JP4576772B2 - Parking assistance device - Google Patents

Description

で与えるようになっている。ここで、ｋ_１、ｋ_２は定数、ｙは進行方向を表す。
この関数で与えられる理想経路は、直線部分を持たず連続的に変化する曲線であり、ドライバがいつ操舵を開始すれば良いのか判断が難しくなるばかりか、これを実現するための操舵角も、同様の複雑な関数で表され、本質的に操舵操作の難しい軌道になっている。
【０００６】
その上、理想経路は双曲線関数で表されるのに対して、予想経路は円弧で表されるため、所定時間移動後に理想経路の位置と予想経路の位置が一致したとしても、その時の理想経路での車体の向きと予想経路での車体の向きとが異なってしまうため、必ずその後に理想経路からずれてしまうという問題点がある。
【０００７】
このことを図１８に基づき説明する。同図中、Ａは車両の現在位置を示している。この現在位置から上記双曲線関数で描かれた理想経路ａは実線で描かれている。これに対して、ある操舵角を保ちながら所定速度で前進した場合の予想経路ｂは点線で示されており、所定時間後の位置はＢで表されている。このときＢは理想経路ａのほぼ中心に位置しているため現状維持でよいはずであるが、実際には理想経路ａから求まる車両位置はＣとなっており、車体の向きがＢとは異なっている。従って、Ｂの位置に達したときに、それ以降も理想経路ａ上に保とうとするためには余分な修正操作を必ず行なわなければならなくなる。
【０００８】
したがって、本発明は、駐車時にドライバがより簡単な操作で確実に目標軌道どおりに車両を移動できるようにした駐車支援装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１の本発明は、車速を検出する車速センサと、操舵角を検出する操舵角センサと、車両周囲を撮影する撮影手段と、車両周囲の障害物を検出する周囲障害物検出手段と、車速と操舵角から車両の２次元平面上での運動を算出する車両運動算出部と、車両運動算出部で算出された車両運動と、周囲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、車両周囲の２次元地図を生成する周囲地図生成部と、周囲地図生成部で生成された周囲地図から駐車可能な空間を見つけ出し目標駐車位置とする目標駐車位置決定部と、現在の車両位置から目標駐車位置までの目標軌道の座標と、目標車体向きと、目標軌道及び目標車体向きを実現するための目標操舵角とを算出する目標軌道算出部と、車両の特定部位に関係づけられた位置に設定表示される基準線の座標を算出する基準線設定部と、車両が目標軌道に沿って移動する際にドライバがステアリング操作を行なわなければならない車両の位置と、その時の車体向きを目標軌道から算出する目標操作位置算出部と、車両が目標操作位置に到達した際の基準線の位置である目標基準線の位置座標を、目標駐車位置と目標車体向きを用いて求める目標基準線位置算出部と、目標軌道算出部、基準線設定部、目標基準線位置算出部によりそれぞれ算出した目標軌道、基準線、目標基準線位置の座標を用いて、目標軌道と基準線と目標基準線を、周囲地図と合わせて撮影手段から得られた画像に重畳する画像合成部と、画像合成部で重畳した画像を表示する表示手段とを有するものとした。
【００１０】
請求項２の発明は、基準線が車両の後端位置上、または車両の後端から所定距離離れた位置上における車幅相当の線分であるようにした。
【００１１】
請求項３の発明は、目標軌道算出部が互いに接続する直線と第１の円弧、または第１の円弧と第２の円弧からなる軌道を算出し、目標操作位置算出部は、軌道が直線と第１の円弧からなるときは操舵角を中立と第１の円弧に対応する所定値との間で切り替える時の目標操作位置を算出し、軌道が第１の円弧と第２の円弧からなるときは操舵角を第１の円弧に対応する所定値と第２の円弧に対応する所定値との間で切り替える時の目標操作位置を算出するものとした。直線および各円弧の数は任意であり、各接続点に対応して目標操作位置を算出する。
【００１２】
請求項４の発明は、目標軌道算出部により算出される目標軌道を、基準線が描く軌道とした。
【００１３】
請求項５の発明は、目標軌道算出部により算出される目標軌道が、目標操舵状態の違いに応じて、表示形態が変化されるようにした
【００１４】
請求項６の発明は、目標操作位置算出部を、目標軌道算出部で目標軌道算出時に求められた現在位置から目標駐車位置に至る間における各位置での目標操舵角が、中立状態、操舵過渡状態、操舵角一定状態のうちのいずれかの状態から別の状態へと変化するのを識別し、変化時における車両位置、車体の向きを算出するようにした。
【００１５】
【発明の効果】
請求項１の発明においては、車両の特定部位に関係づけた位置に基準線を設定し、車両周囲の撮像画像上の対応する位置に基準線を重畳表示すると同時に、ステアリング操作を行なわなければならない位置における基準線の位置を算出してその位置に目標基準線を、周囲地図と合わせて車両周囲の撮影画像上に重畳表示する構成とした。
そのため、ドライバは目標軌道に沿って車両を移動させるために操舵状態を変化させなければならない位置を目標基準線として認識することができると同時に、現在の基準線の目標基準線への近づき方を確認しながら運転操作することで、現在の状態を保ったまま運転を続けると、どのくらいで操舵状態を変化させなければならない位置に到達するのか、予想しながら運転操作できるので、操作遅れを防止することが可能となる。したがって、簡単な操舵でより確実に目標軌道通りに車両を移動させることが可能となるだけでなく、より大きな安心感を与えることが可能となる。
【００１６】
請求項２の発明においては、基準線を車両後端位置上、または車両後端から一定距離離れた位置上における車幅相当の線分で示す構成としたので、いわゆるバックモニタシステムなどで用いられているカメラにより撮影された後方画像の中で、認識が容易な位置に基準線を表示することが可能となり、ドライバの運転操作判断が、より容易になる。また、後方画像に車両後端やその角が映っていない場合でも、基準線の位置を車体から離れた位置に設定することで後方画像上に基準線を設定・表示することが可能となる。
【００１７】
請求項３の発明においては、目標軌道を円弧と直線、または円弧と円弧で生成する構成としたので、基準線と目標操作位置における基準線が一致した時点で一旦停止し、必要な操舵操作（たとえば目標軌道が直線と円弧の場合は、中立から所定の一定操舵角へまたは一定操舵角から中立へ、また目標軌道が円弧と円弧の場合は、一方の円弧に対応する所定の一定操舵角から他方の円弧に対応する所定の一定操舵角へなど）を行なった後、再度、移動を開始することで、簡単な操作でより確実に目標軌道通りに車両を移動させることが可能となる。
【００１８】
請求項４の発明においては、基準線が描く軌道を目標軌道としたので、基準線が目標基準線に接近する様子がより分かり易くなり、より正確に目標軌道に一致するように操舵操作することが可能となる。
【００１９】
請求項５の発明においては、目標操舵角の状態に応じて目標軌道の表示形態を変化させる構成としたので、現在の操舵状態、将来の操舵状態をどのようにすれば良いか、事前に、より簡単、より明確、より正確に認識することが可能となる。
【００２０】
請求項６の発明においては、目標操作位置算出部が、目標軌道算出部により求められた目標操舵角から、操舵状態が中立、操舵過渡、操舵角一定のいずれの状態であるかを判別し、これらの状態の変化に応じて目標基準線を与える構成としたので、操舵過渡で運転する領域がより明確にわかるという利点がある。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施例を図に基づき説明する。
図１は、本駐車支援装置の全体を示すブロック図である。
同図において、コントロールユニット１は、マイクロコンピュー夕、ＲＯＭ、ＲＡＭ、インターフェイス回路などからなり、各スイッチ、各センサからの入力情報を処理して、ディスプレイ（表示手段）８へ出力するデータを算出する役割を担っている。
駐車動作開始スイッチ２は、ドライバが駐車場所に対して予め決められた位置まで車両を持っていった時点で、駐車支援装置を作動させるために操作するものである。駐車動作開始スイッチ２が操作されると、この出力信号がコントロールユニット１へ入力され、駐車支援装置全体が初期化され、駐車操作支援を開始するようになる。
【００２２】
駐車方法選択スイッチ３は、後退並列駐車を行いたいのか、縦列後退駐車を行いたいのか、自車両の左側空間に駐車したいのか、あるいは自車両の右側空間に駐車したいのかをドライバが手動で選択するためのスイッチである。ドライバが手動でこのスイッチ３を切替えることで、この選択信号がコントロールユニット１へ入力されるようになっている。
【００２３】
車速センサ４は、例えば車輪と一体に回転する磁性体のロータの歯に対し、コイルと永久磁石からなるピックアップを適当な空隙を設けて配置して、車輪の回転に応じてパルス電圧を発生させ、このパルスの時間間隔を計測し、得られた時間間隔と１パルス当たりの角度、タイヤ半径等の数値から車速を得るようになっている。
【００２４】
操舵角センサ５は、例えばステアリングホイールに連動するスリットディスクを挟んで２組のフォトインタラプタをステアリングコラムチューブに互いに位相差を有して固定して構成する。ステアリングホイールの回転に応じてスリットディスクによる光の透過・遮断に応じてパルスを発生する。このパルスをカウントし、ドライバが操作するステアリングの中立点、操舵角を、また上記位相差により操舵方向を判別する。得られた操舵角にステアリングギヤ比を乗じれば、容易に操舵輪の向いている角度（切り角）に換算できる。
【００２５】
超音波センサ（周囲障害物検出手段）６は、例えばピエゾ圧電素子を利用したトランスミッタから超音波を発射し、この超音波が障害物に当たって反射してくるのを同じくピエゾ圧電素子を利用したレシーバで検知するもので、車体座標系における障害物までの距離及びその方位を検出するものである。障害物までの距離は、超音波の発射から反射して返ってくるまでの時間を計測し超音波の速度を乗じて得るようになっている。
ここでは、車両前端に真横方向に向けて設置されている。
【００２６】
カメラ（撮影手投）７は、例えばＣＣＤカメラを用い、これを車両後方に設置することで車両の後方を撮影する。このカメラ７による画像信号は、コントロールユニット１へ入力される。
ディスプレイ８は、例えば、いわゆるバックモニタやナビゲーション装置等で使われている液晶製のモニタ・ディスプレイを用い、コントロールユニット１から出力される画像信号が入力され、カメラ７が捉えた画像等を表示することで、ドライバが後退しながら駐車する際の参考情報を視覚的に提供するものである。
【００２７】
図２は、コントロールユニット１の機能ブロック図である。
予想軌道算出部１１は、操舵角センサ４から得られた操舵角から、その時点での車両の回転半径を算出し、車体の特定部位（例えば、車両後端や後輪横の車体）が描く軌道を求める。
【００２８】
車両運動算出部１２は、操舵角センサ４から得られる前輪の切り角と、車速センサ５から得られる車速と、前進か後退かを識別するために変速機に設けた図外のシフトポジションセンサから得られるシフトポジションに基づいて、例えば、下式の状態方程式から、車両の位置、車体の向き等の車両運動情報を求める。この場合、初期位置は駐車動作開始スイッチ２をドライバが操作した時点とする。
【数２】

ここで、（ｘ，ｙ）は初期位置を原点Ｏとしたときの後輪車軸中心点の座標、θは車体の向き、Ｌ_ｗｂは車両のホイールベース、Φは操舵角センサ４から得られる前輪の切り角である。
【００２９】
周囲地図生成部１３は、超音波センサ６で得られた障害物までの距離及び方位に、車両運動算出部１２で求められた車両運動情報を加味しながら、車両周囲の障害物位置をマッピングしていく。この結果、車両が移動するに従い、ここで得られる２次元の周囲地図から広域の地図が得られることとなる。
目標駐車位置決定部１４は、駐車方法選択スイッチ３により選択された駐車方法（例えば、並列後退駐車左右、縦列後退駐車左右の４通りから選択）を参考に、周囲地図生成部１３で作成された周囲地図の中から駐車スペースとして最も適切なものを探し出し、目標駐車位置としての目標後輪車軸中心点の座標及び目標車体方向を決定する。
【００３０】
目標軌道算出部１５は、目標駐車位置決定部１４で決定された目標駐車位置と車両運動算出部１２で求めた車両の現在位置とから、予め定められた軌道生成ロジックに従って目標とする軌道を算出する。この軌道生成ロジックの詳細については後述する。
基準線設定部１６は、車両の特定部位に関係づけた位置（本実施例においては、車両後端位置）に基準線を設定する。この基準線に関する信号は、画像合成部１９へ入力される。
【００３１】
目標操作位置算出部１７は、目標軌道算出部１５で目標軌道を算出する際に求められる、現在位置から目標駐車位置に至る間の各位置での目標操舵角に基づいて、操舵状態が中立である目標軌道の部分、操舵過渡である目標軌道の部分、操舵角一定の目標軌道の部分等を区分けし、そのそれぞれの時における車両位置、車体の向きを算出する。
【００３２】
目標基準線位置算出部１８は、目標操作位置算出部１７により区分けされた目標軌道から、操舵状態が変化する境目の目標軌道の座標と、その時の目標車体向きとを、また基準線設定部１６により設定された車体に対する基準線の相対座標から、操舵状態が変化する位置での基準線の座標を求める。この操舵状態が変化する位置での基準線に関する情報信号は、画像合成部１９へ入力される。
【００３３】
画像合成部１９は、カメラ７により撮影された車両周囲の画像（本実施例では後方画像）上に、予想軌道算出部１１で算出された予想軌道と、目標軌道算出部１５で算出された目標軌道と、基準線設定部１６で設定された基準線と、目標基準線位置算出部１８で求められた操舵状態が変化する位置での基準線とを重畳し、得られた合成画像をディスプレイ８へと出力する。
【００３４】
ここで、ディスプレイ８に表示される画像の一例を図３に示す。
自車両ｋにおいて、駐車動作開始スイッチ２がオンとされることで駐車支援が開始される。ここでは、自車両ｋが前輪操舵車であるとして、後輪車軸中心点を車両運動を計算する際の基準とし、後輪車軸の中心点位置が車両座標系での原点として設定される。車両ｋの前方をｘ軸、後輪車軸左側をｙ軸とする。
【００３５】
今、車両ｋが現在の後輪車軸中心点ｃの位置から、破線で示した目標駐車位置での駐車枠ｅに収まった時の後輪車軸中心点ｄまで移動するものとする。
このとき、車両ｋは、現在の後輪車軸中心点ｃから目標駐車位置での後輪車軸中心点ｄに至るまで、図中一点鎖線で表示した後輪車軸中心点の目標軌道ｆに沿って移動するようにガイド支援されることになる。
【００３６】
後輪車軸中心点の目標軌道ｆは、本実施例では軌道が「直線＋円弧＋直線」で設定され、例えば、車両の後端が描く目標軌道ｇを求める際に必要となる。なお、ディスプレイ８には車両後端の目標軌道ｇを表示するようにするので、後輪車軸中心点の目標軌道ｆのディスプレイ８への表示は必ずしも必要ではない。
【００３７】
基準線設定部１６で設定された現在位置での基準線ｈは、本実施例では、車両後端の位置に設定する。
目標基準線位置算出部１８により、目標軌道ｇが直線から円弧に変化する位置に車両後端の基準線が到達する目標基準線ｉがさらに設定され、ディスプレイ８に表示される。これにより、操舵操作は、最初目標軌道ｇに沿って真っ直ぐ後退することで現在の基準線ｈが移動していき、目標基準線ｉに重なった時点で一旦停車し、ステアリングを切り増していって予想軌道算出部１１で得られる車両の予想軌道ｊ（本実施例では、一定に保った操舵角での後退に応じて車両後端が描く円弧で表される）が、目標軌道算出部１５で得られる目標軌道ｇに重なったところで、操舵角を一定に保ち、後退を再開すれば良いことになる。
なお、駐車中の他車両などの障害物を示す境界線ｂが超音波センサ６により検出され、ディスプレイ８に表示される。
【００３８】
ディスプレイ８に表示される画像の範囲（表示画面枠）ａは、図中四角の太線枠で囲まれた部分であり、この表示画面は、車体後部上方に装着されたカメラ７により撮影された画像を座標変換して、あたかも真上から見下ろしたような画像とされる。更に、車体後端付近に２台のカメラを装着して後部上方に設置したカメラ７の画像と画像合成することで、車両の後端も含んだ形の画像を得るようにすることもできる。
【００３９】
更に、表示画面枠ａには入っていないが、基準線ｉ’は目標軌道ｇが円弧から直線に変化するときに車両後端が到達する位置での基準線を示しており、車両ｋの移動とともに表示画面枠ａが移動してきてその範囲内に入るようになるとディスプレイ８に表示される。
操舵操作としては、現在の基準線ｈが目標軌道変化場所での基準線ｉ’に重なった時点で一旦停車して、ステアリングを中立に切り戻し、次いで後退を再開すれば、目標駐車枠ｅに車両を収めることができる。
【００４０】
次に、目標軌道算出部１５による目標軌道算出方法の一例について説明する。
目標軌道算出部１５は、先の運動方程式に現れた状態量ｘ、ｙ、θが運動方程式や拘束条件（例えば、最大操舵角、車速の範囲等）を満たしながら、初期状態（現在位置での状態）
【数３】

から終端状態（駐車終了時の状態）
【数４】

へと、所定の条件に基づいて軌道を算出する。
【００４１】
この算出方法としては、例えば、公知の技術でよく用いられているものとして、後退並列駐車であれば、以下のように行う。
すなわち、図４に示すように、現在の後輪車軸中心点Ｄの座標を（ｘ_ｄ，ｙ_ｄ）、目標駐車位置での後輪車軸中心点Ｂの座標を（ｘ_ｂ，ｙ_ｂ）とし、この目標駐車位置における車体の向きでの座標軸をｘ軸（車両前方を指す）、ｙ軸（車両左側を指す）とすると、最初ｘ軸に対し車体の向きが角度θ_ｄとなった状態で直線ｃ”に沿って真っ直ぐに後退し、一旦停止して操舵して円弧を描きながら車体を右回りにθ_ｄだけ回転移動する。車体がｘ軸と並行になったら、直線ｃ’に沿ってそのまま真っ直ぐに後退する。なお、後輪車軸中心点の軌跡Ｌ_３は、図中太線で示してある。
従って、ここでは、
直線（Ｌｉｎｅ１）＋最小回転半径の円弧（Ａｒｃ１）＋直繰（Ｌｉｎｅ２）
という軌道を用いる。
【００４２】
一方、縦列後退駐車であれば、図５に示すように、現在の後輪車軸中心点Ｄの座標を（ｘ_ｄ，ｙ_ｄ）、目標駐車位置での後輪車軸中心点Ｂの座標を（ｘ_ｂ，ｙ_ｂ）とし、この目標駐車位置における車体の向きでの座標軸をｘ軸（車両前方を指す）、ｙ軸（車両左側を指す）とすると、最初ｘ軸に対し車体の向きが並行となった状態で直線ｃに沿って真っ直ぐに後退し、一旦停止して操舵したあと円弧を描きながら車体を右回りに回転移動する。
【００４３】
車体が所定の位置に来たら、再度一旦停止しそれまでとは逆方向へ一定角度操舵し左回りに回転しながら後退する。この結果、直線ｃと平行な直線ｃ’に沿った方向に車両が向くとともに目標駐車位置へ来ることとなる。なお、後輪車軸中心点の軌跡Ｌ_３は、図中太線で示してある。
従って、ここでは、
直線（Ｌｉｎｅ１）＋最小回転半径の円弧（Ａｒｃ１）＋最小半径の円弧（Ａｒｃ２）という軌道を用いる。円弧（Ａｒｃ１）が第１の円弧、円弧（Ａｒｃ２）が第２の円弧に相当する。
なお、これらの軌道は、幾何学的な関係から容易に算出することができる。
【００４４】
以上の処理の流れを図６のゼネラルフローチャート、及び図７〜図１２のサブルーチンのフローチャートを用いて、詳細に説明する。これらのプログラム処理は、コントロールユニット１のマイクロコンピュータにより所定の制御周期毎に繰り返し実行される。なお、図６のゼネラルフローを実行する際には、これと並行して周囲地図生成部１３により周囲地図が生成されているものとする。
駐車動作開始スイッチ２が操作されると、コントロールユニット１で以下の処理が開始される。
ステップ１１０では、駐車動作開始フラグがセットされているか否かを調べる。セットされていればステップ２００へ、セットされていなければステップ１２０へ進む。
【００４５】
ステップ１２０では、駐車動作開始フラグをセットする。
ステップ２００では、車速センサ５、操舵角センサ４等からの信号を読み込む。ここでの動作の詳細は、図７を使って後で説明する。
ステップ２９０では、目標駐車位置決定部１４において、目標駐車位置決定フラグがセットされているかを調べる。セットされていればステップ５００へ、セットされていなければステップ３００へ進む。
【００４６】
ステップ３００では、目標駐車位置決定部１４は、周囲地図生成部１３で生成した周囲地図から、駐車スペースとして適切な場所を抽出し、目標駐車位置と、その時の目標車体向きを算出・設定する。ここでの作動の詳細は、後で図８、図９を使って説明する。
ステップ４００では、目標駐車位置決定フラグをセットする。
ステップ５００では、車両運動算出部１２が、駐車動作開始フラグがセットされた時点での後輪車軸中心点を原点として、車両の運動に従い、車両の位置座標（ｘ，ｙ）、車体の方向θを算出する。ここでの動作の詳細は、図１０を使って、後で説明する。
【００４７】
ステップ６００では、図示しないシフトポジションセンサからの信号に基づきシフトポジションを調べる。リバースに入っていればステップ７００へ、リバースに入っていなければ、本プログラムを終了する。
ステップ７００では、目標軌道算出部１５が、リバースに入れられた時点の車両位置から、ステップ３００で設定した目標駐車位置へ到る目標軌道を算出する。ここでの動作の詳細は、図１１を使って、後で説明する。
ステップ７９０では、目標軌道算出フラグをセットする。
【００４８】
ステップ８００では、目標操作位置を算出する。ここでの動作の詳細は、図１２を使って、後で説明する。
ステップ９００では、画像合成部１９が、ステップ７００で求められた目標軌道の座標、ステップ８００で求められた目標操作位置の座標、駐車動作開始スイッチ２の操作時点に応じて基準線設定部１６で定められた基準線位置の座標を用い、後部の撮影画像に目標軌道、目標基準線、基準線を重畳して、ディスプレイ８に表示させる。
ステップ１０００では、駐車動作開始フラグ、目標駐車位置決定フラグ、目標軌道算出フラグ等の本処理にかかわるフラグをリセットする。
【００４９】
図７は、図６のゼネラルフローチャートでのステップ２００におけるセンサ信号読み込み処理の詳細な流れを示すフローチャートである。
ステップ２１０では、車両運動算出部１２が車速センサ５から車速を読み込む。
ステップ２２０では、操舵角センサ４からステアリングの操作量である操舵角が予想軌道算出部１１と車両運動算出部１２へ読み込まれる。
ステップ２３０では、ステップ２２０で読み込まれた操舵角に、ステアリングのギヤ比Ｇ１を乗じることで、前輪舵角（前輪切り角）を算出する。
【００５０】
図８、図９は、図６のゼネラルフローチャートでのステップ３００における目標駐車位置設定処理の詳細な流れを示したフローチャートである。
ステップ３１０では、目標駐車位置決定部１４が駐車方法選択スイッチ３からの信号に基づき、並列後退駐車と縦列後退駐車のどちらが選択されているかを判断する。
並列後退駐車が選択されていればステップ３１５へ、縦列後退駐車が選択されていればステップ３２０へ進む。
【００５１】
ステップ３１５では、フラグｆｌｇ＿ｐ１をセットする。ステップ３２０では、フラグｆｌｇ＿ｐ１をリセットする。
ステップ３２５では、駐車方法選択スイッチ３が左右のどちら側を選択しているかを調べる。左側が選択されていればステップ３３０へ、右側が選択されていればステップ３３５へと進む。
ステップ３３０では、フラグｆｌｇ＿ｐ２をセットする。ステップ３３５では、フラグｆｌｇ＿ｐ２をリセットする。
【００５２】
ステップ３４０、ステップ３４５、ステップ３７０ではフラグｆｌｇ＿ｐ１とｆｌｇ＿ｐ２の状態を調べて、これらのフラグの状態に応じてステップ３５０、ステップ３６０、ステップ３８０、ステップ３９０へと進む。
すなわち、右側の並列後退駐車を選択していればステップ３５０へ、左側の並列後退駐車を選択していればステップ３６０へ、左側の縦列駐車を選択していればステップ３８０へ、右側の縦列駐車を選択していればステップ３９０と進む。
【００５３】
ステップ３５０では目標駐車位置決定部１４が、右側の並列後退駐車するための駐車スペースを探索する。
ステップ３５５では、同じく目標駐車位置決定部１４が、探索された駐車スペースから、目標とする後輪車軸中心点の座標（ｘ_ｂ，ｙ_ｂ）と、目標とする車体の向きθ_ｂを算出する。これらステップ３５０、ステップ３５５における目標駐車位置の決定方法の詳細については、後で説明する。
【００５４】
ステップ３６０では、目標駐車位置決定部１４が左側の並列後退駐車するための駐車スペースを探索する。
ステップ３６５では、探索された駐車スペースから、目標とする後輪車軸中心点の座標（ｘ_ｂ，ｙ_ｂ）と、目標とする車体の向きθ_ｂを算出する。
【００５５】
ステップ３８０では、目標駐車位置決定部１４が左側の縦列駐車するための駐車スペースを探索する。
ステップ３８５では、探索された駐車スペースから、目標とする後輪車軸中心点の座標（ｘ_ｂ，ｙ_ｂ）と、目標とする車体の向きθ_ｂを算出する。
【００５６】
ステップ３９０では、目標駐車位置決定部１４が右側の縦列駐車するための駐車スペースを探索する。
ステップ３９５では、探索された駐車スペースから、目標とする後輪車軸中心点の座標（ｘ_ｂ，ｙ_ｂ）と、目標とする車体の向きθ_ｂを算出する。
【００５７】
図１０は、図６のゼネラルフローチャートでのステップ５００における、車両の運動に従った車両の位置座標、車体の方向を算出する相対位置算出処理の詳細な流れを示したフローチャートである。
ステップ５０５では車両運動算出部１２が、相対位置座標、車体方向を算出する際、それらの初期化が行われているか否かにつき車両位置初期化フラグを調べて判断する。初期化フラグがセットされていればステップ５４０へ、リセットされていればステップ５１０へ進む。
【００５８】
ステップ５１０では、車両位置初期化フラグをセットする。
続くステップ５１５では、車体向きを初期化してθ_１＝π／２とする。
次いでステップ５２０では、後輪車軸中心点のｘ座標を初期化してｘ_１＝０とし、ステップ５３０で、後輪車軸中心点のｙ座標を初期化しｙ_１＝０とする。
ステップ５４０では、Ｔ_ｓをサンプリング時間として、１サンプル前の車体向きθ_１と、その周期で計測した車速Ｖ、前輪切り角Φから、次式により車体向きθ_２を求める。
θ_２＝（Ｔ_ｓ・Ｖ／Ｌ_ｗｂ）・ｔａｎΦ＋θ_１
【００５９】
ステップ５５０では、Ｔ_ｓをサンプリング時間として、１サンプル前の後輪車軸中心点のｘ座標ｘ_１と、車体向きθ_１と、その周期で計測した車速Ｖとから、次式により後輪車軸中心点のｘ座標ｘ_２を求める。
ｘ_２＝Ｔ_ｓ・Ｖ・ｃｏｓθ_１＋ｘ_１
【００６０】
ステップ５６０では、Ｔ_ｓをサンプリング時間として、１サンプル前の後輪車軸中心点のｙ座標ｙ_１と、車体向きθ_１と、その周期で計測した車速Ｖとから、後輪車軸中心点のｙ座標ｙ_２を求める。
次式は前述の微分方程式を、サンプリング時間Ｔ_ｓを使って差分方程式に離散化することで求められる。
ｙ_２＝Ｔ_ｓ・Ｖ・ｓｉｎθ_１＋ｙ_１
【００６１】
ステップ５７０では、θ_１＝θ_２として、ステップ５４０で求めた新たな車体の向きを、このサンプルでの車体の向きとする。
ステップ５８０では、ｘ_１＝ｘ_２として、ステップ５５０で求めた新たな後輪車軸中心点のｘ座標を、このサンプルでの車体の向きとする。
ステップ５９０では、ｙ_１＝ｙ_２として、ステップ５６０で求めた新たな後輪車紬中心点のｙ座標を、このサンプルでの車体の向きとする。
【００６２】
図１１は、図６のゼネラルフローチャートでのステップ７００における目標軌道算出処理の詳細な流れを示したフローチャートである。
ここでは、目標軌道は、図４、図５に基づき前述したように、目標軌道算出部１５が並列後退駐車、縦列後退駐車ともに、直線と最小回転半径の組み合わせで与えるものとする。
ステップ７１０では、フラグｆｌｇ＿ｐ１がセットされているか否かを調べる。セットされているならば、並列後退駐車が選択されておりステップ７１５へ、リセットされているならば、縦列後退駐車が選択されておりステップ７４５へと進む。
【００６３】
並列後退駐車が選択された場合、ステップ７１５では、図４における目標軌道の一部である直線Ｌｉｎｅ１の方程式を算出する。この直線は、リバースにシフトした時点での車体軸と一致している。
ステップ７２０では、図４における目標軌道の一部である直線Ｌｉｎｅ２の方程式を算出する。この直線は、駐車が完了した時点での車体軸と一致している。
【００６４】
ステップ７２５では、図４における目標軌道の一部である円弧Ａｒｃ１の方程式を算出する。この円弧は、最大前輪舵角で決まる後輪車軸中心点の最小半径に等しい半径を有し、Ｌｉｎｅ１、Ｌｉｎｅ２の両直線に接するものである。
ステップ７３０では、直線Ｌｉｎｅ１と円弧Ａｒｃ１の接点の座標を算出する。ステップ７３５では、直線Ｌｉｎｅ２と円弧Ａｒｃ１の接点の座標を算出する。ステップ７４０では、得られた直線と円弧から、表示用目標軌道座標のデータを作成する。
ここでは、円弧を予め定められたＮ個の直線で近似し、Ｎ＋２個の線分を表す座標群で与えることとする。
【００６５】
一方、縦列後退駐車が選択された場合、ステップ７４５では、図５における目標軌道の一部である直線Ｌｉｎｅ１の方程式を算出する。この直線は、リバースにシフトした時点での車体軸線ｃと一致している。
ステップ７５０では、図５における目標軌道の一部である円弧Ａｒｃ１の方程式を算出する。この円弧Ａｒｃ１は、最大前輪舵角で決まる後輪車軸中心点の最小半径を有する円弧が車体軸線ｃに接する点から、この円弧が車体軸線ｃと目標駐車位置における車体軸線ｃ’との中間位置を通ってこれらに平行な線と交わる点までを結ぶ部分で構成する。
【００６６】
ステップ７５５では、図５における目標軌道の一部である円弧Ａｒｃ２の方程式を算出する。この円弧Ａｒｃ２は、上記交点から目標駐車位置の車体軸線ｃ’に接する点を結ぶ上記とは逆回りの円弧部分で構成する。
ステップ７６０では、直線Ｌｉｎｅ１と円弧Ａｒｃ１の接点の座標を算出する。ステップ７６５では、円弧Ａｒｃ１と円弧Ａｒｃ２の接点の座標を算出する。
ステップ７７０では、得られた直線と円弧から、表示用の目標軌道座標のデータを作成する。
ここでは、円弧を予め定められたＮ個の直線で近似し、２Ｎ＋１個の線分を表す座標群で与えることとする。
【００６７】
なお、ステップ７４０やステップ７７０で求める表示用のデータは後輪車軸中心点の描く軌道を表すものであるが、後輪車軸中心点の座標と、その時々の車体の方向と、後輪車軸と車体周囲の位置関係とから、車両後部の角の描く軌跡を表す座標データを求めてもよいし、後輪横の車体が描く軌跡を求めてもよいし、さらにはそれらを組み合わせたものでもよい。
【００６８】
また、ステップ７３０、ステップ７３５、ステップ７６０、ステップ７６５で求められた接点の座標に対応する表示用データの座標を区切りとして、表示用データの表示色、表示形態（線分の太さ、点線等）等を変化させてディスプレイ８に表示することができる。これにより、操舵操作を実行する位置や、その目標操舵位置への接近の様子を、より明確にドライバに示すことが可能となる。
【００６９】
図１２は、図６のゼネラルフローチャートでのステップ８００における目標操作位置算出処理の詳細な流れを示したフローチャートである。ここでも、目標軌道は図４、図５で示したように、並列後退駐車、縦列後退駐車ともに、直線と最小回転半径の組み合わせで与えるものとする。
ステップ８１０では、基準線設定部１６が、後輪車軸中心点の座標と基準線との相対的な位置関係を読み込む。
例えば、基準線を車両後端で与える場合における基準線の両端の座標は、車体の軸線方向に後輪車軸中心点からリアオーバハング分、離れた点を通り、車体の軸線に対して垂直な線を考え、その垂線上でこの垂線と車体の軸線との交点から基準線の半分の長さだけ互いに離れる方向へ離れた２点で求めることができる。
【００７０】
ステップ８２０では、フラグｆｌｇ＿ｐ１がセットされているかを調べる。セットされている（すなわち並列後退駐車が選択されている）ならばステップ８３０へ、リセットされている（すなわち縦列駐車が選択されている）ならばステップ８５０へと進む。
【００７１】
ステップ８３０では、目標操作位置算出部１７が、ステップ７３０で目標軌道算出部１５から直線Ｌｉｎｅ１と円弧Ａｒｃ１の接点の座標を読み込む。
ステップ８３５では、目標基準線位置算出部１８が、ステップ８３０で得られた座標に、その時の車体の向きを考慮して、ステップ８１０で得られた関係を適用して、この位置における基準線の両端の座標を算出する。
【００７２】
ステップ８４０では、目標操作位置算出部１７が、直線Ｌｉｎｅ２と円弧Ａｒｃ１の接点の座標を読み込む。
ステップ８４５では、目標基準線位置算出部１８が、ステップ８４０で得られた座標に、その時の車体の向きを考慮して、ステップ８１０で得られた関係を適用して、この位置における基準線の両端の座標を算出する。
【００７３】
ステップ８５０では、目標操作位置算出部１７が、目標軌道算出部１５から直線Ｌｉｎｅ１と円弧Ａｒｃ１の接点の座標を読み込む。
ステップ８５５では、目標基準線位置算出部１８が、ステップ８５０で得られた座標に、その時の車体の向きを考慮して、ステップ８１０で得られた関係を適用して、この位置における基準線の両端の座標を算出する。
【００７４】
ステップ８６０では、目標操作位置算出部１７が、円弧Ａｒｃ１と円弧Ａｒｃ２の接点の座標を読み込む。
ステップ８６５では、目標基準線位置算出部１８が、ステップ８６０で得られた座標に、その時の車体の向きを考慮して、ステップ８１０で得られた関係を適用して、この位置における基準線の両端の座標を算出する。
【００７５】
図１３〜図１５は、周囲地図生成部における地図生成の一例を示す。ここでは、自車両ｋが車両進行方向に対して左側に後退並列駐車で駐車する場合であり、予めドライバが選択しているものとする。
周囲地図生成部は、左前端に真横に向けて装着されている超音波センサ６からの測距出力を受けて、車両が駐車列と平行に前進するに従ってサンプリングし、車両の移動量を考慮して２次元平面上に障害物をサンプリング点によりマッピングする。
【００７６】
図１３は、壁８０にそって図中左側に駐車中の他車両６０についてサンプリング点３１〜３５、壁８０についてサンプリング点３６〜４４、及び右側の他車両７０についてサンプリング点４５〜５０が得られた状態を示している。
【００７７】
周囲地図生成部では、図１４に示すように、サンプリング点をグルーピングして、サンプリング点３１〜３５、サンプリング点３６〜４４、及びサンプリング点４５〜５０をそれぞれ一塊として、直線９１、９２、９３に直線近似する。
グルーピングは、例えば、隣接している点間の距離が所定値より短いか否かで判断すれば良い。
これにより、ここでは、駐車中の他車両６０、７０の前面が２本の線９１、９３で、その後方の壁８０が１本の線９２で表わされる。
【００７８】
目標駐車位置決定部１４は、この直線近似して抽出された左側車両、後方の壁、および右側車両の障害物の線分データを参照して、前述のとおり制御フローのステップ３００において駐車スペースを探索し、目標とする後輪車軸中心点の座標と、車体の向きを算出する。
この直線近似の線分データで表わされる周囲地図は目標駐車位置決定部１４を通して画像合成部へ送られ、ディスプレイ８に表示される。
図１５は、車両後方画像に、上記直線近似して抽出された障害物がそれぞれ線分１０１、１０２、１０３として重畳表示された、ディスプレイ８の表示範囲１０４を示す。
【００７９】
本実施例は以上のように構成され、車両周囲の撮像画像と周囲地図とをディスプレイ８に表示するとともに、車両の後端に設定した基準線を対応する位置に重畳表示し、さらに目標駐車位置までの目標軌道と、軌道上のステアリング操作を行なわなければならない位置に目標基準線を重畳表示する構成としたので、ドライバは目標軌道に沿って移動するとき、基準線と目標基準線の近づき方を参照して操舵操作することにより、簡単に目標駐車位置へガイドされる。したがって、操作遅れの心配もなく、余裕をもって確実に車両を目標駐車位置へ移動、駐車させることができる。
【００８０】
また、目標軌道を直線と円弧で構成するものとしたので、基準線と目標基準線が合致した点で所要の操舵を行うことにより、容易に目標軌道に沿わせることができる。
さらに、目標軌道は上記ステアリング操作を行なわなければならない位置を区切りとして表示色や線種を変化させているので、操舵操作地点をより明確に事前に認識できる。
【００８１】
なお、実施例では、基準線設定部１６は基準線を車両後端と一致する線に設定するものとしたが、このほか図１６に示すように、自車両ｋの後端から一定距離離れた位置に設定した基準線１１０をディスプレイ８に表示するようにしてもよい。同図において基準線１１１は、車両が一旦停止しステアリングを操舵して操舵角を切り回し始めるべき位置に到達したと仮定したときの基準線１１０に対応する目標基準線であり、現在の表示画面１１２内に現在の基準線１１０と併せて表示されている。
このように車両から一定距離離して設定した基準線１１０は、例えば後方を撮影するカメラが１台しかなく車体の角が撮影範囲になく表示されないような場合に、とくに有効である。
【００８２】
また他の基準線の態様として、図１７に示すように、自車両ｋの後端における左右の角を示すため、１対のＬ字状のマークで構成した基準線１２０としてもよい。この場合、現在の表示画面１２２内に現在の基準線１２０と併せて表示する目標基準線１２１も、同様に１対のＬ字状のマークで構成する。
これにより、他車両などの障害物に当てやすい自車両後部の角の位置を容易にドライバが把握できる。
【００８３】
さらにまた、上記実施例では障害物を測距するのに超音波センサを用いたが、例えば光または電波を用いたレーダ等を用いるようにしてもよい。
【００８４】
また、実施例では、目標駐車位置決定部１４が周囲地図から駐車スペースとして適切な場所を抽出し、目標駐車位置と車体向きを算出・設定するものとしたが、そのほか、例えばディスプレイ８にタッチパネル機能を持たせておき、図１５のようにディスプレイ８に表示された周囲地図の画像を見ながらドライバが目標駐車位置１０５を指で押して指定することにより、目標駐車位置決定部１４ではただちに当該指定位置の座標を決定する構成とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る駐車支援装置の全体を示すブロック図である。
【図２】 コントロールユニットの機能ブロック図である。
【図３】ディスプレイへの表示例を示す説明図である。
【図４】並列後退駐車時における目標軌道算出要領を示す説明図である。
【図５】縦列後退駐車時における目標軌道算出要領を示す説明図である。
【図６】実施例における制御の流れを示すゼネラルフローチャートである。
【図７】センサ信号を検出するサブルーチンの詳細を示すフローチャートである。
【図８】目標駐車位置を算出するサブルーチンの詳細を示すフローチャートである。
【図９】目標駐車位置を算出するサブルーチンの詳細を示すフローチャートである。
【図１０】相対位置を算出するサブルーチンの詳細を示すフローチャートである。
【図１１】目標軌道を算出するサブルーチンの詳細を示すフローチャートである。
【図１２】目標操作位置を算出するサブルーチンの詳細を示すフローチャートである。
【図１３】周囲地図生成の要領を示す説明図である。
【図１４】周囲地図生成の要領を示す説明図である。
【図１５】周囲地図生成の要領を示す説明図である。
【図１６】基準線設定の他の例を示す図である。
【図１７】基準線設定のさらに他の例を示す図である。
【図１８】従来技術による駐車支援装置の問題点を示す説明図である。
【符号の説明】
１ コントロールユニット
２ 駐車動作開始スイッチ
３ 駐車方法選択スイッチ
４ 操舵角センサ
５ 車速センサ
６ 超音波センサ（周囲障害物検出手段）
７ カメラ（撮影手段）
８ ディスプレイ（表示手段）
１２ 車両運動算出部
１３ 周囲地図生成部
１４ 目標駐車位置決定部
１５ 目標軌道算出部
１６ 基準線設定部
１７ 目標操作位置算出部
１８ 目標基準線位置算出部
１９ 画像合成部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention grasps the surrounding situation of the host vehicle with a CCD camera or the like and displays it on the driver together with information on the steering operation so that the driver can easily perform an accurate driving operation when parking in the parking lot. The present invention relates to a parking assist device.
[0002]
[Prior art]
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-16097 discloses a technique for assisting a driver's driving operation when parking or traveling on a narrow road by using an image around the vehicle captured by a CCD camera mounted on the vehicle. Yes.
In this publication, the vehicle speed V and the steering wheel angle θ are detected, and the relative position information between the obstacle and the own vehicle is obtained by using the imaging of the environment in the traveling direction by the CCD camera. . Based on the two-dimensional map of the environment around the host vehicle including the travel direction formed by the two-dimensional map creation unit, an ideal route when the host vehicle enters a narrow road is calculated.
[0003]
On the other hand, the predicted position estimation unit calculates the predicted position after the set time of the host vehicle when the host vehicle maintains the current speed V and the steering wheel angle θ on the two-dimensional map, and calculates the ideal route and the predicted position. The synthesized image is displayed on the two-dimensional map and notified to the driver. Further, the speed correction amount and the steering angle correction amount that minimize the deviation amount between the ideal route and the predicted route are calculated and displayed.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described conventional technology, the operation support capability is improved by changing the notification of the speed correction amount and the steering angle correction amount according to the speed and acceleration of the vehicle. Because it is configured to notify accordingly, there is a problem that it is difficult to drive the vehicle along the ideal route because it is already off the ideal route when the driver is informed of the operation There is. In other words, it is a support device that always delays operation.
[0005]
In order to avoid the steering delay, it is conceivable that the driver adjusts the steering operation while looking at the ideal route and the expected route.
However, in the above prior art, the ideal path to be displayed is the following hyperbolic function:
[Expression 1]

It is supposed to give in. Where k₁, K₂Is a constant, and y is the direction of travel.
The ideal path given by this function is a curve that does not have a straight line part and changes continuously, and it becomes difficult not only to determine when the driver should start steering, but also the steering angle to realize this, It is represented by a similar complex function, and is essentially a trajectory that is difficult to steer.
[0006]
In addition, the ideal path is represented by a hyperbolic function, whereas the predicted path is represented by an arc. Therefore, even if the position of the ideal path matches the position of the predicted path after moving for a predetermined time, the ideal path at that time Since the direction of the vehicle body in the vehicle differs from the direction of the vehicle body in the expected route, there is a problem that the vehicle always deviates from the ideal route thereafter.
[0007]
This will be described with reference to FIG. In the figure, A indicates the current position of the vehicle. The ideal path a drawn from the current position by the hyperbolic function is drawn by a solid line. On the other hand, the predicted route b when moving forward at a predetermined speed while maintaining a certain steering angle is indicated by a dotted line, and the position after a predetermined time is indicated by B. At this time, B should be maintained because it is located at the approximate center of the ideal route a. However, in reality, the vehicle position obtained from the ideal route a is C, and the direction of the vehicle body is different from B. ing. Therefore, when the position B is reached, an extra correction operation must be performed in order to keep the ideal path a thereafter.
[0008]
Therefore, an object of the present invention is to provide a parking assistance device that allows a driver to reliably move a vehicle along a target track with a simpler operation during parking.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
For this reason, the present invention of claim 1 is directed to a vehicle speed sensor that detects a vehicle speed, a steering angle sensor that detects a steering angle, a photographing unit that captures the surroundings of the vehicle, and a surrounding obstacle detection that detects obstacles around the vehicle. Means, a vehicle motion calculation unit for calculating the motion of the vehicle on the two-dimensional plane from the vehicle speed and the steering angle, the vehicle motion calculated by the vehicle motion calculation unit, and the obstacle obtained by the surrounding obstacle detection means A surrounding map generating unit that generates a two-dimensional map around the vehicle, a target parking position determining unit that finds a space that can be parked from the surrounding map generated by the surrounding map generating unit, and sets the target parking position. A target trajectory calculation unit that calculates the coordinates of the target trajectory from the current vehicle position to the target parking position, the target vehicle body orientation, and the target steering angle for realizing the target trajectory and the target vehicle body orientation, and a specific part of the vehicle Related to A reference line setting unit that calculates the coordinates of the reference line that is set and displayed at the specified position, the position of the vehicle that the driver must perform steering operation when the vehicle moves along the target track, and the vehicle body direction at that time A target operation position calculation unit that calculates a target trajectory, and a target reference for determining the position coordinates of the target reference line, which is the position of the reference line when the vehicle reaches the target operation position, using the target parking position and the target vehicle body direction Using the coordinates of the target trajectory, reference line, and target reference line position calculated by the line position calculation unit, the target trajectory calculation unit, the reference line setting unit, and the target reference line position calculation unit, respectively, the target trajectory, the reference line, and the target reference The image combining unit that superimposes the line on the image obtained from the photographing unit together with the surrounding map and the display unit that displays the image superimposed by the image combining unit are provided.
[0010]
In the invention of claim 2, the reference line is a line segment corresponding to the vehicle width on the rear end position of the vehicle or on a position separated from the rear end of the vehicle by a predetermined distance.
[0011]
The invention according to claim 3 calculates a trajectory composed of a straight line and a first arc or a first arc and a second arc connected to each other by the target trajectory calculation unit, and the target operation position calculation unit calculates that the trajectory is a straight line. When the first arc is formed, the target operation position when the steering angle is switched between neutral and a predetermined value corresponding to the first arc is calculated, and the trajectory is formed by the first arc and the second arc. Is to calculate a target operation position when the steering angle is switched between a predetermined value corresponding to the first arc and a predetermined value corresponding to the second arc. The number of straight lines and arcs is arbitrary, and the target operation position is calculated corresponding to each connection point.
[0012]
In the fourth aspect of the invention, the target trajectory calculated by the target trajectory calculation unit is the trajectory drawn by the reference line.
[0013]
According to the fifth aspect of the present invention, the display mode of the target trajectory calculated by the target trajectory calculation unit is changed according to the difference in the target steering state.
[0014]
According to the sixth aspect of the invention, the target operation position calculation unit is configured such that the target steering angle at each position from the current position obtained when the target track calculation unit calculates the target track to the target parking position is neutral, steering transient The change from one of the state and the constant steering angle state to another state is identified, and the vehicle position and the vehicle body direction at the time of the change are calculated.
[0015]
【The invention's effect】
In the first aspect of the invention, a reference line is set at a position related to a specific part of the vehicle, and the reference line is superimposed and displayed at a corresponding position on a captured image around the vehicle, and at the same time, a steering operation must be performed. The position of the reference line at the position is calculated, and the target reference line at the position is superimposed on the captured image around the vehicle together with the surrounding map.
Therefore, the driver can recognize the position where the steering state must be changed in order to move the vehicle along the target track as the target reference line, and at the same time, how to approach the target reference line of the current reference line. By operating while confirming, you can operate while predicting how long you will reach the position where you need to change the steering state if you continue driving while maintaining the current state, so you can prevent operation delay It becomes possible. Therefore, not only can the vehicle be moved more reliably along the target track by simple steering, but also a greater sense of security can be given.
[0016]
In the invention of claim 2, since the reference line is indicated by a line segment corresponding to the vehicle width on the rear end position of the vehicle or on a position away from the rear end of the vehicle, the reference line is used in a so-called back monitor system. It is possible to display a reference line at a position that can be easily recognized in a rear image taken by a camera, and it becomes easier for the driver to determine driving operation. Even if the rear end of the vehicle and its corners are not shown in the rear image, it is possible to set and display the reference line on the rear image by setting the position of the reference line to a position away from the vehicle body.
[0017]
In the invention of claim 3, since the target trajectory is generated by an arc and a straight line, or an arc and an arc, the target trajectory is temporarily stopped when the reference line coincides with the reference line at the target operation position, and a necessary steering operation ( For example, when the target trajectory is a straight line and an arc, neutral to a predetermined constant steering angle or from a constant steering angle to neutral, and when the target trajectory is an arc and an arc, from a predetermined constant steering angle corresponding to one arc The vehicle is moved along the target track more reliably with a simple operation by starting the movement again after performing a predetermined constant steering angle corresponding to the other arc).
[0018]
In the invention of claim 4, since the trajectory drawn by the reference line is set as the target trajectory, it is easier to understand how the reference line approaches the target reference line, and the steering operation is performed so as to more accurately match the target trajectory. Is possible.
[0019]
In the invention of claim 5, since the display form of the target trajectory is changed according to the state of the target steering angle, in advance, what should be done with the current steering state and the future steering state, It will be easier, clearer and more accurate.
[0020]
In the invention of claim 6, the target operation position calculation unit determines from the target steering angle obtained by the target trajectory calculation unit whether the steering state is neutral, steering transient, or constant steering angle, Since the target reference line is provided according to the change in these states, there is an advantage that the region to be operated in the steering transient can be clearly understood.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing the entire parking assistance apparatus.
In the figure, a control unit 1 comprises a microcomputer, ROM, RAM, interface circuit, etc., processes input information from each switch and each sensor, and calculates data to be output to a display (display means) 8. Have a role to play.
The parking operation start switch 2 is operated to activate the parking assist device when the driver brings the vehicle to a predetermined position with respect to the parking place. When the parking operation start switch 2 is operated, this output signal is input to the control unit 1, the entire parking support device is initialized, and parking operation support is started.
[0022]
The parking method selection switch 3 allows the driver to manually select whether to perform reverse parallel parking, parallel reverse parking, parking in the left space of the host vehicle, or parking in the right space of the host vehicle. It is a switch for. This selection signal is input to the control unit 1 when the driver manually switches the switch 3.
[0023]
For example, the vehicle speed sensor 4 arranges a pickup composed of a coil and a permanent magnet with an appropriate gap between the teeth of a magnetic rotor that rotates integrally with a wheel and generates a pulse voltage according to the rotation of the wheel. The time interval of this pulse is measured, and the vehicle speed is obtained from the obtained time interval and numerical values such as the angle per one pulse and the tire radius.
[0024]
The steering angle sensor 5 is configured by, for example, fixing two sets of photo interrupters to a steering column tube with a phase difference between each other with a slit disk interlocked with a steering wheel interposed therebetween. Pulses are generated according to light transmission / cut-off by the slit disk according to the rotation of the steering wheel. This pulse is counted to determine the neutral point and steering angle of the steering operated by the driver and the steering direction based on the phase difference. If the obtained steering angle is multiplied by the steering gear ratio, it can be easily converted into the angle (cutting angle) at which the steered wheels are facing.
[0025]
The ultrasonic sensor (surrounding obstacle detection means) 6 emits an ultrasonic wave from a transmitter using a piezoelectric element, for example, and the ultrasonic wave hits the obstacle and is reflected by a receiver using the piezoelectric element. This is to detect the distance to the obstacle and its direction in the vehicle body coordinate system. The distance to the obstacle is obtained by measuring the time from reflection of the ultrasonic wave until it returns and multiplying by the ultrasonic velocity.
Here, it is installed at the front end of the vehicle in the direction lateral to the vehicle.
[0026]
The camera (shooting hand throw) 7 uses a CCD camera, for example, and installs it at the rear of the vehicle to photograph the rear of the vehicle. An image signal from the camera 7 is input to the control unit 1.
The display 8 uses, for example, a liquid crystal monitor / display used in a so-called back monitor, navigation device, or the like, and an image signal output from the control unit 1 is input, and an image captured by the camera 7 is displayed. Thus, the reference information when the driver parks while retreating is visually provided.
[0027]
FIG. 2 is a functional block diagram of the control unit 1.
The predicted trajectory calculation unit 11 calculates the turning radius of the vehicle at that time from the steering angle obtained from the steering angle sensor 4, and draws a specific part of the vehicle body (for example, the vehicle rear end or the vehicle body beside the rear wheel). Find the trajectory.
[0028]
The vehicle motion calculation unit 12 is based on a front wheel turning angle obtained from the steering angle sensor 4, a vehicle speed obtained from the vehicle speed sensor 5, and a shift position sensor (not shown) provided in the transmission for identifying whether the vehicle is moving forward or backward. Based on the obtained shift position, for example, vehicle motion information such as the position of the vehicle and the direction of the vehicle body is obtained from the following equation of state. In this case, the initial position is the time when the driver operates the parking operation start switch 2.
[Expression 2]

Here, (x, y) is the coordinates of the center point of the rear wheel axle when the initial position is the origin O, θ is the direction of the vehicle body, L_wbIs the wheel base of the vehicle, and Φ is the front wheel turning angle obtained from the steering angle sensor 4.
[0029]
The surrounding map generation unit 13 maps obstacle positions around the vehicle while adding the vehicle movement information obtained by the vehicle movement calculation unit 12 to the distance and direction to the obstacle obtained by the ultrasonic sensor 6. To go. As a result, as the vehicle moves, a wide-area map is obtained from the two-dimensional surrounding map obtained here.
The target parking position determination unit 14 is created by the surrounding map generation unit 13 with reference to the parking method selected by the parking method selection switch 3 (for example, selected from four types of parallel reverse parking left and right and parallel reverse parking left and right). The most suitable parking space is searched from the surrounding map, and the coordinates of the center point of the target rear wheel axle as the target parking position and the target vehicle body direction are determined.
[0030]
The target trajectory calculation unit 15 calculates a target trajectory from the target parking position determined by the target parking position determination unit 14 and the current position of the vehicle obtained by the vehicle motion calculation unit 12 according to a predetermined trajectory generation logic. To do. Details of the trajectory generation logic will be described later.
The reference line setting unit 16 sets a reference line at a position related to a specific part of the vehicle (in this embodiment, the vehicle rear end position). A signal related to the reference line is input to the image composition unit 19.
[0031]
Based on the target steering angle at each position from the current position to the target parking position, which is obtained when the target trajectory calculation unit 15 calculates the target trajectory, the target operation position calculation unit 17 has a neutral steering state. A target trajectory part, a target trajectory part that is in a steering transition, a target trajectory part with a constant steering angle, and the like are divided, and the vehicle position and vehicle body direction at each time are calculated.
[0032]
The target reference line position calculation unit 18 determines the coordinates of the target trajectory at the boundary where the steering state changes from the target trajectory divided by the target operation position calculation unit 17 and the target vehicle body direction at that time, and the reference line setting unit 16. The coordinates of the reference line at the position where the steering state changes are obtained from the relative coordinates of the reference line with respect to the vehicle body set by. An information signal related to the reference line at the position where the steering state changes is input to the image composition unit 19.
[0033]
The image synthesizing unit 19 includes the predicted trajectory calculated by the predicted trajectory calculating unit 11 and the target calculated by the target trajectory calculating unit 15 on the image around the vehicle (the rear image in the present embodiment) taken by the camera 7. The trajectory, the reference line set by the reference line setting unit 16, and the reference line at the position where the steering state obtained by the target reference line position calculation unit 18 changes are superimposed, and the resultant composite image is displayed on the display 8. To output.
[0034]
An example of an image displayed on the display 8 is shown in FIG.
In the host vehicle k, parking assistance is started when the parking operation start switch 2 is turned on. Here, assuming that the host vehicle k is a front wheel steering vehicle, the center point of the rear wheel axle is used as a reference for calculating the vehicle motion, and the center point position of the rear wheel axle is set as the origin in the vehicle coordinate system. The front of the vehicle k is the x axis and the left side of the rear wheel axle is the y axis.
[0035]
Now, it is assumed that the vehicle k moves from the current position of the rear wheel axle center point c to the rear wheel axle center point d when it is within the parking frame e at the target parking position indicated by the broken line.
At this time, the vehicle k extends from the current rear wheel axle center point c to the rear wheel axle center point d at the target parking position along the target trajectory f of the rear wheel axle center point indicated by a one-dot chain line in the figure. You will be guided to move.
[0036]
The target trajectory f at the center point of the rear wheel axle is set as “straight line + circular arc + straight line” in this embodiment, and is required, for example, when obtaining the target trajectory g drawn by the rear end of the vehicle. Since the display 8 displays the target trajectory g at the rear end of the vehicle, it is not always necessary to display the target trajectory f of the rear wheel axle center point on the display 8.
[0037]
In this embodiment, the reference line h at the current position set by the reference line setting unit 16 is set at the position of the rear end of the vehicle.
A target reference line i at which the reference line at the rear end of the vehicle reaches a position where the target trajectory g changes from a straight line to an arc is further set by the target reference line position calculation unit 18 and displayed on the display 8. As a result, the steering operation first recedes straight along the target trajectory g so that the current reference line h moves, stops once when it overlaps the target reference line i, and the steering is increased. The predicted trajectory j of the vehicle obtained by the predicted trajectory calculation unit 11 (in the present embodiment, represented by an arc drawn by the rear end of the vehicle in accordance with the backward movement at a constant steering angle) is obtained by the target trajectory calculation unit 15. When it overlaps with the target trajectory g obtained, it is sufficient to keep the steering angle constant and restart the reverse.
Note that a boundary line b indicating an obstacle such as another vehicle that is parked is detected by the ultrasonic sensor 6 and displayed on the display 8.
[0038]
A range (display screen frame) a of the image displayed on the display 8 is a portion surrounded by a square thick line frame in the figure, and this display screen is an image photographed by the camera 7 mounted on the rear upper part of the vehicle body. Is transformed into an image as if looking down from directly above. Furthermore, it is also possible to obtain an image including the rear end of the vehicle by mounting two cameras near the rear end of the vehicle body and synthesizing the image with the image of the camera 7 installed at the upper rear.
[0039]
Further, although not included in the display screen frame a, the reference line i ′ indicates a reference line at a position where the rear end of the vehicle reaches when the target trajectory g changes from an arc to a straight line. At the same time, when the display screen frame a moves and enters the range, it is displayed on the display 8.
As the steering operation, when the current reference line h overlaps the reference line i ′ at the target trajectory change place, the vehicle is temporarily stopped, the steering is turned back to neutral, and then the reversing is resumed. Can hold a vehicle.
[0040]
Next, an example of a target trajectory calculation method by the target trajectory calculation unit 15 will be described.
The target trajectory calculation unit 15 satisfies the initial state (at the current position) while the state quantities x, y, and θ appearing in the previous equation of motion satisfy the equation of motion and the constraint conditions (for example, the maximum steering angle, vehicle speed range, etc.). Status)
[Equation 3]

To the end state (the state when parking is finished)
[Expression 4]

Then, the trajectory is calculated based on a predetermined condition.
[0041]
As this calculation method, for example, as a method often used in a known technique, a reverse parallel parking is performed as follows.
That is, as shown in FIG. 4, the coordinates of the current rear wheel axle center point D are (x_d, Y_d), The coordinates of the rear wheel axle center point B at the target parking position (x_b, Y_b) And the coordinate axis in the direction of the vehicle body at the target parking position is the x-axis (points to the front of the vehicle) and y-axis (points to the left side of the vehicle)._dIn this state, it recedes straight along the straight line c ″, stops once, steers and draws an arc while turning the vehicle body clockwise._dOnly rotate and move. When the vehicle body is parallel to the x-axis, the vehicle moves straight back along the straight line c '. The locus L of the rear wheel axle center point₃Is indicated by a bold line in the figure.
Therefore, here
Straight line (Line 1) + arc of minimum turning radius (Arc 1) + straight line (Line 2)
Orbit is used.
[0042]
On the other hand, in the case of tandem reverse parking, as shown in FIG._d, Y_d), The coordinates of the rear wheel axle center point B at the target parking position (x_b, Y_b) And the coordinate axes in the direction of the vehicle body at the target parking position are the x-axis (points to the front of the vehicle) and the y-axis (points to the left side of the vehicle). It recedes straight along the straight line c, stops once, steers, and then rotates and moves the vehicle body clockwise while drawing an arc.
[0043]
When the vehicle body reaches a predetermined position, the vehicle is once again stopped, steered at a fixed angle in the opposite direction, and moved backward while rotating counterclockwise. As a result, the vehicle turns in a direction along a straight line c 'parallel to the straight line c and reaches the target parking position. The locus L of the rear wheel axle center point₃Is indicated by a bold line in the figure.
Therefore, here
A trajectory of a straight line (Line 1) + an arc with a minimum turning radius (Arc 1) + an arc with a minimum radius (Arc 2) is used. The arc (Arc1) corresponds to the first arc, and the arc (Arc2) corresponds to the second arc.
These trajectories can be easily calculated from the geometric relationship.
[0044]
The above processing flow will be described in detail with reference to the general flowchart of FIG. 6 and the flowcharts of the subroutines of FIGS. These program processes are repeatedly executed at predetermined control intervals by the microcomputer of the control unit 1. In addition, when performing the general flow of FIG. 6, it is assumed that the surrounding map is generated by the surrounding map generation unit 13 in parallel with this.
When the parking operation start switch 2 is operated, the control unit 1 starts the following process.
In step 110, it is checked whether the parking operation start flag is set. If it is set, the process proceeds to step 200, and if it is not set, the process proceeds to step 120.
[0045]
In step 120, a parking operation start flag is set.
In step 200, signals from the vehicle speed sensor 5, the steering angle sensor 4 and the like are read. Details of the operation here will be described later with reference to FIG.
In step 290, the target parking position determination unit 14 checks whether the target parking position determination flag is set. If it is set, the process proceeds to step 500, and if it is not set, the process proceeds to step 300.
[0046]
In step 300, the target parking position determination unit 14 extracts an appropriate place as a parking space from the surrounding map generated by the surrounding map generation unit 13, and calculates / sets the target parking position and the target vehicle body direction at that time. Details of the operation here will be described later with reference to FIGS.
In step 400, a target parking position determination flag is set.
In step 500, the vehicle motion calculation unit 12 uses the rear wheel axle center point at the time when the parking operation start flag is set as the origin, and follows the vehicle motion according to the vehicle position coordinates (x, y), the vehicle body direction θ. Is calculated. Details of the operation here will be described later with reference to FIG.
[0047]
In step 600, the shift position is checked based on a signal from a shift position sensor (not shown). If in reverse, go to Step 700, and if not in reverse, end this program.
In step 700, the target trajectory calculation unit 15 calculates a target trajectory that reaches the target parking position set in step 300 from the vehicle position at the time when the vehicle is put in reverse. Details of the operation here will be described later with reference to FIG.
In step 790, a target trajectory calculation flag is set.
[0048]
In step 800, a target operation position is calculated. Details of the operation here will be described later with reference to FIG.
In step 900, the image composition unit 19 uses the reference line setting unit 16 according to the coordinates of the target trajectory obtained in step 700, the coordinates of the target operation position obtained in step 800, and the operation time point of the parking operation start switch 2. Using the coordinates of the determined reference line position, the target trajectory, the target reference line, and the reference line are superimposed on the rear captured image and displayed on the display 8.
In step 1000, flags relating to this processing such as a parking operation start flag, a target parking position determination flag, a target trajectory calculation flag, etc. are reset.
[0049]
FIG. 7 is a flowchart showing a detailed flow of the sensor signal reading process in step 200 in the general flowchart of FIG.
In step 210, the vehicle motion calculation unit 12 reads the vehicle speed from the vehicle speed sensor 5.
In step 220, the steering angle, which is the amount of steering operation, is read from the steering angle sensor 4 into the expected trajectory calculation unit 11 and the vehicle motion calculation unit 12.
In step 230, the front wheel steering angle (front wheel turning angle) is calculated by multiplying the steering angle read in step 220 by the steering gear ratio G1.
[0050]
8 and 9 are flowcharts showing a detailed flow of the target parking position setting process in step 300 in the general flowchart of FIG.
In step 310, the target parking position determination unit 14 determines whether parallel reverse parking or parallel reverse parking is selected based on a signal from the parking method selection switch 3.
If parallel reverse parking is selected, the process proceeds to step 315, and if parallel reverse parking is selected, the process proceeds to step 320.
[0051]
In step 315, the flag flg_p1 is set. In step 320, the flag flg_p1 is reset.
In step 325, it is checked which side of the parking method selection switch 3 is selected. If the left side is selected, the process proceeds to step 330. If the right side is selected, the process proceeds to step 335.
In step 330, the flag flg_p2 is set. In step 335, the flag flg_p2 is reset.
[0052]
In steps 340, 345, and 370, the states of the flags flg_p1 and flg_p2 are checked, and the process proceeds to step 350, step 360, step 380, and step 390 according to the states of these flags.
That is, if right side parallel reverse parking is selected, go to step 350; if left side parallel reverse parking is selected, go to step 360; if left side parallel parking is selected, go to step 380; right side parallel parking. If is selected, the process proceeds to step 390.
[0053]
In step 350, the target parking position determination unit 14 searches for a parking space for parking on the right side in reverse.
In step 355, the target parking position determination unit 14 similarly uses the coordinates (x_b, Y_b) And target body orientation θ_bIs calculated. Details of the method for determining the target parking position in step 350 and step 355 will be described later.
[0054]
In step 360, the target parking position determination unit 14 searches for a parking space for the left side parallel parking.
In step 365, the coordinates of the center point of the rear wheel axle (x_b, Y_b) And target body orientation θ_bIs calculated.
[0055]
In step 380, the target parking position determination unit 14 searches for a parking space for parking in the left column.
In step 385, the coordinates of the target rear wheel axle center point (x_b, Y_b) And target body orientation θ_bIs calculated.
[0056]
In step 390, the target parking position determination unit 14 searches for a parking space for right side parallel parking.
In step 395, the coordinates of the target rear wheel axle center point (x_b, Y_b) And target body orientation θ_bIs calculated.
[0057]
FIG. 10 is a flowchart showing a detailed flow of the relative position calculation process for calculating the vehicle position coordinates and the vehicle body direction in accordance with the movement of the vehicle in step 500 in the general flowchart of FIG.
In step 505, when calculating the relative position coordinates and the vehicle body direction, the vehicle motion calculation unit 12 determines whether or not the initialization has been performed by checking the vehicle position initialization flag. If the initialization flag is set, the process proceeds to step 540, and if it is reset, the process proceeds to step 510.
[0058]
In step 510, a vehicle position initialization flag is set.
In the following step 515, the vehicle body direction is initialized and θ₁= Π / 2.
Next, at step 520, the x coordinate of the rear wheel axle center point is initialized to x₁= 0, and in step 530, the y coordinate of the rear wheel axle center point is initialized.₁= 0.
In step 540, T_sIs the sampling time θ₁From the vehicle speed V and the front wheel turning angle Φ measured at the cycle,₂Ask for.
θ₂= (T_s・ V / L_wb) ・ TanΦ + θ₁
[0059]
In step 550, T_sAs the sampling time x coordinate x of the center point of the rear wheel axle one sample before₁And body orientation θ₁And the x-coordinate x of the center point of the rear wheel axle by the following formula:₂Ask for.
x₂= T_s・ V ・ cosθ₁+ X₁
[0060]
In step 560, T_sIs the sampling time, and the y coordinate y₁And body orientation θ₁And the y coordinate y of the rear wheel axle center point from the vehicle speed V measured at that cycle₂Ask for.
The following equation expresses the above-mentioned differential equation, sampling time T_sIt is obtained by discretizing into a difference equation using.
y₂= T_s・ V ・ sinθ₁+ Y₁
[0061]
In step 570, θ₁= Θ₂Then, the new vehicle body direction obtained in step 540 is set as the vehicle body direction in this sample.
In step 580, x₁= X₂The x-coordinate of the new rear wheel axle center point obtained in step 550 is set as the vehicle body direction in this sample.
In step 590, y₁= Y₂The y-coordinate of the new rear wheel vehicle center point obtained in step 560 is set as the vehicle body direction in this sample.
[0062]
FIG. 11 is a flowchart showing a detailed flow of the target trajectory calculation process in step 700 in the general flowchart of FIG.
Here, as described above with reference to FIGS. 4 and 5, the target trajectory calculation unit 15 gives the target trajectory as a combination of a straight line and a minimum turning radius for both parallel reverse parking and parallel reverse parking.
In step 710, it is checked whether or not the flag flg_p1 is set. If set, parallel reverse parking has been selected and the process proceeds to step 715. If reset, parallel reverse parking has been selected and the process proceeds to step 745.
[0063]
When the parallel reverse parking is selected, in step 715, an equation of the straight line Line1 that is a part of the target track in FIG. 4 is calculated. This straight line coincides with the vehicle body axis at the time of shifting to reverse.
In step 720, an equation of a straight line Line2 that is a part of the target trajectory in FIG. 4 is calculated. This straight line coincides with the vehicle body axis when parking is completed.
[0064]
In step 725, an equation of the arc Arc1 which is a part of the target trajectory in FIG. 4 is calculated. This circular arc has a radius equal to the minimum radius of the rear wheel axle center point determined by the maximum front wheel steering angle, and touches both the straight lines Line1 and Line2.
In step 730, the coordinates of the contact point between the straight line Line1 and the arc Arc1 are calculated. In step 735, the coordinates of the contact point between the straight line Line2 and the arc Arc1 are calculated. In step 740, display target trajectory coordinate data is created from the obtained straight line and arc.
Here, the arc is approximated by N straight lines determined in advance, and given by a coordinate group representing N + 2 line segments.
[0065]
On the other hand, when the parallel reverse parking is selected, in step 745, an equation of the straight line Line1 which is a part of the target track in FIG. 5 is calculated. This straight line coincides with the vehicle body axis c at the time of shifting to reverse.
In step 750, an equation of the arc Arc1 which is a part of the target trajectory in FIG. 5 is calculated. This arc Arc1 is an intermediate position between the vehicle body axis c and the vehicle body axis c ′ at the target parking position since the arc having the minimum radius of the rear wheel axle center point determined by the maximum front wheel steering angle contacts the vehicle body axis c. It consists of the part that connects up to the point where it passes through the line parallel to these.
[0066]
In step 755, an equation of the arc Arc2 which is a part of the target trajectory in FIG. 5 is calculated. This arc Arc2 is formed by an arc portion that is reverse to the above and connects the point that contacts the vehicle body axis c 'of the target parking position from the intersection point.
In step 760, the coordinates of the contact point between the straight line Line1 and the arc Arc1 are calculated. In step 765, the coordinates of the contact point between the arc Arc1 and the arc Arc2 are calculated.
In step 770, display target trajectory coordinate data is created from the obtained straight line and arc.
Here, the arc is approximated with N straight lines determined in advance, and given by a coordinate group representing 2N + 1 line segments.
[0067]
Note that the display data obtained in step 740 and step 770 represents the trajectory drawn by the rear wheel axle center point, but the coordinates of the rear wheel axle center point, the direction of the vehicle body at that time, the rear wheel axle, From the positional relationship around the vehicle body, coordinate data representing the trajectory drawn by the corners at the rear of the vehicle may be obtained, the trajectory drawn by the vehicle body next to the rear wheel may be obtained, or a combination thereof may be used. .
[0068]
In addition, the display data display color, display form (line segment thickness, dotted line, etc.) with the coordinates of the display data corresponding to the coordinates of the contact points obtained in step 730, step 735, step 760, and step 765 as separators are used. ) And the like can be changed and displayed on the display 8. This makes it possible to more clearly indicate to the driver the position at which the steering operation is executed and the approach to the target steering position.
[0069]
FIG. 12 is a flowchart showing a detailed flow of the target operation position calculation process in step 800 in the general flowchart of FIG. Here, as shown in FIGS. 4 and 5, the target trajectory is given by a combination of a straight line and a minimum turning radius for both parallel reverse parking and parallel reverse parking.
In step 810, the reference line setting unit 16 reads the relative positional relationship between the coordinates of the rear wheel axle center point and the reference line.
For example, when the reference line is given at the rear end of the vehicle, the coordinates of both ends of the reference line are lines perpendicular to the axis of the vehicle body, passing through a point separated from the rear wheel axle center point by the rear overhang in the axial direction of the vehicle body. Thus, it can be obtained at two points on the perpendicular line that are separated from each other by a half length of the reference line from the intersection of the perpendicular line and the axis of the vehicle body.
[0070]
In step 820, it is checked whether the flag flg_p1 is set. If it is set (ie, parallel reverse parking is selected), the process proceeds to step 830. If it is reset (ie, parallel parking is selected), the process proceeds to step 850.
[0071]
In step 830, the target operation position calculation unit 17 reads the coordinates of the contact point between the straight line Line1 and the arc Arc1 from the target trajectory calculation unit 15 in step 730.
In step 835, the target reference line position calculation unit 18 applies the relationship obtained in step 810 to the coordinates obtained in step 830 in consideration of the orientation of the vehicle body at that time, and calculates the reference line at this position. Calculate the coordinates of both ends.
[0072]
In step 840, the target operation position calculation unit 17 reads the coordinates of the contact point between the straight line Line2 and the arc Arc1.
In step 845, the target reference line position calculation unit 18 applies the relationship obtained in step 810 to the coordinates obtained in step 840 in consideration of the orientation of the vehicle body at that time, and calculates the reference line at this position. Calculate the coordinates of both ends.
[0073]
In step 850, the target operation position calculation unit 17 reads the coordinates of the contact point between the straight line Line1 and the arc Arc1 from the target trajectory calculation unit 15.
In step 855, the target reference line position calculation unit 18 applies the relationship obtained in step 810 to the coordinates obtained in step 850 in consideration of the orientation of the vehicle body at that time, and calculates the reference line at this position. Calculate the coordinates of both ends.
[0074]
In step 860, the target operation position calculation unit 17 reads the coordinates of the contact point between the arc Arc1 and the arc Arc2.
In step 865, the target reference line position calculation unit 18 applies the relationship obtained in step 810 to the coordinates obtained in step 860 in consideration of the orientation of the vehicle body at that time, and the reference line position at this position is determined. Calculate the coordinates of both ends.
[0075]
13 to 15 show an example of map generation in the surrounding map generation unit. Here, it is assumed that the host vehicle k is parked in reverse parallel parking on the left side with respect to the vehicle traveling direction, and it is assumed that the driver has selected in advance.
The surrounding map generation unit receives a distance measurement output from the ultrasonic sensor 6 mounted on the left front end facing sideways, samples the vehicle as it advances in parallel with the parking row, and considers the amount of movement of the vehicle. Then, the obstacle is mapped on the two-dimensional plane by the sampling point.
[0076]
FIG. 13 shows sampling points 31 to 35 for the other vehicle 60 parked on the left side along the wall 80, sampling points 36 to 44 for the wall 80, and sampling points 45 to 50 for the right other vehicle 70. Shows the state.
[0077]
In the surrounding map generation unit, as shown in FIG. 14, sampling points are grouped, and sampling points 31 to 35, sampling points 36 to 44, and sampling points 45 to 50 are grouped into straight lines 91, 92, and 93, respectively. Approximate straight line.
The grouping may be determined based on, for example, whether the distance between adjacent points is shorter than a predetermined value.
As a result, the front surfaces of the other vehicles 60 and 70 that are parked are represented by two lines 91 and 93, and the rear wall 80 is represented by a single line 92.
[0078]
The target parking position determination unit 14 refers to the line segment data of the left vehicle, the rear wall, and the obstacle of the right vehicle extracted by approximating the straight line, and determines the parking space in step 300 of the control flow as described above. Search and calculate the coordinates of the target rear wheel axle center point and the direction of the vehicle body.
The surrounding map represented by the line approximation data of the straight line approximation is sent to the image composition unit through the target parking position determination unit 14 and displayed on the display 8.
FIG. 15 shows a display range 104 of the display 8 in which obstacles extracted by approximating the straight line are superimposed and displayed on the vehicle rear image as line segments 101, 102, and 103, respectively.
[0079]
The present embodiment is configured as described above, and displays a captured image and a surrounding map around the vehicle on the display 8, superimposes and displays a reference line set at the rear end of the vehicle at a corresponding position, and further a target parking position. The target reference line is superimposed on the target trajectory and the position where the steering operation must be performed on the trajectory. Therefore, when the driver moves along the target trajectory, the reference line approaches the target reference line. By performing the steering operation with reference to, it is easily guided to the target parking position. Therefore, it is possible to move and park the vehicle to the target parking position with sufficient margin without worrying about operation delay.
[0080]
Further, since the target trajectory is composed of a straight line and an arc, it is possible to easily follow the target trajectory by performing the required steering at the point where the reference line and the target reference line match.
Furthermore, since the display color and the line type of the target trajectory are changed with the position where the steering operation must be performed as a break, the steering operation point can be recognized more clearly in advance.
[0081]
In the embodiment, the reference line setting unit 16 sets the reference line to coincide with the rear end of the vehicle. However, as shown in FIG. The reference line 110 set at the position may be displayed on the display 8. In the figure, a reference line 111 is a target reference line corresponding to the reference line 110 when it is assumed that the vehicle has temporarily stopped, the steering is steered, and the steering angle has to be turned, and the current display screen 112 is displayed together with the current reference line 110.
The reference line 110 set at a certain distance from the vehicle in this way is particularly effective when, for example, there is only one camera for photographing the rear and the corners of the vehicle body are not in the photographing range and are not displayed.
[0082]
As another reference line mode, as shown in FIG. 17, in order to indicate the left and right corners at the rear end of the host vehicle k, a reference line 120 constituted by a pair of L-shaped marks may be used. In this case, the target reference line 121 displayed together with the current reference line 120 in the current display screen 122 is similarly configured with a pair of L-shaped marks.
As a result, the driver can easily grasp the position of the corner of the rear portion of the host vehicle that is likely to hit an obstacle such as another vehicle.
[0083]
Furthermore, in the above embodiment, the ultrasonic sensor is used to measure the obstacle, but for example, a radar using light or radio waves may be used.
[0084]
In the embodiment, the target parking position determination unit 14 extracts an appropriate place as a parking space from the surrounding map and calculates / sets the target parking position and the vehicle body direction. When the driver designates the target parking position 105 with his / her finger while viewing the surrounding map image displayed on the display 8 as shown in FIG. 15, the target parking position determination unit 14 immediately specifies the designated position. It can also be set as the structure which determines the coordinate of.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an entire parking assistance apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a functional block diagram of a control unit.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a display example on a display;
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a target trajectory calculation procedure during parallel reverse parking.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a target trajectory calculation point at the time of parallel reverse parking;
FIG. 6 is a general flowchart showing a control flow in the embodiment.
FIG. 7 is a flowchart showing details of a subroutine for detecting a sensor signal.
FIG. 8 is a flowchart showing details of a subroutine for calculating a target parking position.
FIG. 9 is a flowchart showing details of a subroutine for calculating a target parking position.
FIG. 10 is a flowchart showing details of a subroutine for calculating a relative position.
FIG. 11 is a flowchart showing details of a subroutine for calculating a target trajectory.
FIG. 12 is a flowchart showing details of a subroutine for calculating a target operation position.
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a procedure for generating a surrounding map.
FIG. 14 is an explanatory diagram showing a procedure for generating a surrounding map.
FIG. 15 is an explanatory diagram showing a procedure for generating a surrounding map;
FIG. 16 is a diagram illustrating another example of the reference line setting.
FIG. 17 is a diagram illustrating still another example of reference line setting.
FIG. 18 is an explanatory diagram showing a problem of a parking assist device according to the prior art.
[Explanation of symbols]
1 Control unit
2 Parking operation start switch
3 Parking method selection switch
4 Steering angle sensor
5 Vehicle speed sensor
6 Ultrasonic sensor (Ambient obstacle detection means)
7 Camera (photographing means)
8 Display (display means)
12 Vehicle motion calculation unit
13 Surrounding map generator
14 Target parking position determination part
15 Target trajectory calculation unit
16 Reference line setting section
17 Target operation position calculation unit
18 Target baseline position calculation unit
19 Image composition part

Claims (6)

A vehicle speed sensor for detecting the vehicle speed;
A steering angle sensor for detecting the steering angle;
Photographing means for photographing the surroundings of the vehicle;
Surrounding obstacle detection means for detecting obstacles around the vehicle;
A vehicle motion calculation unit for calculating motion on a two-dimensional plane of the vehicle from the vehicle speed and the steering angle;
A surrounding map generation unit that generates a two-dimensional surrounding map around the vehicle from the vehicle movement calculated by the vehicle movement calculating unit and the relative positional relationship to the obstacle obtained by the surrounding obstacle detection unit;
A target parking position determination unit that sets a parking space as a target parking position from the surrounding map generated by the surrounding map generation unit;
A target trajectory calculation unit that calculates coordinates of the target trajectory and the target vehicle body direction from the current vehicle position to the target parking position, and a target steering angle for realizing the target trajectory and the target vehicle body orientation;
A reference line setting unit for calculating coordinates of a reference line set at a position related to a specific part of the vehicle;
A target operation position calculation unit that calculates the position of the vehicle and the vehicle body direction at which the driver must perform a steering operation when the vehicle moves along the target track from the target track;
A target reference line position calculation unit that obtains the position coordinates of the target reference line, which is the position of the reference line when the vehicle reaches the target operation position, using the target parking position and the target vehicle body direction;
Using the target trajectory, the reference line, and the coordinates of the target reference line position respectively calculated by the target trajectory calculation unit, the reference line setting unit, and the target reference line position calculation unit, the target trajectory, the reference line, and the target reference An image composition unit that superimposes a line on the image obtained from the photographing unit together with the surrounding map;
A parking assist device comprising: a display unit configured to display an image superimposed by the image composition unit. The parking assistance device according to claim 1, wherein the reference line is a line segment corresponding to a vehicle width on a rear end position of the vehicle or on a position separated from the rear end of the vehicle by a predetermined distance. The target trajectory calculation unit calculates a trajectory composed of a straight line and a first arc connected to each other, or a first arc and a second arc,
The target operation position calculation unit calculates a target operation position when the steering angle is switched between a neutral value and a predetermined value corresponding to the first arc when the trajectory is composed of a straight line and a first arc. When the first arc and the second arc are included, the target operation position when the steering angle is switched between a predetermined value corresponding to the first arc and a predetermined value corresponding to the second arc is calculated. The parking assistance device according to claim 1 or 2, characterized in that The parking assist device according to any one of claims 1 to 3, wherein the target trajectory calculated by the target trajectory calculation unit is a trajectory drawn by the reference line. The parking assist device according to any one of claims 1 to 4, wherein a display form of the target track calculated by the target track calculation unit is changed according to a difference in a target steering state. . The target operation position calculation unit is configured such that the target steering angle obtained at each position from the current position to the target parking position when the target trajectory calculation unit calculates the target trajectory is in a neutral state, a steering transient state, and a constant steering angle. 6. The vehicle position and the vehicle body direction at the time of the change are identified, and a change from any one of the states to another state is calculated. Parking assistance device.

Images