特開2022-189803距離をおいた対象物のコンポーネントの方へ車両を移動させる方法（事前位置決め点）
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022189803
(43)【公開日】2022-12-22
(54)【発明の名称】距離をおいた対象物のコンポーネントの方へ車両を移動させる方法（事前位置決め点）
(51)【国際特許分類】
B60W 30/10 20060101AFI20221215BHJP
B62D 53/12 20060101ALI20221215BHJP
B60W 60/00 20200101ALI20221215BHJP
B62D 53/00 20060101ALI20221215BHJP
【ＦＩ】
B60W30/10
B62D53/12
B60W60/00
B62D53/00 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2022094047
(22)【出願日】2022-06-10
(31)【優先権主張番号】10 2021 002 955.0
(32)【優先日】2021-06-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE
(71)【出願人】
【識別番号】508323757
【氏名又は名称】ヨスト－ベルケ・ドイチェラント・ゲーエムベーハー
【住所又は居所原語表記】Ｓｉｅｍｅｎｓｓｔｒａｓｓｅ ２， ６３２６３ Ｎｅｕ－Ｉｓｅｎｂｕｒｇ， Ｇｅｒｍａｎｙ
(74)【代理人】
【識別番号】100108855
【弁理士】
【氏名又は名称】蔵田 昌俊
(74)【代理人】
【識別番号】100179062
【弁理士】
【氏名又は名称】井上 正
(74)【代理人】
【識別番号】100199565
【弁理士】
【氏名又は名称】飯野 茂
(74)【代理人】
【識別番号】100212705
【弁理士】
【氏名又は名称】矢頭 尚之
(74)【代理人】
【識別番号】100219542
【弁理士】
【氏名又は名称】大宅 郁治
(74)【代理人】
【識別番号】100153051
【弁理士】
【氏名又は名称】河野 直樹
(74)【代理人】
【識別番号】100162570
【弁理士】
【氏名又は名称】金子 早苗
(72)【発明者】
【氏名】マルク・ミュラー
【テーマコード（参考）】
3D241
【Ｆターム（参考）】
3D241BA15
3D241BB03
3D241BB14
3D241BC01
3D241CA15
3D241CC19
3D241CE04
3D241CE05
(57)【要約】 （修正有）
【課題】静止する対象物への車両の改善された接近方法を発展させること。
【解決手段】車両１０がカメラ１２と評価電子機器とを含むナビゲーションモジュール１１を有し、対象物２０に対する車両の遠距離領域においてカメラによって識別要素が認識され、かつ評価電子機器によってカメラの視点ポジションから識別要素へ車両１０の後退線が計算されるように、対象物の予め定められたポジションに識別要素が取り付けられている。対象物の方向に近距離領域半径によって画定される近距離領域が定義され、後退線が近距離領域半径上に位置する仮想事前位置決め点まで計算される。
【選択図】図６
【解決手段】車両１０がカメラ１２と評価電子機器とを含むナビゲーションモジュール１１を有し、対象物２０に対する車両の遠距離領域においてカメラによって識別要素が認識され、かつ評価電子機器によってカメラの視点ポジションから識別要素へ車両１０の後退線が計算されるように、対象物の予め定められたポジションに識別要素が取り付けられている。対象物の方向に近距離領域半径によって画定される近距離領域が定義され、後退線が近距離領域半径上に位置する仮想事前位置決め点まで計算される。
【選択図】図６
【特許請求の範囲】
【請求項1】
距離をおいた対象物（２０）のコンポーネント（２１）の方へ車両（１０）を移動させる方法であって、前記車両（１０）がカメラ（１２）と評価電子機器（１３）とを含むナビゲーションモジュール（１１）を有し、前記対象物（２０）に対する前記車両（１０）の遠距離領域（Ｄｍａｘ）において前記カメラ（１２）によって識別要素（３０）が認識され、かつ前記評価電子機器（１３）によって前記カメラ（１２）の視点ポジションから前記識別要素（３０）へ前記車両（１０）の後退線（４０ｉ、４０ｉｉ、４０ｉｉｉ、４０ａ）が計算されるように、前記対象物（２０）の予め定められたポジションに前記識別要素が取り付けられている方法において、
前記対象物（２０）の方向に近距離領域半径（Ｒｍｉｎ）によって画定される近距離領域（Ｄｍｉｎ）が定義され、前記後退線（４０ｉ、４０ｉｉ、４０ｉｉｉ、４０ａ）が前記近距離領域半径（Ｒｍｉｎ）上に位置する仮想事前位置決め点（ＳＶｉ、ＳＶｉｉ、ＳＶｉｉｉ）まで計算されることを特徴とする、方法。
前記対象物（２０）の方向に近距離領域半径（Ｒｍｉｎ）によって画定される近距離領域（Ｄｍｉｎ）が定義され、前記後退線（４０ｉ、４０ｉｉ、４０ｉｉｉ、４０ａ）が前記近距離領域半径（Ｒｍｉｎ）上に位置する仮想事前位置決め点（ＳＶｉ、ＳＶｉｉ、ＳＶｉｉｉ）まで計算されることを特徴とする、方法。
【請求項2】
前記事前位置決め点（ＳＶｉ、ＳＶｉｉ、ＳＶｉｉｉ）から、前記対象物（２０）の前記コンポーネント（２１）の方向の目標経路（４３ｉ、４３ｉｉ、４３ｉｉｉ）が計算されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
常に複数の後退線（４０ｉ、４０ｉｉ、４０ｉｉｉ）がそれぞれ異なる数学関数を用いて計算され、選択された後退線（４０ａ）が前記車両（１０）によって追従されることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項4】
前記近距離領域半径（Ｒｍｉｎ）上で、複数の前記後退線（４０ｉ、４０ｉｉ、４０ｉｉｉ）の各々について、それぞれ事前位置決め点（ＳＶｉ、ＳＶｉｉ、ＳＶｉｉｉ）が計算されることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項5】
各事前位置決め点（ＳＶｉ、ＳＶｉｉ、ＳＶｉｉｉ）から、前記対象物（２０）の前記コンポーネント（２１）の方向の関連する目標経路（４３ｉ、４３ｉｉ、４３ｉｉｉ）が常に計算されることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項6】
複数の前記後退線（４０ｉ、４０ｉｉ、４０ｉｉｉ）から、前記目標経路（４３ｉ、４３ｉｉ、４３ｉｉｉ）と被牽引車両（２２）の車両縦軸（ｘ）との間の角度（φｉ、φｉｉ、φｉｉｉ）が可能な限り小さいものが、選択された後退線（４０ａ）として決定されることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項7】
１つ又は複数の前記後退線（４０ｉ、４０ｉｉ、４０ｉｉｉ、４０ａ）は、許容回廊（４１）を有し、前記許容回廊（４１）内で前記車両（１０）の実際の走行路（４２）が修正されることを特徴とする、請求項１～請求項６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項8】
前記許容回廊（４１）から離れた場合、スタートポジション（Ｓ）から新後退線（４０ｉ、４０ｉｉ、４０ｉｉｉ）が計算されることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項9】
前記識別要素（３０）は、前記遠距離領域（Ｄｍａｘ）において読み取られ、かつ検証されることを特徴とする、請求項１～請求項８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項10】
前記対象物（２０）は、前記遠距離領域（Ｄｍａｘ）において、前記識別要素（３０）に格納された情報を用いて識別されることを特徴とする、請求項１～請求項９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項11】
前記遠距離領域（Ｄｍａｘ）と前記近距離領域（Ｄｍｉｎ）との間に接近領域（Ｄｍｅｄ）が設けられ、前記接近領域（Ｄｍｅｄ）は、前記遠距離領域（Ｄｍａｘ）に対して接近領域半径（Ｒｍｅｄ）により、かつ前記近距離領域（Ｄｍｉｎ）に対して前記近距離領域半径（Ｒｍｉｎ）により区切られ、前記遠距離領域（Ｄｍａｘ）及び／又は前記接近領域（Ｄｍｅｄ）における前記後退線（４０ｉ、４０ｉｉ、４０ｉｉｉ、４０ａ）が数学関数によって計算されることを特徴とする、請求項１～請求項１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項12】
前記近距離領域（Ｄｍｉｎ）には、目標領域半径（Ｒｍｉｃ）から分離されて前記対象物（２０）の方向に目標領域（Ｄｍｉｃ）が続き、前記目標領域半径（Ｒｍｉｃ）上に、前記車両（１０）のエアサスペンション（１４）が上昇する持ち上げ点（ＳＡ）が設定されていることを特徴とする、請求項１～請求項１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項13】
前記目標領域（Ｄｍｉｃ）において、前記カメラ（１２）によって、被牽引車両（２２）の連結手段（２３）、特にキングピンが認識されることを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、請求項１の前提部に記載される特徴による、距離をおいた対象物のコンポーネントの方へ車両を移動させる方法に関する。
【背景技術】
【0002】
このような方法は、静止する対象物への車両の接近を容易にするため、又はそれどころか自律的に、すなわち運転者の関与なしにそれを実行できるようにするために用いられる。
【0003】
独国特許出願公開第１０２０１７１１９９６８号明細書は、トレーラの前面で検出可能な少なくとも１つの予め固定設定された点を含むパターンを開示する。トレーラ前部に位置する２次元座標系は、予め固定設定された点と、場合によっては、この予め固定設定された点に対して所定の距離をおいて配置されている他の点を用いて作成され、特にカメラシステムとして形成された検出ユニットによって検出される。このように形成された被牽引車両の主な欠点は、連結手段の発見性（Ａｕｆｆｉｎｄｂａｒｋｅｉｔ）であり、トレーラ前部に対する車両前後方向でのキングピンの距離が連結する間、不明であり、特に車両が斜めに近づく場合に誤った連結が起きる可能性がある。
【0004】
車両、及び車両によって収容されるべき作業器具を示す独国特許出願公開第１０２０１４２１７７４６号明細書は別の先行技術を記載する。チェス盤パターンを有する折り畳み可能な標識が作業器具に設けられ、これが少なくとも１つのカメラによって認識される。チェス盤パターンの歪みから、接近角度（Ａｎｆａｈｒｗｉｎｋｅｌ）の計算が行われるが、作業器具に設けられた連結手段の正確な高さは不明である。さらに、知覚エンジン（Ｗａｈｒｎｅｈｍｕｎｇｓｍａｓｃｈｉｎｅ）によってカメラ（単数又は複数）の画像全体ではなく、関心領域のみが処理され、それによりカメラ画像のごく一部しか利用されない。このことは、運転者の相応の関与を必要とする車両のかなり厳密な事前位置決めを前提とする。
【0005】
独国実用新案第２０２０１９１０４５７６号明細書には、連結過程のために２台の車両を位置決めする装置が記載される。車両うちの１つには、標識に相対する関連する連結手段に関するポジションデータも含むＱＲコード（登録商標）が設けられた標識が取り付けられている。標識は、もう１つの車両に配置されたカメラによって認識され読み取られる。もう１つの車両は、最終的に、計算された経路をもとにして当初ポジションから連結ポジションへ移動される。しかし公知の（ｋａｎｎｔｅ）装置は、特にセミトレーラの場合、標識をトレーラ前部に取り付けることになり、連結する間、カメラが標識によって通過され、それにより標識をナビゲーションのために利用できなくなるため、商用車の装備には適していないことが明らかになった。
【0006】
独国特許出願公開第１０２０１６２０９４１８号明細書は、牽引車両と被牽引車両とからなる連結車を作動させる方法及びシステムを説明し、牽引車両に対する被牽引車両の相対位置が、連結前と連結状態の両方で改善される。このために、被牽引車両は、牽引車両側の読取り装置によって読取り可能な少なくとも１つの情報担体を有する。情報担体の位置を測定することにより、情報担体の相対位置にも相当する牽引車両に対する被牽引車両の相対位置が検知される。
【0007】
独国特許出願公開第１０２０１２００３９９２号明細書には、車両の後部に配置されたカメラと、静止する対象物に取り付けられたポジション決定マーキングと、電子画像処理装置とを備える自動車の目的地案内システムが記載される。マーキングのジオメトリに関する情報が画像処理装置に記憶され、カメラによって提供される画像と比較される。この比較から、静止対象物に対する車両の位置情報が検知される。
【0008】
独国特許出願公開第１０２００４０２９１３０号明細書は、自動車に被牽引車両を連結する方法を扱う。被牽引車両への自動車の接近中に、被牽引車両の連結領域の格納されたモデルデータが使用され、これらが画像センサによって検出された画像データにおいてセグメント化され、すなわち画像において、モデルデータに対応する構造が発見される。格納された連結領域のモデルデータが画像データにおいて正しい位置に配置され、モデルデータと画像データとのこの重畳から被牽引車両に自動車を連結するための目標ゾーンが決定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】独国特許出願公開第１０２０１７１１９９６８号明細書
【特許文献2】独国特許出願公開第１０２０１４２１７７４６号明細書
【特許文献3】独国実用新案第２０２０１９１０４５７６号明細書
【特許文献4】独国特許出願公開第１０２０１６２０９４１８号明細書
【特許文献5】独国特許出願公開第１０２０１２００３９９２号明細書
【特許文献6】独国特許出願公開第１０２００４０２９１３０号明細書
【発明の概要】
【0010】
先行技術の欠点を出発点として、本発明は、静止する対象物への車両の改善された接近方法を発展させるという課題にもとづいている。
【0011】
上記課題は、本発明によれば、請求項１の特徴により解決される。車両は牽引車両であり、対象物は被牽引車両であり、コンポーネントは被牽引車両の連結手段であり得る。被牽引車両はトレーラであり、連結手段はキングピンであることが有利である。その場合、カメラと評価電子機器は、特に牽引車両に配置されている。識別要素が被牽引車両のフロント側、特にトレーラのフロント側に定置に装着されることが有利である。
【0012】
あるいは、車両は牽引車両と、これに連結される被牽引車両とを含むことができ、対象物はトラックヤードであり、コンポーネントはトラックヤードの上縁の中心ポジションであり得る。この変形形態では、カメラは特に、被牽引車両の、牽引車両から離反した側に配置されている。被牽引車両の、フロント側とは反対側に位置する側に位置合わせされた被牽引車両の後側に第２のカメラが取り付けられることが有利である。
【0013】
システムは、対象物への車両の自律的又は半自律的な接近も可能にする。自律的な接近とは、運転者又は他の人の介入なしの完全に自動化された車両の接近と解され、方法の開始も自動的に実行することができる。半自律的接近の場合、運転者は少なくとも方法を開始することができ、場合によっては個々のステップを引き起こすか、又は引き受けることができる。
【0014】
識別要素は、殊にカメラの視野内で対象物に取り付けられ、３次元の位置情報が設けられた標識である。標識が、対象物において、コンポーネントを中心として最大１．３０ｍの組付け半径内に配置されることが合目的的である。これによって、被牽引車両のフロント側の比較的小さい面積にカメラの視野を絞ることが可能である。識別要素は、車両縦軸、車両横軸、及び車両高さ軸におけるコンポーネントに対する識別要素の距離に関する情報を含む。
【0015】
これに加えて、識別要素には、これがトレーラ前縁の真上に配置されていない限りで、車両縦軸における識別要素に対するトレーラ前縁のポジションに関する情報を格納することもできる。
【0016】
３次元の位置情報にもとづいて、対象物への車両の接近中に、コンポーネント、特に例えばキングピンなどの連結手段の距離に関して正確に知ることができる。トレーラ前縁から、例えばキングピンを、トレーラのタイプに応じて車両縦軸において異なったポジションに設けることができる。したがって、タンク車又はサイロ車は、トレーラ前縁からキングピンまで、多くの場合６００ｍｍ～７００ｍｍの距離を有するのに対して、一般的なトレーラでは、キングピンは、トレーラ前縁に対して約１７００ｍｍの距離をおいている。車両縦軸における識別要素に相対するキングピンポジションを知ることなしには、連結中に車両の速度が高くなりすぎる恐れがあり、それによってキングピン、さらに牽引車両連結器に著しい損傷が生じる可能性がある。
【0017】
さらに、キングピンの空間ポジションを知ることなしには、連結中に牽引車両連結器が牽引車両の下に移動しすぎ、エアサスペンションによる牽引車両後部の持ち上げが遅れた場合に、牽引車両連結器が車両高さ軸でキングピンに押し付けられて損傷する危険がある。牽引車両連結器の持ち上げが早すぎるという逆のケースも同様に問題である。なぜなら、牽引車両後部の持ち上げ中に牽引車両連結器が部分的にしかトレーラ前縁の下へ移動せず、それによって特に連結プレートが設計上、予定されていない曲げ応力を受ける。さらに、連結器がトレーラ前縁の下に部分的にしか移動しない場合、特に大きいレバーアームが牽引車両連結器と、さらにトレーラに作用し、これは牽引車両連結器が持ち上げられた場合、及び積載状態において、同様に高い曲げ応力を受ける。
【0018】
近距離領域半径は、対象物のコンポーネントに相当するとともに、例えばトレーラのキングピンの中心軸から形成され得る目標ポジションに原点を有する。近距離領域半径の開き角は、カメラの視野によって画定される。斜めの接近と、その結果生じるかもしれない被牽引車両の斜めの連結は、限度内で構成可能であり、被牽引車両の車両縦軸から＋／－２５°、好ましくは＋／－１５°の角度を超えてはならない。
【0019】
事前位置決め点（Ｖｏｒｐｏｓｉｔｉｏｎｉｅｒｕｎｇｓｐｕｎｋｔ）は、牽引車両が対象物に引き続き接近する場合に、カメラがその視野から識別要素を見失う点である。被牽引車両、特にトレーラの形態の対象物の場合、カメラは、有利には後部領域、又は周辺に、若しくは牽引車両連結器のコンポーネントに組み付けられ、それにより牽引車両が接近し続けた場合にカメラがトレーラの下に移動し、被牽引車両のフロント側に取り付けられた識別要素は認識できなくなる。近距離領域半径は、対象物のコンポーネント、特にキングピンから約３．００ｍ～４．００ｍ、好ましくは３．５０ｍである。
【0020】
殊に、仮想事前位置決め点から、対象物のコンポーネントの方向の目標経路が計算される。目標経路は、例えば、事前位置決め点に設定されたステアリング操作又はステアリング角を変更することなしに車両によって走行される軌道曲線である。目標経路が、直線的に延びる目標直線から形成される方法の実施形態が極めて特に好ましい。したがって、牽引車両は、後退線の終わりに事前位置決め点から正確に直進して後退する。これによって、監視、及び目標ポジションと実際ポジションとの比較を用いる複雑な規制（Ｒｅｇｅｌｕｎｇ）から、操縦運動を行うことなしに車両をコンポーネントの方向に後退させる比較的簡単な操縦（Ｓｔｅｕｅｒｕｎｇ）への移行が達成される。後退方向の走行は、有利には、車両のステアリングシステムによるステアリング角の照会によって照会及び調整することができる。
【0021】
常に複数の後退線が、それぞれ異なる数学関数を用いて計算され、そこから選択された後退線が車両によって追従されることが有意義である。その場合、複数の後退線を、それらが計算された後に、軌跡線の曲線族として評価電子機器に格納することができる。その場合、車両は、理想的な後退線を選択し、これを走行する。その結果、評価電子機器において、必要な計算能力が反復モデルの場合よりも低減されるという利点が生じる。反復モデルの場合、車両が接近し続けるにつれて、常に新しい後退線が順次計算される。
【0022】
近距離領域半径上で、複数の後退線の各々についてそれぞれ１つの事前位置決め点が計算されることが合目的的である。複数の後退線の事前位置決め点はすべて、共通の近距離領域半径上に並べて、かつ被牽引車両の車両縦軸から様々な離隔距離をおいて配置されている。
【0023】
特に有利な実施形態では、各事前位置決め点から、対象物のコンポーネントの方向の関連する目標経路が常に計算され得る。その場合、近距離領域半径上にはさらに、車両縦軸からさらに離れている事前位置決め点の目標経路が、近距離領域半径上で、車両縦軸に、又はその隣に位置する事前位置決め点の目標経路よりも大きい角度を有する。
【0024】
複数の後退線から、目標経路と被牽引車両の車両縦軸との間の角度が可能な限り小さいものが、選択された後退線として決定されることが有利である。角度が小さいことにより、牽引車両は、被牽引車両の縦軸において可能な限り正確に接近及び連結される。
【0025】
後退線の各々は、許容回廊（Ｔｏｌｅｒａｎｚｋｏｒｒｉｄｏｒ）を有することができ、この許容回廊内で車両の実際の走行路が修正される。例えば上り坂、路面凍結、又は不安定な地面などの特殊な事象によって、車両が許容回廊から離れた場合、ここで、後退の中止、及び新スタートポジションからの新たな状況評価が行われる。
【0026】
許容回廊から離れた場合、新スタートポジションから新後退線が計算されることが有利である。
【0027】
遠距離領域において識別要素が読み取られ、かつ検証されることが有利である。車両の遠距離領域は、実施される方法の範囲内で、対象物に対して空間的に最も遠い領域である。まず、遠距離領域において、識別要素が見つけ出される必要がある。このために、カメラが準備され、その分解能と露光時間に関して調整される。識別要素は、アルゴリズムにもとづいて発見され、その後、まず特定のタイプのトレーラ又はトラックヤードの識別要素が探される。
【0028】
殊に、その場合、遠距離領域において、識別要素に格納された情報を用いて対象物が識別される。このことは、識別番号が識別要素から読み取られることにより行うことができる。識別番号、又は識別番号を補う対象物のタイプＩＤから、その対象物のタイプ、例えば被牽引車両又はトラックヤードが判明する。とりわけ、タイプＩＤと一緒に、被牽引車両の幾何学的寸法もリンクさせることができ、車両が接近した場合に考慮されるべき干渉輪郭を有する特殊な設計のケースもこれらの寸法に属する。
【0029】
遠距離領域内で、殊に対象物に車両を接近させる方法が開始され、これを運転者の要求によって半自律的に、例えばディスプレイ上で行うことができる。自律的方法の場合、スタートは、予め与えられたプログラミング、又は外部から、おそらくオペレーションスタンドから伝送される信号によって開始される。
【0030】
遠距離領域と近距離領域との間に接近領域が設けられ、接近領域は、遠距離領域に対して接近領域半径により、かつ近距離領域に対して近距離領域半径により区切られ、遠距離領域及び／又は接近領域における後退線が数学関数によって計算される場合が特に合目的的であると判明した。遠距離領域及び／又は接近領域において、少なくとも１つの理想後退線が生成される。数学関数は、特に円関数又は指数関数と解される。後退線の生成は、典型的にはナビゲーションモジュールの評価電子機器で行われる。ナビゲーションモジュールは、遠距離領域及び／又は接近領域内で識別要素の読み取りによって、対象物のコンポーネントに相対する車両の３次元の現在位置を検知する。
【0031】
別の有利な方法ステップでは、近距離領域には、目標領域半径から分離されて前記対象物の方向に目標領域が続き、目標領域半径上に、車両のエアサスペンションが上昇する持ち上げ点が設定されている。持ち上げ点は、トレーラ前縁と被牽引車両の連結手段との間に配置される。これによって、まず、被牽引車両に配置された支持ジャッキの荷重が解除される。さらに、持ち上げ点から、トレーラのトレーラプレートが連結プレートの上面に載り、それにより、この接触にもとづいて、牽引車両連結器と、トレーラのキングピンとが強制的にその企図された高さ位置に互いに位置合わせされ、車両高さ軸における誤調整による誤った連結の恐れが低減される。
【0032】
目標領域において、カメラによって、被牽引車両の連結手段、特にキングピン、及び／又は対象物に配置された代替的特徴が認識される。
【0033】
牽引車両連結器を閉じることによって目標領域が終了されることが有意義である。持ち上げ点から目標領域に達するまで、牽引車両連結器はトレーラの下を滑るように摺動して通り過ぎる。牽引車両連結器が閉じた後に、キングピンは、牽引車両連結器に回転可能に保持され、それにより牽引車両と被牽引車両とが機械的に互いに接続される。
【0034】
本発明を、より良く理解するために、本発明を８つの図をもとにして詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【0035】
【図1】牽引車両と、連結前のトレーラの形態の対象物の斜視図である。
【図2】マーカ付きの標識の形態の識別要素の平面図である。
【図3】トラックヤードの形態の対象物の斜視図である。
【図4】トラックヤードに接近するときの、牽引車両と、それに連結されたトレーラとを含む車両の側面図を示す。
【図5】牽引車両連結器に取り付けられたナビゲーションモジュールを備えた牽引車両の斜視図である。
【図6】トレーラへの３つの後退線を含む牽引車両の平面図である。
【図7】トレーラに向けて様々な領域を通過する後退線を含む牽引車両の平面図である。
【図8】本発明による方法ステップのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0036】
図１は、被牽引車両２２を収容、及び機械的に互いに連結するために、牽引車両１５に対して距離をおいた被牽引車両２２の形態の対象物２０のコンポーネント２１に後方へ近づけられる牽引車両１５の形態の車両１０の斜視図を示す。
【0037】
連結状態において、牽引車両１５と被牽引車両２２はトレーラトラックを形成する。牽引車両１５は、被牽引車両２２との着脱可能な接続のために牽引車両連結器１６を有し、この牽引車両連結器１６に被牽引車両２２の連結手段２３が引き込み可能及びロック可能である。牽引車両連結器１６は、図５に特に良く見て取れ、連結プレート１７を備え、この連結プレートは、側方からこれに作用を及ぼす２つの軸受ブロック１８を用いて牽引車両１５に取り付けられている。軸受ブロック１８は、組付けプレート１９上に置かれ、組付けプレート１９もまた、詳しく示されない車両フレームの２つの横材に載り、かつこれらと恒久的に接続されている。
【0038】
被牽引車両２２の連結手段２３は、通常、下向きに突出するキングピンであり、これは対象物２０のコンポーネント２１をなし、図１にはより良く認識できるように拡大して示されている。円滑で損傷のない連結のために、牽引車両１５を、静止する被牽引車両２２に可能な限り正確に後方へ接近させる必要がある。
【0039】
被牽引車両２２への牽引車両１５の自律的又は半自律的な接近のために、牽引車両１５は、少なくとも１つのカメラ１２と評価電子機器１３とを含むナビゲーションモジュール１１を有する。ナビゲーションモジュール１１を牽引車両連結器１６のコンポーネント、特に連結プレート１７、軸受ブロック１８の１つ及び／又は組付けプレート１９に装着することが好ましい。いずれの場合も、カメラ１２の検出可能な視野が車両１０の車両縦軸ｘにおいて後ろに、対象物２０の方向に向けられている。
【0040】
対象物２０には、標識３０の形態の識別要素が定置に装着され、図１において、この標識３０は被牽引車両２２のフロント側２４に設けられている。標識３０を被牽引車両２２の車両縦軸ｘにおいて中心に位置合わせすることができるが、そうでなくてもよい。しかし、標識３０を、車両縦軸ｘを中心とした組付け半径ＲＳにおいて、被牽引車両２２の１／２幅ＴＢに対応するように装着し（図７を参照）、これがカメラ１２によって的確に見つけ出されて読み取られるようにすることが好ましい。
【0041】
標識３０は、例示的に図２に見て取れる複数のマーカ３１を有する。各マーカ３１は、標識３０の表面にコントラストに富む暗色で塗りつぶした正方形のフィールドとして形成されている。マーカ３１は、牽引車両１５において、図６に図示されるように、カメラ１２と標識３０との相対的な視点位置の変更をもとにして少なくとも１つの後退線４０ｉ、４０ｉｉ、４０ｉｉｉを評価電子機器１３で計算できるようにするために用いられる。車両１０の接近中にカメラ１２が標識３０の側方へ移動すればするほど、マーカ３１の歪みが大きくなる。マーカ３１の歪みから、標識３０に相対する車両１０のポジションが計算される。標識３０は、常にカメラ１２の視野全体において探される。
【0042】
後退線４０ｉ、４０ｉｉ、４０ｉｉｉの的確な計算のために、特に、閉じた囲いをなす外側マーカ３２の角隅が用いられる。時々ある自立型の標識３０の裏面にはマーカ３１、特に内側マーカ３３がないため、付加的な内側マーカ３３は、車両１０が対象物２０に前側から接近するのか、後側からなのかをナビゲーションモジュール１１が認識することを可能にする。内側マーカ３３は、その大きさの程度の分だけ外側マーカ３２の外輪郭に対して内側にずらして配置されている。個々の内側マーカ３３は、内側マーカ３３と同じ大きさを有するフリースペース３４に隣接している。すべてのマーカ３１は、基本的に単一の標識３０に設けられている。
【0043】
マーカ３１、特に内側マーカ３３において、さらに、標識３０に相対するコンポーネント２１、図１の実施例ではキングピン２３の３次元の位置情報が格納されている。３次元の位置情報とは、車両縦軸ｘ、車両横軸ｙ、及び車両高さ軸ｚにおけるコンポーネント２１、例えばキングピン２３に対する標識３０の距離と解される。
【0044】
ナビゲーションモジュール１１は、３次元の位置情報を読み取り、オフセットに対応して標識３０の組付けポジションの座標系を計算により修正し、それによって標識３０の代わりに対象物２０のコンポーネント２１に車両１０が当たる。その場合、標識３０が、それに格納されたコンポーネント２１に関する３次元の位置情報により対象物２０において常に定置に取り付けられ、それ自体の位置を変えないことが不可欠である。
【0045】
マーカ３１、特に内側マーカ３３は、同様にナビゲーションモジュール１１によって読み取られる対象物２０のアイデンティティに関する情報をさらに含む。例えば、車両１０は、連結されるべき被牽引車両２２がどのタイプの被牽引車両２２であるのかという情報をこのようにして受け取る。被牽引車両２２のタイプとは、例えば、それが冷蔵トレーラであるのか、サイロトレーラであるのか、又はタンクトレーラであるのかということと解される。このような被牽引車両２２は、多くの場合、車両１０が接近する場合に考慮されるべき干渉輪郭を有する。マーカ３１に含まれる情報は、とりわけ、後退線４０ｉ、４０ｉｉ、４０ｉｉｉ（図６、図７を参照）を計算する際に事故のない接近を可能するために考慮される対象物２０の性質に関する幾何学的又は技術的データに該当する。
【0046】
標識３０は、マーカ３１に加えて、特にＱＲコードが設けられたコーディングフィールド３５をさらに有する。さらに、標識３０、合目的的にはコーディングフィールド３５に、あるいはこれに代えてマーカ３１、特に内側マーカ３３において、カメラ１２によって読み取られる被牽引車両２２の識別番号が実装されることが企図され得る。識別番号により、対象物２０若しくは被牽引車両２２に関する論理情報を標識３０とリンクさせ、それにより牽引車両１５が接近する場合に対象物２０又は被牽引車両２２が探されるものとして識別される。基本的に、コーディングフィールド３５は、主に、論理的評価のために重要であり、ナビゲーション的評価にはそれほど重要でない情報を含む。
【0047】
マーカ３１、特に内側マーカ３３において、又はコーディングフィールド３５に実装された被牽引車両２２の識別番号を用いて、少なくとも連結プレート１７がトレーラ２２と接触するまで牽引車両１５のエアサスペンション１４（図５を参照）が持ち上げられる、牽引車両１５の持ち上げ点ＳＡを定義することもできる。
【0048】
図３は、対象物２０がトラックヤード２５であり、その中心ポジション上縁２６が制御されるべきコンポーネント２１である本発明の代替の実施例を示す。トラックヤード２５の予め定められたポジションには、標識３０に相対するトラックヤード２５の中心ポジション上縁２６の３次元の位置情報が格納された標識３０が定置に取り付けられている。図４による、例えば牽引車両１５とそれに連結されたトレーラ２２とからなる車両１０は、標識３０の方向に移動し、トラックヤード２５の中心ポジション上縁２６の３次元の位置情報の分だけ修正し、制御されるべきこのコンポーネント２１の中心に後方へ当たる。
【0049】
この実施例では、標識３０に制限のない視野を保証するために、被牽引車両２２の後側２７にナビゲーションモジュール１１のカメラ１２又は、ナビゲーションモジュール１１に接続された付加的なカメラ１２ａが配置されるべきである。
【0050】
図６において、駐車した被牽引車両２２への牽引車両１５の形態の車両１０の接近が平面図で示される。牽引車両１５は、スタートポジションにある。被牽引車両２２の標識３０は、牽引車両１５に配置されたナビゲーションモジュール１１のカメラ１２によってすでに検出され、読み取られ、異なった数学関数にもとづいて全部で３つの後退線４０ｉ、４０ｉｉ、４０ｉｉｉが算出された。
【0051】
明確にする理由から、選択された後退線４０ａとしてすでにナビゲーションモジュール１１によって識別される３つの後退線４０ｉ、４０ｉｉ、４０ｉｉｉのうちの中央の後退線４０ｉｉのみが許容回廊４１を備えている。許容回廊４１とは、１つ又は複数の後退線４０ｉ、４０ｉｉ、４０ｉｉｉの周りの包絡線と解され、その範囲内では、選択された後退線４０ａから逸脱した場合に、最初に選択された後退線４０ａに戻るために、牽引車両１５をまだ逆方向に制御することができる。ナビゲーションモジュール１１において、牽引車両１５の現在ポジションが許容回廊４１の外にあることが確認された場合、逆方向に制御することはもはやできない。むしろ、現在ポジションが新スタートポジションＳと解釈され、ナビゲーションモジュール１１において、ここから後退線４０ｉ、４０ｉｉ、４０ｉｉｉの新曲線族がもう一度計算される。新たに計算された後退線４０ｉ、４０ｉｉ、４０ｉｉｉは、殊に、同様にそれぞれ許容回廊４１を備える。
【0052】
すべての実施例において、ナビゲーションモジュール１１によって計算された後退線４０ｉ、４０ｉｉ、４０ｉｉｉ（単数又は複数）は、常に、被牽引車両２２の前の関連する事前位置決め点ＳＶｉ、ＳＶｉｉ、ＳＶｉｉｉで終わる。事前位置決め点ＳＶｉ、ＳＶｉｉ、ＳＶｉｉｉのうちの１つに達すると、牽引車両１５は、真っすぐにしか戻らない。したがって、後退線４０ｉ、４０ｉｉ、４０ｉｉｉの連続計算は、事前位置決め点ＳＶｉ、ＳＶｉｉ、ＳＶｉｉｉを通過した後は行われなくなる。事前位置決め点ＳＶｉ、ＳＶｉｉ、ＳＶｉｉｉの各々は、近距離領域半径Ｒｍｉｎ上にあり、対象物２０に対するその距離は、カメラ１２、１２ａの視野によって予め定められる。牽引車両連結器１６の周辺に配置されたカメラ１２は、標識３０が取り付けられた被牽引車両２２のフロント側２４の下に牽引車両１５が接近するにつれて移動し、それにより標識３０は、事前位置決め点ＳＶｉ、ＳＶｉｉ、ＳＶｉｉｉからカメラ１２の視野内ではなくなる。事前位置決め点ＳＶｉ、ＳＶｉｉ、ＳＶｉｉｉから、牽引車両１５の選択された後退線４０ａに沿う規制された接近ではなくなり、目標直線４３ｉ、４３ｉｉ、４３ｉｉｉによって形成された関連する目標経路のうちの１つの上を対象物２０のコンポーネント２１の直線方向に操縦される直進走行である。
【0053】
図６の図の平面上の左に延びる後退線４０ｉは、近距離領域半径Ｒｍｉｎ上の関連する事前位置決め点ＳＶｉで終わる。ここから連結手段２３の方向に延びる目標直線４３ｉは、被牽引車両２２の車両縦軸ｘと角度φｉをなす。図の平面上の右に延びる後退線４０ｉｉｉは、同様に近距離領域半径Ｒｍｉｎ上の事前位置決め点ＳＶｉｉｉで終わる。事前位置決め点ＳＶｉｉｉから連結手段２３の方向に延びる目標直線４３ｉｉｉは、被牽引車両２２の車両縦軸ｘと角度φｉｉｉをなす。
【0054】
中央の後退線４０ｉｉは、被牽引車両２２の前の中央にある近距離領域半径Ｒｍｉｎ上の事前位置決め点ＳＶｉｉで終わる。目標直線４３ｉｉは、事前位置決め点ＳＶｉｉから連結手段２３へ延び、理想的には被牽引車両２２の車両縦軸ｘと一直線上に並ぶ。この場合、角度φｉｉは０°である。
【0055】
ナビゲーションモジュール１１は、計算された後退線４０ｉ、４０ｉｉ、４０ｉｉｉから、角度φｉ、φｉｉ、φｉｉｉが最小値を有するものを選択された後退線４０ａとして識別する。
【0056】
典型的には、車両１０は、４つの異なった領域を通って延びる、図７にグラフで示され、図８にフローチャートで説明される走行路４２上を対象物２０の方向に移動する。図示を簡略化するために、図７には複数の可能な後退線４０ｉ、４０ｉｉ、４０ｉｉｉのうちの１つのみ、すなわち図６ですでに有利に識別された後退線４０ｉｉが示される。
【0057】
遠距離領域Ｄｍａｘにおいて、車両１０、例えば牽引車両１５は、先発して連結されるべきトレーラ２２に接近する。トレーラ２２は、予め定められた長さＴＬと幅ＴＢとを有する。
【0058】
遠距離領域Ｄｍａｘは、遠距離領域半径Ｒｍａｘによって半径方向で対象物２０に対して外側に、かつ接近領域半径Ｒｍｅｄによって対象物２０の方向に画定される。車両１０は、遠距離領域半径Ｒｍａｘの外側では、静止対象物２０への車両１０の接近のための方法及びシステムとの関連性なしに通常の走行環境で移動する。遠距離領域半径Ｒｍａｘは、持ち上げ点ＳＡから、１２．００ｍ～１７．００ｍ、好ましくは１３．００ｍ～１６．００ｍ、特に好ましくは１４．００ｍ～１５．００ｍの長さを有し、対象物２０の正進路方向（Ｒｅｃｈｔｖｏｒａｕｓｒｉｃｈｔｕｎｇ）に１００°～１２０°の角度を描く。
【0059】
遠距離領域Ｄｍａｘ内で、接近点システムスタートＡＳに達することで、車両１０を対象物２０の方へ移動させる方法若しくはシステムがトリガされる。システムスタートのトリガは、運転者により手動で、オペレーションスタンドからの遠隔制御で、又は予め与えられたプログラミングによって行うことができる。
【0060】
車両１０の前進がまだ続いている間に、車両１０は接近点接続確立ＡＶに達し、そこからカメラ１２がオンに切り替えられ、対象物２０における標識３０が探される。接近点ＡＶでの接続確立が成功裏に行われた場合、次に、接近点対象物情報ＡＯにおいて対象物２０、特に被牽引車両２２の識別番号が読み取られる。その結果、ナビゲーションモジュール１１が、被牽引車両２２のタイプと、時にはその幾何学的寸法も識別する。走行路４２上の車両１０の前進は、スタートポジションＳで終わる。車両１０の速度は、遠距離領域Ｄｍａｘにおいて５０ｋｍ／ｈ未満である。
【0061】
遠距離領域Ｄｍａｘにおいて特定されたスタートポジションＳから、図７において選択された後退線４０ａと呼ばれる少なくとも１つの後退線４０ｉ、４０ｉｉ、４０ｉｉｉがナビゲーションモジュール１１によって生成される。後退線４０ｉｉは、標識３０に設けられたマーカ３１に対するカメラ１２の視点の向きにもとづいて計算され、対象物２０のコンポーネント２１の３次元の位置情報の分だけ修正され、位置情報は、同様に標識３０のマーカ３１においても格納されている。場合によっては、ナビゲーションモジュール１１は、１つ又は複数の後退線４０ｉ、４０ｉｉ、４０ｉｉｉのためにさらに１つの関連する許容回廊４１ｉｉを検知する。
【0062】
接近領域半径Ｒｍｅｄを通過した後、車両１０は、接近領域Ｄｍｅｄに変更される。接近領域半径Ｒｍｅｄは、持ち上げ点ＳＡから、６．００ｍ～１０．００ｍ、好ましくは７．００ｍ～９．００ｍの長さを有し、対象物２０の正進路方向に１３０°～１４０°の角度を描く。接近領域Ｄｍｅｄの走行中、すでに生成された後退線４０ｉｉ、４０ａを走行され、その場合、その場合、標識３０から３次元の位置情報が読み取られ、カメラ１２に対する標識３０の相対位置が追跡される。接近領域Ｄｍｅｄでは車両１０の速度が遠距離領域Ｄｍａｘよりも低減され、例えば最大２０ｋｍ／ｈであり得る。
【0063】
接近領域Ｄｍｅｄは、近距離領域半径Ｒｍｉｎに達すると近距離領域Ｄｍｉｎへ移る。近距離領域半径Ｒｍｉｎは、コンポーネント２１と一致する目標ポジションＳＺから、３．００ｍ～４．００ｍ、好ましくは３．３０ｍ～３．７０ｍの長さを有し、対象物２０の正進路方向１４０°までの角度を描く。近距離領域Ｄｍｉｎでは車両１０の速度が接近領域Ｄｍｅｄよりもさらに低減され、例えば最大５ｋｍ／ｈであり得る。
【0064】
近距離領域半径Ｒｍｉｎに達すると、車両１０は、対象物２０のコンポーネント２１の直前に配置されている事前位置決め点ＳＶｉｉにある。対象物２０のフロント側２４に装着された標識３０は、牽引車両１５の後部がすでにトレーラ２２の下に移動し、その結果、対象物２０に対する車両１０の相対ポジションの検出のために必要でなくなるため、事前位置決め点ＳＶｉｉから、カメラ１２の視野によって検出されなくなる。しかし牽引車両１５と被牽引車両２２は、車両縦軸ｘにおいて互いに一直線に並ぶように位置合わせされ、それにより牽引車両１５が被牽引車両２２の連結手段２３に当たるために後退しさえすればよい。
【0065】
近距離領域Ｄｍｉｎは、目標領域半径Ｒｍｉｃに達すると目標領域Ｄｍｉｃに移る。目標領域半径Ｒｍｉｃは、コンポーネント２１と一致する目標ポジションＳＺから、対象物２０の１／２幅、この例では、被牽引車両２２の１／２幅ＴＢ相当する、例えば２．５５ｍの長さを有し、対象物２０の正進路方向に１８０°までの角度を描く。車両縦軸ｘにおいて、牽引車両１５の後部がエアサスペンション１４によって牽引車両連結器１６とともに持ち上げられる持ち上げ点ＳＡが目標領域半径Ｒｍｉｃ上に位置する。持ち上げ点ＳＡから、牽引車両連結器１６は、キングピン２３が牽引車両連結器１６に引き込まれる目標ポジションＳＺに達するまで被牽引車両２２と滑り接触する。目標領域Ｄｍｉｃでは、車両１０の速度が近距離領域Ｄｍｉｎよりもさらに低減され、例えば最大で２．５ｋｍ／ｈであり得る。
【符号の説明】
【0066】
１０ 車両
１１ ナビゲーションモジュール
１２ カメラ
１２ａ 付加的カメラ 被牽引車両
１３ 評価電子機器
１４ エアサスペンション
１５ 牽引車両
１６ 牽引車両連結器
１７ 連結プレート
１８ 軸受ブロック
１９ 組付けプレート
２０ 対象物
２１ コンポーネント
２２ 被牽引車両、トレーラ
２３ 連結手段、キングピン
２４ フロント側 被牽引車両
２５ トラックヤード
２６ 中心ポジション 上縁 トラックヤード
２７ 後側 被牽引車両
３０ 識別要素／標識
３１ マーカ
３２ 外側マーカ
３３ 内側マーカ
３４ フリースペース
３５ コーディングフィールド
４０ｉ－ｉｉｉ 後退線
４０ａ 選択された後退線
４１ 許容回廊
４２ 走行路 車両
４３ｉ－ｉｉｉ 目標経路／１つ又は複数の目標直線
ＡＯ 接近点 対象物情報
ＡＳ 接近点 システムスタート
ＡＶ 接近点接続確立
Ｄｍａｘ 遠距離領域
Ｄｍｅｄ 接近領域
Ｄｍｉｎ 近距離領域
Ｄｍｉｃ 目標領域
Ｒｍａｘ 遠距離領域半径
Ｒｍｅｄ 接近領域半径
Ｒｍｉｎ 近距離領域半径
Ｒｍｉｃ 目標領域半径
ＲＳ 組付け半径 標識
Ｓ スタートポジション
ＳＶｉ－Ｖｉｉｉ 事前位置決め点
ＳＡ 持ち上げ点
ＳＺ 目標ポジション
ＴＢ 幅 被牽引車両／トレーラ
ＴＬ 長さ 牽引車両／トレーラ
ｘ 車両縦軸
ｙ 車両横軸
ｚ 車両高さ軸
φｉ－ｉｉｉ 角度 目標経路又は目標直線／車両縦軸
１１ ナビゲーションモジュール
１２ カメラ
１２ａ 付加的カメラ 被牽引車両
１３ 評価電子機器
１４ エアサスペンション
１５ 牽引車両
１６ 牽引車両連結器
１７ 連結プレート
１８ 軸受ブロック
１９ 組付けプレート
２０ 対象物
２１ コンポーネント
２２ 被牽引車両、トレーラ
２３ 連結手段、キングピン
２４ フロント側 被牽引車両
２５ トラックヤード
２６ 中心ポジション 上縁 トラックヤード
２７ 後側 被牽引車両
３０ 識別要素／標識
３１ マーカ
３２ 外側マーカ
３３ 内側マーカ
３４ フリースペース
３５ コーディングフィールド
４０ｉ－ｉｉｉ 後退線
４０ａ 選択された後退線
４１ 許容回廊
４２ 走行路 車両
４３ｉ－ｉｉｉ 目標経路／１つ又は複数の目標直線
ＡＯ 接近点 対象物情報
ＡＳ 接近点 システムスタート
ＡＶ 接近点接続確立
Ｄｍａｘ 遠距離領域
Ｄｍｅｄ 接近領域
Ｄｍｉｎ 近距離領域
Ｄｍｉｃ 目標領域
Ｒｍａｘ 遠距離領域半径
Ｒｍｅｄ 接近領域半径
Ｒｍｉｎ 近距離領域半径
Ｒｍｉｃ 目標領域半径
ＲＳ 組付け半径 標識
Ｓ スタートポジション
ＳＶｉ－Ｖｉｉｉ 事前位置決め点
ＳＡ 持ち上げ点
ＳＺ 目標ポジション
ＴＢ 幅 被牽引車両／トレーラ
ＴＬ 長さ 牽引車両／トレーラ
ｘ 車両縦軸
ｙ 車両横軸
ｚ 車両高さ軸
φｉ－ｉｉｉ 角度 目標経路又は目標直線／車両縦軸
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【外国語明細書】