JP4782963B2 - 駐車する車両の周辺状況を監視するための装置 - Google Patents

Description

【０００１】
背景技術
本発明は、請求項１の上位概念部に記載の形式の、駐車する車両もしくは車庫入れする車両の周辺状況を監視するための装置から出発する。このような形式の装置は、ドイツ連邦共和国特許第４３３６２８８号明細書に基づき既に公知である。この公知の装置では、カメラの視認範囲を拡張させるために、このカメラを旋回させるための手段が設けられている。
【０００２】
発明の利点
請求項１の特徴部に記載の特徴を有する本発明による装置には、単純で頑丈な配置形式によって車両周辺領域の確実な監視が保証されるという利点がある。可動の部分、ひいては摩耗し易い部分は回避され、ビデオカメラの死角も監視対象に含まれるので、運転者は、たとえばビデオカメラの死角に人間が存在する場合でも、危険報知を受ける。したがって、運転者は、問題の障害物がビデオカメラの視認範囲内に存在する場合にのみ危険報知を受けるのではなく、障害物がビデオカメラの視認範囲外に存在する場合でも危険報知を受ける。すなわち、対象物認識と運転者への報知との点において、対象物認識センサとビデオカメラとの間での経済的な機能分配が行われる。
【０００３】
請求項２以下に記載の手段により、請求項１に記載の装置の有利な改良が可能となる。
【０００４】
ビデオカメラの視認範囲の外側における対象物の存在が、指示ユニットを介して別個に表示可能であると有利である。これにより、運転者はビデオ画像を介してはまだ何も認識することができないけれども、直ちに、危険が差し迫っている方向へ運転者の注意が向けられるようになる。
【０００５】
対象物認識センサのデータをも、ビデオ画像をも対象物の評価のために処理する対象物認識ユニットが設けられていると特に有利である。複数のセンサ情報を組み合わせて、１つの全体表示を形成することは、システム特性がいつでも透明になるという利点を有している。なぜならば、運転者はこれらのデータを視覚的にチェックすることもできるからである。運転者は、切り離された対象物認識センサにより提供される少数のパラメータ、たとえば後方に存在する人間に対する車両距離に頼らなくて済むようになる。これにより、運転者による簡単なコントロールおよび走行補正がいつでも可能となる。
【０００６】
撮影ビデオカメラの画像に結果を視覚的に呈示することには、運転者が状況を極めて良好に把握し得るという利点がある。なぜならば、運転者は、車両を視覚的な情報に基づいて操舵することに慣れているからである。
【０００７】
本発明のさらに別の利点は、請求項２以下および実施例の説明に記載された特徴により得られる。
【０００８】
実施例の説明
図１には、車両７の平面図が示されている。車両７の後方空間には、ビデオカメラ１ａが配置されている。このビデオカメラ１ａは車両の後方範囲８ａを視認範囲８ａ内で撮影する。ビデオカメラ１ａに隣接して、対象物認識センサ９ａ，９ｂが取り付けられている。両対象物認識センサ９ａ，９ｂは、周辺セクタ１０ａ；１０ｂ内の対象物を認識するために働く。これらの周辺セクタ１０ａ，１０ｂはビデオカメラ１ａの視認範囲８ａに直接隣接して位置しているが、しかしこの視認範囲８ａの外に位置している。さらに、自動車のフロントバンパの範囲には、前方へ向けられた対象物認識センサ９ｃ，９ｄ，９ｅが配置されており、これらの対象物認識センサ９ｃ，９ｄ，９ｅは、前方空間へ向けられた周辺セクタ１０ｃ，１０ｄ；１０ｅを監視する。
【０００９】
最小限の手間をかけるだけで固定に据え付けられた不動のビデオカメラ１ａは、規定された視認範囲８ａをカバーしており、この視認範囲８ａは、たとえば車両のインストルメントパネルまたは車両のセンタコンソールに配置されたディスプレイユニットを介して運転者に描画され得る。両対象物認識センサ９ａ，９ｂによって、特にビデオカメラにより撮影される範囲に接近しつつあるが、しかしまだ画像には補足されていない対象物を認識することができる。このような認識された対象物は、まだカメラ画像では検知することができないけれども、運転者に報知され得る。このような対象物は、たとえば側方から車両に接近して来る子供である。しかし、運転者はこの子供を、表示されたカメラ画像でもバックミラーでも認識することができない。なぜならば、この子供は死角に位置しているからである。対象物認識センサは、たとえば超音波センサ、レーダセンサ、ビデオセンサまたはライダ（レーザレーダ）センサとして形成されている。付加的な対象物認識センサ９ｃ，９ｄ，９ｅは、駐車操作時に、前方の駐車中の車両に対する距離を常時測定するか、または別の（危険にさらされた）対象物を認識するために使用され得る。前方の車両またはその他の対象物に対する距離が小さすぎる場合には、報知を発することができる。
【００１０】
しかし、これらの付加的な対象物認識センサ９ｃ，９ｄ，９ｅは、相応する周辺領域を監視するために車両のいかなる任意の個所にも据え付けられていてよい。たとえば側方の車両範囲では、対象物を検知しかつ運転者へ相応する警告を発することのできる別の取付け可能性が提供される。対象物認識が単眼式（ｍｏｎｏｋｕｌａｒ）に実施されると、コスト節約が得られる。なぜならば、１台のカメラしか使用されないからである。しかし、このような単眼式の画像認識方法は、２台のカメラを使用するステレオ式の画像認識方法（Ｓｔｅｒｅｏｖｅｒｆａｈｒｅｎ）に比べて、高精度でかつ信頼性の良い結果が提供されないという欠点を有している。そこで、他ならぬ、単眼式の対象物検出を別のセンサ、たとえば超音波センサとカップリングすることによって、精度および信頼性を著しく向上させることができる。
【００１１】
図２には、付加的に据え付けられた前側のビデオカメラ１ｂ，１ｃを備えた車両７が示されている。これらのビデオカメラ１ｂ，１ｃの視認範囲８ｂ；８ｃは車両７の前方空間をカバーしている。両ビデオカメラ１ｂ，１ｃは３つの対象物認識センサ９ｃ，９ｄ；９ｅの間に取り付けられているので、これら３つの対象物認識センサ９ｃ，９ｄ，９ｅはビデオカメラ１ｂ，１ｃに対して補足的に視認範囲８ｂ；８ｃの縁範囲を監視する。さらに、車両７の後方部分にも、別の対象物認識センサ９ｆ；９ｇが取り付けられており、この場合、これらの対象物認識センサ９ｆ，９ｇに所属する周辺セクタ１０ｆ；１０ｇは部分的にビデオカメラ１ａの視認範囲８ａとオーバラップしていて、こうしてビデオカメラ１ａに対して補足的に視認範囲８ａのこのオーバラップ範囲を監視する。
【００１２】
車両後方部分に付加的な対象物認識センサを設けることは、データ冗長性の形成によって対象物認識における確実性を高めるために役立つ。車両７がトレーラと共に運転される場合に、このトレーラが後方のビデオカメラもしくは後方の対象物認識センサの視認範囲もしくは周辺セクタを遮ってしまう場合には、このトレーラが同様の観察装置１ａ，９ａ，９ｂ，９ｆ，９ｇを備えていてよい。その場合、これらの観察装置はトレーラの後方の範囲に向けられている。こうして、トレーラ運転を行う車両も、駐車操作（Ｒａｎｇｉｅｒｍａｎｏｅｖｅｒ）時に運転者を補助することができる。
【００１３】
図３には、車庫入れするか、もしくは駐車する車両の周辺状況を監視するための装置の概略的な構造が示されている。この場合、ビデオカメラ全体は符号１で、対象物認識センサ全体は符号９で、それぞれ示されている。ビデオカメラ１と対象物認識センサ９とは、コントロールユニット２０に接続されている。このコントロールユニット２０は画像処理ユニット２を有しており、この画像処理ユニット２はビデオカメラ１の画像データを処理する。画像処理ユニット２は処理された画像データを対象物認識ユニット３０へ供給する。この対象物認識ユニット３０によって、ビデオカメラ１の処理された画像データも、対象物認識センサ９の信号も処理される。音響的な指示器６を介して、認識された対象物もしくは危険状況を運転者に音で報知することができる。音響的な指示器６は車両の乗員範囲に配置されている。画像処理ユニット２と対象物認識ユニット３０とには、重畳ユニット４０が接続されている。この重畳ユニット４０は、対象物認識ユニット３０により提供された、認識された対象物に関する情報を、画像処理ユニット２の処理された画像データと重畳して、ディスプレイユニット５５；５５′に描画する。対象物認識ユニット３０はさらに操作計算ユニット５０に接続されており、この操作計算ユニット５０は対象物認識ユニット３０の対象物データと、外部供給されたパラメータ４、たとえば選択されたステアリングホイール操舵角度とから走行操作を計算し、そしてこれらのデータを重畳ユニット４０へ伝送して、ディスプレイユニット５５；５５′に視覚的に描画する。操作計算ユニット５０はさらに、走行操作を自動的に実施するための制御ユニット９０に接続されている。
【００１４】
コントロールユニット２０では、ビデオカメラ１の画像が画像処理アルゴリズムによって処理されて、ディスプレイユニット５５；５５′で表示され得る。コントロールユニット２０のアルゴリズムはこの場合、車両パラメータ、たとえば車両速度およびステアリングホイールの操舵角度に基づいていてよい。ディスプレイユニット５５；５５′には、ビデオカメラ１の画像内容の他に、付加情報、たとえば車両周辺領域における対象物に関する警告も表示され得る。また、この警告を音響的な指示器６を介して音により報知することも可能である。画像処理ユニット２はこの場合、ノイズ抑制、画像歪み補正またはこれに類するもののような画像処理のためのアルゴリズムを有している。処理された画像は重畳ユニット４０によって付加的な画像内容と組み合わされて、ディスプレイユニット５５；５５′に表示される。対象物認識ユニット３０は対象物認識センサ９と画像処理ユニット２とからデータを受け取る。既知の対象物はディスプレイユニット５５；５５′に表示するために重畳ユニット４０へ伝送され、そして操作計算のために操作計算ユニット５０へも伝送される。操作の計算のためには、外部のパラメータを利用することができる。操作計算ユニット５０は計算された操作動作（Ｍａｎｏｅｖｅｒ）を、ディスプレイユニットにおける描画のために適した形で処理することができ、さらに操作計算ユニット５０は、場合によっては制御ユニット９０によって車両の制御に干渉することができる。たとえばアクチュエータ制御（Ａｋｔｕａｔｏｒｉｋｅｎ）としては、操舵角度に影響を与えることや、機関およびブレーキ制御に干渉することが挙げられる。対象物認識ユニット３０は周辺領域の認識時に、まず特定の駐車ジオメトリまたはこれに類するものを前提条件とするのではなく、実際に存在する画像データもしくは対象物認識データに基づいて、周辺領域の描写を行う。周辺領域のモデリング（Ｍｏｄｅｌｌｉｅｒｕｎｇ）およびビデオカメラの画像は、こうして重畳ユニット４０によって１つの描画にまとめられる。この描画は、車両周辺領域の現在の状況に関する包括的な情報を運転者に与えるために役立つ。対象物認識はこの場合、対象物の位置と数とを提供し、そして使用されたセンサシステムに応じて種々異なる対象物サイズを種々異なる精度で提供することができる。これらのデータ（対象物のサイズおよび距離）は、やはりディスプレイユニット５５；５５′に表示され得る。この場合、対象物認識ユニット３０がこれらのデータを適当な形式で重畳ユニット４０に伝送する。操作計算ユニット５０によって、前記装置は車両周辺領域における目下の状況のパッシブな検出と共に、車両制御の際に運転者をアクティブに支援することもできる。対象物認識ユニット３０は操作計算ユニット５０にモデリングデータもしくは周辺状況の対象物認識データとを伝送する。次いで、特定のシナリオに合わせて、操作計算ユニット５０によって車両コースが計算される。以下に、幾つかの有利な可能性を挙げる：
１．車両コースが、認識された障害物を回避する。
２．車両コースが、走行路に対して平行な駐車隙間に通じる。
３．車両コースが、走行路に対して直角な駐車隙間に通じる。
４．車両コースが、走行路に対して斜めの駐車隙間に通じる。
５．車両コースが、複数の障害物の間の特定の目標位置に通じ、この場合、これらの障害物はたとえばコンフィギュレーション（ｋｏｎｆｉｇｕｒｉｅｒｅｎ）され得る。すなわち、たとえば目標位置としては自宅ガレージ内の位置が挙げられ、障害物としてはこのガレージ手前の扉が挙げられる。上に挙げた車両コースを計算するためには、車両にトレーラが連結されていることや、特定の目標位置に到達するために運転者がまず場合によっては逆方向への操舵（ｇｅｇｅｎｌｅｎｋｅｎ）を行うことが望ましいことも考慮され得る。操作計算ユニット５０が上に挙げた種々の状況を自動的に認識するように操作計算ユニット５０が形成されているか、または運転者が、インストルメントパネルに取り付けられた選択手段を介して、相応する駐車バリエーションを選択することが可能となる。特定の操作動作、たとえば自宅ガレージ内への車庫入れまたは別の標準操作動作を記憶するか、もしくは前プログラミングすることもできる。このためには、操作計算ユニット５０が、適当なプログラムメモリを有しており、このプログラムメモリから、記憶された操作動作が呼出し可能となる。
【００１５】
上に挙げた種々の構成から、以下に挙げるような、本発明による装置による車両への干渉の度合いのための段階付けが得られる：
１．ビデオカメラの画像が、インストルメントパネルまたはセンタコンソールに取り付けられたディスプレイユニットに表示される。
２．それと同時に、対象物情報、たとえばサイズ、位置および距離が、適当な形式で重ね書きされる。
３．付加的に、車両状態に関する情報、たとえば切られた操舵角度、所属のバーチャルな「ドライブチューブ（Ｆａｈｒｓｃｈｌａｕｃｈ）」（チューブ状に描かれる仮想の車両進路）、道路に対する車両の視角度（自動車を貫く垂線の、道路垂線に対して相対的な角度）等が重ね書きされる。
４．操舵操作が操作計算ユニット５０によって計算されて、ディスプレイユニット５５；５５′に表示される。操舵角度はシステムにより、目下の状況に関連して計算されて、カメラ画像に目下の車両操舵角度に対して付加的に重ね書きされる。運転者は重ね書きされた操舵角度につき、目標値と実際値との比較を行い、相応してステアリングホイールを切る。これにより、運転者はいつでも十分なコントロールを受ける。所要の操舵方向はやはり（付加的に）、相応して重ね書きされた矢印により表示することができる。
５．当該装置が制御ユニット９０を介して、計算された操舵角度を自動的に調節し、これにより操舵に対する直接的な干渉が行われる。しかし、操舵角度は運転者によりいつでもオーバコントロール（ｕｅｂｅｒｓｔｅｕｅｒｎ）され得る、つまり修正され得るので、したがって固有の操舵角度を選択することができる。運転者は車両長手方向運動を、つまり機関およびブレーキを引き続き自ら制御する。
６．完全に自律的な運転形式において、当該装置が、計算された車両操作データに基づき、操舵に対しても機関制御に対しても干渉することによって車両を完全に自動的に制御する。操作動作はこの場合にも、いつでも運転者によって中断することができる。
【００１６】
対象物認識ユニット３０および操作計算ユニット５０は、択一的な別の構成では、上記項目６によるアクティブな操作制御が、たとえば以下に挙げるような状況において自動的に中断されるように形成することができる：
１．対象物、特に迅速に運動させられる対象物が、走行範囲、特に後方の車両範囲内に出現した場合。
２．対象物が粗く誤測定されていた場合。
３．対象物との差し迫った衝突危険が生じた場合。
４．危険にさらされた対象物（生物）が出現した場合。
【００１７】
図４には、ビデオカメラにより提供されかつコントロールユニットにより処理された画像を表示するためのディスプレイユニット５５の構成が示されている。このディスプレイユニット５５は画像範囲１２を有していると共に、鉛直方向の縁範囲１３と水平方向の縁範囲１４をも有しており、これらの縁範囲１３，１４は一緒になって画像範囲１２をフレーム状に取り囲んでいる。
【００１８】
画像範囲１２自体および画像範囲１２の鉛直方向の縁範囲と水平方向の縁範囲には、ビデオカメラ（Ｓ）の視認範囲によって捕捉されない車両周辺領域における対象物を光学的に報知するためのカラーバーを表示することができる。付加的に、適当な個所に、自車を描画するためのアイコン（Ｐｉｋｔｏｇｒａｍｍ）１５を挿入することができる。この自車の周辺には、認識された対象物の位置を書き込むこともできる。ディスプレイユニット５５は有利には、車両のインストルメントパネルまたはセンタコンソールに組み込むことができる。
【００１９】
警告カラーとしては、縁範囲においてシグナルカラー、たとえば赤色を使用することができる。どのバーが点灯しているのかに応じて、運転者は、カメラ画像は運転手にまだ何ら示唆を与えていないけれども、車両のどちらの側へ特に注意を向けなければならないのかを直ちに知ることができる。これに対して平行して、音響的な指示器６の警告音によって付加的な補助を行うことができる。
【００２０】
図５には、ディスプレイユニット５５′の別の実施例が示されてる。画像範囲１２には、立方体１１５が描かれている。この立方体１１５はその大きさおよび形状の点でほぼ、認識された対象物を表している。範囲１１６には、この対象物の距離または大きさに関するデータを挿入することができる。ライン１６は、与えられた操舵角度が維持された場合に予想され得る車両の仮想ドライブチューブもしくは予想進路をマーキングしている。ライン１７は、運転者が計算されたルートに従った場合に車両が占めると予想される仮想ドライブチューブもしくは予想進路をマーキングしている。運転者がどちらの方向へステアリングホイールを切った方がよいのかに応じて択一的に出現する矢印１８は、ライン１７によりマーキングされている、提案もしくは推奨された操舵角度を達成するために運転者が操舵時にどのような行動をとらなければならないのかを運転者に示唆する。
【００２１】
上で挙げた情報は全て、位置に関する情報を運転者に迅速にかつ正確に報知するために、画像範囲１２においてビデオカメラの画像と重畳される。車両が引き続きマニュアル式に運転される場合、前側の車両範囲にもセンサおよびビデオカメラが存在する場合に、車両の運転者が目下、どの変速段を入れたのかに応じて、前側のビデオカメラと後側のビデオカメラとの間での自動的な切換が行われるようにすることもできる。
【００２２】
図６には、駐車中の車両１０７の後方でかつ駐車中の車両１０８の前方へ向かって行われる車両７の縦列駐車操作が例示的に示されている。前記実施例の場合と同じ構成部分は、前記図面における符号と同一の符号で示されており、これらの構成部分については再度の説明を省略する。
【００２３】
特に、側方に配置された対象物認識センサ９ａ，９ｂは、固定に据え付けられたビデオカメラ１ａでは視認され得ないが、しかし駐車のためには重要となるような範囲を捕捉する。このことは、特に不注意な歩行者がたとえばビデオカメラ１ａの視認範囲８ａよりも僅かに外側の範囲に進入した場合に重要となる。この場合に、運転者はディスプレイユニットを介して、相応する警告を受け取り、この歩行者が再び車両の死角から遠ざかるまで相応する挙動を取ることができる。前側の対象物認識センサ９ｃ，９ｄ，９ｅも、前方の車両１０７に対する正確な距離を提供するので、これらの前側の対象物認識センサ９ｃ，９ｄ，９ｅは、特に運転者が運転者側シートから車両の制限部を運転者の「感覚」に基づいて感じ取るしかないような、見通しの利かない車両ボディの場合に駐車を容易にさせる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 車両の周辺状況を監視するための装置を備えた車両の平面図である。
【図２】 別の装置を備えた車両の平面図である。
【図３】 別の装置の概略図である。
【図４】 ディスプレイユニット５５の概略図である。
【図５】 別のディスプレイユニット５５′の概略図である。
【図６】 縦列駐車シーンを示す概略図である。
【符号の説明】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ ビデオカメラ、 ２ 画像処理ユニット、 ４ パラメータ、 ６ 音響的な指示器、 ７ 車両、 ８ａ，８ｂ，８ｃ 視認範囲、 ９，９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅ，９ｆ，９ｇ 対象物認識センサ、 １０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ，１０ｇ 周辺セクタ、 １２ 画像範囲、 １３，１４ 縁範囲、 １５ アイコン、 １６，１７ ライン、 １８ 矢印、 ２０ コントロールユニット、 ３０ 対象物認識ユニット、 ４０ 重畳ユニット、 ５０ 操作計算ユニット、 ５５，５５′ ディスプレイユニット、 ９０ 制御ユニット、 １０７，１０８ 車両、 １１５ 立方体

Claims (10)

1. 駐車する車両の周辺状況を監視するための装置であって、所定の視認範囲を有する少なくとも１つのビデオカメラと、該ビデオカメラの視認範囲を描画するためのディスプレイユニット（５５）とが設けられている形式のものにおいて、ビデオカメラの視認範囲が、車両に対して相対的に不変に設定されており、ビデオカメラの視認範囲の外側に位置しかつ該視認範囲に直接に隣接している範囲に存在する対象物を認識するための少なくとも１つの対象物認識センサが設けられており、少なくとも１つの指示ユニット（６；５５）を介して、ビデオカメラの視認範囲内に位置していない対象物の存在が運転者に報知可能であり、ただし前記対象物認識センサは、ビデオカメラの視認範囲に直接隣接して位置しているが、しかし該視認範囲の外に位置している周辺セクタ（１０ａ；１０ｂ）内の対象物を認識するために働くことを特徴とする、駐車する車両の周辺状況を監視するための装置。
2. ビデオカメラの視認範囲の外側に位置する対象物の存在が、ディスプレイユニット（５５）の縁範囲（１３，１４）に表示可能である、請求項１記載の装置。
3. 対象物認識センサが対象物認識ユニット（３０）に接続されており、該対象物認識ユニット（３０）がそれと同時に、ビデオカメラの画像を選択的にデジタル画像処理するための画像処理ユニットにも接続されていて、ビデオカメラの視認範囲内の対象物も自動的に認識可能でかつ運転者に報知可能である、請求項１または２記載の装置。
4. 外部パラメータを引き続き処理するための操作計算ユニット（５０）が設けられていて、ディスプレイユニット（５５）で実際操舵角度の表示（１７）が行われるようになっている、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
5. 前記操作計算ユニット（５０）に対象物認識ユニット（３０）から、認識された対象物に関するデータが供給可能であり、該データに基づいて前記操作計算ユニット（５０）が駐車操作を計算するようになっている、請求項３または４記載の装置。
6. 駐車操作が、操舵角度の提案（１７）の形でディスプレイユニット（５５）に表示可能である、請求項５記載の装置。
7. 操作計算ユニット（５０）が、駐車操作を自動的に実施するために制御ユニット（９０）に接続されている、請求項５または６記載の装置。
8. 操作計算ユニット（５０）が、標準駐車操作を記憶するための記憶手段を有しており、対象物認識ユニット（３０）によって相応する周辺状況が認識されると、駐車操作を自動的に実施するために標準駐車操作が呼び出されるようになっている、請求項７記載の装置。
9. 対象物認識センサが、超音波センサ、レーダセンサまたはライダセンサである、請求項１から８までのいずれか１項記載の装置。
10. 対象物認識ユニット（３０）によって、認識された対象物に対する距離が算出可能であり、該距離の数値がディスプレイユニット（５５）に重ね書き可能である、請求項３記載の装置。

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