DE60105684T2

DE60105684T2 - System und Verfahren zur Fahrerunterstützung

Info

Publication number: DE60105684T2
Application number: DE60105684T
Authority: DE
Inventors: Hirofumi Kawasaki-shi Ishii; Shusaku Sagamihara-shi Okamoto; Kunio Kadoma-shi Nobori; Masamichi Hirakata-shi Nakagawa
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2000-04-05
Filing date: 2001-04-05
Publication date: 2005-02-10
Anticipated expiration: 2021-04-06
Also published as: US20020005779A1; EP1465135A1; EP1148461A2; EP1148461B1; DE60105684D1; EP1148461A3; US7012548B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrunterstützungsverfahren, das eine Unterstützung beim Fahren eines Fahrzeugs bereitstellt.
Ein übliches Fahrunterstützungssystem des Standes der Technik verwendet einen Lenksensor zum Erfassen des Einschlagwinkels des Steuerrades, um die Fahrzeugreifen- (Bewegung) Spur entsprechend dem Einschlagwinkel des Lenkrades zu schätzen, wenn das Fahrzeug rückwärts bewegt wird (siehe Japanese Laid-Open Patent Publication No. 1-14700). Bei diesem System wird, wenn das Fahrzeug rückwärts bewegt wird, die Rücksicht oder die Rückseitensicht durch eine Kamera abgebildet und angezeigt, während die Fahrzeugreifenspur, die entsprechend dem Einschlagwinkel des betätigten Lenkrades geschätzt wird, auf dem Bild überlagert wird.
Wenn dieses System benutzt wird, ist der Fahrvorgang wie folgt. Das heißt, zuerst wird das Fahrzeug zu einer Position bewegt, wo es wahrscheinlich möglich ist, das Fahrzeug in einen Parkplatz zu bewegen, wobei das Lenkrad nicht betätigt wird. In dieser Position betätigt dann der Benutzer das Lenkrad, während er die geschätzte Fahrzeugreifenspur betrachtet, um einen Einschlagwinkel zu finden, bei dem es wahrscheinlich möglich ist, das Fahrzeug in den Parkplatz zu bewegen, ohne das Lenkrad weiter betätigen zu müssen. Dann wird das Fahrzeug rückwärts bewegt, während der Einschlagwinkel beibehalten wird, um das Fahrzeug in den Parkplatz zu bewegen. Im Prinzip ist der Parkvorgang durch einen solchen Fahrvorgang vollendet.
– Zu lösende Probleme –
Wenn ein Fahrzeug unter Verwendung des oben beschriebenen Systems geparkt wird, ist es erforderlich, eine Position zu finden, von der das Fahrzeug in den Parkplatz bewegt werden kann, und dann den Einschlagwinkel zu bestimmen, auf den das Lenkrad einzustellen ist. Der Benutzer benötigt jedoch eine erhebliche Menge an Praxis, um in solchen Vorgängen erfahren zu sein. Außerdem, wenn sich die Größe usw. des zu fahrenden Fahrzeugs ändert, ändert sich auch das Gefühl für die Größe des Fahrzeugs, wodurch der Benutzer keinen guten Gebrauch von seinem Fahrkönnen machen kann, das er erworben hat, während er im Umgang mit dem vorhergehenden Fahrzeug Erfahrung erlangte.
In dem Fall eines Parkvorgangs ist es grundsätzlich schwierig, den Fahrvorgang zu vollenden, während der Einschlagwinkel des Lenkrades vom Beginn des Vorgangs an bei einem gleichbleibenden Winkel gehalten wird, außer Fällen, wo es keine Hindernisse um das Fahrzeug herum gibt. Wenn z.B. parallel geparkt wird, bewegt der Fahrer das Fahrzeug von der Startposition zu der Parkposition wie folgt. Zuerst deht der Fahrer das Lenkrad in eine geeignete Richtung und bewegt das Fahrzeug rückwärts, und nachdem das Fahrzeug rückwärts zu einer geeigneten Position bewegt ist, dreht der Fahrer das Lenkrad in der entgegengesetzten Richtung, um das Fahrzeug zu der Zielposition zu bewegen. Mit anderen Worten, im Fall des parallelen Parkens ist es schwierig, das Fahrzeug zu parken, während der Lenkeinschlagwinkel auf einem konstanten Winkel gehalten wird.
Des Weiteren wird bei dem herkömmlichen System, wenn der Fahrer das Lenkrad nur um einen geringfügigen Winkel bewegt, ein Fahrzeugbewegungspfad als Reaktion auf die geringfügige Änderung des Einschlagwinkels neu geschätzt, und der neu geschätzte Pfad wird angezeigt, was den Fahrer verwirren kann.
Da außerdem ein wirklicher Fahrzeugkörper einige Teile besitzt, die von den Reifen überhängen, kann der Körper möglicherweise ein Hindernis berühren, selbst wenn die Reifenspur nicht mit dem Hindernis in Konflikt gerät. Foglich ist es beim Stand der Technik schwierig, genau zu bestimmen, ob die Fahrzeugteile, die sich über die Reifen hinaus erstrecken, ein Hindernis berühren werden.
EP 0835796 offenbart ein automatisches Lenksystem für ein Fahrzeug. Dieses automatische Lenken dient zum Garagieren des Fahrzeugs. Ein Objektdetektor erfasst fortlaufend ein Objekt um das betroffene Fahrzeug herum oder in der Nähe desselben. Ein Betriebsart-Wahlschalter erlaubt das Wählen einer Parkbetriebsart.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Fahrunterstütrungsverfahren bereitzustellen, um die Bequemlichkeit des Benutzers werter zu verbessern und die Mühe des Benutzers zu verringern.
Das heißt, die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren bereit, das einen Fahrzeugfahrvorgang unterstützt, indem ein Bild, das Umgebungsbedingungen um das Fahrzeug herum darstellt, auf einer Anzeigeeinheit angezeigt wird, wobei das Verfahren umfasst: einen ersten Schritt, der einem Benutzer erlaubt, auf dem Bild auf der Anzeigeeinheit eine Endposition zu spezifizieren, die eine Position des Fahrzeugs am Ende eines vorbestimmten Fahrvorgangs ist; einen zweiten Schritt des Erlangens, für die Endposition, einer Startposition, die eine Position des Fahrzeugs am Beginn des vorbestimmten Fahrvorgangs ist, entsprechend einem vorgeschriebenen Bewegungsmuster, das eine Bewegung des Fahrzeugs in dem vorbestimmten Fahrvorgang darstellt.
Erfindungsgemäß kann, nur durch Spezifizieren der Endposition einer vorbestimmten Reihe von durchzuführenden Fahrvorgängen, die Startposition des Fahrvorgangs automatisch gewonnen werden, wodurch die Menge an Zeit, die benötigt wird, bevor der Fahrvorgang begonnen wird, verringert wird.
Werter wird bevorzugt, dass das Fahrunterstütrungsverfahren der vorliegenden Erfindung werter einen Schritt des Anzeigens der Startposition, der Endposition und des vorgeschriebenen Bewegungsmusters umfasst, die auf dem Bild auf der Anzeige überlagert werden. Folglich kann auf einem Schirm leicht erkannt werden, ob die Startposition oder das vorgeschriebene Bewegungsmuster mit einem Hindernis in Konflikt geraten.
Es wird bevorzugt, dass in dem ersten Schritt die von dem Benutzer spezifizierte Endposition als eine Eingabe genommen wird, wenn das Fahrzeug sich in einer Nähe der Endposition befindet. Daher ist es möglich, die Endposition, die die Zielposition sein soll, genauer zu spezifizieren.
Es wird jedoch bevorzugt, dass das Fahrunterstütrungsverfahren der vorliegenden Erfindung einen Schritt umfasst, um in einer vollautomatischen oder halbautomatischen Weise wenigstens einen Vorgang des Fahrens des Fahrzeugs von einer gegenwärtigen Position des Fahrzeugs zu der Startposition oder einen Vorgang des Fahrens des Fahrzeugs von der Startposition zu der Enposition entsprechend dem vorgeschriebenen Bewegungsmuster durchzuführen.
Des Weiteren stellt die vorliegende Erfindung ein System bereit, das eine Unterstützung bei einem Fahrzeugfahrvorgang bereitstellt, wobei das System umfasst: eine Umgebungsbedingungs-Abbildungseinrichtung zum Erzeugen eines Bildes, das die Umgebungsbedingungen um das Fahrzeug herum darstellt; eine Speichereinrichtung für ein vorgeschriebenes Bewegungsmuster zur Speicherung eines vorgeschriebenen Bewegungsmusters, das eine Bewegung des Fahrzeugs in einem vorbestimmten Fahrvorgang darstellt; eine Erzeugungseinrichtung für ein synthetisiertes Bild zum Erzeugen eines synthetisierten Bildes durch Überlagern des vorgeschriebenen Bewegungsmusters auf dem Umgebungsbedin gungsbild; eine Anzeigeeinheit zum Anzeigen des synthetisierten Bildes, sowie eine Musterauswähleinrichtung zum Auswählen des vorgeschriebenen Bewegungsmusters basierend auf einer Zeigereingabeoperation auf einem Schirm der Anzeigeeinheit.
Erfindungsgemäß kann eine vorgeschriebene Spur des Fahrzeugs durch eine Zeigereingabeoperation auf dem Schirm der Anzeigeeinheit eingegeben werden, wodurch die Wahl des vorgeschriebenen Bewegungsmusters wesentlich erleichert wird.
Des Weiteren stellt die vorliegende Erfindung ein System bereit, das eine Unterstützung bei einem Fahrzeugfahrvorgang bereitstellt, wobei das System umfasst: einen Bildverarbeitungsabschnitt zum Erzeugen eins Bildes, das die Umgebungsbedingungen um das Fahrzeug herum darstellt, wobei der Bildverarbeitungsabschnitt ein synhetisiertes Bild durch Überlagern, auf dem Umgebungsbedingungsbild, einer umgrenzten Raumbereichsspur, wo das Fahrzeug passiert, wenn das Fahrzeug durch einen vorbestimmten Fahrvorgang bewegt wird, erzeugt.
Erfindungsgemäß wird die umgrenzte Raumbereichsspur, wo das ganze Fahrzeug vorbeifährt, als ein Bild angezeigt, wodurch der Benutzer genauer bestimmen kann, ob ein Teil des Fahrzeugs, z.B. eine Stoßstange, das sich über den Reifen hinaus erstreckt, ein Hindernis berühren wird.
Es wird bevorzugt, dass der Bildverarbeitungsabschnitt das Umgebungsbedingungsbild erzeugt, indem Bilder, die von einer Vielzahl von an dem Fahrzeug angebrachten Kameras ausgegeben werden, synthetisiert werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration eines Fahrunterstützungssystems nach der ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
2 zeigt eine exemplarische Anordnung von Kameras auf einem Fahrzeug.
3 zeigt ein exemplarisches Sichtfeld einer virtuellen Kamera.
4 ist ein Diagramm, das ein exemplarisches Umgebungsbedingungsbild zeigt.
5A und 5B sind Diagramme, die exemplarische, vorgeschriebene Bewegungsdaten für paralleles Parken auf der linken Seite veranschaulichen.
6A und 6B sind Diagramme, die exemplarische, vorgeschriebene Bewegungsdaten für rechtwinkliges Parken auf der rechten Seite veranschaulichen.
7 ist ein Diagramm, das ein synthetisiertes Bild zeigt, das das vorgeschriebene Bewegungsmuster von 5A und 5B enthält.
8 ist ein Diagramm, das ein synthetisiertes Bild zeigt, das das vorgeschriebene Bewegungsmuster von 6A und 6B enthält.
9 ist ein Diagramm, das die Bewegung eines Fahrzeugs veranschaulicht, wenn paralleles Parken auf der linken Seite durchgeführt wird.
10A, 10B und 10C sind Diagramme, die je ein exemplarisches Bild zeigen, wenn ein Fahrzeug zu einer Startposition bewegt wird.
11 ist ein Diagramm, das exemplarische Veränderungen von vorgeschriebenen Bewegungsmustern zeigt.
12 ist ein Diagramm, das ein exemplarisches, synthetisiertes Bild zeigt, in dem Spielraumlinien angezeigt werden.
13A, 13B und 13C sind Diagramme, die ein Fahrunterstützungsverfahren veranschaulichen, das einem Benutzer erlaubt, die Endposition nach der ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung zu bestimmen.
14 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration eines Fahrunterstützungssystems nach der zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
15A und 15B sind Diagramme, die exemplarische, vorgeschriebene Bewegungsdaten für ein Bewegungsmuster zeigen, das "Schaukeln" beinhaltet.
16 ist ein Diagramm, das ein exemplarisches, synthetisiertes Bild zeigt, das das in 15A und 15B gezeigte vorgeschriebene Bewegungsmuster enthält.
17 ist ein Diagramm, das eine Auswähleingabeoperation zum Eingeben eines vorgeschriebenen Bewegungsmusters durch eine Griffel-Eingabeoperation veranschaulicht.
18 ist ein Diagramm, das eine Eingabeoperation zum Eingeben eines Hindernisbereichs veranschaulicht.
19 istein Diagramm, das ein synthetisiertes Bild zeigt, in dem ein Berührungsgefahren bereich in einem Hindemisbereich angezeigt wird.
20 ist ein Diagramm, das eine Berührungsgefahr-Bewertungsfunktion veranschaulicht.
21 ist ein Diagramm, das eine Berechnung von Spurbewertungspunkten veranschaulicht.
22 ist eine Tabelle, die eine exemplarische Modifikation eines vorgeschriebenen Bewegungsmusters zeigt.
23 ist ein Diagramm, das ein synthetisiertes Bild zeigt, das ein modifiziertes, vorgeschriebenes Bewegungsmuster enthält.
24 ist ein Diagramm, das ein synthetisiertes Bild zeigt, das ein modifiziertes, vorgeschriebenes Bewegungsmuster enthält.
25 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration eines Fahrunterstützungssystems nach der dritten Ausführung der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
26 ist ein Diagramm, das eine umgrenzte Bereichsspur veranschaulicht.
27 ist ein Diagramm, das ein exemplarisches Umgebungsbedingungsbild um ein Fahrzeug herum zeigt, das durch das System von 25 angezeigt wird.
28 ist ein Blockschaltbild, das eine andere Konfiguration des Fahrunterstützungssystems nach der dritten Ausführung der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
29 ist ein Diagramm, das ein exemplarisches, synthetisiertes Bild zeigt, das durch das System von 28 angezeigt wird.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Ausführungen der vorliegenden Erfindung werden nun mit Verweis auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
ERSTE AUSFÜHRUNG
1 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration eines Fahrunterstützungssystems nach der ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Das Fahrunterstützungssystem der vorliegenden Ausführung zielt darauf ab, eine Unterstützung bei einem Fahrvorgang, z.B. rechtwinkliges Parken, paralleles Parken und dergleichen bereitzustellen. Wein 1 gezeigt umfasst das Fahrunterstützungssystem der vorliegenden Ausführung: einen Abbildungsabschnitt 101 mit N Kameras (C1 bis CN); eine Kamera-Parametertabelle 103 zum Speichern von Kameraparametern, die Eigenschaften der Kameras C1 bis CN darstellen; eine Raum-Rekonstruktionseinrichtung 104 zum Erzeugen von Raumdaten, in denen die jeweiligen Pixel, die die von den Kameras C1 bis CN ausgegebenen Bilder formen, mit Punkten in einem dreidimensionalen Raum basierend auf den Kameraparametern korreliert werden; eine Blickpunkt-Umwandlungseinrichtung 106 zum Erzeugen, als ein Umgebungsbedingungsbild, eines Bildes wie von einem vorbestimmten Blickpunkt gesehen, durch Bezugnahme auf die Raumdaten; einen Raumdatenpuffer 105 zum Zwischenspeichern der Raumdaten; eine Speichereinrichtung für vorgeschriebene Bewegungsmuster 108 zum Speichern vorgeschriebener Bewegungsdaten, einschließlich vorgeschriebener Bewegungsmuster; eine Überlagerungseinrichtung 102 zum Erzeugen eines synthetisierten Bildes durch Überlagern des vorgeschriebenen Bewegungsmusters auf dem Umgebungsbedingungsbild, und eine Anzeigeeinheit 107 zum Anzeigen des synthetisierten Bildes. Außerdem enthält das Fahrunterstützungssystem eine Endpositions-Eingabeeinrichtung 201, eine Startpositions-Bestimmungseinrichtung 202 und eine Raumfestlegungseinrichtung 203.
Die Endpositions-Eingabeeinrichtung 201 wird benutzt, um mit einem Zeiger die Zielposition, d.h. die Endposition, des Fahrvorgangs einzugeben. Man beachte, dass die Endposition alternativ durch eine nummerische Eingabeoperation usw. eingegeben werden kann.
Die Startpositions-Bestimmungseinrichtung 202 erlangt die Startposition des Fahrvorgangs für die Endposition, die durch die Endpositions-Eingabeeinrichtung 210 eingegeben wird, basierend auf dem vorgeschriebenen Bewegungsmuster, das dem Fahrvorgang entspricht.
Die Raumfestlegungseinrichtung 203 legt das vorgeschriebene Bewegungsmuster für den Fahrvorgang in dem Umgebungsbild des synthetisierten Bildes fest, nachdem die Endposition durch die Endpositions-Eingabeeinrichtung 201 spezifiziert ist. Das vorgeschriebene Bewegungsmuster kann festgelegt werden durch Folgen von charakteristischen Punkten in Kamerabildern oder Berechnen der Bewegung des Fahrzeugs basierend auf dem tatsächlichen Lenkwinkel oder Reifendrehung des Fahrzeugs, um die Bewegung des umgebenden Raumes des Bildes durch die Bewegung zu modifizieren.
Zuerst werden die detaillierte Konfiguration des Abbildungsabschnitts 101 und der Prozess des Erzeugens des Umgebungsbedingungsbildes aus durch den Abbildungsabschnitt 101 gewonnenen Bilddaten beschrieben.
2 ist eine Zeichnung, die eine exemplarische Anordnung der Kameras C1 bis CN des Abbildungsabschnitts 101 auf einem Fahrzeug 1 veranschaulicht. In diesem Beispiel ist N=6, und somit sind sechs Kameras C1 bis C6 auf dem Dach des Fahrzeugs 1 angeordnet. Die Kameras C1 bis C6 sind so angeordnet, dass der Abbildungsbereich einer Kamera sich teilweise mit dem Abbildungsbereich einer anderen Kamera überschneidet und der ganze Abbildungsbereich keinen toten Winkel in einer Draufsicht aufweist.
Die Kamera-Parametertabelle 103 speichert Kameraparameter (die Befestigungsposition, den Befestigungswinkel, den Linsenverzerrungs-Korrektunnvert, die Brennweite der Linse usw.), die die Kameraeigenschaften der Kameras C1 bis CN darstellen. Die Raum-Rekonstruktionseinrichtung 104 erzeugt Raumdaten, in denen die jeweiligen Pixel, die die von den Kameras C1 bis CN ausgegebenen Bilderformen, mit Punkten in einem dreidimensionalen Raum in Bezug auf das Fahrzeug basierend auf den Kameraparametern korreliert werden. Die Raumdaten werden in dem Raumdatenpuffer 105 zwischengespeichert, und die Blickpunkt-Umwandlungseinrichtung 106 erzeugt, als das Umgebungsbedingungsbild, ein Bild wie von einem beliebigen Blickpunkt gesehen, z.B. der Blickpunkt einer in 3 gezeigten virtuellen Kamera VC, durch Synthetisieren der betreffenden Pixel durch Bezugnahme auf die Raumdaten.
4 veranschaulicht ein exemplarisches Umgebungsbedingungsbild, wie von dem Blickpunkt der in 3 gezeigten virtuellen Kamera VC gesehen. Das Beispiel von 4 ist ein Fall des parallelen Parkens, wobei zwei geparkte Fahrzeuge auf dem Umgebungsbedingungsbild als Hindernisse OB1 und OB2 gezeigt werden.
Als Nächstes wird der Prozess des Erzeugens eines synthetisierten Bildes durch die Überlagerungseinrichtung 102 und Anzeigens des synthetisierten Bildes durch die Anzeigeeinheit 107 beschrieben.
Die Speichereinrichtung für vorgeschriebene Bewegungsmuster 108 speichert als vorgeschriebene Bewegungsdaten: vorgeschriebene Bewegungsmuster, von denen jedes Bewegungsdaten sind, die Bewegung des Fahrzeugs darstellen, wenn ein typischer Fahrvorgang durchgeführt wird, und chronologische Daten, die die Beziehung zwischen der Fahrstrecke des Fahrzeugs (der Betrag der Drehbewegung der Reifen) und dem Lenkruderwinkel (der Lenkwinkel) für jedes der vorgeschriebenen Bewegungsmuster darstellen.
5A und 5B sind Diagramme, die exemplarische, vorgeschriebene Bewegungsdaten veranschaulichen, wenn ein Fahrvorgang des parallelen Parkens auf der linken Seite durchge führt wird, und 6A und 6B sind Diagramme, die exemplarische, vorgeschriebene Bewegungsdaten veranschaulichen, wenn ein Fahrvorgang des rechtwinkligen Parkens auf der rechten Seite durchgeführt wird. 5A und 6B zeigen jeweils ein vorgeschriebenes Bewegungsmuster, das Bilddaten sind, die eine Vorgangsstartposition ST1, ST2, eine Vorgangsendposition EN1, EN2 und eine Reifenspur TR1, TR2 darstellen, wenn der Fahrvorgang entsprechend den in 5B bzw. 6B gezeigten chronologischen Daten durchgeführt wird.
Zuerst wählt der Benutzer, z.B. ein Fahrer, eines der in der Speichereinrichtung für vorgeschriebene Bewegungsmuster 108 gespeicherten Bewegungsmuster unter Verwendung einer Musterauswähleinrichtung (nicht gezeigt) aus. Die Überlagerungseinrichtung 102 erzeugt ein synthetisiertes Bild durch Überlagern des ausgewählten, vorgeschriebenen Bewegungsmusters (z.B. 5A) auf dem durch die Blickpunkt-Umwandlungseinrichtung 106 (z.B. 4) erzeugten Umgebungsbedingungsbild. Die Anzeigeeinheit 107 zeigt das synthetisierte Bild an. Unterdessen ist, wenn z.B. die Vorgangsstartposition ST1 von 5A mit der gegenwätigen Position des Fahrzeugs ausgerichtet ist, die Vorgangsendposition EN1 die Parkposition, d.h. die Vorgangsendposition in einem Fall, wo der dem vorgeschriebenen Bewegungsmuster entsprechende Fahrvorgang von der gegenwärtigen Position gestartet wird.
7 ist ein Diagramm, das ein exemplarisches, synthetisiertes Bild zeigt, das durch Synthetisieren des in 5A und 5B gezeigten vorgeschriebenen Bewegungsmusters erhalten wird, und 8 ist ein Diagramm, das ein exemplarisches, synthetisiertes Bild zeigt, das durch Synthetisieren des in 6A und 6B gezeigten vorgeschriebenen Bewegungsmusters erhalten wird.
Das heißt, gemäß 7 bewegt der Fahrer das Fahrzeug zu einer Startposition STA, sodass an einer Parkposition PAA (EN1) die Reifenspur TR1 und die Startposition STA (ST1) nicht mit den Hindernissen OB1 und OB2 in Konflikt geraten. Dann kann der Fahrer paralleles Parken nach der linken Seite durchführen, um das Fahrzeug in die Parkposition PAA zu parken, indem er eine Reihe von Fahrvorgängen entsprechend den in 5B gezeigten chronologischen Daten von der Startposition STA beginnt. Desgleichen bewegt gemäß 8 der Fahrer das Fahrzeug zu einer Startposition STB, sodass an einer Parkposition PAB (EN2) die Reifenspur TR2 und die Startposition STB (ST2) nicht mit den Hindernissen OB3 und OB4 in Konflikt geraten. Dann kann der Fahrer rechtwinkliges Parken nach der rechten Seite durchführen, um das Fahrzeug in die Parkposition PAB zu parken, indem er eine Reihe von Fahrvorgängen entsprechend den in 6B gezeigten chronologischen Daten von der Startposition STB beginnt.
Der detaillierte Prozess des Bewegens des Fahrzeugs zu der Startposition STA wird mit Verweis auf 9 und 10A bis 10C für den Fall des Durchführens von parallelem Parken auf der linken Seite beschrieben.
9 ist eine Zeichnung, die die Bewegung des Fahrzeugs veranschaulicht, wenn paralleles Parken auf der linken Seite durchgeführt wird. Wie in 9 gezeigt, muss der Fahrer, um das Fahrzeug an der Sollparkposition PAA zu parken, das Fahrzeug, das sich an einer gegenwärtigen Position CP befindet, zuerst zu der Sollstartposition STA bewegen. Die Sollstartposition STA entspricht der Vorgangsstartposition ST1, wobei die Vorgangsendposition EN1 des vorgeschriebenen Bewegungsmusters zum parallelen Parken auf der linken Seite, wie in 5A gezeigt, mit der Sollparkposition PAA ausgerichtet ist.
Die Positionsbeziehung zwischen der Vorgangsendposition EN1 und der Vorgangsstartposition ST1 in dem in 5A gezeigten vorgeschriebenen Bewegungsmuster entspricht dem Fall, wo ein Fahrvorgang entsprechend den in 5B gezeigten chronologischen Daten durchgeführt wird. In einem wirklichen Fahrvorgang können Feinabstimmungen vorgenommen werden, z.B. durch geringfügiges Drehen des Lenkrades usw.
Wenn das Fahrunterstützungssystem der vorliegenden Ausführung nicht benutzt wird, muss der Fahrer von Inneren des Fahrzeugs durch direktes Sehen, Schauen in einen Spiegel usw. prüfen, um die Hindernisse OB1 und OB2 zu erkennen und das Fahrzeug zu der Sollstartposition STA zu bewegen, während die Aufmerksamkeit auf die Sollparkposition PAA gerichtet ist. Eine solche Aufgabe verlangt eine erhebliche Menge an Praxis. Außerdem, wenn sich z.B. die Größe und/oder die Spiegelposition des Fahrzeugs ändern, kann sich der Fahrer nicht sofort an die Änderungen anpassen.
Im Gegensatz dazu werden bei dem Fahrunterstützungssystem der vorliegenden Ausführung Bilder, die durch die auf dem Fahrzeug montierten Kameras erhalten werden, benutzt, um ein Umgebungsbedingungsbild, wie in 4 gezeigt, zu erzeugen, das aussieht, als ob es von oberhalb des Fahrzeugs aufgenommen wäre, und ein vorgeschriebenes Bewegungsmuster, wie in 5A gezeigt, wird darauf überlagert, um dem Fahrer ein synthetisiertes Bild, wie in 7 gezeigt, anzuzeigen.
Daher wird, wenn ein Fahrvorgang des Bewegens des Fahrzeugs zu der Sollstartposition STA von 9 durchgeführt wird, das in 5A gezeigte vorgeschriebene Bewegungsmuster angezeigt, während die gegenwärtige Position CP des Fahrzeugs und die Vorgangsstartposition ST1 miteinander ausgerichtet sind, wie in 10A bis 10C gezeigt. Daher wird zusammen mit der Reifenspur TR1 die Vorgangsendposition EN1 als eine Parkposition PA1, die der gegenwärtigen Position CP entspricht, angezeigt, wobei die Vorgangsstartposition ST1 die gegenwärtige Position CP ist. Wenn sich das Fahrzeug an der gegenwärtigen Position CP befindet, sodass die Parkposition PA1 mit der Sollparkposition PAA übereinstimmt, ist das Bewegen zu der Sollstartposition STA vollendet.
Das heißt, in dem Fall eines synthetisierten Bildes 1 von 10A überschneidet sich die Parkposition PA1 mit dem Hindernis OB2. Der Fahrer kann daher auf einen Blick feststellen, dass das Fahrzeug möglicherweise das Hindernis OB2 berühren kann, wenn der Fahrer den Parkvorgang von der gegenwärtigen Position CP beginnt. Der Fahrer kann daher leicht erkennen, dass er das Fahrzeug werter vorwärts (aufwärts in 10A bis 10C) bewegen muss, bevor er den Parkvorgang beginnt.
Des Weiteren überschneidet sich in dem Fall eines synthetisierten Bildes 2 von 10B die Reifenspur RT1 mit dem Hindernis OB1. Der Fahrer kann daher auf einen Blick feststellen, dass das Fahrzeug möglicherweise das Hindernis OB1 berühren kann, wenn der Fahrer den Parkvorgang von der gegenwärtigen Position CP beginnt. Der Fahrer kann daher leicht erkennen, dass er das Fahrzeug weiter rückwärts (abwärts in 10A bis 10C) bewegen muss, bevor er den Parkvorgang beginnt.
Andererseits ist in dem Fall eines synthetisierten Bildes 3 von 10C zu sehen, dass die Reifenspur TR1 sich nicht mit dem Hindernis OB1 oder OB2 überschneidet, und dass die Parkposition PA1 eine geeignete Position zum Parken ist. Der Fahrer kann daher erkennen, dass er den Parkvorgang von der gegenwärtigen Position beginnen kann.
Wie oben beschrieben kann durch virtuelles Synthetisieren eines Bildes des Fahrzeugs, wie von oben gesehen, mit einem anderen Bild, das die Positionsbeziehung zwischen den umgebenden Hindernissen, der Parkendposition und der Reifenspur darstellt, um dem Fahrer das synthetisierte Bild zu zeigen, der Fahrer auf einen Blick die Positionsbeziehung bestimmen. Als Folge kann der Fahrer auf einen Blick die geeignete Position bestimmen, von der der Parkvorgang zu beginnen ist, und kann das Fahrzeug an eine solche Position bewegen, bevor er den Parkvorgang beginnt, wodurch es möglich ist, das Fahrzeug an der beabsichtigten Position in einer sichereren und zuverlässigeren Weise zu parken.
Die Vorgangsstartposition, die Vorgangsendposition und die Reifenspur, die das vorgeschriebene Bewegungsmuster darstellen, sind jedem Fahrzeug eigen und unterscheiden sich z.B. wesentlich zwischen einem kleinen Fahrzeug und einem großen Fahrzeug. Dem kann begegnet werden, indem in der Speichereinrichtung für vorgeschriebene Bewegungsmuster 108 von 1 verschiedene Bewegungsmuster für verschiedene Fahrzeuge gespeichert werden. Auch wenn er ein anderes Fahrzeug fährt, kann daher der Fahrer den Fahrvorgang durchführen, während er die Positionsbeziehung zwischen einem vorgeschriebenen Bewegungsmuster und den umgebenden Hindernissen usw. für dieses Fahrzeug betrachtet.
Außerdem ist es möglich, dass sich die Anordnung und/oder die Zahl der fahrzeugeigenen Kameras, wie in 2 gezeigt, von einem Fahrzeug zu einem anderen ändern kann. Dem kann jedoch ebenfalls begegnet werden, indem in der Kamera-Parametertabelle 103 die Kameraparameter der Kameras jedes Fahrzeugs gespeichert werden, und hat keinen direkten Einfluss auf das dem Fahrer angezeigte Bild. Daher kann, selbst wenn sich die Kameraanordnung bei einem anderen Fahrzeug ändert, der Fahrer einen Fahrvorgang durchführen, während er die Positionsbeziehung zwischen einem vorgeschriebenen Bewegungsmuster und den umgebenden Hindernissen usw. für dieses Fahrzeug betrachtet, die im Wesentlichen in der gleichen Weise angezeigt wird, wie wenn der Fahrer das vorhergehende Fahrzeug fahren würde.
Wie oben beschrieben ist es nach der vorliegenden Ausführung bei einem Fahrvorgang, z.B. parallel Parken, der verlangt, das der Fahrer über erhebliche Erfahrung verfügt, möglich, auf einen Blick die Positionsbeziehung zwischen dem Fahrzeug und Hindernissen, der Zielposition usw. zu bestimmen. Daher ist es möglich, einen Fahrvorgang in einer sichereren und zuverlässigeren Weise durchzuführen, um so die Arbeitslast des Fahrers wesentlich zu verringern.
Des Werteren kann der Fahrer auch bei einem Fahrzeugwechsel einen Fahrvorgang durchführen, während er die Positionsbeziehung zwischen einem vorgeschriebenen Bewegungsmuster und den umgebenden Hindernissen usw. für dieses Fahrzeug in einer ähnlichen Weise betrachtet, wie wenn der Fahrer das vorhergehende Fahrzeug fahren würde. Es ist daher möglich, die Arbeitslast wesentlich zu reduzieren, die andernfalls dem Fahrer auferlegt wird, wenn er das Fahrzeug wechselt.
11 ist eine Zeichnung, die exemplarische Änderungen von vorgeschriebenen Bewegungsmustern zeigt, die in der Speichereinrichtung für vorgeschriebene Bewegungsmuster 108 von 1 gespeichert sind. 11 veranschaulicht vorgeschriebene Bewegungsmuster PT1 und PT2 für paralleles Parken auf der linken Seite bzw. auf der rechten Seite und vorgeschriebene Bewegungsmuster PT3 und PT4 für rechtwinkliges Parken auf der linken bzw. rechten Seite. Wie oben beschrieben wählt der Fahrer eines der vorgeschriebenen Bewegungsmuster PT1 bis PT4 unter Verwendung der Musterauswähleinrichtung (nicht gezeigt) aus, und der als ein synthetisiertes Bild anzuzeigende Bereich (in 11 als ein Rahmen gezeigt) wird auch entsprechend dem gewählten vorgeschriebenen Bewegungsmuster bestimmt. Das heißt, ein rechteckiger Bereich, der die Vorgangsstartposition, die Reifenspur und die Vorgangsendposition enthält, wird als der synthetisierte Bildbereich benutzt.
Man beachte, dass, während das Bild des Fahrzeugkörpers typischerweise nicht von den fahrzeugeigenen Kameras aufgenommen wird, es vorgezogen wird, CG-Daten, Bilddaten oder dergleichen des Fahrzeugs zu speichern und sie anzuzeigen, während sie wie die Spurdaten auf dem synthetisierten Bild überlagert werden.
Man beachte, dass in der vorliegenden Ausführung das vorgeschriebene Bewegungsmuster als Bilddaten beschrieben wurde, die die Vorgangsstartposition, die Vorgangsendposition und die Reifenspur darstellen. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht darauf begrenzt. Zum Beispiel kann die auf eine Ebene projizierte Spur des ganzen Fahrzeugs anstelle oder zusätzlich zu der Reifenspur benutzt werden. Kurz, das vorgeschriebene Bewegungsmuster der vorliegenden Erfindung kann jede Art von Bilddaten sein, solange sie die Bewegung eines Fahrzeugs als eine vorbestimmte Serie von Fahrvorgängen darstellen.
Außerdem, wenn die Reifenspur und/oder der Bereich, wo das ganze Fahrzeug vorbeikommt, wie sie sind angezeigt werden, gibt es keinen Spielraum, um zu verhindern, dass das Fahrzeug ein Hindernis usw. berührt. Angesichts dessen ist es möglich, eine Spielraumlinie anzuzeigen, die um einen vorbestimmten Betrag (z.B. 50 cm) nach außen weg von der äußeren Kante der Reifenspur oder des Bereichs, wo das ganze Fahrzeug vorbeikommt, angeordnet ist, wie in 12 veranschaulicht.
Des Weiteren wird bei der vorliegenden Ausführung das Umgebungsbedingungsbild durch Synthetisieren von Bilddaten erzeugt, die durch den Abbildungsabschnitt 101 in Echtzeit aufgenommen werden, aber die vorliegende Erindung ist nicht darauf begrenzt. Zum Beispiel ist es in einem Fall, wo der gleiche Fahrvorgang häufig an einer Stelle durchgeführt wird, sodass sich die Umgebungsbedingungen kaum ändern, möglich, in dem Raumdatenpuffer 105 Daten zu speichern, die von den vorhergehend aufgenommenen Bilddaten erzeugt werden, sodass die gespeicherten Daten benutzt werden können.
Im Folgenden wird eine andere Ausführung der vorliegenden Erfindung beschrieben, bei der, wenn der Benutzer, z.B. ein Fahrer, die Endposition (d.h. die Position des Fahrzeugs am En de eines Fahrvorgangs, z.B. parallel Parken, spezifiziert, die Startposition (d.h. die Position des Fahrzeugs am Beginn des Fahrvorgangs) automatisch angezeigt wird. Bei der vorliegenden Ausführung werden die Endpositions-Eingabeeinrichtung 201, die Startpositions-Bestimmungseinrichtung 202 und die Raumfestlegungseinrichtung 203, auf die in der Beschreibung bisher nicht speziell verwiesen wurde, verwendet.
Hierin wird angenommen, dass die Endposition eingegeben wird, wenn sich das Fahrzeug in der Nähe der Endposition befindet. "In der Nähe der Endposition" sein bedeutet, dass sich das zu parkende Fahrzeug nahe der Endposition befindet, und die Wendung wird allgemein als ein Zustand definiert, wo der Abstand zwischen dem zu parkenden Fahrzeug und der Endposition kleiner ist als der Abstand zwischen der Endposition und der Startposition. Hier schließt jedoch die Wendung auch andere Zustände ein, wo es kein Hindernis zwischen der Endposition und dem zu parkenden Fahrzeug gibt, sodass die Sicht gut ist.
Der Fall des parallelen Parkens auf der linken Seite wird nun mit Verweis auf 13A, 13B und 13C beschrieben. Der Prozess des Erzeugens eines Umgebungsbedingungsbildes aus Bilddaten, die durch den Abbildungsabschnitt 101 aufgenommen wurden, ist wie oben beschrieben. Außerdem ist der Prozess, in dem die Überlagerungseinrichtung 102 ein in der Speichereinrichtung für vorgeschriebene Bewegungsmuster 108 gespeichertes vorgeschriebenes Bewegungsmuster auf einem synthetisierten Bild anzeigt, wie oben beschrieben.
Um zwischen den Hindernissen OB1 und OB2 zu parken, bewegt der Fahrer zuerst das zu parkende Fahrzeug näher zu einer Position (gegenwärtige Position CP) in der Nähe der Zielparkposition, um so die Hindernisse OB1 und OB2 nicht zu berühren, wie in 13A gezeigt, und dann werden das zu parkende Fahrzeug und das Umgebungsbild auf der Anzeigeeinheit 107 angezeigt. Unter Verwendung eines Zeigers PO, der auf dem Schirm der Anzeigeeinheit 107 angezeigt wird, spezifiziert dann der Fahrer die Zielparkposition, d.h. eine Endposition EN3. Unterdessen wird, wie in 13A gezeigt, eine Startposition ST3, von der der Fahrvorgang begonnen wird, entsprechend der spezifizierten Endposition EN3 und entsprechend einem vorgeschriebenen Bewegungsmuster MP3, das durch den Fahrer vorgewählt wird, bestimmt, und die Startposition ST3 wird zusammen mit dem vorgeschriebenen Bewegungsmuster MP3 auf dem Schirm angezeigt.
Der Fahrer kann auf dem Schirm bestimmen, ob die Startposition ST3 und das vorgeschriebene Bewegungsmuster die Hindernisse OB1 und OB2 berühren werden. Wenn es Berührung gibt, wird die Endposition EN3 wieder mithilfe des Zeigers PO so geändert, dass die Startposition ST3 und das vorgeschriebene Bewegungsmuster MP3 die Hindernisse OB1 und OB2 nicht berühren werden.
Wenn es keine Berührung gibt, kann der Fahrer das Fahrzeug zu der Startposition ST3 bewegen, während er dem Schirm (13B) betrachtet. Da das vorgeschriebene Bewegungsmuster MP3 auf einen durch die Raumfestlegungseinrichtung 203 festgelegten Raum festgelegt ist, ändert sich unterdessen die Positionsbeziehung zwischen dem vorgeschriebenen Bewegungsmuster MP3 und den Hindernissen OB1 und OB2 nicht.
Ein solches Fahrunterstützungsverfahren stellt zusätzlich zu den anderen oben beschriebenen Wirkungen eine Wirkung bereit, mit der es möglich ist, die Startposition eines Fahrvorgangs effizient zu gewinnen. Es ist daher möglich, die Menge an Zeit, die benötigt wird, bevor der Vorgang begonnen werden kann, zu verringern. Da außerdem die Zielposition spezifiziert werden kann, wenn das zu parkende Fahrzeug nahe an die Zielposition gekommen ist, ist es möglich, die Zielposition genauer zu bestimmen. Zum Beispiel wird in dem oben beschriebenen Beispiel die Zielposition bestimmt, während die Startposition des vorgeschriebenen Bewegungsmusters mit der gegenwärtigen Position des zu parkenden Fahrzeugs ausgerichtet ist. Die Zielposition und die momentane Position des zu parkenden Fahrzeugs können daher relativ wert weg voneinander sein. Infolge des Einflusses einer durch die Kameras und/oder den Blickpunkt verursachten Verzerrung ist es somit einigen Fällen schwierig, die Positionsbeziehung zwischen der Zielposition und Hindernissen usw. genau zu bestimmen. Trotzdem wird das Problem durch dieses Verfahren gemildert.
Man beachte, dass, sobald die Startposition ST3 bestimmt ist, das Fahrzeug automatisch von der momentanen Position CP3 zu der Startposition ST3 gefahren werden kann, wie in 13C gezeigt. Das heißt, die Positionsbeziehung zwischen der Startposition ST3 und der gegenwärtigen Position CP3 wird berechnet, und chronologische Daten bezüglich des Lenkwinkels und der benötigten Zahl von Radumdrehungen, um das Fahrzeug von der augenblicklichen Position CP3 zu der Startposition ST3 zu führen, werden gewonnen. Da ein Parkvorgang bei einer niedrigen Geschwindigkeit durchgeführt wird, wird näherungsweise angenommen, dass kein Seitenschlupf der Reifen auftritt, und das so genannte "Ackermann-Modell" (Zweirad-Modell) wird benutzt, um den Lenkwinkel und die Zahl von Radumdrehungen basierend auf dem Betrag der Parallelbewegung und dem zur Führung des Fahrzeugs benötigten Betrag an Drehung zu berechnen. Dann werden entsprechend den chronologischen Daten ein Lenkwinkel-Steuersignal und ein Antriebsraddrehzahl-Steuersignal erzeugt, um das Lenksteuersystem und das Radantriebssystem zu steuern, um dadurch den Fahrvorgang des Fahrzeugs automatisch zu steuern.
Des Weiteren kann der Fahrvorgang entsprechend dem vorgeschriebenen Bewegungsmuster MP3 von der Startposition ST3 zu der Endposition EN3 ebenfalls automatisiert werden. Das heißt, der Fahrvorgang kann automatisch durchgeführt werden, indem jeder Lenkruderwinkel entsprechend der Reifendrehung automatisch erzeugt wird, wie z.B. in 5B gezeigt. Durch einen solchen automatischen Fahrvorgang wird das Fahrzeug zu der Startposition ST3 oder zu der Endposition EN3 geführt, ohne dass der Fahrer das Fahrzeug betätigt, wodurch es möglich ist, eine einfachere und sicherere Bedienung des Fahrzeugs zu verwirklichen.
Man beachte, dass der automatische Fahrvorgang, wie hierin gebraucht, ein vollautomatischer Fahrvorgang des automatischen Betätigens der Bremse und des Gaspedals zusätzlich zu dem automatischen Erzeugen jedes Lenkruderwinkels entsprechend der Reifendrehung (Lenkvorgang) oder ein halbautomatischer Fahrvorgang des automatischen Durchführens des Lenkvorgangs sein kann, wobei der Fahrer nur die Bremse und das Gaspedal betätigt, um das Fahrzeug anzuweisen, zu halten und zu fahren, während die Umgebungsbedingungen geprüft werden.
ZWEITE AUSFÜHRUNG
14 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration eines Fahrunterstützungssystems nach der zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Das Fahrunterstützungssystem der vorliegenden Ausführung zielt ebenfalls hauptsächlich darauf ab, einen Fahrvorgang zu unterstützen, z.B. rechtwinkliges Parken, paralleles Parken und der dergleichen. Daher wird bei der vorliegenden Ausführung angenommen, dass die unten nicht spezifisch beschriebenen Elemente/Funktionen die gleichen wie in der ersten Ausführung sind, und es wird angenommen, dass die Elemente mit den gleichen Verweiszeichen wie die in 1 ähnliche Funktionen wie die von 1 haben, sofern nicht anders angegeben. Des Werteren wird angenommen, dass jede in der ersten Ausführung beschriebene Änderung gleichermaßen auf die vorliegende Ausführung anwendbar ist, sofern nicht anders angegeben.
Bei der vorliegenden Ausführung wird eine Umgebungsbedingungs-Abbildungseinrichtung bereitgestellt, die den Abbildungsabschnitt 101, die Kamera-Parametertabelle 103, die Raum-Rekonstruktionseinrichtung 104, den Raumdatenpuffer 105 und die Blickpunkt-Umwandlungseinrichtung 106 umfasst. Außerdem wird eine Erzeugungseinrichtung für synthetisierte Bilder, die die Überlagerungseinrichtung 102 einschließt, bereitgestellt.
Das Fahrunterstützungssystem von 14 unterscheidet von dem der ersten Ausführung dadurch, dass das Erstere eine Spurmodifikationseinrichtung 301, eine Hindernis-Eingabeeinrichtung 302, eine Modifikationseinrichtung für vorgeschriebene Muster 303 und eine Stricheingabe-Auswähleinrichtung 304 als eine Musterauswähleinrichtung umfasst, und dass die Speichereinrichtung für vorgeschriebene Bewegungsmuster 108 ein vorgeschriebenes Bewegungsmuster enthält, das "Schaukeln" beinhaltet, d.h. ein vorgeschriebenes Bewegungsmuster, bei dem die Bewegungsrichtung des Fahrzeugs zwischen Rückwärts und Vorwärts und umgekehrt mitten in dem Fahrvorgang gewechselt wird, wie in 15A veranschaulicht.
In diesem Fall werden Lenkruderwinkeldaten, die der Zahl von Reifenumdrehungen entsprechen, wie in 15B gezeigt, in der Speichereinrichtung für vorgeschriebene Bewegungsmuster 108 als die chronologischen Daten des vorgeschriebenen Bewegungsmusters gespeichert. Wie in 15B gezeigt entsprechen die ersten vier Reihen der Tabelle, wo die Zahl von Reifenumdrehungen 0 bis 0.8 ist, einer Periode, während der das Fahrzeug rückwärts bewegt wird, wonach die Bewegungsrichtung des Fahrzeugs von Rückwärts nach Vorwärts gewechselt wird. Zu dieser Zeit befindet sich das Fahrzeug in einer Rückwärts-Vorwärts-Wechselposition CP1, wie in 15A gezeigt. Die nächsten zwei Reihen der Tabelle, wo die Zahl von Reifenumdrehungen 0.8 bis 0.6 ist, entsprechen einer Periode, während der das Fahrzeug vorwärts bewegt wird, und die Bewegungsrichtung des Fahrzeugs wird wieder von Vorwärts nach Rückwärts gewechselt, wenn das Fahrzeug eine in 15A gezeigte Vorwärts-Rückwärts-Wechselposition CP2 erreicht, wonach das Fahrzeug rückwärts während einer Periode bewegt wird, die den letzten fünf Reihen der Tabelle entspricht, wo die Zahl von Reifenumdrehungen 0.6 bis 1.4 ist.
Durch Verwenden eines solchen vorgeschriebenen Bewegungsmusters, das Schaukeln beinhaltet, ist es möglich, die Position/Richtung des Fahrzeugs zu steuern, auch wenn es nur einen kleinen Spielraum in Bezug auf ein Hindernis gibt, wie in 15A gezeigt.
Bei der vorliegenden Ausführung ist der Prozess des Erzeugens eines Umgebungsbedingungsbildes aus durch den Abbildungsabschnitt 101 aufgenommenen Bilddaten wie der oben beschriebene in der ersten Ausführung. Außerdem ist der Prozess des Anzeigens eines in der Speichereinrichtung für vorgeschriebene Bewegungsmuster 108 gespeicherten vorgeschriebenen Bewegungsmusters auf einem synthetisierten Bild, sodass die Startposition des vorgeschriebenen Bewegungsmusters mit der gegenwärtigen Position des Fahrzeugs ausgerichtet ist, unter Verwendung der Überlagerungseinrichtung 102 der gleiche wie der oben beschriebene in der ersten Ausführung.
Der Prozess, nachdem das vorgeschriebene Bewegungsmuster auf dem synthetisierten Bild anzeigt ist, bei dem der Fahrer das vorgeschriebene Bewegungsmuster und die chronologischen Daten unter Verwendung der Spurmodifikationseinrichtung 301 und der Hindernis-Eingabeeinrichtung 302 modifiziert, sodass das vorgschriebene Bewegungsmuster auf dem synthetisierten Bild angezeigt wird, wir nun in Bezug auf einen exemplarischen Fall des rechtwinkligen Parkens auf der rechten Seite beschrieben.
Es wird angenommen, dass der Fahrer das Fahrzeug zu der gegenwärtigen Position CP so bewegt hat, dass die Vorgangsendposition des vorgeschriebenen Bewegungsmusters mit einer Zielparkposition PAC übereinstimmt, wie in 16 gezeigt, um einen rechtwinkligen Parkvorgang durchzuführen, wobei die Zielparkposition PAC die Vorgangsendposition ist, um ein Hindernis OBa, OBb oder OBc nicht zu berühren. Man erwäge einen Fall, wo festgestellt wird, dass ein umgrenzter Bereich CA des vorgeschriebenen Bewegungsmusters vielleicht das Hindernis OBa, OBb oder OBc berühren kann.
Obwohl die Speichereinrichtung für vorgeschriebene Bewegungsmuster 108 viele vorgeschriebene Bewegungsmuster, wie oben beschrieben, speichert, ist es für den Fahrer recht mühsam, durch einen Schalter oder dergleichen ein geeignetes der vorgeschriebenen Bewegungsmuster auszuwählen.
Angesichts dessen wählt bei der vorliegenden Ausführung der Benutzer, z.B. ein Fahrer, ein geeignetes vorgeschriebenes Muster unter Verwendung der Stricheingabe-Auswähleinrichtung 304 aus. Die Stricheingabe-Auswähleinrichtung 304 ist gedacht, dem Fahrer zu erlauben, eine vorgeschriebene Spur des Fahrzeugs auf dem Anzeigeschirm unter Verwendung eines Schreibstiftes (Zeiger) einzugeben. Wie in 17 gezeigt kann der Umriss eines Bewegungsmusters, das Schaukeln beinhaltet, zum Parken des zu parkenden Fahrzeugs von der Position CP des zu parkenden Fahrzeugs in der Zielposition PAC, während die Hindernisse OBa, OBb und OBc vermieden werden, durch den Benutzer mittels eines Schreibstifts über die Stricheingabe-Auswähleinrichtung 304 eingegeben werden, während der Benutzer den Schirm betrachtet. Die Stricheingabe-Auswähleinrichtung 304 wählt ein vorgeschriebenes Bewegungsmuster, das der Stifteingabe am nächsten ist, aus einer Vielzahl von in der Speichereinrichtung für vorgeschriebene Bewegungsmuster 108 gespeicherten vorgeschriebenen Bewegungsmustern aus.
Man beachte, dass die Stricheingabe-Auswähleinrichtung 304 die Eingabe des Fahrers empfängt, während er eine Strichspur PEN aktualisiert, die der Stifteingabe und dem umgrenzten Bereich CA auf dem Schirm entspricht, wie in 17 gezeigt. Bei diesem Prozess emp fängt und verarbeitet die Stricheingabe-Auswähleinrichtung 304 die Stifteingabe des Fahrers, wobei Begrenzungen, z.B. der tatsächliche kleinste Wenderadius des Fahrzeugs, widergespiegelt werden. Daher empfängt, selbst wenn der Fahrer mit einem Stift eine Kurve eingibt, deren Radius kleiner als der tatsächliche kleinste Wenderadius des Fahrzeugs ist, die Stricheingabe-Auswähleinrichtung 304 die Eingabe als eine Kurve des tatsächlichen kleinsten Wenderadiusses des Fahrzeugs. Ferner wird die auf dem Schirm angezeigte Strichspur PEN auch die Begrenzungen widerspiegeln, z.B. den kleinsten Wenderadius des Fahrzeugs. Der Fahrer kann daher mit einem Stift ein Bewegungsmuster eingeben, während er die Strichspur PEN betrachtet und prüft, ob Schaukeln wirklich nötig ist, um ein Hindernis zu umgehen. Es ist somit möglich, ein geeigneteres vorgeschriebenes Bewegungsmuster leicht auszuwählen und einzugeben.
Man beachte, dass, wenn das ausgewählte vorgeschriebene Bewegungsmuster noch immer mit einem Hindernis oder dergleichen in Konflikt gerät, der Fahrer das vorgeschriebene Bewegungsmuster wie folgt modifizieren kann.
Zuerst legt der Fahrer die gegenwärtige Position CP in dem auf der Anzeigeeinheit 107 angezeigten Bild (16) als eine Parkvorgangsstartposition STC fest. Dann benutzt, wie in 18 gezeigt, der Fahrer die Hindernis-Eingabevorrichtung 302, um die Bereiche in dem Bild, wo die Hindernisse OBa, OBb und OBc vorhanden sind, als Hindernisbereiche ROBa, COBb und ROBc unter Verwendung eines Rechtecks oder eines Kreises durch eine nummerische Eingabeoperation oder mit einem Zeiger usw. zu definieren. Wenn die Zielparkposition PAC modifiziert werden muss, wird die Zielparkposition PAC ebenfalls durch eine nummerische Eingabeoperation oder mit einem Zeiger usw. bewegt.
Sobald die Hindernisbereiche ROBa, COBb und ROBc definiert sind, definiert die Spurmodifikationseinrichtung 301 jeden der Hindernisbereiche ROBa, COBb und ROBc plus einen 60 cm Randbereich als Berührungsgefahrbereiche CDa, CDb bzw. CDc, wie in 19 gezeigt. Dann wird eine Berührungsgefahr-Bewertungsfunktion H, wie in 20 gezeigt, jedem der Hindernisbereiche ROBa, COBb und ROBc gegeben. Die Funktion H steigt scharf an, wenn sie sich einem Hindernis in dem Bereich nähert, wo der Abstand von einem Hindernisbereich OBI 10 cm oder weniger ist, und fällt sanft ab, wenn sie sich von einem Hindernis im dem Bereich entfernt, wo der Abstand von dem Hindemisbereich OBI 10 cm oder mehr beträgt. Der Wert ist null, wenn der Abstand 60 cm oder mehr beträgt. Die Funktion H besteht daher aus drei quadratischen Funktionen.
Außerdem werden, wie in 21 gezeigt, sechs Bewertungspunkte EP (xi, yi) (i = 1 bis 6) um das Fahrzeug herum festgelegt. Die Spur jedes der Bewertungspunkte EP (x1, yi) wird als ein Spurbewertungspunkt TEP (xi, yi)n (n = 1 bis N) in Bezug auf die chronologischen Daten (Reifendrehung tm, Reifenwinkel km) (m = 1 bis N) für jedes der N Elemente (Reihen) der in 15B gezeigten Tabelle berechnet.
(Ausdruck 1) HS = ΣnΣiH(Xi, Yi)n = ΣnΣiH(fx(tm, km), fy(tm, km))n
Wie in dem obigen Ausdruck gezeigt wird eine Spurberührungsgefahr-Bewertungsfunktion HS aus der Summe der Werte der Kollisionsgefahr-Bewertungsfunktion H an den Spurbewertungspunkten TEP gewonnen.
Wie aus dem obigen Ausdruck zu ersehen ist, ist die Spurberührungsgefahr-Bewertungsfunktion HS eine Funktion von N Elementen (Reifendrehung tm, Reifenwinkel km), gezeigt in 15B. Daher ist es möglich, chronologische Daten zu gewinnen, die die Spurberührungsgefahr-Bewertungsfunktion HS durch aufeinanderfolgendes Modifizieren der N Elemente (Reifendrehung tm, Reifenwinkel km) unter Verwendung von partieller Differenzierung minimieren. Auf diese Weise ist es möglich, ein vorgeschriebenes Bewegungsmuster von den in 15B gezeigten anfänglichen chronologischen Daten in die chronologischen Daten zu modifizieren, die die Spurberührungsgefahr-Bewertungsfunktion NS minimieren.
Man beachte, dass, wenn aus der Kollisionsgefahr-Bewertungsfunktion H an jedem Spurbewertungspunkt TEP (xi, yi) festgestellt wird, dass es irgendeinen Punkt in einem Abstand von 10 cm oder weniger von dem Hindemisbereich OBI in den chronologischen Daten gibt, die die Spurberührungsgefahr-Bewertungsfunktion NS minimieren, wird eine Warnung "Achtung" an den Fahrer gegeben. Wenn festgestellt wird, dass es einen Punkt in einem Abstand von 0 cm oder weniger von dem Hindemisbereich OBI gibt, wird eine Warnung "Parken unmöglich" an den Fahrer gegeben.
Das modifizierte vorgeschriebene Bewegungsmuster ist ein Bewegungsmuster, das die Spurberührungsgefahr-Bewertungsfunktion HS minimiert. Daher wird eine Spur mit einem größeren Spielraum zu jedem Hindernis erzeugt, wie in 23 gezeigt, wodurch sichereres Parken ermöglicht wird.
Die Überlagerungseinrichtung 102 erzeugt ein synthetisiertes Bild, in dem die Parkvorgangs startposition STC eines modifizierten vorgeschriebenen Bewegungsmusters MPC mit der gegenwärtigen Position CP ausgerichtet ist, wie in 24 gezeigt, und die Anzeigeeinheit 107 zeigt das synthetisierte Bild an.
Der Fahrer kann daher das Fahrzeug an der Zielparkposition PAC mit einem größeren Spielraum zu jedem Hindernis parken, indem er einen Fahrvorgang (Parkvorgang) entsprechend dem neuen, modifizierten, vorgeschriebenen Bewegungsmuster MPC beginnt.
Man beachte, dass das erzeugte neue, vorgeschriebene Bewegungsmuster und chronologische Daten in der Speichereinrichtung für vorgeschriebene Bewegungsmuster 108 anstelle von oder zusätzlich zu dem ursprünglichen vorgeschriebenen Bewegungsmuster gespeichert werden können. Alternativ kann das Muster nicht in der Speichereinrichtung für vorgeschriebene Bewegungsmuster 108 gespeichert werden, wenn angenommen wird, dass es nur einmal benutzt wird. Alternativ kann jedes Mal, wenn ein neues Muster erzeugt wird, der Fahrer wählen, das Muster zu speichern, um das ursprüngliche Muster zu ersetzen, das Muster zusätzlich zu speichern oder das Muster nicht zu speichern.
Des Weiteren wird bei der vorliegenden Ausführung angenommen, dass das vorgeschriebene Bewegungsmuster, das in der Speichereinrichtung für vorgeschriebene Bewegungsmuster 108 anstelle von oder zusätzlich zu dem ursprünglichen Muster zu speichern ist, automatisch basierend auf der Position des Fahrzeugs am Anfang oder Ende eines Parkvorgangs, was durch den Fahrer eingegeben wird, erhalten wird. Alternativ kann der Fahrer z.B. einen manuellen Parkvorgang durchführen, um die chronologischen Daten, z.B. den Lenkruderwinkel und die Zahl von Radumdrehungen, aus dem von dem Fahrer durchgeführten manuellen Parkvorgang zu sampeln, um ein vorgeschriebenes Bewegungsmuster aus den gesampelten Daten zu erzeugen.
Außerdem wird bei der vorliegenden Ausführung angenommen, dass der Fahrer die Position eines Hindernisses auf dem Bild unter Verwendung der Hindernis-Eingabeeinrichtung 302 eingibt. Alternativ kann dies automatisiert werden, indem eine dreidimensionale Hinderniserfassungseinrichtung benutzt wird, die einen Infrarotsensor, ein Stereobild oder dergleichen verwendet.
Wie oben beschrieben muss entsprechend der vorliegenden Ausführung der Fahrer nur die Zielparkposition und/oder den Hindernisbereich eingeben, um automatisch das am besten geeignete vorgeschriebene Bewegungsmuster auszuwählen, wodurch der am besten geeignete Parkvorgang mit einem sicheren und einfachen Fahrvorgang verwirklicht wird. Es ist daher möglich, ein Fahrunterstützungssystem zu verwirklichen, das verglichen mit der ersten Ausführung erweiterungsfähiger ist.
DRITTE AUSFÜHRUNG
25 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration eines Fahrunterstützungssystems nach der dritten Ausführung der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Bei der drittten Ausführung wird angenommen, dass die unten nicht spezifisch beschriebenen Elemente/Funktionen die gleichen wie in der ersten Ausführung sind, und es wird angenommen, dass die Elemente mit den gleichen Verweiszeichen wie die in 1 ähnliche Funktionen wie die von 1 haben, sofern nicht anders angegeben. Des Werteren wird angenommen, dass jede in der ersten Ausführung beschriebene Änderung gleichermaßen auf die vorliegende Ausführung anwendbar ist, sofern nicht anders angegeben. In der vorliegenden Ausführung wird ein Bildverarbeitungsabschnitt bereitgestellt, der die Überlagerungseinrichtung 102 und eine Syntheseeinrichtung für umgrenzte Bereichsspuren 403 einschließt.
Bei dem Fahrunterstützungssystem der vorliegenden Ausfühnung wird nicht nur eine Reifenspur TT (gezeigt in unterbrochenen Linien), sondern auch eine umgrenzte Bereichsspur CAT (gezeigt in festen Linien) des Raumes, wo das ganze Fahrzeug vorbeikommt, durch die Syntheseeinrichtung für umgrenzte Bereichsspuren 403, wie in 26 gezeigt, für ein Fahrzeug synthetisiert, das rückwärts bewegt wird, wobei das Lenkrad entpsrechend der Eingabe von einem Lenkruderwinkelsensor 402 nach links oder rechtes gedreht wird. Dann wird, wie in 27 gezeigt, das durch Projizieren der zwei Spuren TT und CAT auf die Erde gewonnene Bild durch die Überlagerungseinrichtung 102 auf dem Bild von einer an der Rückseite des Fahrzeugs angebrachten Kamera 101 überlagert, und das gewonnene Bild wird auf der Anzeigeeinheit 107 angezeigt.
Entsprechend der vorliegenden Ausführung wird daher nicht nur die Reifenspur TT, sondern auch die umgrenzte Bereichsspur CAT des Raumes, wo das ganze Fahrzeug vorbeikommt, entsprechend dem Lankwinkel angezeigt, wodurch eine Wirkung bereitgestellt wird, dass der Fahrer genau bestimmen kann, ob ein Teil des Fahrzeugs, das sich über den Reifen hinaus erstreckt, z.B. der Teil rechts vorne, ein Hindernis berühren wird, wenn beim Rückwärtsparken nach links gedreht wird.
28 ist ein Blockschaltbild, das eine andere Konfiguration des Fahrunterstützungssystems nach der vorliegenden Ausführung veranschaulicht. In 28 ist jedes Element, das auch in 1 gezeigt ist, mit dem gleichen Verweiszeichen bezeichnet und wird daher unten nicht werter beschrieben. Bei der vorliegenden Ausführung wird ein Bildverarbeitungsabschnitt bereitgestellt, der die Überlagerungseinrichtung 102, die Kamera-Parametertabelle 103, die Raum-Rekonstruktionseinrichtung 104, den Raumdatenpuffer 105, die Blickpunkt-Umwandlungseinrichtung 106 und die Spursyntheseeinrichtung für umgrenzte Bereiche 403 umfasst.
Das Fahrunterstützungssystem von 28 unterscheidet sich von dem Fahrunterstützungssystem nach der ersten Ausführung dadurch, dass das Erstere nicht nur die Reifenspur, sondern auch die umgrenzte Bereichsspur des Raumes, wo das ganze Fahrzeug vorbeikommt, durch die Spursyntheseeinrichtung für umgrenzte Bereiche 403 für einen Fahrvorgang des Bewegens des Fahrzeugs rückwärts, während das Lenkrad entsprechend der Eingabe von dem Lenkruderwinkelsensor 402 nach links oder rechts gedreht wird, wie in dem System von 25, synthetisiert. Das heißt, wie in 29 gezeigt, werden die umgrenzte Bereichsspur CAT, wo das ganze Fahrzeug vorbeikommt, sowie die Reifenspur TT in dem Bild wie von oberhalb des Fahrzeugs gesehen angezeigt, das basierend auf den von einer Vielzahl von Kameras C1 bis CN synthetisiert wird.
In diesem Fall hat die umgrenzte Bereichsspur CAT von 29 die gleiche Form wie die in 26 gezeigte umgrenzte Bereichsspur CAT. Im Allgemeinen ist ein Teil der umgrenzten Bereichsspur CA des zu parkenden Fahrzeugs, der sich über die Reifenspur TT hinaus er streckt, ein Teil über dem Boden, z.B. eine Stoßstange. Die umgrenzte Bereichsspur CAT von 29, die die Spur wie von oben gesehen zeigt, ist daher für den Benutzer leichter zu erkennen als die umgrenzte Bereichsspur CAT von 27, die auf den Boden projiziert ist. Daher liefert verglichen mit dem in 25 gezeigten System das in 28 gezeigte System eine Wirkung, dass der Benutzer die Positionsbeziehung zwischen dem zu parkenden Fahrzeug und einem Hindernis genauer bestimmen kann.
Bei jeder der oben beschriebenen Ausführungen wird angenommen, dass das Umgebungsbedingungsbild hauptsächlich als ein Bild von dem Blickpunkt einer virtuellen Kamera durch Synthetisieren von Bildern von einer Vielzahl von fahrzeugeigenen Kameras erzeugt wird, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf begrenzt. Zum Beispiel kann ein Bild von einer einzelnen Kamera, die an der Decke einer überdachten Parkeinrichtung installiert ist, als das Umgebungsbedindungsbild benutzt werden.
Man beachte, dass die Funktion des Fahrunterstützungssystems jeder der oben beschriebenen Ausführungen ganz oder teilweise durch ein Programm, das von einem Computer auszuführen ist, implementiert werden kann.
Wie oben beschrieben kann erfindungsgemäß nur durch Spezifizieren der Endposition einer Serie von Fahrvorgängen die Startposition des Fahrvorgangs automatisch erhalten werden. Die Menge an Zeit, die benötigt wird, bevor der Fahrvorgang begonnen wird, wird daher verringert. Da außerdem eine vorgeschriebene Spur des Fahzeugs durch eine Zeigereingabeoperation auf dem Anzeigeschirm eingegeben werden kann, wird die Auswahl des vorgeschriebenen Bewegungsmusters wesentlich erleichtert. Des Weiteren kann, da die umgrenzte Bereichsspur des Raumes, wo das ganze Fahrzeug vorbeikommt, als ein Bild angezeigt wird, der Benutzer genauer bestimmen, ob ein Teil des Fahrzeugs, der sich über den Reifen hinaus erstreckt, ein Hindernis berühren wird.

Claims

Verfahren zum Bereitstellen einer Unterstützung bei einem Fahrzeugfahrvorgang durch Anzeigen eines Bildes, das Umgebungsbedindungen um das Fahrzeug herum darstellt, auf einer Anzeigeeinheit (107), wobei das Verfahren umfasst: einen ersten Schritt, der einem Benutzer erlaubt, auf dem Bild auf der Anzeigeeinheit (107) eine Endposition (EN1, EN2, EN3, PAC) zu spezifizieren, die eine Position des Fahrzeugs an einem Ende eines vorbestimmten Fahrvorgangs ist, und einen zweiten Schritt des Gewinnens, für die Endposition, einer Startposition (STA), die eine Position des Fahrzeugs an einem Anfang des vorbestimmten Fahrvorgangs ist, entsprechend einem vorgeschriebenen Bewegungsmuster, das eine Bewegung des Fahrzeugs in dem vorbestimmten Fahrvorgang darstellt.
Fahrunterstützungsverfahren nach Anspruch 1, das werter einen Schritt des Anzeigens der Startposition (STA), der Endposition (EN1, EN2, EN3, PAC) und des vorgeschriebenen Bewegungsmusters umfasst, während diese auf dem Bild auf der Anzeigeeinheit (107) über lagert werden.
Fahrunterstützungsverfahren nach Anspruch 1, wobei in dem ersten Schritt die durch den Benutzer spezifizierte Endposition (EN1, EN2, EN3, PAC) als eine Eingabe genommen wird, wenn sich das Fahrzeug in einer Nähe der Endposition (EN1, EN2, EN3, PAC) befindet.
Fahrunterstützungsverfahren nach Anspruch 1, das werter einen Schritt des Durchführens in einer vollautomatischen oder halbautomatischen Weise wenigstens eines Vorgangs des Fahrens des Fahrzeugs von einer augenblicklichen Position (CP) des Fahrzeugs zu der Startposition (STA) oder eines Vorgangs des Fahrens des Fahrzeugs von der Startposition (STA) zu der Endposition (EN1, EN2, EN3, PAC) entsprechend dem vorgeschriebenen Bewegungsmuster umfasst.