JP2021525367A - 車両パラメータを求めるための方法および装置 - Google Patents

Abstract

本方法は、第１の送受信ユニット（Ｔ１，Ｔ１１）と第２の送受信ユニット（Ｔ２）との間の間隔距離（ｃ，ｅ，ｒ１）を求めるステップであって、ここで、第１の送受信ユニット（Ｔ１，Ｔ１１）は車両（１０）に取り付けられ、第２の送受信ユニット（Ｔ２）は車両（１０）に接続されたトレーラー（２０）に取り付けられている、ステップを含む。この方法は、さらに、第１の送受信ユニット（Ｔ１，Ｔ１１）と第２の送受信ユニット（Ｔ２）との間の間隔距離（ｃ，ｅ，ｒ１）を取り入れて、トレーラー（２０）に関連する少なくとも１つのパラメータを求めるステップを含む。

Description

本発明は、車両パラメータを求めるための方法および装置に関し、特に車両トレーラーに関連する様々なパラメータを求めるための方法および装置に関する。

多くの車両は、今日では、例えば外部ミラー代替システム、バックカメラ、およびサラウンドビューカメラなどのカメラベースのシステムを備えている。この種のシステムは、特に、例えばトラックや農業用車両などのトレーラーを備えた車両において、安全性に関して重要な役割を果たす。動的画像区分を表示する外部ミラー代替システムの場合、運転者には走行中のあらゆる時点で、適正な画像区分が、つまり現下の状況において最も関心のある領域が表示されるべきである。それゆえ、運転者にはあらゆる時点で危険な領域が表示され、運転者が障害物や潜在的な危険元を確実に認識することができるように保証されるべきである。

表示された画像区分をいつでも各運転状況に適応化できるようにするために、システムには様々な車両データが既知でなければならない。これらは、例えば、車両と該車両によって牽引されるトレーラーの長さ、または牽引車両とトレーラーとの間の現下のジャックナイフアングルである。

本発明の課題は、車両パラメータを求めるための改善された方法および改善された装置を提供することである。

この課題は、請求項１に記載の方法および請求項１１に記載の装置によって解決される。本発明の考察の実施形態および発展形態は、従属請求の対象である。

ここでは、トレーラーに関連するパラメータを求めるための方法が記載される。この方法は、第１の送受信ユニットと第２の送受信ユニットとの間の間隔距離を求めるステップであって、ここで、第１の送受信ユニットは車両に取り付けられ、第２の送受信ユニットは車両に接続されたトレーラーに取り付けられている、ステップを含む。この方法は、さらに、第１の送受信ユニットと第２の送受信ユニットとの間の間隔距離を取り入れて、トレーラーに関連する少なくとも１つのパラメータを求めるステップを含む。

これにより、トレーラーに関連する様々なパラメータが簡単なやり方で求められる。

第１の送受信ユニットと第２の送受信ユニットとの間の間隔距離を求めるステップは、第１の送受信ユニットと第２の送受信ユニットとの間で少なくとも１つの信号を送信するステップを含み得る。多くの場合、様々な用途のためにすでに送受信ユニットが車両とトレーラーとに配置されており、そのため、送受信ユニット間の間隔距離の決定と、その後のパラメータの決定のために、既存のユニットが使用可能である。例えば、送受信ユニットは、すでに他の用途のためにトレーラーに配置されている様々な無線カメラシステム内にすでに存在している。すなわち、本方法は、新規のハードウェアが不要である可能性があるため、安価に実施することができる。さらに、パラメータの決定は、このようにして他の方法よりも簡単に実施することができる。

さらに、第１の送受信ユニットと第２の送受信ユニットとの間の間隔距離を求めるステップは、第１の送受信ユニットと第２の送受信ユニットとの間で送信される信号の受信電界強度を求めるステップを含み得る。

択一的に、第１の送受信ユニットと第２の送受信ユニットとの間の間隔距離を求めるステップは、第１の送受信ユニットと第２の送受信ユニットとの間で送信される信号の伝搬時間を求めるステップを含み得る。

これにより、間隔距離を簡単なやり方でかつ十分な精度で求めることができる。

第１の送受信ユニットと第２の送受信ユニットとの間で少なくとも１つの信号を送信するステップは、少なくとも１つの信号を少なくとも２つの異なる搬送波周波数に変調するステップを含み得る。これに対して択一的に、それぞれが異なる搬送波周波数を有する少なくとも２つの信号が送信され得る。

ここでは、トレーラーに関連する少なくとも１つのパラメータを求めるステップは、求められた間隔距離、第１の送受信ユニットとトレーラーの前方縁部との間の距離、および第２の送受信ユニットと第１の送受信ユニットとの間の水平オフセットに基づいて、トレーラーの長さを求めるステップを含み得る。

トレーラーの長さに関する知識は、様々な運転者支援システムのために必要である。

この場合、トレーラーの長さを求めるステップは、車両の直進走行中に行うことができる。

直進走行の場合、トレーラーの長さを求めるための簡単な幾何学的原理を適用することができる。

トレーラーに関連する少なくとも１つのパラメータを求めるステップは、求められた間隔距離、第１の送受信ユニットとトレーラーの旋回点との間の間隔距離、およびトレーラーの長さに基づいて、車両とトレーラーとの間のジャックナイフアングルを求めるステップも含み得る。

トレーラーと車両との間のジャックナイフアングルに関する知識は、様々な運転者支援システムのために必要である。

この場合、ジャックナイフアングルを求めるステップは、車両のカーブ走行中に行うことができる。

直進走行時、車両とトレーラーとの間のジャックナイフアングルは既知である。それゆえ、算出は、基本的にカーブ走行時のみに必要である。

トレーラーに関連する少なくとも１つのパラメータを求めるステップは、さらなる送受信ユニットと第２の送受信ユニットとの間の間隔距離を求めるステップもさらに含み得る。この場合、車両のさらなる送受信ユニットは、第１の送受信ユニットとは異なる位置に取り付けられている。

ここでは、トレーラーに関連する少なくとも１つのパラメータを求めるステップは、車両の送受信ユニットとトレーラーの第２の送受信ユニットとの間の距離を考慮して、三辺測量法または多辺測量法を用いて第２の送受信ユニットの位置を求めるステップをさらに含み得る。

運転者支援システムのカメラシステムは、多くの場合、一時的にのみトレーラーに取り付けられている。それゆえ、カメラシステムの位置は変化する可能性がある。しかしながら、車両に関連するカメラシステムの位置に関する知識は、様々な運転者支援システムのために必要である。すなわち、特定のパラメータは、例えば、様々な運転者支援システムのために引き続き使用することができる。

さらに、トレーラーに関連するパラメータを求めるための装置も記載されている。この装置は、車両に取り付けられるように構成された第１の送受信ユニットと、車両に接続されたトレーラーに取り付けられるように構成された第２の送受信ユニットとを備える。この装置は、第１の送受信ユニットが車両に取り付けられ、第２の送受信ユニットがトレーラーに取り付けられている場合に、第１の送受信ユニットと第２の送受信ユニットとの間の間隔距離を求めるように構成されている。この装置は、第１の送受信ユニットと第２の送受信ユニットとの間の間隔距離を取り入れて、トレーラーに関連する少なくとも１つのパラメータを求めるようにさらに構成されている。

ここでは、この装置は、第１の送受信ユニットが車両に取り付けられ、第２の送受信ユニットがトレーラーに取り付けられている場合に、第１の送受信ユニットと第２の送受信ユニットとの間で少なくとも１つの信号を送信するようにさらに構成されてもよい。

この装置は、第１の送受信ユニットと第２の送受信ユニットとの間で送信される信号の受信電界強度を求めるようにさらに構成されてもよい。

この装置は、第１の送受信ユニットと第２の送受信ユニットとの間で送信される信号の伝搬時間を求めるようにさらに構成されてもよい。

以下では、本発明を描写図面に基づいてより詳細に説明する。この場合、同一または類似の要素には同じ参照符号が付されている。

トレーラーを備えた車両の概略図 直進時のトレーラーを備えた車両の概略的な平面図 カーブ走行時のトレーラーを備えた車両の概略的な平面図 トレーラーを備えた車両の様々な寸法の概略図 トレーラーを備えた車両の様々な寸法の概略図 トレーラーを備えた車両に対するカメラの位置を求めるための方法の概略図 車両パラメータを求めるための方法のフローチャート

図１は、トレーラー２０を備えた車両１０の概略図を示す。図示の例では、車両１０はトラックである。ただし、これは、単なる一例にすぎない。牽引車両として基本的には、適切なすべての車両（例えば自家用車など）が使用され得る。トレーラー２０は、部分的に車両１０上に載置することが可能である（いわゆるセミトレーラーまたはトレーラー）しかしながら、トレーラー２０は、他のあらゆる方法、例えば牽引バーを介して、車両１０に適切に接続されてもよい。

車両１０は、通常、走行中に車両１０およびトレーラー２０の側方領域および後方領域を運転者に視認させることを可能にするための外部ミラー１２を有する。しかしながら、外部ミラー１２の場合、視野は限定されている。特に、トレーラー２０の後方（中央）領域は、トレーラー２０によって隠れるため、非常に限られた範囲でしか視認することができないか、まったく視認することができない。

それゆえ、今日の多くの車両は、車両１０および／またはトレーラー２０によって部分的または完全に隠されるそのような領域も運転者に視認させることを可能にする多種多様な運転者支援システムを備える。例えば、車両１０およびトレーラー２０の周囲の画像を撮影する様々なカメラユニットが車両１０および／またはトレーラー２０に取り付けられてもよい。これらの画像は、車両１０内または車両１０の１つまたは複数のディスプレイ上で適切な視点から運転者に表示することが可能である。例えば、運転者にいわゆる死角を視認させることを可能にすることができる。ただし、この場合、従来のミラーでは視認できないか限定的にしか視認できない領域を少なくとも１つのディスプレイ上に表示可能にするだけではない。運転者が従来のサイドミラーを用いて、または車両１０のフロントもしくはサイドウィンドウを通して視認できる領域も、同様にディスプレイ上に表示可能にすることができる。

例えば、カメラモニターシステムと称されることも多いいわゆる外部ミラー代替システムが公知である。この場合、従来の外部ミラーは、完全にディスプレイによって代替されている。例えば、ミラーガラスに代わるディスプレイが車外のサイドミラー内に配置されてもよい。それにより、運転者にはサイドミラー内で、対応するカメラユニットによって撮影されるカメラ映像を表示することができる。ただし、サイドミラーを完全に廃止して、車内のディスプレイに代替させることも可能である。これにより、一方では、安全性を向上させることが可能になる。なぜなら、物体や障害物をより確実に運転者に認識させることができるからである。他方では、例えば、車内にディスプレイを取り付け、外部ミラーを廃止することによって、燃料排出量や走行時の騒音レベルを低減することができる。なぜなら、車両の空力特性が改善されるからである。

ただし、この場合、安全性の向上を実質的に可能にするためには、対応するディスプレイに適した画像区分を表示する必要がある。走行状況に応じて、車両１０およびトレーラー２０に対する様々に異なる領域が運転者にとって重要であり得る。この場合、これらの重要な画像領域が、状況に応じて適切にスケーリングもされるべきである。なぜなら、運転者は、代替システムでは、従来のミラーのように適当に頭を動かすことで視野を変えることができないからである。スケーリングと画像区分の適切な選択のために、多くの場合、様々な車両パラメータが既知であることが必須である。例えば、トレーラー２０の後方縁部領域の確実な画像を表示できるようにするために、トレーラー２０の長さが既知であることが必須である場合もある。同様に、車両１０とトレーラー２０との間のジャックナイフアングルαが既知であるが必須である場合も多い。このジャックナイフアングルαは、直進走行時には例えば実質的に１８０°であり（例えば図２参照）、カーブ走行時には１８０°未満の値となり得る（例えば図３参照）。図２および図３には、カーブ走行時にトレーラー２０がそこを中心として旋回し得る旋回点Ｐ１も示されている。

少なくとも１つのディスプレイ上に表示される画像は、車両１０および／またはトレーラー２０に配置されてもよい１つまたは複数のカメラによって撮影される。この場合、カメラがトレーラー２０に恒久的にではなく、一時的にのみ取り付けられているシステムが公知である。一部のカメラシステムは、必要な場合にのみ、例えば吸引カップ、磁石などによってトレーラー２０に取り付けることができる。そのような場合、カメラの正確な取り付け位置が既知でないこともあり得る。ただし、適切な領域を相応のスケーリングで少なくとも１つのディスプレイ上に表示できるようにするためには、カメラの取り付け位置が既知であることが必要になる場合もある。さらに以下では、図６を参照してカメラの取り付け位置を求めるための方法に関する一例を説明する。

図４では、トレーラー２０の長さａ２をどのように求めることができるかが例示的に示されている。この場合、様々なパラメータは既知なものと想定される。例えば、車両１０の長さａｌは、通常は既知である。運転者支援システムは、大抵は車両１０内に固定的に設置されており、車両１０のパラメータ（例えば長さや幅など）は変化しないので、これらのパラメータは一度システムに入力すれば十分である。したがって、後からのさらなるパラメータを求めるために、これらはいつでも使用することができる。運転者支援システムは、車両１０に大抵は固定的に割り当てることができるのに対して、車両１０によって牽引されるトレーラー２０は交換される場合がある。それゆえ、車両１０に接続されたトレーラー２０の寸法は、固定的にシステム内に格納することはできない。様々なトレーラー２０は、例えば長さが異なっていてもよい。それに対して、車両１０によって牽引されるトレーラー２０の幅は、大抵は車両１０の幅に相応する。したがって、トレーラー２０の幅は既知なものと想定することができる。なぜなら、車両１０の幅は、通常は既知なものだからである。

トレーラー２０の長さａ２を求めるために、第１の送受信ユニットＴ１が車両１０に取り付けられる。この第１の送受信ユニットＴ１は、例えば、適切な画像を撮影するために車両１０に配置されたカメラユニットに接続されてもよい。多くのカメラシステムは、画像データを無線で車両１０内の（図には示されていない）評価ユニットに伝送する。したがって、多くのカメラユニットは、相応の送受信ユニットをすでに標準装備しており、既存のユニットを使用することができる。トレーラー２０には、第２の送受信ユニットＴ２が配置されてもよい。この第２の送受信ユニットＴ２は、例えば、トレーラー２０の右方または左方の後方縁部に取り付けられてもよい。これにより、第１の送受信ユニットＴ１への高品質の無線リンクを達成することが可能になる。なぜなら、送信された信号がトレーラー２０によって遮られないか、またはわずかしか遮られないからである。第２の送受信ユニットＴ２が、例えばトレーラー２０の他の位置に配置されるならば、トレーラー２０の一部は、第１および第２の送受信ユニットＴ１，Ｔ２間のダイレクトパスに存在し得る。これにより、例えばシャドウイング効果により、無線リンクが部分的に著しく阻害される可能性がある。第２の送受信ユニットＴ２は、例えば、同様にトレーラー２０に取り付けられたカメラユニットに接続されてもよい。トレーラー２０に（一時的または恒久的に）配置されたカメラユニットも、多くの場合、画像データを無線で車両１０内の（図には示されていない）評価ユニットに伝送する。したがって、第２の送受信ユニットＴ２についても既存のコンポーネントを使用することができる。

第１の送受信ユニットＴ１と第２の送受信ユニットＴ２との間で信号を送信することができる。これらの信号に基づいて、第１の送受信ユニットＴ１と第２の送受信ユニットＴ２との間の間隔距離ｃを求めることができる。例えば、第１の送受信ユニットＴ１と第２の送受信ユニットＴ２との間で送信される１つまたは複数の信号の受信電界強度ＲＳＳＩを求めることができる。測定された受信電界強度ＲＳＳＩは、送受信ユニットＴ１，Ｔ２が相互にどのくらいの間隔距離で配置されているかについての示唆となる。

送受信ユニットＴ１，Ｔ２間で送信される信号は、例えば、ＬＦ、ＨＦ、ＵＷＢ（Ultra-wideband）、Bluetooth（登録商標）、またはＢＬＥ信号（Bluetooth Low Energy信号）であってもよい。ただし、ＨＦ信号、ＬＦ信号、およびBluetooth（登録商標）もしくはBluetooth Low Energy信号は、単なる例示である。トレーラーの長さの決定を実現するために、他の様々な通信リンクを使用することができる。

ただし、そのような信号の受信電界強度ＲＳＳＩを求める代わりに、送受信ユニットＴ１，Ｔ２間の間隔距離ｃを、例えば送信された信号の伝搬時間測定に基づいて求めることも可能である。例えば、第１の送受信ユニットＴ１から信号は送信され得る。この場合、各信号が送信される時点は既知である。第２の送受信ユニットＴ２は信号を受信し、対応する応答信号を第１の送受信ユニットＴ１に返信する。送信された信号の伝搬速度は既知である（光速）。さらに、第２の送受信ユニットＴ２内での第１の送受信ユニットＴ１から受信する信号の受信および処理ならびに対応する応答信号の返信に要する処理時間も既知である。したがって、第１の送受信ユニットＴ１での応答信号の受信時点ならびに他のすべての既知のパラメータから、信号が伝搬した距離を求めることができ、この距離は、第１の送受信ユニットＴ１と第２の送受信ユニットＴ２との間の間隔距離ｃに相当する。この場合、第１から第２の送受信ユニットＴ１，Ｔ２への信号の伝搬時間も、第２から第１の送受信ユニットＴ２，Ｔ１への信号の伝搬時間も求めることが可能である（“Round Trip Time of Flight”；ＲＴＯＦとも称される）。ただし、２つの方向のうちの１つの信号の伝搬時間のみを求めることもできる（“Time of Arrival”；ＴＯＡとも称される）。

第１および第２の送受信ユニットＴ１，Ｔ２間の間隔距離ｃが既知であるならば、トレーラー２０の長さａ２を求めるために、第２の送受信ユニットＴ２の位置が既知であることがさらに想定される。例えば、トレーラーの長さａ２を求めるために、第２の送受信ユニットＴ２が、トレーラー２０の後方縁部においてトレーラー２０の側方縁部から予め定められた間隔距離ｂに配置されていることが必要になる場合がある。第１の送受信ユニットＴ１の位置も同様に既知である。例えば、第１の送受信ユニットＴ１は、図４に例示的に示されるように、車両１０の側方に配置されてもよい。この場合、第１の送受信ユニットＴ１とトレーラー２０の前方縁部との間の間隔距離ａ１も同様に既知である。トレーラーの長さａ２の決定は、この場合、例えば図４に示すように直進時（α＝１８０°）に行われる。

様々な既知および未知の寸法からは、図４に示すように直角三角形を形成することができる。そうすれば、方程式ａ^２＋ｂ^２＝ｃ^２（ピタゴラスの定理）を介して、トレーラーの長さａ２を簡単に計算することができる。ただし、ａ＝ａｌ＋ａ２と見なす。

上記に例示的に示したようにトレーラーの長さａ２を求める場合、第１の送受信ユニットＴ１および第２の送受信ユニットＴ２が同じ高さに、例えば地上から２ｍ、地上から３ｍ、または地上から４ｍの高さに配置されていることが想定される。ただし、基本的には、第１の送受信ユニットＴ１は、第２の送受信ユニットＴ２とは異なる高さに取り付けてもよい。高さの差が既知であるならば、この差をトレーラーの長さａ２の計算に含めることができる。高さの差が未知であるならば、トレーラーの長さａ２の決定に不正確さが生じる可能性がある。その場合、高さの差が大きいほど、不正確さも大きくなる。ただし、この不正確さは、大抵は比較的わずかであり、無視することができる。

トレーラー２０の長さａ２が既知であるならば、車両１０とトレーラー２０との間のジャックナイフアングルを同様の方法で求めることができる。その場合、トレーラー２０の長さａ２が上記の方法を用いて求められたか、または他の方法で求められたかはその場合重要ではない。カーブ走行中は（図５参照）、上記の方法（ＲＳＳＩ測定、伝搬時間測定）で、送受信ユニットＴ１，Ｔ２間の信号の送信によって、第１の送受信ユニットＴ１と第２の送受信ユニットとの間の間隔距離ｅを求めることができる。トレーラー２０の長さａ２の他に、第１の送受信ユニットＴ１と旋回点Ｐ１との間の間隔距離ｄも既知である。車両１０に固定的に配置されている第１の送受信ユニットＴ１と旋回点Ｐ１との間の間隔距離は、一定であり、どのトレーラー２０が車両１０に接続されているかに依存しない。それゆえ、この値は、システムに１回入力して、そこに保存することができる。

送受信ユニットＴ１，Ｔ２および旋回点Ｐ１によって形成される三角形の既知の辺の長さａ２，ｄ，ｅからは、例えば余弦定理を使用して角度γを計算することができる。この場合、以下の関係式、
ｅ^２＝ａ２^２＋ｄ^２−（２×ａ２×ｄ×ｃｏｓγ） （１）
もしくは
ｃｏｓγ＝（ａ２^２＋ｄ^２−ｅ^２）／（２×ａ２×ｄ） （２）
が成り立つ。

第１の送受信ユニットＴ１と旋回点Ｐ１との間に延びる接続線ｄと、車両１０を通って延びこの車両１０を２つの半部に分割する線ｘとの間の角度βも同様に既知である。この角度βは、あらゆる時点で不変のままであり、したがって、後で使用するためにシステムに保存されてもよい。

これらの角度βおよびγからは、以下の式、
α＝β＋γ
にしたがってジャックナイフアングルαが計算される。

ジャックナイフアングルを計算する場合も、第１の送受信ユニットＴ１および第２の送受信ユニットＴ２は、同じ高さに、つまり例えば地上から２ｍ、地上から３ｍ、または地上から４ｍの高さに配置されていることが想定される。送受信ユニットＴ１，Ｔ２が同じ高さに配置されていないならば、対応する高さの差もジャックナイフアングルの計算において考慮することができる。場合によっては存在する高さの差が考慮されないならば、それによる不正確さがジャックナイフアングルαの計算に生じ、その場合、高さの差が大きいほど不正確さも大きくなる。ただし、この不正確さは、大抵は比較的わずかであり、無視することができる。

すでに上記で説明したように、カメラユニットもしくは送受信ユニットＴ２は、場合によってはトレーラー２０と恒久的に接続されていなくてもよく、必要な場合にのみ取り付けられてもよい。

この場合、カメラユニットもしくは送受信ユニットＴ２は、未知の位置でトレーラー２０に取り付けられる場合があるかもしれない。トレーラー２０を備えた車両１０に対する送受信ユニットＴ２の位置は、例えば、電界強度測定に基づいて求めることができる。ここでは、車両１０の特定の（既知の）位置に２つ以上の送受信ユニットＴ１１，Ｔ１２を配置してもよい（図６参照）。車両１０に配置された送受信ユニットＴ１１，Ｔ１２と、トレーラー２０に配置された第２の送受信ユニットＴ２との間で信号を送信することが可能である。これらの信号の受信電界強度ＲＳＳＩが測定可能であり、この受信電界強度ＲＳＳＩに基づいて第２の送受信ユニットＴ２の位置を求めることができる。すでに上記で説明したように、信号の受信電界強度ＲＳＳＩは、送信機からの距離の増加にともなって減少する。

図６には、例示的に、車両１０の２つの送受信ユニットＴ１１，Ｔ１２が示されている。ただし、車両１０内には、より多くの送受信ユニットＴ１ｎを任意の適切な位置に配置してもよい。少なくとも２つの送受信ユニットＴ１１，Ｔ１２は、図６には示されていない制御機器に接続されてもよい。この制御機器は、送受信ユニットＴ１１，Ｔ１２を介して信号を送信するように構成されてもよい。送受信ユニットＴ１１，Ｔ１２によって受信された信号は、さらなる評価のために再びこの制御機器に送信することができる。

例えば、車両１０内に配置された送受信ユニットＴ１１，Ｔ１２からは、ＬＦ、ＨＦ、ＵＷＢ、Bluetooth（登録商標）、またはＢＬＥ信号（Bluetooth Low Energy信号）が送信可能である。これらの信号は、第２の送受信ユニットＴ２によって受信される。第２の送受信ユニットＴ２は、受信した信号の受信電界強度ＲＳＳＩを測定できる。車両１０の送受信ユニットＴ１１，Ｔ１２の位置および信号が送信される電界強度が既知であるため、ある時点で求められた対応する信号の受信電界強度ＲＳＳＩに基づいて、第２の送受信ユニットＴ２と第１の送受信ユニットＴ１１，Ｔ１２の各々との間の距離を求めることができ、ひいては車両１０に対する第２の送受信ユニットＴ２の位置を求めることができる。

この場合、信号は、上記のように、車両１０内の送受信ユニットＴ１１，Ｔ１２から送信され、第２の送受信ユニットＴ２によって受信することが可能である。しかしながら、基本的には、第２の送受信ユニットＴ２が信号を送信し、車両１０内の第１の送受信ユニットＴ１１，Ｔ１２の各々がこれらの信号の受信電界強度ＲＳＳＩを求めることも可能である。したがって、第２の送受信ユニットＴ２は、送信機として機能することができ、車両１０内の第１の送受信ユニットＴ１１，Ｔ１２は、受信機として機能することもできる。第２の送受信ユニットＴ２が第１の送受信ユニットＴ１１，Ｔ１２から離れるほど、信号の測定された受信電界強度ＲＳＳＩも弱くなる。それゆえ、測定された受信電界強度から第２の送受信ユニットＴ２から第１の送受信ユニットＴ１１，Ｔ１２の各々までの距離を求めることが可能である。第１の送受信ユニットＴ１１，Ｔ１２の個々の各々までの距離が既知である場合、基本的に、車両１０に対する第２の送受信ユニットＴ２の位置を推定することが可能である。車両１０内に２つ以上の送受信ユニットＴ１ｎが存在する場合、第２の送受信ユニットＴ２の位置は、例えば、適切な三辺測量法または多辺測量法を用いて求めることができる。

このことは、例示的に図６に示されている。第２の送受信ユニットＴ２と第１の送受信ユニットＴ１１との間の距離が既知であるならば、これは、第２の送受信ユニットＴ２が送受信ユニットＴ１１周りの円弧ｋ１上のどこかに位置することを意味する。この円弧ｋ１の半径ｒ１は、この場合、第１の送受信ユニットＴ１１と第２の送受信ユニットＴ２の間の特定の距離に相応する。同じことは、さらなる送受信ユニットＴ１２…にも当てはまる。図６では、２つの第１の送受信ユニットＴ１１，Ｔ１２および関連する円弧ｋ１，ｋ２のみが抜粋して示されている。これらの円弧ｋ１，ｋ２の交点は、第２の送受信ユニットＴ２の位置に相応する。車両１０内で２つの送受信ユニットＴ１１，Ｔ１２のみがある場合には、基本的に２つの交点が生じるが、ここでは第２の交点は図６に示されていない。これらの２つの交点のうちの１つは、例えば所定の論理基準に基づいて除外することが可能である。車両１０内に３つ以上の送受信ユニットＴ１ｎが配置されているならば、第２の送受信ユニットＴ２の位置は、通常一義的に求めることができる。

ただし、受信電界強度測定ＲＳＳＩの代わりに、第２の送受信ユニットＴ２の位置は、例えば、すでに上記でトレーラーの長さａ２に関連して説明したように、車両１０内の第１の送受信ユニットＴ１１，Ｔ１２と第２の送受信ユニットＴ２との間で送信される信号の伝搬時間測定に基づいて求めることも可能である。ここでも、第１の送受信ユニットＴ１１，Ｔ１２から第２の送受信ユニットＴ２への信号の伝搬時間も、第２の送受信ユニットＴ２から対応する第１の送受信ユニットＴ１１，Ｔ１２への信号の伝搬時間も求めることが可能である（“Round Trip Time of Flight”；ＲＴＯＦ）。ただし、基本的には、ここでも２つの方向のうちの一方の信号の伝搬時間のみを求めることができる（“Time of Arrival”；ＴＯＡ）。

これらの方法（ＴＯＡ，ＲＴＯＦ）でも、対応する第１の送受信ユニットＴ１１，Ｔ１２周りの円弧ｋ１，ｋ２が生じ、これらの円弧ｋ１，ｋ２上に第２の送受信ユニットＴ２の位置が存在する。すでに上記でＲＳＳＩ法に関連して説明したように、これらの円弧ｋ１，ｋ２の交点から第２の送受信ユニットＴ２の位置を求めることができる。

例えば、送受信ユニットＴ１，Ｔ２間の無線リンク内の障害物（例えばトレーラーの一部など）によって、送信信号が減衰される可能性がある（シャドウイングまたはフェーディング効果）。この場合、信号がどの程度減衰されるかは、例えば信号の搬送波周波数に依存する。この理由から、例えば、信号は少なくとも２つの異なる搬送波周波数に変調され得る。シャドウイング効果によって様々な周波数が様々な程度の影響を受けるため、このようにすることによって少なくとも１つの搬送波周波数の信号を受信機が受信できる確率を高めることができる。例えば、信号は、２．４ＧＨｚの周波数と５ＧＨｚの周波数の両方で伝送することが可能である。ただし、この場合は、他の周波数も同様に可能である。この場合、信号は、同じ規格でもって異なる周波数で伝送することができる。ただし、信号は、異なる規格を用いて異なる周波数で伝送することも可能である。基本的には、２つの異なる信号を異なる周波数で伝送することも同様に可能であり、それによって、これらの信号のうちの少なくとも１つが受信機によって受信され得る。

図６は、例えば２次元空間における第２の送受信ユニットＴ２の位置の決定を示している。ただし、電磁界は、基本的にはすべての空間方向に広がる。したがって、第２の送受信ユニットＴ２は、３次元空間内で対応する送受信ユニットＴ１１，Ｔ１２周りの所定の半径ｒ１，ｒ２を有する球の表面上の随所に配置されてもよい。ただし、図６に基づいて２次元で説明された原理は、容易に３次元に置き換えることができる。位置決定のために使用される第１の送受信ユニットＴ１ｎが多いほど、求められる位置の精度は高くなる。上述のように、２次元空間での位置決定の場合、送受信ユニットの正確な取り付け高さを知らないまま、送受信ユニットがトレーラーの同じ高さに配置されていることを想定することができるが、ただし、これによって、不正確さが生じる可能性はある。３次元空間では、この種の仮定（同じ高さの送受信ユニット）は基本的に不要である。ただし、ここでは一義的な位置決定のために、一般に、少なくとも３つの第１の送受信ユニットＴ１ｎが車両内に必要である。

図４から図６では、車両１０の第１の送受信ユニットＴ１ｎは、例えば、車両１０の外側に取り付けられている。ただし、これは単なる一例である。第１の送受信ユニットＴ１ｎは、基本的に、車両の内部、例えば制御機器内に配置されてもよい。ただし、ここでは所望のサイズの決定のために例示的に示されている幾何学的原理は、類似の方法で適用可能である。

所望の車両パラメータ（トレーラーの長さ、ジャックナイフアングルなど）は、この場合、所定の走行状況において１回だけ求めることができる。ただし、上記の測定を繰り返し実行することも可能である。そのときには、そのように求められたトレーラーパラメータを、順次連続した複数の測定にわたって平均化し、それによって結果を改善することができる。その際、明らかな誤測定として認識された測定値は、例えば考慮しないままにすることができる。例えば、トレーラーの長さａ２の決定の場合、カーブ走行中に実施された測定は考慮しないままにすることができる。例えば、フィルタを使用することもできる（例えばカルマンフィルタ）。

ジャックナイフアングルの決定は、例えば、ステアリングホイール位置の経時的追跡、画像情報に基づくトレーラー縁部識別などのようなさらなる情報またはパラメータの支援のもとで、さらに改善することも可能である。

図４および５には、それぞれただ１つの第１の送受信ユニットＴ１のみが示されている。しかしながら、それぞれのパラメータ（トレーラーの長さ、ジャックナイフアングルなど）は、例えば、車両１０内に配置された２つ以上の送受信ユニットＴ１を用いて求めることもできる。これによっても、測定値を改善および検証することができる。

トレーラー２０で２つ（またはそれ以上）の送受信ユニットを使用することによって、測定を改善および検証することもできる。例えば、トレーラー２０に２つのカメラシステムもしくは２つの送受信ユニットを設けることが可能であり、それらのうちの一方の送受信ユニットは、トレーラー２０の右側に取り付けられ、他方の送受信ユニットは、トレーラー２０の左側に取り付けられている。そのような場合、トレーラー２０に配置されたこれら２つの送受信ユニット間の間隔距離は、送受信ユニット間の実際の間隔距離が未知である場合、最大許容車幅ｆでもって暫定的に想定することができる。

そのようにして求められたパラメータは、引き続き、例えば様々な運転者支援システムによって使用され得る。例えば、トレーラーの長さａ２とジャックナイフアングルとが既知である場合、カメラユニットは、トレーラーの後方縁部周りの領域を所期のように撮影できる。そのようにして、運転者にこれらの領域を、外部ミラー代替システムのディスプレイ上で所期のように表示することができる。これには、例えば駐車過程の際に特に関心が向けられる可能性がある。走行中、運転者には、例えば異なる領域をディスプレイ上で表示することができる（例えば死角など）。追い越し過程の際には、さらに別の領域に運転者の関心が向けられる可能性があり、これに応じて表示がなされてもよい。

トレーラー２０に（一時的に）取り付けられたカメラユニットの位置が既知であるならば、例えば後退時に障害物にぶつからないようにするために、例えばトレーラー２０の幅を示す補助線を所期のように画像区分に表示することができる。さらに、様々なパラメータの知識は、さらに別の操車情報の表示も可能にさせる。

いわゆるサラウンドビューシステムでは、カメラユニットの正確な位置の知識は、例えばシステムの較正を簡素化できる。車両の幾何形状およびトレーラーの幾何形状に関する知識は、例えば、車両１０が運転者の介入なしで自律的に駐車する自動駐車システムによって使用することも可能である。ただし、これについては、場合によってはさらに別のパラメータが必要になる可能性がある。さらに、様々なパラメータに関する知識は、トレーラー２０の自動荷積みおよび荷下ろし、およびトレーラー２０もしくは車両１０に対する無人機の適正な位置決めも可能にする。求められたジャックナイフアングルαに基づいて、例えば対応するトレーラー２０を備えた車両１０の推奨速度を決定することもできる。

本発明の原理は、上記で、トレーラーを備えたトラックに基づいて説明されている。ただし、基本的には、これらの原理は、例えば自家用車、農業用車両もしくは産業用車両などの、トレーラーを備えた他のあらゆる車両にも適用することができる。この原理は、航空機を移動するための車両または滑走路で使用するための他の車両にも適用することができる。記載されている送受信ユニットは、カメラユニット内に統合されてもよいし、カメラユニットに接続されてもよいし、あるいはカメラユニットとは独立して車両１０および／またはトレーラー２０に配置されてもよい。

一例によれば、サラウンドビューシステム用のカメラシステムは、吸引カップを用いてトレーラーの後方側部に一時的に取り付けられている。このカメラシステムは、ＷＬＡＮを用いて画像情報を牽引車両内の制御機器に送信する。既存のシステムでは、例えば、トレーラーパラメータを求めるための機能性を、ソフトウェアアップデートを用いて既存の制御機器内に後付けすることができる。トレーラーのカメラシステムと車両内の制御機器との間の間隔距離は、例えば、１００ｍｓの時間間隔で定期的に求めることができる。求められた間隔距離は、車両バス（例えばＣＡＮバスなど）を介して運転者支援システムの１つまたは複数のディスプレイに送信することができる。この運転者支援システムは、例えば、車両の側方（例えばＡピラーなど）に配置されたディスプレイを有する外部ミラー代替システムであってもよい。これらのディスプレイも、求められた間隔距離を車両バスを介して受信し、そこからトレーラーの長さやジャックナイフアングルを算出する制御機器を有し得る。車両の幾何形状は、制御機器内で既知であってもよい。さらに、その際には、カメラシステムがトレーラー後方の中央で４ｍの高さに取り付けられていることが想定され得る。そうすることで、すべての既知のパラメータから、例えば、トレーラーの垂直な側面後方縁部の位置を求め、それに応じて対応する領域をディスプレイ上に表示することができる。

表示されている画像の画像区分は、この場合、現下の走行状況に応じて選択することができる。例えば、トレーラーがカーブ走行時に曲がっている場合には、トレーラーもしくはトレーラー側面のごく一部しか表示することができない。ディスプレイのほとんどは、トレーラー後方縁部の側方の運転者にとってより関心の向けられる周囲環境部分を表示するために使用することができる。このことは、運転者にとって、特に後退走行時の操車運転を著しく容易にさせることができる。カメラシステムと制御機器との間の間隔距離の決定の際の不正確さ、ならびにトレーラーのカメラシステムの取り付け位置に関する場合によっては不正確な想定は、ここでは容認できる。なぜなら、これらの不正確さは、実際に表示される画像区分にはわずかな影響しか及ぼさないからである。

さらなる例によれば、農業用有用車両のトレーラーにバックカメラが磁石を用いて一時的に取り付けられている。この場合、取り付け位置は、この例ではトレーラーの構造形式に基づいて中央に配置されていない。バックカメラは、無線リンクを介してその画像データを牽引車両の外部ミラーに取り付けられている２つの受信機に送信する。送信機（バックカメラ）にも、受信機にも、ＲＴＯＦを用いて間隔距離を求めるための安価なハードウェアが組み込まれている。ステアリング角度追跡を用いて、またはこれが利用できない場合にはカメラ画像内の光波流の識別を介して、または加速度センサーを用いて認識され得る比較的長い直進走行中は、三辺測量法を用いてトレーラーの後方壁面のバックカメラの水平取り付け位置が求められる。ここでは、地上から２ｍの取り付け高さが想定される。この例では２つの受信機しか使用されていないため、実際の取り付け高さを求めることはできず、それゆえ、予め定められた値で想定する必要がある。取り付け高さを正確に求めるためには、通常は２つ以上の受信機が必要である。

それに対して代替的に、カメラの取り付け高さは、（例えばジャイロセンサを用いて求められる）カメラの傾斜角度、内在的なカメラパラメーター、車速および／または光波流に基づいて求めることができる。車両は直進走行しているため、ジャックナイフアングルは１８０°で想定できる。運転者が後で例えば操車や駐車のために後退走行した場合、カメラの水平位置に関する情報は、左方および右方のトレーラー後方縁部に対する２つの（反転）追跡線をバックカメラ画像内にフェードインするために使用することができる。これらの追跡線は、所与の操舵角度のもとで、後退走行時のトレーラー環境内のどの領域もしくはどの物体が認識されるかを運転者に示す。ＲＴＯＦを用いたバックカメラと受信機との間の間隔距離の決定の際の（わずかな）不正確さ、ならびにカメラの取り付け高さに関する不正確な想定による（わずかな）不正確さを、安全上の理由から追跡線に対して加算することができる。これにより、これらの追跡線は、例えばカメラ画像内でわずかに外側にずらすことができる。

図７は、車両パラメータを求めるための方法をフローチャートで示している。この方法は、第１の送受信ユニットと第２の送受信ユニットとの間の間隔距離を求めるステップであって、ここで、第１の送受信ユニットは車両に取り付けられ、第２の送受信ユニットは車両に接続されたトレーラーに取り付けられている、ステップ（ステップ７０１）を含む。この方法は、第１の送受信ユニットと第２の送受信ユニットとの間の間隔距離を取り入れて、トレーラーに関連する少なくとも１つのパラメータを求めるステップをさらに含む（ステップ７０２）。

Claims (14)

1. 第１の送受信ユニット（Ｔ１，Ｔ１１）と、第２の送受信ユニット（Ｔ２）との間の間隔距離（ｃ，ｅ，ｒ１）を求めるステップであって、前記第１の送受信ユニット（Ｔ１，Ｔ１１）は車両（１０）に取り付けられ、前記第２の送受信ユニット（Ｔ２）は前記車両（１０）に接続されたトレーラー（２０）に取り付けられている、ステップと、
   前記第１の送受信ユニット（Ｔ１，Ｔ１１）と前記第２の送受信ユニット（Ｔ２）との間の前記間隔距離（ｃ，ｅ，ｒ１）を取り入れて、前記トレーラー（２０）に関連する少なくとも１つのパラメータを求めるステップと、
   を含む、方法。
2. 前記第１の送受信ユニット（Ｔ１，Ｔ１１）と前記第２の送受信ユニット（Ｔ２）との間の前記間隔距離（ｃ，ｅ，ｒ１）を求める前記ステップは、前記第１の送受信ユニット（Ｔ１，Ｔ１１）と前記第２の送受信ユニット（Ｔ２）との間で少なくとも１つの信号を送信するステップを含む、請求項１記載の方法。
3. 前記第１の送受信ユニット（Ｔ１，Ｔ１１）と前記第２の送受信ユニット（Ｔ２）との間の前記間隔距離（ｃ，ｅ，ｒ１）を求める前記ステップは、
   前記第１の送受信ユニット（Ｔ１，Ｔ１１）と前記第２の送受信ユニット（Ｔ２）との間で送信される信号の受信電界強度（ＲＳＳＩ）を求めるステップ、および
   前記第１の送受信ユニット（Ｔ１，Ｔ１１）と前記第２の送受信ユニット（Ｔ２）との間で送信される信号の伝搬時間を求めるステップ
   のうちの少なくとも１つを含む、請求項２記載の方法。
4. 前記第１の送受信ユニット（Ｔ１，Ｔ１１）と前記第２の送受信ユニット（Ｔ２）との間で少なくとも１つの信号を送信する前記ステップは、前記少なくとも１つの信号を少なくとも２つの異なる搬送波周波数に変調するステップを含む、または
   それぞれが異なる搬送波周波数を有する少なくとも２つの信号が送信される、
   請求項２または３記載の方法。
5. 前記トレーラー（２０）に関連する少なくとも１つのパラメータを求める前記ステップは、求められた前記間隔距離（ｃ）、前記第１の送受信ユニット（Ｔ１）と前記トレーラー（２０）の前方縁部との間の距離（ａ１）、および前記第２の送受信ユニット（Ｔ２）と前記第１の送受信ユニット（Ｔ１）との間の水平および／または垂直オフセット（ｂ）に基づいて、前記トレーラー（２０）の長さ（ａ２）を求めるステップを含む、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 前記トレーラー（２０）に関連する少なくとも１つのパラメータを決定する前記ステップは、求められた前記間隔距離（ｅ）、前記第１の送受信ユニット（Ｔ１）と前記トレーラー（２０）の旋回点（Ｐ１）との間の間隔距離（ｄ）、および前記トレーラー（２０）の長さ（ａ２）に基づいて、前記車両（１０）と前記トレーラー（２０）との間のジャックナイフアングル（α）を求めるステップを含む、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
7. 前記トレーラー（２０）に関連する少なくとも１つのパラメータを求める前記ステップは、さらなる送受信ユニット（Ｔ１２）と前記第２の送受信ユニット（Ｔ２）との間の間隔距離（ｒ２）を求めるステップをさらに含み、前記車両（１０）の前記さらなる送受信ユニット（Ｔ１２）は、前記第１の送受信ユニット（Ｔ１１）とは異なる位置に取り付けられている、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
8. 前記トレーラー（２０）に関連する少なくとも１つのパラメータを求める前記ステップは、前記車両（１０）の前記送受信ユニット（Ｔ１１，Ｔ１２）と前記トレーラー（２０）の前記第２の送受信ユニット（Ｔ２）との間の距離（ｒ１，ｒ２）を考慮して、三辺測量法または多辺測量法を用いて前記第２の送受信ユニット（Ｔ２）の位置を求めるステップをさらに含む、請求項７記載の方法。
9. 前記第２の送受信ユニット（Ｔ２）は、無線カメラシステムに統合されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
10. 前記方法は、運転者支援システムを制御するための少なくとも１つの特定のパラメータを使用するステップをさらに含む、請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。
11. 車両（１０）に取り付けられるように構成された第１の送受信ユニット（Ｔ１，Ｔ１１）と、
    前記車両（１０）に接続されたトレーラー（２０）に取り付けられるように構成された第２の送受信ユニット（Ｔ２）と、
    を備える装置であって、
    前記装置は、前記第１の送受信ユニット（Ｔ１，Ｔ１１）が前記車両（１０）に取り付けられ、前記第２の送受信ユニット（Ｔ２）が前記トレーラー（２０）に取り付けられている場合に、前記第１の送受信ユニット（Ｔ１，Ｔ１１）と前記第２の送受信ユニット（Ｔ２）との間の間隔距離（ｃ，ｅ，ｒ１）を求めるように構成されており、
    前記装置は、前記第１の送受信ユニット（Ｔ１，Ｔ１１）と前記第２の送受信ユニット（Ｔ２）との間の前記間隔距離（ｃ，ｅ，ｒ１）を取り入れて、前記トレーラー（２０）に関連する少なくとも１つのパラメータを求めるようにさらに構成されている、
    装置。
12. 前記装置は、前記第１の送受信ユニット（Ｔ１，Ｔ１１）が前記車両（１０）に取り付けられ、前記第２の送受信ユニット（Ｔ２）が前記トレーラー（２０）に取り付けられている場合に、前記第１の送受信ユニット（Ｔ１，Ｔ１１）と前記第２の送受信ユニット（Ｔ２）との間で少なくとも１つの信号を送信するようにさらに構成されている、請求項１１記載の装置。
13. 前記装置は、前記第１の送受信ユニット（Ｔ１，Ｔ１１）と前記第２の送受信ユニット（Ｔ２）との間で送信される前記信号の受信電界強度（ＲＳＳＩ）を求めるように構成されている、請求項１２記載の装置。
14. 前記装置は、前記第１の送受信ユニット（Ｔ１，Ｔ１１）と前記第２の送受信ユニット（Ｔ２）との間で送信される前記信号の伝搬時間を求めるようにさらに構成されている、請求項１２または１３記載の装置。

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