JP2011016401A - 駐車支援装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】目標駐車位置およびそこに至る軌跡におけるカメラの死角を低減する駐車支援装置を提供する。
【解決手段】駐車支援装置は、目標側装置10および車両側装置20を含む。目標側装置10は、目標側カメラ11および送信装置12を備える。目標側カメラ11は、駐車の開始時点において車両Vを撮影するとともに、駐車の開始時点以降、完了時点まで、駐車スペースSまたは駐車軌跡Lを撮影する。目標側カメラ11が撮影した画像は、送信装置12によって車両側装置20に送信される。車両側装置20は、送信された画像を受信装置23によって受信する。
【選択図】図6
【解決手段】駐車支援装置は、目標側装置10および車両側装置20を含む。目標側装置10は、目標側カメラ11および送信装置12を備える。目標側カメラ11は、駐車の開始時点において車両Vを撮影するとともに、駐車の開始時点以降、完了時点まで、駐車スペースSまたは駐車軌跡Lを撮影する。目標側カメラ11が撮影した画像は、送信装置12によって車両側装置20に送信される。車両側装置20は、送信された画像を受信装置23によって受信する。
【選択図】図6
Description
この発明は駐車支援装置に関し、特に所定の駐車軌跡に従って目標駐車位置に至る駐車を支援するものに関する。
車両に搭載される駐車支援装置として、車両にカメラを設け、目標駐車位置に固設されるマークを撮影して位置関係を特定するものが公知である。
このような駐車支援装置の例は、特許文献1に示される。特許文献1の構成では、撮影対象となるマークを、駐車スペースに対して所定の位置関係をもって、あらかじめ固定しておき、車両のカメラがこれを撮影し、撮影された画像に基づいて車両の位置を算出する。
このような駐車支援装置の例は、特許文献1に示される。特許文献1の構成では、撮影対象となるマークを、駐車スペースに対して所定の位置関係をもって、あらかじめ固定しておき、車両のカメラがこれを撮影し、撮影された画像に基づいて車両の位置を算出する。
しかしながら、従来の技術では、駐車支援中に生じるカメラの死角に改善の余地があった。車両は駐車操作の進行とともに移動するが、カメラは車両に固定されているので移動につれてカメラの視野も変化することになる。このため、目標駐車位置およびそこに至る軌跡において、カメラの死角となる部分が生じ、または大きくなる。
この発明は、このような問題点を解消するためになされたものであり、目標駐車位置およびそこに至る軌跡におけるカメラの死角を低減する駐車支援装置を提供することを目的とする。
この発明に係る駐車支援装置は、車両に搭載される車両側装置と、目標駐車位置に関連する目標側装置とを含み、所定の駐車軌跡に従って目標駐車位置に至る駐車を支援する、駐車支援装置であって、目標側装置は、目標駐車位置を特定するための基準目標と、基準目標に対して所定の位置関係をもって固定された目標側カメラと、車両側装置に情報を送信する送信手段とを備え、目標側カメラは、駐車の開始時点において車両を撮影するとともに、開始時点以降の少なくとも一時点において目標駐車位置および駐車軌跡の少なくとも一方を撮影し、送信手段は、目標側カメラによって撮影された画像に基づく情報を送信し、車両側装置は、基準目標を撮影するための車両側カメラと、送信手段によって送信される情報を受信する受信手段とを備え、駐車支援装置は、さらに、目標側カメラによって撮影された車両の画像に基づいて、駐車の開始時点における車両と目標駐車位置との相対位置関係を特定する、初期位置特定手段と、車両側カメラによって撮影された基準目標の画像に基づいて、開始時点以降の少なくとも一時点において、車両と目標駐車位置との相対位置関係を特定する、進行中位置特定手段と、相対位置関係に基づいて駐車軌跡を算出する軌跡算出手段とを備える。
この駐車支援装置において、目標側装置の目標側カメラは、駐車の開始時点において車両を撮影するとともに、駐車の開始時点以降、目標駐車位置または駐車軌跡を撮影する。目標側カメラが撮影した画像は、送信装置によって車両側装置に送信され、車両側装置は、送信された画像を受信装置によって受信する。
駐車支援装置は、さらに障害物検出手段を備え、障害物検出手段は、目標側カメラが撮影した画像に基づいて障害物を検出してもよい。
駐車支援装置は、携帯式の指令装置を備え、指令装置は、駐車支援の開始を指示する開始指令を送信する送信手段を備え、車両側装置は、さらに、車両走行に係るセンサと、車両を目標駐車位置まで自動的に移動させる車両運動制御手段とを備え、車両側装置の受信手段が開始指令を受信すると、車両運動制御手段は、駐車軌跡と、車両走行に係るセンサからの検知信号とに基づいて、車両を自動的に走行させるための走行信号および車両を自動的に操舵するための操舵信号を作成してもよい。この構成によれば、車両運動制御装置は車両を自動的に走行させて目標駐車位置に到達させる。
駐車支援装置は、さらに障害物検出手段を備え、障害物検出手段は、目標側カメラが撮影した画像に基づいて障害物を検出するものであり、駐車支援装置は、携帯式の指令装置を備え、指令装置は、駐車支援の開始を指示する開始指令を送信する送信手段を備え、
車両側装置は、さらに、車両走行に係るセンサと、車両を目標駐車位置まで自動的に移動させる車両運動制御手段とを備え、車両側装置の受信手段が開始指令を受信すると、車両運動制御手段は、駐車軌跡と、車両走行に係るセンサからの検知信号とに基づいて、車両を自動的に走行させるための走行信号および車両を自動的に操舵するための操舵信号を作成するものであり、障害物検出手段が障害物を検出した場合には、車両運動制御手段は車両を停止させてもよい。この構成によれば、車両運動制御装置は車両を自動的に走行させて目標駐車位置に到達させるが、目標駐車位置または駐車軌跡に障害物が検出された場合には、自動的な走行は中止される。
目標側装置は携帯式であってもよい。
初期位置特定手段は、目標側カメラにより撮影された車両の画像に基づいて車両の車両特徴点を抽出するとともに、車両の画像上における車両特徴点の2次元座標を認識する、初期画像認識手段と、車両特徴点の2次元座標に基づいて、車両を基準とした目標側カメラの位置パラメータを算出する、初期位置パラメータ算出手段と、目標側カメラの位置パラメータに基づいて、車両と目標駐車位置との相対位置関係を算出する、初期相対位置算出手段とを備え、進行中位置特定手段は、車両側カメラにより撮影された基準目標の画像に基づいて基準目標の目標特徴点を抽出するとともに、基準目標の画像上における目標特徴点の2次元座標を認識する、進行中画像認識手段と、目標特徴点の2次元座標に基づいて、基準目標を基準とした車両側カメラの位置パラメータを算出する、進行中位置パラメータ算出手段と、車両側カメラの位置パラメータに基づいて、車両と目標駐車位置との相対位置関係を算出する、進行中相対位置算出手段とを備えてもよい。この構成によれば、画像から抽出される特徴点に基づいてカメラの位置パラメータが算出され、さらにこれに基づいて車両と目標駐車位置との相対位置関係が算出される。
駐車支援装置は、携帯式の指令装置を備え、指令装置は、駐車支援の開始を指示する開始指令を送信する送信手段を備え、車両側装置は、さらに、車両走行に係るセンサと、車両を目標駐車位置まで自動的に移動させる車両運動制御手段とを備え、車両側装置の受信手段が開始指令を受信すると、車両運動制御手段は、駐車軌跡と、車両走行に係るセンサからの検知信号とに基づいて、車両を自動的に走行させるための走行信号および車両を自動的に操舵するための操舵信号を作成してもよい。この構成によれば、車両運動制御装置は車両を自動的に走行させて目標駐車位置に到達させる。
駐車支援装置は、さらに障害物検出手段を備え、障害物検出手段は、目標側カメラが撮影した画像に基づいて障害物を検出するものであり、駐車支援装置は、携帯式の指令装置を備え、指令装置は、駐車支援の開始を指示する開始指令を送信する送信手段を備え、
車両側装置は、さらに、車両走行に係るセンサと、車両を目標駐車位置まで自動的に移動させる車両運動制御手段とを備え、車両側装置の受信手段が開始指令を受信すると、車両運動制御手段は、駐車軌跡と、車両走行に係るセンサからの検知信号とに基づいて、車両を自動的に走行させるための走行信号および車両を自動的に操舵するための操舵信号を作成するものであり、障害物検出手段が障害物を検出した場合には、車両運動制御手段は車両を停止させてもよい。この構成によれば、車両運動制御装置は車両を自動的に走行させて目標駐車位置に到達させるが、目標駐車位置または駐車軌跡に障害物が検出された場合には、自動的な走行は中止される。
目標側装置は携帯式であってもよい。
初期位置特定手段は、目標側カメラにより撮影された車両の画像に基づいて車両の車両特徴点を抽出するとともに、車両の画像上における車両特徴点の2次元座標を認識する、初期画像認識手段と、車両特徴点の2次元座標に基づいて、車両を基準とした目標側カメラの位置パラメータを算出する、初期位置パラメータ算出手段と、目標側カメラの位置パラメータに基づいて、車両と目標駐車位置との相対位置関係を算出する、初期相対位置算出手段とを備え、進行中位置特定手段は、車両側カメラにより撮影された基準目標の画像に基づいて基準目標の目標特徴点を抽出するとともに、基準目標の画像上における目標特徴点の2次元座標を認識する、進行中画像認識手段と、目標特徴点の2次元座標に基づいて、基準目標を基準とした車両側カメラの位置パラメータを算出する、進行中位置パラメータ算出手段と、車両側カメラの位置パラメータに基づいて、車両と目標駐車位置との相対位置関係を算出する、進行中相対位置算出手段とを備えてもよい。この構成によれば、画像から抽出される特徴点に基づいてカメラの位置パラメータが算出され、さらにこれに基づいて車両と目標駐車位置との相対位置関係が算出される。
この発明に係る駐車支援装置によれば、目標側カメラが駐車スペースに対して固定されているので、車両および車両側カメラの位置に関わらず、駐車スペースおよび駐車軌跡を随時撮影して障害物の検出を行うことができ、駐車時におけるカメラの死角を低減することができる。
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.
図1および図2は、この発明の実施の形態1に係る駐車支援装置の構成を概略的に示す図である。車両Vが、ある地点Aに停車している。駐車スペースSは、車両Vの運転者が車両Vを駐車しようとする所定の目標駐車位置である。この発明に係る駐車支援装置は、地点Aから駐車スペースSに至る駐車に関する支援を行う。
実施の形態1.
図1および図2は、この発明の実施の形態1に係る駐車支援装置の構成を概略的に示す図である。車両Vが、ある地点Aに停車している。駐車スペースSは、車両Vの運転者が車両Vを駐車しようとする所定の目標駐車位置である。この発明に係る駐車支援装置は、地点Aから駐車スペースSに至る駐車に関する支援を行う。
駐車支援装置は、車両Vに搭載される車両側装置20と、駐車スペースSに関連して設置される目標側装置10とを備える。目標側装置10は、たとえば携帯式である。すなわち、目標側装置10は、車両Vの運転中には車両Vに積載して運搬することができ、駐車支援装置を使用する際には車両Vから降ろして離れた位置に設置することができる。なお、目標側装置10は携帯式でなくともよく、所定の駐車スペースに固定され常設されるものであってもよい。
目標側装置10は、基準目標としてのマークMを含む。マークMは、自身が設置された位置を基準として、駐車スペースSを特定する。たとえば、マークMは正面方向を有する形状であり、駐車スペースSは、マークMから正面方向に所定の距離だけ離れた位置に画定される矩形のスペースである。このように、マークMと駐車スペースSとは所定の位置関係を有し、この位置関係は既知である。
目標側装置10は、基準目標としてのマークMを含む。マークMは、自身が設置された位置を基準として、駐車スペースSを特定する。たとえば、マークMは正面方向を有する形状であり、駐車スペースSは、マークMから正面方向に所定の距離だけ離れた位置に画定される矩形のスペースである。このように、マークMと駐車スペースSとは所定の位置関係を有し、この位置関係は既知である。
目標側装置10は目標側カメラ11を備える。目標側カメラ11は、マークMに対して所定の位置関係をもってマークMに固定されており、マークMを基準として所定の範囲を撮影する。この実施形態では、マークMに目標側カメラ11を内蔵している。後述するように、目標側カメラ11は、少なくとも駐車の開始時点において、車両Vの少なくとも一部を撮影する。また、目標側カメラ11は、駐車の開始時点以降、完了時点まで、駐車スペースSと、駐車軌跡L(図7を参照して後述)の一部とを撮影する。
また、目標側装置10は、車両側装置20に情報を送信する送信装置12を備える。送信される情報は、目標側カメラ11が撮影した画像を表す情報を含む。
また、目標側装置10は、車両側装置20に情報を送信する送信装置12を備える。送信される情報は、目標側カメラ11が撮影した画像を表す情報を含む。
車両側装置20は、マークMを撮影するための車両側カメラ21および22と、目標側装置10から送信される情報を受信する受信装置23と、これらと接続されて車両側装置20の動作を制御する制御装置30とを備える。ここで、送信装置12と受信装置23との間の通信は、非接触で行われるものであればどのようなものでもよいが、たとえば無線信号や光信号によって行うことができる。
車両側カメラ21および22は、それぞれ車両Vに対して所定の位置関係を有する所定の場所に設置される。たとえば、車両側カメラ21は、車両Vの前部に前方に向けて取り付けられ、車両Vの前方を撮影し、車両側カメラ22は車両Vの後部に後方に向けて取り付けられ、車両Vの後方を撮影する。ここで、車両VとマークMとの位置関係は駐車の進行に伴って変化するが、車両側カメラ21および22は、それぞれ、車両VとマークMとの位置関係が所定の関係となったときに、マークMを視野内に含むように設置されている。
制御装置30は、画像中から特定の情報を抽出する画像認識装置31と、駐車支援に関する演算を行う駐車支援演算装置32と、車両の走行、停止および操舵を制御する車両運動制御装置33とを含む。
車両側カメラ21および22は、それぞれ車両Vに対して所定の位置関係を有する所定の場所に設置される。たとえば、車両側カメラ21は、車両Vの前部に前方に向けて取り付けられ、車両Vの前方を撮影し、車両側カメラ22は車両Vの後部に後方に向けて取り付けられ、車両Vの後方を撮影する。ここで、車両VとマークMとの位置関係は駐車の進行に伴って変化するが、車両側カメラ21および22は、それぞれ、車両VとマークMとの位置関係が所定の関係となったときに、マークMを視野内に含むように設置されている。
制御装置30は、画像中から特定の情報を抽出する画像認識装置31と、駐車支援に関する演算を行う駐車支援演算装置32と、車両の走行、停止および操舵を制御する車両運動制御装置33とを含む。
また、駐車支援装置は、携帯式の指令装置であるリモコン40を含む。リモコン40は、使用者(たとえば車両Vの運転者)の指令を受け付ける入力装置41と、受け付けた指令を車両側装置20に対して送信する送信装置42とを備える。送信装置42と受信装置23との間の通信は、非接触で行われるものであればどのようなものでもよいが、たとえば無線信号や光信号によって行うことができる。
図3は、画像認識装置31および駐車支援演算装置32の構成を示す。画像認識装置31は、初期画像認識手段31a、進行中画像認識手段31bおよび障害物検出手段31cを含む。
初期画像認識手段31aは、目標側カメラ11が撮影し、受信装置23を介して受信した車両Vの画像に基づいて、車両特徴点を抽出する。ここで、車両特徴点とは、車両Vの位置を特定する際の基準となる点であり、その抽出方法は、車両Vの外観に応じてあらかじめ決めることができる。また、この初期画像認識手段31aは、このように抽出した車両特徴点について、車両Vの画像上における2次元座標を認識する。
初期画像認識手段31aは、目標側カメラ11が撮影し、受信装置23を介して受信した車両Vの画像に基づいて、車両特徴点を抽出する。ここで、車両特徴点とは、車両Vの位置を特定する際の基準となる点であり、その抽出方法は、車両Vの外観に応じてあらかじめ決めることができる。また、この初期画像認識手段31aは、このように抽出した車両特徴点について、車両Vの画像上における2次元座標を認識する。
進行中画像認識手段31bは、車両側カメラ21または22が撮影したマークMの画像に基づいて、目標特徴点を抽出する。ここで、目標特徴点とは、マークMの位置を特定する際の基準となる点であり、その抽出方法は、マークMの外観に応じてあらかじめ決めることができる。また、この進行中画像認識手段31bは、このように抽出した目標特徴点について、マークMの画像上における2次元座標を認識する。
障害物検出手段31cは、目標側カメラ11が撮影し、受信装置23を介して受信した駐車スペースSおよび駐車軌跡Lの一部を含む画像に基づいて、障害物を検出する。
障害物検出手段31cは、目標側カメラ11が撮影し、受信装置23を介して受信した駐車スペースSおよび駐車軌跡Lの一部を含む画像に基づいて、障害物を検出する。
駐車支援演算装置32は、初期位置パラメータ算出手段32a、初期相対位置算出手段32b、進行中位置パラメータ算出手段32c、進行中相対位置算出手段32dおよび軌跡算出手段32eを含む。
初期位置パラメータ算出手段32aは、車両特徴点の2次元座標に基づいて、車両特徴点を基準とした目標側カメラ11の位置パラメータを算出する。初期相対位置算出手段32bは、目標側カメラ11の位置パラメータに基づいて、車両Vと駐車スペースSとの相対位置関係を算出する。なお、車両Vと車両特徴点との位置関係、および、マークMと目標特徴点との位置関係は、駐車支援演算装置32に既知であるものとする。
進行中位置パラメータ算出手段32cは、目標特徴点の2次元座標に基づいて、目標特徴点を基準とした車両側カメラ21または車両側カメラ22の位置パラメータを算出する。進行中相対位置算出手段32dは、車両側カメラ21または車両側カメラ22の位置パラメータに基づいて、車両Vと駐車スペースSとの相対位置関係を算出する。
初期位置パラメータ算出手段32aは、車両特徴点の2次元座標に基づいて、車両特徴点を基準とした目標側カメラ11の位置パラメータを算出する。初期相対位置算出手段32bは、目標側カメラ11の位置パラメータに基づいて、車両Vと駐車スペースSとの相対位置関係を算出する。なお、車両Vと車両特徴点との位置関係、および、マークMと目標特徴点との位置関係は、駐車支援演算装置32に既知であるものとする。
進行中位置パラメータ算出手段32cは、目標特徴点の2次元座標に基づいて、目標特徴点を基準とした車両側カメラ21または車両側カメラ22の位置パラメータを算出する。進行中相対位置算出手段32dは、車両側カメラ21または車両側カメラ22の位置パラメータに基づいて、車両Vと駐車スペースSとの相対位置関係を算出する。
初期画像認識手段31a、初期位置パラメータ算出手段32aおよび初期相対位置算出手段32bは、初期位置特定手段34を構成する。初期位置特定手段34は、全体として、目標側カメラ11によって撮影された車両Vの画像に基づいて、車両Vと駐車スペースSとの相対位置関係を特定する。同様に、進行中画像認識手段31b、進行中位置パラメータ算出手段32cおよび進行中相対位置算出手段32dは、進行中位置特定手段35を構成する。進行中位置特定手段35は、全体として、車両側カメラ21または車両側カメラ22によって撮影されたマークMの画像に基づいて、車両Vと駐車スペースSとの相対位置関係を特定する。
軌跡算出手段32eは、車両Vと駐車スペースSとの相対位置関係に基づいて、駐車軌跡Lを算出する。算出方法の詳細については図5を用いて後述する。
軌跡算出手段32eは、車両Vと駐車スペースSとの相対位置関係に基づいて、駐車軌跡Lを算出する。算出方法の詳細については図5を用いて後述する。
図4は、車両運動制御装置33およびこれに関連する構成を示す。車両運動制御装置33は、車両Vを自動的に走行させるための走行信号と、車両Vを自動的に停止させるための停止信号と、車両Vを自動的に操舵するための操舵信号と、車両Vのシフトチェンジを行うためのシフト信号とを作成し、これらを出力することによって、車両Vを駐車軌跡Lに沿って移動させる。
車両運動制御装置33には、車両走行に係るセンサとして、操舵角センサ50、ヨーレートセンサ51、および車速センサ52が接続されている。また、車両運動制御装置33には、操舵角に対する車両Vの旋回半径、ヨーレートセンサ51のゲイン、車速センサ52が検出する車速パルス1パルスあたりの移動距離等の車両走行パラメータが設定されている。
車両運動制御装置33には、車両走行に係るセンサとして、操舵角センサ50、ヨーレートセンサ51、および車速センサ52が接続されている。また、車両運動制御装置33には、操舵角に対する車両Vの旋回半径、ヨーレートセンサ51のゲイン、車速センサ52が検出する車速パルス1パルスあたりの移動距離等の車両走行パラメータが設定されている。
次に、図5のフローチャートと、図6の概略図とを参照して、実施の形態1における駐車支援装置の動作の流れについて説明する。
まず、運転者は、図6(a)に示すように、駐車支援を開始する初期位置として地点Aに車両Vを停車させ、車両Vに積載していた目標側装置10を取り出して所望の位置に設置し、目標側装置10の電源を投入する(ステップS0)。電源投入以降、目標側カメラ11はその視野の画像を撮影し続ける。
ここで、本実施形態では、車両Vが駐車スペースSに到達する時点で、車両Vの後部の車両側カメラ22がマークMを撮影できるように、マークMと駐車スペースSとの位置関係は設定されているものとする。すなわち、車両Vが駐車スペースSに到達する時点で、マークMの目標特徴点を認識することができるものとする(詳細は図5のステップS91において後述する)。
また、車両Vが地点Aに位置していれば、目標側カメラ11の視野に車両特徴点が含まれるものとする。すなわち、車両Vが地点Aに位置していれば、車両Vの車両特徴点を認識することができるものとする(詳細は図5のステップS31において後述する)。
まず、運転者は、図6(a)に示すように、駐車支援を開始する初期位置として地点Aに車両Vを停車させ、車両Vに積載していた目標側装置10を取り出して所望の位置に設置し、目標側装置10の電源を投入する(ステップS0)。電源投入以降、目標側カメラ11はその視野の画像を撮影し続ける。
ここで、本実施形態では、車両Vが駐車スペースSに到達する時点で、車両Vの後部の車両側カメラ22がマークMを撮影できるように、マークMと駐車スペースSとの位置関係は設定されているものとする。すなわち、車両Vが駐車スペースSに到達する時点で、マークMの目標特徴点を認識することができるものとする(詳細は図5のステップS91において後述する)。
また、車両Vが地点Aに位置していれば、目標側カメラ11の視野に車両特徴点が含まれるものとする。すなわち、車両Vが地点Aに位置していれば、車両Vの車両特徴点を認識することができるものとする(詳細は図5のステップS31において後述する)。
次に、運転者は、図6(b)に示すように、リモコン40の入力装置41を用いて駐車支援の開始を指示する開始指令を入力する(ステップS1)。入力装置41が開始指令を受け付けると、送信装置42はこの開始指令を車両側装置20の受信装置23に対して送信する。
上述のように、目標側装置10の電源投入以降、目標側カメラ11は視野の画像を撮影し続けているので、ステップS1の後に目標側カメラ11は車両Vの画像を撮影することになる(ステップS2)。このステップS2において、車両Vの画像データは、駐車支援の開始時点における初期画像として、送信装置12から受信装置23へと送信され、画像認識装置31に入力される。
次に、初期位置特定手段34は、その時点(すなわち駐車支援の開始時点)における、車両Vと駐車スペースSとの相対位置関係を特定する(ステップS3)。このステップS3は、さらに詳細なステップS31〜S33を含む。
上述のように、目標側装置10の電源投入以降、目標側カメラ11は視野の画像を撮影し続けているので、ステップS1の後に目標側カメラ11は車両Vの画像を撮影することになる(ステップS2)。このステップS2において、車両Vの画像データは、駐車支援の開始時点における初期画像として、送信装置12から受信装置23へと送信され、画像認識装置31に入力される。
次に、初期位置特定手段34は、その時点(すなわち駐車支援の開始時点)における、車両Vと駐車スペースSとの相対位置関係を特定する(ステップS3)。このステップS3は、さらに詳細なステップS31〜S33を含む。
ステップS3において、初期画像認識手段31aは、車両Vの画像データに基づいて、車両特徴点を認識する(ステップS31)。本実施形態では、例として5つの特徴点を用いるものとして説明を行う。ステップS31において、初期画像認識手段31aは、入力された画像から5つの車両特徴点VC1〜VC5を抽出し、画像上におけるこれら車両特徴点VC1〜VC5の2次元座標をそれぞれ認識し取得する。したがって、目標側カメラ11は車両Vの全体を撮影する必要はなく、少なくとも車両特徴点VC1〜VC5を含む車両Vの一部を撮影できる位置関係であればよい。
次に、初期位置パラメータ算出手段32aは、認識された車両特徴点VC1〜VC5のそれぞれの2次元座標に基づき、車両Vを基準とした目標側カメラ11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初期位置パラメータを算出する(ステップS32)。
ここで、初期位置パラメータ算出手段32aによる初期位置パラメータの算出方法の一例を説明する。
まず、マークMにおいて基準となる点を原点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、目標側カメラ11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車両特徴点VC1〜VC5の座標値Xm及びYm(m=1〜5)は、路面座標系における車両特徴点V1〜V5の6個の初期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(伏せ角)、パン角(方向角)、スイング角(回転角)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車両特徴点VC1〜VC5のX座標及びY座標と、初期画像認識手段31aで認識された車両特徴点VC1〜VC5の座標値Xm及びYmとの偏差である。
ここで、初期位置パラメータ算出手段32aによる初期位置パラメータの算出方法の一例を説明する。
まず、マークMにおいて基準となる点を原点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、目標側カメラ11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車両特徴点VC1〜VC5の座標値Xm及びYm(m=1〜5)は、路面座標系における車両特徴点V1〜V5の6個の初期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(伏せ角)、パン角(方向角)、スイング角(回転角)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車両特徴点VC1〜VC5のX座標及びY座標と、初期画像認識手段31aで認識された車両特徴点VC1〜VC5の座標値Xm及びYmとの偏差である。
つまり5個の車両特徴点VC1〜VC5のX座標及びY座標をそれぞれ表すことにより、6個の初期位置パラメータ(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(DXm2+DYm2)
を最小とするような初期位置パラメータ(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。
そこで、偏差DXm及びDYmの二乗和
S=Σ(DXm2+DYm2)
を最小とするような初期位置パラメータ(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、算出しようとする初期位置パラメータ(xm,ym,zm,Kn)の個数「6」より多い関係式を作成して初期位置パラメータを決定しているので、精度よく初期位置パラメータ(xm,ym,zm,Kn)を得ることができる。
この実施の形態1では、6個の初期位置パラメータ(xm,ym,zm,Kn)に対して5個の車両特徴点VC1〜VC5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初期位置パラメータ(xm,ym,zm,Kn)の個数より多ければよく、最低3個の車両特徴点により6個の関係式を作成すれば、6個の初期位置パラメータ(xm,ym,zm,Kn)を算出することができる。
この実施の形態1では、6個の初期位置パラメータ(xm,ym,zm,Kn)に対して5個の車両特徴点VC1〜VC5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初期位置パラメータ(xm,ym,zm,Kn)の個数より多ければよく、最低3個の車両特徴点により6個の関係式を作成すれば、6個の初期位置パラメータ(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初期位置パラメータを用いて、初期相対位置算出手段32bは、車両Vと駐車スペースSとの相対位置関係を算出する(ステップS33)。
このステップS33における相対位置関係の算出は、次のように行われる。まず、初期位置パラメータ算出手段32aで算出された位置パラメータと、予め把握されているマークMに対する目標側カメラ11の所定の位置関係とに基づいて、マークMに対する車両Vの位置関係を特定する。ここで、マークMに対する車両Vの位置関係は、マークMに対して固定された原点Oを基準とする3次元の路面座標系を用いて表すことができる。このようにして、マークMに対する車両Vの位置関係が算出される。
このステップS33における相対位置関係の算出は、次のように行われる。まず、初期位置パラメータ算出手段32aで算出された位置パラメータと、予め把握されているマークMに対する目標側カメラ11の所定の位置関係とに基づいて、マークMに対する車両Vの位置関係を特定する。ここで、マークMに対する車両Vの位置関係は、マークMに対して固定された原点Oを基準とする3次元の路面座標系を用いて表すことができる。このようにして、マークMに対する車両Vの位置関係が算出される。
次に、駐車スペースSに対するマークMの所定の位置関係と、マークMに対する車両Vの位置関係とに基づいて、車両Vと駐車スペースSとの相対位置関係が算出される。
以上ステップS31〜S33のようにして、初期位置特定手段34は、駐車支援の開始時点における、車両Vと駐車スペースSとの相対位置関係を特定する。
以上ステップS31〜S33のようにして、初期位置特定手段34は、駐車支援の開始時点における、車両Vと駐車スペースSとの相対位置関係を特定する。
次に、軌跡算出手段32eは、特定された車両Vと駐車スペースSとの相対位置関係に基づき、車両Vを駐車スペースSへ誘導するための駐車軌跡Lを算出する(ステップS4)。
図7は、駐車軌跡Lの概要およびその算出方法を説明する図である。駐車軌跡Lは、たとえば車両Vのリヤアクスルの中心が通過する軌跡として、互いに接する2つの円弧によって構成することができる。この場合、一方の円弧は地点Aに対応する点を通り、他方の円弧は駐車スペースSに対応する点を通るものとすればよい。このような駐車軌跡Lは、たとえば図7に示されるように、地点Aから、車両Vを所定の第1の操舵角で一旦前進させて地点Bで停止した後、所定の第2の操舵角で後退させて駐車スペースSに到達させるものとして算出することができる。ここで、所定の第1の操舵角と所定の第2の操舵角は、互いに絶対値が等しい、たとえばフル切り角度(最大操舵角)でもよく、絶対値が異なる角度でもよい。また、1回の旋回の間の操舵角を一定に保持せず、操舵角を変化しながら移動するような駐車軌跡Lとすることもできる。
図7は、駐車軌跡Lの概要およびその算出方法を説明する図である。駐車軌跡Lは、たとえば車両Vのリヤアクスルの中心が通過する軌跡として、互いに接する2つの円弧によって構成することができる。この場合、一方の円弧は地点Aに対応する点を通り、他方の円弧は駐車スペースSに対応する点を通るものとすればよい。このような駐車軌跡Lは、たとえば図7に示されるように、地点Aから、車両Vを所定の第1の操舵角で一旦前進させて地点Bで停止した後、所定の第2の操舵角で後退させて駐車スペースSに到達させるものとして算出することができる。ここで、所定の第1の操舵角と所定の第2の操舵角は、互いに絶対値が等しい、たとえばフル切り角度(最大操舵角)でもよく、絶対値が異なる角度でもよい。また、1回の旋回の間の操舵角を一定に保持せず、操舵角を変化しながら移動するような駐車軌跡Lとすることもできる。
次に、車両側装置20は、障害物の監視を行う(ステップS5)。このステップS5は、さらに詳細なステップS51〜S53を含む。
ステップS5において、まず目標側カメラ11が、駐車スペースSと、駐車軌跡Lの一部とを撮影する(ステップS51)。撮影された駐車スペースSおよび駐車軌跡Lの画像データは、画像認識装置31に入力される。進行中画像認識手段31bは、この駐車スペースSおよび駐車軌跡Lの画像データに基づいて画像認識を行い、障害物の検出を行う(ステップS52)。
ステップS5において、まず目標側カメラ11が、駐車スペースSと、駐車軌跡Lの一部とを撮影する(ステップS51)。撮影された駐車スペースSおよび駐車軌跡Lの画像データは、画像認識装置31に入力される。進行中画像認識手段31bは、この駐車スペースSおよび駐車軌跡Lの画像データに基づいて画像認識を行い、障害物の検出を行う(ステップS52)。
ここで、障害物の検出は、たとえば、駐車支援の開始時点の画像を基準とした、画像中の所定の領域における変化(車両V自身の運動によるものを除く)を検出することによって行われる。
駐車スペースSと目標側カメラ11との位置関係は固定であるため、駐車軌跡Lが特定されれば、目標側カメラ11が撮影した画像において駐車スペースSおよび駐車軌跡Lが占める領域は特定可能である(または、駐車スペースSおよび駐車軌跡Lに関わらず、無条件に画面全体をその領域としてもよい)。また、駐車スペースSと車両Vとの位置関係もステップS3において特定されており、かつ、車両Vの形状は既知であるので、目標側カメラ11が撮影した画像において車両Vを検出することも可能である。よって、目標側カメラ11が撮影した画像においてすべての変化を検出し、そのうちから車両Vの運動によるものを除外することにより、「車両Vの運動によるもの以外の変化」を検出することができる。
駐車スペースSと目標側カメラ11との位置関係は固定であるため、駐車軌跡Lが特定されれば、目標側カメラ11が撮影した画像において駐車スペースSおよび駐車軌跡Lが占める領域は特定可能である(または、駐車スペースSおよび駐車軌跡Lに関わらず、無条件に画面全体をその領域としてもよい)。また、駐車スペースSと車両Vとの位置関係もステップS3において特定されており、かつ、車両Vの形状は既知であるので、目標側カメラ11が撮影した画像において車両Vを検出することも可能である。よって、目標側カメラ11が撮影した画像においてすべての変化を検出し、そのうちから車両Vの運動によるものを除外することにより、「車両Vの運動によるもの以外の変化」を検出することができる。
次に、車両側装置20は、ステップS52において障害物が検出されたか否かを判定する(ステップS53)。障害物が検出されていれば、駐車支援装置は運転者に警告を発するとともに車両Vを停止させ、駐車支援を終了する。この警告は、たとえば車両Vに取り付けられたスピーカーを介して音声によって行うことができる。
障害物が検出されていない場合、車両運動制御装置33は、車両Vの運動制御を行って車両Vの駐車を進行させる(ステップS6)。車両運動制御装置33は、駐車軌跡Lと、操舵角センサ50、ヨーレートセンサ51、および車速センサ52からの検知信号とに基づいて、走行信号、停止信号および操舵信号を作成し、その時点における車両Vの移動を制御する。
たとえば、車両Vが地点Aにおいて停止しており、操舵角が第1の操舵角でない場合、車両運動制御装置33は、操舵角を第1の操舵角に制御する操舵信号を作成する。また、車両Vが地点Aにおいて停止しており、操舵角が第1の操舵角である場合、車両Vを所定の速度で前進させる走行信号を作成する。さらに、車両Vが地点Aから地点Bに向けて走行中である場合、車両Vを所定の速度に維持しつつ前進させる走行信号を作成する。車両Vが地点Bに到達した場合、走行信号の作成を中止し、車両Vを停止させる停止信号と、車両Vのシフトレバーを前進から後退に切り替えるシフト操作信号とを作成する。以下同様にして、最終的には、車両側装置20は車両Vを駐車軌跡Lに従って駐車スペースSまで自動的に移動させることになる。このような操舵信号、走行信号、停止信号およびシフト操作信号の生成処理は、当業者であれば適宜設計することが可能である。
なお、上述のように、ステップS53において障害物を検出したと判定された場合には、車両Vの位置および走行状態に関わらず、車両運動制御装置33は走行信号の作成を中止するとともに、停止信号を作成して、車両Vを停止させる。これによって安全が確保される。
たとえば、車両Vが地点Aにおいて停止しており、操舵角が第1の操舵角でない場合、車両運動制御装置33は、操舵角を第1の操舵角に制御する操舵信号を作成する。また、車両Vが地点Aにおいて停止しており、操舵角が第1の操舵角である場合、車両Vを所定の速度で前進させる走行信号を作成する。さらに、車両Vが地点Aから地点Bに向けて走行中である場合、車両Vを所定の速度に維持しつつ前進させる走行信号を作成する。車両Vが地点Bに到達した場合、走行信号の作成を中止し、車両Vを停止させる停止信号と、車両Vのシフトレバーを前進から後退に切り替えるシフト操作信号とを作成する。以下同様にして、最終的には、車両側装置20は車両Vを駐車軌跡Lに従って駐車スペースSまで自動的に移動させることになる。このような操舵信号、走行信号、停止信号およびシフト操作信号の生成処理は、当業者であれば適宜設計することが可能である。
なお、上述のように、ステップS53において障害物を検出したと判定された場合には、車両Vの位置および走行状態に関わらず、車両運動制御装置33は走行信号の作成を中止するとともに、停止信号を作成して、車両Vを停止させる。これによって安全が確保される。
次に、車両側装置20は、車両側カメラ21または22によってマークMが撮影されたか否かを判定する(ステップS7)。このステップS7では、車両側カメラ21および22によって撮影された画像が、駐車支援の進行中の一時点における進行中画像として、進行中画像認識手段31bに入力される。進行中画像認識手段31bが、この画像のいずれかにおいて、マークMの目標特徴点を十分な数(たとえば5つ)だけ認識することができた場合には、その画像を撮影したカメラによってマークMが撮影されたと判定し、そうでない場合には、マークMは撮影されなかったと判定する。
マークMが撮影されなかった場合、制御はステップS5に戻る。すなわち、マークMが撮影されるまで、ステップS5およびS6が繰り返され、車両運動制御装置33はステップS4において算出された駐車軌跡Lに基づいて車両Vを走行させることになる。
マークMが撮影されなかった場合、制御はステップS5に戻る。すなわち、マークMが撮影されるまで、ステップS5およびS6が繰り返され、車両運動制御装置33はステップS4において算出された駐車軌跡Lに基づいて車両Vを走行させることになる。
図6(b)の状態では、マークMは車両側カメラ21および22いずれの視野にも入っていないが、車両Vの自動走行が進行するにつれてマークMが車両側カメラ22の視野に入り、図6(c)に示す時点で、ステップS6において、車両側カメラ22によってマークMが撮影されたと判定されたとする。
この場合、車両側カメラ22が、マークMの画像を撮影する(ステップS8)。このステップS8において、マークMの画像データは、駐車支援の進行中の一時点における進行中画像として、画像認識装置31に入力される。
次に、進行中位置特定手段35は、その時点(すなわち駐車支援の開始時点以降の一時点)における、車両Vと駐車スペースSとの相対位置関係を特定する(ステップS9)。このステップS9は、さらに詳細なステップS91〜S93を含む。
この場合、車両側カメラ22が、マークMの画像を撮影する(ステップS8)。このステップS8において、マークMの画像データは、駐車支援の進行中の一時点における進行中画像として、画像認識装置31に入力される。
次に、進行中位置特定手段35は、その時点(すなわち駐車支援の開始時点以降の一時点)における、車両Vと駐車スペースSとの相対位置関係を特定する(ステップS9)。このステップS9は、さらに詳細なステップS91〜S93を含む。
ステップS9において、進行中画像認識手段31bは、マークMの画像データに基づいて、目標特徴点を認識する(ステップS91)。たとえば上記ステップS31と同様にして、5つの目標特徴点MC1〜MC5を抽出し、それぞれの2次元座標を認識し取得する。
次に、進行中位置パラメータ算出手段32cは、認識された目標特徴点MC1〜MC5のそれぞれの2次元座標に基づき、上記ステップS32と同様にして、マークMを基準とした車両側カメラ22の6個のパラメータからなる進行中位置パラメータを算出する(ステップS92)。さらに、算出された進行中位置パラメータを用いて、進行中相対位置算出手段32dは、上記ステップS33と同様にして、車両Vと駐車スペースSとの相対位置関係を算出する(ステップS93)。
以上ステップS91〜S93のようにして、進行中位置特定手段35は、駐車支援の開始時点以降における、車両Vと駐車スペースSとの相対位置関係を特定する。
次に、進行中位置パラメータ算出手段32cは、認識された目標特徴点MC1〜MC5のそれぞれの2次元座標に基づき、上記ステップS32と同様にして、マークMを基準とした車両側カメラ22の6個のパラメータからなる進行中位置パラメータを算出する(ステップS92)。さらに、算出された進行中位置パラメータを用いて、進行中相対位置算出手段32dは、上記ステップS33と同様にして、車両Vと駐車スペースSとの相対位置関係を算出する(ステップS93)。
以上ステップS91〜S93のようにして、進行中位置特定手段35は、駐車支援の開始時点以降における、車両Vと駐車スペースSとの相対位置関係を特定する。
次に、軌跡算出手段32eは、特定された車両Vと駐車スペースSとの相対位置関係に基づき、上記ステップS4と同様にして、車両Vを駐車スペースSへ誘導するための駐車軌跡Lを算出する(ステップS10)。ここで、上記ステップS4では、開始時点における位置関係に基づく駐車軌跡Lを算出するため、その後の車両Vの走行に伴って車両Vの実際の位置が駐車軌跡Lからずれるおそれがある。しかしながら、このステップS10では、随時算出される最新の相対位置関係に基づいて新たに駐車軌跡Lを算出するため、駐車軌跡Lは車両Vの実際の位置に応じて随時修正されることになり、常に正確なものに保たれる。
次に、車両側装置20は、障害物の監視を行う(ステップS11)。このステップS11は、上記ステップS5と同様であるので説明を省略する。障害物が検出されていない場合、車両運動制御装置33は、上記ステップS6と同様にして、車両Vの運動制御を行って車両Vの駐車を進行させる(ステップS12)。
その後、駐車支援演算装置32は、車両Vが駐車スペースSに到達したか否かを判定する(ステップS13)。たとえば、車両Vと駐車スペースSとの距離が0である場合、またはその距離が所定値以下である場合に、車両Vは駐車スペースSに到達したと判定する。この状態を図6(d)に示す。
車両Vが駐車スペースSに到達したと判定された場合、車両運動制御装置33は車両Vを停止させ、駐車支援装置は駐車支援を終了する。一方、車両Vが駐車スペースSに到達していないと判定された場合、制御はS8に戻る。すなわち、車両Vが駐車スペースSに到達するまで、ステップS8〜S12が繰り返され、車両運動制御装置33はステップS10において随時算出される駐車軌跡Lに基づいて車両Vを走行させることになる。
その後、駐車支援演算装置32は、車両Vが駐車スペースSに到達したか否かを判定する(ステップS13)。たとえば、車両Vと駐車スペースSとの距離が0である場合、またはその距離が所定値以下である場合に、車両Vは駐車スペースSに到達したと判定する。この状態を図6(d)に示す。
車両Vが駐車スペースSに到達したと判定された場合、車両運動制御装置33は車両Vを停止させ、駐車支援装置は駐車支援を終了する。一方、車両Vが駐車スペースSに到達していないと判定された場合、制御はS8に戻る。すなわち、車両Vが駐車スペースSに到達するまで、ステップS8〜S12が繰り返され、車両運動制御装置33はステップS10において随時算出される駐車軌跡Lに基づいて車両Vを走行させることになる。
なお、制御装置30およびこれに含まれる各構成要素は、それぞれコンピュータから構成することができ、図5の各ステップ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。
以上のように説明される、実施の形態1に係る駐車支援装置によれば、目標側カメラ11は駐車スペースSに対して固定されているので、車両V、車両側カメラ21および22の位置に関わらず、駐車スペースSおよび駐車軌跡Lを随時、撮影して障害物の検出を行うことができ、駐車時におけるカメラの死角を低減することができる。
また、運転者は車両Vから降車した後にリモコン40を操作して駐車支援の開始を指令するので、駐車完了後に降車のためにドアを開ける必要がなく、狭いスペースであっても駐車が可能である。たとえば、両隣に狭い間隔ですでに他の車両が駐車されているような場合であっても、ドアを開けるスペースを考慮せずに駐車を行うことができる。
また、目標側装置10、車両側装置20およびリモコン40の間で双方向の通信を行う必要はないので、図2に示すように目標側装置10およびリモコン40にはそれぞれ送信装置12および送信装置42のみを設ければよく、また車両側装置20には受信装置23のみを設ければよく、通信に関する構成を簡素にすることができる。
なお、双方向の通信を行う構成としてもよい。たとえば、障害物を検出した旨の警告を車両側装置20からリモコン40に送信し、リモコン40がこれを運転者に対して出力してもよい。また、目標側装置10の動作を制御する信号(たとえば目標側カメラ11による撮影画像を車両側装置20に送信することを命令する信号)を車両側装置20から目標側装置10に送信してもよい。
なお、双方向の通信を行う構成としてもよい。たとえば、障害物を検出した旨の警告を車両側装置20からリモコン40に送信し、リモコン40がこれを運転者に対して出力してもよい。また、目標側装置10の動作を制御する信号(たとえば目標側カメラ11による撮影画像を車両側装置20に送信することを命令する信号)を車両側装置20から目標側装置10に送信してもよい。
上述の実施の形態1において、図7の駐車軌跡Lによれば、車両Vは後退して駐車スペースSに到達するため、車両Vの後部に設けられる車両側カメラ22がマークMを撮影した。前方の車両側カメラ21がマークMを撮影する場合、たとえば車両Vが前進して駐車スペースに到達するような駐車軌跡を用いる場合には、進行中画像認識手段31bは車両側カメラ21から入力される画像に基づいて画像認識を行う。また、車両側カメラ21および車両側カメラ22のいずれからの画像を画像認識に用いるかは、たとえばマークMの目標特徴点がいずれの画像から認識されるかに基づいて決定することができる。
また、車両側カメラは少なくとも1つあればよく、たとえば前方の車両側カメラ21を備えない構成であってもよく、また、前後の車両側カメラ21および22に加えて横方向を撮影するカメラを備えてもよい。
また、車両側カメラは少なくとも1つあればよく、たとえば前方の車両側カメラ21を備えない構成であってもよく、また、前後の車両側カメラ21および22に加えて横方向を撮影するカメラを備えてもよい。
駐車スペースSは、マークMから正面方向に所定の距離だけ離れた位置に画定される。ここで、運転者がマークMと駐車スペースSとの所定の位置関係を知っている場合には、マークMを配置すべき位置を所望の駐車スペースSの位置から逆算して求め、求められた位置にマークMが配置されるように目標側装置10を設置することができる。このようにすれば、目標側装置10を携帯式とすることができるので、運転者は目標側装置10を車両Vに積載して持ち運び、所望の駐車スペースに設置することができる。したがって、あらかじめ決められた駐車スペースでなくとも駐車支援を行うことができる。また、あらかじめ決められた駐車スペースに駐車を行う場合であっても、目標側装置10を常時固定する必要がない。
なお、運転者がマークMと駐車スペースSとの所定の位置関係を知っているか否かにかかわらず、たとえば所定の駐車スペースSに対してあらかじめ決められた位置にマークMを固定し常設しておいても、実施の形態1と同様の駐車支援を行うことができる。
なお、運転者がマークMと駐車スペースSとの所定の位置関係を知っているか否かにかかわらず、たとえば所定の駐車スペースSに対してあらかじめ決められた位置にマークMを固定し常設しておいても、実施の形態1と同様の駐車支援を行うことができる。
さらに、運転者が車両Vにおける車両特徴点の位置を知っている場合には、目標側カメラ11の視野に車両特徴点が含まれるように地点Aを選定することができる。また、運転者が車両Vにおける車両特徴点の位置を知っているかいなかに関わらず、たとえば車両特徴点が認識されるまで車両Vを徐々に走行させ、車両特徴点が認識された時点で図5のステップS2以降の処理を開始する構成とすることによって、同様の駐車支援を行うことができる。
また、実施の形態1では、図5のステップS7においてマークMが撮影されていない場合にはステップS5に戻るが、変形例としてステップS2に戻る構成としてもよい。この場合、ステップS4も繰り返し実行されることになるので、車両Vの車両特徴点が目標側カメラ11の視野外に出てしまうまで、随時駐車軌跡Lを更新し続けることができ、車両運動制御装置33の制御の精度が向上する。
また、実施の形態1において、目標側カメラ11は駐車スペースSの全体と駐車軌跡Lの一部とを撮影する。このような配置によれば、駐車スペースS内の障害物を適切に検出することができる。しかしながら、目標側カメラ11が撮影する範囲はこれに限られず、障害物監視を行いたい範囲に応じて自由に設計することができる。たとえば、目標側カメラ11は駐車スペースSの一部のみを撮影してもよい。または、駐車スペースSをまったく撮影しなくともよい(この場合は駐車軌跡Lの少なくとも一部を撮影する必要がある)。
同様に、目標側カメラ11は駐車軌跡Lの全体を撮影してもよく、実施の形態1のようにその一部のみを撮影してもよい。または、駐車軌跡Lをまったく撮影しないものであってもよい(この場合は駐車スペースSの少なくとも一部を撮影する必要がある。)。
同様に、目標側カメラ11は駐車軌跡Lの全体を撮影してもよく、実施の形態1のようにその一部のみを撮影してもよい。または、駐車軌跡Lをまったく撮影しないものであってもよい(この場合は駐車スペースSの少なくとも一部を撮影する必要がある。)。
また、実施の形態1において、目標側カメラ11は、少なくとも一時点(たとえば駐車の開始時点)において、車両Vの少なくとも一部を撮影するが、他の時点においても同様の撮影を行うものであってもよい。たとえば、目標側カメラ11は一定の周期をもって撮影を行ってもよい。また、制御装置30が撮影タイミングおよび画像データ送信タイミングを制御し、目標側カメラ11はこの制御に応じて撮影を行ってもよい。また、目標側カメラ11は、駐車の開始時点以降、駐車の完了時点まで、連続して撮影を行ってもよい。その他、撮影のタイミングは、周知技術に基づき、高い自由度をもって設計することができる。
また、実施の形態1では、マークMは駐車スペースSの後方所定の距離に設置される。このような配置によれば、駐車完了時点まで車両側カメラ22がマークMを撮影し続けることができる。ここで、マークMを設置すべき位置は、自由に設計することができる。たとえば、マークMを図1のように駐車スペースの後方に設置することを想定する場合には、目標駐車位置はマークMの前方に定義すればよい。また、マークMを車庫の奥の壁面に取り付けることを想定する場合には、目標駐車位置はマークMの前方かつ下方に定義すればよい。
また、実施の形態1では目標側装置10およびリモコン40はそれぞれ別体の装置として構成されるが、これらは一体であってもよい。すなわち、目標側装置10に入力装置41が取り付けられていてもよい。
また、実施の形態1では、初期画像認識手段31a、初期位置パラメータ算出手段32a、初期相対位置算出手段32b、および障害物検出手段31cは車両側装置20に含まれるが、これらのいずれかまたは全てが目標側装置10に含まれてもよい。
たとえば、目標側装置10は画像を送信するのではなく、車両Vの画像から車両特徴点を認識し、その2次元座標のみを送信してもよい。または、目標側装置10が車両特徴点の2次元座標に基づいて目標側カメラ11の位置パラメータを算出し、この位置パラメータを送信してもよい。または、目標側装置10は、算出された目標側カメラ11の位置パラメータに基づいて、車両Vと駐車スペースSとの相対位置関係を算出し、この相対位置関係を送信してもよい。または、目標側装置10は、駐車スペースSおよび駐車軌跡Lの画像から障害物を検出し、障害物を検出したか否かを表す情報を送信してもよい。
たとえば、目標側装置10は画像を送信するのではなく、車両Vの画像から車両特徴点を認識し、その2次元座標のみを送信してもよい。または、目標側装置10が車両特徴点の2次元座標に基づいて目標側カメラ11の位置パラメータを算出し、この位置パラメータを送信してもよい。または、目標側装置10は、算出された目標側カメラ11の位置パラメータに基づいて、車両Vと駐車スペースSとの相対位置関係を算出し、この相対位置関係を送信してもよい。または、目標側装置10は、駐車スペースSおよび駐車軌跡Lの画像から障害物を検出し、障害物を検出したか否かを表す情報を送信してもよい。
また、図7に示す駐車軌跡Lは並列駐車を想定したものであるが、縦列駐車に対応する駐車軌跡を用いてもよい。また、縦列駐車および並列駐車のいずれを行うかを指定する入力手段がリモコン40に設けられても良い。
また、実施の形態1では5個の特徴点(車両特徴点または目標特徴点)の2次元座標を用いて10個の関係式を作成しているが、特徴点の数はこれに限らない。実施の形態1では、関係式の数「10」は、算出しようとする位置パラメータ(初期位置パラメータまたは進行中位置パラメータ)の数「6」よりも多いため、位置パラメータを精度よく求めることができる。しかしながら、少なくとも3個の特徴点を用いれば、6個の関係式を作成して6個の位置パラメータを求めることができる。また、より多くの特徴点の2次元座標を用いれば、最小二乗法等により精度をさらに向上させることができる。
また、マークMが配置されている駐車スペースSの床面と車両Vの現在位置の路面との間に傾きが存在しない場合には、少なくともマークMを基準とした車両側カメラ21または22の3次元座標(x,y,z)とパン角(方向角)の4個のパラメータからなる位置パラメータを算出すればマークMと車両Vの相対位置関係を特定することができる。この場合には、マークMの最低2個の特徴点の2次元座標により4個の関係式を作成すれば、4個の位置パラメータを求めることができる。
さらに、マークMと車両Vとが同一平面上にあり、マークMが配置されている駐車スペースSの床面と車両Vの現在位置の路面との間に段差も傾きも存在しない場合には、少なくともマークMを基準とした車両側カメラ21または22の2次元座標(x,y)とパン角(方向角)の3個のパラメータからなる位置パラメータを算出すれば、マークMと車両Vの相対位置関係を特定することができる。この場合にも、マークMの最低2個の特徴点の2次元座標により4個の関係式を作成すれば、3個の位置パラメータを求めることができる。
実施の形態2.
実施の形態1では、車両Vが駐車スペースSに到達する時点で、車両側カメラ22がマークMを撮影できるようになっていた。実施の形態2では、マークMは、車両Vが駐車スペースSに到達する時点では車両側カメラ21および車両側カメラ22いずれによっても撮影されない位置に設置される。
図8は、実施の形態2に係る駐車支援装置の構成の例を示す。実施の形態2では、マークMが駐車スペースSの前方に所定の距離をおいて位置するように、目標側装置10が設置される。この場合、駐車スペースSは、マークMから後方に所定の距離だけ離れた位置に画定される矩形のスペースとなる。なお、目標側装置10は車両Vの後退を妨げない形状、たとえば車両Vがその上を容易に通過することができる形状であるものとする。
実施の形態1では、車両Vが駐車スペースSに到達する時点で、車両側カメラ22がマークMを撮影できるようになっていた。実施の形態2では、マークMは、車両Vが駐車スペースSに到達する時点では車両側カメラ21および車両側カメラ22いずれによっても撮影されない位置に設置される。
図8は、実施の形態2に係る駐車支援装置の構成の例を示す。実施の形態2では、マークMが駐車スペースSの前方に所定の距離をおいて位置するように、目標側装置10が設置される。この場合、駐車スペースSは、マークMから後方に所定の距離だけ離れた位置に画定される矩形のスペースとなる。なお、目標側装置10は車両Vの後退を妨げない形状、たとえば車両Vがその上を容易に通過することができる形状であるものとする。
実施の形態2に係る駐車支援装置の動作は、実施の形態1において図5のフローチャートを用いて説明したものと同様である。ただし、マークMは駐車スペースSの前方に位置するので、車両Vが駐車スペースSに向かって後退する途中で車両Vの後端がマークMを乗り越え、マークMは車両側カメラ22の視野から外れる。よって、それ以降は、図5のステップS8においてマークMの目標特徴点は撮影されず、ステップS9において目標特徴点に基づいて車両Vと駐車スペースSとの相対位置関係を特定することができなくなる。
ここで、実施の形態2では、進行中位置特定手段35が車両Vと駐車スペースSとの相対位置関係を特定できない場合(たとえば、車両側カメラ21および車両側カメラ22のいずれもマークMの画像を撮影していない場合、進行中画像認識手段31bが目標特徴点を認識していない場合、進行中位置パラメータ算出手段32cが進行中位置パラメータを算出していない場合、等がこれに含まれる)、進行中位置特定手段35は相対位置関係の特定を行わない。また、軌跡算出手段32eは駐車軌跡Lを新たに算出せず、最後に算出された駐車軌跡Lをそのまま用いる。したがって、マークMが撮影できない状態であっても、車両運動制御装置33はすでに算出された駐車軌跡Lに従って車両Vを制御することができ、車両Vを駐車スペースSに駐車させることができる。
このように、実施の形態2では、車両側カメラ21および22は、マークMを継続的に撮影する必要はない。駐車支援の開始時点以降の少なくとも一時点においてマークMを撮影することができれば、その時点で特定された車両Vと駐車スペースSとの位置関係に基づいて駐車軌跡Lを算出することができ、この駐車軌跡Lに従ってそれ以降の制御を行うことができる。
したがって、マークMを設置すべき位置に関する制限を緩和することができるので、利便性が向上する。
したがって、マークMを設置すべき位置に関する制限を緩和することができるので、利便性が向上する。
実施の形態3.
実施の形態1および2では、運転者は車両Vの外部からリモコン40を用いて駐車支援の開始を指令する。実施の形態3では、運転者が車両Vに乗車したまま駐車支援が行われる。
図9は、実施の形態3に係る駐車支援装置の構成の例を示す。運転者は、車両Vから降車して所望の位置に目標側装置10を設置した後、再び車両Vに乗車する。この状態で、運転者は駐車支援の開始を指令する。車両Vは運転者の指令を受け付ける入力装置を備えており、運転者はこの入力装置を介して開始指令を入力する(図5のステップS1に相当)。その後の動作は図5に示す実施の形態1の動作と同様である。また、運転者は随時、ブレーキを操作する等の所定の操作により、車両Vを停止させ、または駐車支援の進行を中断させることができる。
このように、実施の形態3によれば、目標側カメラ11を用いた障害物の監視に加え、運転者が運転席から周囲に注意を向けることができるので、安全性が向上する。
実施の形態1および2では、運転者は車両Vの外部からリモコン40を用いて駐車支援の開始を指令する。実施の形態3では、運転者が車両Vに乗車したまま駐車支援が行われる。
図9は、実施の形態3に係る駐車支援装置の構成の例を示す。運転者は、車両Vから降車して所望の位置に目標側装置10を設置した後、再び車両Vに乗車する。この状態で、運転者は駐車支援の開始を指令する。車両Vは運転者の指令を受け付ける入力装置を備えており、運転者はこの入力装置を介して開始指令を入力する(図5のステップS1に相当)。その後の動作は図5に示す実施の形態1の動作と同様である。また、運転者は随時、ブレーキを操作する等の所定の操作により、車両Vを停止させ、または駐車支援の進行を中断させることができる。
このように、実施の形態3によれば、目標側カメラ11を用いた障害物の監視に加え、運転者が運転席から周囲に注意を向けることができるので、安全性が向上する。
なお、実施の形態3では車両Vが入力装置を備えるためリモコン40は不要であるが、変形例として、運転者は、車両Vの車内においてリモコン40を用いて実施の形態1と同様に開始指令を入力行ってもよい。この場合は、入力装置を車両Vに設ける必要がない。
また、実施の形態3において、車両Vは、目標側カメラ11が撮影した画像、車両側カメラ21が撮影した画像、および車両側カメラ22が撮影した画像の少なくとも1つを表示する表示装置を備えてもよい。このようにすると、運手者自身が画像を見て障害物を認識し、車両Vを停止させることができる。
また、実施の形態3において、車両Vは、目標側カメラ11が撮影した画像、車両側カメラ21が撮影した画像、および車両側カメラ22が撮影した画像の少なくとも1つを表示する表示装置を備えてもよい。このようにすると、運手者自身が画像を見て障害物を認識し、車両Vを停止させることができる。
実施の形態4.
実施の形態1〜3では、運転者により開始指令が入力された後は、車両運動制御装置33が自動で車両Vを駐車スペースSに誘導する。実施の形態4では、車両Vの制御を運転者が手動で行うものである。実施の形態4に係る駐車支援装置は、図10に示す部分を除き、実施の形態3に係るものと同様の構成を有する。
図10は、実施の形態4に係る案内装置133およびこれに関連する構成を示す。案内装置133は、実施の形態1における車両運動制御装置33(図4)に相当するものである。
実施の形態1〜3では、運転者により開始指令が入力された後は、車両運動制御装置33が自動で車両Vを駐車スペースSに誘導する。実施の形態4では、車両Vの制御を運転者が手動で行うものである。実施の形態4に係る駐車支援装置は、図10に示す部分を除き、実施の形態3に係るものと同様の構成を有する。
図10は、実施の形態4に係る案内装置133およびこれに関連する構成を示す。案内装置133は、実施の形態1における車両運動制御装置33(図4)に相当するものである。
案内装置133は、車両Vの運転に関する案内信号を作成し、これを運転者に対して出力する。案内信号は、車両Vを進行させることを運転者に促す走行案内信号と、車両Vを停止させることを運転者に促す停止案内信号と、車両Vの操舵角を変更することを運転者に促す操舵案内信号と、車両Vのシフトチェンジを運転者に促すシフト案内信号とを含む。案内装置133は、これらの案内信号を出力することによって、車両Vが駐車軌跡Lに沿って移動する運転操作を運転者に実現させる。
このような案内信号の具体的な提示方法は様々なものが公知であるので、適宜設計可能である。例として、走行案内信号は、運転者にアクセル操作を促す音声や画面表示によって実現することができる。
このような案内信号の具体的な提示方法は様々なものが公知であるので、適宜設計可能である。例として、走行案内信号は、運転者にアクセル操作を促す音声や画面表示によって実現することができる。
実施の形態4に係る駐車支援装置の動作は、実施の形態1において図5のフローチャートを用いて説明したものと同様である。ただし、実施の形態4では、ステップS6およびS12において、車両Vの運動制御の代わりに、運転者に対する案内が行われる。ここで、運転者に対する案内は、走行案内信号、停止案内信号、操舵案内信号、およびシフト案内信号を出力することによって行われる。
また、ステップS5またはS11において、障害物が検出された場合には、案内装置133は、音声または画面表示によって、障害物が検出された旨の警告を運転者に提示する。
このように、実施の形態4によれば、目標側カメラ11を用いた障害物の監視に加え、運転者は周囲の状況に応じて手動で車両Vを運転することができるので、安全性が向上する。
また、ステップS5またはS11において、障害物が検出された場合には、案内装置133は、音声または画面表示によって、障害物が検出された旨の警告を運転者に提示する。
このように、実施の形態4によれば、目標側カメラ11を用いた障害物の監視に加え、運転者は周囲の状況に応じて手動で車両Vを運転することができるので、安全性が向上する。
実施の形態1〜3では車両Vの運転は車両運動制御装置33が自動で行い、実施の形態4では車両Vの運転は運転者が手動で行う。変形例として、これらを組み合わせ、一部の制御を自動で、残る部分を手動で行っても良い。たとえば、車両運動制御装置33または案内装置133は、操舵角の変更については自動で行うとともに、走行・停止・シフトチェンジについては案内信号を出力して運転者に操作を促す構成とすることができる。このようにすると、正確な操作が比較的困難な部分(たとえば操舵)については自動的に行い、それ以外の部分については運転者に操作を任せることができ、最低限の自動制御で精度の高い駐車支援を行うことができる。
10 目標側装置、11 目標側カメラ、12 送信装置(送信手段)、20 車両側装置、21および22 車両側カメラ、23 受信装置(受信手段)、34 初期位置特定手段(31a 初期画像認識手段、32a 初期位置パラメータ算出手段、32b 初期相対位置算出手段)、35 進行中位置特定手段(31b 進行中画像認識手段、32c 進行中位置パラメータ算出手段、32d 進行中相対位置算出手段)、31c 障害物検出手段、32e 軌跡算出手段、33 車両運動制御装置(車両運動制御手段)、40 リモコン(指令装置)、42 送信装置(送信手段)、50 操舵角センサ(車両走行に係るセンサ)、51 ヨーレートセンサ(車両走行に係るセンサ)、52 車速センサ(車両走行に係るセンサ)、L 駐車軌跡、M マーク(基準目標)、S 駐車スペース(目標駐車位置)、V 車両。
Claims (6)
- 車両に搭載される車両側装置と、目標駐車位置に関連する目標側装置とを含み、所定の駐車軌跡に従って前記目標駐車位置に至る駐車を支援する、駐車支援装置であって、
前記目標側装置は、前記目標駐車位置を特定するための基準目標と、前記基準目標に対して所定の位置関係をもって固定された目標側カメラと、前記車両側装置に情報を送信する送信手段とを備え、
前記目標側カメラは、前記駐車の開始時点において前記車両を撮影するとともに、前記開始時点以降の少なくとも一時点において前記目標駐車位置および前記駐車軌跡の少なくとも一方を撮影し、
前記送信手段は、前記目標側カメラによって撮影された画像に基づく情報を送信し、
前記車両側装置は、前記基準目標を撮影するための車両側カメラと、前記送信手段によって送信される情報を受信する受信手段とを備え、
前記駐車支援装置は、さらに、
前記目標側カメラによって撮影された前記車両の画像に基づいて、前記駐車の前記開始時点における前記車両と前記目標駐車位置との相対位置関係を特定する、初期位置特定手段と、
前記車両側カメラによって撮影された前記基準目標の画像に基づいて、前記開始時点以降の前記少なくとも一時点において、前記車両と前記目標駐車位置との相対位置関係を特定する、進行中位置特定手段と、
前記相対位置関係に基づいて前記駐車軌跡を算出する軌跡算出手段と
を備える、駐車支援装置。 - 前記駐車支援装置は、さらに障害物検出手段を備え、
前記障害物検出手段は、前記目標側カメラが撮影した画像に基づいて障害物を検出する
請求項1に記載の駐車支援装置。 - 前記駐車支援装置は、携帯式の指令装置を備え、
前記指令装置は、駐車支援の開始を指示する開始指令を送信する送信手段を備え、
前記車両側装置は、さらに、車両走行に係るセンサと、前記車両を前記目標駐車位置まで自動的に移動させる車両運動制御手段とを備え、
前記車両側装置の前記受信手段が前記開始指令を受信すると、前記車両運動制御手段は、前記駐車軌跡と、車両走行に係る前記センサからの検知信号とに基づいて、前記車両を自動的に走行させるための走行信号および前記車両を自動的に操舵するための操舵信号を作成する
請求項1または2に記載の駐車支援装置。 - 前記駐車支援装置は、さらに障害物検出手段を備え、
前記障害物検出手段は、前記目標側カメラが撮影した画像に基づいて障害物を検出するものであり、
前記駐車支援装置は、携帯式の指令装置を備え、
前記指令装置は、駐車支援の開始を指示する開始指令を送信する送信手段を備え、
前記車両側装置は、さらに、車両走行に係るセンサと、前記車両を前記目標駐車位置まで自動的に移動させる車両運動制御手段とを備え、
前記車両側装置の前記受信手段が前記開始指令を受信すると、前記車両運動制御手段は、前記駐車軌跡と、車両走行に係る前記センサからの検知信号とに基づいて、前記車両を自動的に走行させるための走行信号および前記車両を自動的に操舵するための操舵信号を作成するものであり、
前記障害物検出手段が前記障害物を検出した場合には、前記車両運動制御手段は前記車両を停止させる
請求項1に記載の駐車支援装置。 - 前記目標側装置は携帯式である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の駐車支援装置。
- 前記初期位置特定手段は、
前記目標側カメラにより撮影された前記車両の画像に基づいて前記車両の車両特徴点を抽出するとともに、前記車両の画像上における前記車両特徴点の2次元座標を認識する、初期画像認識手段と、
前記車両特徴点の前記2次元座標に基づいて、前記車両を基準とした前記目標側カメラの位置パラメータを算出する、初期位置パラメータ算出手段と、
前記目標側カメラの位置パラメータに基づいて、前記車両と前記目標駐車位置との相対位置関係を算出する、初期相対位置算出手段と
を備え、
前記進行中位置特定手段は、
前記車両側カメラにより撮影された前記基準目標の画像に基づいて前記基準目標の目標特徴点を抽出するとともに、前記基準目標の画像上における前記目標特徴点の2次元座標を認識する、進行中画像認識手段と、
前記目標特徴点の前記2次元座標に基づいて、前記基準目標を基準とした前記車両側カメラの位置パラメータを算出する、進行中位置パラメータ算出手段と、
前記車両側カメラの位置パラメータに基づいて、前記車両と前記目標駐車位置との相対位置関係を算出する、進行中相対位置算出手段と
を備える、請求項1〜5のいずれか一項に記載の駐車支援装置。
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-
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- 2009-07-07 JP JP2009161026A patent/JP2011016401A/ja not_active Withdrawn
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