JP2005186758A - 駐車支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バックガイドモニターにおいて、駐車位置に対する車両の位置や姿勢を、より直感的に把握できる駐車支援装置を提供する。
【解決手段】車両の後方の状況を映し出すバックモニターの画面１４１に、駐車位置Ｐ0までの予想軌跡３１、３２を表示し、さらに予想軌跡３１、３２に重ねて車両の３次元輪郭線図として表示された仮想車両２１を重畳して表示する。
【選択図】図５

Description

この発明は、車両に搭載された駐車支援装置に係り、詳しくは、車両のイメージを３次元で表示する駐車支援装置に関するものである。

従来、駐車エリアに後進駐車をする際、運転者は、最初に駐車する位置を確認し、ハンドルの切返しを行いつつ、前進後退を繰り返しながら、車両を駐車位置へ導いている。このような駐車操作は、視界の悪い後方を肉眼で見ながら、また、切返す際には、車両の前部左右も確認しつつ行われるように、多数の注意するべき個所があり、運転経験が豊富な者にとっても困難な操作となっている。

このような困難な駐車操作を補助するために、車両後部に設けられたカメラによって車両の後方を撮影し、その画像をバックガイドモニターに表示するシステムがある。このシステムでは、死角領域の広い車両後方のカメラ画像を車内のバックガイドモニターに映し出すことによって、死角領域を減らし、運転者による後方の状況確認を容易なものとしている。
このようなバックガイドモニターシステムについては、例えば、以下に挙げる文献がある。
特開２００２−３２１５８１号

しかし、バックガイドモニターに映し出される画像は、カメラのレンズを介して取得された像であり、また、バックガイドモニター画面及び車両の移動予想軌跡は２次元の平面であることから、画面に表示された画像に立体感がなく、バックガイドモニターの画面を介して駐車位置と現在位置との距離感や、駐車位置に対する現在の車両の向きなどを感覚的に把握することが困難であるという問題がある。上記特許文献１などでは、バックガイドモニター画面に車両が移動する予想軌跡が表示される構成となっているが、輪止などの障害物までの距離感や駐車場に対する自車両の幅等の位置関係を画面から把握することはやはり難しい。
この発明は、バックガイドモニターにおいて、駐車位置に対する車両の位置や姿勢を、より直感的に把握できる駐車支援装置を提供することを目的とする。

以上のような問題を解決する本発明は、以下のような構成を有する。
（１） 車両後方の画像を撮像する撮像手段と、
表示装置と、
該表示装置に表示された前記撮像画像に基づき駐車位置を入力する駐車位置入力手段と、
３次元で表された車両の輪郭線図を記憶する記憶手段と、
自車両位置から前記入力された駐車位置までの予想予想軌跡を演算する軌跡演算手段と、
前記演算された予想予想軌跡と前記３次元輪郭線図とを前記撮像された画像に重畳して前記表示装置に表示する重畳表示手段とを備えることを特徴とする駐車支援装置。

（２） 前記軌跡演算手段で演算された予想予想軌跡上に存在する障害物があるか否かを検出する障害物検出手段とを備え、
前記障害物検出手段により障害物の存在が検出された場合、当該検出された障害物手の前に、前記３次元輪郭線図を重畳することを特徴とする上記（１）に記載の駐車支援装置。

（３） 前記撮像された画像と前記入力された駐車位置とから、自車両から駐車位置までの距離を算出する距離算出手段とを備え、
前記距離算出手段により算出された距離に応じて、前記３次元輪郭線図を重畳する位置を決定することを特徴とする上記（１）に記載の駐車支援装置。

請求項１に記載の発明によれば、画面上には、実際の車両の輪郭が３次元的に表示されるので、駐車のために後進した際の車両の位置や姿勢及び駐車場幅に対する自車幅等が画面上で把握することが容易となる。
請求項２に記載の発明によれば、障害物の手前に駐車完了時の車両輪郭図が表示されるため、障害物に接触することなく、適正な位置に車両を駐車させることができる。
請求項３に記載の発明によれば、駐車を欲する位置に応じて車両輪郭図が表示される位置が変化するので、駐車位置に向けて車両を進める際に、駐車姿勢や駐車した際の車両のイメージが把握し易く、車両操舵が一層容易となる。

以下、本発明の好適実施形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の駐車支援装置１の構成を示すブロック図である。駐車支援装置１は、画像処理及び演算処理等を行う演算処理装置１２と、車体後部に取り付けられた撮像手段としてのカメラ１３と、自車位置検出装置１１と、画像を表示する表示手段としての表示装置１４と、画像等の記憶手段としての記憶装置１６と、舵角検出センサ１５と、入力装置１８と、障害物センサ１９とを備え、これらの装置は、システムバス１７を介して相互に接続されている。

図２は、駐車位置と車両との位置関係を示す俯瞰図である。撮像手段として機能するカメラ１３は、図２に示されているように、本実施形態では、車両の後端部中央部において、レンズの光軸が車両の中心線に一致するように、後方へ向けて配置されている。カメラ１３は、広角レンズを使用してもよく、広角レンズを使用した場合は、より多くの車両後方の画像情報を取得することが可能となる。カメラ１３は、Ａ/Ｄ変換器１３１を介してシステムバス１７に接続される。カメラ１３から出力された画像信号は、画像処理を行うためにＡ/Ｄ変換器１３１によってデジタル信号に変換される。また、接続されたカメラ１３が、デジタル信号出力が可能なものである場合には、Ａ/Ｄ変換器１３１は不要である。カメラ１３には、例えば、ＣＣＤ素子や、ＣＭＯＳ素子が用いられ、電気信号として画像が取得される。

表示手段としての表示装置１４は、例えば液晶ディスプレイ等で構成され、表示画像データメモリ１６６に格納された合成画像が表示される。表示装置１４では、必要な場合には、Ｄ/Ａ変換を行い、画像を画面に出力する。
舵角検出センサ１５は、車両の移動方向を検出するための、ステアリング角度を検出するセンサである。

入力装置１８は、駐車支援装置１の起動スイッチ若しくは駐車位置を入力するために用いられ、表示装置１４の表示画面の表面に重ねて貼り付けられた、透明なタッチパネルセンサ板で構成されている。この表示画面に表示された領域に重なった範囲内で、画面表面に指を接触させることにより、タッチパネルセンサ板が圧力の感知と、感知位置を特定し、感知位置に応じたオン／オフのセンシングを行う。

障害物検出手段としての障害物センサ１９は、車両後方に位置する障害物を検出し、車両から障害物までの距離を測定するセンサである。この障害物センサ１９は、例えば、超音波発信装置と超音波受信装置とを備え、超音波発信装置から発信され、障害物に反射して戻ってきた超音波を受信し、障害物の有無、及び障害物までの距離を測定する。

自車位置検出装置１１は、自車の絶対位置を検出する装置として、例えばＧＰＳ装置を用いられ、計測開始位置（始動した地点）からの相対位置を検出する装置としては、移動距離を測定する移動距離センサ、車両の向きを検出する地磁気センサ、その他ジャイロセンサなどで構成することができる。この装置によって、自車位置と駐車位置（目標位置）との相対的な位置関係を検出する（距離検出手段）ことができる。つまり、現在の位置と駐車位置との距離、現在の位置を基準点として如何なる方向に駐車位置があるか、である。また、移動距離センサには、例えば、ＡＢＳパルスセンサ等を用いることができる。自車位置検出装置１１の検出値は、システムバス１７を介して演算処理装置１２に供給される。

記憶装置１６は、主として画像を記憶する装置で、例えば、ハードディスクドライブ装置や、メモリーチップなどにより構成される。記憶装置１６は、画像データを記録する画像データメモリ１６Ａと、演算された予想軌跡データを記憶する演算軌跡データメモリ１６Ｂとを有している。画像データメモリ１６Ａは、カメラ１３の取得した画像をそのまま記録するカメラ画像データメモリ１６１、車両の車体輪郭線図を示す３次元輪郭線図データを記憶する輪郭画像データ１６２、車両と駐車位置との位置関係に応じて３次元輪郭データを画像処理した画像を記憶する輪郭変換画像データメモリ１６４、駐車位置に自車が駐車したと想定した場合の、現在位置から視認した場合の像に変換した画像を記憶する駐車位置輪郭画像データメモリ１６５とを備えている。輪郭画像データメモリ１６２は、本発明における記憶手段ととして機能する。

演算処理装置１２は、中央処理装置［ＣＰＵ（Central Processing Unit）］１２１と、リードオンリーメモリ［ＲＯＭ］１２２と、ランダムアクセスメモリ［ＲＡＭ］１２３とを備えている。中央処理装置１２１は、カメラ１３で取得した画像に対して車両の輪郭線図を示す３次元画像の重畳処理、車両の輪郭を示す３次元画像データの表示すべき位置及び方向や大きさを変えた画像に変換する処理、現在位置から駐車位置までの予想軌跡を演算する処理、仮想車両２１と障害物との接触判定処理などを行う。

以上のように構成された本発明の駐車支援装置１の作用を図３に示されているフローチャートに基づき説明する。
演算処理装置１２は、入力装置１８からの本装置の起動スイッチがオンに基づき、初期化を行う（ステップＳ１０１）。初期化とは、前回使用した際に決定した自車両の現在位置を基準位置にリセットするなどの動作がある。また、起動スイッチのオンに限らず、シフトレバーをバックに入れたときに起動する構成としてもよい。

カメラ１３により撮像を開始する（ステップＳ１０３）。撮像された画像は、カメラ画像データメモリ１６１に記録される。同時に、カメラ画像を表示装置１４の表示画面に表示する（ステップＳ１０５）。表示された画面に基づいて、駐車位置Ｐ0を運転者が入力する（ステップＳ１０７）。つまり、画面に表示された画像の中から、運転者が駐車を欲する位置を駐車位置として指定する。この位置の指定は、画面に映し出された車両後方の画像の中で、駐車する位置に指を触れることにより行われる。これにより、画面に重ねて設けられているタッチパネルセンサ板が、指が触れた位置を検出する。カメラ１３は車両に固定されている為、画面に表示される画像の倍率、画角から、画面に指が触れた位置に応じた位置情報、つまり、自車両から入力された駐車位置までの相対的な距離を算出することができる。つまり、画面上のタッチ位置により現在の車両位置Ｐ1から駐車位置Ｐ0へ向かう方向と、距離を算出する（距離算出手段）ことができる。ステップＳ１０７により駐車位置入力手段が構成される。

次に、舵角検出センサ１５から自車両の舵角を取得する（ステップＳ１０９）。ステップＳ１０７で入力した駐車位置Ｐ0と、ステップＳ１０９で取得した舵角から、その舵角で車両を後退させた場合には、どのような移動軌跡になるかを表示するための予想軌跡３１、３２を演算する（ステップＳ１１１）。予想軌跡の演算方法は、公知の方法を用いる。算出された予想軌跡は、演算軌跡データメモリ１６Ｂに格納される。ステップＳ１１１により軌跡演算手段が構成される。

駐車位置Ｐ0と現在の車両位置Ｐ1との位置関係とは、車両位置Ｐ1から駐車位置Ｐ0へ向かう方向と、駐車位置Ｐ0と現在の車両位置Ｐ1とを結ぶ直線距離によって規定される。例えば、カメラ１３の設置位置を通る車両の中心線から、右方向に３０°の方向で、車両位置Ｐ1から５ｍ離れた位置に駐車位置Ｐ0が設定される。そして、設定された駐車位置Ｐ0と現在の車両位置Ｐ1との間の、移動予測軌跡が演算される。予想軌跡は、左右後輪の予想軌跡が演算される。この他、左右前輪の予想軌跡を演算してもよい。又は、左右前後輪の予想軌跡を演算してもよい。或は、車両の重心の予想軌跡を演算してもよい。

次に、車両の３次元輪郭線図データを、輪郭画像データメモリ１６２から読み出す（ステップＳ１１３）。この実施形態では、車両の３次元データは、車両輪郭を３次元的に示すワイヤーフレームであり、車体の輪郭や、窓、ヘッドライト、テールランプ、車輪等を線で表す画像に関するデータである。輪郭画像で表される仮想車両２１は、ワイヤーフレームに限らず、半透明の車両画像としてもよい。つまり、車両の画像を重ねた時に、車両に重なる部分の後部画像が見えるような輪郭画像であることが好ましい。これは、後述する障害物との位置関係を把握することが容易となるからである。

次に演算処理を行う（ステップＳ１１５）。図４は、演算処理の内容を示すフローチャートである。障害物センサ１９によって障害物を検出する（ステップＳ２０１）。障害物の位置は、撮像した画像からの情報から、画像処理により検出する構成とすることもできる。障害物は、例えば、塀、輪止め、他の車両などがある。ステップＳ２０１により障害物検出手段が構成される。

障害物が検出されるとステップＳ２０１で取得した障害物の位置及び距離から、予想軌跡３１、３２上を車両が移動した場合、障害物に接触するか否かを判断する（ステップＳ２０３）。接触判定は、例えば、予想軌跡上（予想軌跡３１、３２上、若しくは予想軌跡３１、３２の間）に障害物４が位置しているか否かにより判定する。また、左右の車輪の軌跡を求めている場合には、左右の内、いずれか一方の予想軌跡３１（３２）に障害物４の一部が接触している場合にも、接触しているものと判定する。

接触する、と判定された場合には、輪郭線図で表される仮想車両２１の表示位置を、ステップＳ２０１で検出された障害物４の手前の位置に決定する（ステップＳ２０５）。後進時に障害物４との接触を防止するためである。従って、このステップＳ２０５は、指定された駐車位置Ｐ0に優先して決定される。

さらに、予想軌跡３１、３２に基づき、仮想車両２１の向きを決定する（ステップＳ２０７）。即ち、予想軌跡３１、３２に沿って仮想車両２１の中心線が位置するように、仮想車両２１の向きを決定する。このように決定された仮想車両２１のデータは、輪郭変換画像データメモリ１６４に格納される。

次に、車両と、決定された駐車位置との距離を判定し、その距離に基づき、仮想車両２１の画面内での大きさを決定する。距離が長ければ、小さく、短ければ、大きく表示される。このように最終的に画像に重畳される輪郭データが駐車位置輪郭画像データメモリ１６５に格納される。

駐車位置輪郭画像データメモリ１６２に格納されている車両２の３次元データを画像に合成する（ステップＳ１１７）。合成された画像は、表示画像データメモリ１６６に格納され、表示装置１４に表示される（ステップＳ１１９）。図５は、画像が表示されている状態の表示画面１４１の平面図である。駐車位置Ｐ0には、仮想車両２１のワイヤーフレームによる輪郭像が表示され、後輪の予想軌跡３１、３２が表示される。ステップＳ１１７、Ｓ１１９により、重畳表示手段が構成される。
なお、ステップＳ１０７で駐車位置Ｐ0を指定しない場合には、ステップＳ１０９で取得した舵角に基づき予想軌跡を算出することができ、ステップＳ２０５において、駐車位置が決定される。

次に第２実施形態の駐車支援装置１の作用について、図６に示されているフローチャートに基づき説明する。演算処理装置１２は、入力装置１８から本装置の起動スイッチがオンに基づき、初期値の読み込み及び、初期化を行う（ステップＳ３０１）。初期値の読み込みは、例えば、表示される車両の輪郭画像の選択がある。車両全体の輪郭画像を表示するか、又は車両後部の輪郭画像のみを表示するか等の選択ができる。この実施形態では、図７に示されているように、車体全体像、図８に示されているような後部半分の像、図９に示されているような後端部の像の３つが入力装置１８により選択できる。このような像の選択は、駐車位置と車両の現在位置との距離に応じて、自動的に変更する構成とすることもできる。例えば、距離が短くなるに従って、表示される像の奥行きも小さく設定される。具体的には、駐車位置までの距離が、車両の全長Ｌより長い場合には、全体像、全長より短く、全長の半分より短い場合には、後部半分の像、全長の半分よりも短くなった場合は、後端部の像に切り替わる。

また、初期化とは、自車位置検出装置１１において現在位置を基準位置にリセットするなどの動作がある。また、起動スイッチのオンに限らず、シフトレバーをバックに入れたときに起動する構成としてもよい。

カメラ１３により撮像を開始する（ステップＳ３０３）。画像は、カメラ画像データメモリ１６１に記録される。同時に、カメラ画像を表示装置１４の画面に表示する（ステップＳ３０５）。表示された画面に基づいて、駐車位置Ｐ0を運転者が入力する（ステップＳ３０７）。つまり、画面に表示された画像の中から、運転者が駐車を欲する位置を駐車位置として指定する。この指定方法は、前実施形態のステップＳ１０７と同様であるので、説明を省略する。図１０に示されているように、駐車位置Ｐ0と車両の現在位置Ｐ1の位置関係が特定される。

次に、駐車支援処理（ステップＳ３０９）を行う。図１１は、駐車支援処理の内容を示すフローチャートである。カメラ１３より車両後方の画像を取得し（ステップＳ４０１）、舵角検出センサ１５より舵角を検出する（ステップＳ４０３）。ステップＳ３０７で取得した駐車位置Ｐ0及び舵角により、現在位置Ｐ1から駐車位置Ｐ0へ至る予想軌跡を演算する（ステップＳ４０５）。この予想軌跡は、左右後輪の軌跡である。演算方法、軌跡の内容については、前記実施形態のステップＳ１１１の内容と同様である。
次に、前実施形態のステップＳ１１３と同様に車両３次元データを輪郭画像データメモリ１６２から読み出す（ステップＳ４０７）。

次に仮想車両画像の表示位置を設定するための演算処理を行う（ステップＳ４０９）。図１２は、演算処理の内容を示すフローチャートである。演算処理では、自車位置Ｐ1と駐車位置Ｐ0との距離を算出する（ステップＳ５０１）。この距離の算出は、最初に駐車位置Ｐ0を設定した際に算出された駐車位置Ｐ0までの距離から、車両が移動した距離を差し引くことで、求められる。車両の移動距離は、自車位置検出装置１１から得られる。このステップＳ５０１によって距離算出手段が構成される。

表示装置１４の画面に表示される仮想車両の輪郭画像は、ワイヤーフレームで構成されているが、その内容は、初期値設定（ステップＳ３０１）の説明で既述のように、予め設定されている。そして、表示画面１４１内では、車両が一定の距離Ｘ離れた位置に仮想車両が位置するように設定されている。

車両が後進し、駐車位置Ｐ0に近づくと、最初に仮想車両が駐車位置Ｐ0に到達する。そこで、車両の現在位置Ｐ１から駐車位置Ｐ0までの距離が、距離Ｘに到達したか判断する（ステップＳ５０３）。到達した場合には、仮想車両２１１の位置を駐車位置Ｐ0上で固定する（ステップＳ５０５）。仮想車両２１１の位置を固定したので、車両２と仮想車両２１１の距離Ｘは、車両２の後進に伴って、短くなる。そこで、距離Ｘが車両の全長より短いか判断し（ステップＳ５０７）、短い場合には、仮想車両を後部半分の仮想車両２１２に変更する（ステップＳ５０９）。又、さらに短くなり、距離Ｘが車両全長の半分の長さよりも短くなったか判断し（ステップＳ５０７）、短い場合には、車両後端部の輪郭画像２１３に変更する（ステップＳ５０９）。このように、駐車位置Ｐ0までの距離に応じて、表示内容を変更する。

このように決定された仮想車両の輪郭画像を、カメラ画像に合成し（ステップＳ４１１）、表示装置１４の表示画面１４１に表示する（ステップＳ４１３）。表示画面１４１には、図１３に示されているように、予想軌跡３１、３２、３次元輪郭画像２１１が表示される。

駐車支援終了トリガがあったか判断する（ステップＳ４１５）。ない場合には、ステップＳ４０１にリターンし、ステップＳ４１５までの処理を繰り返す。終了トリガがあった場合には、駐車支援ルーチンを終了する。終了トリガは、例えば、シフトレバーのパーキング位置以外へのセット、イグニッションオフ等が挙げられる。
このように、車両が後退し、仮想車両が駐車位置に固定されると、車両が駐車位置に接近するに従って、表示画面に表示される仮想車両（輪郭画像）の内容が変化し、最終的に、車両２の後部と仮想車両２１３の後部が重なる位置で、駐車位置への移動が完了する。

駐車支援装置の構成を示すブロック図である。 駐車位置と車両の位置関係を示す俯瞰図である。 駐車支援装置の作用を示すフローチャートである。 演算処理の内容を示すフローチャートである。 表示画面に表示された画像の内容を示す平面図である。 他の実施形態のフローチャートである。 車両と仮想車両との位置関係による、輪郭画像の表示内容を示す平面図である。 車両と仮想車両との位置関係による、輪郭画像の表示内容を示す平面図である。 車両と仮想車両との位置関係による、輪郭画像の表示内容を示す平面図である。 駐車位置と車両の位置関係を示す俯瞰図である。 駐車支援処理内容を示すフローチャートである。 他の実施形態の演算処理の内容を示すフローチャートである。 表示画面に表示された画像の内容を示す平面図である。

符号の説明

１ 駐車支援装置
１２ 演算処理装置
１３ カメラ
１４ 表示装置
１６ 記憶装置
２１ 仮想車両（輪郭画像）
３１、３２ 予想軌跡
Ｐ0 駐車位置

Claims (3)

1. 車両後方の画像を撮像する撮像手段と、
   表示装置と、
   該表示装置に表示された前記撮像画像に基づき駐車位置を入力する駐車位置入力手段と、
   ３次元で表された車両の輪郭線図を記憶する記憶手段と、
   自車両位置から前記入力された駐車位置までの予想予想軌跡を演算する軌跡演算手段と、
   前記演算された予想予想軌跡と前記３次元輪郭線図とを前記撮像された画像に重畳して前記表示装置に表示する重畳表示手段とを備えることを特徴とする駐車支援装置。
2. 前記軌跡演算手段で演算された予想予想軌跡上に存在する障害物があるか否かを検出する障害物検出手段とを備え、
   前記障害物検出手段により障害物の存在が検出された場合、当該検出された障害物手の前に、前記３次元輪郭線図を重畳することを特徴とする請求項１に記載の駐車支援装置。
3. 前記撮像された画像と前記入力された駐車位置とから、自車両から駐車位置までの距離を算出する距離算出手段とを備え、
   前記距離算出手段により算出された距離に応じて、前記３次元輪郭線図を重畳する位置を決定することを特徴とする請求項１に記載の駐車支援装置。

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