JP2012208599A

JP2012208599A - 駐車支援装置

Info

Publication number: JP2012208599A
Application number: JP2011072283A
Authority: JP
Inventors: Kenji Yoshioka; 健司吉岡
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2011-03-29
Filing date: 2011-03-29
Publication date: 2012-10-25

Abstract

【課題】受電コイルを備える車両が駐車領域に設置された給電コイルと離れた位置にあるときの位置合わせの導入を容易にするとともに、車両の移動に伴って受電コイルが給電コイルに近接したときには位置合わせの精度を高めること。
【解決手段】駐車支援装置１００において、画像処理部１０５は、受電コイルの現在位置と、歪み補正処理後および視点変換処理後の画像内に存在する給電コイルマーカの位置との差異（距離および角度）を算出し、経路算出部１０９は、その差異に基づいて、受電コイルから給電コイルマーカまでの好ましい経路を算出する。画像処理部１０５は、給電コイルに近づくに従って徐々に大きさが小さくなる第１マーカ，第２マーカおよび第３マーカを車両１０の移動に伴って順に切り替えて用いて上記差異を算出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、駐車支援装置に関し、特に、車両に搭載された蓄電池を、車両の外部にある電源（外部電源）から、電磁誘導を用いた非接触充電によって充電する車両に搭載される駐車支援装置に関する。

近年、外部電源から、電磁誘導を用いた非接触充電によって、車両に搭載された蓄電池を充電する充電システムが提案されている。例えば、駐車場の駐車領域に設置された給電コイルに外部電源から電気エネルギを供給することにより、車両に設置された受電コイルに電磁誘導による電気エネルギを発生させ、受電コイルからの電気エネルギを蓄電池に蓄積して充電する充電システムが提案されている。このような充電システムでは、給電コイルから受電コイルに効率的に電気エネルギを伝達するために、受電コイルを給電コイルに対して正対させて配置するのが望ましい。

ところが、通常、受電コイルは車両の利用者から見えない、車両の底面に設置されるため、車両の利用者が受電コイルを給電コイルに対して正対させるように車両を操作して駐車させるのは難しい。

そこで、従来の駐車支援装置として、車両周辺の画像データから給電コイルを含む駐車領域の合成画像を生成し、合成画像と受電コイルの位置を示す受電コイル位置画像とをディスプレイに表示し、受電コイルの受電効率に基づいて給電コイルと受電コイルとの位置関係を特定し、特定した位置関係に基づいて受電コイル位置画像の表示位置を決定するものがある（特許文献１参照）。

特開２０１０−２３４８７８号公報

しかしながら、上記従来の駐車支援装置では、給電コイルと受電コイルとの位置関係の特定は受電コイルの受電効率に基づいて行われるため、受電コイルが給電コイルに近接しないと受電効率を求めることができず駐車支援を行うことができない。例えば、上記従来の駐車支援装置では、車両が駐車領域外にあって給電コイルと離れた位置にあるときは駐車支援を行うことができない。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、受電コイルを備える車両が駐車領域に設置された給電コイルと離れた位置にあるときの位置合わせの導入を容易にするとともに、車両の移動に伴って受電コイルが給電コイルに近接したときには位置合わせの精度を高め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。

本発明の駐車支援装置は、車両の底面に設置された受電コイルと地面に設置された給電コイルとの位置合わせに用いられる駐車支援装置であって、前記受電コイルの現在位置と、前記車両に設置されたカメラによって撮影された画像内に存在する給電コイルマーカの位置との差異を算出する画像処理部と、前記差異に基づいて、前記受電コイルから前記給電コイルマーカまでの好ましい経路を算出する経路算出部と、を具備し、前記画像処理部は、前記給電コイルに近づくに従って徐々に大きさが小さくなる複数の給電コイルマーカを前記車両の移動に伴って順に切り替えて用いて、前記差異を算出する構成を採る。

本発明によれば、受電コイルを備える車両が駐車領域に設置された給電コイルと離れた位置にあるときの位置合わせの導入を容易にするとともに、車両の移動に伴って受電コイルが給電コイルに近接したときには位置合わせの精度を高めることができる。

本発明の一実施の形態に係る駐車支援装置の構成を示すブロック図本発明の一実施の形態に係る受電コイルと給電コイルとの位置関係を示す図本発明の一実施の形態に係る車両の舵角と車両の回転半径との関係を示す図本発明の一実施の形態に係るガイド表示例本発明の一実施の形態に係るガイド表示例本発明の一実施の形態に係る給電コイルマーカ例本発明の一実施の形態に係る給電コイルマーカ例

以下、本発明の一実施の形態に係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は本実施の形態に係る駐車支援装置１００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１００は、車両１０に搭載されるものである。また、駐車支援装置１００は、基準位置記憶部１０１、Ａ／Ｄ変換部１０３、画像処理部１０５、Ｄ／Ａ変換部１０７、経路算出部１０９、および、画像データ記憶部１１１を備える。なお、カメラ１１、表示部１３、車速検出部１５、および、操舵検出部１７については、車両１０に予め備えられたものを利用してもよく、また、駐車支援装置１００が備えてもよい。

カメラ１１は、車両１０の後部に設置され、駐車場の駐車領域の地面に設置された給電コイルの画像を含む、車両１０の後部周辺の画像を撮影し、アナログの画像信号をＡ／Ｄ変換部１０３に出力する。カメラ１１は、その撮影範囲内に車両１０の一部（後部バンパー等）が写り込むような取付条件で車両１０に設置されており、例えば、車両１０に備えられたシフトレバーがリバースの位置にあるときに撮影を行う。また、給電コイルには、その位置示すマーカ（給電コイルマーカ）が印されている。

Ａ／Ｄ変換部１０３は、アナログの画像信号をデジタルの画像データに変換して画像処理部１０５に出力する。

基準位置記憶部１０１は、車両１０の底面に設置された受電コイルの、車両１０の水平方向における現在位置を基準位置（原点）として記憶する。基準位置記憶部１０１は、受電コイルの水平方向における中心を基準位置として記憶する。

画像処理部１０５は、Ａ／Ｄ変換部１０３から入力されるデジタルの画像データに対し、従来どおりの歪み補正処理および従来どおりの視点変換処理を施して、歪み補正処理後および視点変換処理後の画像データを画像データ記憶部１１１に記憶する。また、画像処理部１０５は、歪み補正処理後および視点変換処理後の画像内に給電コイルマーカの画像が存在するか否か判断する。なお、歪み補正処理としては例えば特開平０５−１７６３２３号公報に開示された技術を用いることができ、また、視点変換処理としては例えば特開２００３−１８２４８９号公報に開示された技術を用いることができる。

歪み補正処理により、カメラ１１の広角レンズでの撮影による歪みが補正され、また、視点変換処理により、カメラ１１によって地面の斜め上方から撮影された画像を地面の上方（真上）から見たような画像（俯瞰画像）に変換することができる。よって、歪み補正処理および視点変換処理により、画像処理部１０５および経路算出部１０９においては、受電コイルと給電コイルマーカとの位置関係を平面（地面）上の位置関係として求めることができる。

さらに、画像処理部１０５は、歪み補正処理後および視点変換処理後の画像内に給電コイルマーカの画像が存在する場合、受電コイルの現在位置（基準位置）と給電コイルマーカの位置との差異（距離および角度）を算出し、算出結果を経路算出部１０９に出力する。

また、画像処理部１０５は、経路算出部１０９での算出結果に従って、画像データ記憶部１１１に記憶されている画像データに、受電コイルまたは車両１０から、給電コイルマーカまでの好ましい経路（好ましい走行軌跡）を示すガイド線、および、現在のステアリング操作による予想走行軌跡を合成して合成画像データを生成し、デジタルの合成画像データをＤ／Ａ変換部１０７に出力する。なお、上記ガイド線は経路算出部１０９での算出結果に従って画像処理部１０５が従来の技術（例えば、特開２００２−２５１６３２号公報に開示された技術）を用いて生成することができる。また、上記予想走行軌跡は操舵検出部１７での検出結果に従って画像処理部１０５が従来の技術（例えば、特開２００２−２５１６３２号公報に開示された技術）を用いて生成することができる。

Ｄ／Ａ変換部１０７は、デジタルの画像データをアナログの画像信号に変換して表示部１３に出力する。

表示部１３は、Ｄ／Ａ変換部１０７から入力されるアナログの画像信号に基づいて画像を表示する。表示部１３は、車両１０の利用者が目視可能な位置に設置され、例えば、車両１０に備えられたシフトレバーがリバースの位置にあるときに画像を表示する。表示部１３として、例えば車両１０に搭載されているカーナビゲーション装置が備えるディスプレイ画面を利用することができる。

経路算出部１０９は、受電コイルの現在位置と給電コイルマーカの位置との差異（距離および角度）に基づいて、受電コイルから給電コイルマーカまでの好ましい経路（好ましい走行軌跡）を算出し、算出結果を画像処理部１０５に出力する。また、経路算出部１０９は、車両１０の移動に伴って、車両１０の操舵情報と車両１０の車速とに基づいて、車両１０の移動方向および移動距離を算出し、算出結果に従って、基準位置記憶部１０１に記憶された基準位置を逐次更新する。これにより、基準位置記憶部１０１に記憶された基準位置は、車両１０の移動に伴い、受電コイルの現在位置に逐次更新される。

車速検出部１５は、車両１０の移動速度（車速）を検出し、検出結果を経路算出部１０９に出力する。車速検出部１５は、例えば車両１０の車輪の回転に応じて発生する車速パルスに基づいて車速を検出する。また、車速検出部１５として、例えば車両１０に搭載されているカーナビゲーション装置が備える車速センサを利用することができる。

操舵検出部１７は、車両１０のステアリングの操舵方向（左回転または右回転）および操舵角度を検出し、検出結果を操舵情報として経路算出部１０９に出力する。この操舵情報は経路算出部１０９を介して画像処理部１０５にも入力される。操舵検出部１７として、例えば車両１０に搭載されているカーナビゲーション装置が備えるジャイロセンサを利用することができる。

次いで、画像処理部１０５および経路算出部１０９での処理の詳細を図２および図３を用いて説明する。画像処理部１０５および経路算出部１０９は、以下の各ステップで示される処理フローに従って動作する。

［ステップ０１：図２］画像処理部１０５は、受電コイルの現在位置：Ａ（受電コイルの中心位置）と給電コイルマーカの位置：Ｃ（マーカの中心位置）との差異（直線距離：Ｘ（直線距離：ＡＢ），直線距離Ｙ（直線距離：ＣＢ）、および、角度：φ）を算出し、算出結果（Ｘ，Ｙ，φ）を経路算出部１０９に出力する。

［ステップ０２：図２］経路算出部１０９は、受電コイルの現在位置：Ａから車両１０をまっすぐに後退（バック）させた場合の予想走行軌跡（直線）と、給電コイルマーカの位置：Ｃを円周上の一点に含む円との接片：Ｅを求める。

［ステップ０３：図２］経路算出部１０９は、接片：Ｅが得られる円の半径：Ｒ、および、接片：Ｅとその円の中心：Ｏと給電コイルマーカの位置：Ｃとがなす角度：θ（∠ＥＯＣ）を算出する。

［ステップ０４：図２］経路算出部１０９は、半径：Ｒと、角度：θとから、式（１）に従って円弧距離：Ｚ２を算出する。
Ｚ２＝２πＲ × (θ／３６０°) …式（１）

［ステップ０５：図２］経路算出部１０９は、△ＥＯＣが二等辺三角形であることに基づき、∠ＥＣＯを式（２）に従って算出する。
∠ＥＣＯ＝ (１８０°−θ)／２ …式（２）

［ステップ０６：図２］経路算出部１０９は、直線距離：ＣＥから式（３），式（４）に従って、直線距離：Ｘ２，Ｙ２を算出する。
Ｘ２＝ＣＥ・sin(∠ＥＣＯ) …式（３）
Ｙ２＝ＣＥ・cos(∠ＥＣＯ) …式（４）

［ステップ０７：図２］経路算出部１０９は、式（５）〜式（７）に従って、直線距離：Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１を算出する。
Ｘ１＝Ｘ − Ｘ２ …式（５）
Ｙ１＝Ｙ − Ｙ２ …式（６）
Ｚ１＝ (Ｘ１² ＋Ｙ１²)^1/2 …式（７）

このようにして、受電コイルから連なる１つの直線：Ｚ１と、その１つの直線：Ｚ１に連なる１つの円弧：Ｚ２とからなる、受電コイルから給電コイルマーカまでの好ましい経路を算出することができる。

［ステップ０８：図２，図３］経路算出部１０９は、車両１０の回転半径：ｂ（図３）が半径：Ｒ（図２）になる舵角：γ（図３）を式（８）に従って算出する。なお、図３に示す直線距離：ａは、車両１０の前輪の中心と後輪の中心との間の長さ（ホイールベース）である。
γ ＝ tan^-1(ｂ／ａ) …式（８）

［ステップ０９］経路算出部１０９は、算出結果（Ｚ１，Ｚ２，γ）を画像処理部１０５に出力する。

そして、画像処理部１０５および経路算出部１０９は、歪み補正処理後および視点変換処理後の画像内に給電コイルマーカの画像が存在する間は、ステップ０１〜０９の処理を所定の周期（例えば、１０msec間隔）で繰り返し実行する。

一方、画像処理部１０５は、車両１０の移動に伴って、歪み補正処理後および視点変換処理後の画像内に給電コイルマーカの画像が存在しなくなると、ステップ０１の処理を止める。例えば、車両１０の後退に伴って、給電コイルマーカの一部が車両１０の下に隠れてしまった場合には、カメラ１１によって給電コイルマーカのすべてを撮影できなくなってしまうため、歪み補正処理後および視点変換処理後の画像内に給電コイルマーカの画像が存在しなくなる。

また、ステップ０１の処理が止まることにより画像処理部１０５から経路算出部１０９に算出結果（Ｘ，Ｙ，φ）が入力されなくなった場合、経路算出部１０９は、直近で最後に入力された過去の算出結果（Ｘ，Ｙ，φ）に基づいて、車両１０の移動に伴って直線距離：Ｚ１および円弧距離：Ｚ２の双方が０（ゼロ）になるまで、引き続きステップ０２〜０９の処理を実行して車両１０の利用者に対する駐車支援を続ける。これにより、本実施の形態によれば、車両１０の利用者による受電コイルと給電コイルとの位置あわせの途中で給電コイルが車両１０の下に隠れてしまっても、車両１０の利用者に対する駐車支援を続行することができるため、車両１０の利用者は受電コイルを給電コイルに確実に正対させることが可能となる。

次いで、車両１０の利用者に対する駐車支援の一例を図４Ａおよび図４Ｂを用いて説明する。図４Ａおよび図４Ｂは、表示部１３に表示される画像の一例である。また、図４Ａおよび図４Ｂに示すように、本実施の形態に係る駐車支援は、第１ガイド〜第４ガイドによってなされる。また、第１ガイド〜第４ガイドの各画像において、実線のガイド線は受電コイルから給電コイルマーカまでの好ましい経路を示し、点線のガイド線は現在のステアリング操作による予想走行軌跡を示す。なお、第１ガイド〜第４ガイド内の、車両１０の全体画像を含む俯瞰画像は、車両１０の前方、後方、左右側方の画像を撮影する複数のカメラを車両１０に設置して、例えば国際公開第２０００／０６４１７５号パンフレットに開示の技術を用いて作成することができる。

［第１ガイド：図４Ａ］画像処理部１０５が、上記ステップ０７において算出された直線距離：Ｚ１に基づいて実線のガイド線を生成し、操舵情報に基づいて点線のガイド線を生成して第１ガイドの画像を生成する。経路算出部１０９は、車両１０の後退に伴って直線距離：Ｚ１が０（ゼロ）になるまで、表示部１３に第１ガイドを表示させるよう画像処理部１０５に指示する。経路算出部１０９は、直線距離：Ｚ１が０（ゼロ）になったか否かを、車速検出部１５での検出結果および操舵検出部１７での検出結果に基づいて算出可能な、車両１０の移動距離から判断することができる。画像処理部１０５が操舵情報に基づいて点線のガイド線を生成するのは、以下の第２ガイド〜第４ガイドの画像の生成においても同様である。駐車支援装置１００は、第１ガイドによって、車両１０の利用者に車両１０を直進にて後退させることを即す。

［第２ガイド：図４Ａ］経路算出部１０９は、直線距離：Ｚ１が０（ゼロ）になった時点でその旨を示す制御信号を画像処理部１０５に出力する。画像処理部１０５は、この制御信号に応じて、上記ステップ０４において算出された円弧距離：Ｚ２に基づいて実線のガイド線を生成し、上記ステップ０８において算出された舵角：γに基づいてステアリング画像を生成して第２ガイドの画像を生成する。駐車支援装置１００は、第２ガイドによって、車両１０の利用者にステアリングを回転させるタイミング、ステアリングを回転させる方向、および、ステアリングの回転角度を教示することができる。画像処理部１０５は、車両１０の後退に伴って上記ステップ０１の処理を止めるまで、表示部１３に第２ガイドを表示させる。

［第３ガイド：図４Ｂ］画像処理部１０５は、車両１０の移動に伴って、歪み補正処理後および視点変換処理後の画像内に給電コイルマーカの画像が存在しなくなった時点で、車両１０の減速を車両１０の利用者に即す第３ガイドを表示部１３に表示させる。経路算出部１０９は、車両１０の後退に伴って円弧距離：Ｚ２が０（ゼロ）になるまで、表示部１３に第３ガイドを表示させるよう画像処理部１０５に指示する。

［第４ガイド：図４Ｂ］経路算出部１０９は、円弧距離：Ｚ２が０（ゼロ）になった時点でその旨を示す制御信号を画像処理部１０５に出力する。画像処理部１０５は、この制御信号に応じて、車両１０の停止を車両１０の利用者に即す第４ガイドを表示部１３に表示させる。この時点で、車両１０の底面に設置された受電コイルが駐車領域に設置された給電コイルに正対する。

以上のような第１ガイド〜第４ガイドによって、車両１０の利用者は、受電コイルが給電コイルに正対するまで、車両１０の移動にしたがって、どのようなステアリング操作、アクセル操作およびブレーキ操作を行えばよいかを認識することができる。

このように、本実施の形態によれば、画像処理部１０５および経路算出部１０９での上記ステップ０１〜０９の処理により車両１０の利用者に対する駐車支援を行うため、磁界センサ等の特別な機器を車両１０に設置しなくても、車両１０の利用者は、車両１０の底面に設置された受電コイルを駐車領域に設置された給電コイルに確実に正対させることができる。

また、本実施の形態によれば、車両１０が給電コイルと離れた位置にあるときは第１ガイドを表示し、車両１０が給電コイルに近接した時点で第１ガイドから第２ガイドに切り替えて表示するため、車両１０が給電コイルと離れた位置にあるときから駐車支援を行って受電コイルを給電コイルに確実に正対させることができる。

次いで、本実施の形態に係る給電コイルマーカの一例を図５Ａおよび図５Ｂを用いて説明する。なお、図面の記載が煩雑になることを避けるため、図５Ｂでは、図５Ａに示したカメラ１１の記載を省略する。

本実施の形態では、給電コイルマーカとして、図５Ａに示すような第１マーカ，第２マーカおよび第３マーカを用いる。図５Ａに示すように、第１マーカの面積は第２マーカの面積より大きく、第２マーカの面積は第３マーカの面積より大きい。また、第３マーカは給電コイルに互いの中心を合わせて印される一方で、第２マーカは給電コイルより離れた位置に印され、第１マーカは第２マーカよりさらに離れた位置に印される。なお、通常、第１マーカおよび第２マーカは、給電コイルが設置された駐車領域内に印される。

そして、画像処理部１０５は、上記ステップ０１の処理を行う際に用いる給電コイルマーカを、車両１０の後退に伴って、第１マーカ→第２マーカ→第３マーカの順に切り替える。

すなわち、画像処理部１０５は、図５Ｂに示すように、車両１０が給電コイルより離れた位置にあるときは、歪み補正処理後および視点変換処理後の画像内の第１マーカの画像を用いて上記ステップ０１の処理を行う。次いで、画像処理部１０５は、車両１０の後退に伴って車両１０が給電コイルに近づくに従って、歪み補正処理後および視点変換処理後の画像内に第１マーカの画像が存在しなくなると第２マーカの画像を用いて上記ステップ０１の処理を行い、歪み補正処理後および視点変換処理後の画像内に第２マーカの画像が存在しなくなると第３マーカの画像を用いて上記ステップ０１の処理を行う。さらに、画像処理部１０５は、車両１０が給電コイルにさらに近づいて、歪み補正処理後および視点変換処理後の画像内に第３マーカの画像が存在しなくなる、すなわち、給電コイルマーカの画像が存在しなくなると、上記ステップ０１の処理を止める。このように、画像処理部１０５は、給電コイルに近づくに従って徐々に大きさが小さくなる複数の給電コイルマーカを車両１０の移動に伴って順に切り替えて用いて上記ステップ０１の処理を行う。

ここで、給電コイルマーカの面積が大きいほど、より遠くから給電コイルマーカを認識できる一方で、給電コイルマーカの位置の精度は劣る。逆に、給電コイルマーカの面積が小さいほど、近接しなければ給電コイルマーカを認識できない一方で、給電コイルマーカの位置の精度は高くなる。よって、上記のように、上記ステップ０１の処理を行う際に用いる給電コイルマーカを第１マーカ→第２マーカ→第３マーカの順に切り替えることにより、第１マーカを用いて受電コイルと給電コイルとの大まかな位置合わせを行い、第２マーカ、第３マーカと順に位置合わせの精度を徐々に高め、第３マーカを用いて受電コイルを給電コイルに最小の誤差で正対させることができる。

つまり、本実施の形態によれば、受電コイルを備える車両１０が駐車領域に設置された給電コイルと離れた位置にあるときの位置合わせの導入を容易にするとともに、車両１０の移動に伴って受電コイルが給電コイルに近接したときには位置合わせの精度を高めることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明した。

なお、上記実施の形態では、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明はハードウェアとの連携においてソフトウェアでも実現することも可能である。

また、上記実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。

また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用してもよい。

さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。

本発明は、車両に搭載された蓄電池を、車両の外部にある電源（外部電源）から、電磁誘導を用いた非接触充電によって充電する車両に搭載される駐車支援装置等に好適である。

１０車両
１１カメラ
１３表示部
１５車速検出部
１７操舵検出部
１００駐車支援装置
１０１基準位置記憶部
１０３Ａ／Ｄ変換部
１０５画像処理部
１０７Ｄ／Ａ変換部
１０９経路算出部
１１１画像データ記憶部

Claims

車両の底面に設置された受電コイルと地面に設置された給電コイルとの位置合わせに用いられる駐車支援装置であって、
前記受電コイルの現在位置と、前記車両に設置されたカメラによって撮影された画像内に存在する給電コイルマーカの位置との差異を算出する画像処理部と、
前記差異に基づいて、前記受電コイルから前記給電コイルマーカまでの好ましい経路を算出する経路算出部と、を具備し、
前記画像処理部は、前記給電コイルに近づくに従って徐々に大きさが小さくなる複数の給電コイルマーカを前記車両の移動に伴って順に切り替えて用いて、前記差異を算出する、
駐車支援装置。
前記経路算出部は、前記受電コイルに連なる１つの直線と、前記１つの直線に連なる１つの円弧とからなる前記好ましい経路を算出する、
請求項１記載の駐車支援装置。