JP7460371B2 - 牽引支援装置 - Google Patents

Description

この発明は、牽引支援装置に関するものである。

自動車などの車両において、車両の後部に取り付けた連結具に、トレーラなどの被牽引車両を連結して牽引する際の後退時に、操舵角の修正などの牽引支援を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１には「後退移動中に車両－トレーラユニットを操作するシステムおよび方法は、車両の後部とトレーラの前部との間の相対位置を表す出力情報を生成する少なくとも１つのセンサ（１２Ｌ、１２Ｒ）を使用する。電子処理ユニット（２２）は、測定された量を基準値と比較し、その比較から、トレーラが車両との直線状の整列から偏向しているかどうかを判断する。トレーラ（２０）が車両（１０）と一列に整列していない場合、システムは、車両のステアリングシステム（２８）、トレーラのブレーキシステム、またはその両方に干渉する。センサは、距離センサまたはカメラであり、量は、距離またはマーカ位置である。比較用の基準値として、方法は、保存した値、または前もって測定した値、または同時に測定した値を使用する。方法は、自動で、または車両の運転者によって操作されたスイッチで作動される。」と記載されている。

特表２０１４－５０２５８２

ところで、牽引車両が後退する時、牽引車両に対する被牽引車両の左右の移動方向と、牽引車両の転舵方向とは逆方向である。例えば、後退時に、牽引車両を右方向に操舵すると、連結点よりも前方の牽引車両の後端部が連結点に対して右方向に移動し、被牽引車両は連結点に対し左方向に移動する。したがって、後退時に被牽引車両を牽引車両の左方向（これを目標方向とする）に後退させたい場合、まず、牽引車両を、目標方向とは逆方向の右方向に操舵し、被牽引車両の後端部を目標方向に向ける。その後、操舵方向を中立方向に戻し、牽引車両の向きを被牽引車両と同じ方向に向ける、というような操舵を行うことになる。

さらに、後退時には、牽引車両に対する被牽引車両の左右の移動方向と、モニタの表示画面上での被牽引車両の左右の移動方向が逆転する。例えば、被牽引車両を牽引車両の左方向に移動させたい場合、スライダを左方向にスライドさせて移動方向を指示することになるが、その際、ステアリングホイールは、後退初期は右方向に操舵し、モニタの画面上では被牽引車両が右方向に移動することになる。

このように、スライダの操作方向および実際の被牽引車両の移動方向に対し、ステアリングホイールの操舵方向やモニタの画面上の被牽引車両の移動方向が異なるため、運転者が、被牽引車両が指示通りに移動しているのかどうか把握し難い。

本開示は、かかる課題に鑑みてなされたもので、後退時に、運転者が被牽引車両の進行方向を指示し易く、操舵の方向やモニタ装置の表示画面上で被牽引車両の移動方向をより把握しやすい牽引支援装置を提供することを目的とする。

上記課題に対して、本開示の牽引支援装置は、撮像装置と、モニタ装置と、制御部とを備える。撮像装置は、被牽引車両を連結具で連結した牽引車両が後退する時に、前記被牽引車両の後方を撮像する。モニタ装置は、前記撮像装置の撮像画像を表示する表示画面を備えるとともに、前記表示画面への接触位置を検出するタッチパネル機能を有する。制御部は、前記撮像装置および前記モニタ装置に接続され、前記牽引車両の後退時に、前記モニタ装置の表示を制御する。

そして、制御部は、表示部設定処理部と、モデル表示処理部と、タッチ操作検出部と、被牽引車両モデル移動表示処理部と、移動方向モデル表示処理部とを備える。
表示部設定処理部は、前記表示画面上に、撮像画像を表示する撮像画像表示部と、操作用画像を表示する操作用画像表示部と、を設定する。
モデル表示処理部は、操作用画像表示部に、牽引車両を示す車両モデルと、被牽引車両を示す被牽引車両モデルとを表示する。
タッチ操作検出部は、表示画面の操作用画像表示部に表示された被牽引車両モデルを移動させるタッチ操作を検出する。
被牽引車両モデル移動表示処理部は、タッチ操作に応じて、操作用画像表示部上の被牽引車両モデルを移動させる。
移動方向モデル表示処理部は、被牽引車両を牽引車両に対しタッチ操作方向に応じて移動させる際、撮像画像上の被牽引車両の移動方向を求め、撮像画像上の被牽引車両の移動方向を示す移動方向表示モデルを撮像画像と共に撮像画像表示部に表示する。

本開示の牽引支援装置によれば、操作用画像表示部に表示した被牽引車両モデルに対して移動方向をタッチ操作により入力すると、タッチ操作に応じて被牽引車両モデル移動表示処理部が、操作用画像表示部において被牽引車両モデルを車両モデルに対して移動させる。
したがって、操作者は、牽引車両に対する被牽引車両の動きを、直感的に入力することができ、操作性に優れる。

しかも、移動方向モデル表示処理部は、被牽引車両モデルを用いたタッチ操作に応じて、モニタ装置の表示画面の撮像画像上における被牽引車両の移動方向を、移動方向表示モデルにより表示する。このため、被牽引車両を移動させる前の時点で、操作方向と表示画面上の被牽引車両の移動方向との関連性を把握することができ、例えば、モニタ装置が運転席や車外に配置されていても、被牽引車両の移動方向を正確に把握し易い。

図１は、実施の形態１の牽引支援装置を備えた牽引車両、および、この牽引車両に連結されたトレーラを示す側面図である。 図２は、連結具を示す斜視図である。 図３は、ジャックナイフ現象とトレーラ角を説明するための牽引車両およびトレーラの平面図である。 図４は、実施の形態１の牽引支援装置の概要を示すブロック図である。 図５Ａは、実施の形態１の牽引支援装置において、操作用画像表示部に操作用画像を表示した例を示す図である。この図では、トレーラのトレーラ角が０度の状態を示している。 図５Ｂは、実施の形態１の牽引支援装置において、操作用画像表示部に操作用画像を表示するとともに、スワイプ操作した例を示す図である。この図では、図５Ａの状態からトレーラモデルを右方向にスワイプ操作した状態を示している。 図５Ｃは、実施の形態１の牽引支援装置において、操作用画像表示部に操作用画像を表示するとともに、スワイプ操作した例を示す図である。この図では、図５Ｂの状態からトレーラモデルをさらに右方向にスワイプ操作した状態を示している。 図５Ｄは、実施の形態１の牽引支援装置において、操作用画像表示部に操作用画像を表示するとともに、スワイプ操作した例を示す図である。この図では、図５Ａの状態からトレーラモデルを左方向にスワイプ操作した状態を示している。 図５Ｅは、実施の形態１の牽引支援装置において、操作用画像表示部に操作用画像を表示するとともに、スワイプ操作した例を示す図である。この図では、図５Ｄの状態からトレーラモデルを右方向にスワイプ操作して戻した状態を示している。 実施の形態１の牽引支援装置の全体を示すブロック図である。 図７は、ジャックナイフ角度と、ジャックナイフ角度を生じない操舵範囲と、警報角度との関係を示す図である。 図８は、ジャックナイフ角度およびトレーラ角速度を算出するための関係式に代入する牽引車両およびトレーラのパラメータを示す平面図である。 図９は、図８に示した関係式のゲインを求めるためのマップを示す図である。このうち、（ａ）はトレーラ速度閾値、（ｂ）はトレーラ加速度閾値、（ｃ）は転舵角閾値、（ｄ）はトレーラ角速度閾値を求めるためのマップである。 図１０は、操舵可能領域の説明図であり、（ａ）は操舵可能領域を狭める前を示す図、（ｂ）は操舵可能領域を操舵制限角近傍まで狭めた状態を示す図である。 図１１は、トレーラ角と操舵角との関係を示すグラフである。このうち、（ａ）はトレーラ角の経時的な変化を示すグラフ、（ｂ）は操舵角の経時的な変化を示すグラフである。 図１２は、切り増しの際の操舵の状態を示す図である。このうち、（ａ）は切り増しの前（時刻ｔ１）の状態、（ｂ）は切り増し中（時刻ｔ２）の状態である。 図１３は、後退操作制御部のブロック図である。 図１４は、後退操作制御部による処理の流れを示すフローチャートである。 図１５は、実施の形態２の牽引支援装置において、操作用画像表示部に操作用画像の表示例を示す図である。 図１６は、実施の形態３の牽引支援装置において、操作用画像表示部に操作用画像の表示例を示す図である。 図１７は、実施の形態４の牽引支援装置の概要を示すブロック図である。

以下、本実施の形態を、図面を用いて詳細に説明する。
（実施の形態１）
以下に、実施の形態１の牽引支援装置Ａについて説明する。
実施の形態１の牽引支援装置Ａは、図１に示す牽引車両１に搭載されている。
（牽引車両の説明）
まず、牽引車両１について簡単に説明する。
牽引車両１は、車体後部に連結具２を備え、被牽引車両であるトレーラ３を連結可能である。

牽引車両１は、運転手が運転する機能に加え、運転を支援する機能、または、乗員に代わって自動で運転を行う機能を備える（運転支援車や自動運転車など）。また、運転支援や自動運転のために、牽引車両１は、図６に示す自動ブレーキシステム２１および自動操舵システム２２を備える。

自動ブレーキシステム２１は、不図示の制動装置の制動作動を制御するものである。自動ブレーキシステム２１は、周知のように、不図示の自動運転制御装置および車載センサからの入力に基づいて制動力を制御する。そして、後退支援時、自動ブレーキシステム２１は制御部１１のブレーキ操作部４４などからの指令に基づいて制動力を制御する。

自動操舵システム２２は、周知のように、不図示のステアリングホイールあるいは転舵輪を回転させるモータなどのアクチュエータを備え、不図示の自動運転制御装置からの入力に基づいて、転舵輪（前輪１ａ）を転舵させる。そして、後退支援時、自動操舵システム２２は、制御部１１の操舵規制部５３などからの指令に基づいて転舵輪を転舵させる。

図１に戻り、連結具２は、牽引車両１の車幅方向の中央で、リヤバンパ１ｄの下方の不図示のフレームに連結され、リヤバンパ１ｄから車両後方に突出されている。また、連結具２の先端には、球状のヒッチボール２ａ（連結点）を備え、このヒッチボール２ａにトレーラ３に固定された連結部材３１の先端部に設けられたカプラが覆い被さって連結可能となっている。これにより、牽引車両１とトレーラ３とが連結され、かつ、トレーラ３は、ヒッチボール２ａを中心に旋回可能である。旋回方向は、牽引車両１に対して車幅方向である左右方向である。

なお、トレーラ３を連結した牽引車両１は、通常の牽引車両１とは挙動が異なるため、運転には慣れが必要である。例えば、牽引車両１とトレーラ３との間には、牽引車両１の加速時や減速時などに、トレーラ３の慣性によって、トレーラ３と牽引車両１との間に速度差や角度変化が生じる。これにより、牽引車両１とトレーラ３とが大きく「く」の字状（またはＬ字状）に折れ曲がるいわゆるジャックナイフ現象が発生する可能性があるため、運転時には、ジャックナイフ現象が発生しないように注意する必要がある。特に、牽引車両１の運転は、後退する場合が難しい。例えば、図３に示すように、牽引車両１とトレーラ３とが成す角度（トレーラ角γ）がある程度以上の大きさ（ジャックナイフ角度θｊｋ）となったジャックナイフ現象が生じるとトレーラ３が動かなくなってしまう。

なお、トレーラ角γは、（牽引車両１を基準とする）車両前後方向Ｘの向きを０度としたトレーラ３の左右（車幅方向Ｙ）の振れ角として表わすことができる（例えば、右側を＋の角度、左側を－の角度などとする（なお、＋と－は逆でもよい））。そして、扇形の範囲の内側が、ジャックナイフ角度θｊｋ未満のジャックナイフ現象を発生しない範囲（後述する許容操舵領域Ｔａ）となる。

（牽引支援装置の説明）
実施の形態１の牽引支援装置Ａは、後退の際に、モニタ装置１２を用いて、運転者の後退指示の支援を行うとともに、牽引車両１がジャックナイフ現象に陥らないように支援を行う。すなわち、本実施の形態１では、運転者は、少なくともタッチ操作を行い、牽引支援装置Ａは、タッチ操作に基づく操舵および制動を行う後退支援を行う。

この牽引支援装置Ａは、図４に示すように、カメラ２３Ａ、カメラ２３Ｂ、信号処理装置２４、制御部１１、モニタ装置１２を備え、かつ、上述した自動ブレーキシステム２１の一部および自動操舵システム２２の一部が含まれる。

カメラ２３Ａは、主に牽引車両１を制御する際に使用するカメラである。図１に示すように、牽引車両１の車体後部に、トレーラ３および連結具２を撮像可能な位置に取り付けられている。なお、カメラ２３Ａに加えて、レーダーセンサ（Ｌｉｄａｒ）や、ミリ波センサ（Ｍｉｌｉｗａｖｅ）など、トレーラ３の周辺状況を検知する装置を設けることも可能である。カメラ２３Ｂは、被牽引車両であるトレーラ３のリアに相当する位置に取り付けられている。カメラ２３Ｂは、有線通信または無線通信によって制御部１１またはモニタ装置１２と通信可能である。

図４に戻り、信号処理装置２４は、カメラ２３Ａ、カメラ２３Ｂからの信号を処理して制御部１１へ渡すための装置である。信号処理装置２４は、制御部１１の外部構成として設けたり、制御部１１の内部機能として設けたりすることができる。

モニタ装置１２は、牽引車両１の不図示の運転席の近傍において、運転者が操作可能な位置に配置されている。なお、モニタ装置１２は、牽引支援装置Ａに専用のものを設けてもよいし、牽引車両１に設置されている他の電子機器（例えば、モニタを有する計器装置やカーナビゲーションシステムや車載テレビやドライブレコーダ、スマートフォン、タブレット端末）などのものを流用してもよい。

そして、モニタ装置１２は、図６に示すように、表示画面１２０と、スピーカ３６と、タッチパネル２７とを備える。そして、牽引車両１を後退させる際の操作時には、図５Ａ～図５Ｃに示すように、表示画面１２０の撮像画像表示部としてのカメラ画像表示部１２１に、カメラ２３Ｂが撮像したトレーラ３の後方を撮影した映像（動画）を表示する。また、モニタ装置１２は、タッチパネル２７を備え、タッチパネル２７は牽引支援制御に関する入力を受付可能である。牽引車両１が後退する時、表示画面１２０の操作用画像表示部１２２におけるタッチ操作を牽引支援制御の入力として使用する。詳細は後述する。

制御部１１は、牽引車両１が後退する時の支援として、後退方向の指示に関する入力を支援するとともに、トレーラ３を、ジャックナイフ現象を発生させることなく目標位置に後退させるための支援を行うものである。以下に制御部１１について説明する。

（制御部の構成）
まず、制御部１１の構成を説明する。
制御部１１は、主に、牽引車両１に搭載されたコンピュータなどの演算制御装置と、演算装置にインストールされた制御ソフトによって構成され、トレーラ３と牽引車両１の後退支援するために必要となる各種の制御量を算出することができるようになっている。

制御部１１は、図６に示すように、トレーラ角算出部３４、警報角算出部１５、操舵制限角算出部６２、メモリ２５、操舵規制部５３、ブレーキ操作部４４、重畳表示部１７、警報発生部１８、入力部２８、後退操作制御部２００を備える。

トレーラ角算出部３４は、カメラ２３Ａからの情報を入力して画像認識処理やデータ解析処理などを行うことでトレーラ角γを算出する。ここで、トレーラ角γは、図８に示すように、牽引車両１とトレーラ３との折れ角のことであり、連結具２のヒッチボール２ａを通る牽引車両１の幅方向の中心線と、トレーラ３幅方向の中心線とが成す角度のことである。トレーラ角γは、時々刻々と変化する値であり、トレーラ角算出部３４によって算出される。

トレーラ角γは、トレーラ角速度ωを経過時間で積分することによって算出することもできる。なお、トレーラ角速度ωは、連結具２のヒッチボール２ａを中心とするトレーラ３の回転運動の速度のことで、時々刻々と変化する物理量である。

ここで、トレーラ角速度ωは、距離Ｄ、距離Ｗ、距離Ｌのパラメータや、車速Ｖや、転舵角δなどを関係式（図８の式２）に代入することで算出される。関係式中の距離Ｄは、連結具２のヒッチボール２ａ（連結点）からトレーラ３の従動輪３ａ（の中心）までの距離である。また、距離Ｗは牽引車両１の前輪１ａ（の中心）と後輪１ｂ（の中心）との間の距離（ホイールベース）である。また、距離Ｌは牽引車両１の後輪１ｂ（の中心）から連結具２のヒッチボール２ａ（連結点）までの距離、δは牽引車両１の転舵角、γcはジャックナイフ角度θｊｋである。

次に、ジャックナイフ角度θｊｋおよび後述する警報角度θｋについて説明する。
ジャックナイフ角度θｊｋ（Jackknife angle）は、例えば、牽引車両１およびトレーラ３の各パラメータ（車両諸元）を、線形幾何学的な関係式（式１）に代入することによって算出される。

この実施の形態１では、牽引車両１の前輪１ａが操舵輪である。距離Ｄ、Ｗ、Ｌなどのパラメータを、例えば、モニタ装置１２のタッチパネル機能を用いて入力部２８から入力して、メモリ２５に記憶させておくことができる。ジャックナイフ角度θｊｋは、その牽引車両１およびトレーラ３にとって固有の値（固定値）である。ジャックナイフ角度θｊｋは、車両前後方向Ｘの両側に、同じ角度で左右対称に存在する。ジャックナイフ角度θｊｋは、制御部１１の内部で算出したものを用いてもよい。制御部１１に、専用のジャックナイフ角度算出部を設けることができるが、本実施の形態１では、後述する警報角算出部１５にジャックナイフ角度θｊｋを算出する構成としている。また、個体差などにより、算出した値と、画像やセンサの検出した値とが異なる場合は、計算式を補正する調整（キャリブレーション）を行う。

警報角算出部１５は、ジャックナイフ角度θｊｋに基づいて、牽引車両１の車速、加速度、操舵角およびトレーラ角速度ωの少なくとも１つを用い、牽引車両１やトレーラ３の時々刻々と変化する状態に応じた最適な警報角度θｋを逐次算出する。

なお、車速は、牽引車両１やトレーラ３に設けられた車速センサなどから得ることができる。加速度は、牽引車両１やトレーラ３に設けられた加速度センサなどから得ることができる。操舵角は、牽引車両１のステアリングホイールの切れ角のことである。操舵角は、牽引車両１の舵角センサなどから得ることができる。なお、この実施の形態１では、転舵角と操舵角とは、実際の確度は異なるが同様のものとして取扱っている。

警報角度θｋは、トレーラ角γがジャックナイフ角度θｊｋに近いことを意味する角度である。ジャックナイフ現象を発生させないため、警報角度θｋは、図７に示すように、ジャックナイフ角度θｊｋよりも内側に設定される。また、警報角度θｋは、固定値としてもよいが、牽引車両１やトレーラ３の状況に応じて経時的に変化する可変値とすることが、好ましい。警報角度θｋの詳細については、後述する。

ここで、図７に基づいて、許容操舵領域Ｔａ、内側領域Ｒｉｎｓ、警戒領域Ａａについて説明する。図７において扇形で示された許容操舵領域Ｔａは図３における許容操舵領域Ｔａと同様である。図７において点線で示した基準線Ｏは、牽引車両１の幅方向を等分する中心線であり、連結具２の延長線上にある。ジャックナイフ角度θｊｋ及び警報角度θｋは基準線Ｏを挟んで左右対称に存在する。

図７において、ジャックナイフ角度θｊｋを２倍した角度θｊｋで広がる扇形は、ジャックナイフ現象を引き起こさない許容操舵領域Ｔａである。図７において、基準線を挟んで左右対称に存在する警報角度θｋは、ジャックナイフ角度θｊｋよりも小さく設定される。図７において、警報角度θｋを２倍した角度θｊｋで広がる扇形は内側領域Ｒｉｎｓである。この内側領域Ｒｉｎｓは、ジャックナイフ現象を発生させることなく操舵できるジャックナイフ非発生領域であり、警報が発生されない非警戒領域となる。

そして、図７において、許容操舵領域Ｔａから内側領域Ｒｉｎｓを引いた範囲は、ジャックナイフ現象に陥る寸前の警戒領域Ａａである。

次に、前述した警報角算出部１５により算出する警報角度θｋについて説明する。
警報角度θｋは、例えば、ジャックナイフ角度θｊｋに、車速や、加速度や、操舵角や、トレーラ角速度ωなどから得られたゲインを乗算することで得ることができる。すなわち、警報角度θｋは、牽引車両１とトレーラ３の状況に応じて変化する値である。

警報角度θｋ ＝ ジャックナイフ角度θｊｋ Ｘ ゲイン
ゲインは、１よりも小さな値となるように作成される。ゲインは、例えば、「マップ値／実際の値」などの式によって求めることができる。この式は、分母（実際の値）が大きくなるに従ってゲイン（および警報角度θｋ）が小さくなり、分子（マップ値）が大きくなるに従ってゲイン（および警報角度θｋ）が大きくなるように作られている。

具体的には、ゲインを求める式は、
「車速のマップ値／実際の車速の値」
「加速度のマップ値／実際の加速度の値」
「操舵角のマップ値／実際の操舵角の値」
「トレーラ角速度ωのマップ値／実際のトレーラ角速度ωの値」などの少なくともいずれかとなる。

マップは、例えば、図９（ａ）～（ｄ）に示すように、横軸を現在のトレーラ角γとし、縦軸を上記した変化される物理量の閾値として、例えば、比例的に増加する一次関数などとなるように設定される。マップ値は、マップによって得られた値のことである。マップ値は、現在のトレーラ角γにおける関数の値（例えば、トレーラ速度閾値、トレーラ加速度閾値、転舵角閾値、トレーラ角速度閾値などの各閾値）として求められる。各物理量から得られたゲインは、例えば、互いに乗算されて１つのゲインとされる。例えば、ジャックナイフ角度θｊｋが３０度で、ゲインが０．８３・・となった場合、警報角度θｋは（３０Ｘ０．８３・・＝）２５度になる。

上記したような牽引支援装置Ａの基本的な構成は、主に、乗員が運転する牽引車両１に適用されるが、運転支援車および自動運転車に対しても適用することができる。

制御部１１は、牽引車両１に備えられた自動操舵システム２２へ、牽引車両１の操舵可能領域を警報角度θｋの内側領域Ｒｉｎｓ内（図７）に規制する操舵可能領域規制信号Ｓｓｒを送る操舵規制部５３（図６）を備えてもよい。

ここで、操舵可能領域は、操舵が可能な領域のことであり、通常の場合には、牽引車両１の左右の最大操舵角の範囲内である。この実施の形態１では、後退時の操舵可能領域は、警報角度θｋの内側領域Ｒｉｎｓと同じとするが、内側領域Ｒｉｎｓよりも狭い範囲内に収まるように操舵角が自動的に規制されるようにしてもよい。これにより、警報角度θｋを超えるような操舵や自動操舵ができなくなる。

なお、操舵可能領域は、ジャックナイフ角度θｊｋを超えない範囲（許容操舵領域Ｔａ）まで操舵角を規制するように構成することも可能である。

次に、後退時の支援における自動操舵システム２２による操舵について説明する。
牽引車両１に対する後退支援では、切り増しと呼ばれる操舵（図１１（ｂ）の領域６４における操舵）が行われる。切り増しについての情報は、例えば、通信によって自動操舵システム２２や後退支援システムから制御部１１へ送らせるようにすることができる。

すなわち、自動操舵システム２２や後退支援システムによる後退支援では、例えば、図１１（ａ）に示すように、トレーラ角γの向きを変更するとき（つまり、トレーラ角γの符号を変えるとき）に、より早くトレーラ角γを変えられるように、図１１（ｂ）に示すような、変更前の方向と同じ方向への操舵を行う（同じ側に一旦大きく切ってから反対側へ戻す）切り増しと呼ばれる特殊な操舵が行われる。なお、図１１（ａ）中の実線は制御上のトレーラ角である目標トレーラ角θｔを示し、破線は、トレーラ角γの実際の変化を示している。また、図１１（ｂ）は、トレーラ角γを図１１（ａ）のように変化させるための操舵角の変化を示している。このような操舵角変化において、領域６４の変化である切り増しは、比較的頻繁に行われている。

そして、このような切り増しを行う際には、全体としての操舵量が大きくなったり操舵方向が急激に変化されたりすることで、トレーラ３が大きく振られるなどして、ジャックナイフ現象に陥るおそれがある。この切り増しの際の操舵量は、トレーラ角γを変える角度（目標トレーラ角θｔ（図１１（ａ）））ごとに異なる。なお、トレーラ角γを変える目標トレーラ角θｔは、牽引車両１やトレーラ３の状況に応じて時々刻々と変更するものである。本実施の形態において、目標トレーラ角θｔは、乗員がタッチパネル２７などを用いて制御部１１の入力部２８へ入力したトレーラモデルＭ３へのスワイプ方向に基づいて算出される。

操舵制限角度は、目標トレーラ角θｔへ向かうトレーラ角γの急激な角度変化を制限するために現在のトレーラ角γと目標トレーラ角θｔとの間に設定されるトレーラ３の角度である（制限目標トレーラ角）。

そのため、操舵制限角度までの操舵しかできなくなるので、図１０（ａ）に示すような自動操舵システム２２による操舵可能領域５１は、実質的に図１０（ｂ）に示すような操舵制限角度線６１までの範囲（制限領域６３または操舵可能制限領域）に狭められる。操舵制限角度によって操舵可能領域５１の目標トレーラ角θｔ側の部分が制限されることで、図１０（ａ）のように左右対称となっている操舵可能領域５１は、図１０（ｂ）のような左右非対称の制限領域６３になる。なお、制限領域６３は、操舵制限角度よりも若干（例えば、３度～５度程度）目標トレーラ角θｔ側に広めに設定してもよい。また、モニタ装置１２には、左右非対称の制限領域６３を表示させるようにするのが好ましいが、操舵制限角度による操舵制限がかかる前の操舵可能領域５１をそのまま表示させてもよい。

なお、図１０（ａ）および図１２（ａ）は、図１１中の最後に行われる切り増し（領域６４）の場合の、時刻ｔ１（切り増しの直前）に対応するものであり、図１０（ｂ）および図１２（ｂ）は、図１１の時刻ｔ２（切り増しの途中）に対応するものである。そして、最後に行われる切り増し６４の場合には、直前の時刻ｔ１で、目標トレーラ角θｔ１とその時点でのトレーラ角γとが一致しているのに対し、時刻ｔ２では、目標トレーラ角θｔ２が０度とされ、操舵制限角度は、０度よりも大きい、目標トレーラ角θｔ２とトレーラ角γとの間の値となっている。転舵角δは、時刻ｔ１に対し時刻ｔ２では目標トレーラ角θｔ２と反対側へ大きく切られている（δ（ｔ１）→δ（ｔ２））。

具体的な操舵制限角度は、どのように設定してもよいが、例えば、下記の式を用いて算出できる。
操舵制限角度＝（ジャックナイフ角度θｊｋ－現在のトレーラ角γ）－目標トレーラ角θｔ

このような式を用いて操舵制限角度を算出することで、操舵制限角度を目標トレーラ角θｔよりも小さな操舵量に抑えることができる。操舵制限角度は、狭められた制限領域６３および連結具２の周辺の表示と共に、例えば、赤線などによってモニタ装置１２に表示させることができる。但し、操舵制限角度線６１は、赤線に限るものではない。なお、目標トレーラ角θｔは、表示させても、表示させなくてもよい。この実施の形態１では、目標トレーラ角θｔは、必要な場合以外は、特に表示させないようにしている。

操舵制限角算出部６２は、操舵規制部５３へ算出した操舵制限角度を送って、牽引車両１の操舵可能領域５１を、操舵制限角度によって狭められた制限領域６３内に制限するための制御部１１の機能部分である。操舵規制部５３は、牽引車両１の自動操舵システム２２と通信を行って、自動操舵システム２２に対し、狭められた制限領域６３内に限定した自動操舵を行わせるための操舵可能領域規制信号Ｓｓｒを送る制御部１１の機能部分となる。

このような操舵制限角算出部６２および操舵規制部５３を備えることにより、牽引車両１を制限領域６３の範囲内に制限して後退させる（すなわち、切り増し６４を行ってもジャックナイフ現象に陥ることがないように緩やかな操舵で牽引車両１を後退させる）ことが可能になる。なお、このような制限領域６３の範囲内での後退は、切り増し６４が行われている間のみ行わせるようにしてもよいが、切り増し６４に限ることなく後退の間中に継続して行ってもよい。

（後退操作制御部の説明）
以上、後退時の支援制御について説明したが、この後退を実行する際に、運転者などの操作者が、モニタ装置１２を用いトレーラ３の進行方向を入力する操作を行う。そして、制御部１１の後退操作制御部２００は、その入力操作を検出し、トレーラ３の移動方向を表示する。以下に、後退操作制御部２００について説明する。
後退操作制御部２００は、図１３に示すように、表示部設定処理部２１０と、モデル表示処理部２２０と、タッチ操作検出部２３０と、モデル移動表示処理部２４０と、移動方向モデル表示処理部２５０とを備える。

表示部設定処理部２１０は、表示画面１２０を、図５Ａに示すように、カメラ画像表示部１２１と、操作用画像表示部１２２とに区画し設定する。なお、カメラ画像表示部１２１には、カメラ２３Ｂの撮像画像を左右反転させた画像を表示する。

モデル表示処理部２２０は、操作用画像表示部１２２に操作用画像ＩＭを表示する。この操作用画像ＩＭは、牽引車両１を模式的に表す車両モデルＭ１と、連結具２を模式的に表す連結部モデルＭ２と、トレーラ３を模式的に表すトレーラモデルＭ３と、連結部モデルＭ２を中心とする円弧である操舵補助線Ｍ５と、トレーラモデルＭ３を車幅方向に等分する線を連結部モデルＭ２まで延長したトレーラモデル位置補助線Ｍ６とを備え、各モデルＭ１～Ｍ６を、上方から見た図を表示する。さらに、操作用画像ＩＭは、運転者の左右方向と牽引車両１の左右方向とが一致するように、操作用画像表示部１２２において、車両モデルＭ１を画面の上方に配置し、トレーラモデルＭ３を画面の下方に配置して表示する。また、モデル表示処理部２２０は、トレーラモデルＭ３に重畳して操舵許容範囲表示モデルＭａｓを表示するが、この操舵許容範囲表示モデルＭａｓについては後述する。

タッチ操作検出部２３０は、運転者（操作者）によって行われたタッチパネル２７への操作を検出し、タッチ操作の種類や操作方向を検出する。例えば、タッチ操作として、ユーザがタッチパネル２７に短時間接触して接触を解除するタップ操作や、ユーザがタッチパネル２７に接触した状態を保ったまま任意の位置へ接触位置を移動させるスワイプ操作、ユーザがタッチパネル２７にタップ操作よりも長い時間同じ位置へ接触を続ける長押し操作が含まれる。タッチ操作検出部２３０は、スワイプ操作における接触位置が移動された方向に基づいてトレーラ３の移動操作方向を検出する。すなわち、モニタ装置１２にはタッチパネル２７が設けられており、運転者（操作者）は、後退にあたり、タッチパネル２７を用いてトレーラ３を後退させる方向および角度の入力操作を行う。この入力操作は、トレーラモデルＭ３に指先ＦＴを接触させ、接触状態を保ったままトレーラ３を移動させたい方向およびその角度に応じてスライドさせる操作（スワイプ操作）である。そして、タッチ操作検出部２３０は、このスワイプ操作の操作方向であるスワイプ操作方向とその操作量であるスワイプ量を検出する。

モデル移動表示処理部２４０は、検出したスワイプ操作方向およびスワイプ量に基づいてトレーラモデルＭ３とトレーラモデル位置補助線Ｍ６とを操作用画像表示部１２２において移動させる。このトレーラモデルＭ３とトレーラモデル位置補助線Ｍ６の画面上の移動は、図５Ａ～図５Ｅに示すように、ヒッチボール２ａ（連結点）を示す点Ｍ２ａを中心とした回転とする。すなわち、スワイプ操作量をトレーラモデルＭ３とトレーラモデル位置補助線Ｍ６の回転角度に換算し、この回転角度に応じてトレーラモデルＭ３とトレーラモデル位置補助線Ｍ６を、操作用画像表示部１２２においてスワイプ操作方向に回転させる。この回転は、スワイプ操作に追従して行う。トレーラモデルＭ３のみ移動の対象とし、トレーラモデル位置補助線Ｍ６はトレーラモデルＭ３の動きに合わせて移動するように設計しても良い。言い換えると、トレーラモデルＭ３へのタッチ操作に基づいてトレーラモデルＭ３を移動させると同時に、トレーラモデルＭ３の動きに合わせてトレーラモデル位置補助線Ｍ６を移動させる。このようにすると、ソフトウェアを処理する負荷が軽減できる。

トレーラモデル位置補助線Ｍ６を表示することによって、操作者がトレーラモデルＭ３の角度を把握しやすくなる。さらに、操作者がトレーラモデルＭ３を操作する際、操作者は自身の操作内容（トレーラモデルＭ３の角度）と操舵許容範囲表示モデルＭａｓとの関係を容易に理解できる。

前述した操舵許容範囲表示モデルＭａｓは、このスワイプ操作によりトレーラモデルＭ３とトレーラモデル位置補助線Ｍ６を回転させる角度（トレーラ角γ）が、ジャックナイフ角度θｊｋを越えないようにするための目安として表示するモデルである。そこで、この操舵許容範囲表示モデルＭａｓは、許容操舵領域Ｔａや、内側領域Ｒｉｎｓ、あるいは、制限領域６３、操舵可能領域５１等の操舵制限角度により制限される範囲内に設定することができる。ここで、本実施の形態１では、操舵許容範囲表示モデルＭａｓとして、警報角度θｋにより規定される内側領域Ｒｉｎｓに相当する範囲を表示するものとする。なお、操舵許容範囲表示モデルＭａｓは、図５Ｂ～図５Ｅに示すスワイプ操作中も表示する。操舵許容範囲表示モデルＭａｓとして内側領域Ｒｉｎｓを採用した場合、牽引車両１の移動に伴って内側領域Ｒｉｎｓを定義する警報角度θｋが変化する。このため、操舵許容範囲表示モデルＭａｓの範囲（開き角度）は変化する。

また、モデル移動表示処理部２４０は、スワイプ操作に応じて回転させる際のトレーラモデルＭ３とトレーラモデル位置補助線Ｍ６の回転量がジャックナイフ角度θｊｋを越えないように、ここでは、操舵許容範囲表示モデルＭａｓの範囲を超えることがないように、回転量を制限する。より具体的には、トレーラモデル位置補助線Ｍ６が操舵許容範囲表示モデルＭａｓの範囲を超えることがないように回転量を制限する。

さらに、モデル移動表示処理部２４０は、トレーラモデルＭ３とトレーラモデル位置補助線Ｍ６の回転角度がジャックナイフ角度θｊｋあるいは許容操舵領域Ｔａを越えるような操作量のスワイプ操作、操舵許容範囲表示モデルＭａｓを逸脱するようなスワイプ操作が行われた場合には、同時に、色や音声による案内により、注意を促す。

なお、このトレーラモデルＭ３とトレーラモデル位置補助線Ｍ６の制限は、警報角度θｋに限定されず、ジャックナイフ角度θｊｋや操舵制限角度などの角度により制限するようにしてもよい。

移動方向モデル表示処理部２５０は、スワイプ操作量に応じたトレーラモデルＭ３とトレーラモデル位置補助線Ｍ６の回転角度を実現するよう牽引車両１を転舵させたときのトレーラ３の予測移動軌跡を算出する。算出した予測移動軌跡を、移動方向表示モデルＭ４としてカメラ画像表示部１２１に表示する。例えば、図５Ａ～図５Ｅに示すように予測移動軌跡を帯状に表示する。なお、この帯状の移動方向表示モデルＭ４の幅は、トレーラ３の幅に応じた幅として表示する。

そこで、後退操作制御部２００は、スワイプ操作量あるいはトレーラモデルＭ３とトレーラモデル位置補助線Ｍ６の回転角度に応じてトレーラ３の移動軌跡を算出する移動軌跡予測部２５１をさらに備える。移動軌跡予測部２５１は、スワイプ操作によるトレーラ角γを実現するための転舵角δを求める。このようなトレーラ角γおよび転舵角δは、例えば、図１１（ａ）のトレーラ角と、図１１（ｂ）の操舵角との関係として求めることができ、この操舵角で所定の車速で後退した場合の移動軌跡として算出することができる。

なお、この場合、操舵角とトレーラ角γとの関係は、被牽引車両の違い（例えば、図８に示す距離Ｄの違い）で異なるため、個別に最適値の関係が得られるように、予め調整（キャリブレーション）を行う。

次に、図１４のフローチャートにより、運転者などの操作者が、モニタ装置１２によりトレーラ３の移動方向を入力した際の後退操作制御部２００による処理の流れを説明する。なお、この図１４に示す処理は、後退を選択する操作が行われることで開始する。例えば、モニタ装置１２などを介して後退を選択する指示が入力されたことや車両のギアが後退操作を示す位置に移動されたことを契機とする。

最初のステップＳ１０１では、表示部設定処理部２１０が、表示画面１２０に、図５Ａに示すように、カメラ画像表示部１２１と、操作用画像表示部１２２とに区画し設定する。そして、カメラ画像表示部１２１には、カメラ２３Ｂの撮像画像を表示する。
次のステップＳ１０２では、モニタ装置１２に表示されるトレーラモデルＭ３の回転角（トレーラモデル位置補助線Ｍ６の回転角）を操舵許容範囲表示モデルＭａｓの基準となる角度を２倍した角度に制限する。本実施の形態では、操舵許容範囲表示モデルＭａｓとして、警報角度θｋにより規定される内側領域Ｒｉｎｓに相当する範囲を表示するものとするため、モニタ装置１２に表示されるトレーラモデルＭ３の回転角を警報角度θｋを２倍した２θｋに制限する。

次のステップＳ１０３では、操作用画像表示部１２２に、車両モデルＭ１と連結部モデルＭ２とトレーラモデルＭ３と、操舵補助線Ｍ５と、トレーラモデル位置補助線Ｍ６と操舵許容範囲表示モデルＭａｓとから成る操作用画像ＩＭを表示する。また、カメラ画像表示部１２１に移動方向表示モデルＭ４を表示する。

次のステップＳ１０４では、タッチ操作検出部２３０において、スワイプ操作の検出の有無を判定し、スワイプ操作が行われるまで（否定の場合）、ステップＳ１０４の判定を繰り返し、スワイプ操作が行われたら（肯定の場合）ステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０５では、タッチ操作検出部２３０によりスワイプ操作の操作方向および操作量を検出し読み込み、トレーラモデルＭ３およびトレーラモデル位置補助線Ｍ６を回転させる。

この場合、図５Ａ～図５Ｃに示すように、操作者が、右方向にスワイプ操作を行った場合には、これに連動させて、トレーラモデルＭ３と、トレーラモデル位置補助線Ｍ６とを画面上で右方向に移動させる。なお、この操作は、トレーラ３を牽引車両１に対して右方向に後退させる場合の操作である。トレーラモデルＭ３をスワイプ操作によって移動させることができる範囲を操舵許容範囲表示モデルＭａｓ内に設定する。このようにすることで、ユーザは特別な配慮を行うことなく、ジャックナイフ現象を発生させることがない範囲内でトレーラモデルＭ３に関する指示を入力可能である。

また、図５Ｄに示すように、操作者が、左方向にスワイプ操作を行った場合は、これに連動させて、トレーラモデルＭ３を画面上で左方向に移動させる。この操作は、トレーラ３を牽引車両１に対して左方向に後退させる場合の操作である。図５Ｅに示すように、指先ＦＴを図５Ｄに示す位置から右方向に戻した場合、これに応じてトレーラモデルＭ３も図５Ｄに示す位置から右方向に回転させる。

次のステップＳ１０６では、移動方向モデル表示処理部２５０の移動軌跡予測部２５１により、スワイプ操作量に応じたトレーラモデルＭ３の回転角度を実現するように、牽引車両１を転舵させた場合のトレーラ３の移動軌跡を算出する。

さらに、ステップＳ１０７では、移動方向モデル表示処理部２５０により移動方向表示モデルＭ４をカメラ画像表示部１２１に帯状に表示する。この場合、図５Ａ～図５Ｃに示すように、トレーラモデルＭ３を車両モデルＭ１に対して右に移動させた場合、カメラ画像表示部１２１に表示する移動方向表示モデルＭ４も右方向に曲がるように表示する。つまり、カメラ２３Ｂは、車両後方を向いているが、カメラ画像表示部１２１ではその画像を左右逆転して表示するため、トレーラ３を車両右方向へ移動させる場合、表示画面１２０上でも、右方向に旋回するよう移動方向表示モデルＭ４を表示する。よって、カメラ画像表示部１２１では、不図示のバックミラーと同じ向きに表示とすることにより、運転者に与える左右方向感覚における違和感を軽減できる。

また、図５Ｄ、図５Ｅに示すように、トレーラモデルＭ３を車両モデルＭ１に対して左方向に移動させた場合、カメラ画像表示部１２１に表示する移動方向表示モデルＭ４も、左方向に曲がるように表示する。

ユーザが図５Ｅよりも左にスワイプする操作を行っても、トレーラモデルＭ３の位置は変化せず、移動方向表示モデルＭ４も変化せず、仮に、後退中に、このような操作を行った場合には、牽引車両１は停止する。さらに、「これ以上左方向へスワイプするとジャックナイフ現象が起きます。右方向へトレーラモデルＭ３をスワイプしてください。」等の警報を表示や音声で出力する。ユーザのタッチ位置が操舵許容範囲表示モデルＭａｓで定義された角度内に入ったら再びトレーラモデルＭ３及び移動方向表示モデルＭ４の動きをスワイプ動作に追従させ、ユーザのスワイプ操作に基づく自動操舵を再開する。

そして、図５Ｂと図５Ｃとの比較や、図５Ｄと図５Ｅとの比較で分かるように、トレーラモデルＭ３の回転量が相対的に大きくなれば、移動方向表示モデルＭ４の曲がり方も大きくなる。
なお、図５Ａ～図５Ｅに示したように、操舵補助線Ｍ５を表示してもよい。操舵補助線Ｍ５は操舵許容範囲表示モデルＭａｓに対して一定の基準を示す目盛である。操舵許容範囲表示モデルＭａｓの角度が変化したとしても、操舵補助線Ｍ５の角度は一定である。このため、牽引車両１とトレーラ３の状況が変化したため警報角度θｋが変化し、操舵許容範囲表示モデルＭａｓの角度が変化したとき、操作者はＭａｓの角度が変化したことを理解しやすくなる。

以上のようにして、操作者はトレーラ３の移動方向を入力しながら、牽引車両１の後退動作を行う。後退動作には、アクセルを踏むこと、アクセルを踏まずにクリープ現象を利用して車両を後退させることも含む。すなわち、牽引車両１の操作者は、従来の車両においてハンドル操作によって車両の進行方向を操作することに代えて、トレーラ３の移動方向を入力するタッチ操作を行う。操作者によって入力されたトレーラ３の移動方向に基づいて、自動操舵システム２２はトレーラ３がスワイプ操作された方向に移動するよう自動操舵を行って牽引車両１を後退させる。後退動作中にトレーラ３の移動方向を変更する方向へスワイプ操作を検出すると、自動操舵システム２２は、新しく入力されたスワイプ操作の方向に基づいて自動操舵を行って、牽引車両１を後退させる方向を変更する。

また、牽引車両１を後退させている間は、図５Ａ～図５Ｅに示すカメラ２３Ｂの撮像画像を表示する。

このように、操作者は、後退時の移動方向の入力を、操作用画像ＩＭのトレーラモデルＭ３を用いて行い、かつ、その際に、牽引車両１に対し実際にトレーラ３を移動させたい方向と同じ方向にスワイプ操作を行う。したがって、操作者は、牽引車両１に対するトレーラ３の動きを、直感的に入力することができ、操作性に優れる。

また、トレーラモデルＭ３を用いたスワイプ操作に応じ、カメラ画像表示部１２１の撮像画像上に、画面上でのトレーラ３の移動方向を移動方向表示モデルＭ４により表示するようにした。このため、操作者は、トレーラモデルＭ３のスワイプ操作に応じた後退時のトレーラ３の移動方向や移動量を予め把握することができる。そして、後退を開始した後は、表示画面１２０上のトレーラ３の移動方向が、スワイプ操作方向に一致する方向であって、移動方向表示モデルＭ４に沿う方向の動きとなり、かつ、運転者が不図示のバックミラーを見た場合と同様の方向となるため、運転者に違和感を与えにくい。

特に、牽引車両１では、図１１に示すように、自動操舵によるステアリングホイールの回転方向（操舵角）と、トレーラ３との動きの方向（トレーラ角γ）とが、不一致となる。また、牽引車両１に対するトレーラ３の移動方向と、カメラ２３Ｂの撮像画像をそのまま表示した場合の表示画面１２０におけるトレーラ３の動きとが逆転する。このため、これらの動きが違和感を与える場合がある。それに対し、上記のように、運転者などの操作者は、予め表示画面１２０上により、牽引車両１に対するトレーラ３の動きと、表示画面１２０の撮像画像上の動きとを予め把握でき、しかも、カメラ２３Ｂの撮像画像を左右反転させて表示画面１２０に表示するため、このような違和感が生じるのを抑制できる。

（実施の形態１の効果）
以下に、実施の形態１の牽引支援装置の効果を列挙する。
（１）実施の形態１の牽引支援装置Ａは、カメラ（撮像装置）２３Ｂとモニタ装置１２と制御部１１とを備える。カメラ２３Ｂは、トレーラ３を連結具２で連結した牽引車両１が後退する時に、トレーラ３の後方を撮像する。モニタ装置１２は、カメラ２３Ｂの撮像画像を表示する表示画面１２０を備えるとともに、表示画面１２０への接触位置を検出するタッチパネル２７を有する。制御部１１は、カメラ２３Ｂおよびモニタ装置１２に接続され、牽引車両１の後退時に、後退支援としてモニタ装置１２の表示を制御する。

さらに、制御部１１は、表示部設定処理部２１０と、モデル表示処理部２２０と、タッチ操作検出部２３０と、被牽引車両モデル移動表示処理部としてのモデル移動表示処理部２４０と、移動方向モデル表示処理部２５０とを備える。

表示部設定処理部２１０は、表示画面１２０上に、撮像画像を表示するカメラ画像表示部１２１と、操作用画像ＩＭを表示する操作用画像表示部１２２と、を設定する。
モデル表示処理部２２０は、操作用画像表示部１２２に、牽引車両１を示す車両モデルＭ１と、トレーラ３を示す被牽引車両モデルとしてのトレーラモデルＭ３とを表示する。
タッチ操作検出部２３０は、表示画面１２０の操作用画像表示部１２２に表示されたトレーラモデルＭ３を移動させるタッチ操作を検出可能である。
モデル移動表示処理部２４０は、タッチ操作に応じて、操作用画像表示部１２２上のトレーラモデルＭ３を移動させる。
移動方向モデル表示処理部２５０は、トレーラ３を牽引車両１に対しタッチ操作方向に応じて移動させる際の、撮像画像上のトレーラ３の移動方向を求め、撮像画像上のトレーラ３の移動方向を示す移動方向表示モデルＭ４を撮像画像と共に表示する。さらに、トレーラモデルＭ３へのタッチ操作に基づいて、牽引車両１を後退させる自動操舵を行う。

したがって、運転者などの操作者は、牽引車両１に対するトレーラ３の動きを、直感的に入力することができ、操作性に優れる。しかも、移動方向モデル表示処理部２５０は、トレーラモデルＭ３を用いたスワイプ操作に応じて、モニタ装置１２の表示画面１２０の撮像画像上におけるトレーラ３の移動方向を、表示画面１２０上で移動方向表示モデルＭ４により表示する。このため、トレーラ３を移動させる前の時点で、操作方向と表示画面１２０上のトレーラ３の移動方向との関連性を把握することができ、例えば、モニタ装置１２（表示画面１２０）が運転席や車外に配置されていても、トレーラ３の移動方向を正確に把握し易い。さらに、操作者は、複雑な牽引車両１の操舵を行うことなく、トレーラモデルＭ３へのタッチ操作によってトレーラ３の方向を指示するだけで、意図した方向へトレーラ３を後退させることができる。

（２）実施の形態１の牽引支援装置Ａは、スワイプ操作に応じ、牽引車両１を転舵させて後退した際のトレーラ３の予測移動軌跡を求める移動軌跡予測部２５１を備える。そして、移動方向モデル表示処理部２５０は、移動方向表示モデルＭ４として予測移動軌跡を撮像画像に帯状に重畳して表示する。

したがって、表示画面１２０におけるトレーラ３の移動方向に加え、どのような軌跡を描いて後退するのかを把握でき、トレーラ３と物体などの干渉とを、予め防止することができる。

（３）実施の形態１の牽引支援装置Ａは、モデル表示処理部２２０は、牽引車両１およびトレーラ３を上方から見た状態を示す車両モデルＭ１およびトレーラモデルＭ３を表示する。
したがって、運転者などの操作者は、牽引車両１に対するトレーラ３の実際の移動方向を直感的に認識し易く操作性に優れる。

（４）実施の形態１の牽引支援装置Ａは、モデル移動表示処理部２４０が、タッチ操作に伴い、車両モデルＭ１を、連結具２による連結点としてのヒッチボール２ａを中心とした回転動作として移動表示させる。

したがって、運転者などの操作者は、後退操作時に、牽引車両１に対するトレーラ角γを視覚的に認識しやすく、操作性に優れる。

（５）実施の形態１の牽引支援装置Ａは、制御部１１は、後退時に、牽引車両１とトレーラ３とがジャックナイフ現象を起こすジャックナイフ角度θｊｋを算出するジャックナイフ角度算出部としての警報角算出部１５を備える。そして、モデル移動表示処理部２４０は、トレーラモデルＭ３の移動量を、ジャックナイフ角度θｊｋを超えない範囲に制限する。

したがって、トレーラモデルＭ３をスワイプ操作で回転させる場合、手加減が分からず大きく操作してしまう可能性があるが、この制限により、ジャックナイフ現象が生じるような操舵を行ってしまう不具合を防止でき、操作性に優れる。

（６）実施の形態１の牽引支援装置Ａは、制御部１１は、ジャックナイフ角度θｊｋに基づいて、ジャックナイフ現象が発生しないトレーラ角としての警報角度θｋを算出する。そして、モデル表示処理部２２０は、ジャックナイフ現象が発生しないトレーラ角γの領域を示す警戒領域Ａａの範囲を示す操舵許容範囲表示モデルＭａｓを、操作用画像表示部１２２のトレーラモデルＭ３に重畳して表示する。

したがって、操作者は、スワイプ操作を行う際に、操作可能な限界域を視覚的に予め把握でき、操舵許容範囲表示モデルＭａｓを表示しない場合と比較して、操作性に優れる。

（７）実施の形態１の牽引支援装置Ａは、表示画面１２０および制御部１１は車載され、表示画面１２０は、運転席よりも前方位置で、車両後方に向けて設置されている。

このような表示画面１２０の配置では、カメラ２３Ｂの画像をそのまま表示すと、後退時に、トレーラ３の実際の牽引車両１に対する左右の移動方向と、表示画面１２０におけるトレーラ３の画像上の左右の移動方向とが逆転する。このため、運転者などの操作者は、表示画面１２０を見ていると、トレーラ３が左右のいずれの方向に移動するのか、混乱する可能性がある。このような状況において、上記（１）に記載したように、高い操作性を得ることができるとともに、トレーラ３を移動させる方向および表示画面１２０におけるトレーラ３の移動方向の正確な把握を可能とする。
しかも、本実施の形態１では、後退操作制御部２００は、表示画面１２０のカメラ画像表示部１２１に、カメラ２３Ｂの撮像画像を左右逆転して表示するようにした。このため、運転者は、カメラ画像表示部１２１の画像の左右方向と、不図示のバックミラーの写る像の左右方向とが一致し、運転者の違和感を軽減し、上記のような混乱が生じるのをさらに抑えることができる。

（他の実施の形態）
次に、本開示の牽引支援装置の他の実施の形態について説明する。
なお、他の実施の形態の説明において、実施の形態１と共通する構成にはその構成と同じ符号を付して説明を省略し、相違点のみ説明する。

（実施の形態２）
実施の形態２の牽引支援装置は、図１５に示すように、操作用画像表示部１２２における車両モデルＭ１、連結部モデルＭ２、トレーラモデルＭ３の配置を、実施の形態１とは上，下逆にした例である。この場合、カメラ画像表示部１２１にカメラ２３Ｂの画像をそのまま表示しても移動方向の入力時のトレーラモデルＭ３の移動方向と、カメラ画像表示部１２１における移動方向表示モデルＭ４が表示する移動方向とが一致することになり、この点で、カメラ画像表示部１２１におけるトレーラ３の画像の移動方向に対する違和感が生じにくい。
この実施の形態２にあっても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

（実施の形態３）
実施の形態３の牽引支援装置は、移動方向モデル表示処理部２５０が、移動方向表示モデルＭ４として、図１６に示すように、左右方向を指す矢印モデルＭＹＬ、ＭＹＲを表示するようにした例である。この実施の形態３では、タッチ操作検出部２３０は、トレーラモデルＭ３へのスワイプ操作を検出する。例えば、トレーラモデルＭ３が右方向へスワイプ操作された場合、矢印モデルＭＹＲが強調表示される。トレーラモデルＭ３が左方向へスワイプ操作された場合、矢印モデルＭＹＬが強調表示される。強調表示の例は、強調表示の対象となるモデルを点滅させることや、強調表示の対象となるモデルの色を変更すること、強調表示の対象となるモデルの大きさを変更することが挙げられる。

また、矢印モデルＭＹＬ、ＭＹＲを操作用画像ＩＭとして用いることができる。この場合、タッチ操作検出部２３０は、矢印モデルＭＹＬ、ＭＹＲのスワイプ操作またはタップ操作、長押し操作を検出する。タップ操作の場合、少なくとも矢印モデルＭＹＬと矢印モデルＭＹＲのいずれがタップ操作されたのかを検出できればよい。移動方向モデル表示処理部２５０は、両矢印モデルＭＹＬ、ＭＹＲを用いて、タップ操作に応じたトレーラ３の表示画面１２０の上で移動方向を表示する。例えば、一度のタップ操作でトレーラ３を動かすようにしてもよい。このとき、矢印モデルＭＹＬがタップされている場合トレーラ３を左方向へ動かし、矢印モデルＭＹＲがタップされている場合トレーラ３を右方向へ動かす。例えば、両矢印モデルＭＹＬまたはＭＹＲが長押し操作されている場合、長押し操作を検出している間、トレーラ３を動かしても良い。このとき、矢印モデルＭＹＬが長押しされている場合トレーラ３を左方向へ動かし、矢印モデルＭＹＲが長押しされている場合トレーラ３を右方向へ動かす。

スワイプ操作の場合、少なくともスワイプ操作方向を検出できればよい。そして、移動方向モデル表示処理部２５０は、両矢印モデルＭＹＬ、ＭＹＬを用いて、スワイプ操作に応じたトレーラ３の表示画面１２０の上で移動方向を表示する。この表示方法としては、両矢印モデルＭＹＬ、ＭＹＬのうち、トレーラ３の移動方向に一致するもののみを表示したり、図１６に示すように、両矢印モデルＭＹＬ、ＭＹＬを表示した上で、トレーラ３の移動方向に一致するもののみを、点灯や着色表示したりして、トレーラ３の移動方向を表示する。矢印モデルＭＹＬ、ＭＹＲを操作用画像ＩＭとして用いる場合、移動方向表示モデルＭ４を表示してもよい。

この実施の形態３にあっても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

（実施の形態４）
実施の形態４の牽引支援装置は、モニタ装置１２および制御部１１を牽引車両１の車外に持ち出し可能とした例である。すなわち、図１７に示すように、モニタ装置１２ｂおよび後退操作制御２００ｂは、車外の遠隔操作装置としての携帯端末ＭＤに配置され、搭載されたアプリケーションにより、実施の形態１のモニタ装置１２および後退操作制御２００ｂ同様の機能が与えられている。なお、携帯端末ＭＤは、例えば、携帯式のパソコンや、携帯電話などを用いることができる。

そして、携帯端末ＭＤは、車載の通信装置３００と相互に通信可能な通信装置４００を備える。なお、通信装置３００と通信装置４００との通信は、直接通信可能としてもよいし、あるいは、通信ネットワークを介した通信であってもよい。また、カメラ２３Ｂの画像も、制御部１１ｂおよび通信装置３００を介して送信するほか、カメラ２３Ｂから携帯端末ＭＤへ無線（例えば、Wi-Fiなど）により送信してもよい。

したがって、操作者は、車外から操作を行うことができる。そして、操作者は、モニタ装置１２ｂの表示画面１２０を車外で視認するため、表示画面１２０上におけるトレーラ３の移動方向と、実際の移動方向との関連性を持たせにくい。それに対して、本実施の形態では、表示画面１２０のカメラ画像表示部１２１に表示する操作用画像ＩＭと、操作用画像表示部１２２における移動方向表示モデルＭ４とにより、操作方向と表示画面１２０上のトレーラ３の移動方向を予め把握することができる。よって、モニタ装置１２が、牽引車両１に対してどの方向を向いていても、実施の形態１で説明したように、高い操作性を得ることができ、かつ、操作方向と表示画面１２０上のトレーラ３の移動方向との関連性を正確に把握することができる。

なお、このように携帯端末ＭＤにより車外で操作する場合、モデル表示処理部２２０は、牽引車両１に対する携帯端末ＭＤの相対位置を検出する装置を設け、操作用画像ＩＭの車両モデルＭ１とトレーラモデルＭ３との位置関係を、携帯端末ＭＤの位置から見た牽引車両１とトレーラ３との相対位置に応じた向きとしてもよい。

以上、本開示の実施の形態を図面に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

例えば、実施の形態では、後退時に、自動操舵および自動制動を行うものを例示したが、これに限定されず、運転者が手動運転により後退するものにも適用することができる。この場合、表示画面１２０を見ながら後退操作を行うため、予め、表示画面１２０上におけるトレーラ３の移動方向を知るのは、有効である。

また、実施の形態では、スワイプ操作による入力時に、トレーラモデルＭ３の回転量を制限したり、回転可能な量を表示する操舵許容範囲表示モデルＭａｓを表示したりする例を示したがこれに限定されない。例えば、回転量の制限と、操舵許容範囲表示モデルＭａｓの表示とのいずれか一方のみを行うようにしてもよいし、両方とも行わないようにしてもよい。この場合も、実際にジャックナイフ現象が生じるおそれがある操舵を行った際には、警報発生部１８により警報を発生させるため、未然に防ぐことができる。また、実施の形態では、各モデルＭ１、Ｍ２、Ｍ３は、模式的に表したものを示したが、これに限定されず、牽引車両やトレーラの実物の映像を用いてもよい。また、各モデルＭ１～Ｍ３を模式的に表す場合も、実施の形態で示した形状に限定されず、ユーザが、牽引車両や被牽引車両を識別できる形状であればよい。

また、実施の形態では、被牽引車両として、牽引車両としての自動車に牽引されるトレーラを示したが、これに限定されな。例えば、フルトレーラタイプのトラックや、連節バスなどにも適用することができる。

なお、上述した各実施形態は、あくまでも本発明の一態様の例示である。上述した各実施形態は本発明の趣旨を逸脱しない範囲において任意に変形、及び応用が可能である。

本明細書において参照した機能的構成を示すブロック図は、本願発明を容易に理解するために機能的な構成要素を主な処理内容に応じて分類して示した概略図である。当該構成要素は、処理内容に応じて、さらに多くの構成要素に分類することもできる。また、１つの構成要素が更に多くの処理を実行するように分類することもできる。

１ 牽引車両
２ 連結具
２ａ ヒッチボール（連結点）
３ トレーラ（被牽引車両）
１１ 制御部
１２ モニタ装置
２１ 自動ブレーキシステム
２２ 自動操舵システム
２３ カメラ（撮像装置）
１２０ 表示画面
１２１ カメラ画像表示部（撮像画像表示部）
１２２ 操作用画像表示部
２００ 後退操作制御部
２１０ 表示部設定処理部
２２０ モデル表示処理部
２３０ タッチ操作検出部
２４０ モデル移動表示処理部
２５０ 移動方向モデル表示処理部
２５１ 移動軌跡予測部
Ａ （実施の形態１の）牽引支援装置
ＦＴ 指先
ＩＭ 操作用画像
Ｍ１ 車両モデル
Ｍ２ 連結部モデル
Ｍ３ トレーラモデル
Ｍ４ 移動方向表示モデル
ＭＹＬ、ＭＹＲ 矢印モデル（移動方向表示モデル）
Ｍａｓ 操舵許容範囲表示モデル
ＭＤ 携帯端末（遠隔操作装置）
γ トレーラ角
θｊｋ ジャックナイフ角度

Claims (7)

1. 被牽引車両を連結具で連結した牽引車両が後退する時に、前記被牽引車両の後方を撮像する撮像装置と、
   前記撮像装置の撮像画像を表示する表示画面を備えるとともに、前記表示画面への接触位置を検出するタッチパネル機能を有するモニタ装置と、
   前記撮像装置および前記モニタ装置に接続され、前記牽引車両の後退時に、前記モニタ装置の表示を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記表示画面上に、前記撮像画像を表示する撮像画像表示部と、操作用画像を表示する操作用画像表示部と、を設定する表示部設定処理部と、
   前記操作用画像表示部に、前記牽引車両を示す車両モデルと、前記被牽引車両を示す被牽引車両モデルとを表示するモデル表示処理部と、
   前記表示画面の前記操作用画像表示部に表示された前記被牽引車両モデルを移動させるタッチ操作を検出可能なタッチ操作検出部と、
   前記被牽引車両モデルに対するタッチ操作の方向に応じて前記被牽引車両の移動方向を求め、前記被牽引車両の移動方向に基づいて前記撮像画像上の前記被牽引車両の移動方向を示す移動方向表示モデルを前記撮像画像と共に前記撮像画像表示部に表示する移動方向モデル表示処理部と、
   を備え、
   前記移動方向モデル表示処理部は、前記移動方向表示モデルとして、前記被牽引車両の左右の進行方向を表す矢印を前記撮像画像表示部に表示する牽引支援装置。
2. 請求項１に記載の牽引支援装置において、
   前記モデル表示処理部は、前記牽引車両および前記被牽引車両を上方から見た状態を示す前記車両モデルおよび前記被牽引車両モデルを表示する牽引支援装置。
3. 請求項１又は２に記載の牽引支援装置において、
   前記タッチ操作に応じて、前記操作用画像表示部上の前記被牽引車両モデルを移動させる被牽引車両モデル移動表示処理部を備え、
   前記被牽引車両モデル移動表示処理部は、前記タッチ操作に伴い、前記被牽引車両モデルを、前記連結具による連結点を中心とした回転動作として移動表示させる牽引支援装置。
4. 請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の牽引支援装置において、
   前記タッチ操作に応じて、前記操作用画像表示部上の前記被牽引車両モデルを移動させる被牽引車両モデル移動表示処理部を備え、
   前記制御部は、後退時に、前記牽引車両と前記被牽引車両とがジャックナイフ現象を起こすジャックナイフ角度を算出するジャックナイフ角度算出部を備え、
   前記被牽引車両モデル移動表示処理部は、前記被牽引車両モデルの移動量を、前記ジャックナイフ角度を超えない範囲に制限する牽引支援装置。
5. 請求項４に記載の牽引支援装置において、
   前記制御部は、前記ジャックナイフ角度に基づいて、ジャックナイフ現象が発生しないトレーラ角を算出し、
   前記モデル表示処理部は、ジャックナイフ現象が発生しないトレーラ角の領域を示す操舵許容範囲表示モデルを、前記操作用画像表示部の前記被牽引車両モデルに重畳して表示する牽引支援装置。
6. 請求項１～請求項５のいずれか１項に記載の牽引支援装置において、
   前記表示画面および前記制御部は車載され、前記表示画面は、運転席よりも前方位置で、車両後方に向けて設置されている牽引支援装置。
7. 請求項１～請求項５のいずれか１項に記載の牽引支援装置において、
   前記表示画面および前記制御部は、前記牽引車両と通信可能な車外の遠隔操作装置である牽引支援装置。