JP2011051403A - 駐車支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両を適切な所定の初期停止位置へ移動させることを支援する駐車支援装置を提供する。
【解決手段】車両に搭載された少なくとも１つのカメラと、画像を表示可能な表示装置とに車載ネットワークを介して接続され、前記車両を目標駐車位置に駐車させることを支援する駐車支援装置が、前記少なくとも１つのカメラで撮影された画像に基づいて、所定の視点からの自車両周辺の俯瞰画像を生成する俯瞰画像生成部と、前記俯瞰画像生成部において生成された前記俯瞰画像と同一の座標系において、前記車両を示す画像および、前記車両から所定距離離れた位置に目標駐車位置を示す駐車枠図形を、前記俯瞰画像に重畳して出力する重畳出力部とを備えることにより、ユーザが車両を目標駐車位置に駐車させることを支援する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両を目標駐車位置に駐車させることを支援する駐車支援装置に関する。

近年、車両の駐車時において、運転操作を支援してドライバの負担を軽減する様々なパーキングアシストシステムが知られている。

例えば、ドライバが車両を所定の初期停止位置に停止させると、初期停止位置から駐車位置までの自動運転を行うシステムが知られている。このようなシステムでは、車両に搭載された各種センサーと車載ＥＣＵとが協調して駐車空間を自動認識し、バック駐車時のハンドル操作やアクセル操作を自動的に行う。

また、車両周辺の映像をドライバに視認させるシステムが知られている。このシステムでは、車両の前後左右に取り付けたカメラ画像を合成し、合成したカメラ画像と自車両を模擬した画像と重畳させて、車両の上方から見下ろしたような俯瞰画像をモニタに表示させる。

さらに、カメラ画像に表示されている駐車枠を示す白線を認識して、車両を誘導するためのガイド線をモニタ上に表示するシステムが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００８−１１４６２８号公報

しかしながら、上述の自動運転を行うシステムにおいては、初心者や駐車の苦手な人にとっては、駐車する以前に、自動駐車させるために適切な所定の初期停止位置に車両を移動させることが困難である。例えば、駐車スペースをシステムに認識させるための条件として、駐車スペースと所定距離を隔てた位置に車両を停止させる必要がある。この条件を満たすような位置に車両を移動させるためには、ある程度の運転の慣れが必要となる。特に、運転席の反対側の車両側面と所定距離を隔てた位置に車両を停止させる場合、この車両側面付近はドライバの死角となるため、車両感覚がなければ適切な初期停止位置に車両を移動させることは困難である。

また、上述の車両周辺の映像をドライバに視認させるシステムにおいては、車両の上方から見下ろした俯瞰画像をモニタに表示させるだけであり、車両の駐車を積極的に支援するものではないことから、駐車操作を苦手とするドライバを十分にアシストすることは困難である。例えば、バック駐車時の前段階において、どの位置に車両を移動させればバック駐車が成功するか等ついては、ドライバ自身が判断しなければならず、駐車時のアシストが十分とはいえない。

さらに、上述のガイド線をモニタ上に表示するシステムにおいては、駐車枠を示す白線の存在を前提としているため、白線の存在しない駐車場においてはシステムを有効に機能させることができない。

本発明は、上記のような点に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両を適切な所定の初期停止位置へ容易に移動させ、車両を目標駐車位置へ簡単に駐車させることができる駐車支援装置の提供にある。

上記の目的を達成するために、以下に開示する駐車支援装置は、車両に搭載された少なくとも１つのカメラと、画像を表示可能な表示装置とに車載ネットワークを介して接続され、前記車両を目標駐車位置に駐車させることを支援する駐車支援装置であって、前記少なくとも１つのカメラで撮影された画像に基づいて、所定の視点からの自車両周辺の俯瞰画像を生成する俯瞰画像生成部と、前記俯瞰画像生成部において生成された前記俯瞰画像と同一の座標系において、前記車両を示す画像および、前記車両から所定距離離れた位置に目標駐車位置を示す駐車枠図形を、前記俯瞰画像に重畳して出力する重畳出力部とを備える。

上記駐車支援装置によれば、ドライバが適切な所定の初期停止位置へ車両を移動させることを支援できる。このため、ドライバに駐車成功率の高い停止位置から車両の駐車操作を開始させ、駐車場の白線の存在にかかわらず当該車両を目標駐車位置へ簡単に駐車させることを支援できる。

駐車支援システム１のシステム構成の一例を示す機能ブロック図である。 駐車支援システム１のハードウェア構成の一例を示す図である。 本発明にかかる駐車支援装置３を実装した車両３０の模式図である。 駐車支援処理における画像表示処理を示すフローチャートの一例である。 図４のフローチャートのステップS405において生成される俯瞰画像の一例である。 図４のフローチャートのステップS409において自車画像および駐車枠図形が重畳された俯瞰画像の一例である。 「車両３０から所定距離離れた位置」を決定するために用いる車両３０の特性値の例を示す図である。 「車両３０から所定距離離れた位置」を決定するために用いる俯瞰画像における各部の座標位置の例を示す図である。 「車両３０から所定距離離れた位置」を決定するための計算例を示す図である。 俯瞰画像の一例を示す図である。 俯瞰画像の一例を示す図である。 俯瞰画像の一例を示す図である。 俯瞰画像の一例を示す図である。 俯瞰画像の一例を示す図である。 俯瞰画像の一例を示す図である。 俯瞰画像の一例を示す図である。 俯瞰画像の一例を示す図である。 視点データ２７ｃの一例を示す図である。 駐車枠図形データ２７ｅの一例を示す図である。 自車画像データ２７ｄの一例を示す図である。 視点変更前における俯瞰画像の一例を示す図である。 駐車枠図形の視点変更に用いる補正値テーブルの一例を示す図である。 視点変更後における俯瞰画像の一例を示す図である。 駐車枠図形の視点変更時の計算例を示す図である。 駐車枠図形データ２７ｅのレコード９３の座標位置を頂点とする位置に、駐車枠形状４０ｂが表示された例を示す図である。 車両３０が初期停止位置に対して９０度向きが変わった位置において、駐車枠図形４１を表示する例を示す図である。 第１の駐車枠図形４０と第２の駐車枠図形４３とを、駐車枠図形として表示した例を示す図である。 「右前方前進駐車」の場合における、駐車枠図形の頂点座標を決定する模式図の一例を示す図である。 駐車方法とディスプレイ変換係数の関係の一例を示す図である。 「右前方前進駐車」の場合における、「車両３０から所定距離離れた位置」を決定するための計算例を示す図である。

本発明の一実施形態にかかる駐車支援装置は、車両に搭載された少なくとも１つのカメラと、画像を表示可能な表示装置とに車載ネットワークを介して接続され、前記車両を目標駐車位置に駐車させることを支援する。また、駐車支援装置は、少なくとも１つのカメラで撮影された画像に基づいて、所定の視点からの自車両周辺の俯瞰画像を生成する。駐車支援装置は、生成された前記俯瞰画像と同一の座標系において、前記車両を示す画像および、前記車両から所定距離離れた位置に目標駐車位置を示す駐車枠図形を、前記俯瞰画像に重畳して出力する。なお、上記駐車支援装置において、前記重畳出力部は、前記車両と前記駐車枠図形との前記俯瞰画像中における相対的位置関係が、前記車両と前記目標駐車位置との現実の相対的位置関係に一致するように、前記車両を示す画像および前記駐車枠図形を前記俯瞰画像に重畳して出力することが好ましい。

これにより、ドライバは、車両を適切な所定の初期停止位置へ容易に移動させて、駐車成功率の高い停止位置から車両の駐車操作を開始することができる。このため、上記駐車支援装置は、ドライバが車両を目標駐車位置へ駐車させることを支援することができる。

以下においては、本発明の実施形態について図面を用いて具体的に説明する。

［１．第１の実施形態］
以下、本発明にかかる駐車支援装置を実装した車両を用いて、駐車操作を行う例について説明する。本発明にかかる駐車支援装置は、カメラ装置およびディスプレイ装置とともに駐車支援システムとして構成することができる。例えば、駐車支援システムを構成するディスプレイ装置には、カーナビゲーション装置または車載テレビ装置等において使用されるディスプレイ装置を用いることができる。この場合、本発明にかかる駐車支援装置とカーナビゲーション装置等とを切り替えて、上記ディスプレイ装置を使用する構成とすればよい。

［１−１．駐車支援システム１のシステム構成例］
図１は、上記駐車支援システムのシステム構成例を示す機能ブロック図である。この駐車支援システム１は、駐車支援装置３、カメラ装置５、ディスプレイ装置７および操作ボタン装置９を含んで構成される。駐車支援装置３、カメラ装置５、ディスプレイ装置７および操作ボタン装置９は、IDB-1394（IEEE 1394）やMOST（Media Oriented System Transport）等の車載ネットワークを介して相互に通信可能である。なお、車載ネットワークを用いない場合には、駐車支援装置３を、カメラ装置５、ディスプレイ装置７および操作ボタン装置９とそれぞれ接続可能に構成すればよい。

図１の駐車支援システム１において、カメラ装置５は、前方カメラ５ａ、右側方カメラ５ｂ、左側方カメラ５ｃおよび後方カメラ５ｄを含んで構成される。各カメラは、その画角が１８０度程度の広角カメラであり、車両の所定位置に設置され車両周辺を撮像する。例えば、図３は、本発明にかかる駐車支援装置３を実装した車両３０の模式図である。図３に示すように、車両３０の前方、右側方、左側方および後方に、前方カメラ５ａ、右側方カメラ５ｂ、左側方カメラ５ｃおよび後方カメラ５ｄをそれぞれ設置することにより、車両周囲のほぼ全体を撮像することができる。各カメラ５ａ〜５ｄにおいて撮像された車両周辺画像は、駐車支援装置３に対して送出される。なお、車両周辺画像を撮像可能であれば、カメラの個数は４つに限定されない。

また、カメラ１台で車両周辺画像を撮像する場合は、全周囲カメラを使うか、１台の広角カメラを回転して撮像することも可能である。しかしながら、全周囲カメラを車両の屋根に設置しても、車両自体による死角を解消するのが難しく、１台の広角カメラを回転して撮像すると撮像した画像に時間のズレが発生するため、複数の広角カメラを用いるのが望ましい。

図１の駐車支援システム１において、駐車支援装置３は、俯瞰画像生成部３ａ、重畳出力部３ｂ、視点変更部３ｃ、駐車枠図形変形部３ｄ、駐車方法変更部３ｅおよび、入力制御部３ｆを備える。駐車支援装置３の俯瞰画像生成部３ａは、カメラ装置５から送出された車両周辺画像に基づいて、所定視点からの俯瞰画像を生成するための処理を行う。駐車支援装置３の重畳出力部３ｂは、前記俯瞰画像と同一の座標系において、前記車両を示す画像と、目標駐車位置を示す駐車枠図形とを、前記俯瞰画像に重畳し、重畳した画像をディスプレイ装置７に対して出力するための処理を行う。

俯瞰画像の生成においては、例えば、車両を中心にした周囲の所定形状面に周辺画像をマッピングし、所定の視点からの車両の周辺画像を座標変換によって算出する。マッピング対象となる形状には、椀形状やキューブ（直方体）形状等が存在するが、ここでの形状は特に限定されない。

また、駐車支援装置３の入力制御部３ｆは、ドライバからの指示に応じた入力信号を、後述する操作ボタン装置９から受け付け、この入力信号に応じて視点変更部３ｃ、駐車枠図形枠変形部３ｄまたは駐車方法変更部３ｅに指令を与えるための処理を行う。

入力制御部３ｆからの指令を受けると、視点変更部３ｃは、前記俯瞰画像の視点を変更させるための処理を行う。入力制御部３ｆからの指令を受けると、駐車枠図形変形部３ｄは、視点の変更に応じて俯瞰画像に重畳する駐車枠図形の形状を変形させるための処理を行う。入力制御部３ｆからの指令を受けると、駐車方法変更部３ｅは、駐車方法に適した位置および方向において、駐車枠図形を俯瞰画像に重畳させるための処理を行う。

図１の駐車支援システム１において、ディスプレイ装置３は、表示部７ａを備える。表示部７ａは、駐車支援装置３から出力された、車両を示す画像と駐車枠図形とが重畳された俯瞰画像を車両のドライバに視認可能に表示する。車両を示す画像は、車両に搭載されているカメラ自体では全体を撮像できないため、事前に、所定の視点からの自車両の画像を事前に駐車支援装置３に記憶させておく。

図１の駐車支援システム１において、操作ボタン装置９は、画像表示開始ボタン９ａ、セット完了ボタン９ｂ、視点変更ボタン９ｃおよび、駐車方法変更ボタン９ｄを備える。各ボタン９ａ〜９ｄは、ドライバにより入力操作が行われた場合に、駐車支援装置３の入力制御部３ｆに対して各ボタン固有の入力信号を与える。

なお、図１の駐車支援装置３における各機能部は、プログラムによって実現されるＣＰＵの機能を含む概念である。ここで、プログラムとは、ＣＰＵにより直接実行可能なプログラムだけでなく、ソース形式のプログラム、圧縮処理がされたプログラム、暗号化されたプログラム等を含む概念である。

［１−２．駐車支援システム１のハードウェア構成例］
図２は、図１に示した駐車支援システム１を、ＣＰＵを用いて実現したハードウェア構成の一例である。上記駐車支援システム１は、ディスプレイ２１、ＣＰＵ２３、メモリ２５、操作ボタン２６、ハードディスク２７および前方カメラ５ａ、右側方カメラ５ｂ、左側方カメラ５ｃおよび後方カメラ５ｄを備え、各機器は車載ネットワークを介して接続されている。

ハードディスク２７には、ＯＳ（オペレーティングシステム）２７ａ、駐車支援プログラム２７ｂ、視点データ２７ｃ、自車画像データ２７ｄ、駐車枠図形データ２７ｅ及び、車両データ２７ｆ等が記録される。なお、メモリ２５に、ＯＳ（オペレーティングシステム）２７ａ、駐車支援プログラム２７ｂ、視点データ２７ｃ、自車画像データ２７ｄおよび、駐車枠図形データ２７ｅ等の全部または一部を記録する構成としてもよい。

ＣＰＵ２３は、ＯＳ２７ａおよび、駐車支援プログラム２７ｂ等に基づいた処理である駐車支援処理を実行する。ディスプレイ２１は、上述のディスプレイ装置７（図１）を構成し、車両内においてドライバが操作可能な位置に実装される。操作ボタン２６は、上述の操作ボタン装置９（図１）を構成し、車両内においてドライバが操作可能な位置に実装される。

図１に示した駐車支援装置３を構成する、俯瞰画像生成部３ａ、重畳出力部３ｂ、視点変更部３ｃ、駐車枠図形変形部３ｄおよび、駐車方法変更部３ｅは、ＣＰＵ２３上において駐車支援プログラム２７ｂを実行することによって実現される。

［１−３．駐車支援システム１の処理内容］
図４〜図１４を用いて、上記駐車支援システム１における駐車支援処理の内容を説明する。図４は、駐車支援処理における画像表示処理を示すフローチャートの一例である。駐車支援システム１においては、駐車支援プログラム２７ｂがＣＰＵ２３において実行されているものとする。本実施形態では、駐車支援プログラム２７ｂは、画像表示ボタンで実行を開始しているが、車両のシフトレバーがｂａｃｋ（後退）となった場合に起動するようにしてもよい。図８は、視点データ２７ｃの一例を示す図である。図９は、駐車枠図形データ２７ｅの一例を示す図である。図１０は、自車画像データ２７ｄの一例を示す図である。

［１−３−１．俯瞰画像の生成・重畳・表示処理］
本発明にかかる駐車支援装置システム１を実装した車両３０（図３）が駐車場に存在する場合において、車両３０を運転するドライバが駐車支援システム１の画像表示開始ボタン９ａ（図１）を押下すると、ＣＰＵ２３は以下の処理を実行する（ステップS401,YES）。

ＣＰＵ２３は、前方カメラ５ａ、右側方カメラ５ｂ、左側方カメラ５ｃおよび後方カメラ５ｄにおいて撮像された車両周辺画像を入力する（ステップS403）。なお、駐車支援装置システム１のハードディスク２７には、自車両に対する各カメラの位置、方向および撮像可能な領域等に関する情報が事前に記憶されている。

例えば、図３に示すように、前方カメラ５ａからは、前方カメラ５ａを中心とする画角１８０度程度の領域ａの画像を入力する。同様に、右側方カメラ５ｂからは領域ｂの画像、左側方カメラ５ｃからは領域ｃの画像、後方カメラ５ｄからは領域ｄの画像をそれぞれ入力する。

ＣＰＵ２３は、前方カメラ５ａ、右側方カメラ５ｂ、左側方カメラ５ｃおよび後方カメラ５ｄから入力した各画像に基づいて、視点データ２７ｃに記録されている所定の視点位置から見た車両周辺の俯瞰画像を生成する（ステップS405）。

例えば、図３に示す領域ａ、領域ｂ、領域ｃおよび領域ｄを撮像した各画像について、図８に示す、視点ＩＤ「視点０１」の視点データ（ｘ０１，ｙ０１，ｚ０１）の視点位置からみた俯瞰画像を生成する。ここで、視点ＩＤ「視点０１」の視点データ（ｘ０１，ｙ０１，ｚ０１）を用いるのは、視点データ２７ｃにおいて現在ポインタを示すフラグ「１」が記録されたデフォルト値であることに基づく。

また、視点ＩＤ「視点０１」は、車両３０の中心Ｐ（図３）における上空の所定位置を視点であるため、図５Ａに示すような俯瞰画像が生成される。図５Ａにおいて、領域５０は、車両３０の存在位置を示し、車両３０は、俯瞰画像に表示されない。上述の前方カメラ５ａ、右側方カメラ５ｂ、左側方カメラ５ｃおよび後方カメラ５ｄは、いずれも車両３０自体を撮像することができないからである。この点を補うため、下記処理により予め記録された自車画像データ２７ｄを俯瞰画像に重畳表示する。

ＣＰＵ２３は、車両３０のドライバによりセット完了ボタン９ｂ（図１）が押下されていなければ（ステップS407,NO）、俯瞰画像に、自車画像と駐車枠図形とを重畳させる（ステップS409）。例えば、図５Ｂに、車両３０の自車画像および駐車枠図形４０が重畳された俯瞰画像の例を示す。図５Ｂにおいては、車両３０のイメージ画像および矩形形状の駐車枠図形４０が、俯瞰画像に重畳して表示される。なお、駐車枠図形４０は、ドライバが判別可能な形状であればよく、矩形形状に特に限定されない。

以下において、俯瞰画像に自車画像と駐車枠図形とを重畳させる処理について具体的に説明する。まず、ＣＰＵ２３は、ハードディスク２７（図２）の自車画像データ２７ｄに予め記録されている車両３０のイメージ画像を取得する。例えば、図１０において視点ＩＤ「視点０１」に対応づけられている画像ファイル名「mycar01.jpg」に基づくイメージ画像を俯瞰画像に重畳表示する。なお、自車画像データ２７ｄに記録されるイメージ画像は、車両３０を俯瞰画像において識別するための画像であるため、実際の車両に近似する画像であることが望ましい。

次に、ＣＰＵ２３は、ハードディスク２７（図２）の駐車枠図形データ２７ｅ（図９）において現在ポインタが設定されている駐車枠図形データの座標位置を取得する。ここで、駐車枠図形データは、駐車枠図形を示す長方形における４つの頂点の座標位置から構成されており、視点ＩＤおよび駐車方法ごとに、これを表示すべき座標位置が記録されている。なお、駐車方法については後述する。例えば、図９において、現在ポインタに「１」が記録されている駐車枠図形データであるレコード９１を取得する。駐車枠図形は、車両３０の実際の大きさ（全長および全幅）と同一か、これよりも大きい図形であることが望ましい。

ＣＰＵ２３は、上記のようにして認識した自車画像および駐車枠図形を、上記ステップS405において生成した俯瞰画像に重畳させる（ステップS409）。例えば、図５Ａに示した領域５０の位置に、自車画像を重畳するとともに、領域５０から所定距離離れた所定位置に駐車枠図形４０を重畳する。図５Ｂは、ステップS409において自車画像３０および駐車枠図形４０が重畳された俯瞰画像の一例である。図５Ｂにおいて、俯瞰画像の中心Ｐ（図５Ａの領域５０の中心Ｐに相当する位置）に車両３０が重畳される。また、車両３０から所定距離離れた位置に駐車枠図形４０が重畳される。

上記駐車支援装置は、前記駐車枠図形を、前記車両の移動特性に応じた位置に出力してもよい。これにより、ドライバは、車両をより適切な初期停止位置へ容易に移動させることができ、精度の高い駐車操作を行うことができる。

図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃは、駐車枠図形４０が重畳される「車両３０から所定距離離れた位置」を決定するための計算例を示す図である。図６Ａは、車両３０の実際の大きさを表している。図６Ｂは、俯瞰画像上における大きさを表している。図６Ｃは、計算例を示すための各式を表している。ここで、「車両３０から所定距離離れた位置」は、以下の手順で行われる。なお、Ｚは、車両３０等の実際の大きさを示す座標空間から、俯瞰画像と同一の座標系の座標空間への座標変換を行う場合に用いられるディスプレイ座標変換係数である。以下、図６Ｂの俯瞰画像においては、左上角を原点Ｏとして説明する。上記計算は、車両データ２７ｆに記録された車両３０の全長Ｈ、全幅Ｗ、ホイールベースＷＢ、トレッドＴ、前輪の切れ角θ、車両最後端部から後輪中心までの距離Ｈ１、内輪回転半径Ｒおよび、ディスプレイ座標変換係数Ｚ等を用いて行われる。

（１）俯瞰画像上における車両３０の全長ｈおよび全幅ｗを求める。例えば、図６Ａの車両３０の実際の全長Ｈおよび全幅Ｗのそれぞれに、ディスプレイ座標変換係数Ｚを乗算することにより、全長ｈ（ｈ＝Ｈ×Ｚ）および全幅ｗ（ｗ＝Ｗ×Ｚ）が求まる。

（２）俯瞰画像上における車両３０の基準点座標（Ｘ，Ｙ）を求める。例えば、図６Ｂの俯瞰画像上において車両３０は、中心に重畳表示されていることから、俯瞰画像の中心と車両３０の中心が一致する。このため、俯瞰画像が表示している領域の実際の横幅Ｄｘおよび縦幅Ｄｙと、車両３０の実際の全幅Ｗおよび全長Ｈとから、俯瞰座標上における車両３０の基準点座標（Ｘ，Ｙ）が、
「Ｘ＝（（Ｄｘ／２）−（Ｗ／２））×Ｚ」、
「Ｙ＝（（Ｄｙ／２）−（Ｈ／２））×Ｚ」として求まる。

（３）俯瞰画像上における車両３０の内輪回転中心座標（Ｘ１，Ｙ２）を求める。ここで、内輪回転中心とは、ハンドルを最大に切った状態で車両３０が後退した場合において、車両３０の後輪中心が描く軌跡の円の中心位置である。例えば、図６Ａの車両３０の左外側側面から左後輪中心までの長さは、「（Ｗ−Ｔ）／２」であるので、内輪回転中心Ｑから左後輪の外側側面の長さは、「Ｒ−（（Ｗ−Ｔ）／２）」となる。ここで、Ｒは車両３０の実際の内輪回転半径であり、車両３０のホイールベースＷＢと前輪の切れ角θとを用いて「Ｒ＝ＷＢ／ｔａｎθ」で求まる。なお、Ｒは、最小の内輪回転半径であることが望ましい。よって、図６Ｂの俯瞰画像上における車両３０の内輪回転中心座標（Ｘ１，Ｙ１）のＸ１が、基準点座標（Ｘ，Ｙ）から
「Ｘ１＝Ｘ−（（Ｒ−（（Ｗ−Ｔ）／２））×Ｚ）」と求まる。

一方、内輪回転中心座標（Ｘ１，Ｙ１）のＹ１は、車両３０の全長Ｈおよび、車両最後端部から後輪中心までの距離Ｈ１を用いて
「Ｙ１＝Ｙ＋（（Ｈ−Ｈ１）×Ｚ）」で求まる。

（４）俯瞰画像上における駐車枠図形４０の頂点座標（Ｘ２，Ｙ２）、（Ｘ３，Ｙ３）、（Ｘ４，Ｙ４）および（Ｘ５，Ｙ５）を求める。内輪回転中心座標（Ｘ１，Ｙ１）のＸ１および、上述の車両最後端部から後輪中心までの距離Ｈ１から、
「Ｘ２＝Ｘ５＝Ｘ１−（Ｈ１×Ｚ）」と求まる。

内輪回転中心座標（Ｘ１，Ｙ１）のＹ１および、上述の内輪回転中心Ｑから左後輪の外側側面の長さ「Ｒ−（（Ｗ−Ｔ）／２）」から、
「Ｙ２＝Ｙ３＝Ｙ１＋（（Ｒ−（（Ｗ−Ｔ）／２））×Ｚ）」と求まる。

また、頂点座標（Ｘ２，Ｙ２）に基づいて、
「Ｘ３＝Ｘ４＝Ｘ２−ｈ」、「Ｙ４＝Ｙ５＝Ｙ２＋ｗ」と求まる。

このように、駐車枠図形４０は、車両３０の全長、全幅、ホイールベース、トレッド等の特性値によって表示される位置が決定される。なお、上記位置の算出は、図９に示した通り、車両データの特性値等に基づいて予め算出した結果を、駐車枠図形データの表示座標位置として保持しておき、必要に応じて読み出して使用するようにしてもよいし、車両データの特性値等から都度計算を行うようにしてもよい。

ＣＰＵ２３は、上記のようにして、生成・重畳を行った俯瞰画像を、ディスプレイ２１に出力させる（ステップS413）。これにより、ドライバは、自車画像および駐車枠図形が重畳された俯瞰画像を視認可能となる。

図４において、視点変更ボタン９ｃ（図１）および駐車方法変更ボタン９ｄ（図１）が押下されない限り（ステップS415,NO、ステップS419,NO）、ＣＰＵ２３は、処理終了と判断するまで、上記ステップS401〜S413にかかる処理を繰り返し実行する（ステップS423,NO）。例えば、所定周期ごとに処理を繰り返して実行する。なお、処理終了の判断は、割り込み処理や所定のプログラム終了処理に基づいて行えばよい。

図１の機能ブロック図における、「俯瞰画像生成部３ａ」は、図４のステップS405の処理機能を含む。「重畳出力部３ｂ」は、図４のステップS409,S411,S413の処理機能を含む。「視点変更部３ｃ」は、図４のステップS405,S415,S417の処理機能を含む。「駐車枠図形変形部３ｄ」は、図４のステップS409,S415,S417の処理機能を含む。「駐車方法変更部３ｅ」は、図４のステップS419,S421の処理機能を含む。

［１−３−１．駐車支援システム１の使用例］
ドライバが実際に駐車操作を行う場合において、上記ステップS413においてディスプレイ２１に表示されている、自車画像および駐車枠図形が重畳された俯瞰画像の使用例について説明する。図７は、俯瞰画像の使用例を時系列で示した図である。

上述の処理（図４、ステップS401〜413）により、例えば、ディスプレイ２１には図７Ａに示すような俯瞰画像が表示される。また、この俯瞰画像は周期的に更新されるため、車両３０の移動に伴い俯瞰画像が変化する。しかし、車両３０は常に俯瞰画像の中心に表示される。このため、駐車枠図形４０も車両３０の左後方において、車両３０から所定距離離れた所定位置に固定的に表示される。

ドライバが車両３０を移動させ、図７Ｂに示す目標駐車位置７０を発見すると、ドライバは、駐車枠図形４０が目標駐車位置７０上に重なるように、車両３０を移動させる。なお、目標駐車位置７０は、ドライバが認識するものであって、ディスプレイ２１には表示されるものではない。

図７Ｃは、駐車枠図形４０が目標駐車位置７０上に重なった状態を示している。図７Ｃの状態において、ドライバの操作により、セット完了ボタン９ｂが押下されると（ステップS407,YES）、ＣＰＵ２３は、俯瞰画像に、自車画像のみを重畳させる（ステップS411）。これにより、周期的に表示が更新されるディスプレイ２１上の俯瞰画像から駐車枠画像４０が消去されることになる。

このときの、図７Ｃにおける車両３０の停止位置が、適切な初期停止位置である。つまり、ドライバは、俯瞰画像において駐車枠図形４０が目標駐車位置７０に重なるように車両を運転することにより、車両３０を適切な初期停止位置へ容易に移動させることができる。

セット完了ボタン９ｂを押下すると、ドライバは、目標駐車位置７０に車両３０を駐車させるための操作を開始する。例えば、図７Ｄに示すように、車両３０のハンドルを左に切り、車両３０を後退させるためにバック運転を開始する。ここで、上述したように最小の内輪回転半径Ｒに基づいて、駐車枠図形４０の表示位置が算出されている場合、車両３０のハンドルを左いっぱいに切ることにより、車両３０を目標駐車位置７０へ簡単に駐車させることができる。

車両３０がバック運転されている場合、ＣＰＵ２３は、上記ステップS403〜S407,S411,S413と同様の処理を繰り返す。このため、図７Ｄ〜図７Ｈに示すように、車両３０の移動に応じて周囲の俯瞰画像が更新される。なお、この場合、図７Ｄ〜図７Ｈに示すように、駐車枠図形はディスプレイ２１に表示されない。

車両３０のドライバは、図７Ｇの状態になるまで、ハンドルを切った状態に維持しておき、その後タイヤが真正面を向くようにハンドルを定位置まで戻すことにより、図７Ｈに示すように、車両３０を、目標駐車位置７０に精度よく駐車することができる。

［１−３−２．視点変更処理］
上記駐車支援装置は、前記俯瞰画像にかかる視点の位置を変更するようにしてもよい。また、上記駐車支援装置は、前記視点変更部において変更された視点の位置に応じて、前記駐車枠図形の形状を変形させてもよい。これにより、ドライバは、車両と目標駐車位置とのを俯瞰画像中において容易に認識することができる。

上記においては、車両３０の中心Ｐ（図５Ｂ）における上空の所定位置を視点とする俯瞰画像を用いて駐車支援を行う例について説明した。しかしながら、本発明にかかる駐車支援装置における視点は変更可能に構成されている。

図４のステップS415において、ＣＰＵ２３は、ドライバ操作により視点変更ボタン９ｃ（図２）が押下されたと判断すると、視点データ、俯瞰画像に重畳するための駐車枠図形データおよび自車画像データを変更する処理を行う（ステップS417）。

例えば、上述した視点データ２７ｃ、駐車枠図形データ２７ｅおよび自車画像データ２７ｄにおける現在ポインタの位置を、視点変更ボタン９ｃに対応する視点ＩＤの値に応じて変更する。具体的には、視点変更ボタン９ｃの視点ＩＤが、車両３０の後方左を視点とする「視点０２」であれば、視点データ２７ｃの現在ポインタを、レコード８１からレコード８２に変更する。これにより、上記ステップS405の俯瞰画像生成処理において、「視点０２」からの俯瞰画像が生成されることになる。

また、俯瞰画像の視点が変更されるに伴い、駐車枠図形４０の形状についても変形させる必要が生じる。よって、駐車枠図形データ２７ｅの現在ポインタを、レコード９１からレコード９２に変更する。これにより、上記ステップS409の駐車枠図形の重畳処理において、「視点０２」からの駐車枠図形が重畳されることになる。例えば、この場合、図１１Ａに示す俯瞰画像から、視点が変更され、図１１Ｃに示す俯瞰画像において、駐車枠形状４０ａが表示される。

さらに、俯瞰画像の視点が変更されるに伴い、自車画像３０の形状についても変形させる必要が生じる。よって、自車画像データ２７ｄの現在ポインタを、レコード１０１からレコード１０２に変更する。これにより、上記ステップS409,S411の自車画像の重畳処理において、「視点０２」からの自車画像「mycar02.jpg」のイメージ画像が重畳されることになる。例えば、この場合、図１１Ａに示す俯瞰画像から、視点が変更され、図１１Ｃに示す俯瞰画像において、車両３０’が表示される。

ここで、図１０Ａ〜Ｄを用いて、図９の駐車枠図形データ２７ｅの生成方法について説明する。例えば、図１０Ａに示す駐車枠図形４０を、図１０Ｃに示す駐車枠図形４０ａに変更する場合を考える。図１０Ａの視点は「視点０１」であり、図１０Ｃの視点は、「視点０２」であるとする（図８）。図１０Ａを構成する各画素は、図１０Ｂに示すような補正テーブルを用いて、図１０Ｃを構成する各画素に変換可能である。よって、図１０Ａの駐車枠図形４０の各頂点(X2,Y2), (X3,Y3), (X4,Y4), (X5,Y5)は、図１０Ｂに示す「視点０２」の補正値を各値に加算することによって算出可能である。具体的には、図１１Ｄに示す通りになり、図１１Ｃの駐車枠図形４０ａの各頂点は、(2X2,2Y2), (2X3,2Y3), (2X4,2Y4), (2X5,2Y5)で表される。

［１−３−３．駐車方法変更処理］
上記駐車支援装置は、前記車両にかかる駐車方法の指定を受け付けてもよい。また、上記駐車支援装置は、指定を受け付けた駐車方法に応じて、前記駐車枠図形の形状を変形させてもよい。これにより、ドライバは、所望する駐車位置に応じて駐車方法を選択でき、この選択に応じた駐車枠図形を前記俯瞰画像中に表示させることができる。

上記においては、左後方バック駐車（図７）を行うための駐車枠画像４０を表示して駐車支援を行う例について説明した。しかしながら、本発明にかかる駐車支援装置における駐車方法は変更可能に構成されている。

図４のステップS419において、ＣＰＵ２３は、ドライバ操作により駐車方法変更ボタン９ｄ（図２）が押下されたと判断すると、駐車枠図形データを変更する処理を行う（ステップS421）。

例えば、上述した駐車枠図形データ２７ｅにおける現在ポインタの位置を、駐車方法変更ボタン９ｄに対応する駐車方法に応じて変更する。具体的には、駐車方法変更ボタン９ｄが、車両３０の「右前方前進駐車」を示すものであれば、駐車枠図形データ２７ｅの現在ポインタを、レコード９１からレコード９３に変更する。これにより、上記ステップS409の駐車枠図形の重畳処理において、変更後の駐車方法に応じた位置に駐車枠図形が重畳されることになる。例えば、駐車方法変更ボタン９ｄが、車両３０の「右前方前進駐車」を示すものであれば、図１２に示すように、駐車枠図形データ２７ｅのレコード９３の座標位置（前方左位置(1DX2,1DY2)、後方左位置(1DX3,1DY3)、前方右位置(1DX4,1DY4)、後方右位置(1DX5,1DY5)）を頂点とする位置、駐車枠形状４０ｂが表示される。

［１−４．まとめ］
以上説明したとおり、上記駐車支援システムを実装した車両３０において、ドライバは、車両を適切な初期停止位置へ容易に移動させることができる。そして、駐車成功率の高い初期停止位置から車両の駐車操作を開始し、当該車両３０を目標駐車位置７０へ簡単かつ高精度に駐車させることができる。

［２．変形例１］
上記駐車支援装置は、前記駐車枠図形を、前記車両を最小回転半径で移動させて駐車できる位置に出力してもよい。これにより、ドライバは、最小限度の移動により駐車可能な位置に表示された駐車枠図形に基づいて、車両を初期停止位置へ移動させることができる。

上記図６Ｂにおいては、車両３０の内輪回転半径Ｒで後退し、車両３０が初期停止位置に対して９０度向きが変わった位置よりもさらに直進後退した位置に駐車枠図形４０を表示するように構成した。しかし、図１３に示すように、駐車枠図形４１を車両３０が初期停止位置に対して９０度向きが変わった位置において表示するように構成してもよい。

この場合、最小の内輪回転半径で後退した位置を目標駐車位置７０とし、駐車枠図形４１を確認しながら、ドライバは駐車操作を行うことになる。このため、狭小の駐車場であっても目標駐車位置７０に駐車枠図形４１を合わせることができる。

なお、駐車枠図形４１は、所定範囲Ｋ間においてディスプレイ２１における表示位置を変更可能としてもよい。これにより、ドライバは、駐車枠図形４１の微調整を行うことができ、利便性が向上する。

［３．変形例２］
上記駐車支援装置において、前記駐車枠図形は、前記車両の周囲形状よりも大きな枠であって、その大きさの程度が異なる複数の枠によって構成されてもよい。これにより、ドライバは、駐車成功率の程度に応じた駐車枠図形に基づいて、車両を初期停止位置へ移動させることができる。

上記図５Ｂにおいては、矩形形状の駐車枠図形４０を俯瞰画像に重畳して表示する例を説明したが、駐車枠図形４０を他の方法で表示してもよい。例えば、大きさの異なる２つの矩形形状を用いて表示してもよい。

図１４は、駐車枠図形として、第１の駐車枠図形４０と第２の駐車枠図形４３とを表示する場合の一例を示す図である。例えば、第１の駐車枠図形４０の各辺外側５０ｃｍ（実測値）の位置に、第１の駐車枠図形４０より大きい第２の駐車枠図形４３を表示する。これにより、小さい枠である第１の駐車枠図形４０を、車両３０の駐車に最低限必要な駐車領域としてドライバが認識することができる。また、大きい枠である第２の駐車枠図形４３を、車両３０の駐車を安全に行うことのできる駐車領域として、ドライバが認識することができる。このため、運転操作の熟練度に応じて、ドライバは、駐車支援に用いる駐車枠図形を選択することができ、利便性が向上する。

［４．その他の実施形態］
［４−１．視点変更処理の変形例］
上記実施形態においては、図８に示した視点データ２７ｃに基づく視点ＩＤに対応する駐車枠図形データ（図９）を選択するように構成したが、図１１Ｂに示したような補正値テーブルに基づいて、駐車枠図形データの座標位置を都度算出するように構成してもよい。特に、視点位置をドライバが任意に変更可能である場合には、駐車枠図形データの座標位置を都度算出する構成が必要となる。

［４−２．駐車方法変更処理の変形例］
上記実施形態においては、駐車枠図形データ２７ｅの座標位置に基づいて、駐車枠図形の位置を変更して表示させる例について説明した。しかし、駐車方法に応じて俯瞰画像の視点を最適化してもよい。例えば、「右前方前進駐車」や「左前方前進駐車」は、「右後方バック駐車」や「左後方バック駐車」に比べて、内輪差の関係上車両の挙動が大きくなるため、俯瞰画像の表示領域を広くとることにより、周囲車両の状況が理解しやすくなり、ドライバの利便性が向上するからである。

図１５Ａ、図１５Ｂおよび、図１５Ｃは、「右前方前進駐車」の場合における駐車枠図形の頂点座標を決定する際に、視点を最適化する例を説明するための図である。この場合、「車両３０から所定距離離れた位置」は、以下の手順で行われる。なお、Ｚ２は、「右前方前進駐車」の場合におけるディスプレイ座標変換係数である。

以下、図１５Ａの俯瞰画像においては、左上角を原点Ｏとして説明する。上記計算は、図６Ａと同様に、車両データ２７ｆに記録された車両３０の全長Ｈ、全幅Ｗ、ホイールベースＷＢ、トレッドＴ、前輪の切れ角θ、車両最後端部から後輪中心までの距離Ｈ１、内輪回転半径Ｒおよび、上述のディスプレイ座標変換係数Ｚ２を用いて行われる。

（１）俯瞰画像上における車両３０の全長ｈおよび全幅ｗを求める。例えば、図６Ａの車両３０の実際の全長Ｈおよび全幅Ｗのそれぞれに、ディスプレイ座標変換係数Ｚを乗算することにより、全長ｈ（ｈ＝Ｈ×Ｚ２）および全幅ｗ（ｗ＝Ｗ×Ｚ２）が求まる。

（２）俯瞰画像上における車両３０の基準点座標（Ｘ，Ｙ）を求める。例えば、図１５Ａの俯瞰画像上において車両３０は、中心に重畳表示されていることから、俯瞰画像の中心と車両３０の中心が一致する。このため、俯瞰画像が表示している領域の実際の横幅Ｄｘおよび縦幅Ｄｙと、車両３０の実際の全幅Ｗおよび全長Ｈとから、俯瞰座標上における車両３０の基準点座標（Ｘ，Ｙ）が、
「Ｘ＝（（Ｄｘ／２）＋（Ｗ／２））×Ｚ２」、
「Ｙ＝（（Ｄｙ／２）＋（Ｈ／２））×Ｚ２」として求まる。

（３）俯瞰画像上における車両３０の内輪回転中心座標（Ｘ１，Ｙ２）を求める。ここで、内輪回転中心とは、ハンドルを最大に切った状態で車両３０が前進した場合において、車両３０の右後輪中心が描く軌跡の円の中心位置である。例えば、図６Ａの車両３０の右外側側面から右後輪中心までの長さは、「（Ｗ−Ｔ）／２」であるので、内輪回転中心から右後輪の外側側面の長さは、「Ｒ−（（Ｗ−Ｔ）／２）」となる。ここで、Ｒは車両３０の実際の内輪回転半径であり、車両３０のホイールベースＷＢと前輪の切れ角θとを用いて「Ｒ＝ＷＢ／ｔａｎθ」で求まる。なお、Ｒは、最小の内輪回転半径であることが望ましい。よって、図１５Ａの俯瞰画像上における車両３０の内輪回転中心座標（Ｘ１，Ｙ１）のＸ１が、基準点座標（Ｘ，Ｙ）から
「Ｘ１＝Ｘ＋（（Ｒ−（（Ｗ−Ｔ）／２））×Ｚ２）」と求まる。

一方、内輪回転中心座標（Ｘ１，Ｙ１）のＹ１は、車両３０の全長Ｈおよび、車両最後端部から後輪中心までの距離Ｈ１を用いて
「Ｙ１＝Ｙ−（Ｈ１×Ｚ２）」で求まる。

（４）俯瞰画像上における駐車枠図形４０ｃの頂点座標（２Ｘ２，２Ｙ２）、（２Ｘ３，２Ｙ３）、（２Ｘ４，２Ｙ４）および（２Ｘ５，２Ｙ５）を求める。内輪回転中心座標（Ｘ１，Ｙ１）のＸ１および、上述の車両最後端部から後輪中心までの距離Ｈ１から、
「２Ｘ３＝２Ｘ４＝Ｘ１＋ｈ−（Ｈ１×Ｚ２）」と求まる。

内輪回転中心座標（Ｘ１，Ｙ１）のＹ１および、上述の内輪回転中心から右後輪の外側側面の長さ「Ｒ−（（Ｗ−Ｔ）／２）」から、
「２Ｙ４＝２Ｙ５＝Ｙ１−（（Ｒ−（（Ｗ−Ｔ）／２））×Ｚ２）」と求まる。

また、頂点座標（２Ｘ３，２Ｙ４）に基づいて、
「２Ｘ２＝２Ｘ５＝２Ｘ３＋ｈ」、「２Ｙ３＝２Ｙ２＝２Ｙ４−ｗ」と求まる。

このように、駐車枠図形４０ｃは、車両３０の全長、全幅、ホイールベース、トレッド等の特性値によって表示される位置が決定される。なお、上記位置の算出は、図９に示した通り、車両データの特性値等に基づいて予め算出した結果を、駐車枠図形データの表示座標位置として保持しておき、必要に応じて読み出して使用するようにしてもよいし、車両データの特性値等から都度計算を行うようにしてもよい。

［４−２．各機能ブロックの実現方法］
上記実施形態においては、図１に示す各機能ブロックを、ソフトウェアを実行するＣＰＵの処理によって実現している。しかし、その一部もしくは全てを、ロジック回路等のハードウェアによって実現してもよい。なお、プログラムの一部の処理をさらに、オペレーティングシステム（ＯＳ）にさせるようにしてもよい。

１：駐車支援システム
３：駐車支援装置
３ａ：俯瞰画像生成部
３ｂ：重畳出力部
３ｃ：視点変更部
３ｄ：駐車枠図形変形部
３ｅ：駐車方法変更部
３ｆ：入力制御部
５：カメラ装置
５ａ：前方カメラ
５ｂ：右側方カメラ
５ｃ：左側方カメラ
５ｄ：後方カメラ
７：ディスプレイ装置
７ａ：表示部
９：操作ボタン装置
９ａ：画像表示開始ボタン
９ｂ：セット完了ボタン
９ｃ：視点変更ボタン
９ｄ：駐車方法変更ボタン
２１：ディスプレイ
２３：ＣＰＵ
２５：メモリ
２６：操作ボタン
２７：ハードディスク
２７ａ：ＯＳ（オペレーティングシステム）
２７ｂ：駐車支援プログラム
２７ｃ：視点データ
２７ｄ：自車画像データ
２７ｅ：駐車枠図形データ
２７ｆ：車両データ

Claims (10)

1. 車両に搭載された少なくとも１つのカメラと、画像を表示可能な表示装置とに車載ネットワークを介して接続され、前記車両を目標駐車位置に駐車させることを支援する駐車支援装置であって、
   前記少なくとも１つのカメラで撮影された画像に基づいて、所定の視点からの自車両周辺の俯瞰画像を生成する俯瞰画像生成部と、
   前記俯瞰画像生成部において生成された前記俯瞰画像と同一の座標系において、前記車両を示す画像および、前記車両から所定距離離れた位置に目標駐車位置を示す駐車枠図形を、前記俯瞰画像に重畳して出力する重畳出力部とを備えた駐車支援装置。
2. 前記重畳出力部は、前記車両と前記駐車枠図形との前記俯瞰画像中における相対的位置関係が、前記車両と前記目標駐車位置との現実の相対的位置関係に一致するように、前記車両を示す画像および前記駐車枠図形を前記俯瞰画像に重畳して出力する、請求項１に記載の駐車支援装置。
3. 前記俯瞰画像にかかる視点の位置を変更する視点変更部と、
   前記視点変更部において変更された視点の位置に応じて、前記駐車枠図形の形状を変形させる駐車枠図形変形部とをさらに備えた、請求項１または２に記載の駐車支援装置。
4. 前記車両にかかる駐車方法の指定を受け付ける駐車方法変更部をさらに備え、
   前記駐車枠図形変形部は、前記駐車方法変更部において指定を受け付けた駐車方法に応じて、前記駐車枠図形の形状を変形させる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の駐車支援装置。
5. 前記重畳出力部は、前記駐車枠図形を、前記車両の移動特性に応じた位置に出力する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の駐車支援装置。
6. 前記重畳出力部は、前記駐車枠図形を、前記車両を最小回転半径で移動させて駐車できる位置に出力する、請求項５に記載の駐車支援装置。
7. 前記駐車枠図形は、前記車両の周囲形状よりも大きな枠であって、その大きさの程度が異なる複数の枠によって構成される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の駐車支援装置。
8. 車両を目標駐車位置に駐車させることを支援する駐車支援装置と、前記車両の周囲画像を撮影するカメラ装置と、前記駐車支援装置から出力された画像を表示するディスプレイ装置とを備え、各装置が車載ネットワークを介して接続された駐車支援システムであって、
   前記駐車支援装置は、
   少なくとも１つのカメラで撮影された画像に基づいて、所定視点からの俯瞰画像を生成する俯瞰画像生成部と、
   前記俯瞰画像生成部において生成された前記俯瞰画像と同一の座標系において、前記車両を示す画像および、前記車両から所定距離離れた位置に目標駐車位置を示す駐車枠図形を、前記俯瞰画像に重畳して出力する重畳出力部とを備えることを特徴とする駐車支援システム。
9. 車両に搭載された少なくとも１つのカメラと、画像を表示可能な表示装置とに車載ネットワークを介して接続され、前記車両を目標駐車位置に駐車させることを支援する駐車支援装置を、コンピュータを用いて実現するためのプログラムであって、
   前記少なくとも１つのカメラで撮影された画像に基づいて、所定の視点からの自車両周辺の俯瞰画像を生成する俯瞰画像生成処理と、
   前記俯瞰画像生成部において生成された前記俯瞰画像と同一の座標系において、前記車両を示す画像および、前記車両から所定距離離れた位置に目標駐車位置を示す駐車枠図形を、前記俯瞰画像に重畳して出力する重畳出力処理とを前記コンピュータに実行させるプログラム。
10. 車両に搭載された少なくとも１つのカメラと、画像を表示可能な表示装置とを用いて、前記車両を目標駐車位置に駐車させることを支援する駐車支援方法であって、
    前記少なくとも１つのカメラで撮影された画像に基づいて、所定視点からの自車両周辺の俯瞰画像を生成する俯瞰画像生成ステップと、
    前記俯瞰画像生成部において生成された前記俯瞰画像と同一の座標系において、前記車両を示す画像および、前記車両から所定距離離れた位置に目標駐車位置を示す駐車枠図形を、前記俯瞰画像に重畳して出力する重畳出力ステップとを含む駐車支援方法。

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