JP3632627B2 - 駐車支援装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、駐車支援装置に係り、特に駐車の際の運転操作を運転者に案内する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、車両の後進時に運転者が車両の死角により目標とする場所が見えなくなった場合に、モニタに車両の後方視界を写し出すようにした装置が提案されている。例えば、特公平2−36417号公報には、車両後方を撮影するテレビカメラと、このテレビカメラのとらえた映像を写し出すモニタテレビと、タイヤ操舵角に係る情報信号を出力するセンサと、このセンサからの情報信号に応じてマーカー信号を発生し、テレビ画面上にマーカーを重畳表示させる回路とからなる車両の後方監視モニタ装置が開示されている。この装置では、タイヤの操舵角データとその操舵角に対応する車両の後進方向に沿ったマーカー位置データがROMに蓄積されており、そのときの操舵角に応じた車両の予想後進軌跡がマーカーの列としてテレビ画面上にテレビカメラで撮影された映像に重畳して表示される。
【0003】
このような装置によれば、車両の後進時に後方の道路の状況等の視界と共に操舵角に応じた車両の予想後進軌跡がモニタテレビの画面上に表示されるため、運転者は、後方を振り向くことなくテレビ画面を見たままでハンドルを操作して車両を後退させることができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば並列駐車や縦列駐車を行う際に、従来の後方監視モニタ装置において、運転者がテレビ画面上で後方の視界と車両の予想後進軌跡とを見ただけでは、どのタイミングでどの程度の操舵角で駐車のための運転操作をすればよいのか判断し難く、駐車時の十分な支援を行うことができないという問題点があった。
【0005】
また、従来の後方監視モニタ装置では、運転者がテレビ画面を見ながら運転操作を行う必要があるが、運転者は車両周辺への安全確認も行わなければならず、運転者にかかる負担が大きいという問題点もあった。
【0006】
この発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、運転者に大きな負担をかけることなく駐車の際の運転操作を的確に案内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。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係る駐車支援装置は、初期停止位置から一定の操舵角に保持した状態での進行動作と、逆方向に操舵して一定の操舵角に保持した状態での進行動作とを所定回数行って駐車をするために用いられる駐車支援装置であって、車両のヨー角を検出するヨー角検出手段と、ヨー角の基準位置を設定する基準位置設定手段と、運転者に運転操作の案内情報を出力するための案内手段と、ヨー角検出手段により検出されたヨー角に基づいて互いに外接する円弧のみを組み合わせた軌跡を辿りつつ駐車をするために必要な運転操作の情報を案内手段を介して運転者に提供するコントローラと、車内運転席の横に設けられると共に初期停止位置に車両を停止させる際に運転者が目印とする停止基準と備え、コントローラは、基準位置に対する所定位置に対応する車両のヨー角を予め記憶すると共にヨー角検出手段により検出されたヨー角と予め記憶されているヨー角とを比較して車両の位置を特定することを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図1にこの発明の実施の形態に係る駐車支援装置の構成を示す。コントローラ1には、車両のヨー角方向の角速度を検出するヨーレートセンサ2が接続されると共に、車両が並列駐車を行うことをコントローラ1に知らせるための並列モードスイッチ3と車両が縦列駐車を行うことをコントローラ1に知らせるための縦列モードスイッチ4とからなるスイッチモジュール5が接続されている。さらに、コントローラ1には、運転者に対して運転操作の情報を案内するための音出力手段としてスピーカ6が接続されている。ヨーレートセンサ2によりこの発明のヨー角検出手段が構成され、並列モードスイッチ3及び縦列モードスイッチ4により基準位置設定手段が構成されている。
【0009】
コントローラ1は、図示しないCPUと制御プログラムを記憶したROMと作業用のRAMとを備えている。ROMには、車両のハンドルが最大に操舵されて車両が旋回する場合の最小旋回半径Rcのデータが記憶されると共に並列駐車時及び縦列駐車時の駐車支援を行う制御プログラムが格納されている。CPUはROMに記憶された制御プログラムに基づいて動作する。コントローラ1は、ヨーレートセンサ2から入力される車両の角速度から車両のヨー角を算出し、車両の旋回角度を算出して駐車運転中の各ステップにおける操作方法や操作タイミングに関する情報をスピーカ6に出力する。
また、図2に示されるように、この発明の停止基準を形成する三角形シール37がドアウインドウの下部に取り付けられている。この三角形シール37は運転席の真横に位置し、両側のドアウインドウの下部にそれぞれ取り付けられている。
【0010】
次に、図3を用いて本発明の駐車支援装置が並列駐車の場合に車両にどのような軌跡を描かせて駐車を支援するかを説明する。車両10が駐車しようとする駐車スペースTの入口の中央点を原点Oとし、道路と垂直で駐車スペースTにおける車両10の後退方向にY軸をとり、道路と平行にすなわち、Y軸と直角にX軸をとる。また、駐車スペースTの駐車枠の幅をW1とする。リヤアクスル中心HOが駐車スペースTの幅方向の中央になり且つ駐車スペースTの長さ方向に平行になる車両位置H1に、車両10が適正に駐車されるように駐車支援装置が運転者を支援するものとする。
【0011】
まず、駐車スペースTに垂直で車両10のリヤアクスル中心EOが駐車スペースTの入口からDの距離で且つ駐車スペースTの側部T1と車両10の運転者の位置DRとが一致する初期停止位置の車両位置E1に車両10を停止させるものとする。
【0012】
次に、車両位置E1にある車両10が、ハンドルの操舵角を左側最大にして半径Rcで旋回しつつ、旋回角度θまで前進し、車両位置F1になったところで、ハンドルの操舵角を右側最大にして旋回半径Rcで旋回しつつ、旋回角度φだけ後退し、車両10が駐車スペースTに平行になった車両位置G1でハンドルを直進状態に戻してさらに後退して駐車スペースT内の車両位置H1に適正に駐車するものとする。
また、車両位置E1,F1,G1におけるリヤアクスル中心をそれぞれ、EO,FO,GOとする。
【0013】
ここで、車両位置E1における運転者の位置DRとリヤアクスル中心EOとのX軸方向の距離をLとすると、車両位置E1から車両位置F1まで車両10が旋回する際の旋回中心C1の座標(C1x,C1y)は、
C1x=L−W1/2
C1y=−(D+Rc)
で表される。
車両位置F1から車両位置G1まで車両10が旋回する際の旋回中心C2の座標(C2x,C2y)は、
C2x=−(Rc+Rc)・sinθ+C1x=−2Rc・sinθ+L−W1/2
C2y=(Rc+Rc)・cosθ+C1y=2Rc・cosθ−(D+Rc)
で表され、このうち、X座標C2xは、
C2x=−Rc
としても表される。
X座標C2xの2つの関係式からsinθは、
sinθ=(Rc+L−W1/2)/2Rc
で表され、このθの値を既知のRc、L及びW1を用いて算出することができ、このθの値をコントローラ1は設定値θとして記憶している。
さらに、車両位置F1から車両位置G1まで車両10が旋回する旋回角度φは、
φ=π/2−θ
で表される。
【0014】
次に、本実施の形態に係る駐車支援装置の並列駐車時の動作について説明する。
まず、図4に示されるように、運転者が目線を双方の三角形シール37を結ぶ直線33上に合わせた後、横を向いて駐車スペースTの側部T1と直線33が重なり合う初期停止位置である車両位置E1まで車両10を移動させて停止する。このとき、両側のドアウインドウの下部に設けられた一対の三角形シール37を利用することにより、運転者は運転席の真横に駐車スペースTの側部T1を正確に合わせることができる。即ち、駐車スペースTに対して的確な初期停止位置に容易に車両10を停止させることが可能となる。ここで、運転者が並列モードスイッチ3を作動させると、コントローラ1は、車両位置E1を車両のヨー角が0度の位置として設定すると共に並列駐車のプログラムを起動させる。次に、運転者は、ハンドルを左側最大に操舵してフル切り状態にし、そのまま車両10を前進させる。
【0015】
コントローラ1は、ヨーレートセンサ2から入力される車両10の角速度から車両のヨー角を算出して、このヨー角と設定値θの値とを比較する。車両10が、車両位置E1から車両位置F1に近づくにつれて、コントローラ1は、ヨー角と設定値θとの差を基に、車両位置F1に接近したことを知らせる接近情報と、車両位置F1に到達したことを知らせる到達情報とをスピーカ6を介して運転者に知らせる。
【0016】
例えば、接近情報として、スピーカ6から「ピッ、ピッ」という間欠音が発せられ、この間欠音及び点滅の周期は、ヨー角と設定値θとの差が少なくなると共に短くなる。ヨー角と設定値θとの差がなくなると、到達情報として、スピーカ6から「ピー」という連続音が発せられる。
【0017】
運転者は、到達情報に従って車両10を車両位置F1に停止させる。次に、運転者は、ハンドルを右側最大に操舵してフル切り状態にし、そのまま車両10を後退させる。コントローラ1は、車両10のヨー角が90度に近づくにつれて、車両10が駐車スペースTに平行になった車両位置G1に接近したことを知らせる接近情報と、車両位置G1に到達したことを知らせる到達情報とをスピーカ6を介して運転者に知らせる。運転者は、到達情報に従って車両10を車両位置G1で停止させた後、ハンドルを直進状態に戻してから車両10を後退させ、駐車スペースTに車両10が収まったら駐車を完了する。
【0018】
次に、図5を用いて本発明の駐車支援装置が縦列駐車を行う場合に車両にどのような軌跡を描かせて駐車を支援するかを説明する。車両10のリヤ左端が駐車スペースTの奥のコーナーS2に一致するように、車両10を駐車スペースTに駐車するものとする。この状態の車両位置M1における車両10のリヤアクスル中心MOを原点とし、道路と平行で車両10の後退方向にY軸をとり、Y軸と直角にX軸をとる。また、駐車スペースTの奥のコーナーの座標をS2(W2/2,a2)とする。ここで、a2、W2は、車両10のリヤオーバハング、車幅をそれぞれ示す。
【0019】
初期停止位置である車両位置J1にある車両10が、ハンドルの操舵角を右側最大にして半径Rcで旋回しつつ前進し、車両位置K1になったところで、操舵角を左側最大にして半径Rcで旋回しつつ後退し、車両位置L1になったところで操舵角を右側最大にして半径Rcで旋回しつつ後退し、駐車スペースT内の車両位置M1に適正に駐車するものとする。
【0020】
まず、駐車スペースTの前方の所定位置に駐車中の車両20を目安にして、車両10を初期停車位置である車両位置J1に停車した状態から縦列駐車を開始するものとする。
【0021】
車両位置J1は、車両10の運転者の位置DRのY座標が駐車中の車両20の後端20aのY座標に一致する位置で且つ駐車スペースTに平行な位置であり並びに車両10と車両20とが所定の車両間隔dである位置とする。したがって、車両位置J1のリヤアクスル中心JOの座標(JOx,JOy)は、車両20の後端部20aの座標と運転者の位置DRとリヤアクスル中心JOとの関係および車両間隔dから一義的に定められる。
【0022】
車両位置J1にある車両10が、ハンドルの操舵角を右側最大にして半径Rcで旋回しつつ車両位置K1まで前進する。その際の旋回中心をC3とし、旋回角度をβとする。また、車両位置K1にある車両10が操舵角を左側最大にして半径Rcで旋回しつつ車両位置L1まで後退する。その際の旋回中心をC4とし、旋回角度をδとする。さらに、車両位置L1でハンドルを反対方向に切り返して、操舵角を右側最大にして半径Rcで旋回しつつ車両位置M1まで後退する。その際の旋回中心をC5とし、旋回角度をαとする。
また、車両位置K1,L1におけるリヤアクスル中心をそれぞれKO,LOとする。
旋回角度α,β,δには、
δ=α−β
の関係がある。
旋回中心C5の座標(C5x,C5y)は、
C5x=−Rc
C5y=0
で表される。
旋回中心C4の座標(C4x,C4y)は、
C4x=C5x+(Rc+Rc)・cosα=−Rc+2Rc・cosα
C4y=C5y−(Rc+Rc)・sinα=−2Rc・sinα
で表される。
旋回中心C3の座標(C3x,C3y)は、
C3x=C4x−(Rc+Rc)・cosβ=−Rc+2Rc・cosα−2Rc・cosβ
C3y=C4y+(Rc+Rc)・sinβ=−2Rc・sinα+2Rc・sinβ
で表される。
また、車両位置J1のリヤアクスル中心JOの座標(JOx,JOy)は、
で表される。
ここで、式(1)及び(2)を三角関数の公式を用いて、変形すると、
tan(α/2+β/2)=JOx/JOy
sin2(α/2−β/2)=(JOx2+JOy2)/(16Rc2)
となり、α、βを、既知のリヤアクスル中心JOの座標(JOx,JOy)を用いて算出することができ、この値が設定値α、βとしてコントローラ1に記憶されている。
【0023】
リヤアクスル中心JOの座標(JOx,JOy)は、車両10を車両20の後方に無理のない操作で駐車できる値として、例えば、JOx=2.3m、JOy=4.5mの値を用いている。
リヤアクスル中心JOの座標JOxおよびJOyは、車両10の車格、操舵特性などに応じて値を設定することが望ましい。
【0024】
次に、本実施の形態に係る駐車支援装置の縦列駐車時の動作について説明する。
まず、図6に示されるように、運転者は目線を左右一対の三角形シール37を結ぶ直線43上に合わせ、駐車中の車両20の後端20aと直線43が重なり合う初期停止位置である車両位置J1まで車両10を移動させて停車する。並列駐車時と同様に、この時、両側のドアウインドウの下部に設けられた一対の三角形シール37を利用することにより、運転者は運転席の真横に駐車中の車両20の後端20aを正確に合わせることができる。即ち、駐車スペースTに対して、的確な初期停止位置に容易に車両10を停止させることが可能となる。
【0025】
ここで、縦列モードスイッチ4を作動させると、コントローラ1は、車両位置J1を車両のヨー角が0度の位置として設定すると共に縦列駐車のためのプログラムを起動させる。次に、運転者は、車両10のハンドルを右側最大に操舵してフル切り状態にし、そのまま車両10を前進させる。コントローラ1は、ヨーレートセンサ2から入力される車両10の角速度から車両のヨー角を算出して、このヨー角と設定値βの値とを比較する。車両10が、車両位置J1から車両位置K1に近づくにつれて、コントローラ1は、ヨー角と設定値βとの差を基に、並列駐車時と同様に、車両位置K1に接近したことを知らせる接近情報と、車両位置K1に到達したことを知らせる到達情報とをスピーカ6を介して運転者に知らせる。
【0026】
運転者は、到達情報に従って車両10を車両位置K1に停止させる。次に、運転者は、ハンドルを左にいっぱい操舵してフル切り状態にし、そのまま車両10を後退させる。コントローラ1は、車両のヨー角と設定値α(=β+δ)の値とを比較する。車両10が、車両位置K1から車両位置L1に近づくにつれて、すなわち、車両のヨー角が設定値αの値に近づくにつれて、コントローラ1は、ヨー角と設定値αとの差を基に、並列駐車時と同様に、車両位置L1に接近したことを知らせる接近情報と、車両位置L1に到達したことを知らせる到達情報とをスピーカ6を介して運転者に知らせる。
【0027】
運転者は、到達情報に従って車両10を車両位置L1に停止させる。次に、運転者は、車両位置L1でハンドルを反対方向に切り返して、右側最大に操舵してフル切り状態にし、そのまま車両10を後退させる。コントローラ1は、車両10のヨー角が0度に近づくにつれて、車両10が駐車スペースT内の車両位置M1に接近したことを知らせる接近情報と、車両位置M1に到達したことを知らせる到達情報とをスピーカ6を介して運転者に知らせる。これにより、運転者は、車両位置M1で車両10を停止させ、駐車を完了することができる。
【0028】
以上のように、この実施の形態の駐車支援装置は、車両10を三角形シール37を利用して初期停止位置に正確に停止させ、後はスピーカ6からの到達情報に従ってハンドルを右又は左にフル切り状態にして車両を移動させるだけで的確に駐車を完了させることができる。この初期停止位置を、並列では、車両10の真横を駐車スペースTの側部T1に、縦列では、車両10の真横を駐車中の車両20の後端20aに合わせればよいと定めているので分かりやすく、且つこの初期停車位置は自動車学校で通常教える初期停車位置に比べて駐車スペースTに近いので、後続車に対して駐車意志を伝え易く、後続車によって後退路を塞がれることが未然に防止される。
更に、カメラ及びモニタを必要とせず、ナビゲーションシステムやカメラ等の装着されていない車両においても、適切な駐車支援が可能となる。
【0029】
なお、この実施の形態では初期停止位置に停車させる場合に判断基準となる目印に三角形シール37を用いたが、目印に用いられるものは円形シールやその他の形状のシールでもよい。また、夜間でも見やすくするために、蛍光発光シールや発光ダイオード等のランプからなる発光体を停止基準とすることもできる。尚、この目印はウインドウ下部に取り付けたが、上部でもよく更にウインドウ周辺でもよい。
【0030】
なお、運転者の体型によって真横と認識する位置が異なるために、体型の小さい人を基準として、その真横に三角形シール37を取り付けることが好ましい。このようにすれば、運転者の体型が大きい場合でも前に身を起こすだけで容易に目線の位置を体型の小さい人の位置に合わせることができる。反対に、体型の大きい人の真横を基準として三角形シール37を取り付けると、体型の小さい人は背もたれを倒したり、シートポジションを動かすなどの作業が必要になってしまう。
【0031】
更に図7に示すように判断基準となる目印にはホログラム47を用いてもよい。ホログラムに記録する立体像は運転者が初期停止位置を認識し易くするためにドアに対して垂直な棒等が好ましい。
例えば車両のドアに対して垂直な棒の立体像を記録したホログラム47を用いることによって、運転者は姿勢を変えなくても棒の長手方向への延長線上に駐車スペースTの側部T1及び車両20の後端20aが重なるかどうかが分かり、初期停止位置の判断ができる。
このように、ホログラム47を用いると運転席の位置や運転者の体型に関わらずに、適当な位置に目印が移動して見えるために、運転者は背もたれを倒したり、シートポジションを動かすなどの作業をすることなく容易に初期停止位置を認識し停車することができる。
【0032】
また、上記の実施の形態において、ヨー角を検出するのに、ヨーレートセンサを用いたが、ヨー角を検出する手段は、ポジションジャイロを用いる方法や左右車輪にそれぞれ回転センサを装着しそれらの回転差からヨー角を検出する方法でもよく、さらに、地磁気センサやGPSシステムを用いた方法でもよい。
【0033】
上記の実施の形態において、接近情報及び到達情報として、接近あるいは到達の目標となる車両位置ごとに、スピーカ6から発する音の音量及び音色を変えたり、内容の異なる音声を発するようにしてもよい。また、案内手段は、スピーカに限られるものではなく、ブザー、LED、ランプでもよく、ディスプレイ上に文字、マークを表示してもよい。さらに、ハンドル等を介して運転者に伝達される振動でもよい。
【0034】
上述した実施の形態では、開始位置からの前進は目標駐車スペースと逆側(図3では左側、図5では右側)すなわち離隔する側に旋回前進させるものであったが、この態様に代えて、開始位置から一旦、目標駐車スペースに接近する側(図3では右側、図5では左側)に前進旋回させ、そのあと逆方向に操舵して目標駐車スペースと離隔する側(図3では左側、図5では右側)に旋回前進させ、すなわち、開始位置から蛇行するように前進旋回させ、その後、上述の実施の形態と同様に後退させて、目標駐車スペースに至るような態様であってもよい。
さらに、上述した実施の形態では、前進しながら車両位置を駐車開始位置(位置E1,J1)に合せていたが、本発明はこれに限定されず、後退しながら車両を駐車開始位置に合せるようにしてもよい。
【0035】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の駐車支援装置によれば、初期停止位置に車両を停止させる際に運転者が目印とする停止基準を備えたので、予め定められた初期停止位置に車両を容易に且つ正確に停車させることができ、またコントローラが案内手段を介して音で運転操作情報を提供するので、運転者に大きな負担をかけることなく駐車の際の運転操作を的確に案内して駐車スペースに容易に駐車することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の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である。
【図2】目印の三角形シールが取り付けられた車両のドアを示す図である。
【図3】並列駐車を行う場合の車両の動きを示す図である。
【図4】並列駐車を行う場合の初期停止位置を示す図である。
【図5】縦列駐車を行う場合の車両の動きを示す図である。
【図6】縦列駐車を行う場合の初期停止位置を示す図である。
【図7】目印のホログラムが取り付けられた車両のドアを示す図である。
【符号の説明】
1…コントローラ、2…ヨーレートセンサ、3…並列モードスイッチ、4…縦列モードスイッチ、6…スピーカ、37…三角形シール、47…ホログラム。
Claims (6)
- 初期停止位置から一定の操舵角に保持した状態での進行動作と、逆方向に操舵して一定の操舵角に保持した状態での進行動作とを所定回数行って駐車をするために用いられる駐車支援装置であって、
車両のヨー角を検出するヨー角検出手段と、
ヨー角の基準位置を設定する基準位置設定手段と、
運転者に運転操作の案内情報を出力するための案内手段と、
ヨー角検出手段により検出されたヨー角に基づいて互いに外接する円弧のみを組み合わせた軌跡を辿りつつ駐車をするために必要な運転操作の情報を案内手段を介して運転者に提供するコントローラと、
車内運転席の横に設けられると共に初期停止位置に車両を停止させる際に運転者が目印とする停止基準と
を備え、前記コントローラは、前記基準位置に対する所定位置に対応する車両のヨー角を予め記憶すると共に前記ヨー角検出手段により検出されたヨー角と予め記憶されている前記ヨー角とを比較して車両の位置を特定することを特徴とする駐車支援装置。 - 前記円弧は最大操舵角での走行軌跡である請求項1に記載の駐車支援装置。
- 前記停止基準は運転席の両側にそれぞれ取り付けられることを特徴とする請求項1または2に記載の駐車支援装置。
- 前記停止基準は車両のウインドウ周辺に取り付けられたシールであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の駐車支援装置。
- 前記停止基準は車両のウインドウ周辺に取り付けられた発光体であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の駐車支援装置。
- 前記停止基準は車両のウインドウ周辺に取り付けられたホログラムであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の駐車支援装置。
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