JP2008068828A - 操舵ギヤ比の自動変更により駐車操舵が支援される車輌 - Google Patents

Abstract

【課題】車輌を後進により駐車区画内へ操入する際、駐車区画に対する車輌の相対位置に応じて操舵装置の操舵ギヤ比を自動的に変更し、駐車区画内への車輌操入の操作性を向上させる。
【解決手段】車輌の後部に設けたビデオカメラにより車輌の後方に拡がる駐車区画を視認し、視認映像に基づく立体グラフィック映像処理により駐車区画両側縁間の中心線に対する車輛後部中央の横方向偏位を算出し、該横方向偏位の減小に伴って操舵ギア比を増大させる。更には、該両側縁に対するビデオカメラの偏向角、後輪止めに対するビデオカメラの縦方向偏位も算出し、それらの値の減小に伴って操舵ギア比を増大させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、車輌を後進により駐車区画内へ操入する際のハンドル操作性を向上させることに係わる。

操舵ギヤ比が可変の操舵装置を備えた車輌に操舵支援選択スイッチを設け、該スイッチが入れられたときには、ハンドルの操舵角に対する舵輪の舵角を小さくすることによって操舵の微調整性を高め、駐車区画内へ車輌を操入する操作を支援することが下記の特許文献１に記載されている。
特開２００４-２１０１９８

本発明は、車輌を後進により駐車区画内へ操入する際、駐車区画に対する車輌の相対位置に応じて操舵装置の操舵ギヤ比を自動的に変更することにより、駐車区画内への車輌操入に於ける操作性をより一層向上させることを課題としている。

上記の課題を解決するものでして、本発明は、車輌の後部に設けられ該車輌の後方に拡がる駐車区画の両側縁を視認するビデオカメラと、該ビデオカメラの視認映像に基づく立体グラフィック映像処理により前記両側縁間の中心線に対する車輌後部中央の横方向偏位を算出する演算手段と、操舵ギア比可変の操舵装置とを有し、前記操舵装置の操舵ギア比は前記横方向偏位の減小に伴って増大されるようになっていることを特徴とする車輌を提案するものである。尚、上記の「車輌後部中央」は、ビデオカメラが車輌後部の中央に設けられるとの前提の下に「前記ビデオカメラ」と読み変えられてもよい。また、ここで操舵ギヤ比とは、操舵装置の減速比、即ち、ハンドル操舵角／舵輪舵角である。

上記の如き車輌に於いて、前記演算手段は前記ビデオカメラの視認映像に基づく立体グラフィック映像処理により更に前記両側縁に対する前記ビデオカメラの偏向角を算出し、前記操舵装置の操舵ギア比は更に前記偏向角の減小に伴って増大されるようになっていてよい。

上記の如き車輌に於いて、前記ビデオカメラは更に前記駐車区画の後輪止めを視認し、前記演算手段は前記ビデオカメラの視認映像に基づく立体グラフィック映像処理により更に前記後輪止めに対する前記ビデオカメラの縦方向偏位を算出し、前記操舵装置の操舵ギア比は更に前記縦方向偏位の減小に伴って増大されるようになっていてよい。

上記の如き車輌に於いて、前記操舵装置の操舵ギア比は更に操舵角速度の増大に伴って低減されるようになっていてよい。

上記の如く車輌が車輌の後部に設けられ該車輌の後方に拡がる駐車区画の両側縁を視認するビデオカメラと、該ビデオカメラの視認映像に基づく立体グラフィック映像処理により前記両側縁間の中心線に対する車輌後部中央の横方向偏位を算出する演算手段と、操舵ギア比可変の操舵装置とを有し、操舵装置の操舵ギア比が前記横方向偏位の減小に伴って増大されるようになっていれば、車輌を後進により駐車区画内へ操入するに際し、車輌移動の先導部となる車輌後部が駐車区画の両側縁間の中心に整合する状態に近づくにつれて操舵ギヤ比が自動的に増大されるので、車輌の後部が駐車区画の両側縁間に正しく収まる状態に近づくにつれて必要度が高まる操舵の微調整がより容易となり、駐車区画内への車輌操入に於ける操作性が向上する。

更に、これに加えて、前記演算手段がビデオカメラの視認映像に基づく立体グラフィック映像処理により更に前記両側縁に対するビデオカメラの偏向角を算出し、操舵装置の操舵ギア比が更に前記偏向角の減小に伴って増大されるようになっていれば、車輌を直角に旋回させながら駐車区画内へ操入する場合の如く、車輌が駐車区画の両側縁に対し大きく偏向した状態から次第に駐車区画の両側縁に整合する方向に操舵される場合に、車輌の後部が駐車区画の両側縁間に正しく収まる状態に近づくと同時に車輌が駐車区画の両側縁に対し整合する方向に近づくにつれて、操舵ギヤ比が自動的に増大されるので、駐車区画の両側縁の方向に対する車輌の方向が整合してくるにつれて必要度が高まる操舵の微調整がより容易となり、駐車区画内への車輌操入に於ける操作性が一層向上する。

更に、これに加えて、前記ビデオカメラが更に駐車区画の後輪止めを視認し、前記演算手段がビデオカメラの視認映像に基づく立体グラフィック映像処理により更に前記後輪止めに対するビデオカメラの縦方向偏位を算出し、操舵装置の操舵ギア比が更に前記縦方向偏位の減小に伴って増大されるようになっていれば、車輌の後半部が駐車区画内に進入した後の駐車操作の最終局面に於いて必要度が高まる操舵の微調整がより容易となり、駐車区画内への車輌操入に於ける操作性がより一層向上する。

更に、これに加えて、操舵装置の操舵ギア比が更に操舵角速度の増大に伴って低減されるようになっていれば、操舵角速度が高く、運転者が駐車区画内への駐車を急いでいるようなときには、上記の操舵微調整による操舵性の向上を多少犠牲にしても操舵ギヤ比を低減し、運転者の操舵操作に舵輪の偏向がより迅速に追従するように操舵特性を修正することができる。

図１は、本発明による車輌が後進により駐車区画内へ操入される際に、車輌の後端に設けられたビデオカメラにより車輌の後方に拡がる駐車区画の両側縁と後輪止めを視認する要領の一例を示す概略図であり、図２は該ビデオカメラの視認映像に基づく立体グラフィック映像処理により駐車区画の両側縁間の中心線に対する車輌後端中央の横方向偏位Ｄx、駐車区画の両側縁に対するビデオカメラの偏向角θ、駐車区画の後輪止めに対するビデオカメラの縦方向偏位Ｄyを算出する要領の一例を示す斜視グラフである。図２にて算出されるＤx、θ、Ｄyは、図１で見れば、図示の距離および角度である。尚、この例では、ビデオカメラは車輌後端の中央に設けられているので、駐車区画の両側縁間の中心線に対する車輌後端中央の横方向偏位Ｄxは、駐車区画の両側縁間の中心線に対するビデオカメラの横方向偏位として認識されてよい。

１０は普通乗用車の一例であり、その後端に円弧の影線を付した角度範囲の視野にて車輌の後方を視認するビデオカメラ１２を備えている。このビデオカメラにより得られた画像情報は車内インフラ１４を経てマイクロコンピュータを備えた電子制御装置（ＥＣＵ）１６へ送られ、ここで特に駐車区画の両側縁を限る白線１８Ｌ，１８Ｒおよび後輪止め２０を視認するようになっている。尚、駐車区画が両側壁により限られた車庫であるような場合には、図に例示したような状況では、白線１８Ｒに代わる側壁はその入口端のみによってその存在が視認されるようになっていてよい。

駐車区画の両側縁を限る白線１８Ｌと１８Ｒの間の幅Ｗは駐車場によって種々に異なるが、その値は概略一定の範囲内にあるとみられるので、その範囲内の適当な値がＷの値として予め採用されてよい。また本発明を適用する車輌が特定され、またそれを日常頻繁に駐車する駐車区画が特定される場合には、該車輌の電子制御装置に於いて上記Ｗの値を当該駐車区画のＷの値に設定することができるようになっていてもよい。

図２に於いて、四角形内に現れる画像２２がビデオカメラ１２により得られる画像である。点Ｐは視野の視点であり、ビデオカメラ１２のレンズの中心に対応している。点Ｐより図２の斜視グラフで見て垂直方向に高さ距離Ｈだけ下がった位置にある点Ｇがビデオカメラ１２のレンズの地面上の位置であり、図１の平面図で見たビデオカメラ１２のレンズの位置である。図２の斜視グラフに於いて、駐車区画の両側縁を限る白線１８Ｌ，１８Ｒの間に中心線Ｃを想定し、該中心線Ｃに対する点Ｇの偏倚Ｄxを白線１８Ｌ，１８Ｒ間の距離Ｗに対比させることにより、ビデオカメラ１２（即ち、車輌後部中央）が白線１８Ｌ，１８Ｒ間の中心線Ｃに対してなす偏位Ｄxを求めることができる。

更に、点ＧとＰとを結ぶ直線の延長線が中心線Ｃと交わる点をＭとし、点ＧとＭとを結ぶ直線と中心線Ｃとが図２で見て点Ｍの周りになす角度をφとすれば、角度φは中心線Ｃが画像２２内にて傾斜する角度、即ち車輌が駐車区画に対しなす角度θの大小に応じてθより幾分異なるが、角度φは角度θの変化に追従して同傾向に変化するので、θの代わりにφを用いても、駐車区画の両側縁に対するビデオカメラの偏向角の減小に伴って操舵装置の操舵ギア比を増大させる制御を行うことができる。

更に、図２の斜視グラフにて、ビデオカメラの地上高さＨと上記の角度φにより判断される画像２２の駐車区画に対する斜視度に基づいて、ビデオカメラの地上位置Ｇと後輪止め２０との間の中心線Ｃに沿う方向の隔たりを駐車区画の幅Ｗに対比させることにより、後輪止め２０に対するビデオカメラの縦方向偏位Ｄyを算出することができる。

図３は、上記の如きビデオカメラ１２による駐車区画の視認映像２２に基づく立体グラフィック映像処理により駐車区画の両側縁間の中心線に対する車輌後部中央（ビデオカメラ）の横方向偏位Ｄx、駐車区画の両側縁に対するビデオカメラの偏向角θ、後輪止めに対するビデオカメラの縦方向偏位Ｄyを算出する演算手段の構成を、マイクロコンピュータにより構成された電子制御装置（ＥＣＵ）１６により行われる機能的構成として示す図である。ビデオカメラ１２からの映像情報に基づいて上記のＤx、θ、Ｄyを算出する立体グラフィック映像処理手段２４は、電子制御装置１６を構成するマイクロコンピュータの機能の一部として構成されている。

電子制御装置１６には、図には示されていない操舵角センサより送られてくる操舵角を示す信号に基づいて操舵ギヤ比を可変に制御する操舵ギヤ比可変制御装置２６が、同じくマイクロコンピュータの機能の一部として設けられている。操舵ギヤ比可変制御装置２６は、本発明とは関係なく任意の車輌運転制御に従って操舵角センサより送られてくる操舵角信号より操舵ギヤ比を可変に制御するものであり、本発明による操舵ギヤ比の制御は、かかる操舵ギヤ比可変制御装置２６による操舵ギヤ比の可変制御とは別途にまたはこれに加えて行われるものである。図３に示す例では、本発明による操舵ギヤ比の制御は、操舵ギヤ比可変制御装置２６による操舵ギヤ比の可変制御に加えて行われるようになっている。

立体グラフィック映像処理装置２４にて得られた駐車区画の両側縁間の中心線に対する車輌後部中央（ビデオカメラ）の横方向偏位Ｄxを示す信号は、これに基づいて操舵ギヤ比を修正する関数値Ｇx(Ｄx)を算出するＧx(Ｄx)演算装置２８へ供給され、その演算結果による修正値は乗算係数値として算出され、操舵ギヤ比可変制御装置２６により制御された操舵輪操舵角に乗算装置３０にて掛け合わされる。関数値Ｇx(Ｄx)はＤxの減小に応じて増大する特性のものであり、図４の（Ａ）のマップに例示されている如きものであってよい。これによって駐車区画の両側縁間の中心線に対し車輌後部中央（ビデオカメラ）が所定の値以下に近づくにつれて操舵ギヤ比（ハンドル操舵角／操舵舵角）が増大し、ハンドルの操舵角に対する舵輪の操舵角は相対的に小さくなり、操舵の微調整度が向上する。

立体グラフィック映像処理装置２４にて得られた駐車区画の両側縁に対するビデオカメラの偏向角θ（φにて代替）を示す信号は、これに基づいて操舵ギヤ比を修正する関数値Ｇa(θ)を算出するＧa(θ)演算装置３２へ供給され、その演算結果による修正値は乗算係数値として算出され、操舵ギヤ比可変制御装置２６により制御され且つ上記の関数値Ｇx(Ｄx)により修正された操舵輪操舵角に乗算装置３４にて掛け合わされる。関数値Ｇa(θ)はθの減小に応じて増大する特性のものであり、図４の（Ｂ）のマップに例示されている如きものであってよい。尚、θをφにて代替することによるその間の偏差はマップ（Ｂ）にて補償されてよい。これによって駐車区画の両側縁間の中心線に対し車輌の偏向角が所定の値以下に近づくにつれて操舵ギヤ比が増大し、ハンドルの操舵角に対する操舵輪の操舵角は相対的に小さくなり、操舵の微調整度が向上する。

立体グラフィック映像処理装置２４にて得られた駐車区画の後輪止めに対するビデオカメラの縦方向偏位Ｄyを示す信号は、これに基づいて操舵ギヤ比を修正する関数値Ｇy(Ｄy)を算出するＧy(Ｄy)演算装置３６へ供給され、その演算結果による修正値は乗算係数値として算出され、操舵ギヤ比可変制御装置２６により制御され且つ上記の関数値Ｇx(Ｄx)およびＧa(θ)により修正された操舵輪操舵角に乗算装置３８にて掛け合わされる。関数値Ｇy(Ｄy)はＤyの減小に応じて増大する特性のものであり、図４の（Ｃ）のマップに例示されている如きものであってよい。これによって駐車区画の後輪止めに対しビデオカメラが取り付けられている車輌後端が所定の値以下に近づくにつれて操舵ギヤ比が増大し、ハンドルの操舵角に対する操舵輪の操舵角は相対的に小さくなり、操舵の微調整度が向上する。

図３に示す実施例に於いては、上記の修正を経た操舵輪操舵角は、更に操舵角の変化速度（操舵角速度）ωに基づいて操舵ギヤ比を修正する関数値Ｇr(ω)を算出するＧｒ(ω)演算装置４０へ供給され、その演算結果による修正値は乗算係数値として算出され、操舵ギヤ比可変制御装置２６により制御され且つ上記の関数値Ｇx(Ｄx)、Ｇa(θ)、Ｇy(Ｄy)により修正された操舵輪操舵角に乗算装置４２にて掛け合わされる。関数値Ｇr(ω)はωの増大に応じて低減する特性のものであり、図４の（Ｄ）のマップに例示されている如きものであってよい。これによって操舵速度が所定の値を越えて増大するにつれて操舵ギヤ比が減小し、ハンドルの操舵角に対する操舵輪の操舵角は相対的に大きくなり、操舵装置の減速比が下がってハンドル操作に対する抵抗力はより大きくなるが、急な操舵操作に対する操舵輪の操舵追従性が向上する。

以上に於いては本発明のいくつかの制御局面を総合した一つの実施の形態について本発明を詳細に説明したが、かかる実施の形態について本発明の範囲内にて種々の変更が可能であることは当業者にとって明らかであろう。

本発明による車輌が後進により駐車区画内へ操入される際に、車輌の後端に設けられたビデオカメラにより車輌の後方に拡がる駐車区画の両側縁と後輪止めを視認する要領の一例を示す平面図。 ビデオカメラの視認映像に基づく立体グラフィック映像処理により駐車区画の両側縁間の中心線に対する車輌後部中央（ビデオカメラ）の横方向偏位、駐車区画の両側縁に対するビデオカメラの偏向角、駐車区画の後輪止めに対するビデオカメラの縦方向偏位を算出する要領の一例を示す斜視グラフ。 駐車区画の両側縁間の中心線に対する車輌後部中央（ビデオカメラ）の横方向偏位、駐車区画の両側縁に対するビデオカメラの偏向角、後輪止めに対するビデオカメラの縦方向偏位を算出する演算手段をマイクロコンピュータにより構成された電子制御装置（ＥＣＵ）により行われる機能として示す図。 Ａ，Ｂ，Ｃ．Ｄはそれぞれ図３の関数Ｇx(Ｄx)、Ｇa(θ)、Ｇy(Ｄy)、Ｇｒ(ω)の例を示すマップ。

符号の説明

１０…普通乗用車、１２…ビデオカメラ、１４…車内インフラ、１６…電子制御装置（ＥＣＵ）、１８Ｌ，１８Ｒ…駐車区画の両側縁を限る白線、２０…後輪止め、２２…画像、２４…立体グラフィック映像処理手段、２６…操舵ギヤ比制可変制御装置、２８…Ｇx(Ｄx)演算装置、３０…乗算装置、３２…Ｇa(θ)演算装置、３４…乗算装置、３６…Ｇy(Ｄy)演算装置、３８…乗算装置、４０…Ｇｒ(ω)演算装置、４２…乗算装置

Claims (4)

1. 車輌の後部に設けられ該車輌の後方に拡がる駐車区画の両側縁を視認するビデオカメラと、該ビデオカメラの視認映像に基づく立体グラフィック映像処理により前記両側縁間の中心線に対する車輌後部中央の横方向偏位を算出する演算手段と、操舵ギア比可変の操舵装置とを有し、前記操舵装置の操舵ギア比は前記横方向偏位の減小に伴って増大されるようになっていることを特徴とする車輌。
2. 前記演算手段は前記ビデオカメラの視認映像に基づく立体グラフィック映像処理により更に前記両側縁に対する前記ビデオカメラの偏向角を算出し、前記操舵装置の操舵ギア比は更に前記偏向角の減小に伴って増大されるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の車輌。
3. 前記ビデオカメラは更に前記駐車区画の後輪止めを視認し、前記演算手段は前記ビデオカメラの視認映像に基づく立体グラフィック映像処理により更に前記後輪止めに対する前記ビデオカメラの縦方向偏位を算出し、前記操舵装置の操舵ギア比は更に前記縦方向偏位の減小に伴って増大されるようになっていることを特徴とする請求項１または２に記載の車輌。
4. 前記操舵装置の操舵ギア比は更に操舵角速度の増大に伴って低減されるようになっていることを特徴とする請求項１、２または３に記載の車輌。
   

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