JP4432930B2 - 駐車支援装置及び駐車支援方法 - Google Patents

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Description

本発明は、駐車を支援する駐車支援装置及び駐車支援方法に関する。
従来から、車両周囲の障害物を検出する周囲障害物検出手段と、操舵角と車速とから車両の２次元平面上での車両位置及び車体向きを算出する車両運動算出部と、該車両運動算出部で算出された車両運動と、前記障害物検出手段により得られた障害物までの相対位置関係とから、駐車可能な空間を見つけ出し目標駐車位置を決定する目標駐車位置決定部とを有することを特徴とする車両用駐車支援装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−５４３４１号公報
ところで、実際の駐車においては、運転者は、駐車空間の地面に描かれた駐車枠線を目標にしながら、駐車枠線内に車両が適切に収まるように駐車を行うのが一般的である。
この点、上記の特許文献１に記載の発明では、駐車空間に隣接する障害物との関係のみに基づいて、目標駐車位置を決定するので、例えば、障害物となる車両が隣の駐車枠線内で偏って駐車されている状況では、それに応じて目標駐車位置が駐車枠線内の偏った位置に決定されてしまう場合があった。
一方、駐車枠線はカメラを用いた画像認識等により認識可能であるが、カメラとの位置関係や夜間等の周囲光の影響、積雪等の影響により駐車枠線が認識できない場合や、そもそも駐車枠線が存在しないような場合もあるので、かかる場合においても支援可能な目標駐車位置が決定されることが望ましい。
更に、駐車枠線が認識できた場合でも、当該駐車枠線内に偏りなく車両が収まる目標駐車位置に対しては走行軌道の生成が不能となる場合もあるので、かかる場合においても支援可能な目標駐車位置が決定されることが望ましい。
そこで、本発明は、障害物検出手段と駐車枠線検出手段とを適切に協働させることで、支援可能な目標駐車位置を適切な優先順位をもって選択的に決定することができる駐車支援装置及び駐車支援方法の提供を目的とする。
上記目的を達成するため、第１の発明は、駐車を支援する駐車支援装置において、
車両周辺の障害物を検出する障害物検出手段と、
地面に描かれた駐車枠線を検出する駐車枠線検出手段とを備え、
駐車枠線検出手段により駐車枠線が検出された場合は、検出された駐車枠線に基づいて目標駐車位置を算出し、駐車枠線検出手段により駐車枠線が検出されない場合は、障害物検出手段による障害物検出結果に基づいて目標駐車位置を算出し、
駐車枠線検出手段は、車載の撮像手段が撮影する車両周辺の画像を処理して駐車枠線を検出する手段であり、駐車枠線検出手段による画像の処理範囲は、障害物検出手段による障害物検出結果に基づいて設定されることを特徴とする。第１の発明によれば、駐車枠線検出手段により駐車枠線が検出された場合は、検出された駐車枠線に基づいて目標駐車位置が用いられるので、例えば障害物となる車両が隣の駐車枠線内で偏って駐車されている状況においても、駐車枠線に対して適切な位置に目標駐車位置を設定することができる。また、駐車枠線検出手段により駐車枠線が検出されない場合は、障害物検出手段による障害物検出結果に基づいて目標駐車位置を算出するので、夜間等の周囲光の影響や積雪等の影響により駐車枠線が認識できない場合等においても、支援可能な目標駐車位置を算出することができる。また、駐車枠線検出手段は、車載の撮像手段が撮影する車両周辺の画像を処理して駐車枠線を検出する手段であり、駐車枠線検出手段による画像の処理範囲は、障害物検出手段による障害物検出結果に基づいて設定されるので、障害物検出手段による障害物検出結果を利用して、画像内の駐車枠線を効率的に検出することができる。
第２の発明は、第１の発明に係る駐車支援装置において、
障害物検出手段による障害物検出結果に基づいて駐車空間が検出された場合、駐車枠線検出手段による画像の処理範囲が、少なくとも該検出された駐車空間内に設定されることを特徴とする。これにより、駐車空間内の存在しうる駐車枠線を効率的に検出することができる。
第３の発明は、第１又は２の発明に係る駐車支援装置において、
駐車枠線検出手段により駐車枠線が検出され、該駐車枠線に対して支援可能な走行軌道が生成可能な場合は、該駐車枠線に基づいて目標駐車位置を決定することを特徴とする。これにより、駐車枠線に基づく目標駐車位置を優先して設定することで支援不能な目標駐車位置が設定されてしまうことが、防止される。
第４の発明は、第１〜３のいずれかの発明に係る駐車支援装置において、
障害物検出手段による障害物検出結果に基づいて駐車空間が検出された場合に、駐車開始位置への車両の走行を支援するための開始位置案内を行う情報出力手段を備え、
開始位置案内が行なわれた状況下で、駐車枠線検出手段により駐車枠線が検出されない場合、又は、駐車枠線検出手段により駐車枠線が検出されたにも拘らず該駐車枠線に対して支援可能な走行軌道が生成不能な場合は、障害物検出手段による障害物検出結果に基づいて目標駐車位置を決定することを特徴とする。これにより、開始位置案内を行ったにも拘らず、検出した駐車空間への駐車支援が行えないという望ましくない事態が防止され、運転者に不便をもたらすことを防止することができる。
第５の発明は、駐車を支援する駐車支援方法において、
車両周辺の障害物を検出する障害物検出段階と、
障害物検出段階後、車両が駐車開始位置に至った段階で、車載の撮像手段が撮影する車両周辺の画像を処理することで、地面に描かれた駐車枠線を検出する駐車枠線検出段階と、
駐車枠線検出段階後、目標駐車位置を設定する目標駐車位置設定段階とを備え、
目標駐車位置設定段階では、駐車枠線検出段階にて駐車枠線が検出された場合に、検出された駐車枠線に基づいて目標駐車位置が設定され、駐車枠線検出段階にて駐車枠線が検出されない場合に、障害物検出段階で検出された障害物の位置に基づいて目標駐車位置が設定され、
前記駐車枠線検出段階では、前記駐車枠線を検出するための画像処理範囲は、障害物検出段階での障害物検出結果に基づいて設定されることを特徴とする。
第７の発明は、駐車を支援する駐車支援方法において、
車両周辺の障害物を検出する障害物検出段階と、
障害物検出段階での障害物検出結果に基づいて、障害物に隣接する駐車空間を検出する駐車空間検出段階と、
駐車空間検出段階にて駐車空間が検出された際に、当該駐車空間を運転者に報知する情報出力段階と、
情報出力段階後、車両が駐車開始位置に至った段階で、地面に描かれた駐車枠線を検出する駐車枠線検出段階と、
駐車枠線検出段階にて駐車枠線が検出された場合、該駐車枠線に対して支援可能な走行軌道が生成不能か否かを判断する判断段階と、
目標駐車位置を設定する目標駐車位置設定段階と、を備え、
目標駐車位置設定段階では、判断段階にて駐車枠線に対して支援可能な走行軌道が生成可能と判断された場合は、該駐車枠線に基づく目標駐車位置が設定される一方、駐車枠線検出段階にて駐車枠線が検出されない場合、又は、判断段階にて駐車枠線に対して支援可能な走行軌道が生成不能と判断された場合は、駐車空間検出段階にて検出された駐車空間に基づく目標駐車位置が設定されることを特徴とする。
第６の発明は、駐車を支援する駐車支援方法において、
車両周辺の障害物を検出する障害物検出段階と、
障害物検出段階での障害物検出結果に基づいて、障害物に隣接する駐車空間を検出する駐車空間検出段階と、
駐車空間検出段階にて駐車空間が検出された際に、当該駐車空間を運転者に報知する情報出力段階と、
情報出力段階後、車両が駐車開始位置に至った段階で、車載の撮像手段が撮影する車両周辺の画像を処理することで、地面に描かれた駐車枠線を検出する駐車枠線検出段階と、
駐車枠線検出段階にて駐車枠線が検出された場合、該駐車枠線に対して支援可能な走行軌道が生成不能か否かを判断する判断段階と、
目標駐車位置を設定する目標駐車位置設定段階と、を備え、
目標駐車位置設定段階では、判断段階にて駐車枠線に対して支援可能な走行軌道が生成可能と判断された場合は、該駐車枠線に基づく目標駐車位置が設定される一方、駐車枠線検出段階にて駐車枠線が検出されない場合、又は、判断段階にて駐車枠線に対して支援可能な走行軌道が生成不能と判断された場合は、駐車空間検出段階にて検出された駐車空間に基づく目標駐車位置が設定され、
前記駐車枠線検出段階では、前記駐車枠線を検出するための画像処理範囲は、障害物検出段階での障害物検出結果に基づいて設定されることを特徴とする。
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。
図１は、本発明による駐車支援装置１０の一実施例を示すシステム構成図である。図１に示す如く、駐車支援装置１０は、電子制御ユニット１２（以下、「駐車支援ＥＣＵ１２」と称す）を中心に構成されている。駐車支援ＥＣＵ１２は、図示しないバスを介して互いに接続されたＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータとして構成されている。ＲＯＭには、ＣＰＵが実行するプログラムやデータが格納されている。
駐車支援ＥＣＵ１２には、ＣＡＮ（Controller Area Network）や高速通信バス等の適切なバスを介して、ステアリングホイール（図示せず）の舵角を検出する舵角センサ１６、及び、車両の速度を検出する車速センサ１８が接続されている。車速センサ１８は、各輪に配設され、車輪速に応じた周期でパルス信号を発生する車輪速センサであってよい。
駐車支援ＥＣＵ１２には、音波（例えば超音波）や電波（例えばミリ波）、光波（例えばレーザー）等を用いて障害物との距離を検出する測距センサ７０が接続されている。測距センサ７０は、例えばレーザーレーダ、ミリ波レーダ、超音波レーダのほかステレオビジョンなど距離が検出できるものであればよい。測距センサ７０は、車両前部の左右両側に設定される。
測距センサ７０は、図２に示すように、車幅方向を中心とした所定方向に音波等を発射し、その反射波を受信することで、車両側方にある障害物との距離を検出する。測距センサ７０は、例えば車両前部のバンパ付近に搭載され、例えば車両横方向に対して１７度〜２０度の斜め前方に向けて音波等を発射するものであってよい。測距センサ７０は、障害物の反射部（音波等の反射点の集合）を点列で出力するものあってよく、出力データは、出力周期毎にメモリ７２（例えばEEPROM）に随時記憶されてよい。
駐車支援ＥＣＵ１２には、リバースシフトスイッチ５０及び駐車スイッチ５２が接続されている。リバースシフトスイッチ５０は、シフトレバーが後退位置（リバース）に操作された場合にオン信号を出力し、それ以外の場合にオフ状態を維持する。また、駐車スイッチ５２は、車室内に設けられ、ユーザによる操作が可能となっている。駐車スイッチ５２は、常態でオフ状態に維持されており、ユーザの操作によりオン状態となる。
駐車支援ＥＣＵ１２は、駐車スイッチ５２の出力信号に基づいてユーザが駐車支援を必要としているか否かを判別する。即ち、車両の走行中に駐車スイッチ５２がオンにされると、駐車支援ＥＣＵ１２は、駐車空間内の目標駐車位置までの車両走行を支援するための駐車支援制御を可及的速やかに開始する。駐車支援制御は、例えば目標駐車位置への走行時における操舵制御などの車両制御のみならず、例えば駐車開始位置まで車両を案内する案内メッセージの出力のような運転者への情報出力を含む。
図３は、本実施例の駐車支援ＥＣＵ１２の主要機能を示すブロック図である。駐車支援ＥＣＵ１２は、偏向角演算部４１と、駐車空間検出部４２と、目標駐車位置決定部４４と、駐車開始位置演算部４６と、情報出力制御部４７と、目標走行軌道演算部４８とを含む。以下、各部の構成・機能を説明する。
偏向角演算部４１は、舵角センサ１６及び車速センサ１８（図１参照）の各出力信号が所定周期毎に入力される。偏向角演算部４１は、舵角センサ１６及び車速センサ１８の各出力信号に基づいて、所定区間における車両の向きの変化量（以下、この変化量を「偏向角α」という）を演算する。所定区間は、例えば、現在の車両位置から手前所定距離（例えば７ｍ）の区間である。尚、偏向角αは、時計回り方向を正とし、反時計回り方向を負として定義される。ここで、偏向角αは、一般的に、車両の微小移動距離をｄｓとし、γを路面曲率（車両の旋回半径Ｒの逆数に相当）とすると、数１の式により算出することができる。この数１の式は、βｍ（本例ではβ＝７）手前の位置から現地点に至るまでの車両の向きの変化として、偏向角αを求めるものである。
Figure 0004432930
 本実施例の駐車支援ＥＣＵ１２は、数１の式を変形した以下の数２の式に基づいて、所定の移動距離（本例では、０．５ｍ）毎の微小偏向角αｉを算出すると共に、算出した各微小偏向角α１〜ｋを総和して偏向角αを算出する。
Figure 0004432930
 この際、所定の移動距離（本例では、０．５ｍ）は、車速センサ１８の出力信号（車輪速パルス）を時間積分することによって監視される。また、路面曲率γは、舵角センサ１６から得られる舵角Ｈａに基づいて決定され、例えばγ＝Ｈａ／Ｌ・ηにより演算される（Ｌはホイールベース長、ηは車両のオーバーオールギア比（車輪の転舵角に対する舵角Ｈａの比）である）。尚、微小偏向角αｉは、微小移動距離０．０１ｍ毎に得られる路面曲率γに当該微小移動距離０．０１を乗算し、これらの乗算値を移動距離０．５ｍ分積算することによって算出されてもよい。尚、路面曲率γと舵角Ｈａとの関係は、予め車両毎に取得された相関データに基づいて作成されたマップとして、駐車支援ＥＣＵ１２のＲＯＭに格納されていてよい。
尚、車速センサ１８及び舵角センサ１６の検出結果（若しくはそれに基づく微小偏向角αｉのデータ）は、測距センサ７０の検出結果と同様、駐車スイッチ５２がオンにされていない状況下においても記憶されていることが望ましい。これにより、駐車スイッチ５２がオンにされると、その時点の車両位置から手前７ｍの区間における偏向角αを演算することができるので、駐車スイッチ５２がオンにされると同時に情報出力条件の判断が可能となる。この場合、FIFO方式にて、現在の車両位置から７ｍ［ｍ］手前の区間でのセンサ出力のみをメモリ７２に記憶することとしてもよい。これにより、メモリ７２の容量を効率的に利用することができる。
駐車空間検出部４２は、測距センサ７０の検出結果（点列）に基づいて、車両側方に存在しうる駐車空間を検出する。駐車空間検出部４２は、左右の測距センサ７０による検出結果に基づいて、車両左右側方に存在しうる駐車空間を、左右で独立且つ並列的に検出する。左右のそれぞれの検出方法は同一であってよいので、以下では、特に明示しない限り、一方側の検出方法について説明する。
測距センサ７０の検出結果（点列）に基づく駐車空間の検出方法は、任意の適切な方法であってよい。駐車空間の検出方法は、車庫入れ駐車と縦列駐車とで異なるものであってよい。以下では、先ず、車庫入れ駐車の場合における駐車空間の検出方法の一例について説明し、次いで、縦列駐車の場合における駐車空間の検出方法の一例について説明する。尚、駐車スイッチ５２に対する操作は、車庫入れ駐車及び縦列駐車のいずれかの指定を含んでよく、この場合、駐車支援ＥＣＵ１２は、指定された駐車形態に応じた駐車モード（車庫入れモード又は縦列モード）で動作する。
［車庫入れ駐車用駐車空間検出方法］
駐車空間検出部４２は、所定長さ（＞１ｍ）の長さの点列が検出され、且つ、その後所定長さＬ１以上点列が存在しなくなった段階で、所定長さの点列に係る障害物の奥側に、駐車空間が存在すると判断して、駐車空間有効フラグを設定する。所定長さＬ１は、車庫入れ駐車用の駐車空間として必要な最小開口幅であり、自車の車幅等に依存して決定されるべき値である（本例ではＬ１＝２．５ｍとする）。
駐車空間検出部４２は、更に、検出した駐車空間の向きを検出してもよい。例えば、駐車空間検出部４２は、駐車空間周辺を通過する際の車両の向き（例えば上述の偏向角α）に基づいて、駐車空間の向きを推定してもよい。或いは、駐車空間検出部４２は、測距センサ７０の出力する点列データに対して直線又は曲線近似等を行って障害物の向きを把握し、当該把握した障害物の向きを利用して、駐車空間の向きを検出してもよい。
［縦列駐車用駐車空間検出方法］
駐車空間検出部４２は、所定長さＬ２の以上点列が存在せず、且つ、その後例えば２．０ｍ以上点列が検出された段階で、点列に係る障害物の手前側に駐車空間が存在すると判断して、駐車空間有効フラグを設定する。所定長さＬ２は、縦列駐車用の駐車空間として必要な最小開口幅であり、自車の全長等に依存して決定されるべき値である（本例ではＬ２＝６ｍとする）。また、駐車空間検出部４２は、所定長さ（＞２．０ｍ）の長さの点列が検出され、且つ、その後所定長さＬ２以上点列が存在しなくなった段階で、点列に係る障害物の奥側に、駐車空間が存在すると判断して、駐車空間有効フラグを設定する。
駐車空間検出部４２は、更に、検出した駐車空間の向きを検出してもよい。例えば、駐車空間検出部４２は、駐車空間周辺を通過する際の車両の向きに基づいて、駐車空間の向きを推定してもよい。或いは、駐車空間検出部４２は、測距センサ７０の出力する点列データに対して直線又は曲線近似等を行って障害物の向きを把握し、当該把握した障害物の向きを利用して、駐車空間の向きを検出してもよい。
尚、測距センサ７０の検出結果は、駐車スイッチ５２がオンにされていない状況下においても記憶されていることが望ましい。これにより、駐車スイッチ５２がオンにされると、その時点の車両位置から手前の区間における測距センサ７０の検出結果に基づいて、現在の車両位置よりも手前における駐車空間の検出が可能となる。この場合、FIFO方式にて、現在の車両位置から所定距離手前の区間でのセンサ出力のみをメモリ７２に記憶することとしてもよい。これにより、メモリ７２の容量を効率的に利用することができる。
目標駐車位置決定部４４は、上述の如く駐車空間有効フラグが設定されると、上述の駐車空間の検出結果に基づいて、検出した駐車空間内における目標駐車位置を決定する。例えば、目標駐車位置決定部４４は、駐車空間に隣接する障害物の端点（点列データに基づいて検出）に基づいて、目標駐車位置（例えば駐車空間の中心線上の車両後軸中心の位置）を決定してよい。目標駐車位置は、駐車空間における目標駐車方向（駐車空間内で如何なる向きで車両を駐車させるか）を含む概念であってよい。目標駐車方向は、上述の如く測距センサ７０の検出結果に基づいて推定された駐車空間の向きに基づいて、決定されてよい。
駐車開始位置演算部４６は、上述の如く駐車空間有効フラグが設定されると、駐車空間への支援が可能な駐車開始位置（駐車空間内の目標駐車位置への軌道生成可能な駐車開始位置）を演算する。例えば、駐車開始位置演算部４６は、車両の最大旋回曲率等を考慮して、目標駐車位置決定部４４により決定された目標駐車位置（及び目標駐車方向、以下同じ）での駐車が可能な駐車開始位置を決定する。尚、測距センサ７０の検出結果に基づいて決定される目標駐車位置（駐車開始時の車両の方向を含む。）は、後述する如く、後に変更されうる目標駐車位置であり、従って、駐車開始位置は、車両の最大旋回曲率等を近似的に用いて演算されるものであってよい。また、同様の観点から、駐車空間への支援が可能な駐車開始位置は、一点ではなく範囲を有するものであるため、駐車開始位置演算部４６にて決定される駐車開始位置は、許容される位置範囲で規定されるものであってもよい。
情報出力制御部４７は、上述の如く駐車空間有効フラグが設定されると、ポーンという音声をスピーカー２４（図１参照）を介して出力すると共に、駐車開始位置へと車両を案内するための操舵指示を、スピーカー２４及び／又はディスプレイ２２（図１参照）を介して行う。これにより、運転者は、駐車空間に適した駐車開始位置に到達するためのハンドル操作開始タイミングを理解することができる。
情報出力制御部４７は、操舵指示出力後、例えば舵角センサ１６の出力信号に基づいて、当該操舵指示に応じた運転者のハンドル操作が行われたか否かを判断し、当該ハンドル操作が行われたと判断した場合には、以下説明する開始位置案内を開始する。尚、上述の如く報知した駐車空間が、運転者の意図に反するものである場合には、運転者は、自身の所望する駐車空間が見つかるまで駐車場内を継続して走行することになるだろう。この場合、操舵指示に応じたハンドル操作が行われなかったと判断されることになり、次に検出される駐車空間に対して駐車空間有効フラグが設定された際に、同様の操舵指示が出力されることになる。
開始位置案内実行中、情報出力制御部４７は、偏向角演算部４１により常時演算される偏向角αに基づいて車両の走行パターン（位置及び向きの変化履歴）を把握しつつ、駐車開始位置演算部４６により決定された駐車開始位置へと車両を案内するための各種案内を行う。
例えば、情報出力制御部４７は、車両の現在の位置（及び向き）と駐車開始位置との対応関係に基づいて、適宜、「もう少し駐車空間の近くから開始してください」、「もう少し駐車空間から離れて開始してください」、又は、「もう少し車両の傾きを大きくして開始してください」といった趣旨のメッセージを、スピーカー２４及び／又はディスプレイ２２を介して行う。この開始位置案内により、運転者は、駐車空間に適した駐車開始位置へと車両を移動させることが容易となる。
また、情報出力制御部４７は、駐車開始位置まで車両が至ると、車両の停止を促す音声メッセージ（例えば、「停止してハンドルを元に戻してください」）を、スピーカー２４及び／又はディスプレイ２２を介して出力してもよい。或いは、情報出力制御部４７は、図示しない操舵手段を介して、駐車開始位置へと車両を導くための自動介入操舵を実行してもよく、及び／又は、駐車開始位置まで車両が至った際に、図示しない制動手段を介して自動介入制動を実行してもよい。
また、情報出力制御部４７は、駐車開始位置にて車両が停止すると、「シフトレバーをＲに入れると、後退時の支援を開始できます」といった趣旨のメッセージを、スピーカー２４及び／又はディスプレイ２２を介して出力してもよい。これにより、運転者は、駐車支援装置１０が支援可能な状態にあることを知ることができる。
情報出力制御部４７は、上述のような開始位置案内を実行した場合には、その旨を表す経験フラグを設定する。この経験フラグは、現在どの駐車空間に対する駐車開始案内を行っているか示す。従って、経験フラグは、一旦設定されると、開始位置案内を行った駐車空間に対して車両位置が大きく逸脱するまでクリアされない。経験フラグがクリアされると、駐車スイッチ５２がオンにされている限り、再び、新たな駐車空間の検出処理（それに伴う報知、操舵指示等の情報出力処理）が起動されることになる。
目標駐車位置決定部４４は、駐車開始位置でリバースシフトスイッチ５０がオンになると、目標駐車位置算出処理を行う。この駐車開始位置にて目標駐車位置決定部４４により実行される目標駐車位置算出処理は、上述の測距センサ７０の検出結果に基づいて実行される目標駐車位置算出処理とは異なり、バックモニタカメラ２０（図１参照）の撮像画像（実画像）に基づくものである。即ち、本実施例の目標駐車位置決定部４４は、測距センサ７０の検出結果に基づいて目標駐車位置を算出する処理と、バックモニタカメラ２０の撮像画像に基づいて目標駐車位置を算出する処理とを含む、２つ以上の異なる態様で目標駐車位置算出処理を行う。以下では、これらの区別のための便宜上、測距センサ７０の検出結果に基づいて算出される目標駐車位置を、「第１目標駐車位置」ともいい、バックモニタカメラ２０の撮像画像に基づいて算出される目標駐車位置を、「第２目標駐車位置」ともいう。
バックモニタカメラ２０は、車両後方の所定角度領域における風景を撮影するように、車両後部に搭載される。バックモニタカメラ２０は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等を撮像素子に備えるカメラであってよい。
図４は、駐車開始位置にて目標駐車位置決定部４４（及び目標走行軌道演算部４８）により実行される目標駐車位置算出処理の流れを示すフローチャートである。本処理ルーチンは、駐車開始位置でリバースシフトスイッチ５０がオンになり、且つ、経験フラグが設定されている場合（即ち開始位置案内を行った駐車開始位置に車両が位置する場合）に起動される。
ステップ１００では、先ず、測距センサ７０の検出結果に基づいて、関心領域（ＲＯＩ：region of interest）が設定される。関心領域は、画像内に存在しうる駐車枠線を検出するための領域であり、実際の駐車枠線の画像内の大きさに対応した所定の大きさの領域であってよい。例えば、関心領域は、第１目標駐車位置を基準とした所定領域内に設定される。これにより、画像認識処理負担を軽減しつつ、画像内の駐車枠線を高い精度で認識することが可能となる。
ステップ１１０では、駐車枠線の画像認識処理が関心領域内の画像データに対して実行される。駐車枠線の画像認識処理は、多様であり、如何なる適切な方法が用いられてもよい。
ここで、駐車枠線の画像認識処理の一例を説明する。本例では、まず、関心領域内の特徴点が抽出される。特徴点は、所定の閾値を超える輝度変化点として抽出される（即ち、画像の中で明るさに急激な変化のある輪郭（エッジ）が抽出される。）。次いで、歪曲補正により、各画素のカメラ座標系から実座標系への変換がなされる。次いで、輪郭（特徴点の点列）に対して直線当てはめ（直線近似）がなされ、特徴点の輪郭線が導出される。次いで、２つの互いに平行なペアの輪郭線が、駐車枠線（典型的には、白線）として検出される。
ステップ１２０では、上記ステップ１１０における駐車枠線の画像認識が成功したか否かが判断される。上記ステップ１１０における駐車枠線の画像認識が成功した場合（上記の例では、２つの互いに平行なペアの輪郭線が検出された場合）には、ステップ１３０に進む。
ここで、駐車枠線の画像認識が失敗に終わる場合とは、バックモニタカメラ２０の視野と実際の駐車枠線の位置関係の影響や、夜間や地下駐車場等での周囲光の影響（エッジ抽出への影響）、積雪等の影響により駐車枠線が認識できない場合や、そもそも駐車枠線が存在しないような場合が想定される。駐車枠線の画像認識が失敗に終わった場合には、ステップ１６０に進む。尚、この際、ＲＯＩを微調整して再度画像認識処理を実行してもよい。この場合も、最終的に駐車枠線の画像認識が失敗に終わった場合には、ステップ１６０に進む。
ステップ１３０では、画像認識された駐車枠線に基づいて、目標駐車位置が算出される。この場合、駐車時に車両が駐車枠線内に偏りなく収まるような目標駐車位置（第２目標駐車位置）が算出される。ここでも、第２目標駐車位置は、目標駐車方向（駐車空間内で如何なる向きで車両を駐車させるか）を含む概念であってよい。目標駐車方向は、画像認識された駐車枠線に略平行な方向に決定されてよい。
ステップ１４０では、第２目標駐車位置（目標駐車方向を含む、以下同じ）に対して軌道生成可能か否かが判断される。この処理は、目標走行軌道演算部４８と協働して実行される。目標走行軌道演算部４８は、車両の現在の位置と第２目標駐車位置との関係や、車両の旋回特性等に基づいて、第２目標駐車位置に車両を導くための目標走行軌道（例えば後軸中心軌跡）を演算する。尚、この段階の目標走行軌道の生成には、後で目標走行軌道の修正を行う余裕を残しておく為、車両の最大旋回曲率よりもある程度小さい旋回曲率（例えば、最大旋回曲率の９０％までの旋回曲率）が用いられてもよい。
本ステップ１４０において、目標走行軌道演算部４８により目標走行軌道が生成された場合、ステップ１５０に進み、一方、軌道生成不能な場合、即ち、目標走行軌道演算部４８により目標走行軌道が生成されない場合は、ステップ１６０に進む。ここで、軌道生成不能な場合は、例えば第１目標駐車位置と第２目標駐車位置との差異が大きく、現在の駐車開始位置が第２目標駐車位置に対しては不適切となる場合が想定される。これは、上述の如く、開始位置案内は、第１目標駐車位置に基づき演算された駐車開始位置に基づいて実行されているため生じうる。
尚、代替的な実施例として、軌道生成不能な場合には、駐車枠線内に車両が収まる範囲内で、算出した第２目標駐車位置を、軌道生成可能となるように補正してもよい。或いは、必要に応じて、駐車枠線外であっても、隣接する障害物との関係で接触が生じないと判断できる限り、算出した第２目標駐車位置を、軌道生成可能となるように補正してもよい。この場合、隣接する障害物に関する情報は、駐車枠線の抽出に用いた画像認識結果が用いられる。障害物の画像認識方法は、任意であってよいが、例えば、関心領域を大きめに設定し、直線近似の結果得られる特徴点の輪郭線のうち、駐車枠線に対する平行度合いが所定値以上の輪郭線が、障害物に係る輪郭線として認識されてよい。この代替的な実施例においては、軌道生成可能となるように第２目標駐車位置が補正できた場合には、ステップ１５０に進み、それ以外の場合は、ステップ１６０に進む。
ステップ１５０では、第２目標駐車位置が、今後の駐車支援（後述の目標駐車枠の初期表示位置決定や、後述の後退移動時の支援）に用いる目標駐車位置として設定される。
ステップ１６０では、測距センサ７０の検出結果に基づいて算出される第１目標駐車位置が、今後の駐車支援に用いる目標駐車位置として設定される。尚、ここでは、上述の開始位置案内を行った際に利用した第１目標駐車位置がそのまま利用されてもよいし、上述の開始位置案内中に更に検出されうる測距センサ７０の検出結果に基づいて、第１目標駐車位置を再演算ないし補正してもよい。これは、特に車庫入れ駐車の場合、駐車空間の奥側の障害物が測距センサ７０により検出される以前、又は、駐車空間の奥側の障害物の端部のみが検出された際に、開始位置案内が実行されうるため、開始位置案内実行中に検出されうる奥側の障害物の情報（端部以外の情報）による事後的な補正が可能となるためである。
尚、本ステップ１６０において、測距センサ７０の検出結果に基づいて算出される第１目標駐車位置に対して、軌道生成可能か否かの判断は基本的に不要である。これは、上述の如く、測距センサ７０の検出結果に基づいて、軌道生成可能な駐車開始位置が案内されているからである。
このように本実施例によれば、測距センサ７０の検出結果に基づく第１目標駐車位置によりも、駐車枠線の検出結果に基づく第２目標駐車位置を優先して用いることで、例えば障害物となる車両が隣の駐車枠線内で偏って駐車されている状況においても、駐車枠線に適合した目標駐車位置を設定することができる。即ち、障害物となる車両が隣の駐車枠線内で偏って駐車されている状況においては、測距センサ７０の検出結果に基づく第１目標駐車位置は、両隣の障害物を基準に算出されるが故に、図５（Ａ）にて点線で示すように、実際の駐車枠線に対して偏ってしまう。これに対して、本実施例によれば、駐車枠線の検出結果に基づく第２目標駐車位置が優先されるので、かかる状況においても、図５（Ｂ）にて点線で示すように、実際の駐車枠線に対して偏りの無い位置に目標駐車位置を設定することができる。
また、本実施例によれば、駐車枠線の画像認識が不能な場合や、第２目標駐車位置に対する軌道生成不能な場合には、第１目標駐車位置が用いられるので、開始位置案内を行ったにも拘らず、検出した駐車空間への駐車支援（後退移動時の支援）が行えなくなる事態が防止され、運転者に不便をもたらすことを防止することができる。
図６は、目標駐車位置決定部４４（及び目標走行軌道演算部４８）により実行される目標駐車位置算出処理の流れを示すフローチャートである。本処理ルーチンは、開始位置案内を行ったことを表す経験フラグが設定されていない状況下で、リバースシフトスイッチ５０（及び駐車スイッチ５２）がオンになった場合に、起動される。即ち、本処理ルーチンは、開始位置案内の支援を受けることなく、運転者が自ら駐車開始位置まで走行した後、駐車開始位置にてリバースシフトスイッチ５０（及び駐車スイッチ５２）をオンにした場合に起動される。
ステップ３００では、駐車空間が検出済みであるか否かが判断される。具体的には、リバースシフトスイッチ５０がオンにされる以前に取得・記憶された測距センサ７０の検出結果（点列）、舵角センサ１６及び車速センサ１８の各検出結果がメモリ７２から読み出される。この場合、現在の車両位置（駐車開始位置）から所定距離前までの測距センサ７０の検出結果（点列）がメモリ７２から読み出されてよい。次いで、メモリ７２から読み出された測距センサ７０の検出結果に基づいて、現在の車両位置よりも手前における障害物状況を把握し(各種フラグの設定を含む)、現在の車両位置において、駐車可能な駐車空間が存在するか否かを判断する。この判断は、駐車モードに応じて上述の駐車空間検出方法に従って行われる。即ち、過去の検出データに基づいて、現在の車両位置で駐車空間有効フラグが設定可能であるか否かが判断される。現在の車両位置において、駐車可能な駐車空間が存在する場合には、ステップ２００に進み、そうでない場合は、ステップ３１０に進む。
ステップ２００からステップ２６０までの処理は、図４に示したフローチャートのステップ１００からステップ１６０までの処理と同様であってよく、説明を省略する。
ステップ３１０では、一旦停止からの車両の移動量に基づいて、関心領域が設定される。具体的には、車速センサ１８の検出結果に基づいて、駐車開始位置に至る過程で一旦停止があったと判断された場合（例えば、車庫入れ駐車の場合、駐車開始位置に至る前の所定の移動距離６．５ｍ内に一旦停止があったと判断された場合）は、先ず、目標駐車位置決定部４４は、その際の一旦停止位置に対して所定の相対関係にある位置を目標駐車位置として決定する。尚、この一旦停止位置に基づく目標駐車位置の決定方法は、例えば特開２００４−３４５４９６号公報に詳細が記載されている。車速センサ１８の検出結果に基づいて、駐車開始位置に至る過程で一旦停止があったと判断された場合には、目標駐車位置決定部４４は、駐車開始位置に至る過程における偏向角αの変化態様（学習値）に基づいて、目標駐車位置を演算する。以下、このようにして、一旦停止位置又は偏向角αの学習値に基づいて算出される目標駐車位置を、「第３目標駐車位置」ともいう。
ステップ３２０では、駐車枠線の画像認識処理が実行される。処理方法は、図４に示したフローチャートのステップ１１０の処理と同様であってよい。
ステップ３３０では、関心領域内の画像データに対する駐車枠線の画像認識処理の結果、駐車枠線が認識されたか否かが判断される。駐車枠線が認識された場合には、ステップ３３０に進み、駐車枠線が認識されない場合には、ステップ３６０に進む。
ステップ３４０では、画像認識された駐車枠線に基づいて、目標駐車位置が算出される。この場合、駐車時に車両が駐車枠線内に偏りなく収まるような目標駐車位置（第２目標駐車位置）が算出される。
ステップ３５０では、第２目標駐車位置に対して軌道生成可能か否かが判断される。第２目標駐車位置に対して軌道生成可能な場合、ステップ２５０にて、第２目標駐車位置が、今後の駐車支援に用いる目標駐車位置として設定される。
ステップ３６０では、一旦停止位置又は偏向角αの学習値に基づいて算出される第３目標駐車位置が、今後の駐車支援に用いる目標駐車位置として設定される。
このように本実施例によれば、一旦停止位置又は偏向角αの学習値に基づく第３目標駐車位置や測距センサ７０の検出結果に基づく第１目標駐車位置によりも、駐車枠線の検出結果に基づく第２目標駐車位置を優先して用いることで、例えば障害物となる車両が隣の駐車枠線内で偏って駐車されている状況においても、駐車枠線に適合した目標駐車位置を設定することができる。また、駐車枠線の画像認識が不能な場合や、第２目標駐車位置に対する軌道生成不能な場合には、第１目標駐車位置や第３目標駐車位置が用いられるので、状況に応じて適切な目標駐車位置を決定することができる。
また、本実施例によれば、駐車開始位置に至る過程において駐車スイッチ５２がオンにされることがなくそれ故に開始位置案内を行っていない場合でも、過去の記憶データを読み出すことで、駐車空間や一旦停止を事後的に認識し、それに基づいて第１目標駐車位置や第３目標駐車位置を決定することができる。
次に、図７及び図１を参照しつつ、駐車開始位置から駐車空間までの後退時の駐車支援について概説する。
駐車開始位置において、リバースシフトスイッチ５０がオンになると、駐車支援ＥＣＵ１２は、車室内に設けられたディスプレイ２２上に、バックモニタカメラ２０の撮像画像（実画像）を表示させる。このとき、ディスプレイ２２上には、図７（車庫入れ駐車用の画面）に示すように、撮像画像上に目標駐車枠が重畳表示される。目標駐車枠は、実際の駐車枠線や車両の外形を模した図形であってよく、例えば、その位置及び向きがユーザにより視認可能である形態を有し、車庫入れ駐車（並列駐車）用の表示と縦列駐車用の表示の２種類が用意されてよい。
ディスプレイ２２上に表示される目標駐車枠の初期表示位置・向きは、上述の如く設定された目標駐車位置（第１目標駐車位置、第２目標駐車位置、第３目標駐車位置の何れか）に対応する。この目標駐車枠の位置・向きは、そのまま、ユーザによる最終的な確定スイッチの操作等により確定されてよい。或いは、目標駐車枠の位置等は、図７に示すように、目標駐車枠を上下左右方向の並進移動及び回転移動させるためのタッチスイッチ等により、確定スイッチの操作前に調整が可能とされてもよい。
この際、目標走行軌道演算部４２は、撮像画像上の目標駐車枠の位置に基づいて、当該目標駐車枠の位置に対応する実空間内の位置に車両を導くための目標走行軌道（例えば後軸中心軌跡）を演算すると共に、目標走行軌道上の各位置で転舵されるべき車輪の目標転舵角（目標舵角）を演算する。目標走行軌道演算部４２は、好ましくは、上述の如く撮像画像上に目標駐車枠を初期表示する際、及び、上述の如く目標駐車枠の位置がユーザにより変更される際、目標走行軌道及び目標転舵角を演算する。この際、目標駐車枠が駐車案内不能な位置（即ち、適切な目標走行軌道及び目標転舵角を演算できない位置）にある場合には、目標駐車枠が赤枠表示にされてよい（或いは上述の確定スイッチが無効化されてよい）。尚、本実施例においては、図４及び図６に関連して上述したように、軌道生成可能な目標駐車位置が設定されるので、目標駐車枠の初期表示の際に当該目標駐車枠が赤枠表示になってしまうことは無い。
目標駐車枠の位置等が確定されると、目標駐車位置決定部４４及び目標走行軌道演算部４８は、確定された目標駐車枠の位置・向きに基づいて最終的な目標駐車位置を決定し、それに対する目標移動軌跡を演算する。車両の後退移動が開始されると、駐車支援ＥＣＵ１２は、自動誘導制御中、車速センサ１８の出力信号から演算した車両移動量と舵角センサ１６から得られる舵角位置を用いて自車の車両位置を推定し、推定した車両位置の目標走行軌道からの偏差に応じた目標舵角を演算し、当該目標舵角を操舵制御ＥＣＵ３０に送信する。操舵制御ＥＣＵ３０は、当該目標舵角を実現するようにモータ３２を制御する。尚、モータ３２は、ステアリングコラムやステアリングギアボックスに設けられ、その回転角によりステアリングシャフトを回転させるものであってよい。
尚、目標走行軌道演算部４８は、舵角センサ１６及び車速センサ１８の出力信号に基づいて、駐車支援実行中における車両位置を推定演算し、前回演算した目標走行軌道と、推定した車両位置との差に応じて、今回の目標走行軌道を演算し、当該目標走行軌道に基づいて上述の推定車両位置における目標舵角を決定してもよい。この目標走行軌道の演算は、車両が所定移動距離（例えば、０．５ｍ）だけ移動する毎に実施されてよい。この際、目標走行軌道演算部４８は、バックモニタカメラ２０の撮像画像に対する駐車枠線認識処理結果に基づいて、適宜、目標駐車位置を補正（それに伴い目標走行軌道の演算）してもよい。この場合、後退移動開始前に第１目標駐車位置及び第３目標駐車位置の何れが選択された場合であっても、後退移動開始後には最も信頼性の高い第２目標駐車位置に基づいて駐車支援が実行されることになる。
駐車支援ＥＣＵ１２は、最終的に車両が駐車空間内の目標駐車位置に目標駐車方向で収まった際に、運転者に車両の停止を要求し（若しくは、自動制動手段により車両を自動的に停止させ）、駐車支援制御が完了する。
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
例えば、上述の実施例では、車速センサ１８、舵角センサ１６及び偏向角演算部４１により、車両の向きに関する情報を取得・導出しているが、それに代えて又は加えてヨーレートセンサやジャイロセンサ、方位計、ＧＰＳ測位結果等を用いてもよい。
また、上述の実施例では、駐車スイッチ５２がオンにされた場合に各種アプリケーションが起動されているが、本発明はこれに限定されることは無く、例えば駐車スイッチ５２がオンにされていない場合でも、車速が所定値以下となった場合、ナビゲーション装置の地図データから車両位置が駐車場内にあると判断された場合等に起動されてもよい。この場合、駐車スイッチ５２が存在しない構成も考えられる。
また、上述の実施例では、障害物検出手段として好適な測距センサ７０を用いているが、カメラの画像認識により障害物を検出することも可能である。
また、上述の実施例では、説明の都合上、障害物は車両を想定しているが、障害物としては、自転車、二輪車、壁、２つ以上のパイロン等のあらゆる有体物が想定可能である。
本発明による駐車支援装置１０の一実施例を示すシステム構成図である。 測距センサ７０の検出対象の物体（この例では車両Ｚ）の検出態様を示す説明図である。 本実施例の駐車支援ＥＣＵ１２の主要機能を示すブロック図である。 開始位置案内が行なわれた場合に実行される目標駐車位置算出処理の流れを示すフローチャートである。 駐車枠線に対する偏り度合いを第１目標駐車位置と第２目標駐車位置とで比較して示す平面図である。 開始位置案内が行なわれなかった場合に実行される目標駐車位置算出処理の流れを示すフローチャートである。 ディスプレイ２２上の目標駐車位置設定用タッチパネルの一例を示す図である。
符号の説明
１０ 駐車支援装置
１２ 駐車支援ＥＣＵ
１６ 舵角センサ
１８ 車速センサ
２０ バックモニタカメラ
２２ ディスプレイ
３０ 操舵制御ＥＣＵ
４１ 偏向角演算部
４２ 駐車空間検出部
４４ 目標駐車位置決定部
４６ 駐車開始位置演算部
４７ 情報出力制御部
４８ 目標走行軌道演算部
５０ リバースシフトスイッチ
５２ 駐車スイッチ
７０ 測距センサ

Claims (6)

  1. 駐車を支援する駐車支援装置において、
    車両周辺の障害物を検出する障害物検出手段と、
    地面に描かれた駐車枠線を検出する駐車枠線検出手段とを備え、
    駐車枠線検出手段により駐車枠線が検出された場合は、検出された駐車枠線に基づいて目標駐車位置を算出し、駐車枠線検出手段により駐車枠線が検出されない場合は、障害物検出手段による障害物検出結果に基づいて目標駐車位置を算出し、
    駐車枠線検出手段は、車載の撮像手段が撮影する車両周辺の画像を処理して駐車枠線を検出する手段であり、駐車枠線検出手段による画像の処理範囲は、障害物検出手段による障害物検出結果に基づいて設定されることを特徴とする、駐車支援装置。
  2. 障害物検出手段による障害物検出結果に基づいて駐車空間が検出された場合、駐車枠線検出手段による画像の処理範囲が、少なくとも該検出された駐車空間内に設定される、請求項１に記載の駐車支援装置。
  3. 駐車枠線検出手段により駐車枠線が検出され、該駐車枠線に対して支援可能な走行軌道が生成可能な場合は、該駐車枠線に基づいて目標駐車位置を決定する、請求項１又は２に記載の駐車支援装置。
  4. 障害物検出手段による障害物検出結果に基づいて駐車空間が検出された場合に、駐車開始位置への車両の走行を支援するための開始位置案内を行う情報出力手段を備え、
    開始位置案内が行なわれた状況下で、駐車枠線検出手段により駐車枠線が検出されない場合、又は、駐車枠線検出手段により駐車枠線が検出されたにも拘らず該駐車枠線に対して支援可能な走行軌道が生成不能な場合は、障害物検出手段による障害物検出結果に基づいて目標駐車位置を決定する、請求項１〜３のいずれかに記載の駐車支援装置。
  5. 駐車を支援する駐車支援方法において、
    車両周辺の障害物を検出する障害物検出段階と、
    障害物検出段階後、車両が駐車開始位置に至った段階で、車載の撮像手段が撮影する車両周辺の画像を処理することで、地面に描かれた駐車枠線を検出する駐車枠線検出段階と、
    駐車枠線検出段階後、目標駐車位置を設定する目標駐車位置設定段階とを備え、
    目標駐車位置設定段階では、駐車枠線検出段階にて駐車枠線が検出された場合に、検出された駐車枠線に基づいて目標駐車位置が設定され、駐車枠線検出段階にて駐車枠線が検出されない場合に、障害物検出段階で検出された障害物の位置に基づいて目標駐車位置が設定され、
    前記駐車枠線検出段階では、前記駐車枠線を検出するための画像処理範囲は、障害物検出段階での障害物検出結果に基づいて設定されることを特徴とする、駐車支援方法。
  6. 駐車を支援する駐車支援方法において、
    車両周辺の障害物を検出する障害物検出段階と、
    障害物検出段階での障害物検出結果に基づいて、障害物に隣接する駐車空間を検出する駐車空間検出段階と、
    駐車空間検出段階にて駐車空間が検出された際に、当該駐車空間を運転者に報知する情報出力段階と、
    情報出力段階後、車両が駐車開始位置に至った段階で、車載の撮像手段が撮影する車両周辺の画像を処理することで、地面に描かれた駐車枠線を検出する駐車枠線検出段階と、
    駐車枠線検出段階にて駐車枠線が検出された場合、該駐車枠線に対して支援可能な走行軌道が生成不能か否かを判断する判断段階と、
    目標駐車位置を設定する目標駐車位置設定段階と、を備え、
    目標駐車位置設定段階では、判断段階にて駐車枠線に対して支援可能な走行軌道が生成可能と判断された場合は、該駐車枠線に基づく目標駐車位置が設定される一方、駐車枠線検出段階にて駐車枠線が検出されない場合、又は、判断段階にて駐車枠線に対して支援可能な走行軌道が生成不能と判断された場合は、駐車空間検出段階にて検出された駐車空間に基づく目標駐車位置が設定され、
    前記駐車枠線検出段階では、前記駐車枠線を検出するための画像処理範囲は、障害物検出段階での障害物検出結果に基づいて設定されることを特徴とする、駐車支援方法。
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