JP3729786B2 - 駐車支援装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駐車支援装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車を運転する際、車庫入れや縦列駐車などの駐車を行うのは比較的困難であり、特に初心者は駐車の際の運転操作が苦手であることが多い。そこで、駐車の際の運転操作を補助するための駐車支援装置が知られている。この種の駐車支援装置として、従来、たとえば特開平１１−２０８４２０号公報に開示された駐車誘導装置がある。この駐車誘導装置では、目標駐車位置の側方から目標駐車領域を撮像するとともに、この撮像した画像に演算により求めた目標駐車領域を重畳表示することにより、目標駐車位置に車両を誘導するというものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の公報に開示されている駐車誘導装置は、車両を一旦目標駐車領域の側方に停止させるため、車両の側方を撮像するカメラと、駐車動作時に車両の後方を撮像するカメラが不可欠なものとなる。このため、複数のカメラを必要とすることから、その分コストアップに繋がるものであった。
【０００４】
また、前記従来の公報に開示されている駐車誘導装置では、一旦目標駐車領域の前方に車両を移動させる必要があるので、駐車する車両がそのために無駄な動きをしなければならない。したがって、運転者に対する利便性に欠けるという問題があった。
【０００５】
他方、駐車支援を開始する際に、目標駐車位置を示す目標駐車枠のデフォルト表示を単に車両の右側または左側に行い、目標駐車位置設定手段により、この目標駐車枠を移動調整しながら目標駐車位置を設定することも考えられる。しかし、この方法では、目標駐車枠のデフォルト表示が目標駐車位置から遠いと、目標駐車位置の設定に時間が掛かってしまう。このため、設定時間の短縮を図るためには、目標駐車枠のデフォルト表示を目標駐車位置のなるべく近くに設定する必要があるという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、車両の駐車を支援する際に、通常の動作で駐車支援ができ、また、なるべく目標駐車位置の近くに目標駐車枠のデフォルト表示を行い、目標駐車枠の位置修正の手間を軽減することによって目標駐車位置の設定時間を短くできる駐車支援装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決した本発明は、車両外部を撮像する撮像手段と、撮像された画像を表示する表示手段を備え、表示手段の画面上に目標駐車枠を表示して車両の運転者が行う駐車操作を支援する駐車支援装置であって、駐車準備位置に至るまでの車両の走行状態としての旋回移動時の車両の移動距離と旋回半径とにより算出される車両の偏向角を求め、この偏向角に基づいて、駐車準備位置に対する目標駐車位置を推定し、推定された目標駐車位置に基づいて、目標駐車枠の初期設定位置を算出し、初期設定位置に目標駐車枠を表示することを特徴とする駐車支援装置である。
【０００８】
本発明では、目標駐車位置の設定を行う駐車準備位置に至るまでの車両の走行状態としての旋回移動時の車両の移動距離と旋回半径とにより算出される車両の偏向角を求め、この偏向角に基づいて、駐車準備位置に対する目標駐車位置を推定し、この目標駐車位置に基づいて目標駐車枠の初期設定位置（デフォルト位置）を算出している。このため、目標駐車枠のデフォルト位置を目標駐車位置の近傍に設定することができる。したがって、目標駐車枠位置を設定する時間を短縮することができる。またこのときに、車両の側方を撮像するカメラなどは不要であるので、その分のコストアップを避けることができる。さらには、車両を一旦目標駐車位置の前方に移動させる必要もないので、運転者の利便性を向上させることができる。
【０００９】
さらに、目標駐車枠を移動させることにより目標駐車位置が設定可能とされており、目標駐車位置が設定された後、駐車準備位置から目標駐車位置までの移動軌跡を算出して駐車支援を行う態様とすることができ、移動軌跡を描くことができるか否かを判断し、移動軌跡が描けないと判断した場合には、案内不能となる表示を行う態様とすることもできる。
そして、車両の操舵輪の操舵を行う自動操舵手段を備えており、自動操舵手段を用いて駐車準備位置から目標駐車位置までの移動を行う態様とすることもできる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本発明の実施形態に係る駐車支援装置のブロック構成図、図２はモニタに表示された画像を示す図である。
【００１２】
図１に示すように、本実施形態に係る駐車支援装置１は、車両に搭載され、その車両を駐車する際の駐車支援を行うものである。この駐車支援装置１は、電子制御装置である駐車支援ＥＣＵ２を備えている。駐車支援ＥＣＵ２は、駐車支援装置１全体の制御を行うものであり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入力信号回路、出力信号回路、電源回路などにより構成され、駐車支援制御ルーチンを含む各種の制御ルーチンが記憶されている。
【００１３】
駐車支援ＥＣＵ２には、本発明の撮像手段であるカメラ３、本発明の表示手段であるモニタ４、および目標駐車位置設定手段５が接続されている。
【００１４】
カメラ３は、車両の後部または側部に配置された、たとえば広角レンズを備えるカメラであり、車両の外部であって後方を撮像するものである。撮像した画像は、モニタ４に表示される。このカメラ３は、常時車両の後方を撮像しているものでもよいし、消費電力低減のために車両が後方に移動する際に、撮像を開始するようにしてもよい。車両の後方への移動は、たとえばシフトレバーがリバースレンジに入ったことにより検出することができる。
【００１５】
モニタ４は、車室内のたとえばインストルメントパネルに設置されており、ドライバの視界が届く位置に配置されている。図２に示すように、モニタ４には、カメラ３で撮像した画像のほか、駐車支援ＥＣＵ２で算出された位置に表示される目標駐車位置を示す目標駐車枠１１や安全を確認するためのポールＰＬなどが映し出される。なお、カメラ３は広角レンズを使用しているので、実際の画像は周辺部が歪むが、説明をわかりやすくするために、図２では、まっすぐに描いている。
【００１６】
目標駐車位置設定手段５は、図２に示すように、モニタ４の画面上にタッチパネル式で表示されており、上下左右の矢印Ｙ１〜Ｙ４、および時計回り方向および反時計周り方向に回転する回転矢印Ｙ５，Ｙ６を備えている。これらの矢印Ｙ１〜Ｙ６に触れることにより、あらかじめ算出され、カメラ３で撮像された画像とともにモニタ４上に表示される目標駐車枠１１を回転・移動させて、目標駐車位置を設定することができる。なお、目標駐車枠１１のデフォルト位置表示が、目標駐車位置に対応する位置と一致している場合には、目標駐車位置設定手段５の矢印Ｙ１〜Ｙ６に触れることなく目標駐車位置が設定される。
【００１７】
また、モニタ４には、目標駐車位置が確定したと運転者が判断したときに触れる確定スイッチＳ１、および駐車支援を途中で中止したいときに触れる支援中止スイッチＳ２が表示されている。確定スイッチＳ１に触れることにより駐車支援が開始され、支援中止スイッチＳ２に触れることにより駐車支援が中止される。
【００１８】
さらに、図１に示すように、駐車支援ＥＣＵ２には、自動操舵手段６および始動スイッチ７が接続されている。自動操舵手段６は、車両の操舵輪を操舵するアクチュエータを備えており、駐車支援ＥＣＵ２の制御信号を受けて操舵輪を操舵するものである。また、始動スイッチ７は、駐車支援モードのＯＮ・ＯＦＦを切り替えるためのスイッチであり、たとえばインストルメントパネルに装備されている。したがって、始動スイッチ７がＯＮになっているときには、支援開始条件が成立したとき、たとえば図示しないシフトレバーがリバースレンジに入れられたときに、駐車支援モードに入って所定の処理が開始される。また、始動スイッチ７がＯＦＦになっているときには、シフトレバーがリバースレンジに入れられて支援開始条件が成立しても、駐車支援モードには入らず、駐車支援のための処理は行われないようになっている。したがって、たとえば運転者が熟練の者であり、このような駐車支援装置１の利用を望まない場合には、始動スイッチ７をＯＦＦにしておけばよい。
【００１９】
また、駐車支援ＥＣＵ２には、車速センサ８および舵角センサ９が接続されている。車速センサ８は、たとえば車両の図示しない車輪に取り付けられたアクティブ車輪速センサからなり、車輪の回転速度を検出して駐車支援ＥＣＵ２に速度信号を出力している。駐車支援ＥＣＵ２では、車速センサ８から出力された速度信号に基づいて、車両の走行距離を算出している。また、舵角センサ９は、たとえば車両の図示しないステアリングシャフトに取り付けられており、ステアリングの回転角を検出し、角度信号を駐車支援ＥＣＵ２に回転角信号を出力している。駐車支援ＥＣＵ２では、検出されたステアリングの回転角信号に基づいて、操舵輪の転舵角を算出している。
【００２０】
次に、本実施形態に係る駐車支援装置の動作について説明する。
【００２１】
本実施形態では、図３に示すように、車両駐車領域が仕切り線によって区画Ｄ１，Ｄ２，…に区分けされた駐車場ＰＡの１区画Ｄ２に車両Ｍを車庫入れ駐車するときの例について説明する。
【００２２】
始動スイッチ７がＯＮになっている状況下において、車両Ｍの運転者が区画Ｄ２への車庫入れ駐車を企図し、目標駐車位置の前を通過し、車両Ｍの後部を区画Ｄ２へ向けるように旋回させて駐車準備位置Ｐ１に車両Ｍを移動させ、車室内における図示しないシフトレバーをリバースレンジに入れると、駐車支援モードに入る。駐車支援モードに入ると、まずカメラ３がＯＮになり、カメラ３によって車両Ｍの周囲における後方の画像が読み込まれる。カメラ３によって読み込まれた画像は、駐車支援ＥＣＵ２を経由してモニタ４に出力され、図２に示すようにモニタ４に表示される。モニタ４に画像が表示されたら、図３に示す車両Ｍを平面視したときの形状に相当する縦長の矩形である目標駐車位置Ｐ２の設定が行われる。
【００２３】
目標駐車位置Ｐ２を設定するために、まず、モニタ４の画面上には目標駐車枠１１がデフォルト位置に表示される。この目標駐車枠１１を見ながら、運転者が目標駐車位置設定手段５における矢印Ｙ１〜Ｙ６に適宜触れることにより、目標駐車枠１１を移動させて、最終的に目標駐車位置Ｐ２を設定する。本実施形態では、このときの目標駐車枠１１のデフォルト位置を求めるにあたり、駐車準備位置Ｐ１に対する目標駐車位置Ｐ２を推定する演算を行い、推定された目標駐車位置Ｐ２に基づいて、目標駐車枠１１のデフォルト位置を算出する。駐車準備位置Ｐ１対する目標駐車位置Ｐ２は、車両Ｍが駐車準備位置Ｐ１に到達する前の走行状態に基づいて推定される。
【００２４】
駐車を行うにあたり、駐車準備位置Ｐ１に到達する前の車両Ｍの挙動は、通常、図３に示すようになる。車両Ｍは、まず、駐車しようとする区画Ｄ２の前方の位置に直進移動しながら差し掛かる。このときの車両Ｍの進行方向は、通常、区画Ｄ２の幅方向に沿っている。次に、区画Ｄ２の前方を通過するが、このときに、区画Ｄ２の前方位置における起点Ｑから、所定の旋回半径をもって所定の偏向角（直前の直進状態からの回頭角度）分だけ区画Ｄ２から遠ざかる方向に向けて前進しながら駐車準備位置Ｐ１までたとえば時計回りに旋回移動する。続いて、所定の旋回半径で時計回りに後退しながら旋回移動する。そして、最後に後方に向けて直進して、目標駐車位置Ｐ２に移動する。
【００２５】
このような車両の通常の挙動による走行状態を想定して、駐車準備位置Ｐ１に対する目標駐車位置Ｐ２を推定する。駐車準備位置Ｐ１に対する目標駐車位置Ｐ２は、具体的には以下のように推定される。車両Ｍが、駐車準備位置Ｐ１まで移動する際に、上記のような通常の駐車を行うように直進移動および旋回移動を行ったと仮定すると、車両Ｍの偏向角θは、旋回移動時の車両の移動距離と旋回半径により算出される。移動距離は、車速センサ８からの信号に基づいて算出され、旋回半径は、舵角センサ９からの信号に基づいて算出された操舵輪の転舵量によって算出される。
【００２６】
いま、車両Ｍの旋回移動時の微小移動距離をｄｓ、旋回半径をＲとすると、偏向角θは、下記（１）式で求められる。
【００２７】
【数１】

【００２８】
上記（１）式において、積分区間は−５〜０ｍ、すなわち現在位置に至るまでの５ｍの移動による車両の向きの変化を演算によって求めるものである。この５ｍという移動距離は、車速に応じて適宜設定変更できる態様とすることもできる。また、駐車支援ＥＣＵ２では、直進判定を行っており、直進判定の結果、車両Ｍが直進したと判断した場合には、上記（１）式で求めた偏向角θをクリアする。直進判定においては、たとえばステアリングがほぼまっすぐの状態（ステアリングの舵角が±３０度以内）で、たとえば２ｍ走行したときに直進したと判断する。したがって、旋回移動を開始する前に、直進移動を行っていることにより、偏向角θが正しく求められる。
【００２９】
偏向角θを求めたら、図４に示すように、車両Ｍの位置を基準として、車両Ｍの左右方向をＸ軸、前後方向をＺ軸とするＸ−Ｚ座標系における目標駐車位置Ｐ２の相対位置を算出する。この相対位置は、偏向角θの大きさによって算出式が異なる。
【００３０】
まず、θが０度以上３０度未満（０≦θ＜３０）の場合には、下記（２）式および（３）式によって算出される。
【００３１】
Ｘ＝Ｒｍｉｎ・（１．０−ｓｉｎθ）＋Ｂ・ｃｏｓθ・・・（２）
Ｚ＝Ｃ＋Ｒｍｉｎ・ｃｏｓθ＋Ｂ・ｓｉｎθ・・・（３）
ただし、適合定数として、Ｒｍｉｎ＝４．０５（ｍ）、Ｂ＝２．０（ｍ）、Ｃ＝１．０（ｍ）である。
【００３２】
車庫入れ駐車を行う場合、一般的に、その挙動は、まず直進後退し、続いて旋回後退した後、再び直進後退するものとして設定することができる。このような挙動となるように、上記の適合定数Ｂは最後の直進後退に対応し、適合定数Ｃは最初の直進後退に対応するものである。また、適合定数Ｒｍｉｎは旋回後退時の旋回半径であり、たとえばステアリングを一杯に切ったときの旋回半径である。これらの適合定数は、車両Ｍの全長、全幅、ホイールベース、その他の諸元等に基づいて適宜設定される。
【００３３】
車両の移動にあたり、最初の直進後退時におけるＸ方向の移動量は０であり、旋回後退時のＸ方向の移動量はＲｍｉｎ・（１．０−ｓｉｎθ）であり、最後の直進後退時におけるＸ方向の移動量はＢ・ｃｏｓθである。このため、Ｘ方向に移動量としては、これらを加算することによって上記（２）式が導き出される。また、最初の直進後退時におけるＺ方向の移動量はＣであり、旋回後退時のＺ方向の移動量はＲｍｉｎ・ｃｏｓθであり、最後の直進後退時におけるＺ方向の移動量はＢ・ｓｉｎθである。このため、Ｚ方向に移動量としては、これらを加算することによって上記（３）式が導き出される。
【００３４】
なお、偏向角θが０度（θ＝０）の場合は、車両Ｍが旋回していないので、目標駐車枠１１を車両の左右いずれに表示するかをあらかじめ設定しておくのが好適である。
【００３５】
次に、偏向角θが３０度以上５０度未満（３０≦θ＜５０）である場合には、Ｘ方向の移動量は偏向角θが０度以上３０度未満の場合と同様に（２）式で求めることができる。また、Ｚ方向の移動量は、下記（４）式によって求めることができる。
【００３６】
Ｚ＝５．５＋０．０５・（θ−３０）・・・（４）
偏向角θが３０度以上になると、Ｚ方向への移動量は、偏向角に対して比例的に大きくなる。このため偏向角θが３０度を以上５０度未満の範囲では、上記（４）式のように、偏向角θの増加に合わせて、Ｚ方向の移動量が増加するように線形に増加させている。
【００３７】
さらに、偏向角θが５０度以上（５０≦θ）である場合には、Ｘ方向の移動量は偏向角θが０度以上３０度未満の場合と同様に（２）式で求めることができる。また、Ｚ方向の移動量は、下記（５）式で表わすことができる。
【００３８】
Ｚ＝６．５・・・（５）
車庫入れ駐車の際には、通常、偏向角θは２０度前後であることが多く、偏向角θは大きい場合でも３０度程度となる。このため、偏向角θが大きくなり、５０以上となると、Ｚ方向の移動量にはほぼ変動がなく、６．５ｍに固定して最大値を規定することにより、ほぼ良好な精度で駐車準備位置Ｐ１に対する目標駐車位置Ｐ２を推定することができる。
【００３９】
これらの（２）式〜（５）式で算出される偏向角θと、Ｘ方向およびＺ方向の移動距離の関係を図５に示す。
【００４０】
このようにして、駐車準備位置Ｐ１に対する目標駐車位置Ｐ２を推定したら、推定された目標駐車位置Ｐ２に基づいて、目標駐車枠１１のデフォルト位置を算出する。そして、算出されたデフォルト位置に目標駐車枠１１を表示する。
【００４１】
このように、目標駐車枠１１がモニタ４の画面上に表示されたら、運転者が目標駐車位置設定手段５における矢印Ｙ１〜Ｙ６に適宜触れることにより、目標駐車位置を修正して設定する。このとき、目標駐車枠１１のデフォルト表示位置は目標駐車位置Ｐ２の近傍となっているので、運転者が目標駐車位置Ｐ２を設定する際に目標駐車枠１１を移動して修正する操作の手間が軽減され、設定時間の短縮を図ることができる。
【００４２】
目標駐車位置Ｐ２が設定されたら、駐車支援ＥＣＵ２は、現在の車両Ｍの位置である駐車準備位置Ｐ１と、設定された目標駐車位置Ｐ２との相対位置な関係から、駐車準備位置Ｐ１から目標駐車位置Ｐ２までの軌跡を描くことができるか否かを判断する。そして、軌跡を描くことができないと判断したらモニタ４に「ガイドできません」と表示するとともに、目標駐車枠１１をたとえば赤色で表示する。また、軌跡を描くことができると判断したら、モニタ４の画面上に確定スイッチＳ１を表示するとともに、目標駐車枠１１を、たとえば赤色と異なる緑色で表示する。確定スイッチＳ１が表示された後、運転者は、駐車準備位置Ｐ１と目標駐車位置Ｐ２をつなぐ軌跡上に、他の車両などの障害物がないか確認する。そして、障害物がないことを確認したら、確定スイッチＳ１に触れる。運転者が確定スイッチＳ１に触れると、駐車支援が開始される。駐車支援が開始されたら、自動操舵手段６が作動するので、運転者は、ステアリング操作が不要となる。そして、適宜スピードの調整を行うことにより、駐車支援の下で駐車操作を行うことができる。その後、車両を目標駐車位置Ｐ２に誘導して制御を終了する。
【００４３】
また、これらの動作中、モニタ４の画面上には支援中止スイッチＳ２が表示されている。この支援中止スイッチＳ２に運転者が触れたり、運転者がアクセルを踏んだり、あるいはステアリングを操作したりするなどの支援中止条件を満たす行為を行った場合には、駐車支援はその時点で中止される。
【００４４】
このように、本実施形態に係る駐車支援装置では、車両の側方を撮像するカメラなどは不要であるので、その分のコストアップを避けることができる。また、駐車動作は、通常の動作を想定しているので、目標駐車位置の前方に一旦車両を停止させるなどの無駄な動作を行う必要がなく、１回の後退動作で駐車を行うことができるので運転者の利便性を向上させることができる。さらには、目標駐車位置を画面上で示す目標駐車枠のデフォルト表示の位置を、推定された駐車準備位置と目標駐車位置の相対位置関係に基づいて算出している。このため、おおよそ正確な目標駐車位置に目標駐車枠のデフォルト表示を行うことができるので、運転者は、駐車準備位置で行う目標駐車位置の設定を簡単に済ませることができる。したがって、目標駐車位置の設定に要する時間の短縮を図ることができる。
【００４５】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。また、上記実施形態では、自動操舵手段を設けているが、駐車支援を行うために、自動操舵手段のほか、自動制動手段や自動駆動手段を設けて、運転者が速度操作を行うことなく、駐車動作が行われるようにすることもできる。もちろん、これらのうちの１つまたは２つを設けて、運転者の駐車支援を行うようにすることもできる。
【００４６】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明に係る駐車支援装置によれば、車両の駐車を支援する際に、通常の動作で駐車支援ができ、また、なるべく目標駐車位置の近くに目標駐車枠のデフォルト表示を行い、目標駐車枠の位置修正の手間を軽減することによって、目標駐車位置の設定時間を短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る駐車支援装置のブロック構成図である。
【図２】モニタに表示された画像を示す図である。
【図３】車両が目標駐車領域に移動する状態を示す平面図である。
【図４】駐車準備位置に対する目標駐車位置を説明する説明図である。
【図５】偏向角とＸ方向、Ｚ方向に対する車両の移動距離の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１…駐車支援装置、２…駐車支援ＥＣＵ、３…カメラ、４…モニタ、５…目標駐車位置設定手段、６…自動操舵手段、７…始動スイッチ、８…車速センサ、９…舵角センサ、１１…目標駐車枠、Ｍ…車両。

Claims (5)

1. 車両外部を撮像する撮像手段と、撮像された画像を表示する表示手段を備え、前記表示手段の画面上に目標駐車枠を表示して前記車両の運転者が行う駐車操作を支援する駐車支援装置であって、
   駐車準備位置に至るまでの車両の走行状態としての旋回移動時の車両の移動距離と旋回半径とにより算出される車両の偏向角を求め、この偏向角に基づいて、前記駐車準備位置に対する前記目標駐車位置を推定し、推定された前記目標駐車位置に基づいて、前記目標駐車枠の初期設定位置を算出し、前記初期設定位置に前記目標駐車枠を表示することを特徴とする駐車支援装置。
2. 前記偏向角の範囲に応じた数式に基づいて、前記目標駐車位置を推定する請求項１に記載の駐車支援装置。
3. 前記目標駐車枠を移動させることにより目標駐車位置が設定可能とされており、前記目標駐車位置が設定された後、前記駐車準備位置から前記目標駐車位置までの移動軌跡を算出して駐車支援を行う請求項１または請求項２に記載の駐車支援装置。
4. 前記移動軌跡を描くことができるか否かを判断し、移動軌跡が描けないと判断した場合には、案内不能となる表示を行う請求項３に記載の駐車支援装置。
5. 前記車両の操舵輪の操舵を行う自動操舵手段を備えており、
   前記自動操舵手段を用いて前記駐車準備位置から前記目標駐車位置までの移動を行う請求項３または請求項４に記載の駐車支援装置。

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