JP2012208559A - 駐車支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両情報を用いた算出による輪止めの高さの誤差を排して輪止めの高さの算出精度を向上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。
【解決手段】本発明は、後方カメラ３が撮像した画像から輪止めを認識する画像処理プロセッサ１０と、認識された輪止めに基づいて輪止めの高さを算出するＣＰＵ１４と、ＣＰＵ１４の算出結果に基づいて車体と接触するおそれがある輪止めについて警告する警告手段４とを備え、ＣＰＵ１４は、輪止めの上端と下端の鉛直方向からの角度を少なくとも２回算出し、算出角度と撮像手段の取付け高さおよび取付け角度に基づいて輪止めの高さを算出することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は駐車の際に車体と輪止めとの接触を防止する駐車支援装置に関するものである。

従来、駐車の際にカメラ画像を用いて車両の輪止めの高さを検知して車両との接触を防止する駐車支援装置が知られている（例えば特許文献１を参照）。

特開２００８−９９１３６号公報

しかし、従来の駐車支援装置では、車速などの車両情報を用いて輪止めを検知し、高さを算出している。車両情報が用いられると、算出する輪止めの高さに誤差が生じるという問題があった。例えば、自車両の極低速時の車速などの車両情報の精度やカメラ画像と車両情報との時間差遅延に依存して、算出する輪止めの高さに誤差が生じる。

本発明は、車両情報を用いた算出による輪止めの高さの誤差を排して輪止めの高さの算出精度を向上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。

上記目的を達成するため、本発明は、算出手段が、輪止めの上端と下端の鉛直方向からの角度を少なくとも２回算出し、この算出角度と撮像手段の取付け高さおよび取付け角度に基づいて輪止めの高さを算出することを特徴とする。

本発明によれば、車両情報を用いた算出による輪止めの高さの誤差を排して輪止めの高さの算出精度を向上することができるという効果を奏する。

本発明の実施形態における駐車支援装置の構成を示すブロック図 図１の要部である前方カメラと後方カメラの設置状態をイメージで説明する図 本発明の実施形態における駐車支援装置の動作を説明するフローチャート図 （ａ）同図３のステップＳ３における輪止めの高さの算出をイメージで説明する図（ｂ）さらに車両が後進したときにおける輪止めの高さの算出をイメージで説明する図 （ａ）同図３のステップＳ３において車両の沈み込みを考慮した輪止めの高さの算出をイメージで説明する図（ｂ）さらに車両が後進したときにおける輪止めの高さの算出をイメージで説明する図（ｃ）さらに車両が後進したときにおける輪止めの高さの算出をイメージで説明する図 図図１の要部である警告手段による警告をイメージで説明する図 図図６の別の例をイメージで説明する図

以下、本発明の実施形態における駐車支援装置について図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の実施形態における駐車支援装置の構成を示すブロック図である。

図１に示すように、駐車支援装置は、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１と、このＥＣＵ１に接続する前方カメラ２、後方カメラ３、警告手段４と、車速センサ５と、シフトポジションセンサ６とを備える。

ＥＣＵ１には撮像手段である前方カメラ２と後方カメラ３が接続される。図２は、図１の前方カメラ２と後方カメラ３の設置状態をイメージで説明する図である。図２に示すように、前方カメラ２、後方カメラ３は、それぞれ車体の前方、後方に設置される。前方カメラ２、後方カメラ３は、それぞれ車両前方、後方を撮像した撮像画像をＥＣＵ１に入力する。図２に示すように、後方カメラ３は路面から高さＨの位置に取り付けられ、カメラ光軸は鉛直方向から取付け角度θの向きに取り付けられている。以下、取付け角度は、鉛直方向を基準としたときの角度で示される。

警告手段４は、例えば表示装置であるディスプレイや音声出力装置であるスピーカの少なくとも一つで構成される。警告手段４は、ＥＣＵ１からの命令に従い、車内の人間に輪止めと車体の接触を警告する。

車速センサ５とシフトポジションセンサ６はそれぞれ車速と車両のシフトポジションを検知してこの検知情報をＥＣＵ１に入力する。

次に、ＥＣＵ１の内部構成について説明する。

ＥＣＵ１は、前方カメラ２や後方カメラ３から入力された撮像画像を画像処理する画像処理プロセッサ１０と、画像処理プロセッサ１０が画像処理を行うために映像信号を表す映像データを一時的に格納するためのグラフィックメモリ１１と、車両のサイズ、車両に対する前方カメラ２と後方カメラ３の取り付け位置や画角、および、入力映像のキャリブレーション値等を表す情報が格納されているＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１２と、車載ネットワークを介した通信を行うためのＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）コントローラ１３と、ＣＰＵ１４とを備えている。

画像処理プロセッサ１０は、前方カメラ２や後方カメラ３から入力された撮像画像を画像処理する。グラフィックメモリ１１は、画像処理プロセッサ１０が画像処理を行うために撮像画像を一時的に格納する。ＲＯＭ１２は、車両のサイズ、前方カメラ２と後方カメラ３の車体における取り付け位置、前方カメラ２と後方カメラ３の画角、および、入力される撮像画像のキャリブレーション値等を表す情報や車両などの各種グラフィック画像を格納している。ＬＡＮコントローラ１３は、車載ネットワークを介した通信を行う。例えば、ＬＡＮコントローラ１３は、車速センサ５やシフトポジションセンサ６から入力された情報をＣＰＵ１４に出力する。

画像処理プロセッサ１０は、前方カメラ２や後方カメラ３から入力された撮像画像をグラフィックメモリ１１に格納し、グラフィックメモリ１１に格納した撮像画像から輪止めを認識する。また、画像処理プロセッサ１０は、前方カメラ２や後方カメラ３の撮像画像を仮想視点から見た俯瞰画像に変換する変換処理や、グラフィック画像をカメラ画像に重畳する重畳処理を行う。画像処理プロセッサ１０は、例えば警告手段４が表示装置である場合、ＣＰＵ１４からの命令に従ってこの表示装置に表示画像を出力する。

ＣＰＵ１４は、ＬＡＮコントローラ１３から取得した車速センサ５やシフトポジションセンサ６の検知情報に基づいて撮像画像から輪止めの検知を行う検知処理を開始する。例
えば、ＣＰＵ１４は、車速センサ５が検知した車速が予め定められた所定速度以下と判定した場合、輪止め検知処理を実行する。また、ＣＰＵ１４は、シフトポジションセンサ６が検知した車両のシフトポジション情報によって、車両の進行方向を判定する。ＣＰＵ１４は、前方カメラ２と後方カメラ３のうち車両の進行方向に設置されたカメラが撮像した撮像画像について輪止めの検知処理を行う。

次に、本発明の実施形態における駐車支援装置の動作について説明する。図３は、本発明の実施形態における駐車支援装置の動作を説明するフローチャート図である。

まず、ステップＳ１に示すように、ＣＰＵ１４は、輪止めの検知を開始するか否かを判定する。ＣＰＵ１４は、予め定められた車速よりも取得した車速が低く、この取得した車速が一定時間継続した場合に輪止めの検知を開始する。また、ＣＰＵ１４は、取得したシフトポジション情報から自車両の進行方向を判定し、どのカメラの撮像画像に対して、輪止めを検知するかを判定する。ステップＳ１でＮＯの場合、所定時間後に再度ステップＳ１の処理が行われる。

ステップＳ１でＹＥＳの場合、ステップＳ２に示すように、ＣＰＵ１４からの命令に従って、画像処理プロセッサ１０は、自車両の進行方向のカメラから取得した撮像画像から輪止めを認識する。具体的には、画像処理プロセッサ１０は、予め撮像画像から路面の輝度のヒストグラムを算出して水平エッジ抽出処理を行う。そして、画像処理プロセッサ１０は、抽出した水平エッジを境界とする輝度のヒストグラム差が所定の閾値を超えた場合に輪止めを検知する。または、画像処理プロセッサ１０は、撮像画像において、ＲＯＭ１２に記憶された輪止めのグラフィックとマッチングを行って輪止めを検知する。なお、画像処理プロセッサ１０は、水平エッジについて輝度のヒストグラム差を算出したが、水平エッジ以外について算出してもよい。これによって、車両が輪止めに対して角度を持って接近する場合にも対応することができる。

次にステップＳ３に示すように、ＣＰＵ１４は輪止めの高さｈを算出する。このステップＳ３の算出方法について図４（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。図４（ａ）は、ステップＳ３における輪止めの高さの算出をイメージで説明する図である。図４（ｂ）は、さらに車両が後進したときにおける輪止めの高さの算出をイメージで説明する図である。なお、以下では、車両３０が後進しており、後方カメラ３の撮像画像を用いて車両後方の輪止め４０の高さを算出する場合について説明する。

図４（ａ）、（ｂ）に示すように、後方カメラ３の路面からの高さはＨ、カメラ光軸は鉛直方向から取付け角度θで示される。これらの値はＲＯＭ１２に格納されている。後方カメラ３によって撮像された撮像画像から輪止め４０の下端と上端の水平エッジが画像処理プロセッサ１０によって認識される。

図４（ａ）に示すように、ＣＰＵ１４は、取付け角度θと、撮像画像中の輪止め４０の下端と上端の水平エッジの位置に基づいて、後方カメラ３から輪止め４０の下端の水平エッジまでの角度θ１、後方カメラ３から輪止め４０の上端の水平エッジまでの角度θ２を算出する。例えば、ＲＯＭ１２は、取付け角度θに応じて、撮像画像中の位置と、後方カメラ３からその撮像画像中の位置までの角度との対応関係を示したデータテーブルを有する。ＣＰＵ１４は、ＲＯＭ１２から読み出したこのデータテーブルを用いて角度θ１、θ２を算出する。同様に、図４（ｂ）に示すように、図４（ａ）の状態からさらに車両３０が後進したとき、ＣＰＵ１４は、後方カメラ３から輪止め４０の下端の水平エッジまでの角度θ３、後方カメラ３から輪止め４０の上端の水平エッジまでの角度θ４を算出する。

次に、輪止め４０の路面からの高さｈの算出方法について説明する。図４（ａ）に示す
ように、後方カメラ３から輪止め４０の下端までの距離Ｌ１＝Ｈｔａｎθ１、後方カメラ３から輪止め４０の上端までの距離Ｌ２＝（Ｈ−ｈ）ｔａｎθ２で示される。したがって、輪止め４０の幅Ｄは、以下の（１）式のように示される。
Ｄ＝（Ｈ−ｈ）ｔａｎθ２−Ｈｔａｎθ１ …（１）
同様に、図４（ｂ）の場合、輪止め４０の幅Ｄは、以下の（２）式のように示される。Ｄ＝（Ｈ−ｈ）ｔａｎθ４−Ｈｔａｎθ３ …（２）
したがって、輪止め４０の高さｈは、以下の（３）式のように示される。
ｈ＝Ｈ（ｔａｎθ２−ｔａｎθ１＋ｔａｎθ４−ｔａｎθ３）／（ｔａｎθ２＋ｔａｎθ４） …（３）
ＣＰＵ１４は、上記（３）式を用いて輪止め４０の高さｈを算出する。

以上のように、ＣＰＵ１４は、輪止め４０の上端と下端の鉛直方向からの角度を少なくとも２回算出することで輪止め４０の高さｈを算出することができる。

また、ＣＰＵ１４は、輪止め４０の上端と下端の鉛直方向からの角度を少なくとも３回算出することで、車両の沈み込みを考慮した輪止め４０の高さｈを算出することができる。

図５（ａ）は、ステップＳ３において車両の沈み込みを考慮した輪止めの高さの算出をイメージで説明する図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）の状態からさらに車両が後進したときにおける輪止めの高さの算出をイメージで説明する図である。図５（ｃ）は、図５（ｂ）の状態からさらに車両が後進したときにおける輪止めの高さの算出をイメージで説明する図である。

図５（ａ）〜（ｃ）に示されるように、車両３０の沈み込み量ｓは、以下のように算出される。

図５（ａ）に示すように、後方カメラ３から輪止め４０の下端までの距離Ｌ５＝（Ｈ−ｓ）ｔａｎθ５、後方カメラ３から輪止め４０の上端までの距離Ｌ６＝（Ｈ−ｓ−ｈ）ｔａｎθ６で示される。また、図５（ｂ）に示すように、後方カメラ３から輪止め４０の下端までの距離Ｌ７＝（Ｈ−ｓ）ｔａｎθ７、後方カメラ３から輪止め４０の上端までの距離Ｌ８＝（Ｈ−ｓ−ｈ）ｔａｎθ８で示される。したがって、輪止め４０の幅Ｄは、以下の（４）、（５）式のように示される。
Ｄ＝（Ｈ−ｓ−ｈ）ｔａｎθ６−（Ｈ−ｓ）ｔａｎθ５ …（４）
Ｄ＝（Ｈ−ｓ−ｈ）ｔａｎθ８−（Ｈ−ｓ）ｔａｎθ７ …（５）
（４）、（５）式によって、輪止め４０の高さｈは（６）式のように示される。
ｈ＝｛Ｈ（ｔａｎθ６−ｔａｎθ５−ｔａｎθ８＋ｔａｎθ７）＋ｓ（ｔａｎθ５−ｔａｎθ６−ｔａｎθ７＋ｔａｎθ８）｝／（ｔａｎθ６−ｔａｎθ８） …（６）
また、図５（ｃ）に示すように、後方カメラ３から輪止め４０の下端までの距離Ｌ９＝（Ｈ−ｓ）ｔａｎθ９、後方カメラ３から輪止め４０の上端までの距離Ｌ１０＝（Ｈ−ｓ−ｈ）ｔａｎθ１０で示される。図５（ｂ）、図５（ｃ）の関係から同様に輪止め４０の高さｈは（７）式のように示される。
ｈ＝｛Ｈ（ｔａｎθ８−ｔａｎθ７−ｔａｎθ１０＋ｔａｎθ９）＋ｓ（ｔａｎθ７−ｔａｎθ８−ｔａｎθ９＋ｔａｎθ１０）｝／（ｔａｎθ８−ｔａｎθ１０） …（７）
（６）、（７）式によって、沈み込み量ｓは（８）式のように示される。
ｓ＝Ｈ｛（ｔａｎθ８−ｔａｎθ７−ｔａｎθ１０＋ｔａｎθ９）／（ｔａｎθ８−ｔａｎθ１０）−（ｔａｎθ６−ｔａｎθ５−ｔａｎθ８＋ｔａｎθ７）／（ｔａｎθ６−ｔａｎθ８）｝／｛（ｔａｎθ５−ｔａｎθ６−ｔａｎθ７＋ｔａｎθ８）／（ｔａｎθ６−ｔａｎθ８）−（ｔａｎθ７−ｔａｎθ８−ｔａｎθ９＋ｔａｎθ１０）／（ｔａｎθ８−ｔａｎθ１０）｝ …（８）
ＣＰＵ１４は、（８）式を用いて算出した車両３０の沈み込み量ｓと（６）式または（７）式とから、輪止め４０の高さｈを算出する。

以上のように、図３のステップＳ３による輪止め４０の高さの算出方法によれば、車両信号等を併用することによる誤差、通信遅延、処理遅延に依存することなく、撮像画像のみで、輪止め４０の高さｈと車両３０の沈み込み量ｓを算出することができる。

次に、ステップＳ４に示すように、ＣＰＵ１４は、ステップＳ３で算出した輪止めの高さｈを用いて車両と接触するか否かを判定する。具体的には、ＣＰＵ１４は、予めＲＯＭ１２に格納されている車体底面の路面からの高さｂｈが輪止めの高さｈより低いときに、輪止めが車両と接触すると判定する。また、図５（ａ）〜（ｃ）で示された車両の沈み込み量ｓを考慮した場合、ＣＰＵ１４は、車体底面の路面からの高さｂｈ＜輪止めの高さｈ＋車両の沈み込み量ｓのときに輪止めが車両と接触すると判定する。

ステップＳ４でＹＥＳの場合、ステップＳ５に示すように、ＣＰＵ１４の命令に応じて警告手段４は車体と接触するおそれがある輪止めについて、車内に警告する。これによって、輪止めが車体に接触するおそれを運転者に注意喚起することができる。

ここで、警告手段４が表示によって警告を行う場合について図面を用いて説明する。図６、図７は、警告手段による警告をイメージで説明する図である。

図６に示すように、警告手段４は自車両の側方から見たときの視点変換画像を表示してもよい。図６に示すように警告手段４には車両３１のグラフィックが表示されている。また、警告手段４は、輪止め４１のまわりに強調表示５１を表示する。

また、図７に示すように、警告手段４は路面近傍の位置で進行方向側から見たときの視点変換画像を表示してもよい。図７に示すように警告手段４には車両３２のグラフィックが表示されている。また、輪止め４２、４３のうち、警告手段４は、車体と接触するおそれがある輪止め４２のまわりに強調表示５２を表示する。

以上のように、本発明によれば、車両情報を用いた算出による輪止めの高さの誤差を排して輪止めの高さの算出精度を向上することができる。特に、車両の沈み込みも加味して車体底面と輪止めの接触を検知し警告することができるため、輪止めが車体に接触するおそれを運転者に精度よく注意喚起することができる。

本発明は駐車時にカメラのみを用いて輪止めとの接触を防止する際に有用である。

２ 前方カメラ
３ 後方カメラ
４ 警告手段
１０ 画像処理プロセッサ
１４ ＣＰＵ

Claims (2)

1. 車両周囲を撮像する撮像手段と、
   この撮像手段が撮像した画像から輪止めを認識する認識手段と、
   この認識手段が認識した輪止めに基づいて前記輪止めの高さを算出する算出手段と、
   この算出手段の算出結果に基づいて車体と接触するおそれがある輪止めについて警告する警告手段とを備え、
   前記算出手段は、前記輪止めの上端と下端の鉛直方向からの角度を少なくとも２回算出し、この算出角度と前記撮像手段の取付け高さおよび取付け角度に基づいて前記輪止めの高さを算出することを特徴とする駐車支援装置。
2. 前記算出手段は、前記輪止めの上端と下端の鉛直方向からの角度を少なくとも３回算出し、この算出角度と前記撮像手段の取付け高さおよび取付け角度に基づいて車両の沈み込み量に基づいて前記輪止めの高さを算出することを特徴とする請求項１に記載の駐車支援装置。