JP2022050997A - Vehicle support device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の後退時に、カメラで撮像した後方画像上に車両の予測軌跡をガイド線として表示する車両支援装置に関する。 The present invention relates to a vehicle support device that displays a predicted locus of a vehicle as a guide line on a rear image captured by a camera when the vehicle is retracting.
従来から、表示装置に表示される後方の画像に、車両の予測軌跡に基づいて生成されたガイド線を重畳することにより、車両が駐車枠の中央に納まるようにステアリング操作を案内するようにした駐車支援装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。この駐車支援装置では、ステアリングの角度(舵角)を変化させてガイド線を駐車枠の白線に合わせることにより、駐車枠内に車両を駐車させるためのステアリング操作を行うことが可能となる。 Conventionally, by superimposing a guide line generated based on the predicted trajectory of the vehicle on the rear image displayed on the display device, the steering operation is guided so that the vehicle fits in the center of the parking frame. Parking assistance devices are known (see, for example, Patent Document 1). In this parking support device, by changing the steering angle (steering angle) and aligning the guide line with the white line of the parking frame, it is possible to perform a steering operation for parking the vehicle in the parking frame.
ところで、上述した特許文献1に開示された駐車支援装置では、ステアリングの角度とタイヤの角度との間には一定の関係があるものとしてガイド線が描画されている。しかし、実際には、同じ車種の車両でも、車両のグレードやタイヤ径、装着しているタイヤの種類、キャンバー角などによって上記の関係が厳密には同じにならず、描画したガイド線の位置にずれが生じるという問題があった。
By the way, in the parking support device disclosed in
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、後方画像上に後退時のガイド線を正確に表示することができる車両支援装置を提供することにある。 The present invention has been created in view of these respects, and an object of the present invention is to provide a vehicle support device capable of accurately displaying a guide line at the time of retreat on a rear image.
上述した課題を解決するために、本発明の車両支援装置は、車両後方を撮像する撮像手段と、撮像手段によって撮像された後方画像を描画する後方画像描画手段と、車両のステアリングの舵角を検出する舵角検出手段と、舵角検出手段によって検出された舵角に対応する車両のタイヤ角を所定の変換則に基づいて算出することにより、車両後退時における車両の予測軌跡を示すガイド線の位置を特定してガイド線を描画するガイド線描画手段と、後方画像描画手段によって描画された後方画像上に、ガイド線描画手段によって描画されたガイド線を重ねて表示する表示手段と、舵角を一定に保って車両を後退させた後の車両位置と、後退前にガイド線で示された車両位置とを比較し、この比較結果に基づいて変換則を補正する変換則補正手段とを備えている。 In order to solve the above-mentioned problems, the vehicle support device of the present invention has an image pickup means for capturing the rear of the vehicle, a rear image drawing means for drawing a rear image captured by the image pickup means, and a steering angle of the steering of the vehicle. A guide line indicating the predicted trajectory of the vehicle when the vehicle is reversing by calculating the steering angle detecting means to be detected and the tire angle of the vehicle corresponding to the steering angle detected by the steering angle detecting means based on a predetermined conversion rule. A guide line drawing means for drawing a guide line by specifying the position of the rudder, a display means for displaying the guide line drawn by the guide line drawing means on the rear image drawn by the rear image drawing means, and a rudder. A conversion law correction means that compares the vehicle position after reversing the vehicle while keeping the angle constant and the vehicle position indicated by the guide line before retreating, and corrects the conversion law based on the comparison result. I have.
ステアリングの舵角を固定して実際に車両を後退させた場合の車両位置と事前に示されたガイド線で示される車両位置とを比較し、ガイド線を算出する際の変換則を補正することにより、各車両ごとに変換則の内容を調整することが可能になり、後方画像上に後退時のガイド線を正確に表示することができる。 Comparing the vehicle position when the steering angle is fixed and actually reversing the vehicle with the vehicle position indicated by the guide line shown in advance, and correcting the conversion rule when calculating the guide line. This makes it possible to adjust the content of the conversion rule for each vehicle, and it is possible to accurately display the guide line at the time of retreat on the rear image.
また、上述した変換則補正手段は、舵角を一定に保って車両を後退させて駐車枠と車両とが平行になった第1の車両位置と、後退前に駐車枠と車両とが平行になることがガイド線で示された第2の車両位置とを比較して変換則の補正を行うことが望ましい。これにより、変換則の内容を変更してどの程度車両位置をずらせばよいかがわかるため、変換則の補正を容易に行うことが可能となる。 Further, in the above-mentioned conversion law correction means, the first vehicle position in which the vehicle is retracted while keeping the steering angle constant and the parking frame and the vehicle are parallel to each other, and the parking frame and the vehicle are parallel to each other before the retreat. It is desirable to correct the conversion law by comparing it with the second vehicle position indicated by the guide line. As a result, it is possible to easily correct the conversion rule because it is possible to know how much the vehicle position should be shifted by changing the content of the conversion rule.
また、上述した変換則補正手段は、ガイド線の位置が駐車枠と所定の関係になるようにステアリングを操作する指示を利用者に対して行うことが望ましい。これにより、変換則補正に必要なステアリングの舵角を、専門知識のない利用者であっても容易に設定することが可能となる。 Further, it is desirable that the above-mentioned conversion rule correction means gives the user an instruction to operate the steering so that the position of the guide line has a predetermined relationship with the parking frame. This makes it possible for even a user without specialized knowledge to easily set the steering angle required for the conversion rule correction.
また、上述した変換則は、ステアリングの舵角と車両のタイヤ角との関係を示す変換テーブルであり、第1の車両位置と第2の車両位置とのずれが減じるようにこの変換テーブルを補正することが望ましい。これにより、補正後にこの変換テーブルを用いることにより、ガイド線を正しい位置に描画することが可能となる。 Further, the above-mentioned conversion rule is a conversion table showing the relationship between the steering angle of the steering wheel and the tire angle of the vehicle, and the conversion table is corrected so that the deviation between the first vehicle position and the second vehicle position is reduced. It is desirable to do. This makes it possible to draw the guide line at the correct position by using this conversion table after the correction.
以下、本発明を適用した一実施形態の車両支援装置について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a vehicle support device according to an embodiment to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings.
図1は、一実施形態の車両支援装置の構成を示す図である。図1に示すように、本実施形態の車両支援装置100は、カメラ110、画像格納部112、後方画像描画部114、駐車枠認識部120、舵角検出部130、ガイド線描画部132、変換テーブル格納部134、表示処理部140、表示装置142、キャリブレーション処理部150を備えている。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a vehicle support device according to an embodiment. As shown in FIG. 1, the
カメラ110は、車両後方の所定位置に取り付けられ、魚眼レンズや広角レンズを通して車両後方を撮影する。カメラ110による撮像によって得られた画像(後方画像)は画像格納部112に格納される。後方画像描画部114は、画像格納部112に格納された画像を読み出して表示用の後方画像を描画する。
The
駐車枠認識部120は、画像格納部112に格納されている後方画像に含まれる駐車枠を画像認識によって識別する(駐車枠は通常は白線だが他の色の線を含めるようにしてもよい)。
The parking
舵角検出部130は、車両の運転席に備わったステアリング200の舵角を検出する。ガイド線描画部132は、車両のシフトレバー(図示せず)が後退位置にあるとき(車両後退時)に、舵角検出部130によって検出された舵角に基づいて、車両が後退時に進行する軌跡を予測(算出)し、この軌跡を示すガイド線を描画する。この描画は、舵角に対応する自車両のタイヤ角をこの車両に対応する変換則を用いて推定し、このタイヤ角で後方に移動する車両の軌跡を算出することにより行われる。
The steering
変換テーブル格納部134は、ガイド線描画部132の算出で用いる変換則を格納する。舵角とタイヤ角との間には1対1の関係があり、この関係が舵角-タイヤ角テーブルとして変換テーブル格納部134に格納されている。
The conversion table storage unit 134 stores the conversion rule used in the calculation of the guide
図2は、舵角-タイヤ角テーブルの具体例を示す図である。図2に示す例では、舵角とタイヤ角とが正比例の関係にある。なお、最も単純な例として正比例の関係にある場合を示したが、舵角とタイヤ角との関係が折線で示される場合や、少なくとも一部に曲線部分が含まれる場合、外輪と内輪とが舵角に対して異なる関係を有する場合など、車両の構造によって舵角-タイヤ角テーブルの内容も多岐にわたっている。 FIG. 2 is a diagram showing a specific example of a steering angle-tire angle table. In the example shown in FIG. 2, the steering angle and the tire angle are in a directly proportional relationship. As the simplest example, the case where there is a direct proportional relationship is shown, but when the relationship between the steering angle and the tire angle is shown by a polygonal line, or when at least a curved part is included, the outer ring and the inner ring are The contents of the steering angle-tire angle table vary depending on the structure of the vehicle, such as when it has a different relationship with the steering angle.
表示処理部140は、車両後退時に、後方画像描画部114によって描画された後方画像を表示装置142の画面に表示する。また、ガイド線描画部132によってガイド線が描画された場合には、表示処理部140は、後方画像上にこのガイド線を重ねて、表示装置142の画面に表示する。
The
キャリブレーション処理部150は、所定のキャリブレーション処理を行って、変換テーブル格納部134に格納されている舵角-タイヤ角テーブルを補正する。初期状態(例えば、車両の製造直後や販売直後)では、車種ごとに舵角-タイヤ角テーブルが予め用意されていて、変換テーブル格納部134に格納されている。しかし、同じ車種の車両でも、車両のグレードやタイヤ径、装着しているタイヤの種類、キャンバー角などによって舵角とタイヤ角の関係は若干異なっているため、初期状態の舵角-タイヤ角テーブルをそのまま用いると、舵角に対応する車両の軌跡を正確に算出できずに、ガイド線の位置がずれてしまう。すなわち、このような舵角-タイヤ角テーブルを用いると、ガイド線が駐車枠内に納まるようにステアリング200を操作し、その際の舵角を維持しながら実際に車両を後退させても、車両が駐車枠から外れる事態が生じうる。キャリブレーション処理部150は、このように車両ごとの差異が反映されるように舵角-タイヤ角テーブルを補正する。
The
上述したカメラ110が撮像手段に、後方画像描画部114が後方画像描画手段に、舵角検出部130が舵角検出手段に、ガイド線描画部132がガイド線描画手段に、表示処理部140、表示装置142が表示手段に、キャリブレーション処理部150が変換則補正手段にそれぞれ対応する。
The
本実施形態の車両支援装置100はこのような構成を有しており、次に、その動作を説明する。本実施形態における舵角-タイヤ角の補正動作は、以下に示す3つのフェーズ(フェーズ1、2、3)に分けて考えることができる。
The
(フェーズ1):駐車枠に向けてこれから車両を後退させる時点における第1段階の動作である。図3は、フェーズ1に対応する車両と駐車枠との位置関係を示す図である。図4は、フェーズ1に対応する後方画像の表示例を示す図である。
(Phase 1): This is the first stage operation at the time when the vehicle is to be retracted toward the parking frame. FIG. 3 is a diagram showing the positional relationship between the vehicle corresponding to
(フェーズ2):駐車枠と車両とが平行になった時点における第2段階の動作である。図5は、フェーズ2に対応する車両と駐車枠との位置関係を示す図である。図6は、フェーズ2に対応する後方画像の表示例を示す図である。 (Phase 2): This is the second stage operation when the parking frame and the vehicle are parallel to each other. FIG. 5 is a diagram showing the positional relationship between the vehicle corresponding to Phase 2 and the parking frame. FIG. 6 is a diagram showing a display example of a rear image corresponding to Phase 2.
(フェーズ3):後退前に予定していた車両位置と後退後実際の車両位置とのずれに基づいて舵角-タイヤ角テーブルを補正する第3段階の動作である。 (Phase 3): This is the third stage operation of correcting the steering angle-tire angle table based on the deviation between the vehicle position planned before the reverse and the actual vehicle position after the reverse.
図7は、フェーズ1に対応する動作手順を示す流れ図である。カメラ110によって車両後方が撮像されると(ステップ100)、駐車枠認識部120は、撮像されて画像格納部112に格納された後方画像に含まれる駐車枠を認識(抽出)する(ステップ102)。
FIG. 7 is a flow chart showing an operation procedure corresponding to Phase 1. When the rear of the vehicle is imaged by the camera 110 (step 100), the parking
また、舵角検出部130は、ステアリング200の舵角を検出し(ステップ104)、ガイド線描画部132は、変換テーブル格納部134に格納されている舵角-タイヤ角テーブルに基づいて、検出した舵角に対応するタイヤ角を推定し、このタイヤ角に対応するガイド線を描画する(ステップ106)。
Further, the steering
次に、表示処理部140は、ステップ100で描画された後方画像上にステップ106で描画されたガイド線を重ねて表示装置142の画面に表示する(ステップ108)。図4には、ステップ108における表示例が示されている。この表示画像には、駐車枠と、この駐車枠に対して斜めに位置する車両から延びる円弧状のガイド線とが含まれている。
Next, the
次に、キャリブレーション処理部150は、ガイド線が駐車枠に対して適切な位置にあるか否かを判定する(ステップ110)。ここで、「適切な位置」とは、円弧状の左右のガイド線の接線と左右の駐車枠とが平行な部分において、接線と駐車枠との距離が左右において均等な状態をいう。適切な位置にない場合には否定判断が行われ、キャリブレーション処理部150は、車両の運転者に対してステアリング200を操作(回転)して舵角を変更する旨を指示する(ステップ112)。この指示は、表示装置142の画面にその旨を示す文字等を表示したり、その旨を示す音声をスピーカ(図示せず)から出力することで行うことができる。ステアリング200が操作されて舵角が変更されると、ステップ104に戻って舵角検出以降の動作が行われる。
Next, the
また、ガイド線が駐車枠に対して適切な位置にある場合にはステップ110の判定において肯定判断が行われ、フェーズ1に対応する一連の動作が終了する。
Further, when the guide line is at an appropriate position with respect to the parking frame, an affirmative judgment is made in the determination in
図8は、フェーズ2に対応する動作手順を示す流れ図である。キャリブレーション処理部150は、図7のステップ110の判定において肯定判断が行われた状態(ガイド線が駐車枠に対して適切な位置にある状態)のステアリング200の舵角を固定して車両を後退させる指示を運転者に対して行う(ステップ200)。この指示も、図7のステップ112の指示と同様に表示装置142の画面への表示や音声出力によって行うことができる。この指示に応じて、運転者が車両を後退させると、キャリブレーション処理部150は、車両が所定位置に達したか否かを判定する(ステップ202)。ここで、「所定位置」とは、車両の前後方向と駐車枠の向きとが平行な位置である。所定位置に達していない場合には否定判断が行われ、この判定が繰り返される。また、所定位置に達すると、ステップ202の判定において肯定判断が行われ、フェーズ2に対応する一連の動作が終了する。なお、所定位置に達したときに、その旨を運転者に通知して車両の後退を停止させるようにしてもよいが、運転者自身が後方画像を見ながらその判断を行って車両の後退を停止させるようにしてもよい。
FIG. 8 is a flow chart showing an operation procedure corresponding to Phase 2. The
図9は、フェーズ3に対応する動作手順を示す流れ図である。図8のステップ202の判定において肯定判断が行われた状態(車両が所定位置に達した状態)で、駐車枠認識部120は、後方画像に含まれる左右の駐車枠を認識する(ステップ300)。次に、キャリブレーション処理部150は、認識した左右の駐車枠に対する車両のタイヤ位置のずれ量を検出する(ステップ302)。正確に描画されたガイド線に沿って車両を後退させた場合には、車両は駐車枠の中央にあるはずであり、左右の駐車枠の中心線と車両の中心線とは一致するはずである。しかし、ガイド線の描画位置が正確でないと、駐車枠内における車両の位置が中央からずれることになり、このずれ量がタイヤ位置のずれ量として検出される。キャリブレーション処理部150は、後退前にガイド線によって示された駐車枠内の車両位置(第2の車両位置)と、実際に後退させた後の駐車枠内の車両位置(第1の車両位置)の差を上述したタイヤ位置のずれ量として検出する。
FIG. 9 is a flow chart showing an operation procedure corresponding to Phase 3. The parking
次に、キャリブレーション処理部150は、検出したタイヤ位置のずれ量に基づいて、変換テーブル格納部134に格納されている舵角-タイヤ角テーブルを補正する(ステップ304)。
Next, the
図10は、タイヤ角と車両の回転半径Rの関係を示す図である。図10に示す回転半径Rは、外側車輪のかじ取り角度(タイヤ角)αと内側車輪のかじ取り角度β(タイヤ角)の関数であり、これらα、βに値を代入することで具体的な値を算出することができる。なお、ステアリング200の舵角に対応して外側車輪と内側車輪が異なるタイヤ角になる場合には、外側車輪と内側車輪のそれぞれについて異なる舵角-タイヤ角テーブルが用意されている。タイヤ位置のずれは、舵角-タイヤ角テーブルの内容が正しくないために、事前に算出した車両の回転半径Rが実際の回転半径と異なることに起因して発生する。したがって、舵角-タイヤ角テーブルの内容(例えば、図2に示す例では傾き)を補正してやれば、同じ舵角であっても、対応するタイヤ角(外側車輪のかじ取り角度αと内側車輪のかじ取り角度β)が変更され、回転半径Rが変更されることから、タイヤ位置のずれ量をなくすことができる。
FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the tire angle and the turning radius R of the vehicle. The turning radius R shown in FIG. 10 is a function of the steering angle (tire angle) α of the outer wheel and the steering angle β (tire angle) of the inner wheel, and is a specific value by substituting the values into these α and β. Can be calculated. When the outer wheel and the inner wheel have different tire angles corresponding to the steering angle of the
このように、本実施形態の車両支援装置100では、ステアリング200の舵角を固定して実際に車両を後退させた場合の車両位置と事前に示されたガイド線で示される車両位置とを比較し、ガイド線を算出する際の変換則(舵角-タイヤ角テーブル)を補正することにより、各車両ごとに変換則の内容を調整することが可能になり、後方画像上に後退時のガイド線を正確に表示することができる。
As described above, in the
また、上述した変換則補正手段は、舵角を一定に保って車両を後退させて駐車枠と車両とが平行になった第1の車両位置と、後退前に駐車枠と車両とが平行になることがガイド線で示された第2の車両位置とを比較して変換則の補正を行っている。これにより、変換則の内容を変更してどの程度車両位置をずらせばよいかがわかるため、変換則の補正を容易に行うことが可能となる。 Further, in the above-mentioned conversion law correction means, the first vehicle position in which the vehicle is retracted while keeping the steering angle constant and the parking frame and the vehicle are parallel to each other, and the parking frame and the vehicle are parallel to each other before the retreat. The conversion rule is corrected by comparing with the second vehicle position indicated by the guide line. As a result, it is possible to easily correct the conversion rule because it is possible to know how much the vehicle position should be shifted by changing the content of the conversion rule.
また、車両を後退させる前にガイド線の位置が駐車枠と所定の関係になるようにステアリング200を操作する指示を利用者(運転者)に対して行うことにより、変換則補正に必要なステアリング200の舵角を、専門知識のない利用者であっても容易に設定することが可能となる。
Further, by instructing the user (driver) to operate the
上述したように、本発明によれば、ステアリングの舵角を固定して実際に車両を後退させた場合の車両位置と事前に示されたガイド線で示される車両位置とを比較し、ガイド線を算出する際の変換則を補正することにより、各車両ごとに変換則の内容を調整することが可能になり、後方画像上に後退時のガイド線を正確に表示することができる。 As described above, according to the present invention, the vehicle position when the steering angle is fixed and the vehicle is actually retracted is compared with the vehicle position indicated by the guide line shown in advance, and the guide line is compared. By correcting the conversion rule when calculating, the content of the conversion rule can be adjusted for each vehicle, and the guide line at the time of retreat can be accurately displayed on the rear image.
100 車両支援装置
110 カメラ
112 画像格納部
114 後方画像描画部
120 駐車枠認識部
130 舵角検出部
132 ガイド線描画部
134 変換テーブル格納部
140 表示処理部
142 表示装置
150 キャリブレーション処理部
200 ステアリング
100
Claims (4)
前記撮像手段によって撮像された後方画像を描画する後方画像描画手段と、
車両のステアリングの舵角を検出する舵角検出手段と、
前記舵角検出手段によって検出された舵角に対応する車両のタイヤ角を所定の変換則に基づいて算出することにより、車両後退時における車両の予測軌跡を示すガイド線の位置を特定してガイド線を描画するガイド線描画手段と、
前記後方画像描画手段によって描画された後方画像上に、前記ガイド線描画手段によって描画されたガイド線を重ねて表示する表示手段と、
前記舵角を一定に保って車両を後退させた後の車両位置と、後退前に前記ガイド線で示された車両位置とを比較し、この比較結果に基づいて前記変換則を補正する変換則補正手段と、
を備えることを特徴とする車両支援装置。 An imaging means that captures the rear of the vehicle and
A rear image drawing means for drawing a rear image captured by the imaging means, and a rear image drawing means.
Steering angle detecting means for detecting the steering angle of the vehicle and
By calculating the tire angle of the vehicle corresponding to the steering angle detected by the steering angle detecting means based on a predetermined conversion rule, the position of the guide line indicating the predicted trajectory of the vehicle when the vehicle is reversing is specified and guided. Guide line drawing means for drawing lines and
A display means for displaying a guide line drawn by the guide line drawing means on the rear image drawn by the rear image drawing means.
A conversion law that compares the vehicle position after retreating the vehicle while keeping the steering angle constant and the vehicle position indicated by the guide line before retreating, and corrects the conversion law based on the comparison result. Correction means and
A vehicle support device characterized by being equipped with.
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