的には、路面に照射されたパターン形状Ｒ１を運転手や車両３の周囲の人間が視認できる程度の光量の可視光を照射できる公知のランプを選択すればよい。例えば電球、蛍光ランプ、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、ネオン管、ＬＥＤ等の種々の光源を用いればよい。

光源５は図１に示す車両３のリアオーバーハング４５の移動軌跡の予測線を含むパターン形状Ｒ１を路面に投影できる位置に設けられる。

よって光源５の平面上の位置である図１のＸ方向位置及びＹ方向位置はリアオーバーハング４５になるべく近い位置に設けるのが好ましい。

光源５の設置高さである図１のＺ方向位置は低い方が、パターン形状Ｒ１を見た人間の視野に、光源５が照射した可視光が直接入りにくく、グレアが生じ難い点では有利である。一方で設置高さが低すぎると、車両位置描画システム１がプロジェクタの場合、光源５から遠くなるほどパターン形状Ｒ１のアスペクト比が大きくなり、所望の形状を投影し難くなる。そのため、貨物車両の場合、架装側端の下面に光源５を設置するのが好ましい。

このような条件を満たす光源５として、図１では架装側端の下面に設けたサイドターンランプ５ａを利用している。サイドターンランプ５ａの他にはコーナリングランプが挙げられる。このように車両３に既設のランプを光源５として利用することで、光源５を別途用意する必要がなくなる。ただし光源５として既存の車載のランプを必ず用いる必要はない。例えば、既設のランプとは別の光源５を設置してもよい。

光源５は複数あってもよい。例えばサイドターンランプ５ａが路面に可視光を照射できる領域Ａ１よりも車両後方の領域Ａ２にパターン形状Ｒ１を描画する場合、テールランプ５ｂのように、領域Ａ２を描画できる位置に設けられたランプを光源５として用いてもよい。領域Ａ２にパターン形状Ｒ１を描画する場合とは、例えば貨物が荷台４１の後端からはみ出している場合が挙げられる。

投影装置９は、光源５から照射された可視光を所定の形状、色彩のパターン形状Ｒ１として出力する装置であり、光源５から照射された可視光の光路上に配置される。可視光を所定の形状、色彩のパターン形状Ｒ１で出力できるのであれば投影装置９の具体的な構成は透過型液晶方式、反射型液晶方式等の種々の方式を利用すればよい。

投影装置９は光源５から照射された可視光の光路上に設けられるため、設置位置は光源５と同様である。

図３では照射器４として投影装置９を備えた所謂プロジェクタを図示しているが、路面に可視光のパターン形状Ｒ１を描画できるのであれば、可視光ビームの照射装置を照射器４に用いても良い。また、図１では車両３の右側にパターン形状Ｒ１を投影する光源５のみを例示しているが、右折時は車両３の左側にパターン形状Ｒ１を投影する必要があるため、光源５及び投影装置９は車両３の左側にも設置される。

制御部７はパターン形状Ｒ１を生成して照射器４に照射させるコンピュータであり、ここではＥＣＵ（Engine Control Unit）を例示しているが、照射器４を制御できるのであればＥＣＵ以外のコンピュータでもよい。

制御部７はパターン形状Ｒ１の具体的な形状、寸法、色彩、及び路面に投影するタイミングを決定して、照射器４にパターン形状Ｒ１を照射させる。

パターン形状Ｒ１は車両３の外輪側におけるリアオーバーハング４５の移動軌跡の予測線を含むパターンである。

図１に示すように、パターン形状Ｒ１はリアオーバーハング４５の外輪側の車長方向後端部４５ｂの移動軌跡の予測線Ｌ１を含むパターンであるのが好ましい。予測線Ｌ１は車両３の左折時に外輪側において最も車幅方向外側に位置するため、他の車両と最も衝突しやすい。そのため予測線Ｌ１を含むパターン形状Ｒ１を路面に描画することで、他の車両とリアオーバーハング４５が衝突する可能性を減らすことができる。なお、車長方向とは図１のＸ方向を意味する。以下の説明も同様である。

このようにリアオーバーハング４５の移動軌跡の予測線を含むパターン形状Ｒ１を路面に投影することで、パターン形状Ｒ１に接触する走行ルートで走行するとリアオーバーハング４５と接触する可能性があることを他の車両の運転手に知得させられる。これにより車両３の旋回時にリアオーバーハング４５が他の車両と衝突するのを防止できる。

パターン形状Ｒ１はリアオーバーハング４５の外輪側の車長方向前端部４５ａの移動軌跡の予測線Ｌ２を含むパターンＲ１−１を含んでもよい。この構成ではリアオーバーハング４５全体の移動軌跡を視覚的に認識できる。

パターン形状Ｒ１は、図１に示すようにリアオーバーハング４５の車長方向後端部４５ｂの移動軌跡の予測線Ｌ１の外側の警戒線Ｌ３を含むパターンＲ１−２を含むのがより好ましい。警戒線Ｌ３は、予測線Ｌ１から予め定められた所定の距離だけ車幅方向であるＹ方向の外側に設定される線である。ここでいう外側とは、車両３から遠い側を意味する。より具体的には、警戒線Ｌ３は、予測線Ｌ１の接線に直交する方向において、所定の距離だけ、車両３から離れる向きに予測線Ｌ１から離れた位置に描画される線である。ただし警戒線Ｌ３は予測線Ｌ１の外側に描画されるのであれば、描画する位置は予測線Ｌ２を基準にして設定してもよい。具体的には、警戒線Ｌ３は予測線Ｌ２から予め定められた所定の距離だけ離れた位置に設定される線でもよい。また警戒線Ｌ３は、接線に直交する方向ではなく、単にＹ方向に予測線Ｌ１から予め定められた所定の距離だけ離れた線でも良い。

警戒線Ｌ３を含むパターンＲ１−２を表示するのが好ましい理由は以下の通りである。

仮にパターンＲ１−１のみを路面に描画する場合、パターンＲ１−１の最外周はリアオーバーハング４５の車長方向後端部４５ｂの移動軌跡の予測線Ｌ１である。そのため車両３と他の車両の距離や相対速度によっては、他の車両の平面上の位置がパターンＲ１−１と重なった直後に他の車両が車長方向後端部４５ｂに衝突する可能性が高い。そのため、他の車両の運転手がパターンＲ１−１と重なったことに気付いた時点で衝突を回避しようとしても、回避操作が間に合わない場合がある。

一方で、予測線Ｌ１の外側の警戒線Ｌ３を含むパターンＲ１−２を含むパターン形状Ｒ１を描画した場合、他の車両の平面上の位置がパターンＲ１−２と重なっても他の車両はリアオーバーハング４５と接触しない。そのため、仮にパターンＲ１−２と重なった時点で接触を回避する操作を行えば、リアオーバーハング４５との接触を回避できる可能性が高い。このように警戒線Ｌ３を路面に描画すると、他の車両に警戒線Ｌ３を回避する動作を促すことができるため、リアオーバーハング４５と衝突する可能性をさらに低くできる。

なお、パターン形状Ｒ１として、パターンＲ１−２のみを表示してもよい。パターンＲ１−２はリアオーバーハング４５の移動軌跡の外側に描画されるため、パターンＲ１−２に他の車両が接触しなければ、リアオーバーハング４５に接触しないためである。

予測線Ｌ１と警戒線Ｌ３の車幅方向の距離は、長くなるほど衝突の可能性を低減させられる。ただし長すぎるとパターン形状Ｒ１がリアオーバーハング４５の移動軌跡の予測線Ｌ１を含むパターンであることが他の車両の運転手に分かりにくくなるため、他の車両の運転手に予測線Ｌ１の存在が分かる程度の距離にするのが好ましい。

パターン形状Ｒ１は移動軌跡の予測線Ｌ１の一部のみを含んでもよい。例えばパターン形状Ｒ１は、図１に示すリアオーバーハング４５の最大張り出し量Ｄmaxを示す予測線Ｌ１’を示す直線状のパターンでもよい。予測線Ｌ１’は車両３の外輪側の側端部からＤmaxだけ車幅方向に張り出した、車長方向に平行な線である。この場合、予測線Ｌ１’の外輪側に、直線状の警戒線Ｌ３’を含むパターンを描画してもよい。ただし、パターン形状Ｒ１を直線状にするとリアオーバーハング４５の移動軌跡の予測線Ｌ１を含むパターンであることが他の車両の運転手に分かりにくい場合がある。そのため、描画されたパターンがリアオーバーハング４５との接触防止のための進入禁止領域であることを示す文字や記号をパターン形状Ｒ１の一部として描画するのが好ましい。

パターン形状Ｒ１の車長方向の始点はリアオーバーハング４５の車長方向後端部４５ｂである。パターン形状Ｒ１の車長方向の終点は照射器４がパターン形状Ｒ１を描画できる範囲でなるべく車長方向前方となるのが好ましい。衝突の可能性をより低減できるためである。図１ではサイドターンランプ５ａが路面に光源を照射できる領域Ａ１の車長方向前端が、パターン形状Ｒ１の車長方向の終点である。

制御部７はリアオーバーハング４５の移動軌跡の予測線Ｌ１を少なくとも算出する必要がある。具体的な算出方法は、移動軌跡を求める対象がリアオーバーハング４５である点以外は、車体中央や車輪の移動軌跡を用いる公知の方法と同様である。具体的には以下の物理量をパラメータにできる。

まず制御部７は車両３のステアリング舵角に基づきリアオーバーハング４５の移動軌跡の予測線を算出することができる。ステアリング舵角が変わるとリアオーバーハング４５の移動軌跡も変わる。そのためステアリング舵角に基づきリアオーバーハング４５の移動軌跡の予測線を算出することで、旋回時にステアリング舵角が変わった場合でも予測線Ｌ１を正確に算出できる。

具体的にはステアリング舵角と、リアオーバーハング４５の平面上の位置の関係を予め求めて制御部７の図示しない記憶部に記憶させておき、この関係を基に制御部７が予測線Ｌ１を算出すればよい。旋回中のステアリング舵角は、図３に示すようにステアリングに設けられた転舵角センサ１１から取得すればよい。なお、予測線Ｌ２も同様に求められる。

制御部７は図１に示すリアオーバーハング４５の車長方向長さＬｒに基づきリアオーバーハング４５の移動軌跡の予測線Ｌ１を算出することもできる。例えば旋回時のリアオーバーハング４５の最大張り出し量Ｄmaxの概算値は以下の式（１）で求められる。
Ｄmax＝Ｌｒ／４…（１）
この構成では、ステアリング舵角のような物理量を検出しなくても最大張り出し量Ｄmaxの概算値を求められるので、計算が簡易となる。なお、図１ではＤmaxがＬｒよりも長く、式（１）の要件を満たさないが、これはＤmaxを誇張して図示しているためであり、実際のＤmaxはＬｒよりも短い。

図１ではパターン形状Ｒ１は帯状のパターンであるが、ここでいう「帯状のパターン」とは車幅方向を視認できる形状であれば点線や破線のように不連続なパターンも含まれる。

パターン形状Ｒ１は、予測線Ｌ１を含んでいれば、他のパターンを含む形状でもよい。例えばパターン形状Ｒ１がリアオーバーハング４５の移動軌跡であることを示す文字や記号を含んでもよい。

パターン形状Ｒ１の色彩は視認性や灯火類の色彩の法規との兼ね合いで適宜設定する。例えば日本国では車両３の後方から視認できる灯火色として白色は法規で不可とされているため、白色以外で視認性の良い色彩として、緑色や赤色といった色彩を選択すればよい。

制御部７がパターン形状Ｒ１を路面に投影するタイミングは、他の車両とリアオーバーハング４５が衝突する可能性がある場合であり、具体的には以下のタイミングを例示できる。

例えば車両３が旋回中の場合にパターン形状Ｒ１を路面に投影すればよい。車両３が旋回中でない場合、例えば車両３の直進時はリアオーバーハング４５が車幅方向に張り出すことがないため、パターン形状Ｒ１を表示する必要がないためである。旋回中か否かはステアリング舵角の絶対値が予め定められた所定の値を超えたか否かで判断すればよい。

次に、図３に示す車両３のターンシグナルスイッチ１５がＯＮの場合にパターン形状Ｒ１を路面に投影すればよい。理由は以下の通りである。旋回中に必ずパターン形状Ｒ１を路面に描画すると、例えばカーブを走行中も旋回中であるため、パターン形状Ｒ１が路面に描画される。しかしながらカーブを走行中はリアオーバーハング４５の張り出し量が、あまり変化しないので、パターン形状Ｒ１を描画しなくても他の車両がリアオーバーハング４５の移動軌跡を予測できる。そのため、必ずしもパターン形状Ｒ１を路面に描画する必要はない。

ターンシグナルスイッチ１５がＯＮか否かはターンシグナルスイッチ１５のＯＮ／ＯＦＦを検出すればよい。具体的にはターンシグナルスイッチ１５のＯＮ／ＯＦＦを検出するセンサから、ＯＮ／ＯＦＦを示す信号を制御部７が取得して、取得した信号から判断すればよい。

さらに、車両３の車速が所定の速度以上の場合にパターン形状Ｒ１を路面に投影すればよい。車速が所定の速度未満、例えば停車時や停車直前はリアオーバーハング４５の位置がほとんど変化しないので、パターン形状Ｒ１を描画しなくても他の車両がリアオーバーハング４５との接触を回避できるためである。車速は図３に示すように車速センサ１３から取得してもよいし、エンジンの回転数等の運転条件から算出してもよい。

以上が車両位置描画システム１を備える車両３の概略構成の説明である。

次に車両位置描画システム１を用いたパターン形状Ｒ１の描画の手順について図４を参照して説明する。

まず制御部７はステアリングに設けられた転舵角センサ１１からステアリング舵角を取得し、その絶対値が予め定められた所定の舵角以上か否かを判断し、所定の舵角以上でない場合はＳ２に進み、所定の舵角以上の場合はＳ３に進む（図４のＳ１）。

Ｓ１でステアリング舵角が所定の舵角以上と判断した場合、制御部７はターンシグナルスイッチ１５のＯＮ／ＯＦＦを検出するセンサから、ＯＮ／ＯＦＦを示す信号を取得し、取得した信号からターンシグナルスイッチ１５がＯＮか否かを判断する。ＯＮの場合はＳ４に進み、ＯＮでない場合はＳ２に進む（図４のＳ３）。

Ｓ３でターンシグナルスイッチ１５がＯＮと判断した場合、制御部７は車速センサ１３やエンジンの回転数から車両３の車速を求め、車速が所定の速度以上か否かを判断する。所定の速度以上の場合はＳ５に進み、所定の速度以上でない場合はＳ２に進む（図４のＳ４）。

Ｓ４で車速が所定の速度以上と判断した場合、制御部７は外輪側におけるリアオーバーハング４５の移動軌跡を算出して、算出した移動軌跡の予測線Ｌ１を含むパターン形状Ｒ１を生成する（図４のＳ５）。左右どちらが外輪側であるかは、Ｓ１で取得したステアリング舵角が左右どちらに振れているかを読み取れば分かる。

パターン形状Ｒ１を生成すると制御部７は生成したパターン形状Ｒ１を、照射器４を用いて路面に描画させてリターンする（図４のＳ６）。

Ｓ１でステアリング舵角が所定の舵角以上でないと判断した場合、Ｓ３でターンシグナルスイッチ１５がＯＮでないと判断した場合、及びＳ４で車速が所定の速度以上でないと判断した場合、制御部７はパターン形状Ｒ１の生成も描画もしない。パターン形状Ｒ１が既に路面に描画されている場合は、照射器４の光源５と投影装置９の間の光路を遮断する等して、描画されたパターン形状Ｒ１を消してリターンする（図４のＳ２）。

なお、パターン形状Ｒ１の描画位置は車両３が旋回するのに伴い変化するため、Ｓ１〜Ｓ６は予め定められた所定の周期で繰り返し実行される。

また、Ｓ１、Ｓ３、Ｓ４の順番は入れ替えてもよい。

以上が車両位置描画システム１を用いたパターン形状Ｒ１の描画の手順の説明である。

このように本実施形態の車両位置描画システム１は、車両３のリアオーバーハング４５の移動軌跡の予測線Ｌ１を含むパターン形状Ｒ１を路面に描画する。

この構成では、パターン形状Ｒ１に接触する走行ルートで走行するとリアオーバーハング４５と接触する可能性があることを、パターン形状Ｒ１を見た他の車両の運転手が知得できる。

そのため車両３の旋回時にリアオーバーハング４５が他の車両と衝突するのを防止できる。

以上、実施形態に基づき本開示を説明したが本開示は実施形態に限定されない。当業者であれば本開示の技術思想の範囲内において各種変形例及び改良例に想到するのは当然のことであり、これらも当然に本開示に含まれる。

１ ：車両位置描画システム
３ ：車両
３ａ ：対向車
４ ：照射器
５ ：光源
５ａ ：サイドターンランプ
５ｂ ：テールランプ
７ ：制御部
９ ：投影装置
１１ ：転舵角センサ
１３ ：車速センサ
１５ ：ターンシグナルスイッチ
４１ ：荷台
４２ ：キャブ
４５ ：リアオーバーハング
４５ａ ：車長方向前端部
４５ｂ ：車長方向後端部
５２ ：前輪
５３ ：後輪

Claims (5)

1. 車両に設けられ、可視光を路面に照射して所定のパターン形状を前記路面に描画する照射器と、前記パターン形状を生成して前記照射器に照射させる制御部を備える車両位置描画システムであって、
   前記制御部は、
   前記車両の旋回時に、前記車両の外輪側におけるリアオーバーハングの移動軌跡の予測線を含むパターンを前記パターン形状として生成し、生成した前記パターン形状を前記照射器に照射させることを特徴とする車両位置描画システム。
2. 前記制御部は、
   前記車両のステアリング舵角に基づきリアオーバーハングの移動軌跡の予測線を算出することを特徴とする請求項１に記載の車両位置描画システム。
3. 前記制御部は、
   前記車両のリアオーバーハングの車長方向長さに基づきリアオーバーハングの移動軌跡の予測線を算出することを特徴とする請求項１に記載の車両位置描画システム。
4. 前記制御部は、
   リアオーバーハングの車長方向長さＬｒに基づきリアオーバーハングの最大張り出し量Ｄmaxを以下の式（１）から求めて、前記車両の外輪側の側端部からＤmaxだけ車幅方向に張り出した、車長方向に平行な直線状のパターンを前記パターン形状として前記照射器に照射させる請求項３に記載の車両位置描画システム。
   Ｄmax＝Ｌｒ／４…（１）
5. 前記パターン形状は、前記予測線から予め定められた所定の距離だけ車幅方向の外側に設定される警戒線を含むパターンである請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両位置描画システム。

Images