JP2010215029A - 駐車支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】周囲環境の影響で駐車目標であるマークの認識処理に適した明るさが得られない場合にも、マークを精度良く認識することができる駐車支援装置を提供する。
【解決手段】駐車スペースＳの床面に設置された駐車目標であるマークＭを車両１００に搭載されたビデオカメラ１０により撮影し、撮影された画像からマークＭの認識処理を行う。運転者によりマークＭが存在すると思われる画像上の位置が駐車目標位置指定部５０により指定されると、駐車目標認識部２０は、指定された位置を中心として一定範囲を測光領域Ｒとして設定し、この測光領域Ｒの輝度値に基づいてマークＭの認識処理に適するようにビデオカメラ１０の露光条件を制御することにより、画像の輝度値を調整する。
【選択図】図３

Description

本発明は駐車支援装置に係り、特に目標駐車位置に設置されたマークを車両に搭載されたビデオカメラにより撮影し、このマークを認識することによって車両と目標駐車位置との相対位置関係を特定し、車両を目標駐車位置へ誘導するための駐車軌跡を算出する駐車支援装置に関する。

従来、目標駐車位置となる駐車スペースに設置されたマークを、車両に搭載されたビデオカメラにより撮影し、このマークを認識することによって車両と目標駐車位置との相対位置関係を特定し、車両を目標駐車位置へ誘導するための駐車軌跡を算出する駐車支援装置が知られている。

例えば、特許文献１に記載の駐車支援装置では、駐車スペースＳに設置されたマークＭを車両に搭載されたカメラ１により撮影し、画像処理手段５が、このマークＭを認識してその特徴点の画像上における２次元座標を抽出することにより、車両とマークＭとの相対位置関係を特定する。続いて、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Ｌと現在の車両位置とのずれを算出し、車両を理想駐車軌跡Ｌへ誘導するための誘導軌跡Ｌｄを算出する。最後に、案内装置９が、算出された誘導軌跡Ｌｄ及び理想軌跡Ｌ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。
また、特許文献２には、駐車支援装置ではないが、車両周辺を撮影した映像をモニタ表示する際に、表示領域を複数に分割し、運転者によって選択された表示領域の輝度値に基づいて利得及び露光を制御することにより、表示映像の輝度値を運転者が視認するのに適するように調整する車両周辺視認装置が記載されている。

特開２００８−１７４０００号公報 特開２００７−７４０７０号公報

しかしながら、特許文献１に記載されている駐車支援装置では、特に夜間や雨天の場合などには、適切な明るさが得られず、ビデオカメラから取得される画像が暗すぎる、或いは１つの画像上に明暗が混在する等、マークの認識処理に適した撮影画像が得られない場合がある。そのような場合、マークを認識することができない、或いはマークではない場所をマークであると誤認識してしまうという問題があった。
また、特許文献２に記載されている技術を用いて、モニタ表示して運転者が視認するのに適するように画像の輝度値を調整したとしても、そのようにして得られる画像が、必ずしも駐車支援装置によるマークＭの認識処理に適した画像であるとは限らない。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、周囲環境の影響でマークの認識処理に適した明るさが得られない場合にも、マークを精度良く認識す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。

上記の課題を解決するために、本発明に係る駐車支援装置によれば、駐車スペースに設置されたマークを撮影すると共に車両に搭載されるビデオカメラと、ビデオカメラにより撮影された画像からマークを認識してマークと車両との相対位置関係を特定する駐車目標認識部と、マークと車両との相対位置関係に基づいて、車両と駐車スペースとの相対位置関係を特定し、車両を駐車スペースへ誘導するための駐車軌跡を算出する駐車軌跡算出部とを備え、駐車目標認識部は、画像上に測光領域を設定し、測光領域の輝度値に基づいて画像の輝度値を調整した後、画像からマークを認識する処理を行う。
これにより、周囲環境の影響でマークの認識処理に適した明るさが得られない場合にも、マークを精度良く認識することができる。特に、１つの画像上に明暗が混在する場合にも、マークを精度良く認識することができる。

ビデオカメラにより撮影された画像を表示すると共に運転者からの入力を受け付ける機能を有する駐車目標位置指定部を備え、駐車目標位置指定部は、運転者により指定される画像上の位置又は範囲を駐車目標認識部に出力し、駐車目標認識部は、運転者により指定された画像上の位置又は範囲に基づいた一定範囲を、測光領域として設定してもよい。
これにより、マークではない場所を、マークであると誤認識してしまう可能性が減少する。

駐車目標認識部は、測光領域の範囲内からマークを認識する処理を行ってもよい。
これにより、マークではない場所を、マークであると誤認識してしまう可能性がさらに減少すると共に、マークの認識処理にかかる時間が短縮される。

駐車目標認識部は、測光領域の路面上又は壁面上における位置と車両との距離に基づいて、距離が近くなるに従って測光領域を広く設定してもよい。
これにより、測光領域のサイズを適切に設定することができる。

駐車目標認識部は、運転者により指定された画像上の位置又は範囲を学習し、概ね同一の位置又は範囲が所定回数指定された後は、測光領域を学習した位置又は範囲に自動的に設定してもよい。
これにより、自宅の車庫などのように使用頻度の高い駐車スペースにおいて、運転者が、毎回マークが存在すると思われる画像上の位置又は範囲を指定する手間を省くことができる。

駐車目標認識部は、画像全体の範囲からマークを検出し、検出したマークの位置に基づいた一定範囲を測光領域の候補として設定してもよい。
これにより、運転者が、マークが存在すると思われる画像上の位置又は範囲を指定する手間を省くことができる。

ビデオカメラは、露光条件制御機能を有し、駐車目標認識部は、測光領域の輝度値に基づいてビデオカメラの露光条件を制御することにより、画像の輝度値を調整してもよい。
これにより、画像の輝度値を、マークの認識処理に適するように調整することができる。

ビデオカメラにより撮影された画像を表示するモニタと、ビデオカメラの露光条件として、第１の露光条件と第２の露光条件とを備え、駐車目標認識部は、ビデオカメラの第１の露光条件と第２の露光条件とを切り替え、第１の露光条件で撮影されたフレームは、駐車目標認識部が行うマークを認識する処理に使用し、第２の露光条件で撮影されたフレームは、モニタが行うビデオカメラにより撮影された画像の表示に使用してもよい。
これにより、運転者が視認するのに適したモニタ表示を提供しながら、マークの認識処理に適するようにビデオカメラの露光条件の制御を行うことができる。

モニタが行うビデオカメラにより撮影された画像の表示において、第１の露光条件で撮影されたフレームに相当するフレームを、直前に表示した第２の露光条件で撮影されたフレームを再度表示することにより補間してもよい。
これにより、違和感のないモニタ表示が可能になる。

駐車目標認識部は、測光領域の輝度値に基づいて、ビデオカメラにより撮影された画像の各画素の輝度値を調整してもよい。
これにより、ビデオカメラが露光条件の制御機能を有していなくても、画像の輝度値を、マークの認識処理に適するように調整することができる。

駐車目標認識部は、マークを認識した後、マークが測光領域の中央に位置するように、測光領域の位置を更新してもよい。
これにより、駐車運転中に車両が移動することにより画像上におけるマークの位置が移動しても、それに追従して測光領域の位置も移動するので、駐車運転中は常に精度良くマークを認識することができる。

ビデオカメラは、カラー撮影モードとモノクロ撮影モードの切り替え機能を有し、駐車目標認識部は、画像全体の平均輝度値が所定の閾値未満である場合には、ビデオカメラをモノクロ撮影モードに切り替えてもよい。
これにより、夜間など周囲環境が暗いときにも、マークを精度よく認識することができる。

ビデオカメラは、ズーム制御機能を有し、駐車目標認識部は、測光領域を設定した後、測光領域をズームアップするようにビデオカメラを制御してもよい。
これにより、運転者に広範囲の視野を提供しながら、マークを精度良く認識することができる。

本発明に係る駐車支援装置によれば、駐車スペースに設置されたマークを車両に搭載されたビデオカメラにより撮影し、撮影された画像からマークの認識処理を行う際に、画像上に測光領域を設定し、この測光領域の輝度値に基づいて画像の輝度値を調整する。これにより、周囲環境の影響でマークの認識処理に適した明るさが得られない場合にも、マークを精度良く認識することができる。

本発明の実施の形態１における車両とマークとの関係を示す平面図である。 本発明の実施の形態１で用いられるマークを示す図である。 本発明の実施の形態１に係る駐車支援装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１に係る駐車支援装置が行う処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１に係る駐車支援装置のモニタ表示を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る駐車支援装置で取得される画像を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る駐車支援装置における測光領域の位置更新後の画像を示す図である。 本発明の実施の形態１における駐車軌跡を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る駐車支援装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態２に係る駐車支援装置が行う処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態３に係る駐車支援装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態３に係る駐車支援装置が行う処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態４に係る駐車支援装置が行う処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態４に係る駐車支援装置のモニタ表示を示す図である。 本発明の一変形例に係る駐車支援装置における表示フレームの補間方法を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、添付の図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
本発明の実施の形態１に係る駐車支援装置の構成を、図１〜図３に基づいて説明する。

図１に示されるように、目標駐車位置となる駐車スペースＳの床面に駐車目標であるマークＭが設置され、このマークＭを撮影するための露光条件制御機能を有するビデオカメラ１０が、車両１００に搭載されている。
ビデオカメラ１０は、車両１００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１００の後部に設置されており、車両１００が駐車スペースＳの近傍の地点Ａ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１００に対するビデオカメラ１０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、駐車スペースＳに対するマークＭの所定の位置関係も予め把握されているものとする。
マークＭとしては、例えば図２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。このマークＭは、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、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。

次に、図３に示されるように、ビデオカメラ１０の出力は駐車目標認識部２０に接続されている。駐車目標認識部２０は、ビデオカメラ１０により撮影された画像からマークＭを認識してマークＭと車両１００との相対位置関係を特定し、駐車軌跡算出部３０に出力する。また、駐車目標認識部２０は、駐車目標位置指定部５０にモニタ表示用の画像を出力すると共に、露光条件制御信号をビデオカメラ１０に出力する。駐車軌跡算出部３０は、マークＭと車両１００との相対位置関係に基づいて、車両１００と駐車スペースＳとの相対位置関係を特定し、車両１００を駐車スペースＳへ誘導するための駐車軌跡Ｌを算出して駐車案内生成部４０に出力する。駐車案内生成部４０は、駐車軌跡算出部３０により算出された駐車軌跡Ｌと、操舵角センサ７０、ヨーレートセンサ８０、及び車速センサ９０により取得される車両１００の実際の移動距離及び移動方向とに基づいて駐車案内情報を生成し、駐車案内出力部６０に出力する。駐車目標位置指定部５０は、駐車目標認識部２０から入力されるビデオカメラ１０により撮影されたモニタ表示用の画像を表示すると共に、運転者からの情報入力を受け付けて駐車目標認識部２０に出力する。駐車案内出力部６０は、駐車案内生成部４０から入力される駐車案内情報の出力を行う。運転者は、駐車目標位置指定部５０のモニタ上で、マークＭが存在すると思われる画像上の位置を指定した後、駐車案内出力部６０から出力される駐車案内情報に従って運転操作を行うことにより、車両１００を駐車スペースＳに駐車させる。
ビデオカメラ１０、駐車目標認識部２０、駐車軌跡算出部３０、駐車案内生成部４０、駐車目標位置指定部５０、駐車案内出力部６０、操舵角センサ７０、ヨーレートセンサ８０、及び車速センサ９０により、駐車支援装置が構成される。

以下、駐車目標認識部２０、駐車軌跡算出部３０、駐車案内生成部４０、駐車目標位置指定部５０、及び駐車案内出力部６０の詳細について順に説明していく。

駐車目標認識部２０は、ビデオカメラ１０から入力される画像上に測光領域Ｒ（マークＭが存在する可能性があるとして測光を行う領域）を設定し、測光領域Ｒの輝度値に基づいてビデオカメラ１０の露光条件を制御することにより画像の輝度値を調整した後、画像からマークＭを認識する処理を行う。そして、認識したマークＭの特徴点の画像上における２次元座標Ｘｍ及びＹｍ（ｍ＝１〜５）を抽出し、マークＭと車両１００との相対位置関係を特定して駐車軌跡算出部３０に出力する。測光領域Ｒの初期位置は、後述するように駐車目標位置指定部５０を介して運転者により指定される。また、駐車目標認識部２０は、ビデオカメラ１０から入力される画像をモニタ表示用に駐車目標位置指定部５０に出力する。
尚、駐車目標認識部２０により、後述する図４のフローチャートにおけるステップＳ４〜Ｓ６の処理が行われる。

駐車軌跡算出部３０は、駐車目標認識部２０にから入力されるマークＭと車両１００との相対位置関係に基づいて、車両１００と駐車スペースＳとの相対位置関係を特定し、車両１００を駐車スペースＳへ誘導するための駐車軌跡Ｌを算出して駐車案内生成部４０に出力する。
駐車案内生成部４０は、駐車軌跡算出部３０により算出された駐車軌跡Ｌと、操舵角センサ７０、ヨーレートセンサ８０、及び車速センサ９０により取得される車両１００の実際の移動距離及び移動方向とに基づいて、例えば音声による駐車案内情報を生成し、駐車案内出力部６０に出力する。

駐車目標位置指定部５０は、タッチパネル機能を有するモニタ５１を備えており、駐車目標認識部２０から入力されるモニタ表示用の画像を表示すると共に、運転者によりタッチパネル上で指定されるマークＭが存在すると思われる画像上の位置を駐車目標認識部２０に出力する。

駐車案内出力部６０は、スピーカ６１を備えており、駐車案内生成部４０から入力される駐車案内情報を音声として出力する。

次に、図４のフローチャートを参照して、本発明の実施の形態１に係る駐車支援装置が行う処理について説明する。

まず、ビデオカメラ１０は、車両１００が駐車スペースＳの近傍の地点Ａに位置してマークＭを視野内に入れた状態で、ビデオ映像の撮影を開始する（ステップＳ１）。ビデオカメラ１０により撮影された映像の各フレームの画像は、駐車目標認識部２０に入力される。

駐車目標認識部２０は、ビデオカメラ１０により撮影された画像を駐車目標位置指定部５０のモニタ５１上に表示させ、運転者に対してマークＭが存在すると思われる画像上の位置をタッチパネルにより指定するように促す（ステップＳ２）。運転者によりマークＭが存在すると思われる画像上の位置が指定されると、駐車目標認識部２０は、指定された位置を中心として一定範囲を測光領域Ｒとして設定する（ステップＳ３）。運転者が、マークＭが存在すると思われる画像上の位置を指定する際のモニタ表示の一例を図５に示す。図中で×印が表示されている箇所が、運転者により指定された位置である。また、測光領域Ｒを表す矩形枠（符号Ｒ）を重ねて示しているが、これは説明の便宜のためであり必ずしも実際にモニタ上に表示される必要はない。
尚、ステップＳ３において、運転者にマークＭが存在すると思われる画像上の位置を指定させるのではなく、マークＭが存在すると思われる画像上の範囲を指定させてもよい。

次に、駐車目標認識部２０は、映像信号の１フレームの画像を取り出して、測光領域Ｒの平均輝度値を算出することにより測光領域Ｒの測光を行い（ステップＳ４）、算出した平均輝度値が予め定められた所定の範囲内（マークＭを認識してその特徴点の座標を抽出する処理を行うのに適した平均輝度値の範囲内）にあるか判定する（ステップＳ５）。測光領域Ｒの平均輝度値が所定の範囲を下回っている場合、すなわち測光領域Ｒが暗すぎる場合には、露光時間を延長する露光条件制御信号をビデオカメラ１０に出力する（ステップＳ６ａ）。測光領域Ｒの平均輝度値が所定の範囲内である場合、すなわち測光領域Ｒの明るさが適切である場合には、露光時間を規定値のままとするため露光条件制御信号を出力しない（ステップＳ６ｂ）。測光領域Ｒの平均輝度値が所定の範囲を上回っている場合、すなわち測光領域Ｒが明るすぎる場合には、露光時間を短縮する露光条件制御信号をビデオカメラ１０に出力する（ステップＳ６ｃ）。これにより、ビデオカメラ１０の露光条件は、駐車目標認識部２０が画像上における測光領域Ｒの範囲内からマークＭを認識してその特徴点の座標を抽出する処理を行うのに適するように設定される。
尚、ステップＳ４〜Ｓ６において、測光領域Ｒの平均輝度値に基づくのではなく、測光領域Ｒの輝度分布の形状に基づいてビデオカメラ１０の露光条件を設定してもよい。

続いて、駐車目標認識部２０は、ステップＳ６において設定した露光条件のもとで撮影された画像を取得する（ステップＳ７）。このとき取得される画像の一例を図６に示す。ここで図６は、図４のフローチャートにおいてステップＳ５からステップＳ６ａに進んだ場合の例を示すものであり、ビデオカメラ１０の露光時間を延長することにより図５の画像を明るくしたものである。ただし、説明の便宜のために測光領域Ｒを表す矩形枠（符号Ｒ）を重ねて示している。そして、取得した画像上における測光領域Ｒの範囲内から、マークＭを認識してその５つの特徴点Ｃ１〜Ｃ５の画像上における２次元座標Ｘｍ及びＹｍ（ｍ＝１〜５）を抽出し、マークＭと車両１００との相対位置関係を特定して駐車軌跡算出部３０に出力する（ステップＳ８）。

ここで、駐車目標認識出部２０が、マークＭと車両１００との相対位置関係を特定する処理の詳細を以下に説明する。
まず、車両１００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Ｏ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、ビデオカメラ１０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。ここで、マークＭを基準としたビデオカメラ１０の３次元座標（ｘ，ｙ，ｚ）、チルト角ω、パン角γ、スイング角θの６個のパラメータからなる位置パラメータを定義すると、画像座標系におけるマークＭの特徴点Ｃ１〜Ｃ５の座標Ｘｍ及びＹｍ（ｍ＝１〜５）は、６つの位置パラメータ（ｘ，ｙ，ｚ，ω，γ，θ）と、路面座標系におけるマークＭの特徴点Ｃ１〜Ｃ５の位置パラメータ（ｘｍ，ｙｍ，ｚｍ）とから、関数Ｆ及びＧを用いて
Ｘｍ＝Ｆ（ｘｍ，ｙｍ，ｚｍ，ｘ，ｙ，ｚ，ω，γ，θ）＋ＤＸｍ
Ｙｍ＝Ｇ（ｘｍ，ｙｍ，ｚｍ，ｘ，ｙ，ｚ，ω，γ，θ）＋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、駐車目標認識部２０により抽出された特徴点Ｃ１〜Ｃ５の座標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（ｘ，ｙ，ｚ，ω，γ，θ）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（ｘ，ｙ，ｚ，ω，γ，θ）を求める。そして、ビデオカメラ１０の位置パラメータ（ｘ，ｙ，ｚ，ω，γ，θ）と、予め把握されている車両１００に対するビデオカメラ１０の所定の位置関係とに基づいて、マークＭと車両１００との相対位置関係が特定される。

最後に、駐車目標認識部２０は、マークＭが測光領域Ｒの中央に位置するように、測光領域Ｒの位置を更新する（ステップＳ９）。これにより、駐車運転中に車両１００が移動することにより画像上におけるマークＭの位置が移動しても、それに追従して測光領域Ｒの位置も移動する。測光領域Ｒの位置を更新した後の画像の一例を図７に示す。ただし、説明の便宜のために、更新前の測光領域Ｒを表す破線の矩形枠（符号Ｒ‘）と、更新後の測光領域Ｒを表す実線の矩形枠（符号Ｒ）とを重ねて示している。

尚、ステップＳ８において、測光領域Ｒの範囲内からマークＭを認識するのではなく、取得した画像上の全領域からマークＭを認識してもよい。

駐車目標認識部２０からマークＭと車両１００との相対位置関係が出力されると、駐車軌跡算出部３０は、マークＭと車両１００との相対位置関係と、予め把握されている駐車スペースＳに対するマークＭの所定の位置関係とに基づいて、車両１００と駐車スペースＳとの相対位置関係を特定し、車両１００を駐車スペースＳへ誘導するための駐車軌跡Ｌを算出して駐車案内生成部４０に出力する（ステップＳ１０）。例えば、図８に示されるような駐車軌跡Ｌを算出し、駐車案内生成部４０に出力する。

駐車軌跡Ｌが駐車軌跡算出部３０から出力されると、駐車案内生成部４０は、駐車軌跡Ｌと、操舵角センサ７０、ヨーレートセンサ８０、及び車速センサ９０から取得される情報に基づいて算出される車両１００の実際の移動距離及び移動方向とを比較することにより、駐車軌跡Ｌに沿って車両１００を走行させるための音声による駐車案内情報を生成し、駐車案内出力部６０のスピーカ６１に出力させる（ステップＳ１１）。

続いて、駐車案内生成部４０は、駐車軌跡Ｌと、操舵角センサ７０、ヨーレートセンサ８０、及び車速センサ９０から取得される情報に基づいて算出される車両１００の実際の移動距離及び移動方向とを比較することにより、駐車が完了したが否かを判定し（ステップＳ１２）、駐車が完了したと判定されるまで、所定の時間間隔（例えば５００ｍｓ）をおいてステップＳ４に戻り以降の処理を繰り返す。駐車が完了したと判定された場合には、駐車支援装置の処理を終了する。

駐車支援装置が行う以上の処理により、運転者は、駐車目標位置指定部５０のモニタ５１上で、マークＭが存在すると思われる画像上の位置を指定した後、駐車案内出力部６０のスピーカ６１から出力される駐車案内情報に従って運転操作を行うだけで、車両１００を駐車軌跡Ｌに沿って走行させて駐車スペースＳに駐車させることができる。

以上説明したように、本発明の実施の形態１に係る駐車支援装置によれば、駐車スペースＳの床面に設置されたマークＭを車両１００に搭載されたビデオカメラ１０により撮影し、撮影された画像からマークＭの認識処理を行う際に、画像上に測光領域Ｒを設定し、この測光領域Ｒの輝度値に基づいてマークＭの認識処理に適するようにビデオカメラ１０の露光条件の制御を行うことにより、画像の輝度値を調整する。これにより、周囲環境の影響でマークＭの認識処理に適した明るさが得られない場合にも、マークＭを精度良く認識することができる。
特に、１つの画像上に明暗が混在し、画像全体の輝度値に基づいてマークＭの認識処理に適した露光条件を設定できない場合にも、測光領域Ｒの輝度値に基づいてマークＭの認識処理に適した露光条件を設定するので、マークＭを精度良く認識することができる。
また、運転者により指定された画像上の位置又は範囲に基づいた一定範囲を測光領域Ｒとして設定するので、マークＭではない場所を、マークＭであると誤認識してしまう可能性が減少する。
また、測光領域Ｒの範囲内からマークＭを認識する場合には、マークＭの認識処理を行う画像領域が限定されるため、マークＭではない場所をマークＭであると誤認識してしまう可能性がさらに減少すると共に、マークＭの認識処理にかかる時間が短縮される。
さらに、駐車運転中に車両１００が移動することにより画像上におけるマークＭの位置が移動しても、それに追従して測光領域Ｒの位置も移動するので、駐車運転中は常に精度良くマークＭを認識することができる。

尚、駐車目標認識部２０、駐車軌跡算出部３０、及び駐車案内生成部４０は、マイクロコンピュータ或いはＤＳＰにより構成することができる。その場合、図４の各ステップの処理をプログラムとしてマイクロコンピュータ或いはＤＳＰのＲＯＭ等に記憶させ、プロセッサに実行させる。或いは、駐車目標認識部２０、駐車軌跡算出部３０、及び駐車案内生成部４０を、集積回路化して構成することもできる。

また、ステップＳ８において、例えば車両１００のブレーキランプが点灯した等の理由により周囲環境の明暗が急激に変化し、マークＭの認識処理に失敗した場合には、直前のループにおいて認識したマークＭの特徴点の２次元座標に基づいて、ステップＳ９以降の処理を行うようにしてもよい。

実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２に係る駐車支援装置について、図９及び図１０に基づいて説明する。尚、以下の説明において、図３の参照符号と同一の符号は同一又は同様な構成要素であるので、その詳細な説明は省略する。

マークＭを撮影するためのビデオカメラは、撮影画像をモニタ表示して運転者に視認させる際の便宜を考えると、カラー撮影が可能なものが好ましい。しかしながら、夜間など周囲環境が暗いときには、カラー画像に基づいてマークＭの認識処理を行うよりも、モノクロ画像に基づいて行ったほうが、マークＭを精度良く認識することができる。そのため、実施の形態２では、図９に示されるように、カラー撮影モードとモノクロ撮影モードの切り替え機能を有するビデオカメラ２１０を用いると共に、図１０のフローチャートに示されるように、初期撮影モードはカラー撮影モードとし（ステップＳ２０１）、ビデオ映像の撮影を開始した後に、画像全体の平均輝度値を判定し（ステップＳ２０２）、所定の閾値未満であると判定された場合には、ビデオカメラ２１０をモノクロ撮影モードに切り替え（ステップＳ２０３）、マークＭの認識処理をモノクロ画像に基づいて行う。これにより、夜間など周囲環境が暗いときにも、マークＭを精度よく認識することができる。

実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３に係る駐車支援装置について、図１１及び図１２に基づいて説明する。尚、以下の説明において、図３の参照符号と同一の符号は同一又は同様な構成要素であるので、その詳細な説明は省略する。

マークＭを撮影するためのビデオカメラは、運転者に広範囲の視野を提供するためには広角であることが好ましい。しかしながら、広角の場合には画像上における遠方の解像度は低くなる。測光領域Ｒの解像度が低いと、マークＭの特徴点Ｃ１〜Ｃ５間の画像上における距離が短くなり、マークＭと車両１００との相対位置関係を特定する際に誤差が生じ易くなる。そのため、実施の形態３では、図１１に示されるように、ズーム制御機能を有するビデオカメラ３１０を用いると共に、図１２のフローチャートに示されるように、測光領域Ｒを設定（ステップＳ３０３）した後に、測光領域Ｒをズームアップするようにビデオカメラ３１０を制御し（ステップＳ３０４）、マークＭ周辺の画像の解像度を上げるようにする。これにより、運転者に広範囲の視野を提供しながら、マークＭを精度良く認識することができる。

実施の形態４．
次に、本発明の実施の形態４に係る駐車支援装置について、図１３に基づいて説明する。尚、実施の形態４に係る構成は、実施の形態１に係る図３の構成と同一であるので、その説明は省略する。

実施の形態１〜３では、運転者により指定されたマークＭが存在すると思われる画像上の位置又は範囲に基づいて測光領域Ｒを設定した。それに対して、実施の形態４では、測光領域候補Ｎ（測光領域Ｒの候補）を表す矩形枠を駐車目標位置指定部５０のモニタ５１上に表示させ、その測光領域候補Ｎが適切か否かを運転者に判定させる。すなわち、図１３のフローチャートに示されるように、まず、画像全体の範囲からマークＭを検出してその特徴点Ｃ１〜Ｃ５の座標を抽出し（ステップＳ４０４）、特徴点Ｃ５を中心として一定範囲を測光領域候補Ｎとして設定する（ステップＳ４０５）。そして、測光領域候補Ｎを表す矩形枠を駐車目標位置指定部５０のモニタ５１上に表示させ、その測光領域候補Ｎが適切か否かを運転者に判定させる（ステップＳ４０６）。このときのモニタ表示の一例を図１４に示す。図１４において、符号Ｎを付した矩形枠が測光領域候補Ｎである。測光領域候補Ｎが運転者により適切であると判定された場合には、測光領域候補Ｎを測光領域Ｒとし（ステップＳ４０７）、ステップＳ４１０に進んで測光領域Ｒの測光を行う。測光領域候補Ｎが運転者により適切でないと判定された場合には、ステップＳ４０８に進んで運転者にマークＭが存在すると思われる画像上の位置又は範囲を指定させる。これにより、ステップＳ４０４におけるマークＭの検出処理が成功した場合には、運転者が、マークＭが存在すると思われる画像上の位置又は範囲を指定する手間を省くことができる。

尚、ステップＳ４０４において、マークＭと思われるものが複数検出された場合には、それらに対応する複数の測光領域候補Ｎを駐車目標位置指定部５０のモニタ５１上に表示させ、運転者にいずれの候補が適切かを判断させるようにしてもよい。
また、マークＭの自動検出ができなかった場合に、画像中の暗い領域を測光領域Ｒとして自動設定するようにしてもよい。

その他の実施の形態
実施の形態２〜４は、組み合わせてもよい。

実施の形態１〜４及びそれらの組み合わせにおいて、駐車案内生成部４０及び駐車案内出力部６０により駐車案内情報を出力するのではなく、駐車軌跡算出部３０により算出される駐車軌跡Ｌと、操舵角センサ７０、ヨーレートセンサ８０、及び車速センサ９０から取得される情報に基づいて算出される車両１００の実際の移動距離及び移動方向とに基づいて、車両１００のハンドル、アクセル、ブレーキ等を自動操作する駐車自動操作部を備えた自動駐車装置としてもよい。

実施の形態１〜４及びそれらの組み合わせにおいて、駐車目標であるマークＭは、駐車スペースＳの床面ではなく、駐車スペースＳの壁面に設置されてもよい。

実施の形態１〜４及びそれらの組み合わせにおいて、ビデオカメラ１０，２１０，３１０の露光条件を変える方法としては、露光時間を変えるのではなく、絞りを変える或いは感度を変える等でもよい。
また、露光条件を変えるのではなく、モノクロ撮影モードとカラー撮影モードの切替えを行ってもよい。

実施の形態１〜４及びそれらの組み合わせにおいて、マークＭの認識処理に適したビデオカメラ１０，２１０，３１０の露光条件が、モニタ表示用には必ずしも適さない場合もある。そのため、マーク認識処理用の露光条件１と、モニタ表示用の露光条件２という２つの露光条件を定義し、ビデオカメラ１０，２１０，３１０の露光条件１と露光条件２とを一定の間隔で切り替えてもよい。そして、露光条件１で撮影されたフレームは、駐車目標認識部２０，２２０，３２０が行うマークＭの認識処理に使用し、露光条件２で撮影されたフレームは、駐車目標位置指定部５０のモニタ５１が行うビデオカメラ１０，２１０，３１０により撮影された画像の表示に使用する。これにより、運転者が視認するのに適したモニタ表示を提供しながら、マークＭの認識処理に適するようにビデオカメラ１０，２１０，３１０の露光条件の制御を行うことができる。このとき、駐車目標位置指定部５０のモニタ５１が行うビデオカメラ１０，２１０，３１０により撮影された画像の表示においては、露光条件１で撮影されたフレームが欠落するので、図１５に示されるように、露光条件１で撮影されたフレームに相当するフレームを、直前に表示した露光条件２で撮影されたフレームを再度表示して補間することにより、違和感のないモニタ表示が可能になる。図１５において、フレーム１とフレーム１’、フレーム４とフレーム４’、及びフレーム７とフレーム７’は、それぞれ同一のものである。或いは、高速フレームレートでの撮影が可能なビデオカメラを使用し、マークＭの認識処理用とモニタ表示用とに振り分けられた後の各々のフレームレートが、通常のフレームレートになるようにすれば、さらに違和感のないモニタ表示が可能になる。

実施の形態１〜４及びそれらの組み合わせにおいて、ビデオカメラ１０，２１０，３１０の露光条件を制御することにより画像の輝度値を調整するのではなく、測光領域Ｒの平均輝度値或いは輝度分布の形状に基づいてビデオカメラ１０，２１０，３１０により撮影された画像の各画素の輝度値に一定値を加算或いは減算することにより、画像の輝度値を調整してもよい。このとき、画像全体に対して輝度値の調整を行ってもよいが、測光領域Ｒの範囲内の輝度値のみを調整した方が処理時間を短縮することができるためより好ましい。また、駐車目標認識部２０，２２０，３２０が内部で行うマークＭの認識処理においてのみ輝度値を調整した画像を使用し、駐車目標位置指定部５０でのモニタ表示では、ビデオカメラ１０，２１０，３１０により撮影された画像をそのまま表示する。これにより、ビデオカメラが露光条件制御機能を有していなくても、画像の輝度値をマークＭの認識処理に適するように調整し、マークＭを精度良く認識することができる。

実施の形態１〜４及びそれらの組み合わせにおいて、ビデオカメラ１０，２１０，３１０により撮影された画像を駐車目標位置指定部５０でモニタ表示すると、路面上において車両１００の近くに位置する物体は大きく表示され、遠くに位置する物体は小さく表示される。そのため、測光領域Ｒに対応する路面上又は壁面上における位置と車両１００との距離に基づいて、距離が近くなるに従って測光領域Ｒを広く設定するようにしてもよい。これにより、測光領域Ｒのサイズを適切に設定することができる。

実施の形態１〜４及びそれらの組み合わせにおいて、マークＭの認識前は測光領域Ｒを広めに設定しておき、マークＭの認識後は測光領域Ｒを狭く設定することにより、測光やマークＭの認識処理にかかる時間が短縮されるようにしてもよい。

実施の形態１〜３及びそれらの組み合わせにおいて、自宅の車庫などのように使用頻度の高い駐車スペースでは、駐車開始前に車両１００が停車する位置が概ね同じになるため、運転者により指定されたマークＭが存在すると思われる画像上の位置又は範囲を学習し、概ね同一の位置又は範囲が所定回数指定された後は、測光領域Ｒをその学習した位置又は範囲に自動的に設定するようにしてもよい。例えば、運転者により画像上の位置が指定される場合には、所定の回数ｎを上限として、運転者が指定するマークＭが存在すると思われる画像上の位置の２次元座標を記憶していき、記憶された各点間の２次元ユークリッド距離が全て所定の閾値よりも小さい場合には、概ね同一の位置が所定回数（ｎ回）指定されたものと判定し、測光領域Ｒをそれらの中央に自動的に設定する。また、運転者により画像上の範囲が指定される場合には、所定の回数ｎを上限として、運転者が指定するマークＭが存在すると思われる画像上の範囲の中心座標及びそこから範囲の外枠までの平均距離を記憶していき、記憶された各中心点間の２次元ユークリッド距離が所定の閾値よりも小さく、且つ、記憶された各平均距離の分散が所定の閾値よりも小さい場合には、概ね同一の範囲が所定回数（ｎ回）指定されたものと判定し、測光領域Ｒをその範囲に自動的に設定する。これらにより、運転者が、毎回マークＭが存在すると思われる画像上の位置又は範囲を指定する手間を省くことができる。

実施の形態１〜４及びそれらの組み合わせにおいて、駐車案内情報は音声であり、駐車案内出力部６０のスピーカ６１から出力されていたが、これに限定されるものではない。例えば、モニタに表示する画像により、運転者に駐車案内情報を伝達してもよい。その他にも、バイブレータによる振動、ブザーによる警告音等により、駐車案内情報を伝達してもよい。
また、運転者にマークＭが存在すると思われる画像上の位置又は範囲を指定させる手段も、タッチパネルに限定されるものではなく、音声認識、ボタン、キーボード、マウス、マーカーライト(地面にマーカーライトを当てる)等の様々な入力デバイスを使用することができる。

１０ ビデオカメラ、２０ 駐車目標認識部、３０ 駐車軌跡算出部、４０ 駐車案内生成部、５０ 駐車目標位置指定部、６０ 駐車案内出力部、１００ 車両、Ｌ 駐車軌跡、Ｍ マーク、Ｎ 測光領域候補（測光領域の候補）、Ｒ 測光領域、Ｓ 駐車スペース。

Claims (13)

1. 駐車スペースに設置されたマークを撮影すると共に車両に搭載されるビデオカメラと、
   前記ビデオカメラにより撮影された画像から前記マークを認識して前記マークと前記車両との相対位置関係を特定する駐車目標認識部と、
   前記マークと前記車両との相対位置関係に基づいて、前記車両と前記駐車スペースとの相対位置関係を特定し、前記車両を前記駐車スペースへ誘導するための駐車軌跡を算出する駐車軌跡算出部とを備え、
   前記駐車目標認識部は、前記画像上に測光領域を設定し、前記測光領域の輝度値に基づいて前記画像の輝度値を調整した後、前記画像から前記マークを認識する処理を行うことを特徴とする駐車支援装置。
2. 前記ビデオカメラにより撮影された前記画像を表示すると共に運転者からの入力を受け付ける機能を有する駐車目標位置指定部を備え、
   前記駐車目標位置指定部は、運転者により指定される画像上の位置又は範囲を前記駐車目標認識部に出力し、
   前記駐車目標認識部は、前記運転者により指定された画像上の位置又は範囲に基づいた一定範囲を、前記測光領域として設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。
3. 前記駐車目標認識部は、前記測光領域の範囲内から前記マークを認識する処理を行うことを特徴とする、請求項２に記載の駐車支援装置。
4. 前記駐車目標認識部は、前記測光領域の路面上又は壁面上における位置と前記車両との距離に基づいて、前記距離が近くなるに従って前記測光領域を広く設定することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の駐車支援装置。
5. 前記駐車目標認識部は、前記運転者により指定された画像上の位置又は範囲を学習し、概ね同一の位置又は範囲が所定回数指定された後は、前記測光領域を前記学習した位置又は範囲に自動的に設定することを特徴とする、請求項２〜４のいずれか一項に記載の駐車支援装置。
6. 前記駐車目標認識部は、前記画像全体の範囲から前記マークを検出し、検出した前記マークの位置に基づいた一定範囲を前記測光領域の候補として設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。
7. 前記ビデオカメラは、露光条件制御機能を有し、
   前記駐車目標認識部は、前記測光領域の輝度値に基づいて前記ビデオカメラの露光条件を制御することにより、前記画像の輝度値を調整することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の駐車支援装置。
8. 前記ビデオカメラにより撮影された前記画像を表示するモニタと、
   前記ビデオカメラの露光条件として、第１の露光条件と第２の露光条件とを備え、
   前記駐車目標認識部は、前記ビデオカメラの前記第１の露光条件と前記第２の露光条件とを切り替え、
   前記第１の露光条件で撮影されたフレームは、前記駐車目標認識部が行う前記マークを認識する処理に使用し、
   前記第２の露光条件で撮影されたフレームは、前記モニタが行うビデオカメラにより撮影された画像の表示に使用することを特徴とする、請求項７に記載の駐車支援装置。
9. 前記モニタが行う前記ビデオカメラにより撮影された画像の表示において、前記第１の露光条件で撮影されたフレームに相当するフレームを、直前に表示した前記第２の露光条件で撮影されたフレームを再度表示することにより補間することを特徴とする、請求項８に記載の駐車支援装置。
10. 前記駐車目標認識部は、前記測光領域の輝度値に基づいて、前記ビデオカメラにより撮影された画像の各画素の輝度値を調整することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の駐車支援装置。
11. 前記駐車目標認識部は、前記マークを認識した後、前記マークが前記測光領域の中央に位置するように、前記測光領域の位置を更新することを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の駐車支援装置。
12. 前記ビデオカメラは、カラー撮影モードとモノクロ撮影モードの切り替え機能を有し、
    前記駐車目標認識部は、前記画像全体の平均輝度値が所定の閾値未満である場合には、前記ビデオカメラをモノクロ撮影モードに切り替えることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の駐車支援装置。
13. 前記ビデオカメラは、ズーム制御機能を有し、
    前記駐車目標認識部は、前記測光領域を設定した後、前記測光領域をズームアップするように前記ビデオカメラを制御することを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の駐車支援装置。

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