JP6376936B2 - 運転支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、トレーラを牽引する車両を後進させる運転を支援する技術に関するものである。

トレーラを牽引する車両を後進させる運転を支援する技術としては、車両後部に備えたカメラで撮影したトレーラの画像より、車両とトレーラとの相対的に位置関係を検出し、検出した位置関係に基づいて、そのまま車両を後進させた場合に予想されるトレーラの移動軌跡を算出し、算出した移動軌跡をトレーラ後部に設けたカメラで撮影したトレーラ後方の映像に重畳して表示する技術が知られている（たとえば、特許文献１）。

特開２００６-２５６５４４号公報

トレーラを牽引する車両を後進させる場合、車両とトレーラとの進行方向の差が大きくなると、車両の後部とトレーラの前部との衝突が発生する。
そして、上述したような車両を後進させた場合に予想されるトレーラの移動軌跡を提示する運転支援の技術では、このような衝突の未然防止を充分に支援することができない。
そこで、本発明は、車両とトレーラの衝突を未然防止できる形態で、トレーラを牽引する車両を後進させる運転を支援することを課題とする。

前記課題達成のために、本発明は、トレーラを牽引する車両を後進させる運転を支援する運転支援装置に、前記トレーラを撮影する前記車両に固定されたカメラと、前記カメラで撮影した映像より前記トレーラの前記車両に対する向きを画像認識するトレーラ認識手段と、前記車両の舵角を検出する舵角検出手段と、車両の後進時に、前記トレーラ認識手段が認識した前記トレーラの前記車両に対する向きと、前記舵角検出手段が検出した舵角とより、現在の舵角で後進した場合に車両とトレーラとが衝突するかどうかを判定する衝突有無判定手段と、前記衝突有無判定手段が、車両とトレーラとが衝突すると判定した場合に、当該衝突の回避を促すメッセージを出力する案内手段とを備えたものである。

ここで、このような運転支援装置は、前記衝突有無判定手段において、車両とトレーラとが衝突すると判定した場合に、前記車両の舵角を変更することによる衝突を回避可能かどうかを算定すると共に、前記案内手段において、前記衝突有無判定手段が前記車両の舵角を変更することにより衝突を回避可能と算定した場合には、前記メッセージとして舵角の変更を促すメッセージを出力するように構成してもよい。

また、以上の運転支援装置は、前記衝突有無判定手段において、車両とトレーラとが衝突すると判定した場合に、前記車両の舵角を変更することによる衝突を回避可能かどうかを算定すると共に、前記衝突有無判定手段において、前記車両の舵角を変更しても衝突を回避できないと算定された場合には、前記案内手段において、前記メッセージとして前進を促すメッセージを出力するように構成してもよい。
また、以上の運転支援装置には、前記トレーラ認識手段が認識した前記トレーラの前記車両に対する向きと、前記舵角検出手段が検出した舵角とより、現在の舵角で後進した場合の前記トレーラの移動軌跡を予測し、予測した移動軌跡を表示するトレーラ予測軌跡表示手段を設けることも好ましい。

以上のような運転支援装置によれば、トレーラを牽引する車両の後進時に、そのままの舵角で後進を続けると車両とトレーラが衝突する場合には、メッセージの出力によって、当該衝突の回避を促す案内を行うことができる。

より具体的には、運転支援装置は、トレーラを牽引する車両の後進時に、そのままの舵角で後進を続けると車両とトレーラが衝突する可能性があるが舵角を変更すれば車両とトレーラとが衝突しない場合に、運転者に舵角の変更を案内したり、舵角の如何に関わらず後進を続けると車両とトレーラが衝突する場合に、車両の前進を運転者に案内する動作を行うことができる。

よって、本発明によれば、車両とトレーラの衝突を未然防止できる形態で、トレーラを牽引する車両を後進させる運転を支援することができる。

以上のように、本発明によれば、車両とトレーラの衝突を未然防止できる形態で、トレーラを牽引する車両を後進させる運転を支援することができる。

本発明の実施形態に係る運転支援装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る車両とトレーラとを示す図である。 本発明の実施形態に係る後進運転支援処理を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る運転支援装置の表示例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について説明する。
図１に、本実施形態に係る運転支援装置の構成を示す
ここで、運転支援装置は四輪自動車やトラック等の車両に搭載される装置であり、図２ａに示すように、ボートなどの積載物を運搬するためのトレーラ２を牽引する車両１を後進させる運転の支援を行う装置である。なお、トレーラ２は、トレーラハウスなどの積載物が固定的に載せ置かれるものであってもよい。

さて、図１に戻り、運転支援装置は、車両１の変速器のギア位置（バック、ドライブ、１速、２速など）を検出するギア位置センサ１０１、車両１の舵角(タイヤの向き)を検出する舵角センサ１０２、後方カメラ１０３、トレーラ認識部１０４、車両軌跡算出部１０５、トレーラ軌跡算出部１０６、衝突予測部１０７、制御部１０８、表示装置１０９、音声出力装置１１０を備えている。

また、後方カメラ１０３は、図２ａに示すように車両１の後部に設けられ、車両１後方を撮影する。
ここで、トレーラ２は、上下方向から見て四角形のフレームと左右の車輪よりなる台車部２０１と、台車部２０１の前方に連結された連結部２０２とを有する。連結部２０２は上下方向から見て、後方に向かって広がるＹ字形状を有し、連結部２０２の前方端部には、車両１の後部に設けられているヒッチボールと、上下方向を回転軸として回動可能に係り合うカプラが設けられている。なお、連結部２０２の後方端の左右方向幅は台車部２０１の前端の左右方向幅より小さくなっている。

また、図２ｂに示すように、トレーラ２の台車部２０１の前端の左右端の上部には、それぞれ、マーカ２１０が固定的に設けられている。
そして、後方カメラ１０３は積載物に関わらずにマーカ２１０を撮影できるように配置されている。
次に、トレーラ認識部１０４は、後方カメラ１０３が撮影した画像中のマーカ２１０を画像認識し、画像中の各マーカ２１０の位置より、図２ｂに示すトレーラ２の台車部２０１の前端の左右方向幅W、図２ｃに示す、トレーラ２の前後方向の車両１の前後方向に対する向きθC、車両１の後端の左右方向中央位置からトレーラ２の台車部２０１の前端の右端に向かう方向の、車両１の前後方向に対する向きθR、車両１の後端の左右方向中央位置からトレーラ２の台車部２０１の前端の左端に向かう方向の、車両１の前後方向に対する向きθLを算出する。また、トレーラ認識部１０４は、図２ｂに示す車両１の後端からトレーラ２の台車部２０１までの距離Lも、Wと、θL、θRから算出する。

なお、トレーラ２の台車部２０１の前端の左右方向幅Wや車両１の後端からトレーラ２の台車部２０１までの距離Lは、車両１とトレーラ２との組み合わせ毎に、固定値となるので、予めトレーラ認識部１０４に設定しておくようにしてもよい。
次に、舵角センサ１０２は、図２ｃに示すように、車両１の前後方向に対するタイヤの向きθTを検出するものである。
さて、このような運転支援装置の構成において、制御部１０８は、ギア位置センサ１０１が、ギア位置がバック（Ｒ）の位置にあるときには、以下に示す運転支援処理を行う。
図３に、制御部１０８が行う後進運転支援装置の手順を示す。
図示するように、この後進運転支援処理において、制御部１０８は、まず、車両軌跡算出部１０５に、舵角センサ１０２が検出している車両１の現在の舵角で後進した場合の車両１の移動軌跡を、予想車両軌跡として算出させる（ステップ３０２）。

次に、トレーラ軌跡算出部１０６に、予想車両軌跡で車両１が後進した場合のトレーラ２の移動軌跡を、予想車両軌跡や、トレーラ認識部１０４が認識している自トレーラの前後方向の車両１の前後方向に対する向きθC等に基づいて、予想トレーラ軌跡として算出させる（ステップ３０４）。

そして、次に、衝突予測部１０７に、予想車両軌跡と予想トレーラ軌跡とより、現在の舵角で後進した場合に、車両１とトレーラ２との衝突が発生するかどうかを予測させる（ステップ３０６）。

ここで、衝突予測部１０７における衝突が発生するかどうかの予測は、たとえば、９０度または９０度から適当なマージンを減じた角度を安全角度として、車両１が現在の舵角で後進した場合に、予想トレーラ軌跡上の各位置において、車両後端から左右方向中央の位置からトレーラ２の台車部２０１の前端の左右方向端に向かう方向の、車両１の前後方向に対する角度（θR、θL）のいずれもが、安全角度以上にならない場合に衝突が発生しないと予測し、車両１の前後方向に対する角度（θR、θL）のいずれかが、予想トレーラ軌跡上のいずれかの位置において安全角度以上になる場合には衝突が発生すると予測することにより行う。なお、予想トレーラ軌跡上の位置Ｘにおける角度（θR、θL）は、次のように算出することができる。

すなわち、図２ｄに示すように、θRの算出においては、θC、θRを上方から下方を見て反時計回りに測るものとして、車両１を予想車両軌跡上の位置Ｙまで後進させたときに、トレーラ２が位置しているはずの予想トレーラ軌跡上の位置を位置Ｘとして、位置Ｘにトレーラ２が位置するときのトレーラ２の前後方向の、位置Ｙに車両１が位置するときの車両１の前後方向に対する向きθCと、車両１の後端からトレーラ２の台車部２０１までの距離Lと台車部２０１の前端の左右方向幅Wとより、角度θRは、θR=θC +arctan(W/2L)として算出することができる。

また、同様に、θLの算出においては、θC、θLを上方から下方を見て時計回りに測るものとして、車両１を予想車両軌跡上の位置Ｙまで後進させたときに、トレーラ２が位置しているはずの予想トレーラ軌跡上の位置を位置Ｘとして、位置Ｘにトレーラ２が位置するときのトレーラ２の前後方向の位置Ｙに車両１が位置するときの車両１の前後方向に対する向きθCと、車両１の後端からトレーラ２の台車部２０１までの距離Lと台車部２０１の前端の左右方向幅Wとより、角度θLは、θL=θC +arctan(W/2L)として算出することができる。

そして、車両１とトレーラ２の衝突が予測されなかった場合には（ステップ３０８）、たとえば、図４ａに示すようにトレーラ２の予想トレーラ軌跡４０１を、車両１とトレーラ２とを模擬する図形４０２と共に表示装置１０９に表示する（ステップ３１４）。そして、ステップ３０２からの処理に戻る。

ただし、トレーラ２の後部にトレーラ２後方を撮影するトレーラ後方撮影カメラを設け、図４ｂに示すように、トレーラ方向撮影カメラが撮影したトレーラ後方の映像４０３上に予想トレーラ軌跡４０１を重畳して表示するようにしてもよい。

さて、図３に戻り、車両１とトレーラ２の衝突が予測された場合には（ステップ３０８）、車両１の舵角を変更することにより衝突を回避可能かどうかを衝突予測部１０７に判定させる（ステップ３１０）。

ここで、トレーラ２の前後方向の車両１の前後方向に対する向きθCがある角度θth以上大きくなると、どのような舵角で車両１を後進させても車両１とトレーラ２の衝突は避けられなくなる。また、この角度θthは、車両１の後端からトレーラ２の台車部２０１の前端までの距離Lと台車部２０１の前端の左右方向幅Wに依存して定まる。

また、車両の舵角を変更することにより衝突を回避可能かの判定は、たとえば、次のように行うことができる。
すなわち、予め、衝突予測部１０７に、距離Lと幅Wと角度θthとの関係を示すテーブル、または、距離Lと幅Wから角度θthを算出するための算出式を設定しておく。そして、衝突予測部１０７において、トレーラ認識部１０４で認識した距離Lと幅Wとより角度θthをテーブルまたは算出式を用いて算出し、トレーラ認識部１０４で認識したトレーラ２の前後方向の車両１の前後方向に対する向きθCが角度θth未満である場合には、車両１の舵角を変更することにより衝突を回避可能と判定し、トレーラ認識部１０４で認識したトレーラ２の前後方向の車両１の前後方向に対する向きθCが角度θth以上である場合には、車両１の舵角を変更しても衝突を回避できないと判定する。

次に、車両１の舵角を変更することにより衝突を回避可能と判定された場合には（ステップ３１０）、運転者に対して舵角を変更するよう案内するメッセージを出力する（ステップ３１６）。そして、ステップ３０２からの処理に戻る。

このステップ３１６におけるメッセージの出力は、たとえば、「このまま後進するとトレーラ２と衝突します。舵角をゆるめてください」といったメッセージを表示装置１０９に表示したり、音声メッセージとして音声出力装置１１０から出力することにより行う。

一方、車両１の舵角を変更しても衝突を回避できない判定された場合には（ステップ３１０）、運転者に対して前進を案内するメッセージを出力する（ステップ３１２）。そして、ステップ３０２からの処理に戻る。

このステップ３１２におけるメッセージの出力は、たとえば、「これ以上、後進するとトレーラ２と衝突します。一旦、前進してやり直して下さい」といったメッセージを表示装置１０９に表示したり、音声メッセージとして音声出力装置１１０から出力することにより行う。

そして、ステップ３０２からの処理に戻る。
以上、制御部１０８が行う後進運転支援処理について説明した。
以上のように、本実施形態によれば、トレーラ２を牽引する車両１の後進時に、舵角の如何に関わらず後進を続けると車両１とトレーラ２が衝突する場合には、車両１の前進を運転者に案内する。また、そのままの舵角で後進を続けた場合に車両１とトレーラ２が衝突する可能性があるが舵角を変更すれば車両１とトレーラ２が衝突しない場合には、運転者に舵角の変更を案内する。

よって、本実施形態によれば、車両１とトレーラ２の衝突を未然防止できる形態で、トレーラ２を牽引する車両１を後進させる運転を支援することができる。

１…車両、２…トレーラ、１０１…ギア位置センサ、１０２…舵角センサ、１０３…後方カメラ、１０４…トレーラ認識部、１０５…車両軌跡算出部、１０６…トレーラ軌跡算出部、１０７…衝突予測部、１０８…制御部、１０９…表示装置、１１０…音声出力装置、２０１…台車部、２０２…連結部、２１０…マーカ、４０１…予想トレーラ軌跡。

Claims (5)

1. トレーラを牽引する車両を後進させる運転を支援する運転支援装置であって、
   前記トレーラを撮影する前記車両に固定されたカメラと、
   前記カメラで撮影した映像より前記トレーラの前記車両に対する向きを画像認識するトレーラ認識手段と、
   前記車両の舵角を検出する舵角検出手段と、
   車両の後進時に、前記トレーラ認識手段が認識した前記トレーラの前記車両に対する向きと、前記舵角検出手段が検出した舵角とより、現在の舵角で後進した場合に前記車両と前記トレーラとが衝突するかどうかを判定する衝突有無判定手段と、
   前記衝突有無判定手段が、車両とトレーラとが衝突すると判定した場合に、当該衝突の回避を促すメッセージを出力する案内手段とを有することを特徴とする運転支援装置。
2. 請求項１記載の運転支援装置であって、
   前記衝突有無判定手段は、車両とトレーラとが衝突すると判定した場合に、前記車両の舵角を変更することによる衝突を回避可能かどうかを算定し、
   前記案内手段は、前記衝突有無判定手段が前記車両の舵角を変更することにより衝突を回避可能と算定した場合には、前記メッセージとして舵角の変更を促すメッセージを出力することを特徴とする運転支援装置。
3. 請求項１記載の運転支援装置であって、
   前記衝突有無判定手段は、車両とトレーラとが衝突すると判定した場合に、前記車両の舵角を変更することによる衝突を回避可能かどうかを算定し、
   前記案内手段は、前記衝突有無判定手段が前記車両の舵角を変更しても衝突を回避できないと算定した場合には、前記メッセージとして前進を促すメッセージを出力することを特徴とする運転支援装置。
4. 請求項２記載の運転支援装置であって、
   前記案内手段は、前記衝突有無判定手段が前記車両の舵角を変更しても衝突を回避できないと算定した場合には、前記メッセージとして前進を促すメッセージを出力することを特徴とする運転支援装置。
5. 請求項１、２、３または４記載の運転支援装置であって、
   前記トレーラ認識手段が認識した前記トレーラの前記車両に対する向きと、前記舵角検出手段が検出した前記車両の舵角とより、現在の舵角で後進した場合の前記トレーラの移動軌跡を予測し、予測した移動軌跡を表示するトレーラ予測軌跡表示手段を有することを特徴とする運転支援装置。