特許 7412412 ユーザ選択軌跡の追従および車両動き推定による自動後退

(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】2023-12-28

(45)【発行日】2024-01-12

(54)【発明の名称】ユーザ選択軌跡の追従および車両動き推定による自動後退

(51)【国際特許分類】

   B60W 30/10 20060101AFI20240104BHJP

   B60W 50/10 20120101ALI20240104BHJP

   B60W 60/00 20200101ALI20240104BHJP

   B62D 13/06 20060101ALI20240104BHJP

【ＦＩ】

B60W30/10

B60W50/10

B60W60/00

B62D13/06

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2021505931

(86)(22)【出願日】2019-08-05

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-12-02

(86)【国際出願番号】 US2019045075

(87)【国際公開番号】W WO2020028893

(87)【国際公開日】2020-02-06

【審査請求日】2021-03-31

(31)【優先権主張番号】62/714,385

(32)【優先日】2018-08-03

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】16/530,931

(32)【優先日】2019-08-02

(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】マシュー ドナルド バークマイアー

(72)【発明者】

【氏名】シン ユー

(72)【発明者】

【氏名】ダニー バイナム

(72)【発明者】

【氏名】ジュリアン イプ

(72)【発明者】

【氏名】カイル ピー． カーペンター

(72)【発明者】

【氏名】エドゥアルド リャノス

(72)【発明者】

【氏名】ディレン ヴァーマ

【審査官】藤村 泰智

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－２９１８６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０１４７７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２０３９７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－２０５６９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－３１３７１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】独国特許出願公開第１０２０１２００１３８０（ＤＥ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０１９４３４４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１８／１６０９６０（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｗ ３０／００ ～ ６０／００

Ｂ６２Ｄ １３／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＰＯＩに向かって車両を後方向に自動運転する方法であって、
前記車両の後部に位置付けられかつデータ処理ハードウェアと通信するカメラから、１つ以上の画像を前記データ処理ハードウェアにおいて受信するステップと、
前記データ処理ハードウェアと通信するユーザインタフェースから、複数の中間地点を有する運転者計画経路を前記データ処理ハードウェアにおいて受信するステップと、
前記運転者計画経路に沿って前記車両を自律操縦させる１つ以上のコマンドを、前記データ処理ハードウェアから、前記データ処理ハードウェアと通信する運転システムに送信するステップと、
前記データ処理ハードウェアにおいて現車両位置を特定するステップと、
前記データ処理ハードウェアにおいて、前記運転者計画経路に基づき、推定後続車両位置を特定するステップであって、前記推定後続車両位置は、前記現車両位置から前記運転者計画経路に沿った後続中間地点にある、ステップと、
前記データ処理ハードウェアにおいて、前記推定後続車両位置および前記現車両位置に基づいて誤差を特定するステップと、
前記データ処理ハードウェアにおいて、前記誤差に基づいて、前記現車両位置から前記推定後続車両位置への経路調整を特定するステップと、
前記経路調整に基づき、前記推定後続車両位置に向かって前記車両を自律操縦させる命令を、前記データ処理ハードウェアから前記運転システムに送信するステップと、
を含み、
前記方法はさらに、
１つ以上の前記画像に経路を重ね合わせるステップと、
前記データ処理ハードウェアと通信する前記ユーザインタフェースによって、前記経路を前記運転者計画経路として調整する命令を含むコマンドを受信するステップと、
を含み、
前記経路の調整中に、前記経路が表示され、
前記ユーザインタフェースは、回転ノブを有し、
重ね合わされた前記経路は、前記回転ノブの手動操作により調整される、
方法。

【請求項2】

前記コマンドには、前記経路の距離を調整する命令が含まれる、請求項１記載の方法。

【請求項3】

前記コマンドには、前記経路の角度を調整する命令が含まれる、請求項１または２記載の方法。

【請求項4】

前記コマンドには、前記経路の終端部の角度を調整する命令が含まれる、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】

前記現車両位置の特定するステップが、
１つ以上のホイールに関連付けられたホイールエンコーダセンサデータを受信するステップと、
ステアリング角度センサデータを受信するステップと、
を含み、
前記現車両位置は、前記ホイールエンコーダセンサデータおよび前記ステアリング角度センサデータに基づく、
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】

ＰＯＩに向かって車両を後方向に自動運転するシステムであって、前記システムには、
通信を行うデータ処理ハードウェアと、
前記データ処理ハードウェアと通信するメモリハードウェアと、
を有し、
前記メモリハードウェアには、前記データ処理ハードウェア上で実行される場合に前記データ処理ハードウェアに動作を実行させる命令が格納されており、前記動作は、
前記車両の後部に位置付けられかつ前記データ処理ハードウェアと通信するカメラから、１つ以上の画像を受信し、
前記データ処理ハードウェアと通信するユーザインタフェースから、複数の中間地点を有する運転者計画経路を受信し、
前記運転者計画経路に沿って前記車両を自律操縦させる１つ以上のコマンドを、前記データ処理ハードウェアと通信する運転システムに送信し、
現車両位置を特定し、
前記運転者計画経路に基づき、推定後続車両位置を特定し、ここで前記推定後続車両位置は、前記現車両位置から前記運転者計画経路に沿った後続中間地点にあり、
前記推定後続車両位置および前記現車両位置に基づいて誤差を特定するステップと、
前記誤差に基づいて、前記現車両位置から前記推定後続車両位置への経路調整を特定し、
前記経路調整に基づき、前記推定後続車両位置に向かって前記車両を自律操縦させる命令を前記運転システムに送信する、
ことを含み、
前記動作はさらに、
１つ以上の前記画像に経路を重ね合わせ、
前記データ処理ハードウェアと通信する前記ユーザインタフェースによって、前記経路を前記運転者計画経路として調整する命令を含むコマンドを受信する、
ことを含み、
前記経路の調整中に、前記経路が表示され、
前記ユーザインタフェースは、回転ノブを有し、
重ね合わされた前記経路は、前記回転ノブの手動操作により調整される、
システム。

【請求項7】

前記コマンドには、前記経路の距離を調整する命令が含まれる、請求項６記載のシステム。

【請求項8】

前記コマンドには、前記経路の角度を調整する命令が含まれる、請求項６または７記載のシステム。

【請求項9】

前記コマンドには、前記経路の終端部の角度を調整する命令が含まれる、請求項６から８までのいずれか１項記載のシステム。

【請求項10】

前記現車両位置の特定は、
１つ以上のホイールに関連付けられたホイールエンコーダセンサデータを受信し、
ステアリング角度センサデータを受信する、
ことを含み、
前記現車両位置は、前記ホイールエンコーダセンサデータおよび前記ステアリング角度センサデータに基づく、
請求項６から９までのいずれか１項記載のシステム。

【請求項11】

ＰＯＩに向かって車両を後方向に自動運転する方法であって、前記方法は、
前記車両の後部に位置付けられかつデータ処理ハードウェアと通信する１つ以上のカメラから、１つ以上の画像を前記データ処理ハードウェアにおいて受信するステップと、
前記データ処理ハードウェアと通信するユーザインタフェースから運転者計画経路を前記データ処理ハードウェアにおいて受信するステップと、
前記運転者計画経路に沿って前記車両を自律操縦させる１つ以上のコマンドを、前記データ処理ハードウェアから、前記データ処理ハードウェアと通信する運転システムに送信するステップと、
前記データ処理ハードウェアにおいて、前記運転者計画経路に基づいて推定車両位置を特定するステップと、
前記データ処理ハードウェアにおいて現車両位置を特定するステップと、
前記データ処理ハードウェアにおいて、前記推定車両位置および前記現車両位置に基づいて誤差を特定するステップと、
前記データ処理ハードウェアにおいて、前記現車両位置から前記推定車両位置へと車両を自律操縦させかつ前記誤差がないようにする１つ以上の経路調整コマンドを特定するステップと、
前記データ処理ハードウェアから前記運転システムに１つ以上の前記経路調整コマンドを送信するするステップと、
を含み、
前記方法はさらに、
１つ以上の前記画像に経路を重ね合わせるステップと、
前記データ処理ハードウェアと通信する前記ユーザインタフェースによって、前記経路を前記運転者計画経路として調整する命令を含むコマンドを受信するステップと、
を含み、
前記経路の調整中に、前記経路が表示され、
前記ユーザインタフェースは、回転ノブを有し、
重ね合わされた前記経路は、前記回転ノブの手動操作により調整される、
方法。

【請求項12】

前記コマンドには、前記経路の距離を調整する命令が含まれる、請求項１１記載の方法。

【請求項13】

前記コマンドには、前記経路の角度を調整する命令が含まれる、請求項１１または１２記載の方法。

【請求項14】

前記コマンドには、前記経路の終端部の角度を調整する命令が含まれる、請求項１１から１３までのいずれか１項記載の方法。

【請求項15】

前記現車両位置の特定するステップは、
１つ以上のホイールに関連付けられたホイールエンコーダセンサデータを受信するステップと、
ステアリング角度センサデータを受信するステップと、
を含み、
前記現車両位置は、前記ホイールエンコーダセンサデータおよび前記ステアリング角度センサデータに基づく、
請求項１１から１４までのいずれか１項記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ユーザ選択軌跡の追従および車両動き推定による自動後退のための方法および装置に関する。

【0002】

背景技術
トレーラは、一般に、動力を有する牽引車両によって牽引される、動力を有しない車両である。トレーラは、ユーティリティトレーラ、ポップアップ式キャンパ、トラベルトレーラ、家畜トレーラ、平台型トレーラ、閉鎖型カーキャリアおよびボートトレーラなどであってよい。牽引車両は、自動車、クロスオーバ、トラック、バン、ＳＵＶ（sports-utility-vehicle）、ＲＶ（recreational vehicle）またはトレーラに連結されてトレーラを牽引するように構成された別の任意の車両であってよい。トレーラは、トレーラヒッチを使用して、動力を有する車両に連結可能である。受け手側のヒッチは、牽引車両に取り付けられ、連結を形成するためにトレーラヒッチに連結される。トレーラヒッチは、ボールおよびソケット、第五輪およびがん首、またはトレーラジャックであってよい。別の連結機構も使用可能である。いくつかの実施例では、トレーラと、動力を有する車両との間の機械的連結に加え、トレーラは、牽引車両に電気的に接続されている。したがってこの電気的な接続により、トレーラは、動力を有する車両の後方ライト回路から給電されることが可能であり、これにより、トレーラは、動力を有する車両のライトと同期するテールランプ、方向指示器およびブレーキライトを有することができる。

【0003】

コンピューティングおよびセンサ技術における最近の進歩は、車両自動運転の改良に結び付いている。したがって、牽引車両からトレーラへの経路を計画することができ、これによりトレーラに向かって車両を自律操縦できるように自動車両後退システムを提供することは望ましい。

【0004】

概要
本開示の一態様により、ＰＯＩ（point of interest）に向かって車両を後方向に自動運転する方法が提供される。この方法では、車両の後部に位置付けられたかつデータ処理ハードウェアと通信するカメラから１つ以上の画像をデータ処理ハードウェアにおいて受信する。この方法ではまた、データ処理ハードウェアと通信するユーザインタフェースから運転者計画経路をデータ処理ハードウェアにおいて受信する。運転者計画経路には、複数の中間地点が含まれる。この方法では、運転者計画経路に沿って車両を自律操縦させる１つ以上のコマンドを、データ処理ハードウェアから、データ処理ハードウェアと通信する運転システムに送信する。この方法では、データ処理ハードウェアにおいて現車両位置を特定する。さらに、この方法では、データ処理ハードウェアにおいて、運転者計画経路に基づき、推定後続車両位置を特定する。推定後続車両位置は、現車両位置から運転者計画経路に沿った後続の中間地点にある。この方法ではまた、データ処理ハードウェアにおいて、現車両位置から推定後続車両位置への経路調整を特定する。この方法ではさらに、経路調整に基づき、推定後続車両位置に向かって車両を自律操縦させる命令を、データ処理ハードウェアから運転システムに送信する。

【0005】

本開示の別の一態様により、ＰＯＩに向かって後方向に車両を自動運転する方法が提供される。この方法では、車両の後部に位置付けられたかつデータ処理ハードウェアと通信する１つ以上のカメラから、１つ以上の画像をデータ処理ハードウェアにおいて受信する。この方法では、データ処理ハードウェアと通信するユーザインタフェースから運転者計画経路をデータ処理ハードウェアにおいて受信する。この方法ではまた、運転者計画経路に沿って車両を自律操縦させる１つ以上のコマンドを、データ処理ハードウェアから、データ処理ハードウェアと通信する運転システムに送信する。さらに、この方法では、データ処理ハードウェアにおいて、運転者計画経路に基づいて推定車両位置を特定する。この方法ではまた、データ処理ハードウェアにおいて現車両位置を特定し、データ処理ハードウェアにおいて推定車両位置および現車両位置に基づき、誤差を特定する。この方法ではまた、データ処理ハードウェアにおいて、現車両位置から推定車両位置へと車両を自律操縦させかつ誤差がないようにする１つ以上の経路調整コマンドを特定する。この方法では、データ処理ハードウェアから運転システムに１つ以上の経路調整コマンドを送信する。

【0006】

本開示の別の一態様により、ＰＯＩに向かって後方向に車両を自律操縦するシステムが提供される。このシステムには、データ処理ハードウェアと、このデータ処理ハードウェアと通信するメモリハードウェアとが含まれている。このメモリハードウェアには、データ処理ハードウェア上で実行される場合にこのデータ処理ハードウェアに上述の方法を含む動作を実行させる命令が格納されている。

【0007】

本開示の複数の態様の複数の実装形態には、１つ以上の以下の選択的な特徴が含まれていてよい。いくつかの実装形態において、この方法では、１つ以上の画像に経路を重ね合わせ、データ処理ハードウェアと通信するユーザインタフェースによってコマンドを受信する。このコマンドには、経路を運転者計画経路として調整する命令が含まれる。コマンドには、経路の距離を調整する命令が含まれていてよい。いくつかの実施例において、このコマンドには、経路の角度を調整する命令が含まれている。このコマンドには、経路の終端部の角度を調整する命令が含まれていてよい。

【0008】

いくつかの実施例において、現車両位置の特定では、１つ以上のホイールに関連付けられたホイールエンコーダセンサデータを受信し、ステアリング角度センサデータを受信する。現車両位置は、ホイールエンコーダセンサデータおよびステアリング角度センサデータに基づく。

【0009】

本開示の１つ以上の実装形態の詳細は、添付の図面および以下の説明に記載されている。他の態様、特徴および利点は、説明および図面ならびに特許請求の範囲から明らかになろう。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】トレーラから特定の距離にある例示的な牽引車両の概略平面図である。

【図2A】例示的な牽引車両システムの概略図である。

【図2B】別の例示的な牽引車両システムの概略図である。

【図3A】システムの例示的なステートチャートの概略図である。

【図3B】別のシステムの例示的なステートチャートの概略図である。

【図4A】例示的な角度モードの概略図である。

【図4B】別の例示的な角度モードの概略図である。

【図5A】例示的な距離モードの概略図である。

【図5B】別の例示的な距離モードの別の概略図である。

【図6A】例示的なｂｉ－ａｒｃモードの概略図である。

【図6B】別の例示的なｂｉ－ａｒｃモードの概略図である。

【図7】Ａは、軌跡生成計算の概略図であり、Ｂは、別の軌跡生成計算の概略図である。

【図8A】動き推定計算の概略図である。

【図8B】別の動き推定計算の概略図である。

【図9】ＰＯＩに向かって後方向に車両を自動運転する例示的な方法の概略図である。

【図10】ＰＯＩに向かって後方向に車両を自動運転する別の例示的な方法の概略図である。

【0011】

種々異なる図において同様の参照符号は、同様の要素を示す。

【0012】

詳細な説明
自動車、クロスオーバ、トラック、バン、ＳＵＶ（sports-utility-vehicle）およびＲＶ（recreational vehicle）のような、しかしこれらに限定されない牽引車両は、トレーラを牽引するように構成されていてよい。牽引車両は、トレーラヒッチによってトレーラに連結される。トレーラまでの手動による後退には、運転者の大きな努力が必要になることがある。運転者は、絶えず後方の車両カメラを監視して、車両の牽引ボールがトレーラのカプラの下に来るように車両を操舵しなければならない。したがって、車両の後方環境の画像から識別されかつユーザディスプレイのようなユーザインタフェースに表示される、運転者によって指定された位置、例えばトレーラに向かって自律的に後退することができる牽引車両を有することが望ましい。

【0013】

図１～図８Ｂを参照すると、いくつかの実装形態において、牽引車両１００の運転者が望むのは、牽引車両１００と、牽引車両１００の後ろに位置付けられたトレーラ２００とを連結することである。いくつかの実装形態において、運転者が望むのは、牽引車両の後ろの位置またはトレーラ２００を指定し、これにより、牽引車両１００が、この位置またはトレーラ２００に向かって自律操縦できるようにすることである。牽引車両１００とトレーラ２００とが位置合わせされると、牽引車両１００は、（例えば運転者によって、または自律的に）トレーラ２００にヒッチング可能である。いくつかの実施例において、牽引車両１００には、牽引ボール１２２を有する牽引車両ヒッチ１２０が含まれる。トレーラ２００には、トレーラカプラ２１２および牽引バー２１４を含むトレーラヒッチ２１０が含まれていてよい。したがって、牽引車両１００とトレーラ２００とがヒッチングされる場合、牽引ボール１２２は、トレーラカプラ２１２に連結される。

【0014】

牽引車両１００は、例えば、ｘ、ｙおよびｚ成分を有する運転コマンドに基づき、道路表面にわたって牽引車両１００を操縦する運転システム１１０を含んでいてよい。図示したように運転システム１１０には、右前輪１１２、１１２ａ、左前輪１１２、１１２ｂ、右後輪１１２、１１２ｃおよび左後輪１１２、１１２ｄが含まれる。運転システム１１０には、別の車輪構成も含まれていてよい。運転システム１１０には、それぞれの車輪１１２、１１２ａ～ｄに関連付けられたブレーキを含むブレーキシステム１１４と、牽引車両１００の速度および方向を調整するように構成されている加速システム１１６とが含まれていてもよい。さらに、運転システム１１０には、それぞれの車輪１１２、１１２ａ～ｄに関連付けられたタイヤと、タイヤ空気と、ばねと、ショックアブソーバと、牽引車両１００をその車輪１１２、１１２ａ～ｄに連結しかつ牽引車両１００と車輪１１２、１１２ａ～ｄとの間の相対的な運動を可能にする連結機構と含むサスペンションシステム１１８が含まれていてよい。サスペンションシステム１１８は、牽引車両１００の高さを調整するように構成されていてよく、これにより、牽引車両ヒッチ１２０（例えば牽引車両ヒッチボール１２２）と、トレーラヒッチ２１０（例えばトレーラヒッチカプラ２１２）とを位置合わせでき、これにより、牽引車両１００とトレーラ２００と間の自律的な接続が可能になる。

【0015】

牽引車両１００は、牽引車両１００によって定められる互いに垂直な３つの軸、すなわち横方向軸Ｘ、前後方向軸Ｙおよび中央の垂直方向軸Ｚに対して相対的な運動のさまざまな組み合わせによって道路表面にわたって移動可能である。横方向軸Ｘは、牽引車両１００の右側と左側との間に延在している。前後方向軸Ｙに沿った前方への運転方向は、Ｆで示されており、前進運動とも称される。さらに、前後方向軸Ｙに沿った後尾または後方への運転方向はＲで示されており、後方運動とも称される。サスペンションシステム１１８により、牽引車両１００のサスペンションが調整される場合、牽引車両１００は、Ｘ軸および／またはＹ軸の周りに傾斜可能であるか、または中央の垂直方向軸Ｚに沿って移動可能である。

【0016】

牽引車両１００は、ユーザインタフェース１３０を含んでいてよい。ユーザインタフェース１３０は、ディスプレイ１３２、入力メカニズムとして使用されるノブ１３４およびボタン１３６を含んでいてよい。いくつかの実施例において、ディスプレイ１３２にはノブ１３４およびボタン１３６が表示されてよい。これに対し、別の複数の実施例では、ノブ１３４およびボタン１３６は、ノブとボタンとの組み合わせである。いくつかの実施例において、ユーザインタフェース１３０は、１つ以上の入力メカニズムまたはタッチスクリーンディスプレイ１３２を介して、運転者から１つ以上の運転者コマンドを受け取り、かつ／または１つ以上の通知を運転者に表示する。ユーザインタフェース１３０は、車両コントローラ１５０と通信し、この車両コントローラ１５０それ自体は、センサシステム１４０と通信する。いくつかの実施例では、ディスプレイ１３２により、牽引車両１００の周囲環境の画像１４３が表示され、これにより、１つ以上の動作の実行を開始する１つ以上のコマンドが（運転者から）ユーザインタフェース１３０によって受け取られることになる。いくつかの実施例では、ユーザディスプレイ１３２により、車両１００の後方環境の画像１４３が表示される。この場合、運転者は、画像１４３内の位置であって、運転者が車両をそこに向かって自律操縦させたい位置を選択可能である。いくつかの実施例では、ユーザディスプレイ１３２により、牽引車両１００の後ろに位置付けられたトレーラ２００の１つ以上の表現が表示される。この場合、運転者は、トレーラ２００の１つの表現を選択して、車両１００がこの表現に向かって自律操縦するようにするか、または運転者は、経路１６２を選択し、これにより、選択されたトレーラ２００に向かって牽引車両１００を自律操縦させる。

【0017】

牽引車両１００は、確実かつロバストな運転を提供するためにセンサシステム１４０を含んでいてよい。センサシステム１４０は、牽引車両１００の周囲環境の認識を作成するために、個別にまたは互いに使用され得る異なるタイプの複数のセンサを含んでいてよく、この周囲環境の認識は、センサシステム１４０によって検出される対象体および障害物に基づいて、牽引車両１００が、運転するために、またインテリジェントな決定を行うに際して運転者を補助するために使用される。センサシステム１４０は、１つ以上のカメラ１４２を含んでいてよい。センサシステム１４０は、牽引車両１００に対する後方の運転経路のビューを提供するために、車両１００に取り付けられたリアカメラ１４２を含んでいてよい。リアカメラ１４２は、広角パノラマまたは半球画像を作成するために、大きな視覚的な歪みを形成する超広角レンズを含む魚眼レンズを含んでいてよい。魚眼カメラにより、極めて広い画角を有する画像が取り込まれる。さらに、魚眼カメラによって取り込まれる画像は、特徴的な凸状の非直線的な外観を有する。また車両１００の後方の画像を取り込むために別の複数のタイプのカメラも使用可能である。

【0018】

センサシステム１４０は、慣性計測装置（ＩＭＵ：inertial measuring unit）、レーダ、ソナー、ＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging、これは離れたターゲットの範囲および／または別の情報を見つけるために散乱光の特性を測定する光学式リモートセンシングを必要とし得る）、ＬＡＤＡＲ（Laser Detection and Ranging）、超音波センサなどの別のセンサを含んでいてよいが、これらのセンサには限定されない。

【0019】

車両コントローラ１５０には、コンピューティングデバイス（またはプロセッサ）１５２（例えば１つ以上のコンピューティングプロセッサを有する中央処理ユニット）が含まれており、これは、コンピューティングプロセッサ１５２上で実行可能な命令を格納可能な非一時的なメモリ１５４（例えばハードディスク、フラッシュメモリ、ランダムアクセスメモリ、メモリハードウェア）と通信する。

【0020】

図２Ａおよび図２Ｂを参照すると、トレーラ２００に向かって牽引車両１００を自動運転するための経路１６２を運転者が選択するのを補助するヒッチ支援システム１６０が、車両コントローラ１５０によって実行される。運転者は、ユーザインタフェース１３０により、例えば、ディスプレイ１３上で選択を行うことにより、ヒッチ支援システム１６０の実行を開始することができる。開始されると、ヒッチ支援システム１６０は、車両１００の経路１６２を表示するようにディスプレイ１３２に命令し、この経路１６２は、車両１００の後方環境のカメラ画像１４３にスーパーインポーズされる。運転者は、ユーザインタフェース１３０を使用して、計画経路１６２を変更可能である。例えば、仮想ステアリングホイールをシミュレートするノブ１３４を回すことができる。運転者がノブ１３４を回すのに伴い、ディスプレイ１３２に示される計画経路１６２が更新される。運転者は、ディスプレイ１３２に表示される更新された計画経路１６２が、トレーラ表現１３８と交わるまで、または別の対象体であって、運転者が車両１００をそこに向かって運転したい別の対象体と交わるまで、表示された経路１６２を調整する。表示された計画経路１６２に運転者が満足すると、運転者は、経路１６２の最終決定を指示する行動を実行し、これにより、車両１００は、計画経路を自律追従することができる。

【0021】

いくつかの実装形態では、ヒッチ支援システム１６０には、軌跡生成器１７０と、動き推定器１８０と、経路追跡器１８２とが含まれている。軌跡生成器１７０は、運転者選択経路１６２に基づいて、車両１００の推定位置を特定する。動き推定器１８０は、車両１００の実際位置を特定し、経路追跡器１８２は、推定位置Ｐｅと実際位置Ｐａとに基づいて誤差１８４を特定し、車両１００の計画経路１６２を調整して、実際位置Ｐａと推定位置Ｐｅとの間に誤差１８４がないようにする。

【0022】

いくつかの実装形態では、軌跡生成器１７０は、カメラ１４２から画像１４３を受信し、受信された画像１４３に車両経路１６２をスーパーインポーズする。運転者は、１つ以上の経路モード１７２に基づいて経路１６２選択を調整可能である。いくつかの実施例において、経路モード１７２には、角度サブモード１７４および距離サブモード１７６を有する弧モード１７２が含まれる。いくつかの実施例において、経路モード１７２には、ｂｉ－ａｒｃモード１７８が含まれていてよい。したがって運転者は、トレーラ２００または対象体への経路１６２を特定して調整するために、角度サブモード１７４、距離サブモード、および／またはｂｉ－ａｒｃモード１７８の間で選択可能である。

【0023】

図３Ａおよび図３Ｂを参照すると、いくつかの実施例では、角度サブモード１７４および距離サブモード１７６は、弧モード１７２の一部であり（図３Ａ）、したがって運転者は、最初にモード１７２、１７８を選択し、次に選択されたモード１７２、１７８内でサブモードを選択する。したがって、例えば、ディスプレイ１３２には、弧モードボタン１３６およびｂｉ－ａｒｃモードボタン１３６が表示可能であり、運転者は、これらのボタンから選択可能である。図３Ｂには、それぞれサブモード／モード１７４、１７６、１７８が独立している一実施例が示されている。したがって、ボタン１３６を押圧または押下することにより、３つのモード１７４、１７６、１７８間で交代する。

【0024】

角度サブモード１７４は、図４Ａおよび図４Ｂに示したように経路１６２の湾曲の角度を調整するように構成されている。したがって運転者は、図４Ａに示したように、表示される経路１６２が右に向かう湾曲を有するようにノブ１３４を右に回すことができる。さらに、運転者は、図４Ｂに示したように、表示される経路１６２が左に向かう湾曲を有するようにノブ１３４を左に回すことができる。距離サブモード１７６は、図５Ａおよび図５Ｂに示したように、予想される経路１６２の長さを調整するように構成されている。例えば、図５Ａを参照すると、運転者は、画像１４３のトレーラ表現１３８に隣接して経路１６２の到達地点を位置付けるためにノブ１３４を回転可能である。図５Ｂを参照すると、画像１４３には、図５Ａに示した経路よりも長さの短い経路１６２が示されている。したがって、この場合、運転者が望み得るのは、後方向Ｒに数メートルだけ牽引車両１００を自律的に移動することである。ｂｉ－ａｒｃモード１７８は、図６Ａおよび図６Ｂに示したように、経路１６２の終端部において、トレーラ２００（または他の対象体）に対して、車両１００をどのように配向するかを指示するアプローチ角度を調整するように構成されている。例えば、ｂｉ－ａｒｃモード１７８は、運転者が牽引車両１００とトレーラ２００とを位置合わせするのを補助して、車両１００の前後方向軸Ｙと、トレーラ２００の前後方向軸Ｙとが位置合わせされるようにし、これにより、牽引車両１００とトレーラ２００との間のヒッチング過程中に運転者が補助される。図７Ａおよび図７Ｂを参照すると、弧モード１７２およびｂｉ－ａｒｃモード１７８は共に同じ終端点を有するが、ｂｉ－ａｒｃモード１７８では、トレーラ２００に向かうアプローチ角度の調整が可能になる。いくつかの実施例において、運転者がｂｉ－ａｒｃモード１７８に切り換えると、軌跡生成器１７０により、開始位置および終了位置が同じに維持される。ｂｉ－ａｒｃモード１７８では、運転者は、トレーラ２００へのアプローチ角度だけを調整可能である。ｂｉ－ａｒｃモード１７８では運転者は、距離を調整しない。いくつかの実施例において、運転者選択経路１６２の半径および長さにより、車両１００の最終位置が決定される。車両コントローラ１５０は、経路１６２を決定するために、最適な計算であるＤｕｂｉｎｓ経路を使用する。

【0025】

ｂｉ－ａｒｃモード１７８が選択的であるいくつかの実装形態において、弧モード１７２選択に基づく経路１６２に運転者が満足する場合、運転者は、ボタン１３６を押圧することによって経路１６２を最終決定可能である。そうでなければ、運転者は、ｂｉ－ａｒｃまたは別の適切な経路１６２の形状を変化させるために、ノブ１３４の３度目の調整を行う。これにより、トレーラ２００または別の対象体への最終アプローチ角度が調整可能である。運転者がアプローチ角度の選択に満足すると、運転者は、経路選択を最終決定するためにボタン１３６を押圧する。

【0026】

いくつかの実装形態では、運転者は、トレーラ２００または別の対象体またはＰＯＩが、車両１００のリアカメラ１４２の視野内にある位置に牽引車両１００を駐車する。牽引車両１００のエンジンはアイドリング状態であってよく、トランスミッションは、駐車位置にあってよい。運転者は、ボタン１３６を押圧する、かつ／またはディスプレイ１３２において選択を行うことにより、軌跡生成器１７０を起動可能である。いくつかの実施例において、ディスプレイ１３２には、運転者が弧モード１７２を開始できるようにする選択可能な選択肢またはボタン１３６が表示される。軌跡生成器１７０は、図３Ａおよび図３Ｂに示したように、弧モード１７２の角度サブモード１７４を実行することによって開始される。運転者は、経路１６２の距離を調整するために、例えばボタン１３６を押圧することによって距離サブモード１７６に切り換える。いくつかの実施例では、角度サブモード１７４と距離サブモード１７６との間で切り換え、ディスプレイに所望の経路１６２が示されるまで経路１６２を調整することによって経路１６２を調整可能である。運転者は、経路１６２の外側の境界線１６４がトレーラ２００（すなわち画像１４３内のトレーラ表現１３８）または別のＰＯＩに交わるように経路１６２を調整する。

【0027】

いくつかの実装形態では、トレーラ２００またはＰＯＩへの最終アプローチ角度は、例えば、車両前後方向軸Ｙとトレーラ前後方向軸Ｙとを位置合わせするのに重要である。この場合、運転者は、（ディスプレイ１３２に表示される）「弧／Ｂｉ－Ａｒｃモード」ボタンを選択するかまたは押圧して、ｂｉ－ａｒｃモード１７８に切換可能である。ｂｉ－ａｒｃモード１７８では、以前に設定した経路１６２の終端点は変わらないままであり、運転者は、ノブ１３４で最終アプローチ角度を調整する。運転者が最終アプローチ角度および全軌跡または経路１６２に満足すると、運転者は、動作を実行することにより、選択された経路１６２を確認可能である。いくつかの実施例において、運転者は、トランスミッションを後退に切り換えるが、このことは、表示された経路１６２に運転者が満足したことを示す。いくつかの実施例において、運転者は、ブレーキを踏んだままでトランスミッションを後退に切り換え、次にブレーキを離すと、車両１００は、選択された経路１６２を追従する。いくつかの実施例において、経路１６２に沿って後方向Ｒに車両が自律操縦する間に、運転者は、例えばブレーキを押圧することによって牽引車両１００を停止可能である。これにより、車両コントローラ１５０は、ヒッチ支援システム１６０から出る。

【0028】

いくつかの実装形態では、軌跡生成器１７０により、デフォルトで経路距離が設定され、これにより、運転者は、経路がトレーラ２００または他のＰＯＩに交わるまで、ステアリング角度だけを調整することが可能になる。

【0029】

いくつかの実装形態では、最終アプローチ角度は調整されない。その代わりに最終アプローチ角度は、つねに初期車両出発角度と同じである。したがって最終車両前後方向軸Ｙは、初期車両前後方向軸Ｙと平行である。この場合、トレーラと交わるように経路１６２の最終位置を運転者が調整する。

【0030】

いくつかの実施例では、牽引車両１００が、経路１６２に沿って後方向Ｒに操縦している間に、ディスプレイ１３２は、経路１６２に沿った車両１００の経過を表示可能である。例えば、ディスプレイ１３２は、オリジナルの軌跡を地面に投影して表示可能であるが、この軌跡は、車両の位置の変化によって更新される。ディスプレイ１３２には、車両がこの軌跡をどの程度良好に追従しているかの表示を示すこともできる。

【0031】

いくつかの実装形態では、軌跡生成器１７０は、経路１６２を生成するために他の車両システムからデータを受信する。いくつかの実施例において、軌跡生成器１７０は、（ｘ，ｙ，θ）に定められる車両姿勢データを受信し、ここでｘは、Ｘ－Ｙ平面における、横軸Ｘに沿った牽引車両１００の中心の位置であり、ｙは、Ｘ－Ｙ平面における、前後方向軸Ｙに沿った牽引車両の中心の位置であり、またθは、牽引車両１００の向きである。さらに、軌跡生成器１７０は、ノブ１３４の位置、例えばノブ１３４からノブ角度を受信可能である。軌跡生成器１７０はまた、モードボタン状態（すなわち弧モード１７２またはｂｉ－ａｒｃモード１７８）と、サブモードボタン状態（すなわち角度サブモード１７４または距離サブモード１７６）を受信可能である。受信されたデータに基づき、軌跡生成器１７０は、経路１６２を調整し、経路１６２を表示するようにディスプレイ１３２に指示する。いくつかの実施例において、経路１６２には、外側の境界線１６４と、牽引ボール１２２の推定経路である牽引ボール経路１６６とが含まれる。軌跡生成器１７０はまた、経路１６２を調整するために運転者が選択したモード／またはサブモードを示す現在モードまたはサブモード状態を表示するようにディスプレイ１３２に指示可能である。

【0032】

図２Ａおよび図２Ｂに戻ると、ユーザインタフェース１３０を介して運転者が、その経路選択が完了したことを示すと、車両コントローラ１５０は、計画経路１６２を追従するために運転者支援システム１９０を実行する。運転者支援システム１９０には、経路追従動作１９２が含まれている。経路追従動作３３０は、選択された経路１６２を受信し、１つ以上の動作１９２ａ～ｃを実行し、これらの動作により、運転システム１１０にコマンド１９４が送信されて、計画経路１６２に沿って車両１００を自動運転させる。計画経路１６２に沿って車両１００が自律操縦するのに伴い、ヒッチ支援システム１６０は、以下で説明するように、動き推定器１８０および経路追跡器に基づいて経路１６２を連続的に更新する。

【0033】

図２Ａおよび図２Ｂに戻ると、車両１００が、経路１６２に沿って後方向Ｒに自律操縦するのに伴い、動き推定器１８０により、車両１００の現在位置Ｐａが特定される。前に説明したように、軌跡生成器１７０により、計画経路１６２に基づいて車両１００がどこにあるはずであるかが、すなわち推定位置Ｐｅが特定されるのに対し、動き推定器により、車両１００の実際の位置Ｐａが特定される。いくつかの実施例において、動き推定器には、相対的な車両位置および速度を出力する動き推定アルゴリズムが含まれている。例えば、動き推定アルゴリズムには、拡張カルマンフィルタ（ＥＫＦ：Extended Kalman Filter）が含まれていてよい。ＥＫＦは、４つのホイールエンコーダのから測定値（例えば１回転当たり９６個のティック）およびステアリング角度などを使用するが、これらに限定されない。動き推定器１８０は、これらの測定値を融合して、車両１００の実際位置を特定する。動き推定器１８０は、牽引車両１００が後方向に自律的に移動するのに伴い、牽引車両１００の遅い速度に起因して自転車モデルを使用可能である。自転車モデルでは、２つの前輪を表すために前側の単一のステアリングホイールが使用され、２つの後輪を表すために後側の単一の非ステアリングホイールが使用される。これらのホイールは、単一の剛性リンクによって結合されている。動きは、２次元の水平な地表面に限定される。自転車モデルの入力は、速度およびステアリング角度であるのに対し、その状態は、位置および向きである。動き推定器１８０は、線速度および回転速度ならびに位置（例えば車両の配向）を推定する。いくつかの実施例では、動き推定器１８０により、任意のドリフトを改善するために、センサシステム１４０、例えばカメラ、レーダからのセンサデータ、ＧＰＳ測定値が考慮される。

【0034】

いくつかの実装形態では、動き推定器１８０により、拡張カルマンフィルタ（ＥＫＦ：Extended Kalman Filter）が使用される。ＥＫＦ式は、以下で数式（３）～（７）としても規定される。
状態ベクトルは、式１に示された９つの成分を有する。すなわち、
μ＝［ｘ ｙ θ ｖ ω ｄ_ｌｒ ｄ_ｒｒ ｄ_ｌｆ ｄ_ｒｆ］^Ｔ （１）
である。最初の３つは、車両の「姿勢」、（ｘ，ｙ，θ）である。次の２つは、線速度および角速度、（ｖ，ω）である。最後の４つは、左後、右後、左前、右前の４つのタイヤがそれぞれ進んだ距離（ｄ_ｌｒ，ｄ_ｒｒ，ｄ_ｌｆ，ｄ_ｒｆ）である。

【0035】

完全な測定ベクトルは、式２に示された５つの成分を有する。
ｚ＝［ｄ_ｌｒ ｄ_ｒｒ ｄ_ｌｆ ｄ_ｒｆ φ］^Ｔ （２）
最初の４つは、ここでも、４つのタイヤが進んだ距離（ｄ_ｌｒ，ｄ_ｒｒ，ｄ_ｌｆ，ｄ_ｒｆ）である。最後の成分φは、平均前輪角度（ステアリングホイール角度ではなく、長手方向軸に対するフロントタイヤの平均角度）である。動き推定器１８０により、車両速度推定値が供給される。距離の変化を時間の変化で除算（Δｄ／Δｔ）することによっておおよその速度を計算することが一般的であるが、これは、ホイールエンコーダ計数が比較的少なく、かつ車両が比較的緩慢に移動するここでの状況に対し、これは極めて雑音を含み得る。したがって、時間の変化による距離の変化の除算（Δｄ／Δｔ）を伴う直接の計算を回避するために、動き推定器１８０は、測定されたホイール累積距離に基づき、ＥＫＦを使用することにより、車両線速度ｖを推定し、除算を伴う明示的な速度計算を行わない。

【0036】

拡張カルマンフィルタは、２つの予測方程式および３つの計測方程式として記述可能である。予測方程式は

【数1】

である。式（３）により、状態μに対する更新が得られる。式（４）により、共分散Σに対する更新が得られる。共分散により、状態の現在の不確かさの推定が得られる。行例Ｒは、状態μについての雑音共分散である。

【0037】

計測更新方程式は、

【数2】

である。式（５）は、最適カルマンゲインＫの値を設定する。式（６）により、状態μに対する更新が得られる。式（７）により、共分散Σに対する更新が得られる。行例Ｑは、測定ｚについての雑音共分散である。

【0038】

予測のためには非線形ベクトル関数ｇを定める必要がある。行列Ｇは、このベクトル関数の派生物である。便宜のために、これも同様に規定する。ベクトル関数ｇは

【数3】

によって与えられる。ここでｗは、車両の「トラック幅」である。より具体的にいうと、これは、左側タイヤの中心から右側のタイヤの中心までの横方向距離である。ここではタイヤ間の前後の距離は同じであると仮定する。ホイールベースはｌで表される。最後の２つの成分において、マイナスの符号があり、これらの式は、ｄ_ｌｆおよびｄ_ｒｆから減算されることに注意されたい。このマイナスの符号により、後方向の運動が仮定される。したがってこの予想方程式は、前方向の運動には使用できない。しかしながら、車両の方向（前方向または後方向）についてのいくつかの測定値があれば、この方程式を前方向および後方向の両方について有効とするように最後の２つの成分の符号を変更する（前方向についてはプラス、後方向についてはマイナス）ことは容易なことであろう。

【0039】

行列Ｇは、９個の行および９個の列を有する。

【数4】

とする。Ｉは９×９の単位行列である。このとき

【数5】

である。他のすべての成分はゼロである。

【0040】

完全な更新において仮定されるのは、複数のホイールティックおよびホイール角度の測定値がすべて同時に利用可能であることである。ホイールティックだけが利用可能な場合、これらは別々に組み込み可能であり、ホイール角度だけが利用可能な場合、これは別々に組み込み可能である。完全な更新のために、ベクトルｈを定義する。行列Ｈは、このベクトル関数の微分である。便宜のために、これも同様に規定する。
ベクトル関数ｈは、

【数6】

によって与えられる。Ｈ行列はｈの微分であり、５×９である。ゼロでない成分は
Ｈ_１１＝Ｈ_２２＝Ｈ_３３＝Ｈ_４４＝１
Ｈ_５４＝－ｌω／（ｖ^２＋ｌ^２ω^２），Ｈ_５５＝ｌｖ／（ｖ^２＋ｌ^２ω^２），ｖ^２＋ｌ^２ω^２≠０
である。特定の量ｈ_５、Ｈ_５４、Ｈ_５５には、容易にゼロになり得る除数が含まれることに注意されたい。したがって実装形態では、除算を行う前にこれらの除数がゼロでないことをテストする必要がある。

【0041】

ステアリングホイール角度だけから成る測定が考慮できるのと同様に、ホイールティックだけから成る測定も考慮可能である。しかしながらこれらの変化形態は含まれない。というのは情報が得られたとすると、これらの変化形態は、簡単明瞭であるからである。

【0042】

計画経路１６２に沿って後方向Ｒに車両が自律操縦する間、軌跡生成器１７０により、計画経路１６２に基づいて車両１００がどこにあるはずであるかが、すなわち推定位置Ｐｅが特定されるのに対し、動き推定器１８０により、車両１００の実際位置Ｐａが特定され、したがって経路追跡器１８２により、推定位置Ｐｅおよび実際位置Ｐａに基づいて誤差１８４が特定される。経路追跡器１８２により、誤差１８４に基づいて車両の現在位置Ｐａが調整され、これによって車両１００により、計画経路１６２の追従が継続される。

【0043】

図８Ａおよび図８Ｂを参照すると、いくつかの実装形態では、経路追跡器１８２により、計画経路１６２に車両１００を維持するために純粋な追跡アプローチが実行される。運転者選択経路１６２は、あらかじめ定められた時間間隔、例えば１分毎にサンプリングされ、これにより、計画経路１６２の牽引ボール経路１６６に沿って位置付けられる複数の中間地点１６８が生成される。経路追跡器１８２（例えばアルゴリズム）により、動き推定器１８０から受信される現牽引ボール位置および向きＰａと、次の中間地点位置Ｐｂとが比較される。車両ヒッチ支援システム１６０は、現中間地点Ｐｂ、すなわち車両がそれに向かって運転している中間地点に向かって車両ステアリングをつねに調整する。経路追跡器１８２により、車両牽引ボール１２２は、それぞれの中間地点１６８を追跡可能である。言い換えると、経路追跡器１８２により、牽引ボール１２２は、牽引ボール経路１６６に沿ってそれぞれの中間地点に行くことができる。いくつかの実施例において、中間地点１６８は、ワールド座標から車両座標に変換される。例えば、経路追跡器１８２により、牽引ボール位置Ｐａおよび中間地点Ｐｂに基づいて、最小回転半径円の中心Ｃｃが計算される。次に経路追跡器１８２により、最小回転半径円の中心に基づいて車両回転半径Ｒｒが計算される。最後に、経路追跡器１８２により、アッカーマン角度が使用され、最小回転半径円の中心に基づいて、ステアリング角度が計算される。言い換えると、経路追跡器１８２により、推定位置Ｐｅと、現在位置Ｐａとが比較され、これによって車両が、経路を追従しており、次の中間地点Ｐｂを特定し、現車両位置および向きから、次または後続の中間地点Ｐｂへの経路を特定するかまたは調整することが保証される。したがって経路追跡器１８２によって維持されるのは、車両１００が、計画経路から外れた場合に、牽引車両１００が、計画経路に沿って自律操縦し、車両の動作または運転を調整することである。

【0044】

いくつかの実施例において、コントローラには、計画経路１６２に沿って１つ以上の対象体を識別する対象体検出システム（図示せず）が含まれている。この場合、ヒッチ支援システム１６０により、検出された１つ以上の対象体を避けるために経路１６２が調整される。いくつかの実施例では、ヒッチ支援システム１６０により、衝突の確率が特定され、この衝突の確率が、あらかじめ設定された閾値を上回る場合、ヒッチ支援システム１６０により、経路１６２が調整され、これが運転者支援システム１９０に送信される。

【0045】

選択された経路１６２に進入したことが運転者によって示されると、車両コントローラ１５０により、運転支援システム１９０が実行される。運転支援システム１９０それ自体には経路追従動作１９２が含まれる。経路追従動作１９２により、選択された経路１６２が受信され、１つ以上の動作１９２ａ～ｃが実行され、動作１９２ａ～ｃにより、運転システム１１０にコマンド１９４が送信され、これにより、計画経路に沿って後方向Ｒに車両１００を自律運転させる。

【0046】

経路追従動作１９２ａ～ｃは、ブレーキング動作１９２ａ、加減速動作１９２ｂおよびステアリング動作１９２ｃのような１つ以上の動作を含んでいてよいが、これらには限定されない。それぞれの動作１９２ａ～ｃは、後方への運転、特定の角度での方向転換、ブレーキング、加速、減速などのような行動を車両１００に取らせる。車両コントローラ１５０は、運転システム１１０を制御することにより、より具体的には運転システム１１０にコマンド１９４を出すことにより、道路表面にわたって任意の方向に車両１００を操縦可能である。

【0047】

ブレーキング動作１９２ａは、計画経路に基づき、車両１００を停止させるかまたは車両１００を減速することによって実行可能である。ブレーキング動作１９２ａは、車両１００を停止するかまたは車両１００の速度を遅くするために、運転システム１１０、例えばブレーキシステム（図示せず）に信号またはコマンド１９４を送信する。

【0048】

加減速動作１９２ｂは、計画経路１６２に基づいて加速または減速することによって車両１００の速度を変更するために実行可能である。加減速動作１９２ｂは、減速のためにブレーキシステム１１４に、または加速のために加速システム１１６に信号またはコマンド１９４を送信する。

【0049】

ステアリング動作１９２ｃは、計画経路１６２に基づいて車両１００の方向を変更するために実行可能である。したがってステアリング動作１９２ｃにより、運転システム１１０に方向を変更させるステアリングの角度を示す信号またはコマンド１９４が加速システム１３０に送信される。

【0050】

図９には、図１～図８Ｂに説明したシステムを使用して、トレーラ２００のようなＰＯＩに向かって後方向Ｒに車両１００（例えば牽引車両）を自律操縦する方法９００の動作の例示的な構成が示されている。方法９００では、ブロック９０２において、牽引車両１００の後部に位置付けられかつデータ処理ハードウェア１５２と通信するカメラ１４２から、１つ以上の画像１４３をデータ処理ハードウェア１５２において受信する。方法９００では、ブロック９０４において、データ処理ハードウェア１５２と通信するユーザインタフェース１３０から、運転者計画経路１６２をデータ処理ハードウェア１５２において受信する。運転者計画経路１６２には、複数の中間地点１６８が含まれる。方法９００では、ブロック９０６において、運転者計画経路１６２に沿って車両１００を自律操縦させる１つ以上のコマンド１６１、１９４を、データ処理ハードウェア１５２から、データ処理ハードウェア１５２と通信する運転システム１１０に送信する。方法９００では、ブロック９０８において、現車両位置Ｐａをデータ処理ハードウェア１５２において特定する。方法９００では、ブロック９１０において、運転者計画経路に基づき、推定後続車両位置をデータ処理ハードウェア１５２において特定する。ここでこの推定後続車両位置は、現車両位置Ｐａから、運転者計画経路１６２に沿った後続中間地点Ｐｂにある。方法９００では、ブロック９１２において、現車両位置Ｐａから推定後続車両位置Ｐｂへの経路調整をデータ処理ハードウェア１５２において特定する。方法９００では、ブロック９１４において、経路調整に基づき、推定後続車両位置Ｐｂに向かって車両１００を自律操縦させる命令を、データ処理ハードウェア１５２から運転システム１１０に送信する。

【0051】

図１０には、図１～図８Ｂに説明したシステムを使用して、トレーラ２００のようなＰＯＩに向かって後方向Ｒに車両１００（例えば牽引車両）を自律操縦する別の方法１０００の動作の例示的な構成が示されている。方法１０００では、ブロック１００２において、牽引車両１００の後部に位置付けられかつデータ処理ハードウェア１５２と通信するカメラ１４２から、１つ以上の画像１４３をデータ処理ハードウェア１５２において受信する。方法１０００では、ブロック１００４において、データ処理ハードウェア１５２と通信するユーザインタフェース１３０から、運転者計画経路１６２をデータ処理ハードウェア１５２において受信する。方法１０００では、ブロック１００６において、運転者計画経路１６２に沿って車両１００を自律操縦させる１つ以上のコマンドを、データ処理ハードウェア１５２から、データ処理ハードウェア１５２と通信する運転システム１１０に送信する。方法１０００では、ブロック１００８において、運転者計画経路１６２に基づき、推定車両位置Ｐｅをデータ処理ハードウェア１５２において特定する。方法１０００では、ブロック１０１０において、現車両位置Ｐａをデータ処理ハードウェア１５２において特定する。方法１０００では、ブロック１０１２において、推定車両位置Ｐｅおよび現車両位置Ｐａに基づき、データ処理ハードウェア１５２において誤差１８４を特定する。方法１０００では、ブロック１０１４において、現車両位置Ｐａから推定車両位置Ｐｅへと車両１００を自律操縦させかつ誤差１８４がないようにする１つ以上の経路調整コマンドをデータ処理ハードウェア１５２において特定する。 方法１０００では、ブロック１０１６において、データ処理ハードウェア１５２から運転システム１１０に１つ以上の経路調整コマンドを送信する。

【0052】

いくつかの実施例において、方法９００、１０００では、１つ以上の画像１４３に経路を重ね合わせ、データ処理ハードウェア１５２と通信するユーザインタフェース１３０によってコマンドを受信する。このコマンドには、経路を調整する命令が運転者計画経路１６２として含まれる。いくつかの実施例において、このコマンドには、経路の距離を調整する命令が含まれている。このコマンドには、経路の角度を調整する命令および／または経路の終端部の角度を調整する命令が含まれていてよい。

【0053】

いくつかの実装形態において、現車両位置の特定では、１つ以上のホイール１１２に関連付けられたホイールエンコーダセンサデータ１４５を受信し、ステアリング角度センサデータ１４５を受信する。現車両位置Ｐａは、ホイールエンコーダセンサデータ１４５およびステアリング角度センサデータ１４５に基づく。

【0054】

上述のように、提案されたアルゴリズムは、ＧＰＵ、グラフィックアクセラレータ、トレーニングまたはＦＰＧＡを具備した、またはこれらを具備しない標準のＣＰＵでリアルタイムに動作するように設計されている。さらに、提案されたアプローチにより、運転者からの初期入力だけしか必要としない自動化された方法が提供される。さらに説明されたシステムにより、運転者に対するガイドラインの提供と、後方へのすべての機能の自動化との間の歩み寄りが提供される。

【0055】

ここで説明したシステムおよび技術のさまざまな実装形態は、デジタル電子回路、集積回路、特別に設計されたＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）、コンピュータハードウェア、ファームウェア、ソフトウェアおよび／またはこれらの組み合わせで実現可能である。これらのさまざまな実装形態は、少なくとも１つのプログラマブルプロセッサを含むプログラマブルシステム上で実行可能および／またはインタープリト可能な１つ以上のコンピュータプログラムにおける実装形態を含むことができ、このプログラマブルプロセッサは、記憶システムおよび少なくとも１つの入力デバイスからデータおよび命令を受信し、また記憶システムおよび少なくとも１つの出力デバイスにデータおよび命令を送信するために接続される特殊用途または汎用のものであってよい。

【0056】

（プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーションまたはコードとしても知られている）これらのコンピュータプログラムには、プログラマブルプロセッサ用の機械命令が含まれ、高レベル手続および／またはオブジェクト指向プログラミング言語および／またはアセンブリ言語／機械語で実現可能である。ここで使用される「機械読み出し可能媒体」および「コンピュータ読み出し可能媒体」という用語は、機械読み出し可能信号として機械命令を受信する機械読み出し可能媒体を含む、プログラマブルプロセッサに機械命令および／またはデータを供給するために使用される任意のコンピュータプログラム製品、装置および／またはデバイス（例えば磁気ディスク、光ディスク、メモリ、ＰＬＤ（Programmable Logic Device））のことである。「機械読み出し可能信号」という用語は、プログラマブルプロセッサに機械命令および／またはデータを供給するために使用される任意の信号のことである。

【0057】

本明細書で説明した対象事項および機能的な動作の実装形態は、本明細書で開示した複数の構造およびこれらの構造の等価物、またはこれらの１つ以上の組み合わせを含め、デジタル電子回路、またはコンピュータソフトウェア、ファームウェアまたはハードウェアで実現可能である。さらに本明細書で説明した対象事項は、１つ以上のコンピュータプログラム製品、すなわち、データ処理装置による実行のために、またはその動作を制御するためにコンピュータ読み出し可能媒体に符号化されるコンピュータプログラム命令の１つ以上のモジュールとして実装可能である。コンピュータ読み出し可能媒体は、機械読み出し可能記憶装置、機械読み出し可能記憶基体、メモリデバイス、機械読み出し可能伝播信号に影響を及ぼす組成物、またはこれらの１つ以上の組み合わせであってよい。「データ処理装置」、「コンピューティングデバイス」および「コンピューティングプロセッサ」という用語には、例としてプログラマブルプロセッサ、コンピュータまたはマルチプロセッサまたはマルチコンピュータを含む、データを処理するすべての装置、デバイスおよび機械が包含される。装置は、ハードウェアに加えて、対象となるコンピュータプログラムに対する実行環境を作成するコード、例えばプロセッサファームウェア、プロトコルスタック、データベース管理システム、オペレーティングシステムまたはこれらの１つ以上の組み合わせを構成するコードを含んでいてよい。伝播信号は、人工的に生成される信号、例えば、適切な受信装置への送信用に情報を符号化するために生成される、機械で生成される電気信号、光信号または電磁信号である。

【0058】

同様に、動作は、図面において特定の順序で描画されているが、このことは、このような動作が、ここで示した特定の順序または順番に実行されるか、または所望の結果を達成するために、説明されたすべての動作が実行されることを要求していると理解すべきではない。特定の状況では、マルチタスキングおよび並列処理が有利になることがある。さらに、上述の複数の実施形態においてさまざまなシステムコンポーネントが分離されていることは、すべての実施形態においてこのように分離されることを要求していると理解すべきではなく、上述のプログラムコンポーネントおよびシステムは、一般に、単一のソフトウェア製品に一体で統合可能であるか、または複数のソフトウェア製品にパッケージング可能であると理解すべきである。

【0059】

ここまで多くの実装形態を説明した。それにもかかわらず、本開示の精神および範囲を逸脱することなく、さまざまな変更を行い得ることを理解されたい。したがって別の実装形態も以下の特許請求の範囲内にある。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図9】

【図10】