JP5380941B2 - 駐車支援装置及び方法 - Google Patents

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Description

本発明は、車両の運転者に周囲状況を表す画像を提示することによって、自車両を駐車させる運転操作を支援する駐車支援装置及び方法に関する。
従来から、車両周辺を複数のカメラにより撮影して俯瞰画像を提示する駐車支援装置が知られている（下記の特許文献１参照）。この駐車支援装置は、得られた画像を座標変換してあたかも仮想視点である上空から車両を眺めた画像である俯瞰画像を作成している。また、この駐車支援装置は、俯瞰画像上で設定した駐車目標位置を駐車枠を示す図形にて表示している。
特開２００５−２３９０４８号公報（図４乃至図１０参照）
しかし、従来技術においては、例えば駐車目標位置を設定した駐車枠に隣接する駐車枠に他車両が存在する場合には、他車両を覆うように駐車目標位置を表す駐車枠が描画されてしまうことがあり、駐車枠を正確に把握することができない可能性があった。
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、自車両を所望の駐車目標位置に駐車させる時に、当該駐車枠を正確に把握させることができる駐車支援装置及び方法を提供することを目的とする。
本発明は、車両周辺画像から生成した俯瞰画像内で駐車目標領域を設定し、俯瞰画像内で立体物が存在する領域が俯瞰画像内で設定された駐車目標領域と重なる場合、駐車目標領域の重なる部分を除いた駐車目標領域画像を生成して、俯瞰画像と駐車目標領域画像とを表示する。
本発明によれば、駐車目標領域のうちで立体物が存在しない領域を表す駐車目標領域画像を生成して、俯瞰画像と駐車目標領域画像とを表示するので、自車両を所望の駐車目標位置に駐車させる時に、当該駐車目標領域の駐車枠を正確に把握させることができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
本発明は、例えば図１に示すように構成された第１実施形態に係る駐車支援装置に適用される。この駐車支援装置は、駐車運転を支援するために、車両周辺の状況を俯瞰画像として提示するものである。
この駐車支援装置は、コントローラ１と、車両周辺画像を撮影するカメラ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ（以下、総称する場合には単に「カメラ２」と呼ぶ。）と、車両周辺の障害物を検出する超音波センサ３とを備える。また、車両に関する各種情報を取得する車速センサ４、操舵角センサ５及びシフト位置センサ６とを備える。また、ディスプレイ７及びスピーカ８と、運転者によって操作されるタッチパネル９、駐車ボタン１０、スクロールキー１１とを備える。コントローラ１はインストルメントパネル内に設置される。カメラ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは車両の前方、後方及び両側方を撮影可能な位置に設置される。超音波センサ３は車両前方および後方に設置される。タッチパネル８、駐車ボタン９、スクロールキー１０、ディスプレイ７は運転者から操作及び視認が可能な位置に設置される。
カメラ２は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラやＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）カメラで構成されている。このカメラ２は、車両周辺を撮影した車両周辺画像をコントローラ１の画像生成部２１に出力する。なお、この実施の形態では、車両の前方、後方及び両側方を撮影するために４個のカメラ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを設けているので、車両前方、車両後方、車両両側方の４個の車両周辺画像がコントローラ１の画像生成部２１に出力される。
カメラ２は、車両の前後左右に各々設置され、車両周囲の４方向の画像をそれぞれ撮影する。図２に示すように、カメラ２ａは、車両前方のフロントグリルに設置され、車両前方の撮影エリアＳＰ１の画像を撮影する。また、カメラ２ｃは、車両左側方の左サイドミラーに設置され、車両左側方の撮影エリアＳＰ２の画像を撮影する。また、カメラ２ｂは、車両後方のルーフスポイラーに設置され、車両後方の撮影エリアＳＰ３の画像を撮影する。また、カメラ２ｄは、車両右側方の右サイドミラーに設置され、車両右側方の撮影エリアＳＰ４の画像を撮影する。これら４台のカメラ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄで撮影された車両周辺画像データは、コントローラ１に随時供給される。
超音波センサ３は、車両の左右前端部および左右後端部に合計４つ設置されている。この超音波センサ３は、車両周辺の障害物までの距離を検出し、障害物位置情報をコントローラ１の画像生成部２１に出力する。この超音波センサ３は、超音波を送信してから受信するまでの時間に基づいて障害物との距離を検出し、４つの超音波センサ３のうち、どの超音波センサ３が障害物を検出したかに基づいて障害物の存在する方向を検出する。
車速センサ４、操舵角センサ５及びシフト位置センサ６は、自車両の挙動を検出する。車速センサ４は、自車両の車速を検出する。操舵角センサ５は、自車両のハンドル操舵角を検出する。シフト位置センサ６は、自車両のシフト位置（ギヤポジションの位置）を検出する。これら車速センサ４、操舵角センサ５、シフト位置センサ６は、車速信号、操舵角信号、シフト位置信号をコントローラ１の移動量演算部２２及び予測軌跡演算部２３に出力する。
駐車支援装置は、運転操作を支援する各種情報を運転者に提示するディスプレイ７と、案内音声を出力するスピーカ８とを備える。ディスプレイ７は、主として、駐車目標領域等の情報画像を車両周辺画像に重畳させた画像（以下、表示用画像と呼ぶ。）を表示させる。また、スピーカ８は、駐車目標領域等を運転者に対して指示する案内音声を出力する。
この駐車支援装置は、運転者に操作される構成として、タッチパネル９、駐車ボタン１０、スクロールキー１１等を備えている。タッチパネル９，スクロールキー１１は、車室内インストメントパネル（インパネ）の略中央位置に設けられている。また、駐車ボタン１０は、車室内インストメントパネル（インパネ）、に設置されている。これらタッチパネル９、駐車ボタン１０及びスクロールキー１１は、運転者が操作できるようになっている。
タッチパネル９は、ディスプレイ７に内蔵されたタッチセンサを有する。このタッチパネル９は、ディスプレイ７における画面内の押圧位置を操作信号としてコントローラ１に出力する。運転者がタッチパネル９を押圧操作することで、後述する駐車目標領域を変更することができる。
駐車ボタン１０は、車両の運転者に押圧操作されることによって、コントローラ１に対して駐車支援動作の開始を指示する起動信号を出力する。なお、この駐車ボタン１０は、自車両を中心として右方向への並列駐車、左方向への並列駐車、右方向への縦列駐車、左方向への縦列駐車の４つの駐車パターンのうち、いずれの駐車パターンであるかを選択可能とされている。
スクロールキー１１は、車両の運転者に回転あるいは押圧操作されることによって、コントローラ１に対して信号を出力する。運転者がスクロールキー１１を回転操作することで、後述する駐車目標領域を変更することができる。また、スクロールキー１１を押圧操作することで、後述する駐車目標領域を決定することができる。
図３に示すように、インストルメントパネル４１の略中央部には、駐車ボタン１０及びスクロールキー１１を含むスイッチ群４２及びディスプレイ７が設けられている。また、インストルメントパネル４１の運転席側には、運転者が視認可能な速度や回転数などの表示部４４が設けられている。スイッチ群４２のステアリング４３側には、シフトレバー４５が設けられている。このようにスイッチ群４２には、当該スイッチ群４２内におけるシフトレバー４５側に駐車ボタン１０が設けられている。
コントローラ１は、カメラ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ、超音波センサ３、ディスプレイ７、スピーカ８、タッチパネル９、駐車ボタン１０、スクロールキー１１と接続された画像生成部２１を備える。また、コントローラ１は、車速センサ４、操舵角センサ５、シフト位置センサ６と接続された移動量演算部２２及び予測軌跡演算部２３とを備える。なお、このコントローラ１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備えたコンピュータによるハードウエアで構成されているが、図１においては便宜的に機能ブロック毎に分けて、説明を行っている。
移動量演算部２２は、車速センサ４、操舵角センサ５、シフト位置センサ６から出力された車速信号、操舵角信号、シフト位置信号を用いて、自車両の移動量を検出する。このとき、移動量演算部２２は、シフト位置信号及び操舵角信号から換算したタイヤ切れ角情報に基づいて車両の移動方向を求めて、車速信号から当該車両の移動方向での移動量を求める。この移動量演算部２２によって演算された移動量情報は、画像生成部２１に出力される。
予測軌跡演算部２３は、操舵角センサ５、シフト位置センサ６から出力されたシフト位置信号及び操舵角信号を基に換算したタイヤ切れ角情報から、自車両の予測軌跡を演算する。この自車両の予測軌跡情報は、画像生成部２１に出力される。
画像生成部２１は、超音波センサ３から出力された障害物位置情報と、移動量演算部２２から出力された移動量情報と、予測軌跡演算部２３から出力された予測軌跡情報とを用いて、駐車目標領域等の情報画像を含む表示用画像を生成する。
画像生成部２１は、カメラ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄにより撮影された車両前方、車両後方、車両両側方からなる４個の車両周辺画像データのそれぞれを座標変換して、合成する。これにより、画像生成部２１は、カメラ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄによって撮像された車両周辺画像データから、図４に示すように車両全周囲を車両上方の仮想視点から見下ろした合成画像（俯瞰画像）を生成する。すなわち、画像生成部２１は、カメラ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄによって撮像された車両周辺画像に対して、変換前後の画像における画素アドレスの対応関係を記述した変換テーブルによってそれぞれ俯瞰画像に視点変換を行い、繋ぎ合わせる。これにより、画像生成部２１は、カメラ２によって得られた車両周辺画像を、仮想カメラ３２を視点として撮影エリアＳＰ１〜４を撮影した俯瞰画像（撮影エリアを車両中央の真上から見下ろした画像）に変換する。
画像生成部２１によって俯瞰画像１０１を作成する座標変換処理を図５を用いて説明する。車両前方の車両周辺画像１０２ａがカメラ２ａによって撮影され、車両後方の車両周辺画像１０２ｂがカメラ２ｂによって撮影されている。同様に、車両左側方の車両周辺画像１０２ｃがカメラ２ｃによって撮影され、車両右側方の車両周辺画像１０２ｄがカメラ３ｄによって撮影されている。なお図５に示す状況においては、車両を取り囲むように地面上にライン(白線)１０３が存在しているために、これらの各車両周辺画像１０２ａ〜１０２ｄには、ライン１０３も撮影されている。
画像生成部２１は、カメラ２a〜２ｄで撮影された各車両周辺画像１０２ａ〜１０２ｄをそれぞれ座標変換する。すなわち、画像生成部２１は、車両前方の車両周辺画像１０２ａを座標変換して自車両前方を上空から眺めた部分画像１０４ａを生成する。また、画像生成部２１は、車両後方の車両周辺画像１０２ｂを座標変換して自車両後方を上空から眺めた部分画像１０４ｂを生成する。また、画像生成部２１は、車両左側方の車両周辺画像１０２ｃを座標変換して車両左側方を上空から眺めた部分画像１０４ｃを生成する。また、画像生成部２１は、車両右側方の車両周辺画像１０２ｄを座標変換して車両右側方を上空から眺めた部分画像１０４ｄを生成する。そして、画像生成部２１は、座標変換して得られた部分画像１０４ａ〜１０４ｄを合成して、自車両周辺を上空から眺めた俯瞰画像１０１を生成し、ディスプレイ７に出力する。
また、画像生成部２１は、生成された俯瞰画像１０１に対して、部分画像１０４ａ〜１０４ｄの繋ぎ目となる部分、すなわち、それぞれの部分画像１０４ａ〜１０４ｄが隣接する境界に、黒色の繋ぎ目線１０６を生成し、ディスプレイ７に出力示する。また、画像生成部２１は、俯瞰画像１０１の中央となる位置に自車両を示すマーク１０５を生成し、ディスプレイ7に出力する。なお、この自車両マークを以下、自車両画像ともいう。
このように、画像生成部２１は、カメラ２によって撮影された車両周辺画像１０２a〜１０２ｄを座標変換することで部分画像１０４ａ〜１０４ｄを生成すると共に、この部分画像１０４ａ〜１０４ｄを合成することで俯瞰画像１０１を生成し、この俯瞰画像１０１に自車両マーク１０５、繋ぎ目線１０６、後述する駐車目標領域画像２０３を生成し、ディスプレイ７に出力することで、表示用画像を生成、表示することになる。
なお、俯瞰画像１０１はカメラ２によって得られた車両周辺画像を、仮想カメラ３２を視点としてて撮影された俯瞰画像に地面を基準面として変換しているために、カメラ２によって得られた画像内に立体物が存在する場合には、その立体物がカメラ２から遠ざかる方向に向かって、倒れ込んで表示される現象が発生する。この現象は、カメラ２から立体物までの距離が長くなるほど、倒れこみが大きく発生する。
つぎに、上述したように構成された駐車支援装置による駐車支援動作について、図６乃至図１１を参照して説明する。この図６から図１１に示す例では、運転者は右方向に並列に駐車を行おうと考えており、駐車目標の右隣の駐車枠には、既に駐車車両が存在しているものとして説明を行う。よって、この例ではディスプレイ７に表示される表示用画像２００は、俯瞰画像に加えて、自車両マーク２０１、繋ぎ目２０６、他車両画像２０５、駐車目標領域画像２０３、白線２０４が表示される。
コントローラ１は、駐車ボタン１０が操作されたことを検出すると、ディスプレイ７に表示用画像２００を表示する。また、コントローラ１は、「駐車支援を開始します。」といった文言をディスプレイ７に表示させ、且つ、スピーカ８から「駐車支援を開始します。」といった文言を音声によって出力させる。
次いで、コントローラ１の画像生成部２１は駐車目標領域を設定する。この駐車目標領域を表す駐車目標領域画像２０３は、駐車ボタン１０によって選択された駐車方式に対応して予め定められた位置に表示される。図６に示す例においては、自車両の右方向で、車体前方付近に、現在の自車両に対して９０度回転したように駐車目標領域画像２０３が設定される。
この駐車目標領域画像２０３は、図６に示すようなコ字状の青色の太線とこのコ字状内を塗りつぶした形態となっている。図６に示す状態では、自車両と駐車目標領域との距離が近いために、他車両２０５が倒れこみ、駐車目標領域画像２０３に重なるようにはならない。したがって、駐車枠と同じ形状である略四角形状の駐車目標領域画像２０３が表示されている。
次に画像生成部２１は、運転者の操作に従って駐車目標領域を決定する処理を行う。コントローラ１は、「青色の駐車枠を止めたい位置に移動、回転させて、決定操作を行ってください。」といった文言をディスプレイ７に表示させると共に、スピーカ８より出力させる。これにより、運転者に対してスクロールキー１１又はタッチパネル９を操作し、駐車枠の変更操作と決定操作を促す。
この報知に基づいて、運転者がスクロールキー１１又はタッチパネル９を操作すると、画像生成部２１は、駐車目標領域画像２０３を移動させる操作入力信号を取得する。画像生成部２１は、この取得した操作入力信号に従って、駐車目標領域画像２０３の表示位置を表示用画像２００内で変更する。
次いで、運転者がスクロールキー１１を押圧操作することで駐車枠の決定操作を行うと、コントローラ１は、駐車目標領域画像２０３の位置を決定する操作入力信号を取得する。コントローラ１は、この取得した操作入力信号に従って、「この位置を駐車目標領域として設定してよいですか？」といった文言をディスプレイ７に表示させると共に、スピーカ８より出力させる。
この報知に基づいて、運転者が再度スクロールキー１１を押圧操作すると、画像生成部２１は、現在ディスプレイ７に表示させている駐車目標領域画像２０３に相当する位置を駐車目標領域として決定する操作入力信号を取得する。画像生成部２１は、この取得した操作入力信号に従って、駐車目標領域画像２０３の位置を決定する。なお、予め設定された駐車目標領域２０３に対して、変更する必要のない場合には、変更操作を行うことなく、決定操作を行うようにしてもよいことは言うまでもない。
また、画像生成部２１は、駐車目標領域の決定時に、駐車目標領域画像２０３の表示用画像２００内における座標情報、及び色情報としてＲＧＢ情報を取得する。これら駐車目標領域画像２０３の座標情報及び色情報は、後述する駐車目標領域画像２０３の画像加工処理に用いるために、画像生成部２１に記憶される。
なお、画像生成部２１に記憶される駐車目標領域画像２０３の座標情報は、駐車目標領域画像２０３の中心位置の座標である。また、画像生成部２１に記憶される駐車目標領域画像２０３の色情報は、駐車目標領域画像２０３の全領域の全ての座標の色情報である。
このように駐車目標領域が決定された後、自車両が前進して、後退を開始する位置に停車した場合、表示用画像２００は、図７に示すようになる。
図７に示す状態においては、画像生成部２１による車両周辺画像の視点変換処理によって、他車両２０５の画像が歪み、駐車目標領域画像２０３側に倒れ込んだ形状となっている。この倒れこみが生じている状態で、図６と同様に略四角形状の駐車目標領域画像２０３を表示すると、駐車目標領域画像２０３によって、他車両２０５を覆い隠すような表示となってしまう。そこで、画像生成部２１は、駐車目標領域画像２０３の表示形状を、駐車目標領域のうちで、他車両２０５が存在しない領域のみを表すように変更する画像加工処理を行う。
図６に示す状況から図７に示す状況に自車両が前進した場合、この自車両の移動方向及び移動量は、車速センサ４により取得した車速信号、操舵角センサ５により取得した操舵角信号、シフト位置センサ６によって取得されたシフト位置信号に基づいて、移動量演算部２２によって演算され、移動量情報として画像生成部２１に供給される。画像生成部２１は、駐車目標領域の決定時に記憶しておいた駐車目標領域画像２０３の座標情報及び色情報を読み出す。
次に画像生成部２１は、記憶された駐車目標領域の座標情報と、移動量演算部２２から供給された移動量情報とに基づき、駐車目標領域と自車両の現在位置との相対位置関係を演算する。そして、画像生成部２１は、駐車目標領域と自車両の現在位置との相対位置関係に基づいて、表示用画像２００上における現在の駐車目標領域画像２０３の占有領域を計算する。
例えば、駐車目標領域の決定時における表示用画像２００上の駐車目標領域の中心座標が（Ｘｒ，Ｙｒ）であり、駐車目標領域の決定時における自車両に対する駐車目標領域の向きがθｒであり、移動量演算部２２が計算した自車両の移動量が（＋Δｘ，＋Δｙ）であり、自車両の向きの変更角度が＋Δθであるとする。この場合、自車両移動後の駐車目標領域の中心座標は、（Ｘ−Δｘ，Ｙ−Δｙ）だけ変位し、駐車目標領域の向きは、（θ−Δθ）だけ回転することになる。これにより、画像生成部２１は、自車両が移動した後の表示用画像２００における駐車目標領域画像２０３の占有領域を求めることができる。
次に、画像生成部２１は、現在の駐車目標領域画像２０３に対応する表示用画像２００の占有領域内の色情報を取得する。そして、画像生成部２１は、この取得した現在の駐車目標領域画像２０３に対応する表示用画像２００の色情報と、駐車目標領域の決定時の駐車目標領域画像２０３に対応する表示用画像２００との色情報とを比較する。画像生成部２１は、比較した結果、双方の色情報がほぼ同等であると判定した画像(画素)上に、駐車目標領域画像２０３を重畳し、双方の色情報が同等でないと判定した画像(画素)上には、駐車目標領域画像２０３を重畳しないようにした移動後の表示用画像２００を作成する。これにより、画像生成部２１は、図７に示すように、視点変換処理によって他車両２０５が倒れ込んだ形状となっても、駐車目標領域のうちで他車両２０５が存在しない領域に駐車目標領域画像２０３を表示する。
次に、図７に示した状態から図８に示す状態に、自車両が駐車目標領域に向けて後退した場合、自車両画像２０１と立体物である他車両２０５との距離が近づくほど、他車両２０５が駐車目標領域画像２０３に対して倒れ込む量は減る。すなわち、自車両と他車両及び駐車目標領域との距離が近くなるほど、視点変換処理による他車両の歪みが少なくなって、他車両２０５が駐車目標領域画像２０３と重なる領域が小さくなる。すなわち、図７に示した駐車目標領域画像２０３の領域サイズに比べて、図８に示す駐車目標領域画像２０３の領域サイズの方が広くなることになる。
その後、画像生成部２１は、自車両が後退する所定期間ごとに、上述と同様に駐車目標領域のうちで他車両２０５が存在しない領域を表す駐車目標領域画像２０３を作成して、表示用画像２００を更新する。具体的には、図８に示した状態から図９に示す状態に、自車両が駐車目標領域に向けて後退すると、駐車目標領域画像２０３のうちで他車両２０５が倒れ込む領域が更に減る。更に、自車両が駐車目標領域に進入すると、図１０に示すように、駐車目標領域画像２０３に対して他車両２０５が倒れ込む領域が無くなり、全ての駐車目標領域を示す駐車目標領域画像２０３を表示させることができる。そして、自車両が駐車目標領域の略中心に位置した場合、すなわち自車両が駐車目標領域に到達した場合には、図１１に示すように、画像生成部２１は、駐車目標領域画像２０３の表示を表示用画像２００に表示しないようにすることで、駐車運転が完了したことを報知する。
つぎに、上述したような表示用画像２００を運転者に提示する時の駐車支援装置の処理フローについて図１２を参照して説明する。
運転者によって駐車ボタン１０が操作され、コントローラ１が駐車支援を開始する操作入力信号を入力したことに応じて、ステップＳ１の処理を開始する。
ステップＳ１において、コントローラ１は、画像生成部２１によって駐車目標領域を設定して、図３に示すような俯瞰画像に駐車目標領域画像２０３を重畳させた表示用画像２００をディスプレイ７に表示させる。このとき、画像生成部２１は、運転者の入力操作に基づいて駐車目標領域を変更したうえで、決定する。
なお、ステップＳ１において、駐車枠と自車両との位置関係が図８に示すような位置関係、すなわち駐車目標領域に対して他車両２０５が倒れ込んでいる状態である場合には、駐車目標領域のうちで他車両２０５が存在しない領域となるように駐車目標領域画像２０３の形状を加工する画像加工処理が必要となる。
この場合、画像生成部２１は、先ず、俯瞰画像全体についてのの色情報を取得する。次に、画像生成部２１は、取得した色情報に基づいて、駐車目標領域のうちで、他車両２０５等の立体体が存在しない領域を表す駐車目標領域画像２０３を生成する。すなわち、取得した画素の色情報が、路面や白線を示す色情報である場合には、その画素には立体物が倒れ込んでいないと判断し、この画素は駐車目標画像領域２０３として表示することが可能で、逆に画素の色情報が路面や白線を示す色情報ではない場合には、その画素には立体物が倒れ込んでいると判断し、この画素は駐車目標画像領域として表示することが不可能と判断し、駐車目標画像領域２０３を生成する。
このように駐車目標領域画像２０３を生成することによって、過去に駐車目標領域画像２０３を重畳させた俯瞰画像内の画像データを記憶していなくても、立体物による倒れ込みをを避けた形状の駐車目標領域画像２０３を俯瞰画像上に重畳できる。
次のステップＳ２において、コントローラ１は、駐車目標領域を決定する操作入力信号をスクロールキー１１から入力したか否かを判定する。駐車目標領域を決定する操作入力信号を入力した場合には、ステップＳ３に処理を進める。一方、駐車目標領域を決定する操作入力信号を入力していない場合には、再度ステップＳ１にて駐車目標領域の設定を行う。
ステップＳ３において、画像生成部２１は、駐車目標領域の決定時における駐車目標領域画像２０３に対応する俯瞰画像の色情報、駐車目標領域画像２０３の座標情報を記憶する。この駐車目標領域画像２０３の座標情報及び色情報は、後段の画像加工処理において参照される情報となる。
次のステップＳ４において、画像生成部２１は、移動量演算部２２によって演算された移動量情報を入力する。
次のステップＳ５において、画像生成部２１は、記憶した座標情報と移動量情報とに基づいて駐車目標領域画像２０３の位置を演算する。また、この演算された駐車目標画像２０３の位置における色情報を取得する。
次のステップＳ６において、画像生成部２１は、ステップＳ３にて記憶しておいた駐車目標領域決定時の駐車目標領域画像２０３の色情報と、ステップＳ５にて取得した駐車目標領域画像２０３の位置における色情報とを比較する。このとき、画像生成部２１は、画素又は複数の画素ブロックごとに色情報の比較を行い、ほぼ同等の色情報である領域のみに対して、駐車目標領域画像２０３を重畳させる。このように、画像生成部２１は、駐車目標領域画像２０３の形状を色情報に基づいて加工し、他車両２０５が存在しない領域を表す形状とする画像加工処理を行う。
次のステップＳ７において、画像生成部２１は、ステップＳ５にて演算した駐車目標領域画像２０３の中心に、自車両画像２０１が位置したか否かを判定する。このとき、画像生成部２１は、ステップＳ５にて演算した駐車目標領域画像２０３の座標情報と、自車両画像２０１の座標情報とを用いて判定を行う。例えば、図９に示すように、自車両画像２０１が駐車目標領域画像２０３の中心に位置していない場合にはステップＳ４に処理を戻す。一方、図１１に示すように、自車両画像２０１が駐車目標領域画像２０３の中心に位置した場合には、駐車が終了したと判断して、処理を終了する。なお、図１１に示すように、自車両が駐車目標領域に到達したことを表示又は音声で報知することができる。
以上詳細に説明したように、本実施の形態によれば、視点変換によって生成した俯瞰画像内の他車両２０５が駐車目標領域画像２０３に倒れ込んでいても、駐車目標領域のうちで、立体物が存在しない領域を表す駐車目標領域画像２０３を生成するようにした。これにより、俯瞰画像上に駐車目標領域画像２０３を重畳させた結果、駐車目標領域画像２０３が他車両２０５を隠してしまう状態を回避でき、当該駐車枠に設定された駐車目標領域画像２０３を正確に把握させることができる。
また、本実施の形態によれば、駐車目標領域画像２０３の色情報に基づいて、駐車目標領域のうちで、立体物が存在しない領域を表す駐車目標領域画像２０３を生成するので、複雑な画像の演算を行うことなく、立体物が存在しない領域を表す駐車目標領域画像２０３を生成することができる。
更に、本実施の形態によれば、予め設定された駐車目標領域に対して運転者が変更操作を行ったうえで、駐車目標領域を決定するようにしたので、運転者が希望する駐車目標領域を決定することができるため、自車両の状況に応じた位置に駐車を行うことができる。
つぎに、本発明を適用した駐車支援装置の第２実施形態について説明する。なお、上述の実施形態と同様の部分については同一符号を付することによりその詳細な説明を省略する。
この駐車支援装置は、障害物が検出されていない領域を駐車目標領域に設定することを特徴とするものである。すなわち、この第２実施形態に係る駐車支援装置は、上述した第１実施形態において予め定めた駐車目標領域を設定していたことに代えて、超音波センサ３による障害物の検出状態に基づいて駐車目標領域を設定する。
この駐車支援装置は、画像生成部２１によって、超音波センサ３から出力された障害物位置情報に基づいて駐車目標領域を設定する処理を行う。先ず、画像生成部２１は、障害物位置情報に基づいて、自車両が駐車可能な奥行き及び幅の空き領域が存在するかを判断する。駐車可能な空き領域がある場合、画像生成部２１は、当該空き領域の中央位置を駐車目標領域の中心位置として設定する。障害物位置情報に基づいて駐車目標領域を設定する場合、超音波センサ３は、車両の左右前端部に配置された少なくとも２個の超音波センサ群で構成されている。
これによって、画像生成部２１は、自車両が空き領域の前を通過した時の障害物位置情報に基づいて空き領域を判定して、駐車目標領域を設定することができる。そして、この駐車支援装置は、上述した図１２におけるステップＳ１において、超音波センサ３の障害物位置情報に基づいて駐車目標領域を設定して、図６に示すように駐車目標領域画像２０３を重畳させた表示用画像２００をディスプレイ７に表示させる。
なお、障害物位置情報に基づいて駐車目標領域を設定する処理によって、複数の空き領域が検出された場合には、画像生成部２１は、自車両に最も近い空き領域を駐車目標領域に設定して、俯瞰画像に駐車目標領域画像２０３を重畳させた表示用画像２００を表示させる。このとき、画像生成部２１は、自車両に最も近い空き領域と自車両との位置関係及び予め記憶しておいた自車両の移動可能範囲に基づいて、自車両が駐車可能な空き領域に駐車目標領域を設定する。
このような第２実施形態によれば、第1の実施形態の効果に加えて、他車両を含む障害物がないスペースを駐車目標領域に設定でき、障害物がないスペースの近傍に車両を通過させるだけで、駐車目標領域を設定することができる。
つぎに、本発明を適用した駐車支援装置の第３実施形態について説明する。なお、上述の実施形態と同様の部分については同一符号を付することによりその詳細な説明を省略する。
この駐車支援装置は、カメラ２によって撮影された車両周辺画像から白線を認識し、認識された白線間の画像情報に基づいて、駐車目標領域を設定することを特徴とするものである。この白線認識処理は、画像生成部２１によって行われる。
この駐車支援装置は、画像生成部２１によって、白線を認識し、駐車目標領域を設定する処理を行う。先ず、画像生成部２１は、カメラ２から出力された車両周辺画像を用いて俯瞰画像を生成し、当該俯瞰画像に対してエッジ検出を行って、白線２０４を検出する。次に画像生成部２１は、白線２０４間の画像領域の色情報と、自車両直近の地面画像の色情報とを比較して空き領域を検出する。
例えば、白線２０４間に他車両２０５が存在する画像領域は、自車両直近の地面画像とは異なる色情報となる。これに対し、白線２０４間に空き領域が存在する画像領域は、自車両直近の地面画像と同じ色情報となる。また、画像生成部２１は、色情報を用いなくても、検出した白線２０４の間の画像データに対してエッジ検出を行って空き領域を検出しても良い。このエッジ検出の結果、白線２０４間に他車両２０５が含まれる画像領域には多数のエッジが検出され、白線２０４間に空き領域が含まれる画像領域には検出されるエッジが少ない。このことを利用して、画像生成部２１は、白線２０４間が空き領域であるか、他車両が存在するかを判定できる。
このように画像生成部２１は、白線２０４間の色情報又はエッジ検出結果に基づいて、駐車目標領域を設定することができる。そして、この駐車支援装置は、上述した図１２におけるステップＳ１において、認識された白線間の画像情報に基づいて駐車目標領域を設定して、図６などに示すように、俯瞰画像に駐車目標領域画像２０３を重畳させて作成された表示用画像２００を、ディスプレイ７に表示させることができる。
なお、白線２０４を認識して駐車目標領域を設定する処理によって、複数の空き領域が検出された場合には、画像生成部２１は、自車両に最も近い空き領域を駐車目標領域に設定して、俯瞰画像に駐車目標領域画像２０３を重畳させた表示用画像２００を表示させる。このとき、画像生成部２１は、自車両に最も近い空き領域と自車両との位置関係及び予め記憶しておいた自車両の移動可能範囲に基づいて、自車両が駐車可能な空き領域に駐車目標領域を設定する。
このような第３実施形態によれば、第1の実施形態の効果に加えて、白線間における画像情報に基づいて駐車目標領域を設定するので、白線が描かれているスペースの近傍に車両を通過させるだけで、駐車目標領域を設定することができる。
つぎに、本発明を適用した駐車支援装置の第４実施形態について説明する。なお、上述の実施形態と同様の部分については同一符号を付することによりその詳細な説明を省略する。
この駐車支援装置は、上述したように駐車目標領域画像２０３を俯瞰画像に重畳させた表示用画像２００を表示させている時において、車両を後退させることを検出した場合に、車両の位置から駐車目標領域までの車両の理想軌跡線及び車両の操舵角に基づく予測軌跡線を情報画像として俯瞰画像上に重畳させる。これによって、駐車支援装置は、自車両を後退させて駐車目標領域にまで導く運転操作を支援する。
駐車支援装置は、シフト位置センサ６によって出力されたシフト位置信号を予測軌跡演算部２３によって入力し、予測軌跡演算部２３が、シフト位置信号が後退（Ｒ：リバース）であることをトリガにして、理想軌跡線及び予測軌跡線を表示させる。
このような駐車支援装置は、図１３に示すように、俯瞰画像に、理想軌跡線２１１Ｒ，２１１Ｌ及び予測軌跡線２１２Ｒ，２１２Ｌを重畳した表示用画像２００をディスプレイ７に表示させる。この時、コントローラ１は、予測軌跡演算部２３によって、シフト位置センサ６によって取得されたシフト位置信号、操舵角センサ５によって取得された操舵角信号に基づくタイヤ切れ角に基づいて、自車両の物理的な移動可能範囲である予想軌跡情報を演算して画像生成部２１に供給する。
理想軌跡線２１１Ｒ，２１１Ｌは、自車両の現在位置と駐車目標領域との相対的な位置関係から求められる。理想軌跡線２１１Ｒ，２１１Ｌは、タイヤ切れ角すなわちハンドル操舵角を一定にした状態で後退した時に、自車両が駐車目標領域に到達する軌跡である。この理想軌跡線２１１Ｒ，２１１Ｌは、自車両画像２０１の後部の右端及び左端から、駐車目標領域画像２０３の右端及び左端と接続されて俯瞰画像上に描画される。
なお、他車両２０５の倒れ込みによって、駐車目標領域画像２０３の右端又は左端に接続する理想軌跡線２１１Ｒ，２１１Ｌが他車両２０５と重なる場合には、他車両２０５の倒れ込んでいる部分には理想軌跡線２１１Ｒ，２１１Ｌを描画しないようにする。同様に、他車両２０５の倒れ込みによって予測軌跡線２１２Ｒ，２１２Ｌと他車両２０５が重なる時には、他車両２０５の倒れ込んでいる部分には予測軌跡線２１２Ｒ，２１２Ｌを描画しないようにする。
これによって、駐車支援装置は、予測軌跡線２１２Ｒ，２１２Ｌを理想軌跡線２１１Ｒ，２１１Ｌに重畳させるようなハンドル操作をさせて、自車両を駐車目標領域に導くことができる。このとき、画像生成部２１は、例えば「停止した状態でハンドルを回して、赤色の線に青色の線を合わせてください。その後、ハンドルを固定したままで後退してください。」といった文言をディスプレイ７に表示させ、スピーカ８から音声で報知する。
そして、車両が理想軌跡線２１１Ｒ，２１１Ｌに沿って移動する動作は、移動量演算部２２によって検出される。そして、移動量演算部２２によって演算された移動量情報に基づいて、画像生成部２１は、俯瞰画像における駐車目標領域画像２０３の重畳する位置を更新し、且つ他車両２０５を避けるように駐車目標領域画像２０３の表示形状を加工して、表示用画像２００を更新する。
以上説明したように、第４実施形態に係る駐車支援装置によれば、第1の実施形態の効果に加えて、理想軌跡線２１１Ｒ，２１１Ｌ及び予測軌跡線２１２Ｒ，２１２Ｌを俯瞰画像に重畳して表示させるので、俯瞰画像上で駐車目標領域画像２０３を把握させ、当該駐車目標領域まで自車両を走行させる運転操作を支援できる。
つぎに、本発明を適用した駐車支援装置の第５実施形態について説明する。なお、上述の実施形態と同様の部分については同一符号を付することによりその詳細な説明を省略する。
第５実施形態に係る駐車支援装置は、俯瞰画像の外側に情報提示領域を設け、当該俯瞰画像外の駐車目標領域を情報提示領域に重畳して表示させることを特徴とするものである。例えば、図７に示す状態から、車両が駐車目標領域画像２０３に対して離れる方向に移動すると、図１４に示すように、駐車目標領域画像２０３のうちの大部分が俯瞰画像外となり、表示用画像２００内に表示される駐車目標領域画像２０３の面積が非常に小さくなる。
これに対し、第５実施形態に係る駐車支援装置は、図１５に示すように、俯瞰画像２００’の外側に情報提示領域２２０を設ける。そして、駐車支援装置は、俯瞰画像２００’内の駐車目標領域画像２０３と、情報提示領域２２０上の駐車目標領域画像２０３’とからなる表示用画像２００を作成する。これにより、駐車支援装置は、図１４に示した表示用画像２００における駐車目標領域画像２０３よりも、面積の広い駐車目標領域画像を含む表示用画像２００を作成する。
なお、車両が移動して、図７に示すような自車両画像２０１と駐車目標領域画像２０３との相対位置となる状態から、図１４に示すような自車両画像２０１と駐車目標領域画像２０３との相対位置となる状態に変化した時に情報提示領域２２０を設けて、駐車目標領域画像２０３を表示させても良い。
このような駐車支援装置は、画像生成部２１によって、自車両と駐車目標領域との相対位置に基づいて、駐車目標領域画像２０３が表示用画像２００外となっている場合には、俯瞰画像２００’の外側に情報提示領域２２０を設けた表示用画像２００を作成する。これによって、画像生成部２１は、俯瞰画像２００’及び情報提示領域２２０に亘って駐車目標領域画像２０３を重畳させた表示用画像２００をディスプレイ７に表示できる。
また、画像生成部２１は、移動量演算部２２が演算した自車両の移動量情報に基づいて駐車目標領域の俯瞰画像２００’内における座標を計算した結果、駐車目標領域画像２０３が俯瞰画像２００’外となった場合でも、当該俯瞰画像２００’外に情報提示領域２２０を設ける。このために、画像生成部２１は、移動量演算部２２から出力された移動量情報から演算した現在の自車両と駐車目標領域との相対位置が俯瞰画像外となる場合でも、当該相対位置を保存しておく必要がある。そして、画像生成部２１は、駐車目標領域画像２０３が俯瞰画像上にある場合には、他車両２０５の倒れ込みに応じて表示形状を変更して駐車目標領域画像２０３を俯瞰画像上に重畳させる。一方、駐車目標領域画像２０３が俯瞰画像上にはない場合には、俯瞰画像２００’外に情報提示領域２２０を設け、当該情報提示領域２２０上に駐車目標領域画像２０３の一部の画像２０３’を含む表示用画像２００を表示させる。
以上説明したように、本発明を適用した第５実施形態に係る駐車支援装置は、第1実施形態の効果に加えて、俯瞰画像２００’外に情報提示領域２２０を設けて駐車目標領域画像２０３を表示できるので、自車両と駐車目標領域との相対位置から駐車目標領域画像２０３が表示範囲外となっても、運転者に駐車目標領域画像２０３を提示できる。
なお上述した第１〜第５の実施形態においては、駐車目標領域画像２０３の座標情報は中心位置の座標としたが、駐車目標領域画像２０３の４つの頂点の座標や、頂点のうち、自車両画像２０１方向の２点のみであっても良い。
また、色情報は駐車目標領域画像２０３全ての座標の色情報を取得したが、特定の画素を代表として用いたり、平均値であっても良い。また色情報はＲＧＢ情報を用いたが、ＹＣｂＣｒ情報でも良い。
なおカメラ２が撮影手段を、コントローラ１および画像生成部２１が俯瞰画像生成手段を、コントローラ１、画像生成部２１、駐車ボタン１０、タッチパネル９、スクロールキー１１、超音波センサ３が駐車目標設定手段を構成する。また、コントローラ１、画像生成部２１が駐車目標領域画像生成手段を、移動量演算部２２が移動検出手段を構成する。また、超音波センサ３が障害物検出手段を、ディスプレイ７が表示手段を構成する。またシフト位置センサ６、コントローラ１が後退検出手段を、車速センサ４、操舵角センサ５、コントローラ１、予測軌跡演算部２３が軌跡生成手段を構成する。
なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
本発明を適用した第１実施形態に係る駐車支援装置の構成を示すブロック図である。 ４台の車載カメラの設置位置及び撮影領域の具体例を示す図である。 ディスプレイ、駐車ボタン、スクロールキーの配置を示す正面図である。 実カメラ及び仮想カメラの位置と撮影エリアとの関係を示す図である。 本発明を適用した第１実施形態に係る駐車支援装置において、複数のカメラによって撮影された車両周辺画像から、１枚の俯瞰画像を作成する処理を説明する図である。 本発明を適用した第１実施形態に係る駐車支援装置において、駐車目標領域の設定時に表示させた駐車目標領域画像を含む表示用画像を示す図である。 図６に示す表示用画像を表示させた後に、自車両が前進した時に表示させる表示用画像を示す図である。 図７に示す表示用画像を表示させた後に、自車両が後退した時に表示させる表示用画像を示す図である。 図８に示す表示用画像を表示させた後に、自車両が後退した時に表示させる表示用画像を示す図である。 図９に示す表示用画像を表示させた後に、自車両が後退して駐車目標領域に進入した時に表示させる表示用画像を示す図である。 図１０に示す表示用画像を表示させた後に、自車両が後退して駐車目標領域に到達した時に表示させる表示用画像を示す図である。 本発明を適用した第１実施形態に係る駐車支援装置によって、駐車目標領域画像の表示形状を変更した表示用画像を表示させる駐車支援動作を説明するフローチャートである。 本発明を適用した第４実施形態に係る駐車支援装置によって、自車両の予測軌跡線及び理想軌跡線を俯瞰画像上に重畳した表示用画像を示す図である。 自車両と駐車目標領域との相対位置から、駐車目標領域画像が俯瞰画像外となってしまう表示用画像を示す図である。 本発明を適用した第５実施形態に係る駐車支援装置によって、俯瞰画像外に情報提示領域を設けて駐車目標領域画像を表示させる表示用画像を示す図である。
符号の説明
１ コントローラ
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ カメラ
３ 超音波センサ
４ 車速センサ
５ 操舵角センサ
６ シフト位置センサ
７ ディスプレイ
８ スピーカ
９ タッチパネル
１０ 駐車ボタン
１１ スクロールキー
２１ 画像生成部
２２ 移動量演算部
２３ 予測軌跡演算部
１０１ 俯瞰画像
１０２ａ〜１０２ｄ 車両周辺画像
１０３ ライン
１０４ａ〜１０４ｄ 部分画像
１０５ 自車両マーク
１０６ 繋ぎ目線
２００ 表示用画像
２０１ 自車両画像
２０３ 駐車目標領域画像
２０４ 白線
２０５ 他車両
２０６ 繋ぎ目線
２１１Ｒ，２１１Ｌ 理想軌跡線
２１２Ｒ，２１２Ｌ 予測軌跡線
２２０ 情報提示領域

Claims (10)

  1. 車両周辺を撮影する撮影手段と、
    前記撮影手段により撮影された車両周辺画像から視点変換処理によって俯瞰画像を生成する俯瞰画像生成手段と、
    前記俯瞰画像生成手段により生成された俯瞰画像内で、駐車目標領域を設定する駐車目標領域設定手段と、
    前記駐車目標領域設定手段により設定された駐車目標領域のうちで、立体物が存在しない領域を表す駐車目標領域画像を生成する駐車目標領域画像生成手段と、
    前記俯瞰画像生成手段により生成された俯瞰画像と、前記目標領域画像生成手段により生成された駐車目標領域画像とを表示する表示手段とを備え、
    前記駐車目標領域画像生成手段は、前記俯瞰画像内で立体物が存在する領域が前記俯瞰画像内で設定された駐車目標領域と重なる場合、前記駐車目標領域の重なる部分を除いた駐車目標領域画像を生成すること
    を特徴とする駐車支援装置。
  2. 前記駐車目標領域画像生成手段は、前記俯瞰画像内の駐車目標領域の色情報に基づいて、前記駐車目標領域のうちで、立体物が存在しない領域を表す駐車目標領域画像を生成することを特徴とする請求項１に記載の駐車支援装置。
  3. 車両の移動方向及び移動量を検出する移動検出手段を更に備え、
    前記俯瞰画像生成手段は、前記移動検出手段により検出された車両の移動方向及び移動量に基づいて、前記俯瞰画像内における駐車目標領域の位置を更新した俯瞰画像を生成し、
    前記駐車目標領域画像生成手段は、前記駐車目標領域設定手段により駐車目標領域が設定された時における前記俯瞰画像内の駐車目標領域の色情報と、前記駐車目標領域の位置を更新した時の駐車目標領域の色情報とを比較することによって、前記駐車目標領域のうちで、立体物が存在しない領域を表す駐車目標領域画像を生成することを特徴とする請求項２に記載の駐車支援装置。
  4. 前記駐車目標領域設定手段は、運転者が前記画像内の位置を入力する操作手段を備え、当該操作手段によって入力された画像内の位置に基づいて前記駐車目標領域を設定することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の駐車支援装置。
  5. 前記車両周辺に存在する障害物の位置を検出する障害物検出手段を更に備え、
    前記駐車目標領域設定手段は、前記障害物検出手段により障害物が検出されていない領域を駐車目標領域に設定することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の駐車支援装置。
  6. 前記撮影手段により撮影された車両周辺画像に含まれる白線を認識する画像認識手段を更に備え、
    前記駐車目標領域設定手段は、前記画像認識手段により認識された白線間の画像情報に基づいて、前記駐車目標領域を設定することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の駐車支援装置。
  7. 車両の後退を検出する後退検出手段と、
    前記車両の位置から前記駐車目標領域までの車両の理想軌跡線及び車両の操舵角に基づく予測軌跡線を生成する軌跡生成手段を備え、
    前記表示手段は、前記後退検出手段により車両の後退が検出された場合には、前記軌跡生成手段で生成された前記理想軌跡線と予想軌跡線とを表示することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の駐車支援装置。
  8. 前記表示手段は、前記俯瞰画像の外側に情報提示領域が設けられ、当該俯瞰画像外の駐車目標領域を情報提示領域に表示することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の駐車支援装置。
  9. 前記表示手段は、前記移動検出手段により検出された車両の移動方向及び移動量に基づく俯瞰画像における駐車目標領域が、当該俯瞰画像外となることを判定した場合に、当該俯瞰画像の外側に情報提示領域を設けることを特徴とする請求項３に記載の駐車支援装置。
  10. 車両周辺画像から視点変換処理によって生成した俯瞰画像内で駐車目標領域を設定し、
    前記俯瞰画像内で立体物が存在する領域が前記俯瞰画像内で設定された前記駐車目標領域と重なる場合、前記駐車目標領域の重なる部分を除いた駐車目標領域画像を生成して、前記俯瞰画像と駐車目標領域画像とを表示することを特徴とする駐車支援方法。
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