JPWO2012117693A1 - 運転支援装置及び牽引車 - Google Patents

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Abstract

後退方向の障害物が車体側面に接触することを避けるガイドマークと、牽引車側連結具と被牽引車側連結具の位置合わせのガイドマークを直感的に把握可能に行うとともに、牽引車側連結具と被牽引車側連結具の視認状態を維持する運転支援装置。この装置は、牽引車側連結具(402)と被牽引車側連結具(404)とを含む自車両後方の撮像画像に、自車両のステアリング操舵に応じた左右一対の面状の予想軌跡ガイドマーク(405)、(406)を重畳した重畳画像を表示手段(103)に出力する。画像重畳部(112)は、予想軌跡ガイドマーク(405)、(406)の車幅中心方向側の辺(405a)、(406a)を牽引車側連結具(402)よりも外縁方向に重畳し、予想軌跡ガイドマーク(405)、(406)の車幅方向外縁側の辺(405b)、(406b)を自車両側端の予想軌跡として重畳する。

Description

本発明は被牽引車に牽引車を連結する際に適切な視界支援を行う運転支援装置に関する。
一般に、車両が後退する場合、ステアリング舵角に応じた車幅に対応した左右一対の予想軌跡線をモニタに重畳して、後退方向の障害物が車体側面に接触しないようガイドする方法が知られている(例えば、特許文献1を参照)。また、さらにステアリング舵角がゼロのときの固定軌跡線をモニタに重畳して、車両の現在の状態をガイドする方法が知られている(例えば、特許文献2を参照)。
さらに、車両が牽引車の場合、牽引車と被牽引車を連結するためのガイド方法が知られている。一般に、牽引車と被牽引車を連結する場合、牽引車は、牽引車後部に設置された牽引車側連結具を被牽引車側連結具の近傍まで後退させる。この牽引車側連結具の後退に際して、牽引車側連結具と被牽引車側連結具の位置合わせ用のガイド線をモニタ画面に重畳することで、牽引車側連結具と被牽引車側連結具との位置合わせを高精度にガイドする方法が知られている(例えば、特許文献3を参照)。
特開2009−173386号公報 特開2007−76496号公報 特開2002−312768号公報
牽引車と被牽引車とを連結する場合、牽引車側連結具の後退方向の障害物が車体側面に接触することを避ける予想軌跡のガイドと、牽引車側連結具と被牽引車側連結具との位置合わせ用のガイドの両方を行うことが望ましい。
しかし、従来の運転支援装置では、予想軌跡のガイド線と位置合わせ用のガイド線との2種類のガイド線がそれぞれ独立にモニタに重畳される。そのため、モニタ上で線形状のガイドが多くなり、運転者にとって各ガイド線の意味を直感的に把握しづらいという問題がある。さらに、モニタに固定軌跡のガイド線も重畳されると、直感的な把握はより困難になる。
また、従来の牽引車側連結具と被牽引車側連結具との位置合わせガイドでは、モニタ画面上の牽引車側連結具相当部分にガイド線の一端が重畳されている。そして、運転者は、ガイド線の他端側をモニタの被牽引車側連結具相当部分に覆いかぶせるように牽引車を運転する。このようなガイド方法では、ガイド線によって牽引車側連結具と被牽引車側連結具とがモニタ上で視認しづらくなり、運転者によってはかえって牽引車側連結具と被牽引車側連結具との位置関係を把握しづらくなるという問題がある。
本発明の目的は、後退方向の障害物が車体側面に接触することを避けるガイド、及び牽引車側連結具と被牽引車側連結具との位置合わせのガイドを直感的に把握することができるとともに、牽引車側連結具と被牽引車側連結具との視認状態を維持することができる運転支援装置および牽引車を提供することである。
上記目的を達成するために本発明は、重畳手段が予想軌跡ガイドマークの車幅中心方向側の辺を連結具よりも外縁方向に重畳し、左右一対の予想軌跡ガイドマークの車幅方向外縁側の辺を自車両側端の予想軌跡として重畳することを特徴とする。
本発明によれば、後退方向の障害物が車体側面に接触することを避けるガイド、及び牽引車側連結具と被牽引車側連結具との位置合わせのガイドを直感的に把握することができるとともに、牽引車側連結具と被牽引車側連結具との視認状態を維持することができる。
本発明の実施形態における運転支援装置の構成を示すブロック図 図1の要部である運転支援装置を搭載した牽引車の動作をイメージで説明する図 図1の要部である運転支援装置による牽引車と被牽引車の接続アシスト用のガイドを説明するフロー図 図1の要部である画像重畳部によって重畳される予想軌跡ガイドマークをイメージで説明する図 図4の状態から牽引車が後退したときに画像重畳部によって重畳される予想軌跡ガイドマークをイメージで説明する図 図5の状態から牽引車が後退したときに画像重畳部によって重畳される予想軌跡ガイドマークをイメージで説明する図 図4の画像重畳部によって重畳される予想軌跡ガイドマークの変形例をイメージで説明する図
以下、本発明の実施形態の運転支援装置について図面を参照しながら説明する。
図1は本発明の実施形態の運転支援装置101の構成を示すブロック図である。
図1において、運転支援装置101は、撮像手段102と、表示手段103と、舵角センサ104と、車速センサ105と、ギアポジションセンサ106と、入力手段107とそれぞれ接続する。なお、撮像手段102、表示手段103、舵角センサ104、車速センサ105、ギアポジションセンサ106、及び入力手段107は、運転支援装置101に含まれてもよいし、運転支援装置101と共に牽引車の構成としてもよい。
運転支援装置101は、画像取得手段108と、制御手段109と、記憶手段110とを有する。
運転支援装置101は、舵角センサ104、車速センサ105、ギアポジションセンサ106、及び入力手段107からの入力信号に基づいて、撮像手段102から入力された自車両後方の撮像画像に自車両のステアリング操舵に応じた左右一対の予想軌跡ガイドマークを重畳した重畳画像を生成し、生成した重畳画像を表示手段103に出力する。
撮像手段102は、カメラにより構成される。撮像手段102は、自車両の後部に取り付けられる。例えば、撮像手段102は、ナンバプレートまたはトランクの近傍に取り付けられる。
なお、撮像手段102は、複数のカメラにより構成されてもよい。また、撮像手段102の取付位置は、自車両後部の連結具とこの連結具に連結される被牽引車の被連結具とを含む自車両後方を撮像できれば、いずれの箇所であってもよい。
表示手段103は、例えばナビゲーション装置により構成される。表示手段103は、運転席から視認可能な車内に設けられる。表示手段103は、自車両後方の撮像画像に左右一対の予想軌跡ガイドマークが重畳された重畳画像を運転支援装置101から入力され、この重畳画像を表示する。
舵角センサ104は、ステアリングの切れ角を示す舵角信号を運転支援装置101に出力する。
車速センサ105は、自車両の車速を示す車速信号を運転支援装置101に出力する。
ギアポジションセンサ106は、ギアポジションの状態を示すギアポジション状態信号を運転支援装置101に出力する。
入力手段107は、ユーザの指示命令を示す入力信号を運転支援装置101に出力する。入力手段107は、例えばタッチパネルやリモコン、スイッチ、または操作ボタンにより構成される。入力手段107は、タッチパネルにより構成される場合、表示手段103に設けられてもよい。入力手段107は、ユーザによって操作され、ユーザの指示命令を示す入力信号を運転支援装置101に出力する。例えば、入力手段107は、牽引車と被牽引車との接続アシスト用の予想軌跡ガイドマークの切り替え命令の信号を運転支援装置101に出力する。なお、以下の説明では、「牽引車と被牽引車との接続アシスト用の予想軌跡ガイドマーク」を単に「予想軌跡ガイドマーク」と記す。
次に、運転支援装置101の内部構成について説明する。
運転支援装置101は、画像取得手段108と、この画像取得手段108と接続する制御手段109と、この制御手段109に接続する記憶手段110とを有する。制御手段109は、画像変換部111と画像重畳部112と状態制御部113とを有する。
画像取得手段108は、例えばバッファメモリのような揮発性メモリで構成される。画像取得手段108は、撮像手段102と接続する。画像取得手段108は、撮像手段102から入力された撮像映像によって得られる映像データを一時的に記憶する。画像取得手段108に記憶された映像データは、制御手段109の画像変換部111に出力される。
制御手段109は、例えばVLSI(Very Large Scale Integration)、またはCPU(Central Processing Unit)により構成される。制御手段109は、表示手段103、舵角センサ104、車速センサ105、ギアポジションセンサ106、入力手段107、画像取得手段108、及び記憶手段110と接続する。制御手段109は、舵角センサ104からの舵角信号、及びギアポジションセンサ106からのリバース信号によって後退を案内するための映像処理を行う。そして、制御手段109は、入力手段107から牽引用の後退案内を促す入力信号によって、牽引用の後退を案内するための映像処理を行う。なお、制御手段109は、車速センサ105からの入力信号を用いてさらに各種処理を行っても良い。以下、制御手段109内の画像変換部111、画像重畳部112、及び状態制御部113を用いて説明を行うが、これら各構成による制御手段109外部との接続、データの入出力、処理は、制御手段109による外部との接続、データの入出力、処理と同義である。
記憶手段110は、例えばフラッシュメモリやROM(Read Only Memory)のような不揮発性メモリにより構成される。記憶手段110は、予想軌跡ガイドマーク、舵角に応じた後退ガイド用の予想軌跡線、舵角ゼロのときの後退ガイド用の固定軌跡線、距離指標等自車両に固有な画像データ、及び制御手段109による制御用の各種プログラム等を記憶する。予想軌跡ガイドマークは、左右一対の面状に構成されている。
画像変換部111及び画像重畳部112は、例えばASIC(Application Specific Integrated Circuit)のような画像処理手段により構成されている。画像変換部111は、画像取得手段108から入力された撮像映像に画像処理を施して表示手段103に表示可能な映像信号に変換して画像重畳部112に出力する。
画像重畳部112は、状態制御部113からの命令に応じて、記憶手段110から読み出した予想軌跡線若しくは固定軌跡線、または距離指標等の画像データを選択的に読み出して重畳する。画像重畳部112は、所定時間毎に作成したこの重畳映像を表示手段103に出力する。
状態制御部113は、入力された自車両の運転状態の情報に基づいて、画像重畳部112に対して牽引用の予想軌跡ガイド、予想軌跡線若しくは固定軌跡線、距離指標等の画像データの重畳、または表示手段103への合成映像の出力等の命令を行う。例えば、状態制御部113は、舵角センサ104からの舵角信号、及びギアポジションセンサ106からのリバース信号によって、画像重畳部112に対して、後退を案内するための画像重畳を命令する。また、状態制御部113は、入力手段107から牽引用の後退案内を促す入力信号を取得した場合、画像重畳部112に対して、牽引用の後退を案内するための画像重畳を命令する。
次に、運転支援装置101による運転支援処理について説明する。
図2は、運転支援装置101を搭載した牽引車201の動作をイメージで説明する図である。
図2に示すように、牽引車201は、自車両後部に設けた連結具202を被牽引車203の被連結具204に接続するために後退している。回転中心205、206は、牽引車201のステアリングの切れ角が適切な量より小さいとき、適切なときの回転中心を示すものである。この回転中心205、206は、アッカーマンモデルに基づいて、ステアリング切れ角に応じた牽引車201のリア車軸上の一点で示される。この回転中心205、206によって連結部202の移動経路を予測することができる。例えば、ステアリング切れ角が浅いとき、連結部202は移動経路207で移動し、ステアリング切れ角が適切なとき、連結部202は移動経路208で移動する。ステアリングに応じたこれらの移動経路に基づいて表示手段103に予想軌跡ガイドマークが描画される。運転者はこの予想軌跡ガイドマークを見て、連結具202が被連結具204に向かうようにステアリング切れ角を調整することができる。
次に、本発明の運転支援装置101による牽引車201と被牽引車の接続アシスト用のガイド(以下、単に「牽引ガイド」と記す)について説明する。
図3は、本発明の運転支援装置101による牽引ガイドを説明するフロー図である。
まず、ステップS1に示すように、状態制御部113は、入力手段107から入力された牽引ガイドの開始指示を検知して処理を開始する。
次に、ステップS2に示すように、表示手段103は撮像手段102が撮像した後方画像を表示する。具体的には、画像変換部111は、画像取得手段108から取得した撮影画像を表示可能な映像信号に変換する。この変換された映像信号は、画像重畳部112を介して表示手段103に出力される。
次に、ステップS3に示すように、状態制御部113は、舵角センサ104からステアリングの舵角情報を取得する。
次に、ステップS4に示すように、画像重畳部112は、状態制御部113が取得した舵角センサ104の舵角情報に基づいて、予想軌跡ガイドマークを記憶手段110から読み出す。そして、画像重畳部112は、記憶手段110から読み出した予想軌跡ガイドマークをステップS2で変換した映像信号に重畳する。表示手段103は、画像重畳部112から出力されたこの重畳画像を表示する。
次に、ステップS5に示すように、状態制御部113は、入力手段107から牽引ガイドの終了指示が入力されたか否かを判定する。
ステップS5でNOの場合、制御手段109は、再度ステップS3の処理を行い、牽引ガイドを継続する。
ステップS5でYESの場合、ステップS6に示すように、画像重畳部112は、ステップS4で重畳した予想軌跡ガイドマークを消す。そして、ステップS7に示すように、画像変換部111によって変換された映像信号の表示手段103への出力が停止される。これにより、表示手段103は、自車両後方の撮像画像の表示を消す。
次に、画像重畳部112によって重畳される予想軌跡ガイドマークについて説明する。
図4は、画像重畳部112によって重畳される予想軌跡ガイドマークをイメージで説明する図である。図5は、図4の状態から牽引車が後退したときに画像重畳部112によって重畳される予想軌跡ガイドマークをイメージで説明する図である。図6は、図5の状態からさらに牽引車が後退したときに画像重畳部112によって重畳される予想軌跡ガイドマークをイメージで説明する図である。なお、以下、図4〜図6について、表示手段103に表示される表示画像として説明を行うが、図4〜図6に表示されている画像は、画像重畳部112によって重畳された重畳画像、及び表示手段103に表示される表示画像のいずれをも意味する。
図4に示すように、表示画像には、牽引車401、牽引車側連結具402、被牽引車403、被牽引車側連結具404、及び障害物409が映っている。そして、自車両のステアリング操舵に応じた左右一対の面状の予想軌跡ガイドマーク405、406が重畳されている。予想軌跡ガイドマーク405、406は、それぞれ、車幅方向中心側の辺405a、406a、車幅方向外縁側の辺405b、406b、後退方向側の辺405c、406cで構成される。
予想軌跡ガイドマーク405、406の車幅方向中心側の辺405a、406aは、牽引車側連結具402よりも外縁方向に重畳されている。すなわち、左方の予想軌跡ガイドマーク405の車幅方向中心側の辺405aは、牽引車側連結具402よりも左方に重畳されている。右方の予想軌跡ガイドマーク406の車幅方向中心側の辺406aは、牽引車側連結具402よりも右方に重畳されている。このため、左方の予想軌跡ガイドマーク405の車幅中心方向側の辺405aと、右方の予想軌跡ガイドマーク406の車幅中心方向側の辺406aとの間隔内に牽引車側連結具402が表示される。これによって、予想軌跡ガイドマーク405、406は、牽引車側連結具402上に重ならず、離隔されている。この辺405aと辺406aとで挟まれた領域が、牽引車側連結具402の予想軌跡を示す。
予想軌跡ガイドマーク405、406の車幅方向外縁側の辺405b、406bは、それぞれ自車両左右側端の従来の予想軌跡線を示す。この辺405b、406bで挟まれる領域内に物体が存在するか否かによって、牽引車401の衝突を判断することができる。例えば、図4に示すように、辺405b、406bで挟まれる領域に障害物409が存在する。これによって、運転者は、このまま牽引車401を後退すると牽引車401が障害物409に衝突することを判断できる。後退方向側の辺405c、406cは、距離指標を示す。
図4では、辺405aと辺405bとの後退方向側先端を結んだ線が辺405c、辺406aと辺406bとの後退方向側先端を結んだ線が辺406cとして示されている。なお、辺405c、辺406cは、後退方向側先端で結ばれなくてもよい。辺405c、辺406cは、それぞれ辺405aと辺405bとを連結し、辺406aと辺406bとを連結するものであればよい。
また、予想軌跡ガイドマーク405、406は、さらに自車両方向側の先端部に停止指標407、408をそれぞれ有する。運転者は、牽引車401の後退によってこの停止指標407、408が被牽引車403に近づいてきた場合に、被牽引車403の接近を判断することができる。この停止指標407、408は、予想軌跡ガイドマーク405、406と区別するために、予想軌跡ガイドマーク405、406と色分けしてもよい。また、本実施形態では、予想軌跡ガイドマーク405、406は、停止指標407、408を含んでいるが、停止指標407、408を含まなくてもよい。
この予想軌跡ガイドマーク405、406によれば、図5及び図6に示すように、牽引車401が徐々に後退して被牽引車403に接近しても、牽引車側連結具402または被牽引車側連結具404にガイドマーク若しくは指標線などの画像が重畳されないとともに、牽引車側連結具402と被牽引車側連結具404との間にもガイドマークや指標線などの画像が重畳されない。これによって、運転者は、牽引車側連結具402または被牽引車側連結具404の位置を撮像画像から見失うことなく、牽引車側連結具402及び被牽引車側連結具404の視認状態を維持したまま位置合わせをすることができる。一方で、運転者は、辺405aと辺406aとで挟まれた領域が牽引ガイドであることを直感的に把握することができる。そして、この牽引ガイドによって運転者は、牽引車側連結具402の予想経路を直感的に把握することができる。そして、運転者は、辺405aと辺406aとで挟まれた領域に沿って牽引車側連結具402を動かすように牽引車401を後退させることで、図6に示すように牽引車側連結具402と被牽引車側連結具404とを精度よくガイドすることができる。また、この予想軌跡ガイドマーク405、406の外縁方向側の辺405b、406bを用いて、後退方向の障害物が車体側面に接触することを避けることができる。
以上のように、本発明の制御手段109、特に画像重畳部112によれば、左右一対の予想軌跡ガイドマーク405、406の車幅中心方向側の辺405a、406aを牽引車側連結具402よりも外縁方向に重畳し、予想軌跡ガイドマーク405、406の車幅方向外縁側の辺405b、406bを自車両側端の予想軌跡として重畳することができる。これによって、牽引車401の後退方向の障害物が車体側面に接触することを避けるガイド、及び牽引車側連結具402と被牽引車側連結具404との位置合わせのガイドを直感的に把握することができるとともに、牽引車側連結具402及び被牽引車側連結具404の視認状態を維持することができる。
そして、予想軌跡ガイドマーク405、406は、それぞれ辺405a、406aと、辺405b、406bと、距離指標405c、406cとが連結して面状に構成されている。これによって、牽引車401が周囲の障害物と接触することを避けるガイドと、牽引ガイドとの2種類のガイドを1種類のガイドマークによって表すことができる。したがって、運転者は、1種類のガイドマークによって複数のガイドを直感的に把握することができる。
なお、画像重畳部112は、通常の後退支援時と、牽引ガイド時とで、重畳する画像を切り替えてもよい。例えば、状態制御部113が入力手段107から牽引車401と被牽引車403との接続アシスト用のガイドの指示を検知した場合、画像重畳部112は、予想軌跡ガイドマーク405、406を撮像画像に重畳する。一方、状態制御部113が入力手段107から牽引ガイドの指示を検知せず、ギアポジションセンサ106からリア状態を検知した場合、画像重畳部112は、記憶手段110からステアリング舵角に応じた自車両側端の予想軌跡線と舵角ゼロ時の固定軌跡線とを読み出して撮像画像に重畳する。この自車両側端の予想軌跡線は、少なくとも辺405b、406bで構成される。望ましくは、この辺405b、406bの先端部が互いに結ばれている。
このように、画像重畳部112により、通常の後退支援時と、牽引ガイド時とで重畳する画像を切り替えることによって、牽引車の状況に応じて必要なガイドを行うことができる。通常の後退支援時には、牽引ガイドが必要無く、後退方向の障害物が車体側面に接触することを防止するという1種類のガイドのみでよい。その理由は、予想軌跡ガイドマーク405、406を重畳するとかえって辺405b、406bへの運転者の注意が低下するからである。一方、牽引ガイド時には、2種類のガイドが必要になり、かつ、牽引ガイドの対象である牽引車側連結具402が車体後端中央部にあるため、予想軌跡ガイドマーク405、406の重畳によって視認性を維持した牽引ガイドを行うことができる。
(変形例1)
次に、図4の予想軌跡ガイドマーク405、406の変形例を説明する。図7は、画像重畳部112によって重畳される図4の予想軌跡ガイドマーク405、406の変形例をイメージで説明する図である。
画像変換部111は、画像取得手段108から取得した撮像画像を視点変換して俯瞰画像を作成する。図7に示すように、画像重畳部112は、記憶手段110から、自車両画像701と、牽引車側連結具702と、予想軌跡ガイドマーク705、706とを読み出して俯瞰画像に重畳する。俯瞰画像には、被牽引車703と被牽引車側連結具704とが映っている。運転者は、予想軌跡ガイドマーク705、706の車幅方向中心側の辺705a、706aに挟まれた領域に沿って牽引車701を移動させることによって、牽引車側連結具702と被牽引車側連結具704との位置を見失うことなく位置合わせすることができる。
2011年3月2日出願の特願2011−44650の日本出願に含まれる明細書、図面及び要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
本発明にかかる運転支援装置および牽引車は、被牽引車に牽引車を連結する際に適切な視界支援を行うのに有用である。
101 運転支援装置
102 撮像手段
103 表示手段
109 制御手段
112 画像重畳部

Claims (5)

  1. 自車両後部の連結具とこの連結具に連結される被牽引車の被連結具とを含む自車両後方の撮像画像を取得する画像取得手段と、
    この画像取得手段が取得した撮像画像に、自車両のステアリング操舵に応じた左右一対の面状の予想軌跡ガイドマークを重畳してこの重畳画像を表示手段に出力する重畳手段とを備え、
    この重畳手段は、前記予想軌跡ガイドマークの車幅中心方向側の辺を前記連結具よりも外縁方向に重畳し、前記予想軌跡ガイドマークの車幅方向外縁側の辺を自車両側端の予想軌跡として重畳することを特徴とする運転支援装置。
  2. 前記重畳手段が重畳した重畳画像を表示する表示手段をさらに備え、
    前記表示手段には、左方の前記予想軌跡ガイドマークの車幅中心方向側の辺と、右方の前記予想軌跡ガイドマークの車幅中心方向側の辺との間隔内に前記連結具が表示されることを特徴とする請求項1に記載の運転支援装置。
  3. 自車両後部の連結具とこの連結具に連結される被牽引車の被連結具とを含む自車両後方を撮像し、この撮像画像を前記画像処理手段に出力する後方撮像手段をさらに備えたことを特徴とする請求項2に記載の運転支援装置。
  4. 自車両後部に設置された連結具と、
    自車両後部に設置され、前記連結具と前記連結具に連結される被牽引車の被連結具とを含む自車両後方を撮像する後方撮像手段と、
    車内に設けられ、自車両のステアリング舵角を検出する舵角検出手段と、
    車内に設けられ、前記後方撮像手段が取得した撮像画像に、前記舵角検出手段が検出した自車両のステアリング舵角に応じた左右一対の予想軌跡ガイドマークを重畳する重畳手段と、
    運転席から視認可能な車内に設けられて前記重畳手段が重畳した重畳画像を表示する表示手段を備え、
    前記表示手段は、左右一対の前記予想軌跡ガイドマークの車幅中心方向側の辺を前記連結具よりも外縁方向に表示し、左右一対の前記予想軌跡ガイドマークの車幅方向外縁側の辺を自車両側端の予想軌跡として表示することを特徴とする牽引車。
  5. 前記表示手段には、左方の前記予想軌跡ガイドマークの車幅中心方向側の辺と、右方の前記予想軌跡ガイドマークの車幅中心方向側の辺との間隔内に前記連結具を表示することを特徴とする請求項4に記載の牽引車。
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