特開 2022-85069 検出装置

(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】P2022085069

(43)【公開日】2022-06-08

(54)【発明の名称】検出装置

(51)【国際特許分類】

   G01S 19/14 20100101AFI20220601BHJP

   B62D 53/00 20060101ALI20220601BHJP

【ＦＩ】

G01S19/14

B62D53/00 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020196551

(22)【出願日】2020-11-27

(71)【出願人】

【識別番号】598051819

【氏名又は名称】ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト

【氏名又は名称原語表記】Ｄａｉｍｌｅｒ ＡＧ

【住所又は居所原語表記】Ｍｅｒｃｅｄｅｓｓｔｒａｓｓｅ １２０，７０３７２ Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ，Ｇｅｒｍａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100176946

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 智恵

(74)【代理人】

【識別番号】100092978

【弁理士】

【氏名又は名称】真田 有

(74)【代理人】

【識別番号】100111143

【弁理士】

【氏名又は名称】安達 枝里

(72)【発明者】

【氏名】田中 剛

(72)【発明者】

【氏名】游 尚霖

【テーマコード（参考）】

5J062

【Ｆターム（参考）】

5J062AA11

5J062BB01

5J062CC07

5J062GG02

(57)【要約】      （修正有）

【課題】利便性が高く、トラクタに連結されるトレーラが変更されても連結車両の端部位置を検出することが可能な検出装置を提供する。
【解決手段】検出装置１は、連結状態でＧＮＳＳから緯度経度情報を受信する三つの受信アンテナ３と、緯度経度情報が伝達される演算装置２とを備える。三つの受信アンテナ３は、トラクタ１０の前端中央部に設置される第一アンテナ３ａと、トレーラ２０の上面２２且つキングピン２１の直上において取り外し可能に設置される第二アンテナ３ｂと、トレーラ２０の後端中央部において取り外し可能に設置される第三アンテナ３ｃとである。演算装置２は、緯度経度情報に基づいて連結角度及びトレーラ長を算出し、予め記憶された連結車両の横幅と算出した連結角度及びトレーラ長とからトラクタ１０の左右前端部の位置及びトレーラ２０の前後左右端部の位置を算出する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

トラクタと前記トラクタに連結されて牽引されるトレーラとを有する連結車両の端部位置を検出する検出装置であって、
前記トラクタに前記トレーラが連結された連結状態でＧＮＳＳから緯度経度情報を受信する少なくとも三つの受信アンテナと、
前記三つの受信アンテナのそれぞれで受信された前記緯度経度情報が伝達される演算装置と、を備え、
前記三つの受信アンテナは、前記トラクタの前端中央部に設置される第一アンテナと、前記連結状態で前記トレーラの上面であってキングピンが設けられる位置の直上において取り外し可能に設置される第二アンテナと、前記連結状態で前記トレーラの後端中央部において取り外し可能に設置される第三アンテナと、であり、
前記演算装置は、前記三つの受信アンテナから伝達される前記緯度経度情報に基づいて前記トラクタと前記トレーラとの連結角度及び前記トレーラの長さ寸法であるトレーラ長を算出し、予め記憶された前記連結車両の横幅と算出した前記連結角度及び前記トレーラ長とから前記トラクタの左右前端部の位置及び前記トレーラの前後左右端部の位置を算出する
ことを特徴とする検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トラクタとこのトラクタに連結されて牽引されるトレーラとを有する連結車両の端部位置を検出する検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、車両の自動運転技術が開発されている。車両を自動運転させる際には、自車両の端部の位置を正確に把握することが重要となる。トラクタとこのトラクタに連結されて牽引されるトレーラとを有する連結車両では、トラクタに対してトレーラが角度を付けて折れ曲がるため、トラクタとトレーラとの連結角度を検出した上で、トラクタ及びトレーラの端部の位置を把握する必要がある。

【0003】

トラクタとトレーラとの連結角度の検出装置としては、トレーラのルーフ前端部に取り付けられたスキャンレーダとトラクタに取り付けられたリフレクタとを備え、リフレクタからの反射波をスキャンレーダがスキャンすることで連結角度を算出するトレーラ連結角検出装置が知られている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００２－２４３４２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、トレーラは運用によって都度変更されるため、全てのトレーラに特許文献１に開示のスキャンレーダを組み込むことは費用の面から好ましくない。また、既存のトレーラに新たに装置を組み込むことは難しく、複雑な取り付け作業を要することが考えられる。

【0006】

本件は、上記のような課題に鑑み創案されたものであり、利便性が高く、トラクタに連結されるトレーラが変更されても連結車両の端部位置を検出することが可能な検出装置を提供することを目的の一つとする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

ここで開示する検出装置は、トラクタと前記トラクタに連結されて牽引されるトレーラとを有する連結車両の端部位置を検出する検出装置であって、前記トラクタに前記トレーラが連結された連結状態でＧＮＳＳから緯度経度情報を受信する少なくとも三つの受信アンテナと、前記三つの受信アンテナのそれぞれで受信された前記緯度経度情報が伝達される演算装置と、を備え、前記三つの受信アンテナは、前記トラクタの前端中央部に設置される第一アンテナと、前記連結状態で前記トレーラの上面であってキングピンが設けられる位置の直上において取り外し可能に設置される第二アンテナと、前記連結状態で前記トレーラの後端中央部において取り外し可能に設置される第三アンテナと、であり、前記演算装置は、前記三つの受信アンテナから伝達される前記緯度経度情報に基づいて前記トラクタと前記トレーラとの連結角度及び前記トレーラの長さ寸法であるトレーラ長を算出し、予め記憶された前記連結車両の横幅と算出した前記連結角度及び前記トレーラ長とから前記トラクタの左右前端部の位置及び前記トレーラの前後左右端部の位置を算出することを特徴としている。

【0008】

このように、受信アンテナを所定の位置に設置するだけで連結車両の端部位置を検出することが可能となる。また、第二アンテナ及び第三アンテナは取り外し可能にトレーラに設置されるため、トラクタに新たにトレーラが連結される場合や連結されるトレーラが変更される場合には、第二アンテナ及び第三アンテナを、トラクタに新たに連結されるトレーラに設置するだけで、連結車両の端部位置を検出することがきる。また、ＧＮＳＳから緯度経度情報を受信する受信アンテナを用いて連結車両の端部位置を検出するため、高度な障害物検知センサ等をトレーラに組み込むことなく連結車両の端部位置を検出することができる。さらに、連結角度を算出してから連結車両の端部位置を検出するため、第一アンテナに対する第二アンテナ及び第三アンテナの相対的な位置関係を、連結による物理的条件からあり得る範囲と比較することで、信頼度判定を担うこともできる。

【発明の効果】

【0009】

開示の検出装置によれば、利便性が高く、トラクタに連結されるトレーラが変更されても連結車両の端部位置を検出することが可能な検出装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施形態に係る検出装置が適用された連結車両の側面図及び上面図を併せて示す概略図である。

【図2】図１の検出装置のブロック図である

【図3】図１の連結車両におけるトレーラがトラクタに対して角度を付けて折れ曲がっている状態の一例を示す上面図（連結車両の連結角度の算出方法を説明するための図）である。

【図4】図１の検出装置が備える演算装置で実施される演算内容を例示するフローチャートである。

【図5】付記に係る検出装置が適用された連結車両の概略上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

図面を参照して、実施形態としての検出装置について説明する。以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。

【0012】

［１．構成］
図１に、本実施形態の検出装置１が適用された連結車両を例示する。連結車両は、トラクタ１０とこのトラクタ１０に連結されて牽引されるトレーラ２０とを有する。トラクタ１０に連結されるトレーラ２０は、運用によって都度変更される。検出装置１は、トラクタ１０にトレーラ２０が連結されている状態において、連結車両の端部位置を検出する。以下の説明では、トラクタ１０にトレーラ２０が連結されている状態を連結状態と呼び、トラクタ１０にトレーラ２０が連結されていない状態を非連結状態と呼ぶ。

【0013】

トラクタ１０は、後部においてシャーシフレーム（図示略）の上面に設けられたカプラ１１を有する。トレーラ２０は、前部下面の車幅方向略中央部において下方に向けて突設されたキングピン２１を有する。トレーラ２０は、トラクタ１０のカプラ１１にトレーラ２０のキングピン２１が係合されて、トラクタ１０に連結される。なお、図１に示すように、本実施形態では、トレーラ２０としてセミトレーラを例示するが、トレーラ２０はフルトレーラでも良い。

【0014】

検出装置１は、少なくとも三つの受信アンテナ３と、三つのアンテナ３のそれぞれから情報が伝達されこれら情報に基づき連結車両の端部位置を算出する演算装置２とを備える。検出装置１は、連結車両の端部位置として、少なくともトラクタ１０の左右前端部（左前端部ＦＬ１，右前端部ＦＲ１）の位置及びトレーラ２０の前後左右端部（左前端部ＦＬ２，右前端部ＦＲ２，左後端部ＲＬ２，右後端部ＲＲ２）の位置を検出する。

【0015】

受信アンテナ３は、連結状態において、受信アンテナ３が設置された位置の緯度経度情報ＤをＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）から受信するＧＮＳＳ受信アンテナである。三つの受信アンテナ３は、連結状態において、それぞれ連結車両の異なる位置に配置されて、受信した緯度経度情報Ｄを演算装置２に伝達する。受信アンテナ３は、例えば、演算装置２と有線で接続されてもよいし、内部に無線通信回路を備え、演算装置２と無線で接続されてもよい。

【0016】

三つの受信アンテナ３は、トラクタ１０の前端中央部に設置される第一アンテナ３ａと、連結状態でトレーラ２０に取り外し可能に設置される第二アンテナ３ｂ及び第三アンテナ３ｃである。第一アンテナ３ａは、例えば、トラクタ１０の前部に設けられたキャブのルーフ１２上に設けられる。第一アンテナ３ａは、トラクタ１０から取り外し不能に固定されていてもよい。

【0017】

第二アンテナ３ｂは、連結状態で、トレーラ２０の上面２２であってキングピン２１が設けられる位置の直上に設置される。第三アンテナ３ｃは、連結状態で、トレーラ２０の後端中央部に設置される。ここでは、トレーラ２０の上面２２に配置された第三アンテナ３ｃを例示する。なお、第二アンテナ３ｂ及び第三アンテナ３ｃは、トレーラ２０がトラクタ１０に連結される際（例えば、ブレーキのエアホース接続の際）に、トレーラ２０に取り付けられる。

【0018】

第二アンテナ３ｂ及び第三アンテナ３ｃは、例えばボルトやナット、その他周知の容易に取り外し可能な締結用部材により、取り外し可能にトレーラ２０に取り付けられる。また、第二アンテナ３ｂ及び第三アンテナ３ｃは、非連結状態では、トレーラ２０に脱着可能な状態でトラクタ１０に保持（収納）される。

【0019】

以下の説明では、第一アンテナ３ａが受信した緯度経度情報Ｄを第一緯度経度情報Ｄａ，第二アンテナ３ｂが受信した緯度経度情報Ｄを第二緯度経度情報Ｄｂ，第三アンテナ３ｃが受信した緯度経度情報Ｄを第三緯度経度情報Ｄｃとも呼ぶ。

【0020】

演算装置２は、プロセッサとメモリとを搭載した電子デバイスである。プロセッサとは、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit），ＭＰＵ（Micro Processing Unit）などのマイクロプロセッサであり、メモリとは、例えばＲＯＭ（Read Only Memory），ＲＡＭ（Random Access Memory），不揮発メモリなどである。演算装置２で実施される演算の内容は、ファームウェアやアプリケーションプログラムとしてメモリに記録，保存されており、プログラムの実行時にはプログラムの内容がメモリ空間内に展開されて、プロセッサによって実行される。本実施形態では、トラクタ１０に搭載された演算装置２を例示するが、演算装置２は連結車両に搭載されていなくてもよい。

【0021】

図２に示すように、演算装置２は、連結車両の端部位置を算出するための要素として、受信部２Ａ，記憶部２Ｂ，連結角度算出部２Ｃ，トレーラ長算出部２Ｄ及び端部位置算出部２Ｅを備えている。なお、これらの要素は、ソフトウェアで実現されてもよいし、ハードウェア（電子回路）で実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアとが併用されて実現されてもよい。

【0022】

受信部２Ａは、三つの受信アンテナ３のそれぞれから伝達された緯度経度情報Ｄを受信する。記憶部２Ｂは、連結車両の横幅Ｗを記憶する。記憶部２Ｂに記憶される横幅Ｗの具体例としては、トラクタ１０の横幅、トラクタ１０に連結されることが想定される個々のトレーラ２０の横幅、トラクタ１０に連結されることが想定されるトレーラ２０のうちの最大横幅などが挙げられる。

【0023】

連結角度算出部２Ｃは、受信部２Ａから伝達された三つの受信アンテナ３の緯度経度情報Ｄを取得して、連結角度αを算出する。ここで、連結角度αとは、トラクタ１０の車長方向（前後方向）に対するトレーラ２０の車長方向（前後方向）の相対角度を意味する。

【0024】

図３に例示するように、連結角度算出部２Ｃは、例えば、絶対座標系の南北方向に対するトラクタ１０の絶対角度α１とトレーラ２０の絶対角度α２とを算出して、連結角度αを算出する。絶対座標系とは、ＧＮＳＳで用いられる座標系であり、東西方向と南北方向とでＸ－Ｙ座標を設定した座標系である。絶対座標系としては、北の方向をＹ軸の正の方向、東の方向をＸ軸の正の方向に設定した座標系が挙げられる。

【0025】

図３に示す例において、連結角度算出部２ｃは、第一緯度経度情報Ｄａ（Ｘａ，Ｙａ）及び第二緯度経度情報Ｄｂ（Ｘｂ，Ｙｂ）から、南北方向に対するトラクタ１０の絶対角度α１を算出する。また、連結角度算出部２ｃは、第二緯度経度情報Ｄｂ（Ｘｂ，Ｙｂ）及び第三緯度経度情報Ｄｃ（Ｘｃ，Ｙｃ）から、南北方向に対するトレーラ２０の絶対角度α２を算出する。さらに、連結角度算出部２ｃは、算出した絶対角度α１と絶対角度α２との和を求めることで、連結角度αを算出する。

【0026】

トレーラ長算出部２Ｄは、受信部２Ａから第二緯度経度情報Ｄｂ及び第三緯度経度情報Ｄｃを取得して、トレーラ２０の長さ寸法であるトレーラ長Ｌを算出する。なお、キングピン２２がトレーラ２０の前端よりもやや後方に設けられている場合には、第二アンテナ３ｂ及び第三アンテナ３ｃ間の長さを第二緯度経度情報Ｄｂ及び第三緯度経度情報Ｄｃから求めたあと、キングピン２２からトレーラ２０の前端までの長さを加える補正をしてトレーラ長Ｌを求めてもよい。

【0027】

端部位置算出部２Ｅは、受信部２Ａ，記憶部２Ｂ，連結角度算出部２Ｃ及びトレーラ長算出部２Ｄのそれぞれから情報を取得して、連結車両の端部位置を算出する。具体的には、端部位置算出部２Ｅは、第一緯度経度情報Ｄａ，第二緯度経度情報Ｄｂ，横幅Ｗ及び連結角度αから、トラクタ１０の左右前端部（左前端部ＦＬ１，右前端部ＦＲ１）を算出する。また、端部位置算出部２Ｅは、第二緯度経度情報Ｄｂ，第三緯度経度情報Ｄｃ，横幅Ｗ，連結角度α及びトレーラ長Ｌから、トレーラ２０の左右後端部（左後端部ＲＬ２，右後端部ＲＲ２）を算出する。さらに、端部位置算出部２Ｅは、第二緯度経度情報Ｄｂ，横幅Ｗ及び連結角度αから、トレーラ２０の左右前端部（左前端部ＦＬ２，右後端部ＦＲ２）を算出する。

【0028】

［２．フローチャート］
図４は、演算装置２で実施される連結車両の端部位置を算出する処理の内容を例示したフローチャートである。このフローは、連結車両が連結状態であるときに所定の演算周期で繰り返し実施される。

【0029】

ステップＳ１において、三つの受信アンテナ３から伝達された緯度経度情報Ｄが取得される。次いで、緯度経度情報Ｄに基づき、連結角度α及びトレーラ長Ｌが算出される（ステップＳ２，Ｓ３）。その後、ステップＳ４において、トラクタ１０の左右前端部の位置及びトレーラ２０の前後左右端部の位置が算出されて、このフローをリターンする。

【0030】

［３．作用，効果］
検出装置１によれば、受信アンテナ３を所定の位置に設置するだけで連結車両の端部位置を検出することが可能となる。特に、非連結状態において第二アンテナ３ｂ及び第三アンテナ３ｃは、トレーラ２０に脱着可能な状態でトラクタ１０に保持されるため、非連結状態でトラクタ１０とともに移動できる。また、第二アンテナ３ｂ及び第三アンテナ３ｃが連結状態において取り外し可能にトレーラ２０に設置されるため、トラクタ１０に連結されるトレーラ２０が変更される場合には、第二アンテナ３ｂ及び第三アンテナ３ｃを取り外してトラクタ１０に新たに連結されるトレーラ２０に設置するだけで、連結車両の端部位置を検出することができる。言い換えれば、第二アンテナ３ｂ及び第三アンテナ３ｃは、トラクタ１０に連結され得る全てのトレーラ２０に搭載されている必要がない。このため、検出装置の導入に係る費用を抑えることができる。よって、利便性が高く、トラクタ１０に連結されるトレーラ２０が変更されても連結車両の端部位置を検出することが可能な検出装置１を提供することができる。

【0031】

また、検出装置１によれば、ＧＮＳＳから緯度経度情報Ｄを受信する受信アンテナ３を用いて連結車両の端部位置を検出するため、高度な障害物検知センサ等に頼ることなく自車両の車両端位置を検出することができる。このため、高度な障害物検知センサ等をトレーラ２０に組み込む必要がなく、より利便性の高い検出装置１を提供することができる。

【0032】

さらに、検出装置１によれば、連結角度αを算出してから連結車両の端部位置を検出する。このため、第一アンテナ３ａに対する第二アンテナ３ｂ及び第三アンテナ３ｃの相対的な位置関係を、連結による物理的条件からあり得る範囲と比較することで、信頼度判定を担うこともできる。よって、より利便性の高い検出装置１を提供することができる。

【0033】

［４．その他］
上記の検出装置１の構成は一例である。検出装置１が備える受信アンテナの数は、３つに限らず３つ以上であればよい。検出装置１が４つ以上の受信アンテナを備える場合には、より精度の高い連結車両の端部位置の検知と信頼度判定とが可能になる。

【0034】

［５．付記］
なお、あらかじめトレーラ長が分かっている場合や、ユーザがトレーラ長を演算装置に選択入力する形態である場合、第二アンテナ及び第三アンテナを上述の実施例と異なる位置に配置することもできる。例えば、図５に示すように、検出装置１′の備える第一アンテナ３ａ′がトラクタ１０の前端中央部に配置されて、第二アンテナ３ｂ′及び第三アンテナ３ｂ′がトレーラ２０の左右前端部にそれぞれ配置されてもよい。第二アンテナ３ｂ′及び第三アンテナ３ｂ′をこのように配置することで、検出装置１′に備えられる演算装置２′において、より精度の高い連結車両の端部位置の検知が可能になる。

【符号の説明】

【0035】

１ 検出装置
２ 演算装置
３ 受信アンテナ
３ａ 第一アンテナ
３ｂ 第二アンテナ
３ｃ 第三アンテナ
１０ トラクタ
２０ トレーラ
２１ キングピン
２２ 上面
Ｄ 緯度経度情報
Ｌ トレーラ長
Ｗ 横幅
α 連結角度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】