JP2013046482A - 給電装置への誘導装置、及びそれを用いた車両充電位置自動駐車制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】給電装置への誘導装置及び車両充電位置自動駐車制御システムにおいて、給電装置と受電装置との距離及び左右方向における位置関係を車両の運転者に報知する。
【解決手段】給電装置２が、（ｂ）のように、超音波センサ４の検出エリアＤＡよりも車両側に接近しているときでも、メモリに記憶された過去の位置情報と、その時点で車輪速センサにより検出された回転情報とに基づいて、給電装置２と受電装置３２との距離と左右方向位置関係を求めることができる。これにより、給電装置２が、（ａ）のように、超音波センサ４の検出エリアＤＡ内に位置するときだけではなく、（ｂ）のように、超音波センサ４の検出エリアＤＡよりも車両側に接近してからも、給電装置２と受電装置３２との距離及び左右方向位置関係を、車両３１の運転者に継続して報知できる。従って、車両３１を給電装置２に（（ｃ）に示される充電位置に）正確に誘導できる。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両を給電装置に誘導する誘導装置と、この誘導装置を用いた車両充電位置自動駐車制御システムに関する。

従来より、車両周辺の対象物の検出装置として、超音波センサ、カメラ等が用いられている。これらの装置のうち、超音波センサは、超音波を送信して、送信した超音波が空間内に存在する対象物に反射されて生じる反射波を受信する。超音波センサを用いて対象物の位置を検出する場合は、超音波センサによる超音波の送信から反射波の受信までの時間に基づき、対象物までの距離、及び対象物との角度を算出する。そして、これらの距離及び角度に基づいて、対象物の位置を検出する。

また、車両周辺の対象物の検出装置としてカメラを用いる場合には、画像認識技術を用いて、カメラによる撮影画像における特定の対象物をパターン認識することにより、特定の対象物を検出する。

上記の超音波センサやカメラ等の検出装置を用いて、車両を駐車スペースに誘導する誘導装置がある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された装置は、駐車区画に駐車する際に、超音波センサを用いて、車両側方の障害物の位置を検出し、車輪速センサを用いて検出した車両の移動距離も考慮して、車両の目標駐車位置を設定する。そして、この装置は、目標駐車位置に向かって車両が走行するように、運転者に対して操舵操作及び運転操作の教示を、ディスプレイやスピーカを用いて行う。

また、近年、電気自動車やハイブリッド自動車に搭載された、車両駆動用モータへの電力供給用のバッテリに、車両側の受電装置を介して、外部から充電を行うための給電装置が開発されている。上記の車両を駐車スペースに誘導する誘導装置の技術を応用して、車両を上記の給電装置に誘導する誘導装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２に記載された誘導装置は、カメラで撮影した車両の画像と車両周辺の画像との合成画像上に受電位置画像（給電装置と受電装置の画像）を重畳表示すると共に、給電装置と受電装置との間の距離や、受電効率についての案内をスピーカやディスプレイを用いて行う。

しかし、上記の車両側の受電装置は、特に非接触充電方式の場合、車両の底面に配されていることが多い。このため、上記特許文献２に記載された誘導装置では、車両の受電装置が給電装置により給電され得る位置（充電位置）にあるときには、車両のリア側（背面側）に設けられたカメラで給電装置を撮影することができない。そこで、この誘導装置は、給電装置からの受電効率を検出して、検出した受電効率に基づき、給電装置と受電装置との間の距離を微調整して、微調整後の距離をディスプレイやスピーカで報知するようにしている。

特開２００３−２７６５４０号公報 特開２０１０−２３４８７８号公報

けれども、上記特許文献２に記載された誘導装置は、給電装置からの受電効率に基づいて、給電装置と受電装置との間の距離を微調整する方式である。このため、給電装置が、カメラによる検出エリア（撮像エリア）よりも車両側に接近しているときには、給電装置と受電装置との間の距離を検出することはできるが、給電装置と受電装置との車両左右方向における位置関係を求めて報知することはできない。従って、車両を給電装置に（車両を上記の充電位置に）正確に誘導することができない。

また、特許文献１に記載された、車両を駐車スペースに誘導する誘導装置では、超音波センサによる検出対象が、車両側方に存在する（他の車両、壁、縁石等の）障害物であるため、車両を給電装置に（車両を上記の充電位置に）誘導することができない。

本発明は、上記課題を解決するものであり、給電装置が、検出エリアよりも車両側に接近しているときでも、給電装置と受電装置との距離、及び給電装置と受電装置との車両左右方向における位置関係を、車両の運転者に報知することができるようにして、車両を給電装置（充電位置）に正確に誘導することが可能な、給電装置への誘導装置、及び車両を正確に充電位置に停止させるように制御することが可能な車両充電位置自動駐車制御システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の給電装置への誘導装置は、車両を給電装置に誘導する、給電装置への誘導装置において、前記給電装置の位置情報を検出する位置情報検出手段と、前記車両の各車輪の回転情報を検出する回転情報検出手段と、前記位置情報検出手段により検出された前記位置情報と、前記回転情報検出手段により検出された前記回転情報とを記憶する記憶手段と、前記給電装置が前記位置情報検出手段の検出エリア内に位置するときは、前記位置情報検出手段により検出された前記位置情報に基づいて、前記給電装置と車両底面に配された受電装置との距離、及び前記給電装置と前記受電装置との車両左右方向における位置関係を求め、前記給電装置が前記位置情報検出手段の検出エリアよりも前記車両側に接近しているときに、前記記憶手段に記憶された過去の位置情報と、その時点で前記回転情報検出手段により検出された各車輪の回転情報とに基づいて、前記給電装置と前記受電装置との距離、及び前記給電装置と前記受電装置との車両左右方向における位置関係を求める距離位置関係算出手段と、前記距離位置関係算出手段により求めた、前記給電装置と前記受電装置との距離、及び前記給電装置と前記受電装置との車両左右方向における位置関係を、前記車両の運転者に報知する報知手段と、前記給電装置が前記位置情報検出手段の検出エリア内に位置するときだけではなく、前記給電装置が前記位置情報検出手段の検出エリアよりも前記車両側に接近しているときにも、前記距離位置関係算出手段による前記距離と前記位置関係の算出と、前記報知手段による報知とを継続して行うように制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。

この給電装置への誘導装置において、前記位置情報検出手段は、超音波を送信して、送信した超音波が前記給電装置に反射されて生じる反射波を受信する超音波センサを備え、前記超音波センサによる超音波の送信から反射波の受信までの時間に基づき、前記給電装置の位置情報を検出するものであってもよい。

この給電装置への誘導装置において、前記位置情報検出手段は、前記超音波センサを複数備えていることが好ましい。

この給電装置への誘導装置において、前記位置情報検出手段は、前記車両の周辺を撮影する撮影手段を備え、前記撮影手段による撮影画像に基づき、前記給電装置の位置情報を検出するものであってもよい。

この給電装置への誘導装置において、前記位置情報検出手段は、前記撮影手段による撮影画像における前記給電装置の形状、又は前記給電装置に記載されたパターンを、パターン認識するパターン認識手段をさらに備え、前記パターン認識手段によるパターン認識結果を用いて、前記給電装置の位置情報を検出することが好ましい。

また、本発明の車両充電位置自動駐車制御システムは、車両が充電位置で停止するように制御する車両充電位置自動駐車制御システムにおいて、給電装置の位置情報を検出する位置情報検出手段と、前記車両の各車輪の回転情報を検出する回転情報検出手段と、前記位置情報検出手段により検出された前記位置情報と、前記回転情報検出手段により検出された前記回転情報とを記憶する記憶手段と、前記給電装置が前記位置情報検出手段の検出エリア内に位置するときは、前記位置情報検出手段により検出された前記位置情報に基づいて、前記給電装置と車両底面に配された受電装置との距離、及び前記給電装置と前記受電装置との車両左右方向における位置関係を求め、前記給電装置が前記位置情報検出手段の検出エリアよりも前記車両側に接近しているときに、前記記憶手段に記憶された過去の位置情報と、その時点で前記回転情報検出手段により検出された各車輪の回転情報とに基づいて、前記給電装置と前記受電装置との距離、及び前記給電装置と前記受電装置との車両左右方向における位置関係を求める距離位置関係算出手段と、前記距離位置関係算出手段により求めた、前記給電装置と前記受電装置との距離、及び前記給電装置と前記受電装置との車両左右方向における位置関係を、前記車両の運転者に報知する報知手段と、前記距離位置関係算出手段により求めた、前記給電装置と前記受電装置との距離、及び前記給電装置と前記受電装置との車両左右方向における位置関係に基づいて、前記車両が前記充電位置で停止するように、前記車両の走行及び操舵を制御する車両制御手段と、前記給電装置が前記位置情報検出手段の検出エリア内に位置するときだけではなく、前記給電装置が前記位置情報検出手段の検出エリアよりも前記車両側に接近しているときにも、前記距離位置関係算出手段による前記距離と前記位置関係の算出と、前記報知手段による報知と、前記車両制御手段による前記車両の走行及び操舵の制御を継続して行うように制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。

この車両充電位置自動駐車制御システムにおいて、前記位置情報検出手段は、超音波を送信して、送信した超音波が前記給電装置に反射されて生じる反射波を受信する超音波センサを備え、前記超音波センサによる超音波の送信から反射波の受信までの時間に基づき、前記給電装置の位置情報を検出するものであってもよい。

この車両充電位置自動駐車制御システムにおいて、前記位置情報検出手段は、前記超音波センサを複数備えていることが好ましい。

この車両充電位置自動駐車制御システムにおいて、前記位置情報検出手段は、前記車両の周辺を撮影する撮影手段を備え、前記撮影手段による撮影画像に基づき、前記給電装置の位置情報を検出するものであってもよい。

この車両充電位置自動駐車制御システムにおいて、前記位置情報検出手段は、前記撮影手段による撮影画像における前記給電装置の形状、又は前記給電装置に記載されたパターンを、パターン認識するパターン認識手段をさらに備え、前記パターン認識手段によるパターン認識結果を用いて、前記給電装置の位置情報を検出することが好ましい。

この車両充電位置自動駐車制御システムにおいて、前記位置情報検出手段は、超音波を送信して、送信した超音波が前記給電装置に反射されて生じる反射波を受信する複数の超音波センサと、前記車両の周辺を撮影する撮影手段とを備え、前記複数の超音波センサの各々における超音波の送信から反射波の受信までの時間と、前記撮影手段による撮影画像とに基づき、前記給電装置の位置情報を検出することが好ましい。

この車両充電位置自動駐車制御システムにおいて、前記位置情報検出手段は、前記複数の超音波センサの各々における超音波の送信から反射波の受信までの時間と、前記撮影手段による撮影画像とに基づき、前記給電装置と障害物との位置情報を検出し、前記位置情報検出手段により検出した前記給電装置と障害物との位置情報に基づいて、前記車両が前記充電位置で停止するように、前記車両を駐車させることが可能か否かを判定する駐車可否判定手段をさらに備え、前記制御手段は、前記駐車可否判定手段により、前記車両を駐車させることが可能と判定された場合に限り、前記距離位置関係算出手段による前記距離と前記位置関係の算出と、前記報知手段による報知と、前記車両制御手段による前記車両の走行及び操舵の制御とを行うことが好ましい。

本発明の給電装置への誘導装置によれば、給電装置が位置情報検出手段の検出エリアよりも車両側に接近しているときでも、記憶手段に記憶された過去の位置情報と、その時点で回転情報検出手段により検出された各車輪の回転情報とに基づいて、給電装置と受電装置との距離、及び給電装置と受電装置との車両左右方向における位置関係を求めることができる。これにより、給電装置が位置情報検出手段の検出エリアよりも車両側に接近してからも、給電装置と受電装置との距離、及び給電装置と受電装置との車両左右方向における位置関係を、車両の運転者に継続して報知することができる。従って、車両を給電装置に（充電位置に）正確に誘導することが可能になる。

また、本発明の車両充電位置自動駐車制御システムによれば、上記効果に加えて、給電装置が位置情報検出手段の検出エリアよりも車両側に接近しているときでも、上記のようにして求めた給電装置と受電装置との距離及び車両左右方向における位置関係に基づいて、車両の走行及び操舵を正確に制御することが可能になる。これにより、車両を正確に充電位置に停止させるように制御することが可能になる。

本発明の第１の実施形態に係る誘導装置の回路構成図。 図１中のマイコンに含まれるハードウェアやソフトウェアのモジュール構成図。 （ａ）（ｂ）（ｃ）は、それぞれ、給電装置が超音波センサの検出エリア内に位置するときと、給電装置が検出エリアよりも車両側に接近しているときと、給電装置が充電位置にあるときとにおける、給電装置と受電装置との側面図。 （ａ）（ｂ）は、それぞれ、給電装置と受電装置とが、図３（ａ）（ｂ）の位置関係にある場合における、超音波センサによる受信波の波形図。 車両に配された複数の超音波センサを示す上面図。 本発明の第２の実施形態に係る誘導装置の回路構成図。 図６中のマイコンに含まれるハードウェアやソフトウェアのモジュール構成図。 車両の充電位置への駐車開始時点におけるカメラと給電装置との位置関係を示す上面図。 （ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、車両が充電位置に近づくにつれて、給電装置と車両底面に配された受電装置との距離Ｄ１が変化する様子を示す側面図。 （ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、それぞれ、給電装置と受電装置とが、図８、及び図９（ａ）（ｂ）（ｃ）の位置関係にある場合における、カメラの撮影画像を示す図。 本発明の第３の実施形態に係る駐車制御システムの回路構成図。 図１１中のマイコンに含まれるハードウェアやソフトウェアのモジュール構成図。

以下、本発明を具体化した実施形態による給電装置への誘導装置、及びそれを用いた車両充電位置自動駐車制御システムについて、図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態による給電装置への誘導装置（以下、「誘導装置」と略す）の回路構成を示す。図２は、図１中のマイコン３に含まれるハードウェアやソフトウェアを、誘導装置１の機能を実現するための複数のモジュールに分けて表した図である。本明細書において、「モジュール」とは、ひとまとまりの機能・要素を実現するためのハードウェアやソフトウェアを指す。

図１に示されるように、誘導装置１は、複数の超音波センサ４（図３における４ａ〜４ｈ）と、車両の各車輪の回転情報を検出する車輪速センサ７（回転情報検出手段）と、装置全体の制御を行うマイコン３と、ディスプレイ１０と、スピーカ１１とを備えている。複数の超音波センサ４の各々は、超音波を送信して、送信した超音波が給電装置に反射されて生じる反射波を受信する。マイコン３は、超音波センサ４や車輪速センサ７から受信したアナログ形式の信号をディジタル形式の信号に変換するためのＡ／Ｄコンバータ１２と、各種の演算やマイコン３全体の制御を行うＣＰＵ８と、メモリ９と、Ｄ／Ａコンバータ１３とを有している。ＣＰＵ８は、請求項における制御手段に相当する。また、ディスプレイ１０及びスピーカ１１は、請求項における報知手段に相当する。

マイコン３のＣＰＵ８は、超音波センサ４による超音波の送信から反射波の受信までの時間に基づき、給電装置２（図３（ａ）（ｂ）（ｃ）参照）の位置情報を検出する。超音波センサ４とＣＰＵ８とが請求項における位置情報検出手段に相当する。メモリ９（記憶手段）は、超音波センサ４とＣＰＵ８とにより検出された位置情報と、各車輪の円周長とを記憶する。図２中のデータ蓄積モジュール２１は、主にＡ／Ｄコンバータ１２とメモリ９とから構成される。また、図２中の距離位置関係算出モジュール２２は、請求項における距離位置関係算出手段に相当し、主にマイコン３のＣＰＵ８、及びＣＰＵ８を動作させるためのプログラムから構成される。また、図２中の報知制御モジュール２３は、ディスプレイ１０及びスピーカ１１を制御するためのモジュールであり、主にマイコン３のＣＰＵ８、ＣＰＵ８を動作させるためのプログラム、及びＤ／Ａコンバータ１３から構成される。

図３（ａ）（ｂ）（ｃ）は、それぞれ、給電装置２が超音波センサ４の検出エリアＤＡ内に位置するときと、給電装置２が検出エリアＤＡよりも車両側に接近しているときと、給電装置２が充電位置にあるときとにおける、給電装置２と受電装置３２とを示す。これらの図では、車両３１に配された受電装置３２と超音波センサ４の位置を分かり易く示すために、車両３１については、その輪郭のみを破線で示している。なお、実際には、図５に示されるように、車両３１には複数の超音波センサ４が配されているが、図３（ａ）（ｂ）（ｃ）では、説明を簡単にするために、リア側に配された超音波センサ４のうちの１つのみを示している。また、図４（ａ）（ｂ）は、それぞれ、給電装置２と受電装置３２とが、図３（ａ）（ｂ）の位置関係にある場合における、超音波センサ４により受信される受信波の波形（正確に言うと、超音波センサ４が受信波の強度に応じて出力した出力電圧の波形）を示す。

マイコン３のＣＰＵ８は、図３（ａ）に示されるように、給電装置２が超音波センサ４の検出エリアＤＡ内に位置するときは、その時点で超音波センサ４から受信した（超音波センサ４から）給電装置２までの距離に応じた信号に基づいて位置情報を求める。より具体的には、ＣＰＵ８は、超音波センサ４における超音波の送信から反射波ＲＷ（図４（ａ）参照）の受信までの時間に基づき、給電装置２の位置情報（図３（ａ）中の超音波センサ４から給電装置２までの距離Ｄ３）を検出する。そして、この位置情報（実際には図５に示される複数の超音波センサ４ａ〜４ｈを用いて検出した複数の位置情報）に基づいて、給電装置２（の中心）と車両底面に配された受電装置３２（の中心）との距離Ｄ１、及び給電装置２と受電装置３２との車両左右方向における位置関係を求める。なお、図３（ａ）（ｂ）（ｃ）に示される距離Ｄ２は、受電装置３２の中心から車両後端までの距離である。

車両３１が給電装置２の方向に進む（車両３１と給電装置２とが接近する）につれて、図４（ｂ）中の矢印に示されるように、超音波センサ４における超音波の送信から反射波ＲＷの受信までの時間は、短くなる。なお、図４（ａ）（ｂ）中の波ＤＷは、超音波センサ４により送信された超音波の残響を示す。

そして、図３（ｂ）に示されるように、給電装置２が超音波センサ４の検出エリアＤＡよりも車両側に接近した状態になると、超音波センサ４は、図４（ｂ）に示されるように、反射波ＲＷを受信できなくなる。すなわち、給電装置２が超音波センサ４の検出エリア外になってしまう。この状態になると、ＣＰＵ８は、メモリ８に記憶された過去の位置情報と、その時点で車輪速センサ７により検出された各車輪の回転情報とに基づいて、給電装置２と受電装置３２との距離、及び給電装置２と受電装置３２との車両左右方向における位置関係を求める。より具体的に言うと、給電装置２が超音波センサ４の検出エリアＤＡよりも車両側に接近しているときには、ＣＰＵ８は、その時点で車輪速センサ７により検出された各車輪の回転情報とメモリ８に記憶された各車輪の円周長とに基づいて、所定の位置からの車両３１の移動距離と移動方向とを算出する。なお、この車両の移動距離の算出の起点となる「所定の位置」は、例えば、給電装置２が超音波センサ４の検出エリアＤＡよりも車両側に近い位置になる直前における車両３１の位置である。

そして、ＣＰＵ８は、上記のようにして算出した車両３１の移動距離と移動方向に加えて、メモリ８に記憶された過去の位置情報に基づいて、給電装置２と受電装置３２との距離、及び給電装置２と受電装置３２との車両左右方向における位置関係を求める。なお、図３（ｂ）に示される距離Ｄ４は、図３（ａ）に示される位置から図３（ｂ）に示される位置までの車両３１の移動距離を示す。また、図２中の距離位置関係算出モジュール２２は、主にＣＰＵ８から構成される。

上記のディスプレイ１０は、上記のようにして求めた、給電装置２と受電装置３２との距離、及び給電装置２と受電装置３２との車両左右方向における位置関係（以下、「左右方向位置関係」と略す）を、画面に表示することにより、車両の運転者に報知する。具体的には、ディスプレイ１０は、上記の距離については、例えば、「充電停止位置まで２ｍです」とか、「給電装置まで１ｍです」といった表示をする。また、ディスプレイ１０は、上記の左右方向位置関係については、例えば、「１５ｃｍ左に寄って下さい」といった表示をする。また、スピーカ１１は、上記の給電装置２と受電装置３２との距離及び左右方向位置関係を、音声で案内することにより、車両３１の運転者に報知する。マイコン３のＣＰＵ８は、上記の給電装置２と受電装置３２との距離及び左右方向位置関係を、ディスプレイ１０を用いた画面表示と、スピーカ１１を用いた音声とのうちのいずれか一方を用いて報知するよう制御してもよい。なお、図２中の報知制御モジュール２２は、主にＣＰＵ８から構成される。

マイコン３のＣＰＵ８は、給電装置２が超音波センサ４の検出エリアＤＡ内に位置するときだけではなく、給電装置２が検出エリアＤＡよりも車両側に接近しているときにも、上記の距離と左右方向位置関係の算出と、これらの報知とを継続して行うように制御する。ＣＰＵ８は、車両３１が図３（ｃ）に示される充電位置に達したときに、上記の報知処理を終了する。車両３１の運転者は、給電装置２のない場所に駐車する場合等には、不図示の操作スイッチを用いて、上記の報知処理をキャンセルすることが可能である。

図５は、車両３１における超音波センサ４の配置の例を示す。この例では、車両３１のフロント側（図における前側）に、４つの超音波センサ４ａ〜４ｄが配設されており、車両３１のリア側（図における後側）にも、４つの超音波センサ４ｅ〜４ｈが配設されている。この図では、車両３１に配された超音波センサ４の位置を分かり易く示すために、車両３１については、その輪郭のみを破線で示している。車両３１のリア側だけではなく、フロント側にも超音波センサ４ａ〜４ｄが配設されている理由は、車両３１は、リア側からだけではなく、フロント側からも、給電装置２に接近する場合があるからである。なお、車両３１における超音波センサ４が設けられる位置は、図５に示される位置に限られない。また、車両３１に設けられる超音波センサ４の数も、８つに限られず、１つ以上であればよい。超音波センサ４の数が１つであっても、給電装置２と受電装置３２との距離を検出することができるし、超音波センサ４を図中の左右方向に回転させて走査することにより、給電装置２と受電装置３２との左右方向位置関係を求めることも可能である。なお、図中の左右方向が、請求項における「車両左右方向」に相当する。また、図中の検出エリアＤＡ１〜８は、それぞれ超音波センサ４ａ〜４ｈの検出エリアである。

第１の実施形態の誘導装置１によれば、給電装置２が超音波センサ４の検出エリアよりも車両側に接近しているときでも、メモリ９に記憶された過去の位置情報と、その時点で車輪速センサ７により検出された各車輪の回転情報とに基づいて、給電装置２と受電装置３２との距離と左右方向位置関係を求めることができる。これにより、給電装置２が超音波センサ４の検出エリア内に位置するときだけではなく、超音波センサ４の検出エリアよりも車両側に接近してからも、給電装置２と受電装置３２との距離及び左右方向位置関係を、車両３１の運転者に継続して報知することができる。従って、車両３１を給電装置２に（充電位置に）正確に誘導することが可能になる。

図６は、本発明の第２の実施形態による誘導装置１の回路構成を示す。本実施形態の誘導装置１は、第１の実施形態における超音波センサ４の代わりに、車両３１の周辺を撮影するカメラ１４（撮影手段）を備えており、カメラ１４による撮影画像に基づき、給電装置２の位置情報を検出する点が、上記第１の実施形態と異なっている。第２の実施形態では、カメラ１４とＣＰＵ８とが請求項における位置情報検出手段に相当する。本実施形態における他の回路構成については、上記第１の実施形態と同様である。

また、図７は、図６中のマイコン３に含まれるハードウェアやソフトウェアを、誘導装置１の機能を実現するための複数のモジュールに分けて表した図である。第２の実施形態による誘導装置１は、図２に示される第１の実施形態のモジュールに加えて、カメラ１４による撮影画像における給電装置２の形状、又は給電装置２に記載されたロゴ等のパターンを、パターン認識するパターン認識モジュール２２ａを有している。このパターン認識モジュール２２ａは、請求項におけるパターン認識手段に相当し、主にマイコン３のＣＰＵ８、及びＣＰＵ８を動作させるためのプログラムから構成される。また、マイコン３のＣＰＵ８は、上記のパターン認識結果を用いて、給電装置２の位置情報を検出する。メモリ９は、カメラ１４とＣＰＵ８とにより検出された位置情報と、各車輪の円周長とを記憶する。

図８は、車両３１の充電位置への駐車開始時点におけるカメラ１４と給電装置２との位置関係を示す。カメラ１４は、車両３１のリア側（背面側）に配されている。また、図９（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、車両３１が充電位置に近づくにつれて、給電装置２（の中心）と車両底面に配された受電装置３２（の中心）との距離Ｄ１が変化する様子を示す。これらの図では、車両３１に配された受電装置３２とカメラ１４の位置を分かり易く示すために、車両３１については、その輪郭のみを破線で示している。図１０（ａ）は、給電装置２と受電装置３２とが、図８の位置関係にある場合における、カメラ１４の撮影画像を示す。図１０（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、それぞれ給電装置２と受電装置３２とが、図９（ａ）（ｂ）（ｃ）の位置関係にある場合における、カメラ１４の撮影画像を示す。図８及び図１０（ａ）中のＬ１〜Ｌ３は、いずれも駐車場におけるラインを示す。また、図１０（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）中のＬ４、Ｌ５は、車両３１が真後ろに進んだ場合における左右のタイヤが辿る軌跡（又は車両３１の車幅）を示す。図９（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示される距離Ｄ２は、受電装置３２の中心から車両後端までの距離である。また、図９（ａ）中のＤ３は、カメラ１４（又は車両後端）から給電装置２までの距離である。さらにまた、図１０（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）中の４１は、カメラ１４の撮影画像中のリアバンパーの画像を示す。

マイコン３のＣＰＵ８は、図８及び図１０（ａ）に示されるように、車両３１の充電位置への駐車開始時点においては、撮影画像における給電装置２の形状、又は給電装置２に記載されたロゴ等のパターンを、未だパターン認識することができない。このため、この時点においては、ＣＰＵ８は、未だ給電装置２を特定することができないので、給電装置２の位置情報を検出することができない。

けれども、車両３１が充電位置に近づいて、図９（ａ）のように、ＣＰＵ８が、撮影画像における給電装置２の形状、又は給電装置２に記載されたパターンを、パターン認識可能な状態になると、ＣＰＵ８は、このパターン認識を行い、給電装置２を特定する。そして、ＣＰＵ８は、パターン認識により特定した給電装置２を、図１０（ｂ）に示されるように、ディスプレイ１０に強調表示する。なお、図１０（ｂ）では、撮影画像における給電装置２の画像（であると特定された画像）の周囲を破線で囲むことにより強調表示する場合の例を示したが、撮影画像における給電装置２の画像を強調表示する方法は、これに限られない。例えば、撮影画像における給電装置２の画像（であると特定された画像）の部分だけを、色を変えたり、ブリンク表示させたりすることにより、強調表示してもよい。

マイコン３のＣＰＵ８は、カメラ１４によるカメラ視野ＶＡ（請求項における検出エリア）内に、複数の給電装置２をパターン認識した場合には、車両の移動軌跡内にあると判断した給電装置２を、優先的に誘導先の給電装置２として自動的に選択する。そして、この給電装置２を、ディスプレイ１０に、誘導先の給電装置２として画面表示する。なお、上記のように、ＣＰＵ８が、複数の給電装置２をパターン認識した場合に、パターン認識した複数の給電装置２をディスプレイ１０に表示させて、運転者に、これらの給電装置２の中から、所望の給電装置２を誘導先の給電装置２として選択させてもよい。

マイコン３のＣＰＵ８は、図９（ａ）（ｂ）に示されるように、給電装置２がカメラ１４によるカメラ視野ＶＡ内に位置するときは、上記のようにしてパターン認識により特定した撮像画像中の給電装置２の大きさと位置とに基づいて、給電装置２の位置情報を検出する。より具体的には、例えば、ＣＰＵ８は、図１０（ｂ）に示される、撮像画像中の給電装置２の一辺（車両３１に最も近い辺）２ａの長さＬに基づいて、給電装置２と受電装置３２との距離Ｄ１を求める。さらに、ＣＰＵ８は、図９（ｂ）及び図１０（ｃ）に示されるように、撮像画像中の給電装置２の側面（車両３１に最も近い側面）２ｂがリアバンパー４１に重なる状態になるときに、上記のようにして求めた距離Ｄ１を補正することも可能である。また、ＣＰＵ８は、撮像画像における給電装置２の車両左右方向における位置に基づいて、給電装置２と受電装置３２との左右方向位置関係を求める。ＣＰＵ８は、このようにして求めた距離Ｄ１と左右方向位置関係の情報とを、給電装置２の位置情報として、メモリ９に記憶する。

車両３１が、図９（ｃ）に示される位置よりもさらに充電位置に近づくと、給電装置２は、カメラ１４によるカメラ視野外（検出エリア外）になってしまう。この状態になると、ＣＰＵ８は、メモリ８に記憶された過去の位置情報と、その時点で車輪速センサ７により検出された各車輪の回転情報とに基づいて、給電装置２と受電装置３２との距離と左右方向位置関係とを求める。より具体的に言うと、給電装置２がカメラ視野ＶＡよりも車両側に接近しているときには、ＣＰＵ８は、その時点で車輪速センサ７により検出された各車輪の回転情報とメモリ８に記憶された各車輪の円周長とに基づいて、所定の位置からの車両３１の移動距離と移動方向とを算出する。なお、この車両の移動距離の算出の起点となる「所定の位置」は、例えば、図９（ｂ）及び図１０（ｃ）に示されるように、撮像画像中の給電装置２の側面２ｂがリアバンパー４１に重なる状態になるときの車両３１の位置である。

マイコン３のＣＰＵ８は、シフトレバーがリバースに切り換えられた後は、図１０（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示されるような撮影画像をディスプレイ１０に表示させる。そして、ＣＰＵ８は、上記のパターン認識により給電装置２を特定した後は、給電装置２と受電装置３２との距離及び左右方向位置関係を、ディスプレイ１０とスピーカ１１とのうちのいずれか一方又は両方を用いて報知するように制御する。ＣＰＵ８は、給電装置２がカメラ視野ＶＡ内に位置するときだけではなく、給電装置２がカメラ視野ＶＡよりも車両側に接近しているときにも、上記の距離と左右方向位置関係の算出と、これらの報知とを継続して行うように制御する。ＣＰＵ８は、車両３１が図９（ｄ）に示される充電位置に達したときに、上記の報知処理を終了する。車両３１の運転者は、給電装置２のない場所に駐車する場合等には、不図示の操作スイッチを用いて、上記の報知処理をキャンセルすることが可能である。

第２の実施形態の誘導装置１によれば、給電装置２がカメラ視野ＶＡよりも車両側に接近しているときでも、メモリ９に記憶された過去の位置情報と、その時点で車輪速センサ７により検出された各車輪の回転情報とに基づいて、給電装置２と受電装置３２との距離と左右方向位置関係を求めることができる。これにより、給電装置２がカメラ視野ＶＡ内に位置するときだけではなく、カメラ視野ＶＡよりも車両側に接近してからも、給電装置２と受電装置３２との距離及び左右方向位置関係を、車両３１の運転者に継続して報知することができる。また、パターン認識により特定した給電装置２を、ディスプレイ１０に強調表示することができる。従って、車両３１を給電装置２に（充電位置に）正確に誘導することが可能になる。

図１１は、本発明の第３の実施形態による車両充電位置自動駐車制御システム（以下、「駐車制御システム」と略す）の回路構成を示す。この駐車制御システム５０は、本発明の第１の実施形態による誘導装置１と第２の実施形態による誘導装置１とを応用したシステムであり、車両３１が充電位置で自動的に停止するように制御するシステムである。第３の実施形態では、超音波センサ４とカメラ１４とＣＰＵ８とが請求項における位置情報検出手段に相当する。本実施形態の駐車制御システム５０の回路構成は、超音波センサ４と、ブレーキ５３と、ステアリング５４とを備えている点で、図６の第２の実施形態による誘導装置１の回路構成と異なっている。ブレーキ５３は、車両３１の減速及び停止（以下、「制動」と言う）を行うための装置である。ステアリング５４は、車両３１の進行方向を任意に変える（以下、「操舵」と言う）ための装置である。

図１２は、図６中のマイコン３に含まれるハードウェアやソフトウェアを、誘導装置１の機能を実現するための複数のモジュールに分けて表した図である。第３の実施形態による駐車制御システム５０は、図７に示される第２の実施形態のモジュールに加えて、駐車可否判定モジュール５１と、車両制御モジュール５２とを有している。駐車可否判定モジュール５１は、請求項における駐車可否判定手段に相当し、主にマイコン３のＣＰＵ８、及びＣＰＵ８を動作させるためのプログラムから構成される。また、車両制御モジュール５２は、請求項における車両制御手段に相当し、主にマイコン３のＣＰＵ８、ＣＰＵ８を動作させるためのプログラム、及びＤ／Ａコンバータ１３から構成される。

マイコン３のＣＰＵ８は、シフトレバーがリバースに切り換えられた後は、図１０（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示されるような撮影画像をディスプレイ１０に表示させると共に、以下の処理を行う。まず、マイコン３のＣＰＵ８は、複数の超音波センサ４における超音波の送信から反射波の受信までの時間と、カメラ１４による撮影画像とに基づき、給電装置２及び障害物の位置情報を検出する。超音波センサ４を用いた給電装置２及び障害物の位置情報の検出方法は、第１の実施形態の誘導装置１における、給電装置２の位置情報の検出方法と基本的に同じである。また、カメラ１４による撮影画像を用いた給電装置２及び障害物の位置情報の検出方法は、第２の実施形態の誘導装置１における、給電装置２の位置情報の検出方法と基本的に同じである。そして、ＣＰＵ８は、これらの位置情報をメモリ９に記憶させる。

マイコン３のＣＰＵ８は、上記のようにして検出した給電装置２と障害物との位置情報に基づいて、車両３１が充電位置で停止するように、車両３１を駐車させることが（車両３１を充電位置に駐車させることが）可能か否かを判定する。より具体的には、ＣＰＵ８は、車両３１が充電位置に至るまでの軌跡内に障害物が存在するか否かという点や、給電装置２が、明らかに、車両３１が辿ることが可能な軌跡外に存在するか否かという点に基づいて、車両３１を充電位置に駐車させることが可能か否かを判定する。

マイコン３のＣＰＵ８は、上記の判定の結果、車両３１を充電位置に駐車させることが可能と判定した場合に限り、以下の距離と位置関係の算出処理と、報知処理と、車両３１の走行及び操舵の制御処理とを行う。

まず、距離と位置関係の算出処理について説明する。ＣＰＵ８は、給電装置２が、複数の超音波センサ４の検出エリアＤＡ内、又はカメラ視野ＶＡ内に位置するときは、複数の超音波センサ４又はカメラ１４を用いて検出した位置情報に基づいて、給電装置２と受電装置３２との距離及び左右方向位置関係を求める。複数の超音波センサ４を用いて検出した位置情報に基づく、距離及び左右方向位置関係の具体的な算出方法は、第１の実施形態と基本的に同じである。また、カメラ１４（による撮影画像）を用いて検出した位置情報に基づく、距離及び左右方向位置関係の具体的な算出方法は、第２の実施形態と基本的に同じである。これに対して、給電装置２が、検出エリアＤＡとカメラ視野ＶＡのいずれよりも、車両側に接近しているときには、ＣＰＵ８は、メモリ８に記憶された過去の位置情報と、その時点で車輪速センサ７により検出された各車輪の回転情報とに基づいて、給電装置２と受電装置３２との距離及び左右方向位置関係を求める。

次に、報知処理について説明する。ＣＰＵ８は、上記のようにして求めた、給電装置２と受電装置３２との距離及び左右方向位置関係を、上記第２の実施形態と同様に、ディスプレイ１０とスピーカ１１とのうちのいずれか一方又は両方を用いて報知するように制御する。

次に、車両３１の走行及び操舵の制御処理について説明する。マイコン３のＣＰＵ８は、上記のようにして求めた、給電装置２と受電装置３２との距離及び左右方向位置関係に基づいて、車両３１が充電位置で停止するように、ブレーキ５３とステアリング５４とを用いて、車両３１の走行（制動を含む）及び操舵を制御する。ただし、ＣＰＵ８は、給電装置２と受電装置３２との距離及び左右方向位置関係に基づいて、いわゆる切り返し操作を行わないと、車両３１を充電位置で停止させられないと判定したときには、以下の処理を行う。すなわち、ＣＰＵ８は、ブレーキ５３とステアリング５４に加えて、自動変速機を用いて、車両３１の前後方向における走行（制動を含む）と操舵を制御する。

ＣＰＵ８は、給電装置２が、検出エリアＤＡ内又はカメラ視野ＶＡ内に位置するときだけではなく、検出エリアＤＡとカメラ視野ＶＡのいずれよりも、車両側に接近しているときも、上記の距離と位置関係の算出と、報知と、走行及び操舵の制御とを継続して行う。

第３の実施形態の駐車制御システム５０によれば、第１及び第２の実施形態の誘導装置１の有する効果に加えて、給電装置２が、検出エリアＤＡとカメラ視野ＶＡのいずれよりも、車両側に接近しているときでも、給電装置２と受電装置３２との距離及び車両左右方向における位置関係を求めることができる。そして、求めた給電装置２と受電装置３２との距離及び車両左右方向における位置関係に基づいて、車両３１の走行及び操舵を正確に制御することが可能になる。これにより、車両３１を正確に充電位置に停止させるように制御することが可能になる。従って、車両３１を充電位置で停止させる（車両３１を充電位置に駐車させる）ときに、駐車の苦手な運転者の負担を軽減させることができる。

なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、第１の実施形態では、車両３１のリア側に位置する給電装置２に誘導する場合の例について説明したが、第１の実施形態の誘導装置は、フロント側にも超音波センサを有しているため、車両のフロント側に位置する給電装置２に誘導することも可能である。また、第２の実施形態の誘導装置も、車両のフロント側にもカメラ１４を設けることにより、車両のフロント側に位置する給電装置２にも誘導することが可能になる。また、第３の実施形態の駐車制御システムは、フロント側にも超音波センサを有しているため、車両のフロント側に給電装置が位置する場合にも、車両が充電位置で停止するように制御することが可能である。

また、上記第１乃至第３の実施形態では、超音波センサ又はカメラを用いて給電装置の位置情報を検出する場合の例を示したが、給電装置の位置情報の検出方法は、これに限られない。例えば、給電装置又は駐車場の２箇所以上の地点に設けられた送信機から微弱な電波を送信し、車両側に設けられた受信装置がこれらを受信するようにして、受信した２つ以上の送信機からの電波の強度に基づいて、給電装置の位置情報を検出してもよい。

１ 誘導装置
２ 給電装置
４、４ａ〜４ｈ 超音波センサ（位置情報検出手段）
７ 車輪速センサ（回転情報検出手段）
８ ＣＰＵ（制御手段、位置情報検出手段、距離位置関係算出手段、パターン認識手段、駐車可否判定手段、車両制御手段）
９ メモリ（記憶手段）
１０ ディスプレイ（報知手段）
１１ スピーカ（報知手段）
１４ カメラ
２２ 距離位置関係算出モジュール（距離位置関係算出手段）
２２ａ パターン認識モジュール（パターン認識手段）
３１ 車両
５０ 駐車制御システム（車両充電位置自動駐車制御システム）
５１ 駐車可否判定モジュール（駐車可否判定手段）
５２ 車両制御モジュール（車両制御手段）

Claims (12)

1. 車両を給電装置に誘導する、給電装置への誘導装置において、
   前記給電装置の位置情報を検出する位置情報検出手段と、
   前記車両の各車輪の回転情報を検出する回転情報検出手段と、
   前記位置情報検出手段により検出された前記位置情報を記憶する記憶手段と、
   前記給電装置が前記位置情報検出手段の検出エリア内に位置するときは、前記位置情報検出手段により検出された前記位置情報に基づいて、前記給電装置と車両底面に配された受電装置との距離、及び前記給電装置と前記受電装置との車両左右方向における位置関係を求め、前記給電装置が前記位置情報検出手段の検出エリアよりも前記車両側に接近しているときに、前記記憶手段に記憶された過去の位置情報と、その時点で前記回転情報検出手段により検出された各車輪の回転情報とに基づいて、前記給電装置と前記受電装置との距離、及び前記給電装置と前記受電装置との車両左右方向における位置関係を求める距離位置関係算出手段と、
   前記距離位置関係算出手段により求めた、前記給電装置と前記受電装置との距離、及び前記給電装置と前記受電装置との車両左右方向における位置関係を、前記車両の運転者に報知する報知手段と、
   前記給電装置が前記位置情報検出手段の検出エリア内に位置するときだけではなく、前記給電装置が前記位置情報検出手段の検出エリアよりも前記車両側に接近しているときにも、前記距離位置関係算出手段による前記距離と前記位置関係の算出と、前記報知手段による報知とを継続して行うように制御する制御手段とを備えたことを特徴とする給電装置への誘導装置。
2. 前記位置情報検出手段は、
   超音波を送信して、送信した超音波が前記給電装置に反射されて生じる反射波を受信する超音波センサを備え、
   前記超音波センサによる超音波の送信から反射波の受信までの時間に基づき、前記給電装置の位置情報を検出することを特徴とする請求項１に記載の給電装置への誘導装置。
3. 前記位置情報検出手段は、前記超音波センサを複数備えていることを特徴とする請求項２に記載の給電装置への誘導装置。
4. 前記位置情報検出手段は、
   前記車両の周辺を撮影する撮影手段を備え、
   前記撮影手段による撮影画像に基づき、前記給電装置の位置情報を検出することを特徴とする請求項１に記載の給電装置への誘導装置。
5. 前記位置情報検出手段は、
   前記撮影手段による撮影画像における前記給電装置の形状、又は前記給電装置に記載されたパターンを、パターン認識するパターン認識手段をさらに備え、
   前記パターン認識手段によるパターン認識結果を用いて、前記給電装置の位置情報を検出することを特徴とする請求項４に記載の給電装置への誘導装置。
6. 車両が充電位置で停止するように制御する車両充電位置自動駐車制御システムにおいて、
   給電装置の位置情報を検出する位置情報検出手段と、
   前記車両の各車輪の回転情報を検出する回転情報検出手段と、
   前記位置情報検出手段により検出された前記位置情報を記憶する記憶手段と、
   前記給電装置が前記位置情報検出手段の検出エリア内に位置するときは、前記位置情報検出手段により検出された前記位置情報に基づいて、前記給電装置と車両底面に配された受電装置との距離、及び前記給電装置と前記受電装置との車両左右方向における位置関係を求め、前記給電装置が前記位置情報検出手段の検出エリアよりも前記車両側に接近しているときに、前記記憶手段に記憶された過去の位置情報と、その時点で前記回転情報検出手段により検出された各車輪の回転情報とに基づいて、前記給電装置と前記受電装置との距離、及び前記給電装置と前記受電装置との車両左右方向における位置関係を求める距離位置関係算出手段と、
   前記距離位置関係算出手段により求めた、前記給電装置と前記受電装置との距離、及び前記給電装置と前記受電装置との車両左右方向における位置関係を、前記車両の運転者に報知する報知手段と、
   前記距離位置関係算出手段により求めた、前記給電装置と前記受電装置との距離、及び前記給電装置と前記受電装置との車両左右方向における位置関係に基づいて、前記車両が前記充電位置で停止するように、前記車両の走行及び操舵を制御する車両制御手段と、
   前記給電装置が前記位置情報検出手段の検出エリア内に位置するときだけではなく、前記給電装置が前記位置情報検出手段の検出エリアよりも前記車両側に接近しているときにも、前記距離位置関係算出手段による前記距離と前記位置関係の算出と、前記報知手段による報知と、前記車両制御手段による前記車両の走行及び操舵の制御を継続して行うように制御する制御手段とを備えたことを特徴とする車両充電位置自動駐車制御システム。
7. 前記位置情報検出手段は、
   超音波を送信して、送信した超音波が前記給電装置に反射されて生じる反射波を受信する超音波センサを備え、
   前記超音波センサによる超音波の送信から反射波の受信までの時間に基づき、前記給電装置の位置情報を検出することを特徴とする請求項６に記載の車両充電位置自動駐車制御システム。
8. 前記位置情報検出手段は、前記超音波センサを複数備えていることを特徴とする請求項７に記載の車両充電位置自動駐車制御システム。
9. 前記位置情報検出手段は、
   前記車両の周辺を撮影する撮影手段を備え、
   前記撮影手段による撮影画像に基づき、前記給電装置の位置情報を検出することを特徴とする請求項６に記載の車両充電位置自動駐車制御システム。
10. 前記位置情報検出手段は、
    前記撮影手段による撮影画像における前記給電装置の形状、又は前記給電装置に記載されたパターンを、パターン認識するパターン認識手段をさらに備え、
    前記パターン認識手段によるパターン認識結果を用いて、前記給電装置の位置情報を検出することを特徴とする請求項９に記載の車両充電位置自動駐車制御システム。
11. 前記位置情報検出手段は、
    超音波を送信して、送信した超音波が前記給電装置に反射されて生じる反射波を受信する複数の超音波センサと、
    前記車両の周辺を撮影する撮影手段とを備え、
    前記複数の超音波センサの各々における超音波の送信から反射波の受信までの時間と、前記撮影手段による撮影画像とに基づき、前記給電装置の位置情報を検出することを特徴とする請求項６に記載の車両充電位置自動駐車制御システム。
12. 前記位置情報検出手段は、前記複数の超音波センサの各々における超音波の送信から反射波の受信までの時間と、前記撮影手段による撮影画像とに基づき、前記給電装置と障害物との位置情報を検出し、
    前記位置情報検出手段により検出した前記給電装置と障害物との位置情報に基づいて、前記車両が前記充電位置で停止するように、前記車両を駐車させることが可能か否かを判定する駐車可否判定手段をさらに備え、
    前記制御手段は、前記駐車可否判定手段により、前記車両を駐車させることが可能と判定された場合に限り、前記距離位置関係算出手段による前記距離と前記位置関係の算出と、前記報知手段による報知と、前記車両制御手段による前記車両の走行及び操舵の制御とを行うことを特徴とする請求項１１に記載の車両充電位置自動駐車制御システム。

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