JP2019038350A - 駐車支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駐車支援装置に関し、駐車スペースの検出精度を向上させる。【解決手段】自車両の斜め前方に送信波を照射するとともにその反射波を受信するレーダー装置を設ける。反射波の反射強度と反射距離との関係を解析部で解析する。反射強度のピーク間距離Xに基づいて検出部で駐車スペースを検出する。検出部は、送信波の照射方向を固定したまま自車両を前進させてピーク間距離Xの変化を把握するとともに、ピーク間距離Xが第一距離以上となる走行距離が第二距離以上になった場合に、ピーク間距離Xに対応する位置に駐車スペースが存在すると判断する。【選択図】図６

Description

本発明は、車両周囲に存在する駐車スペースに駐車するための運転操作を支援する駐車支援装置に関する。

従来、自車両が駐車する際に周囲の車両や空きスペースを検知して、自車両が取るべき移動軌跡を誘導，案内する駐車支援装置が開発されている。すなわち、測距装置で検出された情報に基づいて駐車目標位置を設定し、自車両がその駐車目標位置に向かって適切な軌跡で移動するように、音声案内や自動操舵制御，自動出力制御などを実施するものである。測距装置としては、例えばレーザーレーダー装置(LIDAR, Laser Imaging Detection And Ranging)やソナー装置(SONAR, SOund Navigation And Ranging)，ビデオカメラなどが使用されている（特許文献１，２参照）。

赤外線レーザーや音波，可視光などを検知対象とするセンサーを内蔵した測距装置は、直近の車両の影に存在する別の車両の検出が不得手である。これに対して、ミリ波を検知対象とするセンサーを内蔵した測距装置（ミリ波レーダー）では、路面での間接的な反射波を検出することができ、直近車両の向こう側に存在する空間や他車両を検出可能である。したがって、例えば複数の車両が存在する駐車場において、レーダーイメージから反射強度のギャップ（ミリ波を反射した物体間の距離）を測定することで、車両間の駐車スペースを検出することができる（特許文献３参照）。

特開2013-220802号公報 特開2009-154765号公報 特開2003-344533号公報

しかしながら、路面反射を利用した駐車スペースの検出において、路面で反射するミリ波の反射角度は必ずしも入射角度と完全に同一ではない。そのため、反射強度のギャップのみを用いて空間を認識してしまうと、実際には自車両が駐車できないような狭い空間が駐車可能なスペースとして誤認識されうる。このように、従来の駐車支援装置では、駐車スペースの検出精度を向上させることが難しく、駐車支援制御を適切に実施できないことがある。

本発明の目的は、上記のような課題に鑑みて創案されたものであり、駐車スペースの検出精度を向上させた駐車支援装置を提供することである。なお、この目的に限らず、後述する「発明を実施するための形態」に示す各構成から導き出される作用効果であって、従来の技術では得られない作用効果を奏することも、本件の他の目的として位置付けることができる。

（１）開示の駐車支援装置は、自車両の斜め前方に送信波を照射するとともにその反射波を検出するレーダー装置と、前記反射波の反射強度と反射距離との関係を解析する解析部と、前記反射強度のピーク間距離に基づいて駐車スペースを検出する検出部とを備える。前記検出部は、前記送信波の照射方向を固定したまま自車両を前進させて前記ピーク間距離の変化を把握するとともに、前記ピーク間距離が第一距離以上となる走行距離が第二距離以上になった場合に、前記ピーク間距離に対応する位置に前記駐車スペースが存在すると判断する。

（２）前記検出部は、前記駐車スペースが存在すると判断するための条件の一つとして直近車両までの距離が第三距離以上であることを判定することが好ましい。
（３）直近車両までの距離が前記第三距離未満である場合に、前記レーダー装置から照射される前記送信波の照射方向を、自車両の前方寄りに移動させる第一制御部を備えることが好ましい。
つまり、前記送信波の照射方向を変更することで直近車両までの距離を増大させることが好ましい。

（４）前記レーダー装置から照射される前記送信波の照射方向を、直近車両の下方の路面に向かう方向に制御する第二制御部を備えることが好ましい。
つまり、前記送信波が直近車両の下方で路面反射しやすくすることが好ましい。なお、このような制御は、前記反射強度と前記反射距離との関係において複数のピークが検出されない場合に実施することが好ましい。

ピーク間距離が第一距離以上となる状態で自車両の走行距離が第二距離以上になった場合に駐車スペースが存在するものと判断することで、自車両の斜め前方に存在する駐車スペースの存在を確実に把握することができ、駐車スペースの誤検出を防止することができる。したがって、駐車スペースの検出精度を向上させることができる。

駐車支援装置が適用された車両の構成を示す模式図である。 駐車支援装置の制御内容を説明するための上面図である。 （Ａ），（Ｂ）は反射波の反射強度と反射距離との関係を示すグラフである。 駐車支援装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 駐車支援装置のソフトウェア構成を示すブロック図である。 （Ａ），（Ｂ）は反射波の反射強度と反射距離と走行距離との関係を示す三次元グラフである。 路面反射を利用した物体検知の条件を説明するための側面図である。 第一制御部の制御内容を説明するための上面図である。 第二制御部の制御内容を説明するための立面図である。 駐車支援装置による制御手順を説明するためのフローチャートである。

［１．装置構成］
以下、図面を参照して実施形態として駐車支援装置１について説明する。図１は、駐車支援装置１を搭載した車両１０の模式図である。この車両１０には、駐車支援制御を実施するための入出力装置として、レーダー装置７，車速センサー８，舵角センサー９，スピーカー１４，ディスプレイ１５が設けられる。以下、駐車支援装置１が搭載された車両１０を「自車両１０」とも呼ぶ。

レーダー装置７は、自車両１０の周囲に存在する物体を検知してその物体までの距離を測定する測距装置である。レーダー装置７は、自車両１０の斜め前方に送信波を照射するとともにその反射波を受信する機能を有する。送信波の照射方向は、可変である。レーダー装置７の具体例としては、ミリ波レーダーやマイクロ波レーダーなどが挙げられる。車速センサー８は、自車両１０の車速（または車輪速）を検出するセンサーであり、舵角センサー９は、ステアリングの操舵角（またはタイヤの舵角）を検出するセンサーである。スピーカー１４，ディスプレイ１５は、駐車支援装置１で実施される駐車支援制御に関する情報を乗員に伝達するための出力装置である。

また、自車両１０には、駐車支援装置１，ブレーキ制御装置１６，エンジン制御装置１７，モーター制御装置１８，操舵制御装置１９などの電子制御装置が搭載される。これらの電子制御装置は、例えばCPU（Central Processing Unit），MPU（Micro Processing Unit）などのマイクロプロセッサーやROM（Read Only Memory），RAM（Random Access Memory）などを集積した電子デバイスである。また、これらの電子制御装置は、自車両１０の内部に設けられた車載ネットワーク網の通信ラインに接続され、互いに通信可能とされる。

駐車支援装置１は、自車両１０の駐車時に周囲の車両や空きスペースを検知して駐車目標位置を設定し、自車両１０がその駐車目標位置に向かって適切な軌跡で移動するように、音声案内や自動操舵制御，自動出力制御などを実施するものである。また、ブレーキ制御装置１６は、自車両１０のブレーキ装置を制御するものであり、エンジン制御装置１７は車載エンジンの作動状態や出力を制御するものである。モーター制御装置１８は車載モーター（走行用モータ）の作動状態や出力を制御するものであり、操舵制御装置１９はステアリング（操舵輪）の作動状態を制御するものである。駐車支援装置１は、駐車支援制御の一環として他の電子制御装置に制御信号を出力し、自車両１０に搭載されたエンジン，走行モータ，ブレーキ装置，ステアリングなどを自動的に制御する機能を持つ。

本実施形態の駐車支援装置１は、図２に示すように、自車両１０の斜め前方に照射された送信波の反射波を受信して、反射強度と反射距離との関係に基づいて自車両１０が駐車可能な空間を「駐車スペース」として検出する機能を持つ。例えば、Ａ地点から送信波が照射されたときの反射波の反射強度グラフは、図３（Ａ）に示すように、送信波を反射した物体の位置に対応するように、複数箇所（ここでは三箇所）でピークを示す。

ここでいうピークとは、反射強度が所定強度P₀を超えた後に所定強度P₀以下まで変動したときの最大値を意味する。送信波の反射位置が自車両１０から離隔するに連れて、反射波の反射強度は減少する。したがって、送信波を反射しうる全ての物体が反射強度グラフ上に現れるとは限らない。しかし、少なくとも直近車両１１〔並列に駐車している車両１２（他車両）のうち、自車両１０に最も近い位置に存在する車両１２〕とその背後に存在する物体は、反射強度グラフ上に現れる。

反射強度グラフ上におけるピーク間距離Xは、例えば並列に駐車している車両１２が占有している幅に対応する距離となる。したがって、ピーク間距離Xが駐車スペースの幅の二倍程度（例えば5〜6[m]程度）よりも狭い場合には、駐車スペースがないものと判断することができる。反対に、図３（Ｂ）に示すように、ピーク間距離Xがそれ以上である場合には、少なくとも一台分の駐車スペースが存在するものと判断することができる。ピーク間距離Xに基づく駐車スペースの有無判定のための閾値は、送信波の照射角度（上面視における照射方位角や、側面視における照射俯角など）に応じて適宜設定すればよい。

一方、単にピーク間距離Xのみを参照したのでは、図２中に示すように、駐車スペース内で送信波の軸線から外れた位置に何らかの障害物（例えば二輪車１３）が存在する場合に、その障害物の存在を把握できない。そこで、本実施形態の駐車支援装置１は、ピーク間距離Xだけでなく、送信波の照射方向を固定したまま自車両１０を前進させた走行距離Yを考慮して、駐車スペースの有無を判断する制御を実施する。これにより、送信波の送信される領域が平面状に拡大され、障害物が把握されやすくなる。

駐車支援装置１のハードウェア構成を図４に例示する。駐車支援装置１には、プロセッサー２１（Central Processor Unit，中央処理装置），メモリー２２（メインメモリー，主記憶装置），補助記憶装置２３，インターフェース装置２４，記録媒体ドライブ２５などが内蔵され、内部バス２６を介して互いに通信可能に接続される。これらの各要素２１〜２５は、図示しない電力源（例えば、車載バッテリーやボタン電池など）からの電力供給を受けて動作する。

プロセッサー２１は、制御ユニット（制御回路）や演算ユニット（演算回路），キャッシュメモリー（レジスタ群）などを内蔵する中央処理装置である。また、メモリー２２は、プログラムや作業中のデータが格納される記憶装置であり、例えばROM，RAMがこれに含まれる。一方、補助記憶装置２３は、メモリー２２よりも長期的に保持されるデータやファームウェアが格納されるメモリー装置であり、例えばフラッシュメモリーやEEPROM，ソリッドステートドライブなどの不揮発性メモリーがこれに含まれる。

インターフェース装置２４は、駐車支援装置１と外部との間の入出力（Input and Output；I/O）を司るものである。駐車支援装置１には、レーダー装置７，車速センサー８，舵角センサー９，スピーカー１４，ディスプレイ１５が接続される。これらの各種装置７〜９，１４，１５との情報の授受は、インターフェース装置２４を介してなされる。また、ブレーキ制御装置１６，エンジン制御装置１７，モーター制御装置１８，操舵制御装置１９との間の通信についても、インターフェース装置２４を介して車載ネットワーク経由で実施される。

記録媒体ドライブ２５は、光ディスクや半導体メモリーなどの記録媒体２７（リムーバブルメディア）に記録，保存された情報を読み取る読取装置である。駐車支援装置１で実行されるプログラムは、例えばメモリー２２内に記録，保存されることとしてもよいし、補助記憶装置２３の内部に記録，保存されることとしてもよい。あるいは、記録媒体２７上にプログラムが記録，保存され、その記録媒体２７に書き込まれているプログラムが、記録媒体ドライブ２５を介して駐車支援装置１に読み込まれることとしてもよい。

［２．制御構成］
図５は、駐車支援装置１のプロセッサー２１で実行される駐車スペース検出プログラム２の処理内容を説明するためのブロック図である。これらの処理内容は、アプリケーションプログラムとして補助記憶装置２３，記録媒体２７などに記録され、メモリー２２上に展開されて実行される。ここで実行される処理内容を機能的に分類すると、駐車スペース検出プログラム２には、解析部３，検出部４，第一制御部５，第二制御部６が設けられる。

解析部３は、レーダー装置７で受信した反射波の反射強度と反射距離との関係を解析するものである。ここでは、反射強度と反射距離との関係に自車両１０の位置の情報が関連付けられて記録される。つまり解析部３は、図６（Ａ）に示すように、反射強度，反射距離，自車両位置の三者の関係を解析する。また、解析部３は上記の三者関係に基づき、ピーク間距離X，自車両１０の走行距離Y，直近車両１１までの距離Aを算出する。ピーク間距離X及び直近車両１１までの距離Aは、レーダー装置７で受信した反射波の反射強度と反射距離との関係から導出可能である。また、走行距離Yは、車速センサー８及び舵角センサー９の検出情報から導出可能である。なお、自車両１０の進行方向が直進方向である場合には、舵角センサー９の情報は不要である。

検出部４は、ピーク間距離Xと走行距離Yとに基づいて駐車スペースを検出するものである。ここでは、以下の条件１〜３がともに成立する場合に、ピーク間距離Xに対応する位置に駐車スペースが存在すると判断される。
条件１．ピーク間距離Xが第一距離以上である
条件２．条件１が成立した状態で、走行距離Yが第二距離以上となった
条件３．直近車両１１までの距離Aが第三距離以上である

図６（Ｂ）は、駐車スペース内に二輪車１３が存在する場合の反射強度，反射距離，自車両位置の三者関係を示すグラフである。二輪車１３の存在は、送信波の照射方向を固定したまま自車両１０を前進させることで検出されうる。このように、条件１だけでなく条件２を考慮することで、従来は発見し難かった障害物を精度良く発見できるようになり、駐車スペースの検出精度が向上する。

条件３は、路面反射を利用した物体検知のための条件である。直近車両１１が自車両１０に近すぎると、送信波，反射波が直近車両１１の下方を通過できなくなり、路面反射を利用した物体検知が困難となる。直近車両１１までの距離Aの許容値（最小値）は、自車両１０のレーダー装置７の高さ，直近車両１１の車高（地上高），車幅，車長などに応じて変動する。図７に示すように、レーダー装置７の高さをH₁とし、直近車両１１の車高をH₂，幅をZとした場合、距離Aの許容値は以下の式１で表される。

第一制御部５，第二制御部６はともに、路面反射を利用した物体検知精度を高めるための制御を実施するものである。第一制御部５は、直近車両１１までの距離Aが第三距離未満である場合に、送信波の照射方向を自車両１０の前方寄りに移動させるものである。上記の通り、直近車両１１までの距離Aが第三距離未満のときには条件３が不成立となるため、検出部４で駐車スペースの有無が判定されない。このとき、第一制御部５が送信波の照射方向を変更する。これにより、図８に示すように、直近車両１１までの距離Aが増大し、駐車スペースが検出しやすくなる。

第二制御部６は、送信波の照射方向を直近車両１１の下方の路面に向かう方向に制御するものである。制御条件は、レーダー装置７で受信した反射波の反射強度と反射距離との関係において、少なくとも直近車両１１が検出されていることである。本実施形態では、直近車両１１が検出され、かつ、複数のピークが検出されない場合に、送信波の照射方向を直近車両１１の下方の路面に向かう方向に変更する。これにより、図９に示すように、路面反射が検出されやすくなり、駐車スペースが検出しやすくなる。なお、距離Aが上記の許容値以上であるとき、以下の式２が成立するように送信波の軸線の俯角θを設定すればよい。

［３．フローチャート］
図１０は、駐車スペースの検出に係る制御手順を説明するためのフローチャートである。本フローは、駐車支援制御が実施されているとき（例えば、駐車支援スイッチがオンのとき）に、所定の周期で繰り返し実施される。なお、本フロー中に示される「フラグF」は、ピーク間距離Xの検出状態を表す制御フラグである。第一距離以上のピーク間距離Xが検出されているときにF=1に設定され、それ以外ではF=0に設定される。フラグFの初期値はF=0である。

駐車支援制御では、レーダー装置７から自車両１０の斜め前方に送信波が照射され、その反射波が受信される（ステップＡ１〜Ａ２）。解析部３では、反射波の反射強度と反射距離との関係が解析され（ステップＡ３）、直近車両１１が存在する場合にはその直近車両１１までの距離Aが解析部３で算出される（ステップＡ４）。また、距離Aが第三距離以上であるか否かが検出部４で判定され（条件３，ステップＡ５）、この条件が不成立の場合には、第一制御部５が送信波の照射方向を前方寄りに変更する（ステップＡ６）。一方、ステップＡ５の条件が成立する場合には、ステップＡ７に進む。

ステップＡ７では、複数のピークが検出されているか否かが検出部４で判定される。この条件が不成立の場合には、第二制御部６が送信波の照射方向を直近車両１１の下方路面に向かう方向に変更する（ステップＡ８）。一方、ステップＡ７の条件が成立する場合には、解析部３でピーク間距離Xが算出される（ステップＡ９）。続いて、ピーク間距離Xが第一距離以上であるか否かが検出部４で判定される（条件１，ステップＡ１０）。この条件が不成立の場合にはフラグFがF=0に設定され（ステップＡ１４）、本フローが終了する。

ピーク間距離Xが第一距離以上である場合には、フラグFがF=1であるか否かが判定される（ステップＡ１１）。ここでF=1の場合には、ステップＡ１５に進む。一方、F=0の場合には自車両１０の走行距離Yの計測が開始され、フラグFがF=1に設定されて本フローが終了する（ステップＡ１２，Ａ１３）。これにより、次回以降の制御周期でステップＡ１１に到達すると、ステップＡ１５へ進むことになる。

ステップＡ１５では、自車両１０の走行距離Yが第二距離以上であるか否かが判定される（条件２）。この条件が不成立の場合には、そのまま本フローが終了する。一方、この条件が成立した場合には、検出部４で駐車スペースが存在すると判断されるとともに（ステップＡ１６）、その駐車スペースを駐車目標位置とする駐車支援制御（音声案内，自動操舵制御，自動出力制御，自動ブレーキ制御など）が実施される（ステップＡ１７）。

［４．作用，効果］
（１）上記の駐車支援装置１は、ピーク間距離Xが第一距離以上となる状態で、自車両１０の走行距離Yが第二距離以上になった場合に、駐車スペースが存在するものと判断する。このような制御により、自車両１０の斜め前方に存在する駐車スペースの存在を確実に把握することができ、誤検出を防止することができる。したがって、駐車スペースの検出精度を向上させることができ、駐車支援制御の制御性や利便性を向上させることができる。

（２）上記の検出部４では、直近車両１１までの距離Aが第三距離以上であることを条件として（条件３）、駐車スペースの有無を判定している。このように、路面反射が見込めない状況を判定条件から除外することで、外乱の影響による誤判断を防止することができ、駐車スペースの検出精度をさらに向上させることができる。また、上記の式１に記載した関係に基づいて第三距離を設定することで、送信波，反射波が直近車両１１の下方を確実に通過するような距離Aを正確に把握することができ、駐車スペースの検出精度をさらに向上させることができる。

（３）上記の駐車支援装置１には、第一制御部５が設けられる。第一制御部５は、レーダー装置７から照射される送信波の照射方向を自車両１０の前方寄りに移動させることによって、直近車両１１までの距離Aを増大させるように機能する。このように、路面反射の見込みが高い方向へと送信波の照射方向を移動させることで、直近車両１１までの距離Aを増大させることができる。これにより、反射波を受信しやすくすることができ、ひいては反射波の反射強度を高めることができる。したがって、駐車スペースの検出精度をさらに向上させることができる。

（４）上記の駐車支援装置１には、第二制御部６が設けられる。第二制御部６は、レーダー装置７から照射される送信波の照射方向を、直近車両１１の下方の路面に向かう方向に制御する機能を持つ。つまり、直近車両１１の下方で送信波が路面反射しやすくなるような方向を選択して、送信波を照射する機能を持つ。これにより、反射波の反射強度を高めることができ、ピーク間距離Xを精度良く算出することができる。したがって、駐車スペースの検出精度を向上させることができ、短時間で素早く駐車スペースを探し出すことができる。

また、本実施形態では、第二制御部６による照射方向の変更条件が「複数のピークが検出されないこと」となっている。つまり、送信波の照射方向が適切でない可能性がある場合に、照射方向を変更するようになっている。このような制御により、駐車スペースの検出精度をさらに向上させることができる。

［５．変形例］
上記の実施形態はあくまでも例示に過ぎず、本実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。

上述の実施形態では、自車両１０の前端部に配置されたレーダー装置７を例示したが、レーダー装置７の配設位置はこれに限定されない。例えば、左右ドアやフェンダー部分にレーダー装置７を内蔵させてもよいし、ルーフ上や後端部に配置してもよい。少なくとも、自車両の斜め前方に送信波を照射し、その反射波を受信可能なレーダー装置７を設けることで、上述の実施形態と同様の効果を奏するものとなる。

１ 駐車支援装置
２ 駐車スペース検出プログラム
３ 解析部
４ 検出部
５ 第一制御部
６ 第二制御部
７ レーダー装置
８ 車速センサー
９ 舵角センサー
１０ 自車両
１１ 直近車両
１２ 車両
１３ 二輪車
X ピーク間距離
Y 走行距離
A 直近車両までの距離

Claims (4)

1. 自車両の斜め前方に送信波を照射するとともにその反射波を検出するレーダー装置と、
   前記反射波の反射強度と反射距離との関係を解析する解析部と、
   前記反射強度のピーク間距離に基づいて駐車スペースを検出する検出部とを備え、
   前記検出部が、前記送信波の照射方向を固定したまま自車両を前進させて前記ピーク間距離の変化を把握するとともに、前記ピーク間距離が第一距離以上となる走行距離が第二距離以上になった場合に、前記ピーク間距離に対応する位置に前記駐車スペースが存在すると判断する
   ことを特徴とする、駐車支援装置。
2. 前記検出部は、前記駐車スペースが存在すると判断するための条件の一つとして直近車両までの距離が第三距離以上であることを判定する
   ことを特徴とする、請求項１記載の駐車支援装置。
3. 直近車両までの距離が前記第三距離未満である場合に、前記レーダー装置から照射される前記送信波の照射方向を、自車両の前方寄りに移動させる第一制御部を備える
   ことを特徴とする、請求項２記載の駐車支援装置。
4. 前記レーダー装置から照射される前記送信波の照射方向を、直近車両の下方の路面に向かう方向に制御する第二制御部を備える
   ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の駐車支援装置。

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