JP4595680B2 - 駐車支援方法及び駐車支援装置 - Google Patents

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Description

本発明は、駐車支援方法及び駐車支援装置に関する。
従来より、自動車の駐車運転操作を支援する装置として、車両の後端に取付けられたカメラから画像データを取得し、その画像データを車室内に配設されたディスプレイに出力する装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。このようなカメラは、車両後端の略中央に取付けられ、その光軸が下方に向いた状態で固定されている。カメラの可視範囲は、車両後端から数メートルになっており、ディスプレイでは、車両後方の数メートル分の路面を視認することができる。
また、このような装置として、カメラから取得した画像データをメモリに蓄積し、過去に撮像された画像データを用いて合成画像を表示する装置も提案されている(特許文献2参照)。この装置は、現在のカメラ視野に入らない領域も擬似的に表示できるため、車両と駐車目標領域との相対位置を確認しやすくすることができる。
特開2000−280823号公報 特開2001−218197号公報
ところが、合成画像のうち過去画像を用いた領域は、現時点の車両周辺の状況に即しているとは限らない。このため、過去画像にあたる領域に、歩行者等の障害物が進入しても、その障害物を画面に表示できないことがある。従って、運転者が、ディスプレイの画面のみを見ている場合、障害物を確認できない可能性がある。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、過去画像データを用いた画像を表示し、より安全性を高めることができる駐車支援方法及び駐車支援装置を提供することにある。
上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明は、車両に設けられた撮像装置から画像データを取得する画像データ取得手段と、前記画像データを格納する画像データ記憶手段と、前記画像データに基づく画像を出力する表示手段と、前記表示手段への出力を制御する出力制御手段とを用いて、駐車操作を支援する駐車支援方法において、前記画像データ取得手段により取得した前記画像データを、過去画像データとして前記画像データ記憶手段に格納し、前記画像データ記憶手段から読出した前記過去画像データ、前記車両の現在位置で撮像した現在画像データとを合成して合成画像データを生成し、前記現在画像データに基づく現在画像と前記合成画像データに基づく合成画像とを、前記出力制御手段により切り換えて前記表示手段に出力し、出力された前記合成画像が前記表示手段に表示されており、且つ前記車両のステアリング操作部の現在舵角が所定舵角よりも大きいことを条件に前記車両の操舵を警告し、出力された前記現在画像が前記表示手段に表示されているときには前記車両の操舵を警告しないことを要旨とする。
請求項2に記載の発明は、画像データに基づく画像を表示する表示手段と、車両に設けられた撮像装置から、前記車両周辺を撮像した画像データを取得する画像データ取得手段と、取得した前記画像データを、過去画像データとして格納する画像データ記憶手段と、前記画像データ記憶手段から読み出した前記過去画像データと、前記車両の現在位置で撮像した現在画像データとを合成して合成画像データを生成する合成手段と、前記現在画像データに基づく現在画像と前記合成画像データに基づく合成画像とを切り換えて前記表示手段に出力する出力制御手段と、出力された前記合成画像が前記表示手段に表示されており、且つ前記車両のステアリング操作部の現在舵角が所定舵角よりも大きいことを条件に前記車両の操舵を警告し、出力された前記現在画像が前記表示手段に表示されているときには前記車両の操舵を警告しない警告手段とを備えたことを要旨とする。
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の駐車支援装置において、前記警告手段は、警告音又は警告音声を音声出力手段から出力することを要旨とする。
請求項4に記載の発明は、請求項2又は3に記載の駐車支援装置において、前記警告手段は、前記車両のパワーステアリングを制御して、操舵補助力を低減させることを要旨とする。
請求項5に記載の発明は、請求項2〜4のいずれか1項に記載の駐車支援装置において、前記警告手段は、前記車両の周辺への注意を喚起する警告表示を前記表示手段に表示することを要旨とする。
請求項6に記載の発明は、請求項2〜5のいずれか1項に記載の駐車支援装置において、前記合成手段は、前記車両が予め定められた画像更新距離だけ移動する度に、後退方向において前記画像更新距離後方の位置で撮像された前記過去画像データを前記画像データ記憶手段から読出し、当該過去画像データと前記現在画像データとを合成することを要旨とする。
請求項7に記載の発明は、請求項2〜6のいずれか1項に記載の駐車支援装置において、前記合成手段は、前記過去画像データのうち、現在位置の前記車両の下方又は側方にあたる領域を含む第1の領域と、前記画像データのうち、前記第1の領域に連続する第2の領域と連続するように前記過去画像データと前記現在画像データとを合成することを要旨とする。
請求項1に記載の発明によれば、合成画像データに基づく合成画像が表示手段に表示されており、ステアリング操作部の現在舵角が所定舵角よりも大きいことを条件に操舵を警告する。このため、例えば、過去画像により描画された路面内に、障害物が進入しても、操舵を警告することにより、障害物との衝突を防止できる。
請求項2に記載の発明によれば、駐車支援装置は、合成画像データに基づく合成画像を出力する出力制御手段を備える。さらに、その合成画面が表示されており、車両のステアリング操作部の現在舵角が所定舵角よりも大きいことを条件に、車両の操舵を警告する警告手段を備える。このため、例えば、過去画像により描画された領域に歩行者等の障害物が進入して、画面に障害物を表示できないことがあっても、過去画像により描画された領域に車両が進入しようとすると、警告が行われるため、障害物との衝突を防止できる。
請求項3に記載の発明によれば、警告手段は、警告音又は警告音声を音声出力手段から出力する。このため、運転者に、過去画像にあたる車両の後側方の領域への進入の可能性のある運転操作を行っていることを自覚させ、車両周辺への注意を喚起することができる。
請求項4に記載の発明によれば、警告手段は、操舵補助力を低減させるように制御することで警告を行う。このため、過去画像にあたる車両の後側方の領域に進入する可能性を運転者に自覚させるとともに、急旋回による、過去画像にあたる車両の後側方の領域への進入を抑制することができる。
請求項5に記載の発明によれば、警告手段は、周囲への注意を喚起する警告表示を表示手段に出力する。このため、運転者に、過去画像を表示していることを確実に知らせ、周囲への注意を喚起することができる。
請求項6に記載の発明によれば、車両が画像更新距離分移動する度に、画像が更新されるので、比較的新しい過去画像データを用いて画面を更新できる。このため、運転者は、障害物の進入等を早めに知ることができる。
請求項7に記載の発明によれば、過去画像データの第1の領域と、現在画像データの第2の領域とが連続するように各画像データを合成する。
以下、本発明の駐車支援方法及び駐車支援装置を、車両(自動車)に実装されたナビゲーション装置に具体化した一実施形態を図1〜図18に従って説明する。図1は、ナビゲーション装置1の構成を説明するブロック図である。
図1に示すように、ナビゲーション装置1は、制御装置2を備えている。制御装置2は、駐車支援システムを構成し、主制御を行う制御部3、メインメモリ4、ROM5及び画像データ記憶手段としての画像メモリ6を備えている。制御部3は、図示しないCPU等を備えており、ROM5に格納された経路案内プログラム、駐車支援プログラム等、各種プログラムに従って各種処理を行う。尚、制御部3は、特許請求の範囲の出力制御手段及び警告手段を構成する。メインメモリ4は、RAMであって、駐車支援のための各種変数が格納されている。
また、ROM5には、輪郭描画データ5aが格納されている。輪郭描画データ5aは、ナビゲーション装置1を実装した車両C(図3参照)の輪郭を表示手段としてのディスプレイ7に出力するためのデータである。輪郭描画データ5aは、車両Cの車幅・長さに応じて設定され、車両Cが小型車である場合には、小型車の輪郭を表示し、車両Cが大型車である場合には、大型車の輪郭を画面に描画するようになっている。
また、制御装置2は、GPS衛星からの電波を受信するGPS受信部8を備えている。制御部3は、GPS受信部8から入力した位置検出信号に基づいて、緯度・経度・高度等の車両Cの絶対位置を定期的に算出する。
さらに、制御装置2は、車両側インターフェース部(車両側I/F部9)を備えている。制御部3は、この車両側I/F部9を介して、車両Cに設けられた、舵角検出手段としての車両ECU(electronic control unit )20から各種データを入力するようになっている。車両ECU20は、車両Cに設けられた各種センサや制御回路から、シフトポジション信号SP、ステアリングセンサ信号ST、車速信号Vp、方位検出信号GYRを入力する。シフトポジション信号SPは、例えば変速機を制御する制御回路(図示省略)から出力された信号であって、現在のシフトポジションを示す。ステアリングセンサ信号STは、操舵装置に備えられたステアリングセンサ(図示省略)から出力された信号であって、現在の車両Cの舵角を示す。車速信号Vpは、車速センサ(図示省略)から出力された信号であって、車両Cの走行速度を示す。方位検出信号GYRは、車両Cの方位を示し、車両Cに設けられたジャイロセンサから出力される。
制御部3は、車両側I/F部9を介して入力した、車速信号Vp及び方位検出信号GYRに基づいて、基準位置からの相対距離及び相対方位を演算して、自車位置を示す自律航法データを生成する。そして、GPS受信部8に基づく車両Cの絶対位置を、自律航法データで補正して、自車位置を決定する。本実施形態では、図3に示すように、後輪C1の後輪軸C2の中心点C3を自車位置として算出する。
また、制御部3は、車両側I/F部9を介して入力したシフトポジション信号SP及びステアリングセンサ信号STに基づき、駐車支援プログラムに従って、シフトポジションNSW及び現在舵角STRを格納又は更新する。シフトポジションNSWは、現在の車両Cのシフト位置を示す変数である。現在舵角STRは、現在の車両Cの舵角を示す変数である。
さらに、制御部3は、車両側I/F部9を介して、車両Cに設けられたパワーステアリング22を制御する。所定のタイミングになると、制御部3は、パワーステアリング22が有するソレノイドバルブ(図示せず)を制御して、同じくパワーステアリング22が有する油圧回路(図示せず)の油圧を変化させ、操舵補助力を低減させる。これにより、ステアリング操作部としてのステアリングホイールW(図3参照)を回転させる際の手応えが増し、急旋回ができなくなる。
また、制御装置2は、地図データ記憶部10を備えている。地図データ記憶部10には、経路データ11a及び地図描画データ11bが格納されている。経路データ11aは、ノードデータ及びリンクデータを有し、制御部3は、目的地までの経路案内処理を行う際に、この経路データ11aを用い、ROM5に格納された経路案内プログラムに従って、経路探索及び経路案内を行う。また、制御部3は、上記したように算出した自車位置と、走行軌跡、経路データ11aを照合して、自車位置を適切な道路上に位置決めし、自車位置を補正する。地図描画データ11bは、広範囲から狭範囲の地図を、ディスプレイ7に表示するためのデータであって、経路データ11aと関連付けられている。
また、制御装置2は、画像データ取得手段としての画像データ取得部12を備えている。画像データ取得部12は、車両Cに設けられた撮像装置としてのバックモニタカメラ(以下、単にカメラ21という)を駆動制御して、車両Cが予め定められた距離分移動する度に、画像データGを逐次取得する。
カメラ21は、図2に示すように、車両Cのバックドア等、車両の後端の略中央に光軸AXを下方に向けて取り付けられている。このカメラ21は、カラー画像を撮像するデジタルカメラであって、広角レンズ、ミラー等から構成される光学機構と、CCD撮像素子(いずれも図示せず)とを備えている。図3に示すように、カメラ21は、例えば左右140度の後方視野を有し、車両Cの後端を含む、後方約3メートル以上を撮像範囲Sとしている。
カメラ21によって生成された画像データGは、アナログ/デジタル変換されたデジタルデータであって、画像データ取得部12は、制御部3の制御信号に基づいて、カメラ21を駆動制御して、画像データGの取得を開始する。また、画像データGは、カメラ21が広角レンズを用いているため、画像処理を行わないでディスプレイ7に出力すると、画像周辺の画像が歪む、いわゆる歪曲収差が生じている。
制御部3は、画像データ取得部12から画像データGを取得すると、図4に模式的に示すように、その画像データGを撮像した位置を示す自車位置(撮像位置)を、画像データGのインデックスDM(ヘッダ)として添付し、画像メモリ6に格納する。また、添付されるインデックスDMは、絶対座標でもよいし、基準位置からの相対座標でもよい。
また、図1に示すように、ナビゲーション装置1は、ディスプレイ7及び音声出力手段を構成するスピーカ18からなる出力部13を備えている。画像データGを表示するディスプレイ7は、タッチパネルであって、車両Cが前進する際には、制御部3による駆動制御により、地図描画データ11bを出力して、図1に示す地図画面7aを表示する。また、車両Cが後退する際には、制御部3による駆動制御により、車両Cの後方を撮像した後
方撮像画面30(図5参照)を表示する。さらに、所定のタイミングで、画像メモリ6に蓄積された画像データGと、現在位置で撮像した画像データGとを用いて、過去画像及び現在画像を表示した画面を出力する。
タッチパネルや、ディスプレイ7に隣設された操作スイッチ15がユーザにより入力操作されると、制御装置2が備えるユーザ入力インターフェース部(以下、ユーザ入力I/F部16という)が、入力操作に応じた入力信号を制御部3に出力する。
また、制御装置2は、警告手段及び音声出力手段を構成する音声出力部17を備えている。音声出力部17は、音声ファイルを格納した図示しないメモリやデジタル/アナログ変換器等を備え、その音声ファイルを使用して、ナビゲーション装置1が具備するスピーカ18から案内音声や、警告音又は警告音声を出力する。
さらに、制御装置2は、出力制御手段及び警告手段を構成する描画処理部19を備えている。描画処理部19は、画像処理を行う演算部や、ディスプレイ7に表示するための出力データを一時格納するVRAM(いずれも図示省略)を備えている。描画処理部19は、制御部3の制御に基づいて、画像データGの歪曲収差を補正する。
さらに、描画処理部19は、車両Cが後退した際に、画像データ取得部12から取得した画像データGをディスプレイ7に出力し、図5に示すような後方撮像画面30を表示する。後方撮像画面30には、車両Cの後方を撮像した背景画像31が表示されている。また、背景画像31には、図5中実線で示す車幅延長線32と、破線で示す予想軌跡線33とからなるガイド線Lが重ねて表示されている。車幅延長線32は、車両Cの車幅を後方に延長した指標である。予想軌跡線33は、その時の現在舵角STR及び車幅に基づき、後退する車両Cの走行軌跡を予想した指標であって、車両Cから予め定めた距離(例えば、2.7m)までの予想軌跡を示す。
さらに、描画処理部19は、画像メモリ6に蓄積された画像データG(以下、過去画像データG2という)から必要な画像データGを読み出し、図17に示すような合成画面49を出力する。詳述すると、描画処理部19は、制御部3から出力された画像合成信号と、その時の自車位置を入力すると、自車位置から、予め定められた画像更新距離Dx分後方の座標が、インデックスDMとして添付された過去画像データG2を画像メモリ6から読み出す。このとき、読み出された過去画像データG2は、例えば、図13(a)に示すような画像40を出力するデータである。画像40は、車両Cの後端部(例えば、リヤバンパー等)を撮像した後端画像41を含んでいる。
描画処理部19は、この画像40を、図13(b)に示すような画像42となるように、過去画像データG2の歪曲収差を補正する。さらに、補正された過去画像データG2のうち、第1の領域43aを抽出して、合成用過去データG3を生成する。本実施形態では、第1の領域43aは、後端画像41以外の表示領域とする。
さらに、描画処理部19は、その時の自車位置で撮像した画像データG(以下、現在画像データG1という)を取得する。現在画像データG1は、例えば、図14(a)に示すような画像44を出力するデータである。描画処理部19は、現在画像データG1の歪曲収差を補正する。これにより、現在画像データG1は、図14(b)に示す画像45のように補正される。そして、現在画像データG1のうち、第2の領域43bを抽出して、合成用現在データG4を生成する。この第2の領域43bは、合成画面49に表示された際に、過去画像データG2から抽出された第1の領域43aの画像と連続する領域であって、本実施形態では、後端画像41を除いた領域である。
合成用現在データG4を生成すると、描画処理部19は、その合成用現在データG4と合成用過去データG3とをディスプレイ7に出力する。これにより、図15に示すような合成画面49がディスプレイ7に表示される。合成画面49のうち、合成用過去データG3に基づく過去画像47は、図12(b)に示す、現在のカメラ21の可視範囲外となる過去撮像領域Zxにあたる画像である。過去撮像領域Zxは、車体フロアの下方の路面、車体の後側方、リヤバンパーに隠れて撮像できない領域等を含んでいる。合成用現在データG4に基づく現在画像48は、現在の車両C後方の周辺状況を撮像したものである。この現在画像48は、図12(b)に示す、カメラ21の撮像範囲Sのうち、車両Cに近い領域である現在撮像領域Ziにあたる画像である。現在撮像領域Ziは、過去撮像領域Zxとほぼ連続するように設定されている。
また、描画処理部19は、自車位置に合わせて、図16に示すような補助線50をディスプレイ7の画面に表示する。補助線50は、車体の輪郭を示す外郭描画線54と、外郭描画線54を地上(路面)に投影した投影線51と、各後輪を示す後輪描画線52とを有している。さらに、過去画像47と現在画像48との境界を示す区画線53を有している。
描画処理部19は、投影線51、外郭描画線54及び後輪描画線52を自車位置に応じて縮小又は拡大する。そして、図17に示すように、ディスプレイ7の表示領域7bのうち、自車位置に応じた領域に、投影線51、外郭描画線54及び後輪描画線52を合成画面49に重ねて描画する。また、過去画像47と現在画像48との境界に、区画線53を描画する。さらに、描画処理部19は、図17に示すように、車幅延長線32及び予想軌跡線33(ガイド線L)を合成画面49に重ねて表示する。このとき、車両Cの舵角が小さいため、予想軌跡線33は、車幅延長線32に重なった状態になっている。
また、制御部3は、この合成画面49が表示されている場合に、車両側I/F部9及び車両ECU20を介して、パワーステアリング22を制御し、操舵補助力を低減させる。これにより、操舵力が重くなり、過去画像47が表示されているため、操舵が警告されていることを運転者に自覚させることができる。また、過去画像47にあたる過去撮像領域Zxに車両Cを進入させる運転操作を行った場合に、単位時間あたりの舵角変化量を小さくし、急な旋回を未然に防ぐようになっている。
次に、本実施形態の駐車支援処理の処理手順について、図6〜図11に従って説明する。図6に示すように、駐車支援処理は、制御部3の主制御により、ROM5に格納された駐車支援プログラムに従って行われ、システム起動管理処理S1と、車両信号入力処理S2と、画像データ入力処理S3と、描画処理S4とからなる。そして、駐車支援機能のオン・オフを操作する操作スイッチ15が入力操作されたり、イグニッションモジュールがオフ状態になったとき、それを終了トリガとして(S5においてYES)、全体の処理を終了する。終了トリガがない場合には(S5においてNO)、終了トリガの入力を待機しながら、各処理S1〜S4を繰り返す。
(システム起動管理処理)
システム起動管理処理S1について、図7に従って説明する。まず、制御部3は、車両側I/F部9を介して、シフトポジション信号SPを入力し、そのシフトポジション信号SPに基づき、メインメモリ4に格納されたシフトポジションNSWを更新する(S1−1)。そして、シフトポジションNSWに基づき、シフトポジションがリバース状態であるか否かを判断する(S1−2)。
シフトポジションがリバースであると判断した場合には(ステップS1−2においてYES)、メインメモリ4に格納されたシステム起動フラグSTTがオン状態であるか否か
を判断する(ステップS1−3)。システム起動フラグSTTは、後方撮像画面30の表示、又は画像データGの蓄積及び合成を行う駐車支援システム(駐車支援機能)が起動されているか否かを示すフラグである。この時点では、シフトレバーをリバースポジションにした直後なので、システム起動フラグSTTは、オフ状態になっている。
システム起動フラグSTTがオフ状態であると判断すると(ステップS1−3においてNO)、制御部3はディスプレイ7に表示された地図画面7aを消去して、後方撮像画面30に切り替える(ステップS1−4)。そして、制御部3は、システム起動フラグSTTをオン状態に更新する(ステップS1−5)。
さらに、制御部3は、メインメモリ4に格納された第1の後退距離ΔDM1及び第2の後退距離ΔDM2を「0」に初期化する(S1−6)。第1の後退距離ΔDM1は、画像合成モードに切換えるための変数であって、駐車支援機能の起動以後、車両Cが後退した距離を累積した距離である。第2の後退距離ΔDM2は、合成画面49を更新するタイミングを判断するための変数であって、既に画像データGを撮像した位置からの後退距離を示す。第1及び第2の後退距離ΔDM1,ΔDM2を初期化すると、車両信号入力処理(S2)に進む。
同様に、システム起動管理処理を2回目以降に行う場合には、システム起動フラグSTTはオン状態になっているため(ステップS1−3においてYES)、車両信号入力処理(S2)に進む。
(車両信号入力処理)
次に、図8に従って、車両信号入力処理(S2)について説明する。制御部3は、車両側I/F部9を介して、ステアリングセンサ信号STを取得し、現在舵角STRを更新する(ステップS2−1)。また、制御部3は、車両側I/F部9を介して、車速信号Vpを入力し、この車速信号Vpに基づき、移動距離Δdを演算する(ステップS2−2)。移動距離Δdは、前回のステップS2−2において、第1及び第2の後退距離ΔDM1,ΔDM2を算出した時点からの移動距離である。このため、第1及び第2の後退距離ΔDM1,ΔDM2を「0」に初期化した直後は、駐車支援システムを起動した時点の自車位置からの移動距離Δdを演算する。
そして、制御部3は、メインメモリ4に格納された第1及び第2の後退距離ΔDM1,ΔDM2に、移動距離Δdを加算して、新たに第1及び第2の後退距離ΔDM1,ΔDM2を算出する(ステップS2−3)。そして、画像データ入力処理S3に進む。
(画像データ入力処理)
続いて、制御部3は、図9に示す画像データ入力処理S3を行う。まず、制御部3は、画像データ取得部12に画像取得命令を送信する。画像データ取得部12は、カメラ21を駆動制御して撮像を開始し、カメラ21から画像データGを取得する(ステップS3−1)。
次に、制御部3は、第2の後退距離ΔDM2が、上記した画像更新距離Dxよりも大きいか否かを判断する(ステップS3−2)。第2の後退距離ΔDM2が、画像更新距離Dx以下であると判断すると(ステップS3−2においてNO)、次の描画処理S4に進む。第2の後退距離ΔDM2が画像更新距離Dxよりも大きいと判断すると(ステップS3−2においてYES)、その画像データGを撮像した位置を、インデックスDMとして画像データGに添付する(ステップS3−3)。このインデックスDMは、上記したように、絶対座標でもよく、基準位置からの相対座標でもよい。
そして、インデックスDMを添付した画像データGを画像メモリ6に格納する(ステップS3−4)。さらに、制御部3は、第2の後退距離ΔDM2を、「0」にリセットする(ステップS3−5)。そして、描画処理(S4)に移行する。
(描画処理)
次に、描画処理(S4)について図10に従って説明する。制御部3は、車両信号入力処理(S2)で算出した第1の後退距離ΔDM1が、表示モードを切り替えるための切替距離DRよりも大きいか否かを判断する(S4−1)。切替距離DRは、表示モードを、後方撮像画面30を表示するモードから、過去画像データG2を用いた合成画面49を表示する画像合成モードに切り替えるための基準となる距離であり、予め定められた固定値である。本実施形態では、切替距離DRは、5m以上10m未満の範囲内で定められた固定値になっている。
第1の後退距離ΔDM1が切替距離DR以下であると判断すると(ステップS4−1においてNO)、後方撮像画面30の出力を行う(ステップS4−2)。このとき、描画処理部19は、現在位置で撮像した画像データGと、ガイド線L(車幅延長線32)を表示する。後方撮像画面30を出力すると、システム起動管理処理(S1)のステップS1−1に戻る。
第1の後退距離ΔDM1が切替距離DRよりも大きいと判断すると(ステップS4−1においてYES)、車両信号入力処理(S2)で入力した現在舵角STRが、所定舵角AGL以下であるか否かを判断する(ステップS4−3)。所定舵角AGLは、画像合成モードに切り替えるための舵角の閾値であって、車両Cが駐車目標領域Rの終端に近づき、ほぼ直進状態になったことを示す値である。本実施形態では、直進状態を示す「0」に設定されている。
例えば、図12(b)に示すように、車体が駐車目標領域R内に進入すると、車両Cの舵角が小さくなる。この時、制御部3が、現在舵角STRに基づき、舵角が所定舵角AGLよりも小さいと判断し(ステップS4−3においてYES)、駐車操作の後半に至ったとして、画像合成モードを開始する。このとき、制御部3は、メインメモリ4に格納され、画像合成モードの起動を示すモード起動フラグSTFがオン状態であるか否かを判断する(ステップS4−4)。画像合成モードを開始した直後は、モード起動フラグSTFの初期値は、オフ状態であるので(ステップS4−4においてNO)、モード起動フラグSTFをオン状態にする(ステップS4−5)。モード起動フラグSTFがオン状態である場合には(ステップS4−4においてYES)、ステップS4−6に進む。
そして、制御部3は、検索インデックスINDを更新する(ステップS4−6)。検索インデックスINDは、後退距離ΔDMから、画像更新距離Dxを減算することにより算出され、合成のための過去画像データG2を検索するための変数である。さらに、制御部3は、描画処理部19を制御して、画像メモリ6に格納された各過去画像データG2のうち、検索インデックスINDと同じインデックスDMが添付された過去画像データG2を読み出す(ステップS4−7)。例えば、画像合成モードを開始した地点が、図12(b)に示す車両Cの位置であるとすると、この時の自車位置よりも移動距離Dx分前方(反後退方向、反Y矢印方向)の位置である、図12(a)に示す車両Cの位置で撮像された過去画像データG2を読み出す。図12(a)に示す車両Cの位置で撮像された過去画像データG2は、例えば図13(a)に示すような画像40を撮像している。
さらに、制御部3は、描画処理部19を制御して、現在位置の画像データG(現在位置画像データG1)を取得する(ステップS4−8)。このとき取得された現在画像データG1は、例えば図14(a)に示すような画像44を撮像したデータである。
次に、制御部3は、過去画像データG2と現在画像データG1とを用いて、画像合成処理を行う(ステップS4−9)。この画像合成処理について図11に従って説明する。制御部3は、描画処理部19を制御して、図13(b)に示す画像42のように、過去画像データG2の歪み(歪曲収差)を補正し、補正した過去画像データG2のうち、第1の領域43aを抽出(トリミング)する(ステップS4−10)。これにより、合成用過去データG3が生成される。
また、描画処理部19は、合成用過去データG3を、現在位置のカメラ21の視点から視た画像に連続するような視点に視点変換する(ステップS4−11)。この視点変換は、公知の方法により行われる。これにより、合成用過去データG3に基づく画像が、現在のカメラ21の視点による画像と連続する。
また、描画処理部19は、図14(a)に示すような、レンズによる歪みが生じた画像44を、図14(b)に示す画像45を撮像した現在画像データG1に補正する。そして、補正した現在画像データG1のうち、第2の領域43bを抽出(トリミング)する(ステップS4−12)。これにより、合成用現在データG4を生成する。
さらに、描画処理部19は、合成用現在データG4を予め定められた縮小率に縮小して、縮小データG5(図15参照)を生成する(ステップS4−13)。そして、図15に示すように、縮小データG5を、合成用過去データG3の合成領域46に合成する(ステップS4−14)。合成が終了すると、描画処理(S4)のステップS4−15に進む。
ステップS4−15では、合成後の縮小データG5及び合成用過去データG3を描画処理部19が有するVRAMに転送し、ディスプレイ7に出力する。そして、描画処理部19は、ガイド線L(車幅延長線32)の描画処理(ステップS4−16)と、図16に示すような補助線50の描画処理(ステップS4−17)とを行う。その結果、図17に示すような合成画面49がディスプレイ7に表示される。運転者は、過去画像47及び補助線50により、後輪C1と車輪止め101との相対位置、又は後輪C1と白線100との相対位置がわかるため、車両Cを駐車目標領域R内に真っ直ぐに駐車するように運転操作することができる。合成画面49を表示すると、システム起動管理処理(S1)のステップS1−1に戻る。
一方、ステップS4−3において、現在舵角STRが、所定舵角AGLよりも大きいと判断すると、制御部3は、モード起動フラグSTFがオン状態であるか否かを判断する(ステップS4−18)。
モード起動フラグSTFがオン状態である場合には(ステップS4−18においてYES)、画像合成モードに移行し、過去画像47が画面に表示されている状態にも関わらず、操舵が行われているので、車両C周辺に注意するように警告を行う。つまり、合成画面49の過去画像47にあたる過去撮像領域Zx(図12参照)のうち、車両Cの後側方に、画面には表示されない歩行者等の障害物が進入している可能性があるため、運転者に、その過去撮像領域Zx(車両Cの後側方)を実際に目視するように促す。
制御部3は、描画処理部19を制御して、図18に示すように、合成画面49の上に、警告表示60を表示する(ステップS4−19)。また、制御部3は、音声出力部17を制御して、図12(c)に示すように、警告音61又は警告音声62をスピーカ18を介して出力する(ステップS4−20)。
さらに、制御部3は、車両側I/F部9及び車両ECU20を介して、パワーステアリ
ング22を制御し、操舵補助力を低減する(ステップS4−21)。その結果、警告表示60と、警告音61又は警告音声62との出力、操舵力の変化により、運転者は、過去撮像領域Zxに進入する運転操作を行っていることを自覚し、車両Cの後側方を目視するか、或いは、操舵を中止する。警告を行うと、制御部3は、過去画像データG2の読出し(ステップS4−6,S4−7)を行う。
このとき、運転者が操舵を中止して現在舵角STRが「0」になった場合や、周囲の目視を行った後に所定の操作スイッチ15が入力操作された場合には、制御部3は、警告表示60を画面から消去する。また、警告音61又は警告音声62の出力を停止する。さらに、操舵補助力を通常状態にする。
また、ステップS4−18で、モード起動フラグSTFがオフ状態であると判断した場合には、制御部3は、描画処理部19により後方撮像画面30を表示する。
このように、画像合成モードを開始してからの操舵を警告しながら、各処理S1〜S4を複数回繰り返すと、車両Cは、各後輪C1が車輪止め101に接触する位置まで後退する。この位置では、現在のカメラ21の可視範囲内に車輪止め101が含まれないため、図示しない過去画像に車輪止め101が表示された状態になっている。運転者は、合成画面49により、後輪C1が車輪止め101に接触するタイミングが予測できるので、後輪が車輪止め101に接触する時の衝撃を緩和させるように運転操作することができる。
駐車が完了すると、運転者は、シフトレバーをリバースポジションから、パーキングポジション等に変更する。これにより、制御部3は、図7に示すステップS1−1で入力したシフトポジションNSWに基づき、シフトポジションがリバースでないと判断する(ステップS1−2においてNO)。さらに、制御部3は、システム起動フラグSTTがオン状態であるか否かを判断する(ステップS1−7)。駐車が完了した時点では、システム起動フラグSTTはオン状態になっているため(ステップS1−7においてYES)、ステップS1−8に進む。
ステップS1−8では、制御部3は、合成画面49を消去して、画像合成モードから、地図画面7aを表示するモードに切り替える。そして、システム起動フラグSTTをオフ状態にする(ステップS1−9)。そして、メインメモリ4に格納された、検索インデックスIND、シフトポジションNSW、現在舵角STR、モード起動フラグSTFを初期値にリセットする(ステップS1−10)。そして、車両Cのイグニッションモジュールがオフ状態になったり、操作スイッチ15が操作されて駐車支援機能がオフされたりするまで、ステップ1−1、ステップS1−2、ステップS1−7を繰り返し、終了トリガ、又はリバース状態を示すシフトポジション信号SPが入力されるのを待つ。
そして、イグニッションモジュールがオフ状態になったり、操作スイッチ15が入力操作されたりして、終了トリガが発生した場合(図6中、ステップS5においてYES)には、駐車支援処理を終了する。
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)上記実施形態では、ナビゲーション装置1は、車両Cに設けられたカメラ21から、車両C後方の周辺を撮像した画像データGを取得する画像データ取得部12と、画像データGを過去画像データG2として格納する画像メモリ6とを備えるようにした。また、制御部3の制御により、過去画像データG2と現在位置で撮像した現在画像データG1とを用いて、過去画像47及び現在画像48を表示した合成画面49をディスプレイ7に表示する描画処理部19を備えるようにした。さらに、制御部3は、合成画面49を出力している間に、車両Cの現在舵角STRが、所定舵角AGLを超えた場合に、警告を行うようにした。このため、例えば、過去画像47により描画された領域のうち、車両Cの後
側方に歩行者等の障害物が進入し、その障害物が合成画面49の過去画像47に反映されない場合でも、車両C周辺への注意を喚起することができる。従って、運転者は、周囲の目視を行って、障害物との衝突を防止できる。
(2)上記実施形態では、制御部3は、合成画面49を表示している間に、現在舵角STRが所定舵角AGLを超えた際に、音声出力部17から、警告音61又は警告音声62を出力するようにした。このため、運転者に、過去画像47を用いた合成画面49がディスプレイ7に表示されていることを確実に知らせ、車両C周辺に対し注意を喚起させることができる。
(3)上記実施形態では、制御部3は、合成画面49を表示している間に、車両側I/F部9及び車両ECU20を介して、パワーステアリング22を駆動制御し、操舵補助力を低減するようにした。このため、過去画像47にあたる車両Cの後側方への急旋回を防止できる。
(4)上記実施形態では、現在舵角STRが所定舵角AGLを超えた際に、描画処理部19により、周囲への注意を喚起する警告表示60を合成画面49に重ねて表示するようにした。このため、運転者に警告表示60と同じ画面に表示された過去画像47が、現在の画像ではないことを認識させ、目視等、周囲への注意を喚起できる。
(5)上記実施形態では、制御部3は、車両Cが画像更新距離Dxだけ移動する度に、後退方向において、画像更新距離Dx後方の位置で撮像された過去画像データG2を、画像メモリ6から読出すようにした。そして、現在画像データG1と、読出した過去画像データG2とを、ディスプレイ7に表示するようにした。従って、車両Cが画像更新距離Dx分移動する度に、合成画面49が更新されるので、比較的新しい過去画像データG2を用いて画面を更新できる。このため、運転者は、障害物の進入等を早めに知ることができる。
(6)上記実施形態では、描画処理部19は、過去画像データG2のうち、現在位置の車両Cの下方、側方及び後方にあたる過去撮像領域Zxと、現在画像データG1のうち、過去撮像領域Zxに連続する現在撮像領域Ziとを連続させてディスプレイ7に表示するようにした。従って、現在のカメラ21の可視範囲以外の白線100や車輪止め101を確認できる。しかも、画面が進行方向に沿って2分割されているので、過去画像47を直感的に判別しやすい。このため、過去画像47にあたる実際の領域を目視しやすい。
尚、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・ナビゲーション装置1は、車両ECU20から方位検出信号GYRを入力するようにしたが、ナビゲーション装置1が車両Cの方位を検出するジャイロセンサを具備していてもよい。
・上記実施形態では、制御部3は、走行状態検出手段としての車両ECU20から、シフトポジション信号SP及びステアリングセンサ信号STを入力するようにしたが、走行状態検出手段としての変速機の制御回路や、走行状態検出手段としての操舵装置のステアリングセンサから、車両側I/F部9を介して入力するようにしてもよい。
・上記実施形態では、画像更新距離Dxを、500mmとしたが、100mm等、その他の距離でもよい。また、切替距離DRは5m以上10m未満の範囲で設定される固定値としたが、その他の範囲内の固定値でもよい。
・上記実施形態では、撮像時の自車位置をインデックスDMとして、画像データGに添
付するようにしたが、画像データGと自車位置とを紐付けするテーブルをメインメモリ4等に格納するようにしてもよい。
・ナビゲーション装置1は、車両Cに取付けられた検出手段としてのセンサや検出装置に基づき、車両Cが駐車目標領域Rの終端や、車輪止め101に接近したことを検出するようにしてもよい。例えば、ナビゲーション装置1(検出装置)が、カメラ21(検出装置)により撮像した画像データGを解析して、路面に標示された白線を検出するようにしてもよい。また、駐車目標領域Rの内側又は周囲の立体障害物を検出するレーダ(検出装置)等を車両Cに取付け、ナビゲーション装置1が、そのレーダからの検出信号を入力することにより、車輪止め101や他の立体障害物を検出するようにしてもよい。そして、それらの検出装置により、車両Cが車輪止め101手前数メートル、又は後端の白線まで数メートルの位置まで車両Cが移動したことを検出した際に、それを開始トリガとして、画像合成モードを開始するようにしてもよい。
・上記実施形態では、制御部3は、車両Cが後退を開始したことを検出した際に画像データGの蓄積を行うようにした。これ以外に、制御部3が、車両Cの後退を検出し、且つ現在舵角STRが所定の舵角(例えば、所定舵角AGL)未満になった場合に、画像データGの蓄積を開始するようにしてもよい。このようにすると、蓄積する画像データの増大を防止し、画像データ入力処理、描画処理において、装置にかかる負荷を軽減することができる。
・上記実施形態では、画像合成システムを起動するトリガは、「車両Cの後退」、且つ「現在舵角STRが所定舵角AGL未満」の検出としたが、これ以外の、車両Cが駐車目標領域R終端に接近したことを示す信号の検出でもよい。例えば、「車両Cの後退」及び「現在舵角STRが所定舵角AGL以下」のうち、いずれか一方のみでもよい。又は、舵角が一定時間以上、所定の舵角以下であることを開始トリガとしてもよい。又は、車速が所定速度以下になった状態、又は、所定速度以下の状態が所定時間連続したことを開始トリガとしてもよい。又は、所定時間内に、所定回数以上、制動動作を行ったことを開始トリガとしてもよい。
・合成画面49を表示している間の警告として、警告表示60と、警告音61又は警告音声62との出力、操舵補助力の低減を行うようにしたが、これらのうち、いずれか1つ又は複数を組み合わせて行うようにしてもよい。
・合成画面49を表示している間の警告として、制御部3は、車両ECU20を制御して、車速が所定速度以下に保たれるように駆動制御してもよい。或いは、操舵が行われた際に、車両Cを停止させるように制動装置を駆動制御してもよい。
・上記実施形態では、現在舵角STRが、所定舵角AGLを超えた場合に、操舵の警告を行うようにした。これ以外に、現在舵角STRが「0」よりも大きく、操舵が行われてから所定距離(例えば200mm)以上後退した場合に、警告を行うようにしてもよい。或いは、現在舵角STRが「0」よりも大きく、車速が所定速度(例えば、時速5km)以上の場合に警告を行うようにしてもよい。このようにすると、警告が行われる回数を最小限にすることができる。また、制御部3が、現在舵角STRと車幅等に基づき、予想軌跡を算出し、その予想軌跡が過去撮像領域Zxに含まれるか否かを逐次判断するようにしてもよい。そして、予想軌跡が、過去撮像領域Zx内に含まれると判断した場合には、警告音61や警告音声62の出力などを行うようにしてもよい。このようにすると、判断処理を行う必要があるものの、必要な時のみ警告を行うようにすることができる。
・上記実施形態では、車両Cが画像更新距離Dx移動したときに、合成画面49を更新
するようにした。そして、過去画像47と現在画像48とを、後退方向に沿って並べて表示するようにしたが、この画像合成方法に限定されず、他の画像合成方法によって合成画面49を表示するようにしてもよい。要は、過去画像47を表示した合成画面49を出力している間に、操舵が行われたり、過去画像47により描画された領域に車両Cが進入する際に、警告を行うようにすればよい。
・カメラ21は、車両Cの後方でなく、車両Cの前方又は側方に取り付けられてもよい。
・上記各実施形態では、車両Cが並列駐車する場合についてのみ説明したが、縦列駐車する場合に、現在位置の画像データGと、過去の画像データGとをディスプレイ7に表示してもよい。
・上記実施形態では、駐車支援装置を、ナビゲーション装置1に具体化したが、その他の車載装置に具体化してもよい。この場合、GPS受信部8や、地図データ記憶部10等が省略される。
本実施形態のナビゲーション装置の構成を説明するブロック図。 カメラの取付位置を説明する説明図。 カメラの撮像範囲を説明する説明図。 画像メモリに格納された画像データの説明図。 後方撮像画面の説明図。 本実施形態の処理手順の説明図。 システム起動管理処理の処理手順の説明図。 車両信号入力処理の処理手順の説明図。 画像データ入力処理の処理手順の説明図。 描画処理の処理手順の説明図。 画像合成処理の処理手順の説明図。 (a)は過去画像データを撮像した撮像位置、(b)は画像合成を行った位置、(c)は、警告を行った状態を説明する説明図。 (a)は、過去画像データに基づく画像、(b)は補正画像の説明図。 (a)は、現在画像データに基づく画像、(b)は補正画像の説明図。 過去画像及び現在画像を合成した画像の説明図。 補助線の説明図。 合成画面の説明図。 警告表示が出力された合成画面の説明図。
符号の説明
1…駐車支援装置としてのナビゲーション装置、3…出力制御手段及び警告手段としての制御部、6…画像データ記憶手段としての画像メモリ、7…表示手段としてのディスプレイ、12…画像データ取得手段としての画像データ取得部、17…警告手段及び音声出力手段を構成する音声出力部、18…音声出力手段を構成するスピーカ、19…出力制御手段及び警告手段としての描画処理部、20…舵角検出手段としての車両ECU、21…撮像装置としてのカメラ、22…パワーステアリング、43a…第1の領域、43b…第2の領域、47…過去画像、48…現在画像、49…合成画面、60…警告表示、61…警告音、62…警告音声、C…車両、Dx…画像更新距離、G…画像データ、G2…過去画像データ。

Claims (7)

  1. 車両に設けられた撮像装置から画像データを取得する画像データ取得手段と、前記画像データを格納する画像データ記憶手段と、前記画像データに基づく画像を出力する表示手段と、前記表示手段への出力を制御する出力制御手段とを用いて、駐車操作を支援する駐車支援方法において、
    前記画像データ取得手段により取得した前記画像データを、過去画像データとして前記画像データ記憶手段に格納し、
    前記画像データ記憶手段から読出した前記過去画像データ、前記車両の現在位置で撮像した現在画像データとを合成して合成画像データを生成し、
    前記現在画像データに基づく現在画像と前記合成画像データに基づく合成画像とを、前記出力制御手段により切り換えて前記表示手段に出力し、
    出力された前記合成画像が前記表示手段に表示されており、且つ前記車両のステアリング操作部の現在舵角が所定舵角よりも大きいことを条件に前記車両の操舵を警告し、出力された前記現在画像が前記表示手段に表示されているときには前記車両の操舵を警告しないことを特徴とする駐車支援方法。
  2. 画像データに基づく画像を表示する表示手段と、
    車両に設けられた撮像装置から、前記車両周辺を撮像した画像データを取得する画像データ取得手段と、
    取得した前記画像データを、過去画像データとして格納する画像データ記憶手段と、
    前記画像データ記憶手段から読み出した前記過去画像データと、前記車両の現在位置で撮像した現在画像データとを合成して合成画像データを生成する合成手段と、
    前記現在画像データに基づく現在画像と前記合成画像データに基づく合成画像とを切り換えて前記表示手段に出力する出力制御手段と、
    出力された前記合成画像が前記表示手段に表示されており、且つ前記車両のステアリング操作部の現在舵角が所定舵角よりも大きいことを条件に前記車両の操舵を警告し、出力された前記現在画像が前記表示手段に表示されているときには前記車両の操舵を警告しない警告手段と
    を備えたことを特徴とする駐車支援装置。
  3. 請求項2に記載の駐車支援装置において、
    前記警告手段は、
    警告音又は警告音声を音声出力手段から出力することを特徴とする駐車支援装置。
  4. 請求項2又は3に記載の駐車支援装置において、
    前記警告手段は、
    前記車両のパワーステアリングを制御して、操舵補助力を低減させることを特徴とする駐車支援装置。
  5. 請求項2〜4のいずれか1項に記載の駐車支援装置において、
    前記警告手段は、
    前記車両の周辺への注意を喚起する警告表示を前記表示手段に表示することを特徴とする駐車支援装置。
  6. 請求項2〜5のいずれか1項に記載の駐車支援装置において、
    前記合成手段は、
    前記車両が予め定められた画像更新距離だけ移動する度に、後退方向において前記画像更新距離後方の位置で撮像された前記過去画像データを前記画像データ記憶手段から読出し、当該過去画像データと前記現在画像データとを合成することを特徴とする駐車支援装置。
  7. 請求項2〜6のいずれか1項に記載の駐車支援装置において、
    前記合成手段は、
    前記過去画像データのうち、現在位置の前記車両の下方又は側方にあたる領域を含む第1の領域と、前記画像データのうち、前記第1の領域に連続する第2の領域と連続するように前記過去画像データと前記現在画像データとを合成することを特徴とする駐車支援装置。
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