特許 7216209 負荷センサを使用したセンサ取り付け高さの推定

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-01-23

(45)【発行日】2023-01-31

(54)【発明の名称】負荷センサを使用したセンサ取り付け高さの推定

(51)【国際特許分類】

   B60D 1/36 20060101AFI20230124BHJP

   B60D 1/06 20060101ALI20230124BHJP

【ＦＩ】

B60D1/36

B60D1/06

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2021537904

(86)(22)【出願日】2019-12-03

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-03-03

(86)【国際出願番号】 US2019064276

(87)【国際公開番号】W WO2020139522

(87)【国際公開日】2020-07-02

【審査請求日】2021-08-06

(31)【優先権主張番号】62/785,272

(32)【優先日】2018-12-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】16/394,058

(32)【優先日】2019-04-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】313005662

【氏名又は名称】コンチネンタル オートモーティブ システムズ インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＣＯＮＴＩＮＥＮＴＡＬ ＡＵＴＯＭＯＴＩＶＥ ＳＹＳＴＥＭＳ， ＩＮＣ．

【住所又は居所原語表記】１ Ｃｏｎｔｉｎｅｎｔａｌ Ｄｒｉｖｅ， Ａｕｂｕｒｎ Ｈｉｌｌｓ， Ｍｉｃｈｉｇａｎ ４８３２６－１５８１， ＵＳＡ

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100098501

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 拓

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100134315

【弁理士】

【氏名又は名称】永島 秀郎

(74)【代理人】

【識別番号】100135633

【弁理士】

【氏名又は名称】二宮 浩康

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】ドミニク フレーリヒ

【審査官】塚本 英隆

(56)【参考文献】

【文献】特開２００２－３０８０２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２８１８３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１３４５１７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｄ １／３６

Ｂ６０Ｄ １／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両を、離れた物体と整列するための方法であって、
前記車両に配置された物体と地面レベルとの間の第１の距離を、前記車両の車両負荷の関数として判定するステップと、
前記車両に配置されたセンサの前記地面レベルからの高さを、（ｉ）前記センサと前記物体との間の第２の距離、および（ｉｉ）前記物体と前記地面レベルとの間の前記第１の距離に基づいて判定するステップと、
前記車両から離れて配置された前記離れた物体と前記地面レベルとの間の第３の距離を、前記センサの前記地面レベルからの前記高さに基づいて判定するステップと、
前記物体が前記離れた物体と垂直方向に整列しているか否かを、（ｉ）前記物体と前記地面レベルとの間の前記第１の距離、および（ｉｉ）前記離れた物体と前記地面レベルとの間の前記第３の距離に基づいて判定するステップと、
を含む、方法。

【請求項2】

前記物体がトレーラヒッチを備え、前記離れた物体がトレーラレシーバを備える、請求項１記載の方法。

【請求項3】

前記センサが、少なくとも１つのカメラを備える、請求項１または２記載の方法。

【請求項4】

前記センサが、前記車両のテールゲートまたはリフトゲートに配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。

【請求項5】

前記車両負荷を判定するステップをさらに含む、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。

【請求項6】

前記車両負荷を判定するステップが、
前記車両のタイヤの少なくとも１つのタイヤ負荷を判定するステップと、
前記車両負荷を、前記少なくとも１つのタイヤ負荷に基づいて判定するステップと、
を含む、請求項５記載の方法。

【請求項7】

前記少なくとも１つのタイヤ負荷を判定するステップが、電子タイヤ情報システムが前記少なくとも１つのタイヤ負荷を判定するステップを含む、請求項６記載の方法。

【請求項8】

前記電子タイヤ情報システムが、前記車両の各リアタイヤに関連付けられている複数のタイヤ負荷センサを備え、
前記少なくとも１つのタイヤ負荷を判定するステップが、
リアタイヤごとの負荷を、各リアタイヤに関連付けられている前記複数のタイヤ負荷センサによって検出された負荷に基づいて推定するステップと、
前記車両に配置された前記物体と前記地面レベルとの間の前記第１の距離を、前記各リアタイヤの平均負荷または前記リアタイヤの全てについて測定した負荷に基づいて判定するステップと、
を含む、
請求項７記載の方法。

【請求項9】

車両に取り付けられたセンサと、
コントローラと、
を備え、
前記コントローラが、
前記センサから第２の距離で前記車両に配置された物体と地面レベルとの間の第１の距離を、前記車両の車両負荷の関数として判定するステップと、
前記車両に配置された前記センサの前記地面レベルからの高さを、（ｉ）前記センサと前記物体との間の第２の距離、および（ｉｉ）前記物体と前記地面レベルとの間の前記第１の距離に基づいて判定するステップと、
前記車両から離れて配置された離れた物体と前記地面レベルとの間の第３の距離を、前記センサの前記地面レベルからの前記高さに基づいて判定するステップと、
前記物体が前記離れた物体と垂直方向に整列しているか否かを、（ｉ）前記物体と前記地面レベルとの間の前記第１の距離、および（ｉｉ）前記離れた物体と前記地面レベルとの間の前記第３の距離に基づいて判定するステップと、
を実行するように構成されている、
先進運転者支援システム（ＡＤＡＳ）。

【請求項10】

前記物体がトレーラヒッチを備え、前記離れた物体がトレーラレシーバを備える、請求項９記載の先進運転者支援システム（ＡＤＡＳ）。

【請求項11】

前記センサが、前記車両のテールゲートまたはリフトゲートに配置されている、請求項１０記載の先進運転者支援システム（ＡＤＡＳ）。

【請求項12】

前記コントローラが、（ｉ）前記センサと前記物体との間の前記第２の距離と、（ｉｉ）前記物体と前記地面レベルとの間の前記第１の距離との和を計算することによって、前記センサの前記地面レベルからの前記高さを判定するように構成されている、請求項１１記載の先進運転者支援システム（ＡＤＡＳ）。

【請求項13】

前記先進運転者支援システム（ＡＤＡＳ）が、前記車両のタイヤのタイヤ負荷を検出するように構成された少なくとも１つのタイヤ負荷または圧力センサをさらに備え、
前記コントローラが、前記少なくとも１つのタイヤ負荷または圧力センサからの前記タイヤの前記負荷に基づいて前記車両負荷を判定することによって、前記物体と前記地面レベルとの間の前記第１の距離を判定するように構成されている、請求項１２記載の先進運転者支援システム（ＡＤＡＳ）。

【請求項14】

前記少なくとも１つのタイヤ負荷または圧力センサが、前記コントローラと通信している電子タイヤ情報システムの一部である、請求項１３記載の先進運転者支援システム（ＡＤＡＳ）。

【請求項15】

前記少なくとも１つのタイヤ負荷または圧力センサが、前記車両の各リアタイヤに関連付けられている複数のタイヤ負荷または圧力センサを備え、
前記コントローラが、
リアタイヤごとの負荷を、各リアタイヤに関連付けられている前記複数のタイヤ負荷または圧力センサによって検出された負荷に基づいて推定し、
前記車両に配置された前記物体と前記地面レベルとの間の前記第１の距離を、前記各リアタイヤの平均負荷または前記リアタイヤの全てについて測定した負荷に基づいて判定する
ように構成されている
請求項１４記載の先進運転者支援システム（ＡＤＡＳ）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

主題発明は、車両上のセンサを使用して、負荷の変化に基づいて変化しうる地面レベルに対する物体の高さを推定する方法および装置である。

【0002】

背景技術
先進運転者支援システム（ＡＤＡＳ）には、運転者を運転プロセスで支援する種々異なるタイプの車両システムが含まれる。これらのインテリジェントシステムは、多くの異なるセンサを使用して、安全性およびより良い運転のために車両システムを自動化、適応化、および強化する。例えば、特定の状況では、地面に対する車両上または車両近くの物体の高さを知ることが重要である。例えば、トレーラを車両に連結する場合、トレーラのレシーバが車両のヒッチと適切に整列されるかどうかを判定するために、トレーラヒッチおよび／またはトレーラレシーバの地面からの高さを知ることが重要である。しかしながら、例えば車両の異なる負荷などの外部要因により、トレーラヒッチの地面までの距離が変化しうるため、レシーバおよび／またはヒッチの高さを判定するために使用されるセンサ読み取りの精度が低下する可能性がある。

【0003】

概要
例示的な一実施形態では、方法は、車両上の構造部に取り付けられた少なくとも１つのセンサを提供する。少なくとも１つのセンサは、地面レベルに対するセンサ高さに配置されている。第１の物体は、少なくとも１つのセンサから固定の距離で、かつ地面レベルから可変の距離で車両に配置されている。可変の距離は、車両負荷の関数として(as a function of)推定される。車両負荷の任意の変化を考慮するために、センサ高さは、可変の距離に基づいて調整される。第２の物体は、地面レベルからの垂直方向距離で離間されている。調整されたセンサ高さが、第２の物体の地面レベルからの垂直方向距離との比較のために使用される。

【0004】

前述の実施形態による別の実施形態では、第１の物体はトレーラヒッチを備え、第２の物体はトレーラレシーバを備え、方法は、第１の物体の可変の距離と第２の物体の垂直方向距離とを比較することを含む。

【0005】

前述の実施形態のいずれかによる別の実施形態では、少なくとも１つのセンサは、少なくとも１つのカメラを備える。

【0006】

前述の実施形態のいずれかによる別の実施形態では、構造部は、テールゲートまたはリフトゲートを備える。

【0007】

前述の実施形態のいずれかによる別の実施形態では、コントローラは、車両負荷の重量を判定することによって、車両負荷の関数として可変の距離を推定するように構成されている。

【0008】

前述の実施形態のいずれかによる別の実施形態では、方法は、コントローラと通信している少なくとも１つのタイヤ負荷センサまたは圧力センサを使用することによって達成される、車両負荷の重量を判定することを含む。

【0009】

前述の実施形態のいずれかによる別の実施形態では、少なくとも１つのタイヤ負荷センサまたは圧力センサは、電子タイヤ情報システムの一部である。

【0010】

前述の実施形態のいずれかによる別の実施形態では、車両負荷は、車両のリアタイヤによって支持される貨物エリアに位置し、少なくとも１つのタイヤ負荷センサは、各リアタイヤに関連付けられている少なくとも１つのタイヤ負荷センサを有する複数のタイヤ負荷センサを備え、方法は、リアタイヤのタイヤ負荷センサまたは圧力センサを使用してリアタイヤごとの負荷を推定することと、リアタイヤ上の平均負荷を使用して可変の距離を推定することと、を含む。

【0011】

前述の実施形態のいずれかによる別の実施形態では、車両負荷は、車両のリアタイヤによって支持される貨物エリアに位置し、少なくとも１つのタイヤ負荷センサは、各リアタイヤに関連付けられている少なくとも１つのタイヤ負荷センサを有する複数のタイヤ負荷センサを備え、方法は、リアタイヤのタイヤ負荷センサまたは圧力センサを使用してリアタイヤごとの負荷を推定することと、全てのリアタイヤの測定負荷を使用して可変の距離を推定することと、を含む。

【0012】

別の例示的な実施形態では、装置は、車両上の構造部に取り付けられた少なくとも１つのセンサを含む。少なくとも１つのセンサは、地面レベルに対するセンサ高さに配置されている。第１の物体は、少なくとも１つのセンサから固定の距離で、かつ地面レベルから可変の距離で、車両に配置されている。第２の物体は、地面レベルからの垂直方向距離で離間されている。コントローラは、車両負荷の関数として可変の距離を推定し、車両負荷の任意の変化を考慮するために、可変の距離に基づいてセンサ高さを調整し、垂直方向距離との比較のために、調整されたセンサ高さを使用するように構成されている。

【0013】

前述の実施形態のいずれかによる別の実施形態では、第１の物体はトレーラヒッチを備え、第２の物体はトレーラレシーバを備え、コントローラは、可変の距離を垂直方向距離と比較して、トレーラヒッチおよびトレーラレシーバが長手方向に互いに整列しているかどうかを判定する。

【0014】

前述の実施形態のいずれかによる別の実施形態では、構造部は、テールゲートまたはリフトゲートを備える。

【0015】

前述の実施形態のいずれかによる別の実施形態では、少なくとも１つのセンサは、テールゲートまたはリフトゲートの上端近くに配置されており、トレーラヒッチは、テールゲートまたはリフトゲートの下端に配置されており、固定の距離と可変の距離とが一緒に加えられて、少なくとも１つのセンサの地面レベルからの距離が判定される。

【0016】

前述の実施形態のいずれかによる別の実施形態では、コントローラは、車両負荷の重量を判定することによって、車両負荷の関数として可変の距離を推定するように構成されている。

【0017】

前述の実施形態のいずれかによる別の実施形態では、装置は、少なくとも１つのタイヤ負荷センサまたは圧力センサを含み、コントローラは、少なくとも１つのタイヤ負荷センサまたは圧力センサからのデータを使用することによって、車両負荷の重量を判定するように構成されている。

【0018】

前述の実施形態のいずれかによる別の実施形態では、少なくとも１つのタイヤ負荷センサまたは圧力センサは、コントローラと通信している電子タイヤ情報システムの一部である。

【0019】

前述の実施形態のいずれかによる別の実施形態では、車両負荷は、車両のリアタイヤによって支持される貨物エリアに位置し、少なくとも１つのタイヤ負荷センサまたは圧力センサは、各リアタイヤに関連付けられている少なくとも１つのタイヤ負荷センサまたは圧力センサを有する複数のタイヤ負荷センサまたは圧力センサを備え、コントローラは、リアタイヤのタイヤ負荷センサまたは圧力センサからのデータを使用してリアタイヤごとの負荷を推定し、かつリアタイヤの平均負荷を使用して可変の距離を推定する。

【0020】

前述の実施形態のいずれかによる別の実施形態では、車両負荷は、車両のリアタイヤによって支持される貨物エリアに位置し、少なくとも１つのタイヤ負荷センサまたは圧力センサは、各リアタイヤに関連付けられている少なくとも１つのタイヤ負荷センサまたは圧力センサを有する複数のタイヤ負荷または圧力センサを備え、コントローラは、リアタイヤのタイヤ負荷センサまたは圧力センサからのデータを使用してリアタイヤごとの負荷を推定し、かつ全てのリアタイヤの測定負荷を使用して可変の距離を推定する。

【0021】

前述の実施形態のいずれかによる別の実施形態では、コントローラは、車両負荷の変化に基づいて可変の距離を調整して、少なくとも１つのセンサの地面レベルからの調整された距離を提供し、続いて、第２の物体の地面レベルからの垂直方向距離と調整された可変の距離とを比較する。

【0022】

前述の実施形態のいずれかによる別の実施形態では、少なくとも１つのセンサは、少なくとも１つのカメラを備える。

【0023】

本開示は、添付の図面に関連して検討される場合に、以下の詳細な説明を参照することによってさらに理解することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】主題発明を組み込んだ高さ推定システムを有する車両およびトレーラの概略図である。

【0025】

前述の段落、特許請求の範囲または以下の詳細な説明および図面の実施形態、実施例、および代替案は、その様々な態様またはそれぞれの個々の特徴のいずれかを含めて、独立してまたは任意の組み合わせで採用されうる。一実施形態に関連して説明される特徴は、このような特徴に互換性がない場合を除いて、全ての実施形態に適用可能である。

【0026】

実施形態の詳細な説明
図１は、車両１０およびこの車両１０に連結されるトレーラ１２を示している。この実施例では、車両１０はピックアップトラックであり、一対のリアホイール１６（１つのリアホイールのみが示されている）上に延在する貨物ベッド１４を備えている。車両１０は、トレーラ１２上のレシーバ２０に結合された牽引ボールまたはヒッチ１８を含む。少なくとも１つのＡＤＡＳセンサ２２は、車両１０のリア構造部２４に配置されている。この実施例では、リア構造部２４はテールゲートを備えるが、リア構造部はまた、リフトゲートまたは他の同様の構造体を備えていてもよい。ＡＤＡＳセンサ２２は、例えば、動きセンサ、光学カメラセンサ、レーダーセンサ、ＬＩＤＡＲセンサ、レーザーセンサ、および／または超音波センサのうちの１つ以上を含みうる。この実施例では、ＡＤＡＳセンサ２２は、少なくとも１つの光学カメラセンサを含む。

【0027】

図１には、垂直方向Ｚと水平方向または長手方向Ｘすなわち移動方向とが示されている。ヒッチ１８は、通常、車両本体の下端に配置され、車両フレームまたはシャーシから長手方向Ｘで外側へ延在する。ＡＤＡＳセンサ２２は、テールゲートの上端近くに取り付けられ、垂直方向Ｚにおいて車両本体のヒッチ１８または下端に対して既知の固定の高さＨ１を有する。また、車両本体のヒッチ１８または下端と地面Ｇとの間に、可変の高さΔＨが存在する。この高さΔＨは、貨物ベッド１４に載置される負荷２６の結果として変化しうる。負荷がより重くなると高さΔＨが減少し、負荷が軽くなると高さΔＨが増大しうる。レシーバ２０は、トレーラ１２から外側へ長手方向Ｘでヒッチ１８に向かって延在している。レシーバ２０は、既知のまたは測定された地面Ｇ上の高さＨ２に配置されている。

【0028】

カメラおよび他の視覚ベースのセンサを使用して、車両１０から離れて位置する地面Ｇ上の物体、例えばトレーラレシーバ２０の高さを推定することができる。車両１０から離れて位置する地面上の物体の高さを判定するための一実施例の方法およびシステムは、同じ譲受人に譲渡され、参照により本明細書に組み込まれているＵＳ１６／３６４／１５１に見出される。

【0029】

開示している実施例では、ＡＤＡＳセンサ２２を使用して、ヒッチ１８がレシーバ２０と整列し、これによってヒッチ１８がレシーバ２０と接触してトレーラ１２が車両１０に接続されるかどうかを判定する。この判定のため、地面Ｇに対するヒッチ１８およびレシーバ２０の垂直位置が高精度で既知でなければならない。単眼カメラは、自動トレーラヒッチング、トレーラリバースアシスタンス、運転者用リアビューなどの多数の機能を実施するために使用されるため、この状況では好ましいタイプのセンサである。

【0030】

このようなセンサを用いて地面Ｇ上の物体の高さを正確に推定するためには、地面上のセンサ２２の有効高さが既知でなければならない。地面Ｇに対するセンサ２２の有効高さは、フレームまたはシャーシ上のセンサ２２とヒッチ１８との間の固定取り付け高さＨ１によって判定され、次いで、これが可変の高さΔＨに加えられる。可変の高さ成分は、車両負荷の関数である。システムは、負荷２６の変化に起因する、地面Ｇに対するセンサ２２の高さの任意の変化を検出する。

【0031】

上述したように、負荷は、リアホイール１６によって支持されている貨物ベッド１４に位置する。各ホイール１６は、タイヤ２８を含む。一実施例では、リアタイヤ２８の負荷または圧力センサ３０を使用して、タイヤ２８ごとの負荷を推定する。各リアタイヤ２８は、少なくとも１つの負荷センサまたは圧力センサ３０を含む。図１に示されていないリアタイヤの負荷センサまたは圧力センサは、３０ａに概略的に示されている。各タイヤ負荷センサまたは圧力センサ３０、３０ａは、タイヤ圧力または負荷データをコントローラＣに通信する。例えば、コントローラＣは、経時的にタイヤ圧を監視して、貨物負荷の増大または減少の結果としての任意の変化を判定することができる。したがって、システムは、ΔＨの第１または初期の高さに設定され、次いで、貨物負荷に対する変化に基づいてこの高さΔＨを調整する。

【0032】

単純な解決策の実施例では、システムは、リアタイヤ２８上の平均負荷を使用して、リアセンサ２２、例えばカメラのセンサ高さ（Ｈ１＋ΔＨ）を推定する。より複雑な解決策の実施例では、全てのタイヤの測定負荷が使用される。したがって、センサ高さ（Ｈ１＋ΔＨ）は、可変の高さΔＨの変化に応じて連続的に調整される。これにより、センサ高さの精度が大幅に向上し、センサ２２が高さＨ２に対する可変の高さのより正確な比較を行うことが可能になる。

【0033】

一実施例では、システムは、カメラセンサ２２を使用して、レシーバ２０の高さを推定、例えば、地面レベルＧに対するレシーバ２０の高さＨ２を推定する。カメラセンサ２２および圧力センサ３０，３０ａは、データをシステムコントローラＣに通信する。システムは、負荷または圧力センサ３０からの負荷データを使用して可変の高さΔＨを判定し、次いでこれを固定の高さＨ１に加えて、地面Ｇからのセンサ２２の実際のリアルタイム高さを判定する。したがって、センサ２２の精度は、地面Ｇに対するその高さが負荷２６に対して調整されるように補正されることで改善される。それゆえ、地面に対するレシーバ２０の高さＨ２を判定するためのその読み取りは、より正確である。さらに、レシーバ高さＨ２と比較するための、地面Ｇに対するヒッチ１８の可変の高さΔＨの判定は、可変の高さΔＨが負荷２６の変化を考慮するため、より正確である。

【0034】

一実施例では、負荷センサ３０は、電子タイヤ情報システム（ｅＴＩＳ）の一部である。このシステムは、タイヤセンサを使用してタイヤ空気圧、負荷などを監視する電子システムである。このシステムからのセンサを使用することにより、追加の負荷センサが必要でないため、コストが削減される。コントローラＣは、ｅＴＩＳの一部にすることも、ｅＴＩＳと通信している別個のコントローラにすることもできる。

【0035】

主題発明により、カメラセンサ２２の高さが車両負荷情報に基づいて補正または調整されるため、以前の設計よりも改善された精度を提供する。

【0036】

特定の構成要素配置が例示される実施形態に開示されているが、他の配置がここから利益を得るであろうことも理解されるべきである。特定のステップシーケンスが示され、説明され、かつ特許請求されているが、ステップは、他に示されない限り、任意の順序で実行され、分離され、または組み合わされてもよく、それでもなお本発明から利益を得るであろうことが理解されるべきである。

【0037】

種々の各実施例は例示した特定の構成要素を有するが、本発明の実施形態はその特定の組み合わせに限定されない。実施例のうちの１つの構成要素または特徴の一部を、実施例のうちの別の１つの特徴または構成要素と組み合わせて使用することが可能である。

【0038】

例示的な実施形態を開示したが、当業者であれば、特定の修正形態が特許請求の範囲内に入ることを認識するであろう。このため、以下の特許請求の範囲を検討して、その真の範囲および内容を判定すべきである。

【図1】