JP2008174000A - 駐車支援装置、駐車支援装置部品、駐車支援方法及び駐車支援プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】車両を精度よく理想駐車位置に駐車させることができる駐車支援装置を提供する。
【解決手段】理想駐車位置から駐車開始基準位置まで予め車両を走行させ、駐車開始基準位置で駐車スペースに設置されたマークＭを車両搭載のカメラ１で撮影し、画像処理手段５によりマークＭに対する駐車開始基準位置の相対位置関係を特定し、経路特定手段７により理想駐車位置から駐車開始基準位置までの走行経路を特定し、制御手段６が理想駐車軌跡を算出して記憶手段８に記憶する。駐車開始時には、マークＭをカメラ１で撮影し、画像処理手段５によりマークＭに対する現在の車両の相対位置関係を特定し、制御手段６が記憶手段８に記憶されている理想駐車軌跡と現在の車両位置とのズレを算出すると共に理想駐車軌跡に接する誘導軌跡を算出し、案内装置９が算出された誘導軌跡と理想駐車軌跡に沿って車両を走行させるための運転操作の案内情報を運転者に出力する。
【選択図】図１

Description

この発明は、駐車支援装置に係り、特に車両と駐車位置との相対位置関係を認識して駐車支援を行う駐車支援装置に関する。
また、この発明は、カメラに接続することでこのような駐車支援装置を実現する駐車支援装置部品、このような駐車支援を行う駐車支援方法及びコンピュータに実行させる駐車支援プログラムにも関している。

従来、例えば特許文献１に開示されているように、車両後方をＣＣＤカメラで撮像し、得られた画像から後方の駐車区域を認識し、車両の現在停止位置から駐車区域までの目標駐車経路を算出し、この目標駐車経路に沿った一定の操舵角を運転者に指示する駐車補助装置が開発されている。運転者が操舵角を指示された値に一定に保持した状態で車両を後退させ、操舵角を変更すべき地点で車両が一旦停止すると、そこから駐車区域までの目標駐車経路が新たに算出され、この新たな目標駐車経路に沿った一定の操舵角が再び運転者に指示される。運転者は操舵角を新たに指示された値に一定に保持した状態で車両を後退さることにより、目標となる駐車区域へ車両を進入させることができる。

特開２００２−１７２９８８号公報

しかしながら、特許文献１の装置では、ＣＣＤカメラで撮像された画像から駐車区域を認識して目標駐車経路を算出するため、個々の駐車区域に傾斜や段差等がある場合や、駐車区域の入口や駐車区域前のスペースが狭い場合、駐車区域内の偏った位置に駐車したい場合等には、理想とする駐車位置への駐車を行うことが難しいという問題があった。

この発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、車両を精度よく理想駐車位置に駐車させることができる駐車支援装置を提供することを目的とする。
また、この発明は、カメラに接続することでこのような駐車支援装置を実現する駐車支援装置部品、このような駐車支援を行う駐車支援方法及びコンピュータに実行させる駐車支援プログラムを提供することも目的としている。

この発明に係る駐車支援装置は、車両に搭載され、駐車スペースに対して所定の位置関係を有する所定の場所に固設され且つ少なくとも一つの特徴点を有する固定目標を撮影するためのカメラと、カメラにより撮影された固定目標の画像に基づいて固定目標に対する車両の相対位置関係を特定する画像処理手段と、車両の走行経路を特定する経路特定手段と、車両が理想駐車位置にあることを入力するための理想駐車位置入力手段と、車両が駐車開始基準位置にあることを入力するための駐車開始基準位置入力手段と、記憶手段と、駐車開始基準位置と理想駐車位置との間で予め車両を走行させたときの画像処理手段及び経路特定手段により特定された駐車開始基準位置と理想駐車位置との間の理想駐車軌跡を記憶する記憶手段に記憶させる制御手段とを備えており、制御手段が、駐車開始時に画像処理手段により特定された固定目標に対する現在の車両の相対位置関係と記憶手段に記憶されている理想駐車軌跡とのズレを算出し、算出されたズレに基づいて車両を理想駐車位置へ誘導するための駐車軌跡を算出するものである。

なお、画像処理手段は、カメラにより撮影された固定目標の画像に基づいて固定目標の特徴点を抽出すると共に固定目標の画像上における特徴点の２次元座標を認識する認識手段と、認識手段により認識された２組以上の２次元座標に基づいて固定目標を基準とした３次元座標、チルト角、パン角及びスイング角のうち少なくともいずれかのパラメータからなるカメラの位置パラメータを算出する位置パラメータ算出手段と、位置パラメータ算出手段で算出されたカメラの位置パラメータに基づいて車両と固定目標との相対位置関係を特定する相対位置特定手段とを含むように構成することができる。
また、経路特定手段は、車両の操舵角、ヨーレート及び移動距離に係る検知信号を得るセンサにより得られた検知信号に基づいて車両の走行経路を特定することができる。あるいは、経路特定手段は、カメラより撮影された固定目標の画像に基づいて車両の走行経路を特定してもよい。

制御手段が、予め車両を走行させたときの駐車開始基準位置と理想駐車位置との間の理想駐車軌跡を記憶手段に記憶させ、駐車開始時に算出された理想駐車軌跡とのズレに基づいて車両を理想駐車軌跡へ誘導するための誘導軌跡を算出するように構成してもよい。
制御手段により算出された駐車軌跡に沿って走行するための運転操作の案内情報を車両の運転者に出力する案内装置、または、制御手段により算出された駐車軌跡に沿って走行するために車両を自動的に操舵する自動操舵装置、または、制御手段により算出された駐車軌跡に沿って走行するために車両を自動的に走行させる自動走行装置をさらに備えることが好ましい。

この発明に係る駐車支援装置部品は、車両に搭載され、駐車スペースに対して所定の位置関係を有する所定の場所に固設され且つ少なくとも一つの特徴点を有する固定目標を撮影するためのカメラに接続される入力部と、入力部を介して入力されたカメラによる固定目標の画像に基づいて固定目標に対する車両の相対位置関係を特定する画像処理手段と、車両の走行経路を特定する経路特定手段と、記憶手段と、駐車開始基準位置と理想駐車位置との間で予め車両を走行させたときの画像処理手段及び経路特定手段により特定された駐車開始基準位置と理想駐車位置との間の理想駐車軌跡を記憶する記憶手段に記憶させる制御手段とを備えており、制御手段が、駐車開始時に画像処理手段により特定された固定目標に対する現在の車両の相対位置関係と記憶手段に記憶されている理想駐車軌跡とのズレを算出し、算出されたズレに基づいて車両を理想駐車位置へ誘導するための駐車軌跡を算出するものである。

この発明に係る駐車支援方法は、駐車開始基準位置と理想駐車位置との間で予め車両を走行させ、駐車スペースに対して所定の位置関係を有する所定の場所に固設され且つ少なくとも一つの特徴点を有する固定目標を車両に搭載されたカメラで撮影することにより駐車開始基準位置と理想駐車位置との間の理想駐車軌跡を特定して記憶し、駐車開始時に固定目標をカメラで撮影し、撮影された固定目標の画像に基づいて固定目標に対する現在の車両の相対位置関係を特定し、記憶されている理想駐車軌跡と現在の車両の相対位置関係とのズレを算出し、算出されたズレに基づいて車両を理想駐車位置へ誘導するための駐車軌跡を算出する方法である。

この発明に係る駐車支援プログラムは、駐車開始基準位置と理想駐車位置との間で予め車両を走行させるステップと、駐車スペースに対して所定の位置関係を有する所定の場所に固設され且つ少なくとも一つの特徴点を有する固定目標を車両に搭載されたカメラで撮影することにより駐車開始基準位置と理想駐車位置との間の理想駐車軌跡を特定して記憶するステップと、駐車開始時に固定目標を前記カメラで撮影するステップと、撮影された固定目標の画像に基づいて固定目標に対する現在の車両の相対位置関係を特定するステップと、記憶されている理想駐車軌跡と現在の車両の相対位置関係とのズレを算出するステップと、算出されたズレに基づいて車両を理想駐車位置へ誘導するための駐車軌跡を算出するステップとを実行させるものである。

この発明によれば、車両を精度よく理想駐車位置に駐車させることが可能となる。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１
この発明の実施の形態１に係る駐車支援装置の構成を図１に示す。駐車スペースの床面等に設置されたマークＭ（固定目標）を撮影するためのカメラ１が車両に搭載されており、カメラ１は駐車支援装置部品Ｐの入力部Ｋに接続されている。入力部Ｋには、カメラ１によりマークＭを撮影した画像からマークＭの特徴点を抽出して画像上における特徴点の２次元座標を認識する認識手段２が接続されている。この認識手段２に、マークＭを基準としたカメラ１の位置パラメータを算出する位置パラメータ算出手段３が接続され、位置パラメータ算出手段３には、車両とマークＭとの相対位置関係を特定する相対位置特定手段４が接続されている。これら認識手段２と位置パラメータ算出手段３と相対位置特定手段４とによりこの発明の画像処理手段５が構成されている。

さらに、相対位置特定手段４に、制御手段６が接続され、制御手段６に経路特定手段７と記憶手段８が接続され、これら入力部Ｋ、画像処理手段５、制御手段６、経路特定手段７及び記憶手段８によって駐車支援装置部品Ｐが構成されている。そして、制御手段６に、運転操作の案内情報を車両の運転者に出力する案内装置９が接続されている。
また、車両の運転席に配設された駐車モードスイッチ１０、駐車開始基準位置入力手段１１及び理想駐車位置入力手段１２が制御手段６に接続されると共に、経路特定手段７に操舵角センサ１３、ヨーレートセンサ１４及び車速センサ１５がそれぞれ接続されている。

図２に示されるように、カメラ１は、車両１６に対して所定の位置関係を有する所定の場所、例えば車両１６のドアミラー１７に内蔵されており、車両１６が駐車スペースＳの近傍の地点Ｅに位置するときに、駐車スペースＳの床面に設置されたマークＭを視野内に含むように設置されている。車両１６に対するカメラ１の所定の位置関係は予め把握されているものとする。
また、マークＭは、駐車スペースＳに対して所定の位置関係を有する所定の場所に固設されており、駐車スペースＳに対するマークＭの所定の位置関係は予め把握されているものとする。このマークＭとしては、例えば図３に示されるように、４つの直角２等辺三角形を互いに当接させた正方形状の外形を有する図形を用いることができる。互いに隣接する直角２等辺三角形が異なる色で塗り分けられており、このマークＭは、複数の辺の交点からなる５つの特徴点Ｃ１〜Ｃ５を有している。

この駐車支援装置は、車両を走行させて理想的な駐車軌跡を記憶させる学習モードと実際に駐車を行う駐車モードの２つの運転モードを有している。
まず、図４のフローチャートを参照して学習モードについて説明する。
ステップＳ１として、図５に示されるように、車両１６を理想駐車位置Ａに手動で駐車させる。この理想駐車位置Ａは、駐車スペースＳ内の偏った位置等、駐車スペースＳや運転者にとって好都合の位置に決めればよい。そして、ステップＳ２で、運転者が運転席に配設された理想駐車位置入力手段１２を操作することにより、車両１６が理想駐車位置Ａにあることを入力する。
次に、ステップＳ３で、車両１６の走行を開始し、通常の駐車動作とは逆に車両１６を駐車スペースＳの前の通路へと出す。例えば、図５において、理想駐車位置Ａから旋回前進して位置Ｂで一旦停止し、ハンドルを切り返して旋回後退し、カメラ１の視野内に駐車スペースＳのマークＭが入る位置Ｃで車両１６を停止させる。この位置Ｃを駐車開始基準位置とする。

ステップＳ３で走行を開始した後、ステップＳ４で車両１６が駐車開始基準位置Ｃに達したと判定されるまで、ステップＳ５における操舵角センサ１３からの操舵角信号の取り込み、ステップＳ６におけるヨーレートセンサ１４からのヨーレート信号の取り込み、ステップＳ７における車速センサ１５からの車速パルス信号の取り込みが繰り返し行われる。
そして、ステップＳ４で車両１６が駐車開始基準位置Ｃに達したと判定されると、ステップＳ８に進んで車両１６の走行を終了し、ステップＳ９で、運転者が運転席に配設された駐車開始基準位置入力手段１１を操作することにより、車両１６が駐車開始基準位置Ｃにあることを入力する。

理想駐車位置Ａと駐車開始基準位置Ｃの双方が入力されると（ステップＳ２及びＳ９）、ステップＳ１０で、制御手段６は、カメラ１によりマークＭを撮影する。カメラ１により撮影された画像は入力部Ｋを介して認識手段２に入力され、続くステップＳ１１で、認識手段２は、カメラ１により撮影されたマークＭの画像からマークＭの５つの特徴点Ｃ１〜Ｃ５を抽出し、画像上におけるこれら特徴点Ｃ１〜Ｃ５の２次元座標をそれぞれ認識し取得する。
次に、ステップＳ１２で、認識手段２により認識された特徴点Ｃ１〜Ｃ５のそれぞれの２次元座標に基づき、位置パラメータ算出手段３は、マークＭを基準としたカメラ１の３次元座標（ｘ，ｙ，ｚ）、チルト角（伏せ角）、パン角（方向角）、スイング角（回転角）の６個のパラメータからなる位置パラメータを算出する。

ここで、位置パラメータ算出手段３による位置パラメータの算出方法を説明する。
まず、車両１６のリヤアクスル中心から路面に対して垂直に下ろした地面上の点を原点とし、水平方向にｘ軸及びｙ軸、鉛直方向にｚ軸を設定した路面座標系を想定すると共に、カメラ１により撮影された画像上にＸ軸とＹ軸を設定した画像座標系を想定する。
画像座標系におけるマークＭの特徴点Ｃ１〜Ｃ５の座標値Ｘｍ及びＹｍ（ｍ＝１〜５）は、路面座標系におけるマークＭの特徴点Ｃ１〜Ｃ５の６個の位置パラメータすなわち座標値ｘｍ、ｙｍ及びｚｍと上述したチルト角、パン角、スイング角の角度パラメータＫｎ（ｎ＝１〜３）から、関数Ｆ及びＧを用いて、
Ｘｍ＝Ｆ（ｘｍ，ｙｍ，ｚｍ，Ｋｎ）＋ＤＸｍ
Ｙｍ＝Ｇ（ｘｍ，ｙｍ，ｚｍ，Ｋｎ）＋ＤＹｍ
で表される。ここで、ＤＸｍ及びＤＹｍは関数Ｆ及びＧを用いて算出された特徴点Ｃ１〜Ｃ５のＸ座標及びＹ座標と画像処理手段２で認識された特徴点Ｃ１〜Ｃ５の座標値Ｘｍ及びＹｍとの偏差である。

つまり５個の特徴点Ｃ１〜Ｃ５のＸ座標及びＹ座標をそれぞれ表すことにより、６個の位置パラメータ（ｘｍ，ｙｍ，ｚｍ，Ｋｎ）に対して計１０個の関係式が作成される。
そこで、偏差ＤＸｍ及びＤＹｍの二乗和
Ｓ＝Σ（ＤＸｍ^２＋ＤＹｍ^２）
を最小とするような位置パラメータ（ｘｍ，ｙｍ，ｚｍ，Ｋｎ）を求める。すなわちＳを最小化する最適化問題を解く。公知の最適化法たとえばシンプレックス法や、最急降下法、ニュートン法、準ニュートン法などを用いることができる。

なお、算出しようとする位置パラメータ（ｘｍ，ｙｍ，ｚｍ，Ｋｎ）の個数「６」より多い関係式を作成して位置パラメータを決定しているので、精度よく位置パラメータ（ｘｍ，ｙｍ，ｚｍ，Ｋｎ）を得ることができる。
この実施の形態１では、６個の位置パラメータ（ｘｍ，ｙｍ，ｚｍ，Ｋｎ）に対して５個の特徴点Ｃ１〜Ｃ５により１０個の関係式を作成したが、関係式の数は算出しようとする位置パラメータ（ｘｍ，ｙｍ，ｚｍ，Ｋｎ）の個数より多ければよく、最低３個の特徴点により６個の関係式を作成すれば、６個の位置パラメータ（ｘｍ，ｙｍ，ｚｍ，Ｋｎ）を算出することができる。

このようにして算出されたカメラ１の位置パラメータを用いて、ステップＳ１３で、相対位置特定手段４は、マークＭに対する駐車開始基準位置Ｃの相対位置関係を特定する。
次に、経路特定手段７は、ステップＳ５〜７で取り込まれた操舵角信号、ヨーレート信号及び車速パルス信号に基づき、理想駐車位置Ａから駐車開始基準位置Ｃまでの走行経路を特定する。そして、ステップＳ１４で、制御手段６は、経路特定手段７により特定された走行経路に基づいて、理想駐車位置Ａに対する駐車開始基準位置Ｃの相対位置関係を特定する。

ステップＳ１３で特定された駐車開始基準位置ＣとマークＭとの相対位置関係とステップＳ１４で特定された駐車開始基準位置Ｃと理想駐車位置Ａとの相対位置関係から、マークＭに対する理想駐車位置Ａの相対位置関係も特定することができる。
さらに、ステップＳ１５で、制御手段６は、ステップＳ１４で特定された駐車開始基準位置Ｃと理想駐車位置Ａとの相対位置関係に基づき、駐車開始基準位置Ｃにある車両１６を理想駐車位置Ａへ誘導するための理想駐車軌跡Ｌを算出し、続くステップＳ１６でこの理想駐車軌跡Ｌを記憶手段８に記憶させる。

このように、理想駐車位置Ａと駐車開始基準位置Ｃとの相対位置関係に基づいて理想駐車軌跡Ｌを算出するため、ステップＳ３〜Ｓ８における車両１６の走行は、理想駐車位置Ａと駐車開始基準位置Ｃとが決まればよく、途中経路は理想駐車軌跡Ｌの算出に影響を与えない。したがって、前進、後退、ハンドルの切り返し等を繰り返して理想駐車位置Ａから駐車開始基準位置Ｃまで走行してもよく、運転操作に熟練していない運転者であっても、理想駐車軌跡Ｌを得ることができる。

次に、図６のフローチャートを参照して実際に駐車を行う駐車モードについて説明する。
ステップＳ２１で、図７に示されるように、車両１６を適当に走行させてカメラ１の視野内に駐車スペースＳのマークＭが入る位置Ｄに車両１６を停止させ、ステップＳ２２で、運転者は運転席に配設された駐車モードスイッチ１０を投入する。
駐車モードスイッチ１０が投入されると、ステップＳ２３で、制御手段６は、カメラ１によりマークＭを撮影する。そして、ステップＳ２４で、認識手段２は、カメラ１により撮影されたマークＭの画像からマークＭの５つの特徴点Ｃ１〜Ｃ５を抽出すると共に画像上におけるこれら特徴点Ｃ１〜Ｃ５の２次元座標をそれぞれ認識取得し、続くステップＳ２５で、位置パラメータ算出手段３は、認識手段２により認識された特徴点Ｃ１〜Ｃ５のそれぞれの２次元座標に基づき、マークＭを基準としたカメラ１の路面上における３次元座標（ｘ，ｙ，ｚ）、チルト角（伏せ角）、パン角（方向角）、スイング角（回転角）の６個のパラメータからなる位置パラメータを算出する。

このようにして算出されたカメラ１の位置パラメータを用いて、ステップＳ２６で、相対位置特定手段４は、位置Ｄにある車両１６のマークＭに対する相対位置関係を特定する。
次に、制御手段６は、記憶手段８に記憶されている理想駐車軌跡Ｌを読み出し、ステップＳ２７で、車両１６の現在位置である位置Ｄの理想駐車軌跡Ｌからのズレを算出し、続くステップＳ２８で、この理想駐車軌跡Ｌとのズレに基づいて位置Ｄにある車両１６を理想駐車軌跡Ｌへ誘導するための誘導軌跡Ｌｄを算出する。図７に示されるように、この誘導軌跡Ｌｄは、理想駐車軌跡Ｌに接する軌跡であり、運転可能な円弧等の曲線、直線、あるいは曲線と直線等を適宜組み合わせた軌跡から形成することができる。

最後に、ステップＳ２９で、制御手段６は、案内装置９を介し、誘導軌跡Ｌｄに沿って車両１６を走行させるための運転操作の案内情報を車両１６の運転者に出力する。そして、制御手段６は、操舵角センサ１３、ヨーレートセンサ１４及び車速センサ１５からそれぞれ取り込んだ操舵角信号、ヨーレート信号及び車速パルス信号に基づき、車両１６が誘導軌跡Ｌｄと理想駐車軌跡Ｌとの接点Ｑに到達したと判定した後は、案内装置９を介し、理想駐車軌跡Ｌに沿って車両１６を走行させるための運転操作の案内情報を運転者に出力する。これにより、運転者は、案内情報に従って運転操作を行うだけで、車両１６を誘導軌跡Ｌｄ及び理想駐車軌跡Ｌに沿って走行させて駐車スペースＳ内の理想駐車位置Ａに駐車させることが可能となる。

なお、案内装置９としては、音声、警告音等、運転者の聴覚を通して案内情報を伝達するスピーカやブザーを用いることができる。この他、画像、発光等、視覚を通して案内情報を伝達するディスプレイやランプを案内装置９として用いてもよい。さらに、振動等、触覚を通して案内情報を伝達するバイブレーター等を案内装置９として用いることもできる。

なお、画像処理手段５、制御手段６、経路特定手段７及び記憶手段８はコンピュータから構成することができ、図４のステップＳ１〜Ｓ１６の動作及び図６のステップＳ２１〜Ｓ２９の動作を駐車支援プログラムとして記録媒体等に記録することにより、各ステップをコンピュータに実行させることが可能となる。
また、入力部Ｋ、画像処理手段５、制御手段６、経路特定手段７及び記憶手段８により構成される駐車支援装置部品Ｐは、例えば基板モジュール、チップ等の形にまとめて形成することができ、この駐車支援装置部品Ｐの入力部Ｋに車載のカメラ１を接続し、制御手段６に運転席に配設された駐車モードスイッチ１０、駐車開始基準位置入力手段１１及び理想駐車位置入力手段１２を接続し、経路特定手段７に操舵角センサ５、ヨーレートセンサ６及び車速センサ７を接続することにより駐車支援装置が実現される。さらに、駐車支援装置部品Ｐの制御手段６に案内装置９を接続すれば、上述したような運転操作の案内情報を車両１６の運転者に出力することができる。

なお、駐車モードにおいて、ステップＳ２２で、運転者が駐車モードスイッチ１０を投入することにより、以降のステップＳ２３〜Ｓ２９の動作を行ったが、カメラ１の視野内にマークＭが入ったことを認識手段２が自動認識してステップＳ２３〜Ｓ２９の動作を行わせることもできる。
また、学習モードにおいて、ステップＳ１４で、経路特定手段７により特定された走行経路に基づき、制御手段６が理想駐車位置Ａに対する駐車開始基準位置Ｃの相対位置関係を特定したが、理想駐車位置Ａから駐車開始基準位置Ｃまでの移動の間、カメラ１により連続的にマークＭを撮影することができれば、マークＭの画像に基づいて画像処理手段５が理想駐車位置Ａから駐車開始基準位置Ｃまでの走行経路を特定することもできる。ただし、理想駐車位置Ａから駐車開始基準位置Ｃまでの移動の間、カメラ１の位置及び向きが刻々変わるために、カメラ１により連続的に一つのマークＭを撮影することができない場合には、駐車スペースＳの側方に少なくとも一つのマークＭ’を追加し、理想駐車位置Ａから駐車開始基準位置Ｃまでの移動の間、カメラ１により連続的にマークＭ及び追加のマークＭ’の少なくともいずれかを撮影するようにすれば、画像処理手段５により走行経路を特定することができる。

この実施の形態１では、学習モードで算出された理想駐車軌跡Ｌを利用し、車両１６の現在位置Ｄから理想駐車軌跡Ｌに接する誘導軌跡Ｌｄを算出するため、駐車モードにおける軌跡計算の負担が軽減されている。

実施の形態２
実施の形態１では、理想駐車位置Ａと駐車開始基準位置Ｃとの相対位置関係に基づいて理想駐車軌跡Ｌを算出したが、操舵角信号、ヨーレート信号及び車速パルス信号に基づいて経路特定手段７が特定した理想駐車位置Ａから駐車開始基準位置Ｃまでの走行経路をそのまま理想駐車軌跡Ｌとして記憶し、駐車モードで、この理想駐車軌跡Ｌに沿うように運転操作の案内情報を出力してもよい。
このようにすれば、駐車スペースＳに固有の障害物が存在する場合等には、その障害物を避けるように理想駐車位置Ａから駐車開始基準位置Ｃまで走行した軌跡がそのまま理想駐車軌跡Ｌとして記憶される。このため、理想駐車位置Ａと駐車開始基準位置Ｃとの相対位置関係だけでは適切な駐車を行うことができない場合でも、理想駐車軌跡Ｌを得て、運転操作の案内情報を出力することができる。

実施の形態３
実施の形態１では、学習モードにおいて、ステップＳ１５で理想駐車位置Ａと駐車開始基準位置Ｃとの間の理想駐車軌跡Ｌを算出し、ステップＳ１６で理想駐車軌跡Ｌを記憶手段８に記憶したが、その代わりに、図８に示されるように、ステップＳ１７でマークＭに対する理想駐車位置Ａの相対位置関係を記憶手段８に記憶してもよい。
この場合、駐車モードにおいては、図９に示されるように、ステップＳ２６で現在位置Ｄの車両１６のマークＭに対する相対位置関係を特定した後、ステップＳ３０で、制御手段６が記憶手段８に記憶されているマークＭに対する理想駐車位置Ａの相対位置関係を読み出し、ステップＳ３１で、現在位置Ｄにある車両１６を理想駐車位置Ａへ誘導するための駐車軌跡を算出する。このように算出された駐車軌跡に沿って車両１６を走行させるための運転操作の案内情報が、続くステップＳ２９で案内装置９から運転者に出力される。

実施の形態４
実施の形態１では、学習モードにおいて、理想駐車位置Ａから駐車開始基準位置Ｃまで通常の駐車動作とは逆方向に車両１６を走行させて理想駐車軌跡Ｌを得たが、これに限るものではなく、駐車開始基準位置Ｃから理想駐車位置Ａへ通常の駐車動作と同一方向に車両１６を走行させて理想駐車軌跡Ｌを得ることもできる。
図１０のフローチャートを参照して、この実施の形態４における学習モードを説明する。

まず、ステップＳ４１で、車両１６を走行して駐車開始基準位置Ｃに停止させ、続くステップＳ４２で、駐車開始基準位置入力手段１１を操作することにより、車両１６が駐車開始基準位置Ｃにあることを入力する。駐車開始基準位置Ｃが入力されると、ステップＳ４３で、制御手段６は、カメラ１によりマークＭを撮影し、ステップＳ４４で、認識手段２がマークＭの５つの特徴点Ｃ１〜Ｃ５を抽出すると共に画像上におけるこれら特徴点Ｃ１〜Ｃ５の２次元座標をそれぞれ認識取得し、ステップＳ４５で、位置パラメータ算出手段３がカメラ１の位置パラメータを算出し、ステップＳ４６で、相対位置特定手段４がマークＭに対する駐車開始基準位置Ｃの相対位置関係を特定する。

次に、ステップＳ４７で、車両１６の走行を開始し、車両１６を駐車スペースＳ内の理想駐車位置Ａに駐車させる。ステップＳ４８で車両１６が理想駐車位置Ａに達したと判定されるまで、ステップＳ４９における操舵角センサ１３からの操舵角信号の取り込み、ステップＳ５０におけるヨーレートセンサ１４からのヨーレート信号の取り込み、ステップＳ５１における車速センサ１５からの車速パルス信号の取り込みが繰り返し行われる。
そして、ステップＳ４８で車両１６が理想駐車位置Ａに達したと判定されると、ステップＳ５２に進んで車両１６の走行を終了し、ステップＳ５３で、理想駐車位置入力手段１１を操作することにより、車両１６が理想駐車位置Ａにあることを入力する。

理想駐車位置Ａが入力されると、ステップＳ５４で、制御手段６は、経路特定手段７により特定された走行経路に基づいて、理想駐車位置Ａに対する駐車開始基準位置Ｃの相対位置関係を特定する。さらに、ステップＳ５５で、制御手段６は、駐車開始基準位置Ｃにある車両１６を理想駐車位置Ａへ誘導するための理想駐車軌跡Ｌを算出し、続くステップＳ５６でこの理想駐車軌跡Ｌを記憶手段８に記憶させる。

このようにすることにより、運転者が自由に駐車を行って、うまく理想駐車位置Ａに駐車することができた場合の駐車開始基準位置Ｃと理想駐車位置Ａから理想駐車軌跡Ｌを得ることができる。
実施の形態２及び３にこの実施の形態４を適用し、学習モードにおいて、駐車開始基準位置Ｃから理想駐車位置Ａへ車両１６を走行させてもよい。

実施の形態５
実施の形態１〜４では、カメラ１が車両１６の側部に位置するドアミラー１７に内蔵されていたが、車両１６の後部にカメラ１を設置して車両１６の後方を撮影するようにしてもよい。この場合も、駐車モードにおいて、カメラ１の視野内に駐車スペースＳのマークＭが入る位置Ｄに車両１６を停止させ、駐車モードスイッチ１０を投入すればよい。
さらに、車両１６の側部と後部の双方にそれぞれカメラを設置し、これら双方のカメラ１及び９でそれぞれ駐車スペースＳのマークＭを撮影することもできる。

また、上記の実施の形態１〜４では、駐車スペースＳに並列駐車させる場合を例にとって説明したが、同様にして、駐車スペースＳに縦列駐車させることもできる。運転席に並列モードと縦列モードのいずれかを選択するための選択スイッチを配設し、運転者が選択スイッチを操作するように構成してもよい。あるいは、並列駐車のための駐車スペースと、縦列駐車のための駐車スペースとで、異なるマークを設置し、画像処理手段５の認識手段２が並列駐車のためのマークか縦列駐車のためのマークかを識別して、並列駐車及び縦列駐車のいずれかを自動的に選択するように構成することもできる。

実施の形態６
駐車スペースＳのマークＭとして、上記の実施の形態１〜５に示したように、３個以上の特徴点を有するマークを用いれば、一つの地点でカメラ１によりマークを撮影することで、６個以上の関係式を作成し、カメラ１の６個の位置パラメータ（ｘｍ，ｙｍ，ｚｍ，Ｋｎ）を算出することができるが、１個または２個の特徴点しか有しないマークを用いることもできる。車両１６の位置を移動させて、カメラ１によりマークを繰り返し撮影することで、６個以上の関係式を作成すれば、６個の位置パラメータの算出が可能である。

また、それぞれの視野の少なくとも一部が重複する複数のカメラを車両１６に搭載し、これら複数のカメラで同時にマークを撮影することもできる。例えば、２台のカメラで２個の特徴点を有するマークをそれぞれ撮影すれば、１台のカメラで４個の特徴点を有するマークを撮影したのと同等の情報が得られる。また、３台のカメラで１個の特徴点を有するマークをそれぞれ撮影すれば、１台のカメラで３個の特徴点を有するマークを撮影したのと同等の情報が得られる。従って、６個の位置パラメータ（ｘｍ，ｙｍ，ｚｍ，Ｋｎ）を算出することが可能となる。
このように、特徴点の個数を減らすことで、マークを小型化することができる。

また、カメラ１の位置パラメータとして、マークＭを基準としたカメラ１の３次元座標（ｘ，ｙ，ｚ）と、チルト角（伏せ角）、パン角（方向角）及びスイング角（回転角）の３つの角度を含む６個のパラメータを算出したが、３次元座標、チルト角、パン角及びスイング角のうちいずれかのパラメータを既知の値としてもよい。
例えば、車両１６の姿勢変化すなわちカメラ１の取付方向の変化が無視できる場合は、チルト角及びスイング角を既知の値として扱うことが可能である。また、車両１６の車高変化すなわちカメラ１の取付高さの変化が無視できる場合は、３次元座標のパラメータのうちｚを既知の値として扱ってもよい。

実施の形態７
実施の形態７に係る駐車支援装置の構成を図１１に示す。この実施の形態７は、図１に示した実施の形態１の装置において、案内装置９の代わりに自動操舵装置１８を制御手段６に接続したものである。自動操舵装置１８は、運転者のブレーキ操作、アクセル操作による車両１６の移動に対応させてハンドルを自動的に操舵するように電気式パワーステアリング装置（ＥＰＳ）に制御信号を送出するものである。
この実施の形態７における駐車モードの作用を図１２のフローチャートに示す。ステップＳ２８で誘導軌跡Ｌｄが算出されると、続くステップＳ３２で自動操舵装置１８により誘導軌跡Ｌｄ及び理想駐車軌跡Ｌに沿って車両１６を走行させるための操舵が自動的に行われる。したがって、運転者は、車両１６の周辺の障害物等に注意を払いながらブレーキ操作及びアクセル操作を行うだけで理想駐車位置Ａへの駐車を行うことが可能となる。
なお、実施の形態２〜６に対しても同様にこの実施の形態７を適用して自動操舵を行わせることができる。

実施の形態８
実施の形態８に係る駐車支援装置の構成を図１３に示す。この実施の形態８は、図１に示した実施の形態１の装置において、案内装置９の代わりに自動走行装置１９を制御手段６に接続したものである。自動走行装置１９は、ハンドル操舵のための制御信号と併せてブレーキ制御信号、アクセル制御信号、シフト制御信号を出力して車両１６を自動走行させるものである。
この実施の形態８における駐車モードの作用を図１４のフローチャートに示す。ステップＳ２８で誘導軌跡Ｌｄが算出されると、続くステップＳ３３で自動走行装置１９により誘導軌跡Ｌｄ及び理想駐車軌跡Ｌに沿って車両１６が自動走行される。したがって、運転者は、駐車のための運転操作を何ら行うことなく、車両７の周辺の障害物等に注意を払うだけで、理想駐車位置Ａへの自動駐車を行うことが可能となる。
なお、実施の形態２〜６に対しても同様にこの実施の形態８を適用して自動駐車を行わせることができる。

その他の実施の形態
上記の各実施の形態において、車両１６に超音波センサ等の障害物センサを搭載し、周辺の障害物の存在を認識して警報を発したり、障害物を回避する操作を行えば、より安全な駐車支援となる。
駐車スペースに対して所定の位置関係を有する所定の場所にマークを設置する代わりに、輪留め、車庫の壁面の模様、駐車枠等、駐車スペースの周辺に元々存在するものを固定目標として用いることもできる。ただし、その存在を認知しやすいものであり、内部に含まれる特徴点を認識しやすいものが望まれる。
車高を検知するセンサを車両１６に具備させれば、乗員、燃料、積載物の増減、サスペンションの経年変化等によるカメラの設置高さの変動を補償することが可能となる。

この発明の実施の形態１に係る駐車支援装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態１におけるマーク撮影時の車両とマークとの関係を示す平面図である。 実施の形態１で用いられたマークを示す図である。 実施の形態１の学習モードを示すフローチャートである。 実施の形態１の学習モードにおける車両とマークとの関係を示す平面図である。 実施の形態１の駐車モードを示すフローチャートである。 実施の形態１の駐車モードにおける車両とマークとの関係を示す平面図である。 実施の形態３における学習モードを示すフローチャートである。 実施の形態３における駐車モードを示すフローチャートである。 実施の形態４における学習モードを示すフローチャートである。 実施の形態７に係る駐車支援装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態７における駐車モードを示すフローチャートである。 実施の形態８に係る駐車支援装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態８における駐車モードを示すフローチャートである。

符号の説明

１ カメラ、２ 認識手段、３ 位置パラメータ算出手段、４ 相対位置特定手段、５ 画像処理手段、６ 制御手段、７ 経路特定手段、８ 記憶手段、９ 案内装置、１０ 駐車モードスイッチ、１１ 駐車開始基準位置入力手段、１２ 理想駐車位置入力手段、１３ 操舵角センサ、１４ ヨーレートセンサ、１５ 車速センサ、１６ 車両、１７ ドアミラー、１８ 自動操舵装置、１９ 自動走行装置、Ｋ 入力部、Ｐ 駐車支援装置部品、Ｓ 駐車スペース、Ａ 理想駐車位置、Ｃ 駐車開始基準位置、Ｍ マーク、Ｃ１〜Ｃ５ 特徴点、Ｌ 理想駐車軌跡、Ｌｄ 誘導軌跡。

Claims (11)

1. 車両に搭載され、駐車スペースに対して所定の位置関係を有する所定の場所に固設され且つ少なくとも一つの特徴点を有する固定目標を撮影するためのカメラと、
   前記カメラにより撮影された前記固定目標の画像に基づいて前記固定目標に対する前記車両の相対位置関係を特定する画像処理手段と、
   前記車両の走行経路を特定する経路特定手段と、
   前記車両が理想駐車位置にあることを入力するための理想駐車位置入力手段と、
   前記車両が駐車開始基準位置にあることを入力するための駐車開始基準位置入力手段と、
   記憶手段と、
   前記駐車開始基準位置と前記理想駐車位置との間で予め前記車両を走行させたときの前記画像処理手段及び前記経路特定手段により特定された前記駐車開始基準位置と前記理想駐車位置との間の理想駐車軌跡を前記記憶手段に記憶させる制御手段と
   を備え、
   前記制御手段は、駐車開始時に前記画像処理手段により特定された前記固定目標に対する現在の前記車両の相対位置関係と前記記憶手段に記憶されている前記理想駐車軌跡とのズレを算出し、算出されたズレに基づいて前記車両を前記理想駐車位置へ誘導するための駐車軌跡を算出することを特徴とする駐車支援装置。
2. 前記画像処理手段は、
   前記カメラにより撮影された前記固定目標の画像に基づいて前記固定目標の前記特徴点を抽出すると共に前記固定目標の画像上における前記特徴点の２次元座標を認識する認識手段と、
   前記認識手段により認識された２組以上の前記２次元座標に基づいて前記固定目標を基準とした３次元座標、チルト角、パン角及びスイング角のうち少なくともいずれかのパラメータからなる前記カメラの位置パラメータを算出する位置パラメータ算出手段と、
   前記位置パラメータ算出手段で算出された前記カメラの位置パラメータに基づいて前記車両と前記固定目標との相対位置関係を特定する相対位置特定手段と
   を含む請求項１に記載の駐車支援装置。
3. 前記経路特定手段は、前記車両の操舵角、ヨーレート及び移動距離に係る検知信号を得るセンサにより得られた前記検知信号に基づいて前記車両の走行経路を特定する請求項１または２に記載の駐車支援装置。
4. 前記経路特定手段は、前記カメラより撮影された前記固定目標の画像に基づいて前記車両の走行経路を特定する請求項１または２に記載の駐車支援装置。
5. 前記制御手段は、駐車開始時に算出された前記理想駐車軌跡とのズレに基づいて前記車両を前記理想駐車軌跡へ誘導するための誘導軌跡を算出する
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の駐車支援装置。
6. 前記制御手段により算出された駐車軌跡に沿って走行するための運転操作の案内情報を前記車両の運転者に出力する案内装置をさらに備えた請求項１〜５のいずれか一項に記載の駐車支援装置。
7. 前記制御手段により算出された駐車軌跡に沿って走行するために前記車両を自動的に操舵する自動操舵装置をさらに備えた請求項１〜５のいずれか一項に記載の駐車支援装置。
8. 前記制御手段により算出された駐車軌跡に沿って走行するために前記車両を自動的に走行させる自動走行装置をさらに備えた請求項１〜５のいずれか一項に記載の駐車支援装置。
9. 車両に搭載され、駐車スペースに対して所定の位置関係を有する所定の場所に固設され且つ少なくとも一つの特徴点を有する固定目標を撮影するためのカメラに接続される入力部と、
   前記入力部を介して入力された前記カメラによる前記固定目標の画像に基づいて前記固定目標に対する前記車両の相対位置関係を特定する画像処理手段と、
   前記車両の走行経路を特定する経路特定手段と、
   記憶手段と、
   駐車開始基準位置と理想駐車位置との間で予め前記車両を走行させたときの前記画像処理手段及び前記経路特定手段により特定された前記駐車開始基準位置と前記理想駐車位置との間の理想駐車軌跡を記憶する記憶手段に記憶させる制御手段と
   を備え、
   前記制御手段は、駐車開始時に前記画像処理手段により特定された前記固定目標に対する現在の前記車両の相対位置関係と前記記憶手段に記憶されている前記理想駐車軌跡とのズレを算出し、算出されたズレに基づいて前記車両を前記理想駐車位置へ誘導するための駐車軌跡を算出することを特徴とする駐車支援装置部品。
10. 駐車開始基準位置と理想駐車位置との間で予め車両を走行させ、
    駐車スペースに対して所定の位置関係を有する所定の場所に固設され且つ少なくとも一つの特徴点を有する固定目標を前記車両に搭載されたカメラで撮影することにより前記駐車開始基準位置と前記理想駐車位置との間の理想駐車軌跡を特定して記憶し、
    駐車開始時に前記固定目標を前記カメラで撮影し、
    撮影された前記固定目標の画像に基づいて前記固定目標に対する現在の前記車両の相対位置関係を特定し、
    記憶されている前記理想駐車軌跡と現在の車両の相対位置関係とのズレを算出し、
    算出されたズレに基づいて前記車両を前記理想駐車位置へ誘導するための駐車軌跡を算出する
    ことを特徴とする駐車支援方法。
11. 駐車開始基準位置と理想駐車位置との間で予め車両を走行させるステップと、
    駐車スペースに対して所定の位置関係を有する所定の場所に固設され且つ少なくとも一つの特徴点を有する固定目標を前記車両に搭載されたカメラで撮影することにより前記駐車開始基準位置と前記理想駐車位置との間の理想駐車軌跡を特定して記憶するステップと、
    駐車開始時に前記固定目標を前記カメラで撮影するステップと、
    撮影された前記固定目標の画像に基づいて前記固定目標に対する現在の前記車両の相対位置関係を特定するステップと、
    記憶されている前記理想駐車軌跡と現在の車両の相対位置関係とのズレを算出するステップと、
    算出されたズレに基づいて前記車両を前記理想駐車位置へ誘導するための駐車軌跡を算出するステップと
    を実行させることを特徴とする駐車支援プログラム。

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