JPWO2019021354A1 - 車両駐車支援装置、車両駐車支援プログラム - Google Patents

Abstract

車両駐車支援装置は、車両に搭載された単眼カメラから、第一時刻における第一画像と、前記第一時刻よりも後の第二時刻における第二画像とを取得する第一処理と、前記第一時刻と前記第二時刻との間の測定期間において取得されたセンサ値に基づいて前記車両の移動量を算出する第二処理と、前記移動量に応じて、前記第一画像または前記第二画像の一方を用いて測距を行う第一測距方式と、前記第一画像および前記第二画像の両方を用いて測距を行う第二測距方式とのいずれか一方を用いた測距結果を出力する第三処理と、前記測距結果に基づいて、前記車両を駐車スペースに誘導させる経路算出結果を出力する第四処理と、を実行する処理回路を備える。

Description

本発明は、車両から撮像された画像に基づいて車両周辺の対象までの距離を測定して車両の駐車を支援する車両駐車支援装置、車両駐車支援プログラムに関する。

車両（移動体と称されてもよい）に搭載されたカメラ（車載カメラと称されてもよい）から撮像される画像を基にして、目標の駐車位置を検出し、現在位置から目標の駐車位置まで車両を制御ないし運転者の操縦を支援する技術（車両駐車支援技術と称されてもよい）が知られている。そのような技術では、走行可能なルートを算出するために、車両周辺に位置する物体（対象物と称されてもよい）を検知すると共に、対象物と車両との距離を正確に算出することが求められる。また、車両周辺の物体を検知するために、センサのコストやセンサの搭載位置の制約等から、単眼カメラを用いることが好ましい。

例えば、単眼カメラで撮影された画像データから検知される対象物と車両との距離を算出する従来技術として、接地位置判定法と、移動ステレオ法がある。

接地位置判定法は、前段階で機械学習またはオプティカルフローなどを用いて、単眼カメラで撮影された画像データから対象物を検知し、検出した対象物の接地位置の画像上の座標と、ディストーションテーブルやカメラ取り付け位置・向きなどを基にして、幾何学的に、車両と対象物との距離を算出するものである。

移動ステレオ法は、車両の移動量と、車両移動前後に単眼カメラで撮影された複数の画像データとを基にして、車両から対象物までの距離を推定するものである。移動ステレオ法では、車両の移動量を比較的正確に特定でき、かつ、対象物が動いていない場合に、高精度に距離を測距することができる。

特開２０１５−８８０９２号公報 特開平１１−１０５６８６号公報 国際公開第２０１６／１２１５５０号 特開２００１−１８７５５３号公報 特開２０１４−１０９８１９号公報 特開２０１４−１０６０９２号公報 特開２０１２−１６４２７５号公報 国際公開第２０１０／０９８１７０号

従来の技術では、車両などの移動体から対象物までの距離を正確に測定できない場合がある。

例えば、接地位置判定法は、一時点の画像から対象物を検出するため、検出された対象物の画素位置における誤差による影響が、測距精度に影響を与える度合いが比較的大きい。

一方、移動ステレオ法は、時間差のある複数の時点の画像と車両の移動量とに基づいて三角測量の方法により対象物の三次元位置を推定する技術であるため、複数の画像間で十分な視差が得られることが求められる。しかし、車両が停止している状態や、走行を開始した直後は、十分な視差を有する画像が得られず、移動ステレオ法による測距を十分な精度で行うことが出来ない。

一つの側面では、本発明は、単眼カメラにより撮像された画像から、移動体から対象物までの距離の測定精度を向上することができる、車両駐車支援装置、車両駐車支援プログラムを提供することを目的とする。

開示の一側面によれば、車両駐車支援装置は、車両に搭載された単眼カメラから、第一時刻における第一画像と、前記第一時刻よりも後の第二時刻における第二画像とを取得する第一処理と、前記第一時刻と前記第二時刻との間の測定期間において取得されたセンサ値に基づいて前記車両の移動量を算出する第二処理と、前記移動量に応じて、前記第一画像または前記第二画像の一方を用いて測距を行う第一測距方式と、前記第一画像および前記第二画像の両方を用いて測距を行う第二測距方式とのいずれか一方を用いた測距結果を出力する第三処理と、前記測距結果に基づいて、前記車両を駐車スペースに誘導させる経路算出結果を出力する第四処理と、を実行する処理回路を備える。

開示の技術によれば、単眼カメラにより撮像された画像から、移動体から対象物までの距離の測定精度を向上することができる。

図１は、実施例１に係る車両駐車支援装置を備えた車両の構成の概要を例示する図である。 図２は、実施例１に係る車両駐車支援装置における処理の流れの一例を示す図である。 図３は、接地位置判定法による測距原理の一例を示す図である。 図４は、車両に搭載された単眼カメラによる撮影画像の一例を示す図である。 図５は、実施例２に係る車両駐車支援装置を備えた車両の構成の概要を例示する図である。 図６は、車両の前輪の切れ角の一例を示す図である。 図７は、実施例２に係る車両駐車支援装置における処理の流れの一例を示す図である。 図８は、車両の移動軌跡と旋回半径との一例を示す図である。 図９は、実施例３に係る車両駐車支援装置における処理の流れの一例を示す図（その１）である。 図１０は、実施例３に係る車両駐車支援装置における処理の流れの一例を示す図（その２）である。 図１１は、第一測距方式と第二測距方式との特性を例示する図（その１）である。 図１２は、第一測距方式と第二測距方式との特性を例示する図（その２）である。 図１３は、測距方式の選択制御における領域の一例を示す図である。 図１４は、単眼カメラの撮影画像に第一領域の境界を重ねた例を示す図である。 図１５は、実施例４に係る車両駐車支援装置における処理の流れの一例を示す図（その１）である。 図１６は、実施例４に係る車両駐車支援装置における処理の流れの一例を示す図（その２）である。 図１７は、実施例５に係る車両駐車支援装置を備えた車両の構成の概要を例示する図である。 図１８は、カメラ設置情報の内容例を示す図である。 図１９は、実施例５に係る車両駐車支援装置における処理の流れの一例を示す図（その１）である。 図２０は、実施例５に係る車両駐車支援装置における処理の流れの一例を示す図（その２）である。

以下に、本願が開示する車両駐車支援装置の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す実施例は開示の技術を限定するものではない。また、以下に示す各実施例は、適宜組み合わせて実施してもよいことはいうまでもない。

＜実施例１＞ 図１は、実施例１に係る車両駐車支援装置１０を備えた車両１の構成の概要を例示する図である。図１に示す車両１は、車両駐車支援装置１０、単眼カメラ２０、ユーザインタフェース装置３０、車輪速センサ４０を備える。なお、図１において、車両１を駆動させるためのエンジンまたはモータなどの駆動源やタイヤなどは図示を省略している。

車両駐車支援装置１０は、車両１に搭載された単眼カメラ２０から撮像された画像に基づいて車両１の周辺の距離を測定し、車両１の駐車を支援するように構成された装置（コンピュータと称されてよい）である。図１に例示する車両駐車支援装置１０は、処理回路１１と、メモリ１２とを有する。車両駐車支援装置１０は、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）などの車載ネットワークにより、単眼カメラ２０、ユーザインタフェース装置３０、車輪速センサ４０と通信可能に接続されている。

処理回路１１は、例えば、メモリ１２に格納されたプログラム（車両駐車支援プログラムと称されてもよい）を読みだして実行することで、実施例１に係る処理を実現する演算装置であってもよい。別言すると、処理回路１１は、実施例１に係る処理の実行主体としての側面を有する。処理回路１１として、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などが挙げられる。なお、処理回路１１は、二以上のコアを含むマルチコアプロセッサであっても良い。

メモリ１２は、処理回路１１で実行される各種処理に係るデータやプログラム（車両駐車支援プログラムと称されてもよい）を記憶保持するように構成される回路である。メモリ１２は、不揮発性記憶装置と揮発性記憶装置の両方あるいは一方を少なくとも含んで構成される。たとえば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などが挙げられる。図１において、メモリ１２は、主記憶装置及び補助記憶装置などの各種記憶装置を総称したものである。

単眼カメラ２０（カメラと称されてもよい）は、車両１に搭載された単眼カメラであり、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）カメラ、ＣＣＤ（Charged Coupled Devices）カメラなどである。単眼カメラ２０の光軸を車両１の前方に向ける場合、単眼カメラ２０は、例えば、車両１のフロントグリルやダッシュボードやフロントガラス（フロントウィンドと称されてもよい）などに設置されてもよい。単眼カメラ２０の光軸を車両１の後方に向ける場合、単眼カメラ２０は、例えば、車両１のリアガラス（リアウィンドと称されてもよい）やリアガーニッシュなどに設置されても良い。単眼カメラ２０は、例えば、所定の周期（フレームレートと称されてもよい）で、撮影した画像の画像データを車両駐車支援装置１０のメモリ１２に書き込んでもよい。

ユーザインタフェース装置３０は、車両駐車支援装置１０からの信号に基づき、車両１を駐車スペースに誘導させる経路算出結果を出力するように構成される装置である。例えば、経路算出結果を視覚的に出力する場合、ユーザインタフェース装置３０は、液晶表示装置などの表示装置であってもよい。

車輪速センサ４０は、車両１の車輪（ホイールと称されてもよい）の回転に応じてパルスを出力するように構成される。例えば、車両１の車輪用軸受に搭載され、ホイールあるいは車軸の回転に応じて、一回転当たり数十パルスの出力分解能を備えてもよい。車輪速センサ４０は、例えば、ピックアップコイルとパルサリングで構成されるパッシブセンサ方式であってもよいし、ホール素子や磁気抵抗素子などの磁気センサを用いたアクティブセンサ方式であってもよい。

以上の構成により、車両駐車支援装置１０の処理回路１１は、メモリ１２に格納されたプログラムを読みだして実行することで、車両１に搭載された単眼カメラ２０から、第一時刻における第一画像と、第一時刻よりも後の第二時刻における第二画像とを取得する第一処理と、第一時刻と第二時刻との間の測定期間において車輪速センサ４０から取得された車輪速パルス（センサ値と称されてもよい）に基づいて車両１の移動量を算出する第二処理と、移動量に応じて、第一画像または第二画像の一方を用いて測距を行う第一測距方式と、第一画像および第二画像の両方を用いて測距を行う第二測距方式とのいずれか一方を用いた測距結果（測定結果と称されてもよい）を出力する第三処理と、測距結果に基づいて、車両１を駐車スペースに誘導させる経路算出結果を出力する第四処理と、を実行するように構成される。

図２は、実施例１に係る車両駐車支援装置１０における処理の流れの一例を示す図である。図２に示す処理の流れは、例えば、ユーザ（運転者、搭乗者、同乗者と称されてもよい）の操作により、駐車支援機能が起動にされたことを契機として、実行を開始してもよい。

処理回路１１は、第一時刻における第一画像を取得する（Ｓ１０１）。処理Ｓ１０１において、処理回路１１は、例えば、単眼カメラ２０により撮影されメモリ１２に格納された第一画像を、第一時刻にメモリ１２から取得してもよい。あるいは、処理回路１１は、単眼カメラ２０により第一時刻に撮影されメモリ１２に格納された第一画像を、第一時刻よりも後の時刻にメモリ１２から取得してもよい。別言すると、第一時刻は、第一画像に関する時刻であればよい。

処理回路１１は、第一時刻の後、車輪速センサ４０からの車輪速パルスを計測する測定期間を開始する（Ｓ１０２）。処理Ｓ１０２において、処理回路１１は、車輪速センサ４０から入力される車輪速パルスをカウントした値である車輪速パルス数をゼロ値で初期化した後、測定期間が継続する間、車輪速センサ４０からの車輪速パルスをカウントし、車輪速パルス数を更新すればよい。車輪速パルス数は、メモリ１２に格納されてもよい。ここで、車輪速パルスないし車輪速パルス数は、センサ値の一例である。

処理Ｓ１０２において、処理回路１１は、複数の車輪速センサ４０からの車輪速パルスをカウントしてもよい。例えば、車両１は、右前輪の回転に応じた車輪速パルスを出力する第一の車輪速センサ４０と、左前輪の回転に応じた車輪速パルスを出力する第二の車輪速センサ４０とを有し、処理回路１１は、各々の車輪速パルスを個別にカウントしてもよい。この場合、第一の車輪速センサ４０の車輪速パルス数と、第二の車輪速センサ４０の車輪速パルス数との平均値を、センサ値としてもよい。なお、車輪速センサ４０の数は一個または二個に限定されるものではないことに留意されたい。

処理回路１１は、第二時刻における第二画像を取得する（Ｓ１０３）。処理Ｓ１０３において、処理回路１１は、例えば、単眼カメラ２０により撮影されメモリ１２に格納された第二画像を、第二時刻にメモリ１２から取得してもよい。あるいは、処理回路１１は、単眼カメラ２０により第二時刻に撮影されメモリ１２に格納された第二画像を、第二時刻よりも後の時刻にメモリ１２から取得してもよい。別言すると、第二時刻は、第二画像に関する時刻であればよい。

単眼カメラ２０により画像データが出力される周期であるフレームレートが例えば３０ｆｐｓ（フレーム毎秒と称されてもよい）の場合、第一時刻と第二時刻との間の時間間隔は、約０．０３３秒（３３ミリ秒）であってもよい。

処理回路１１は、測定期間における車輪速パルス数に基づき移動量を算出する（Ｓ１０４）。処理Ｓ１０４において、処理回路１１は、車輪速パルスの測定期間を終了することで、測定期間における車輪速パルス数を確定させてもよい。

処理Ｓ１０４において、処理回路１１は、例えば、「移動量ｄ＝π×Ｔ×ｎｐ／Ｎ」（式（１）と称されてもよい）を算出することで、移動量を算出してもよい。ここで、πは円周率（例えば３．１４）であり、Ｔはタイヤ径（タイヤの外径と称されてもよい）［ｍ］であり、ｎｐは測定期間に計測された車輪速パルス数（実測パルス数と称されてもよい）であり、Ｎはタイヤ一回転当たりの車輪速パルス数（単位パルス数と称されてもよい）である。Ｔ値（タイヤ径の値）とＮ値（単位パルス数の値）は、工場出荷時や工場出荷後の整備時など任意のタイミングにおいて、メモリ１２に格納されればよい。上述の式１において、「π×Ｔ」はタイヤ一周分の長さに相当する。上述の式１において、「ｎｐ／Ｎ」は測定期間におけるタイヤの回転数に相当する。すなわち、式１により算出された移動量ｄは、測定期間におけるタイヤの回転による軌跡の長さ（移動距離と称されてもよい）に相当する。

処理Ｓ１０４において、処理回路１１は、上述の式１に替えて、実測パルス数ｎｐそのものを移動量ｄとしてもよい。この場合、測定期間において車輪速センサ４０からの車輪速パルス（センサ値と称されてもよい）をカウントし、処理Ｓ１０４において実測パルス数ｎｐを確定させる処理が、センサ値に基づいて車両１の移動量ｄを算出することに相当する。なお、実測パルス数ｎｐを確定させる際に、測定期間を終了してもよいし、測定期間を継続してもよい。

なお、処理Ｓ１０４における移動量ｄの算出方法は、上述の例に限定されない。例えば、後述の実施例２による方法を用いてもよい。

処理回路１１は、移動量ｄに応じて、処理Ｓ１０１で取得した第一画像または処理Ｓ１０３で取得した第二画像の一方を用いて測距を行う第一測距方式と、第一画像および第二画像の両方を用いて測距を行う第二測距方式とのいずれか一方の測距結果に基づく経路算出結果を出力する（Ｓ１０５ないしＳ１０８）。

例えば、処理Ｓ１０５において、処理回路１１は、移動量ｄが所定の閾値未満であるかを判定する。移動量ｄが所定の閾値未満である場合（Ｓ１０５でＹＥＳ）、処理回路１１は、第一測距方式を選択し、第一測距方式による測距結果を出力する（Ｓ１０６）。一方、移動量ｄが所定の閾値以上である場合（Ｓ１０５でＮＯ）、処理回路１１は、第二測距方式を選択し、第二測距方式による測距結果を出力する（Ｓ１０７）。

処理Ｓ１０５において、移動量ｄが閾値未満であるか否かの判定は、第一画像と第二画像との間で十分な視差が確保できているか否かを判定するという側面を有する。別言すると、処理Ｓ１０５において、移動量ｄが閾値未満であると判定された場合、第一画像と第二画像との間で十分な視差が確保できておらず、第二測距方式よりも、第一測距方式の方が高い測距精度を得られることが期待できる。

第一測距方式は、第一画像または第二画像の一方に基づいて距離を測定できる方式であれば何でもよく、例えば、接地位置判定法による測距方式であってもよい。接続位置判定法によれば、単一の画像を構成する各画素の縦座標と被写体の接地位置までの距離との対応関係に基づいて、画像から抽出された被写体の接地位置までの距離が推定される。

図３は、接地位置判定法による測距原理の一例を示す図である。図３では、被写体Ｔ１０と、被写体Ｔ１０を撮影する光学系Ｔ１１と、光学系Ｔ１１による撮像面Ｔ１２と、撮像面Ｔ１２上に結像された被写体像Ｔ１３と、光学系Ｔ１１の光軸Ｔ１４（主軸と称されてもよい）とが図示されている。なお、図３の撮像面Ｔ１２では、説明の便宜上、被写体像Ｔ１３が天地逆で示されているが、単眼カメラ２０から取得される実際の撮影画像とは異なり得ることに留意されたい。

図３において、被写体Ｔ１０と被写体像Ｔ１３とは、「Ｈ／Ｄ＝Ｙ／ｆ」（式（２）と称されてもよい）で表わされる関係を有する。ここで、式（２）の符号Ｈは、被写体Ｔ１０の接地位置から光軸Ｔ１４までの高さを示す。式（２）の符号Ｙは、撮像面Ｔ１２における被写体像Ｔ１３の接地位置から光軸Ｔ１４までの高さを示す。撮像面Ｔ１２における光軸Ｔ１４の位置は、撮像面Ｔ１２における中心付近の座標に相当する。

式（２）の符号Ｄは、被写体Ｔ１０の接地位置から光学系Ｔ１１までの距離を示す。式（２）の符号ｆは、撮像面Ｔ１２における被写体像Ｔ１３の接地位置から光学系Ｔ１１までの距離を示す。

上述の式（２）を変形すれば、被写体Ｔ１０までの距離Ｄを算出する式が得られる。すなわち、第一測距方式の処理では、処理回路１１は、「Ｄ＝Ｈ×ｆ／Ｙ」（式（３）と称されてもよい）を算出することで、被写体Ｔ１０までの距離Ｄに相当する測距結果を出力することができる。あるいは、高さＹを多段階で変更させた場合の式（３）の算出結果に相当する変換表をメモリ１２に格納しておき、動作時に得られた高さＹから変換表を用いて距離Ｄの近似値を取得してもよい。

式（３）において、距離ｆは、単眼カメラ２０の構造に応じた設計値であり、工場出荷時や工場出荷後の整備時など任意のタイミングにおいて、メモリ１２に格納されればよい。

被写体Ｔ１０から光学系Ｔ１１までの路面が平坦であるとすれば、高さＨは、光学系Ｔ１１の設置位置の高さに相当する。すなわち、式（３）において、高さＨは、車両１に搭載された単眼カメラ２０の設置位置の路面からの高さに応じた設計値であり、工場出荷時や工場出荷後の整備時など任意のタイミングにおいて、メモリ１２に格納されればよい。

式（３）において、高さＹは、単眼カメラ２０により撮影された画像（撮影画像と称されてもよい）から検出された被写体像Ｔ１３の接地位置に応じて算出される値である。例えば、被写体像Ｔ１３の接地位置のＹ座標値と、撮影画像のＹ軸方向（高さ方向と称されてもよい）の画像寸法の半値との差分を算出することで、高さＹを求めてもよい。被写体像Ｔ１３の接地位置は、撮影画像から対象物の特徴を有するエッジ線分を所定のアルゴリズムに基づき抽出し、抽出したエッジ線分のうち最下端のエッジ線分のＹ座標値を探索することにより求めることができる。例えば、撮影画像に対して、Ｓｏｂｅｌフィルタやラプラシアンフィルタなどの種々のフィルタを用いることで、複数のエッジ線分を有するエッジ画像が生成される。なお、第一測距方式で用いる撮影画像は、第一画像であってもよいし、第二画像であってもよい。

式（３）から理解されるように、第一の測距方式では、被写体像Ｔ１３の接地位置の検出精度が劣化すれば、測距結果も劣化する。そのため、十分な視差が確保された二以上の画像を取得できたのであれば、第二測距方式による測距結果を用いた方が、測距精度を向上させることが期待できる。そこで、処理Ｓ１０５において、処理回路１１は、移動量ｄが所定の閾値以上であると判定した場合（Ｓ１０５でＮＯ）、第二測距方式を選択する（Ｓ１０７）。上述したように、処理Ｓ１０５において、移動量ｄが所定の閾値以上であると判定された場合、第一画像と第二画像との間で十分な視差が確保できており、第一測距方式よりも、第二測距方式の方が高い測距精度を得られることが期待できる。

処理Ｓ１０７において、第二測距方式は、第一画像及び第二画像の両方を用いて測距を行う測距方式であり、両画像の視差に基づいて対象物の三次元的位置を推定する測距方式であってよい。例えば、移動ステレオ法による測距方式であってもよい。移動ステレオ法によれば、微小な時間間隔で撮影された複数の画像に写る被写体の画面上の動きと撮影位置（カメラ位置と称されてもよい）の変位量とに基づき、被写体までの距離が推定される。例えば、単眼カメラ２０により撮影される画像のフレームレートが１秒毎３０フレームである場合、処理回路１１は、約３３ミリ秒間隔で撮影される複数の画像から選択された第一画像と第二画像に基づいて、移動ステレオ法による測距を行ってもよい。カメラ位置の変位量には、例えば、処理Ｓ１０４により算出された移動量ｄを用いてもよい。あるいは、ＧＰＳ（Global Positioning System）などの衛星測位システムによる測位結果に基づく移動量ｄを用いてもよい。

処理Ｓ１０７において、第一画像と第二画像とを任意の周期で更新（取得）してもよい。例えば、第一画像は第一フレーム数（例えば３０フレーム）ごとに更新され、第二画像は第二フレーム数（例えば１フレーム）ごとに更新されてもよい。別言すると、処理Ｓ１０７において、第一画像は３０フレームごとに取得され、第一画像が取得されてから３０フレームが経過するまでは、第一画像は更新されなくてもよい。この場合、図２に例示する処理の流れのうち、処理Ｓ１０１ないし処理Ｓ１０２は、第一フレーム数が経過するごとに繰り返し実行され、処理Ｓ１０３ないし処理Ｓ１０８は、第二フレーム数が経過するごとに繰り返し実行されてもよい。

処理Ｓ１０８において、処理回路１１は、第一測距方式または第二測距方式による測距結果に基づいて、車両１を駐車スペースに誘導するための所定の経路算出アルゴリズムに従った経路算出処理を実行し、経路算出結果を出力する。例えば、処理回路１１は、ユーザインタフェース装置３０の画面に経路算出結果に基づく最適な経路を表示することで、車両を操作するユーザ（運転者と称されてもよい）を視覚的に支援してもよい。あるいは、処理回路１１は、車両１の駆動を制御する電子制御ユニット（駆動制御ＥＣＵと称されてもよい）に、測距結果に基づく経路算出結果を供給することで、駆動制御ＥＣＵによる自動駐車処理に測距結果を反映してもよい。自動操舵により車両を所望の駐車目標位置へ誘導する従来技術について、国際公開第２０１０／０９８１７０号（米国特許第８８１６８７８号明細書）が詳しい。

以上により、車両１に搭載された単眼カメラ２０を用いて撮像された画像から対象物までの距離を測定する場合に、車両１の移動量に応じて最適な測距方式を選択することが可能となり、測距精度を向上させることができる。

＜実施例２＞ 上述の構成において、移動量は、測定期間におけるタイヤの回転による軌跡の長さ（移動距離と称されてもよい）に限定されない。移動量の一例として、実施例２に係る車両駐車支援装置１０では、車両１の移動により生じる単眼カメラ２０の光軸の変位に相当する旋回量（旋回角度と称されてもよい）の概念が導入される。実施例２に係る車両駐車支援装置１０の説明に入る前に、旋回量の概念を導入する動機について説明する。

図４は、車両１に搭載された単眼カメラ２０による撮影画像の一例を示す図である。図４では、第一の歩行者Ａ１０と、駐車スペースの枠を示す路面に塗布された白線Ａ１１及びＡ１２と、壁Ａ１３と、隣の駐車スペースに駐車された車両Ａ１４と、第二の歩行者Ａ１５と、車両１の進行方向を示す矢印Ａ１６とが図示されている。なお、矢印Ａ１６は、実際には撮影画像に写っていなくてもよい。

図４において、第二の歩行者Ａ１５は画像の中央から離れた位置に存在しているが、第一の歩行者Ａ１０は画像の中央付近に存在しており、第一の歩行者Ａ１０の位置は単眼カメラ２０の光軸と概ね一致する。矢印Ａ１６が示す方向に車両１が進行する場合、微小な時間間隔において第一の歩行者Ａ１０は単眼カメラ２０の光軸付近に存在し続けることとなる。ここで、矢印Ａ１６が示す方向は、車両１が搭載する単眼カメラ２０の光軸方向としての側面を有することに留意されたい。

車両１が単眼カメラ２０の光軸方向（すなわち矢印Ａ１６が示す方向）に移動する場合、上述の閾値以上の移動距離を有していても、光軸付近については十分な視差が得られず、光軸付近に存在する第一の歩行者Ａ１０に対する移動ステレオ法の測距精度が低下し得る。

そこで、実施例２では、測距方式の選択基準として作用する移動量に旋回量の概念を導入することで、上述の測距精度の低下が改善される。

図５は、実施例２に係る車両駐車支援装置１０を備えた車両１の構成の概要を例示する図である。図５に例示される車両１の構成は、舵角センサ５０が追加されている点で、図１に例示する実施例１の構成と相違し、その他の点では同様である。

舵角センサ５０は、車両１の正面方向に対する前輪の切れ角（舵角と称されてもよい）に応じたセンサ値を出力するように構成されるセンサである。例えば、舵角センサ５０は、車両１のステアリングシャフトの回転量を検知し、ステアリングシャフトの回転量に応じたセンサ値を出力するように構成されてもよい。

処理回路１１は、舵角センサ５０からのセンサ値に基づいて、車両１の正面方向に対する前輪の切れ角を取得するように構成される。別言すると、前輪の切れ角は、車両１の進行方向の正面方向に対する角度に相当する。

図６は、車両１の前輪の切れ角の一例を示す図である。図６に示される車両１は、前輪と後輪との合計４つのタイヤを有しており、車両１の正面には単眼カメラＢ１６が搭載されている。単眼カメラＢ１６の搭載位置は、車両１の後部であってもよい。前輪と後輪との離隔距離は、ホイールベースＢ１７で示される。

図６において、車両１の左前輪Ｂ１１と右前輪Ｂ１２とは、車両１の正面方向Ｂ１０に対して概ねθｓ［ｒａｄ］の切れ角を有する。すなわち、左前輪Ｂ１１の方向を示す線分Ｂ１３と、右前輪Ｂ１２の方向を示す線分Ｂ１４と、車両１の進行方向を示す線分Ｂ１５とは、概ね平行である。車両１の正面方向Ｂ１０は、車両１の中心軸と称されてもよい。左前輪Ｂ１１の進行方向を示す線分Ｂ１３は、左前輪Ｂ１１の中心軸と称されてもよい。右前輪Ｂ１２の方向を示す線分Ｂ１４は、右前輪Ｂ１２の中心軸と称されてもよい。

図６において、内輪である左前輪Ｂ１１の方向を示す線分Ｂ１３の車両１の正面方向Ｂ１０に対する角度が、外輪である右前輪Ｂ１２の方向を示す線分Ｂ１４の車両１の正面方向Ｂ１０に対する角度よりも大きくてもよい。この場合、処理回路１１は、左前輪Ｂ１１の切れ角と、右前輪Ｂ１２の切れ角との平均値を、舵角としてもよい。

図７は、実施例２に係る車両駐車支援装置における処理の流れの一例を示す図である。図７では、図２に例示される実施例１の処理の流れにおける処理Ｓ１０４に相当する内容を示している。別言すると、実施例２に係る車両駐車支援装置１０における処理の流れのうち、図２に例示される処理Ｓ１０１ないし処理Ｓ１０３、及び、処理Ｓ１０５ないし処理Ｓ１０８については、実施例１と同様である。

処理回路１１は、測定期間にカウントされた車輪速パルス数ｎｐから、実施例１と同様の手法により、移動距離ｄ［ｍ］を算出する（Ｓ１０４−１）。

処理回路１１は、測定期間に取得された舵角センサ５０からのセンサ値に基づいて舵角量θｓを取得する（Ｓ１０４−２）。処理Ｓ１０４−２において、処理回路１１は、例えば、舵角センサ５０からの複数のセンサ値について平均値を算出することで、舵角量θｓを取得してもよい。なお、舵角量θｓの取得方法は、これに限定されるものではなく、その他の公知の手段を用いてもよい。

処理回路１１は、車両１のホイールベースＷと舵角量θｓから、車両１の旋回半径Ｒを算出する（Ｓ１０４−３）。処理Ｓ１０４−３において、処理回路１１は、例えば、「Ｒ＝Ｗ／ｓｉｎ（θｓ）」（式（４）と称されてもよい）を算出することで、旋回半径Ｒ［ｍ］を取得してもよい。式（４）において、符号Ｗは車両１のホイールベースＷ［ｍ］を示し、符号θｓは舵角量θｓ［ｒａｄ］を示す。なお、舵角量θｓが例えばθｓ＜０．５［ｒａｄ］といった微小な角度量である場合、正弦関数ｓｉｎ（θｓ）は、舵角量θｓで近似し得る。この場合、式（４）は次のように変形し得る。すなわち、「Ｒ＝Ｗ／θｓ」（式（４’）と称されてもよい）である。

処理回路１１は、処理Ｓ１０４−３で算出された旋回半径Ｒ［ｍ］と、処理Ｓ１０４−１で算出された移動距離ｄ［ｍ］とから、旋回量θ１［ｒａｄ］を算出する（処理Ｓ１０４−４）。処理Ｓ１０４−４において、処理回路１１は、例えば、「θ１＝ｄ／Ｒ」（式（５）と称されてもよい）を算出することで、旋回量θ１を取得してもよい。式（５）において、符号ｄは移動距離ｄ［ｍ］を示し、符号Ｒは旋回半径Ｒ［ｍ］を示す。

図８は、車両１の移動軌跡と旋回半径との一例を示す図である。図８では、旋回半径Ｒ１０で車両１が旋回することで、車両１に搭載された単眼カメラ２０が地点Ｐ１（Ｘ１，Ｙ１）から地点Ｐ２（Ｘ２、Ｙ２）まで、移動軌跡Ｒ１２に沿って移動したことが図示されている。図８において、移動前の地点Ｐ１（Ｘ１，Ｙ１）と旋回中心Ｏ（Ｘｃ，Ｙｃ）との距離である旋回半径Ｒ１０と、移動後の地点Ｐ２（Ｘ２，Ｙ２）と旋回中心Ｏ（Ｘｃ，Ｙｃ）との距離を示す線分Ｒ１１の長さは同じであるとする。

図８において、単眼カメラ２０が地点Ｐ１にある時点では、Ｙ軸方向と平行であり、かつ地点Ｐ１を通る線分Ｃ１０に沿う方向に単眼カメラ２０の光軸がある。単眼カメラ２０が地点Ｐ２にある時点では、旋回半径Ｒ１１の円弧の接線方向にある線分Ｃ１２に沿う方向に単眼カメラ２０の光軸がある。線分Ｃ１０と平行であり、かつ、地点Ｐ２を通る線分Ｃ１１と、線分Ｃ１２との成す角θ２は、地点Ｐ１と旋回中心Ｏとを結ぶ線分Ｒ１０と、地点Ｐ２と旋回中心Ｏとを結ぶ線分Ｒ１１との成す角θ１（旋回角度、旋回量と称されてもよい）と同じである。別言すると、車両１が地点Ｐ１から地点Ｐ２へ旋回することで、地点Ｐ２における単眼カメラ２０の光軸は、地点Ｐ１における光軸に対して、旋回角度θ１と同じ角度θ２のズレが生じる。

そのため、車両１の旋回角度θ１（旋回量と称されてもよい）は、単眼カメラ２０が地点Ｐ１にある時刻で取得した第一画像と、単眼カメラ２０が地点Ｐ２にある時刻で取得した第二画像との間で十分な視差が確保できているか否かを判定するための基準に用いることができる。

以上の実施例２の処理の流れにおいて、処理Ｓ１０４−４で算出された旋回量θ１を、図２に示す処理Ｓ１０５における移動量として用いられる。すなわち、処理Ｓ１０４−４で算出された旋回量θ１（移動量と称されてもよい）は、所定の閾値と比較される（Ｓ１０５）。旋回量θ１が閾値未満であれば（Ｓ１０５でＹＥＳ）、処理回路１１は、第一測距方式を選択してもよい（Ｓ１０６）。別言すると、処理Ｓ１０６において、処理回路１１は、第一測距方式による測距結果を出力（取得）してもよい。一方、旋回量θ１（移動量と称されてもよい）が閾値以上である場合（Ｓ１０５でＮＯ）、処理回路１１は、第二測距方式を選択してもよい（Ｓ１０７）。別言すると、処理Ｓ１０７において、処理回路１１は、第二測距方式による測距結果を出力（取得）してもよい。そして、処理Ｓ１０８において、処理回路１１は、第一測距方式または第二測距方式による測距結果に基づいて、車両１を駐車スペースに誘導するための所定の経路算出アルゴリズムに従った経路算出処理を実行し、経路算出結果を出力する。

以上により、車両１に搭載された単眼カメラ２０を用いて撮像された画像から対象物までの距離を測定する場合に、車両１の移動量（旋回角度）に応じて最適な測距方式を選択することが可能となり、測距精度を向上させることができる。特に、判定基準として移動距離のみを用いた場合では制御が困難であった、光軸方向の移動による第二測距方式での精度の低下を防止することができる。別言すると、概ね光軸方向の移動である場合には、旋回量θ１に基づく判定により、第一測距方式が選択される。この様な作用は、単眼カメラ２０により撮像された画像から、移動体から対象物までの距離の測定精度を向上させるうえで有用である。

＜実施例３＞ 実施例３では、実施例１の処理と実施例２の処理とが組み合わされた処理の流れが提案される。実施例３に係る車両駐車支援装置１０を備えた車両１の構成は、図５に示される構成と同様である。

図９及び図１０は、実施例３に係る車両駐車支援装置１０における処理の流れの一例を示す図である。図９に示される実施例３の処理の流れでは、移動量に基づく判定（図２の処理Ｓ１０５）に対して、移動距離に基づく第一判定（図９の処理Ｓ１０５Ａ）と、旋回量に基づく第二判定（図１０の処理Ｓ１１２Ａ）との二段階の判定を実行する技術思想が導入される。

図９に示す例において、処理Ｓ１０１ないし処理Ｓ１０３は、図２に示す例と同じである。また、処理Ｓ１０４Ａでは、センサ値に基づき算出される移動量として移動距離ｄを明記するように変更されているが、実質的には実施例１で説明した処理Ｓ１０４と同じである。

処理Ｓ１０５Ａにおいて、移動距離ｄが所定の閾値（第一閾値と称されてもよい）未満であると判定された場合（Ｓ１０５ＡでＹＥＳ）、処理回路１１は、実施例１と同様に、第一測距方式を選択し、第一測距方式による測距結果を出力する（Ｓ１０６）。一方、処理Ｓ１０５Ａにおいて、移動距離ｄが所定の閾値（第一閾値と称されてもよい）以上であると判定された場合（Ｓ１０５ＡでＮＯ）、処理回路１１は、直ちに第二測距方式を選択するのではなく、旋回量に基づく第二判定を実行する（Ｓ１０９ＡないしＳ１１２Ａ）。

処理Ｓ１０９Ａでは、実施例２の処理Ｓ１０４−２と同様に、処理回路１１は、測定期間に取得された舵角センサ５０からの複数のセンサ値について平均値（舵角量θｓと称されてもよい）を算出する。

処理Ｓ１１０Ａでは、実施例２の処理Ｓ１０４−３と同様に、処理回路１１は、車両１のホイールベースＷと舵角量θｓから、車両１の旋回半径Ｒを算出する。すなわち、処理回路１１は、例えば、「Ｒ＝Ｗ／ｓｉｎ（θｓ）」（式（４）と称されてもよい）を算出することで、旋回半径Ｒ［ｍ］を取得してもよい。式（４）において、符号Ｗは車両１のホイールベースＷ［ｍ］を示し、符号θｓは舵角量θｓ［ｒａｄ］を示す。なお、舵角量θｓが例えばθｓ＜０．５［ｒａｄ］といった微小な角度量である場合、正弦関数ｓｉｎ（θｓ）は、舵角量θｓで近似し得る。この場合、式（４）は次のように変形し得る。すなわち、「Ｒ＝Ｗ／θｓ」（式（４’）と称されてもよい）である。

処理Ｓ１１１Ａでは、実施例２の処理Ｓ１０４−４と同様に、処理回路１１は、処理Ｓ１１０Ａで算出された旋回半径Ｒ［ｍ］と、処理Ｓ１０４Ａで算出された移動距離ｄ［ｍ］とから、旋回量θ１［ｒａｄ］を算出する。処理Ｓ１１１Ａにおいて、処理回路１１は、例えば、「θ１＝ｄ／Ｒ」（式（５）と称されてもよい）を算出することで、旋回量θ１を取得してもよい。式（５）において、符号ｄは移動距離ｄ［ｍ］を示し、符号Ｒは旋回半径Ｒ［ｍ］を示す。

処理Ｓ１１２Ａでは、処理回路１１は、旋回量θ１が所定の閾値（第二閾値と称されてもよい）未満であるかを判定する（第二判定と称されてもよい）。旋回量θ１が第二閾値未満である場合（Ｓ１１２ＡでＹＥＳ）、処理回路１１は、第一測距方式を選択し、第一測距方式による測距結果を出力する（Ｓ１１３Ａ）。一方、旋回量θ１が第二閾値以上である場合（Ｓ１１２ＡでＮＯ）、処理回路１１は、第二測距方式を選択し、第二測距方式による測距結果を出力する（Ｓ１１４Ａ）。

そして、処理回路１１は、実施例１と同様に、第一測距方式または第二測距方式による測距結果に基づいて、車両１を駐車スペースに誘導するための所定の経路算出アルゴリズムに従った経路算出処理を実行し、経路算出結果を出力する（Ｓ１０８）。

以上により、車両１に搭載された単眼カメラ２０を用いて撮像された画像から対象物までの距離を測定する場合に、車両１の移動量に応じて最適な測距方式を選択することが可能となり、測距精度を向上させることができる。特に、判定基準として、移動距離または旋回量のいずれか一方のみを用いて制御を行う場合よりも、より効率的に、移動体から対象物までの距離の測定精度を向上させることができる。

図９及び図１０に示す例では、移動距離ｄが第一閾値未満の場合には、旋回量θ１に基づく第二判定は実行されないため、旋回量θ１の算出処理を省略でき、より簡易な処理で計測が可能な移動距離ｄに基づく第一判定のみで済むため、演算コストの削減に寄与する。

また、図９及び図１０に示す例では、移動距離ｄが第一閾値以上の場合には、旋回量θ１に基づく第二判定を実行するため、光軸方向の移動による第二測距方式での精度の低下を防止することができる。別言すると、第一閾値以上の移動距離ｄが、概ね光軸方向の移動である場合には、旋回量θ１に基づく第二判定により、第一測距方式が選択される。これにより、十分な視差を有する画像が得られていない場合に、第二測距方式が選択されることを防止でき、車両駐車支援装置１０の測距精度を向上させることができる。

＜実施例４＞ 実施例４に係る車両駐車支援装置１０では、単眼カメラ２０により撮影された撮影画像を複数の領域に区分し、領域毎に測距方式の選択制御を異ならせる技術思想が導入される。まず、実施例４に係る車両駐車支援装置１０の説明に入る前に、実施例４に係る上述の技術思想を導入する動機について説明する。

図１１は、対象物までの距離が３．０［ｍ］の場合の第一測距方式（接地位置判定法と称されてもよい）と第二測距方式（移動ステレオ法と称されてもよい）との特性を例示する図である。図１１の特性図は、横軸に横位置［ｍ］を示し、縦軸に距離誤差［ｍ］を示す。

横軸に示される横位置［ｍ］では、単眼カメラ２０の光軸を中心（０［ｍ］）とし、光軸から右方向への変位を正の値で示し、光軸から左方向への変位を負の値で示している。

縦軸に示される距離誤差［ｍ］では、各測距方式による測距結果において生じ得る誤差の範囲として、０［ｍ］から１．０［ｍ］の範囲が示されている。

図１１において、実線Ｄ１０は、対象物までの距離が３．０［ｍ］の条件下で測定される第二測距方式の特性（特性Ｄ１０と称されてもよい）を示し、一点鎖線Ｄ１１は、撮影画像上での対象物の検知位置を一画素分ずらして測定される第二測距方式の特性（特性Ｄ１１と称されてもよい）を示す。図１１に示されるように、第二測距方式では、撮影画像上での検出位置に一画素程度の誤差が生じても、光軸から離れた領域において比較的安定した測距精度が得られる。その一方で、光軸の近傍では、第二測距方式による距離誤差（測距誤差と称されてもよい）が指数関数的に増大し、測定精度が劣化している。

図１１において、実線Ｄ２０は、対象物までの距離が３．０［ｍ］の条件下で測定される第一測距方式の特性（特性Ｄ２０と称されてもよい）を示し、破線Ｄ２１は、撮影画像上での対象物の検知位置を一画素分ずらして測定される第一測距方式の特性（特性Ｄ２１と称されてもよい）を示す。図１１に示されるように、第一測距方式では、撮影画像上での検出位置の誤差による影響が、第二測距方式よりも大きい。すなわち、第一測距方式の特性Ｄ２０と特性Ｄ２１との差は、第二測距方式の特性Ｄ１０と特性Ｄ１１との差よりも大きい。その一方で、第一測距方式では、横位置が光軸に近づくにつれて、距離誤差が低下し、光軸上において距離誤差が最低となる。別言すると、第一測距方式では、横位置が光軸に近づくにつれて、測距精度が増加し、光軸上において測距精度が最高となる。

図１１において、第一測距方式の特性Ｄ２０と、第二測距方式の特性Ｄ１０とを比較すると、横位置が約±１．５［ｍ］の範囲Ｗ１内では、第二測距方式の特性Ｄ１０よりも、第一測距方式の特性Ｄ２０の方が距離誤差が少ない。一方、光軸からの変位が範囲Ｗ１の外側では、第一測距方式の特性Ｄ２０よりも、第二測距方式の特性Ｄ１０の方が距離誤差が少ない。

したがって、図１１に示される特性からは、単眼カメラ２０の光軸からの水平面内における変位が所定の閾値未満となる範囲Ｗ１においては、移動量の大小に関係なく第一測距方式を選択することで、測距精度の低下を防止できる、という知見が得られる。

また、単眼カメラ２０の光軸からの水平面内における変位が所定の閾値以上となる範囲においては、移動量の大小に応じて第一測距方式または第二測距方式を適切に選択することで、測距精度を向上させることができる、という知見が得られる。

図１２は、対象物までの距離が１．５［ｍ］の場合の第一測距方式と第二測距方式との特性を例示する図である。図１２の特性図でも、図１１と同様に、横軸に横位置［ｍ］を示し、縦軸に距離誤差［ｍ］を示す。

図１２において、符号Ｄ１０、Ｄ１１、Ｄ２０、Ｄ２１の意味は、図１１と同じである。すなわち、実線Ｄ１０は、対象物までの距離が１．５［ｍ］の条件下で測定される第二測距方式の特性（特性Ｄ１０と称されてもよい）を示し、一点鎖線Ｄ１１は、撮影画像上での対象物の検知位置を一画素分ずらして測定される第二測距方式の特性（特性Ｄ１１と称されてもよい）を示す。また、実線Ｄ２０は、対象物までの距離が１．５［ｍ］の条件下で測定される第一測距方式の特性（特性Ｄ２０と称されてもよい）を示し、破線Ｄ２１は、撮影画像上での対象物の検知位置を一画素分ずらして測定される第一測距方式の特性（特性Ｄ２１と称されてもよい）を示す。

図１２では、図１１と比較すると、第二測距方式の特性Ｄ１０よりも、第一測距方式の特性Ｄ２０の方が距離誤差が少ない範囲Ｗ２の幅が、図１１に示される範囲Ｗ１よりも狭い。別言すると、図１２に示される特性からは、移動量に基づいて測距方式を選択する制御が有効な領域が、図１１に示される例よりも広い。

図１１及び図１２からは、対象物までの距離に応じて、移動量に基づく測距方式の選択制御が有効な領域と、移動量に関係なく第一測距方式を優先すべき領域とが異なり得る、という知見が得られる。対象物までの距離は、撮影画像におけるＹ軸方向（縦方向と称されてもよい）の画素位置に相当するという側面を有する。例えば、撮影画像における画素のＹ座標値が大きいほど、別言すると、撮影画像において下側に位置する画素ほど、単眼カメラ２０からの距離が近い。例えば、単眼カメラ２０からの距離が１．５［ｍ］の対象物に相当する画素のＹ座標値は、単眼カメラ２０からの距離が３．０［ｍ］の対象物に相当する画素のＹ座標値よりも大きい。したがって、上述の知見は、撮影画像における画素のＹ座標値に応じて、移動量に基づく測距方式の選択制御が有効な領域と、移動量に関係なく第一測距方式を優先すべき領域とが異なり得る、という側面を有する。

図１３は、測距方式の選択制御における領域の一例を示す図である。図１３の例では、移動量の大小に関係なく第一測距方式を選択する第一領域Ａ２０と、移動量に応じて第一測距方式または第二測距方式を適切に選択する第二領域Ａ３０とが図示されている。

第一領域Ａ２０は、単眼カメラ２０の光軸に相当する撮影画像の中央付近において、縦軸と横軸の各々において任意の幅を有する。図１３の例において、第一領域Ａ２０は、図１１に示される範囲Ｗ１に相当する横幅を有する第一副領域Ａ２１と、図１２に示される範囲Ｗ２に相当する横幅を有する第二副領域Ａ２２とを有する。別言すると、図１３の例示では、撮影画像における画素のＹ座標値が大きいほど、移動量の大小に関係なく第一測距方式が選択される第一領域Ａ２０の幅が狭い、という技術思想が示される。なお、Ｙ座標値が大きい画素ほど、撮影画像において下の方に位置する。さらに別言すると、図１３の例では、第一領域Ａ２０の上端である第一副領域Ａ２１の幅は、第一領域Ａ２０の下端である第二副領域Ａ２２の幅よりも広い、という技術思想が示される。

図１３の例示の変形例として、第二副領域Ａ２２を省略し、第一副領域Ａ２１のみで第一領域Ａ２０を構成してもよい。あるいは、図１３の例示の変形例として、第一領域Ａ２０を構成する副領域の数を３以上にして、撮影画像における画素のＹ座標値が大きいほど各副領域の幅が狭くなるように、第一領域Ａ２０を多段階に構成してもよい。例えば、第一領域Ａ２０を、上底よりも下底が小さい台形の様な形状としてもよい。

図１４は、単眼カメラ２０の撮影画像に第一領域Ａ２０の境界を重ねた例を示す図である。図１４の例示では、第一の歩行者Ａ１０と、駐車スペースの枠を示す路面に塗布された白線Ａ１１及びＡ１２と、壁Ａ１３と、隣の駐車スペースに駐車された車両Ａ１４と、第二の歩行者Ａ１５と、第一副領域Ａ２１と第二副領域Ａ２２とを有する第一領域Ａ２０とが図示されている。なお、第一領域Ａ２０（第一副領域Ａ２１、第二副領域Ａ２２）は、実際には撮影画像に写っていなくてもよい。

図１４では、単眼カメラ２０の撮影画像に、第一領域Ａ２０（第一副領域Ａ２１、第二副領域Ａ２２）の境界が重畳されている。なお、図１４に例示する画像は、ユーザインタフェース装置３０に表示されてもよい。ユーザインタフェース装置３０に表示させる際、第一領域Ａ２０の境界線は単眼カメラ２０の撮影画像に重畳させて表示してもよいし、表示しなくてもよい。

図１４に示す例では、第一の歩行者Ａ１０を撮像した画素は境界Ａ２１の範囲内である第一副領域（第一領域と称されてもよい）に存在するため、第一の歩行者Ａ１０を撮像した画素に対しては、車両１の移動量に関係なく第一測距方式による測距結果が用いられる。一方、第二の歩行者Ａ１５を撮像した画素に対しては、第一領域Ａ２０の範囲外（第二領域と称されてもよい）であるため、車両１の移動量に応じて適切に選択された第一測距方式または第二測距方式による測距結果が用いられる。

このように、実施例４では、単眼カメラ２０により撮影された撮影画像を複数の領域に区分し、領域毎に測距方式の選択制御を異ならせることで、単眼カメラ２０の光軸からの変位に応じて最適な測距方式が異なり得る場合でも適切に測距方式を選択することができるようになる。以下では、実施例４に係る車両駐車支援装置１０の処理の流れについて説明する。

図１５及び図１６は、実施例４に係る車両駐車支援装置１０における処理の流れの一例を示す図である。図１５に示される実施例４の処理の流れでは、第二の測距方式が有効となる視差を含む複数の画像が得られた場合に、全ての画素に対して一律に第二の測距方式が適用されるのではなく、領域に応じて適切な測距方式を選択する制御が実行される。

図１５に示す例において、処理Ｓ１０１ないし処理Ｓ１０５は、図２に示す例と同じである。すなわち、処理Ｓ１０５において、移動量が所定の閾値（第一閾値と称されてもよい）未満であると判定された場合（Ｓ１０５でＹＥＳ）、処理回路１１は、実施例１と同様に、第一測距方式を選択してもよい（Ｓ１０６）。別言すると、処理Ｓ１０６において、処理回路１１は、第一測距方式による測距結果を出力（取得）してもよい。

一方、処理Ｓ１０５において、移動量が所定の閾値（第一閾値と称されてもよい）以上であると判定された場合（Ｓ１０５でＮＯ）、処理回路１１は、全ての画素に対して一律に第二の測距方式が適用されるのではなく、領域に応じて適切な測距方式を選択する制御が実行される（図１６のＳ１２０ＢないしＳ１２２Ｂ）。

処理Ｓ１２０Ｂにおいて、処理回路１１は、第一領域Ａ２０に含まれる画素に対して第一測距方式を選択し、第一測距方式による測距結果を取得する。

処理Ｓ１２１Ｂにおいて、処理回路１１は、第二領域Ａ３０に含まれる画素に対して第二測距方式を選択し、第二測距方式による測距結果を取得する。

処理Ｓ１２２Ｂにおいて、処理回路１１は、第一領域Ａ２０に対する第一測距方式による測距結果（第一測距結果と称されてもよい）と、第二領域Ａ３０に対する第二測距方式による測距結果（第二測距結果と称されてもよい）とを統合することで、全体の測距結果（第三測距結果、統合測距結果と称されてもよい）を出力（取得）してもよい。

そして、処理回路１１は、実施例１と同様に、第一測距方式による測距結果、または、第一測距結果と第二測距結果とが統合された第三測距結果（統合測距結果と称されてもよい）に基づいて、車両１を駐車スペースに誘導するための所定の経路算出アルゴリズムに従った経路算出処理を実行し、経路算出結果を出力する（Ｓ１０８）。

以上により、単眼カメラ２０により撮影された撮影画像を複数の領域に区分し、領域毎に測距方式の選択制御を異ならせることで、単眼カメラ２０の光軸からの変位に応じて最適な測距方式が異なり得る場合でも適切に測距方式を選択することができるようになる。この様な作用は、単眼カメラ２０により撮像された画像から、移動体から対象物までの距離の測定精度を向上させるうえで有用である。

＜実施例５＞ 実施例５では、車両駐車支援装置１０を備える車両１に複数の単眼カメラ２０が設置され、単眼カメラ２０の設置位置に応じて測距方式の選択制御を異ならせる、という技術思想が導入される。

図１７は、実施例５に係る車両駐車支援装置１０を備えた車両１の構成の概要を例示する図である。図１７に例示される車両１の構成は、複数の単眼カメラ２０−１ないし２０−４が追加されている点、車両駐車支援装置１０のメモリ１２にカメラ設置情報Ｔ１０が格納されている点で、図５に例示する実施例２の構成と相違し、その他の点では図５の例示と同様である。

複数の単眼カメラ２０−１ないし２０−４（総称する場合、単眼カメラ２０と称されてもよい）は、それぞれ、車両１の前方、車両１の後方、車両１の右側、車両１の左側に、各々の光軸を向けて任意の箇所に設置される。複数の単眼カメラ２０−１ないし２０−４の各々は、例えば、所定の周期（フレームレートと称されてもよい）で、撮影した画像の画像データを車両駐車支援装置１０のメモリ１２に書き込んでもよい。

なお、メモリ１２に格納された画像データは、画像データを生成した単眼カメラ２０と対応付けられた状態でメモリ１２に格納される。例えば、複数の単眼カメラ２０−１ないし２０−４の各々に対して、画像データを格納するための格納領域を個別に設けてもよい。すなわち、メモリ１２は、第一の単眼カメラ２０―１からの画像データを格納する第一格納領域と、第二の単眼カメラ２０−２からの画像データを格納する第二格納領域と、第三の単眼カメラ２０−３からの画像データを格納する第三格納領域と、第四の単眼カメラ２０−４からの画像データを格納する第四格納領域とを有してもよい。

上述の変形例として、例えば、メモリ１２は、複数の単眼カメラ２０−１ないし２０−４からの画像データを格納する単一の格納領域を有し、複数の単眼カメラ２０−１ないし２０−４の各々は、単眼カメラ２０を識別する情報を画像データに付してメモリ１２に書き込むことで、単眼カメラ２０と画像データとの対応関係を保持するようにしてもよい。例えば、第一の単眼カメラ２０−１は、第一の単眼カメラ２０−１を識別する情報である単眼カメラ識別情報を画像データに添付して、メモリ１２に書き込んでもよい。

カメラ設置情報Ｔ１０は、複数の単眼カメラ２０−１ないし２０−４の各々の設置条件を示す情報である。例えば、カメラ設置情報Ｔ１０は、設置条件として、単眼カメラの光軸方向を示す情報を有してもよい。

図１８は、カメラ設置情報Ｔ１０の内容例を示す図である。図１８におけるカメラ設置情報Ｔ１０は、カメラ識別情報Ｔ１１と、光軸方向Ｔ１２とを有する。カメラ識別情報Ｔ１１は、車両１に搭載された単眼カメラ２０を識別することが可能な情報であり、数字、文字、記号、または、これらの組合せであってもよい。光軸方向Ｔ１２は、単眼カメラ２０の設置条件（設置態様と称されてもよい）を示す情報の一例であり、単眼カメラ２０が車両１のどの方向に設置されているかを示す。

図１８では、例えば、カメラ識別情報Ｔ１１が「カメラ＃１」の単眼カメラ２０に対して、光軸方向Ｔ１２が車両１の前方に向いていることを示す値「前」が設定されている。カメラ識別情報Ｔ１１が「カメラ＃２」の単眼カメラ２０に対して、光軸方向Ｔ１２が車両１の後方に向いていることを示す値「後」が設定されている。カメラ識別情報Ｔ１１が「カメラ＃３」の単眼カメラ２０に対して、光軸方向Ｔ１２が車両１の左側面方向に向いていることを示す値「左」が設定されている。カメラ識別情報Ｔ１１が「カメラ＃４」の単眼カメラ２０に対して、光軸方向Ｔ１２が車両１の右側面方向に向いていることを示す値「右」が設定されている。

図１９及び図２０は、実施例５に係る車両駐車支援装置１０における処理の流れの一例を示す図である。図１９に示される実施例５の処理の流れは、図９に示される実施例３の処理の流れと同様である。ただし、実施例５では、複数の単眼カメラ２０の各々について、図１９及び図２０に示される処理の流れを実行する。

例えば、第一の単眼カメラ２０−１ないし第四の単眼カメラ２０−４の各々について、処理Ｓ１０１ないし処理Ｓ１０３により、処理回路１１は、第一時刻における第一画像と、第一時刻よりも後の第二時刻における第二画像とを取得する。なお、第一時刻は、複数の単眼カメラ２０の各々で異なる時刻であってもよいし、同じ時刻であってもよい。第二時刻も同様である。

処理Ｓ１０４Ａにおいて、処理回路１１は、第一時刻と第二時刻との間の測定期間において取得されたセンサ値に基づいて、車両１の移動距離ｄを算出する。そして、処理Ｓ１０５Ａにおいて、移動距離ｄが閾値未満であると判定された場合（Ｓ１０５ＡでＹＥＳ）、処理回路１１は、第一画像または第二画像の一方を用いて測距を行う第一測距方式を選択する（Ｓ１０６）。

一方、処理Ｓ１０５Ａにおいて、移動距離ｄが閾値以上であると判定された場合（Ｓ１０５ＡでＮＯ）、処理回路１１は、図２０に示す処理の流れへ続く。すなわち、実施例５では、第一画像及び第二画像に関連する単眼カメラ２０の光軸方向に基づく第三判定（Ｓ１３０Ｃ）が導入される。

処理Ｓ１３０Ｃにおいて、処理回路１１は、第一画像及び第二画像に関連する単眼カメラ２０の光軸方向が車両１の進行方向（走行方向、移動方向と称されてもよい）と直交しないかを判定する。別言すると、処理回路１１は、第一画像及び第二画像に関連する単眼カメラ２０の光軸方向が「前」または「後」であるかを判定する。例えば、第一画像及び第二画像に関連付けられたカメラ識別情報に基づいてカメラ設置情報Ｔ１０から取得される光軸方向Ｔ１２が「前」または「後」を示す値に設定されている場合、処理回路１１は、単眼カメラ２０の光軸方向が車両１の進行方向と直交しないと判定してもよい。一方、カメラ設置情報Ｔ１０から取得される光軸方向Ｔ１２が「左」または「右」を示す値に設定されている場合、処理回路１１は、単眼カメラ２０の光軸方向が車両１の進行方向と直交すると判定してもよい。

なお、カメラ識別情報Ｔ１１は、各画像に添付されていてもよいし、メモリ１２上の格納領域に対応付けられた値でもよい。例えば、第一の単眼カメラ２０−１からの画像データが格納される第一格納領域に対して、第一の単眼カメラ２０−１を識別するカメラ識別情報「カメラ＃１」が関連付けられていてもよい。同様に、第二の単眼カメラ２０−２からの画像データが格納される第二格納領域に対して、第二の単眼カメラ２０−２を識別するカメラ識別情報「カメラ＃２」が関連付けられていてもよい。第三の単眼カメラ２０−３からの画像データが格納される第三格納領域に対して、第三の単眼カメラ２０−３を識別するカメラ識別情報「カメラ＃３」が関連付けられていてもよい。第四の単眼カメラ２０−４からの画像データが格納される第四格納領域に対して、第四の単眼カメラ２０−４を識別するカメラ識別情報「カメラ＃４」が関連付けられていてもよい。

処理Ｓ１３０Ｃにおいて、第一画像及び第二画像に関連する単眼カメラ２０の光軸方向が車両１の進行方向と直交しないと判定された場合（Ｓ１３０ＣでＹＥＳ）、処理回路１１は、実施例３と同様に、旋回量θ１に基づく第二判定の一連の処理を実行する（Ｓ１０９ＡないしＳ１１２Ａ）。そして、旋回量θ１が第二閾値未満であると判定された場合（Ｓ１１２ＡでＹＥＳ）、処理回路１１は、第一画像または第二画像の一方を用いて測距を行う第一測距方式を選択する（Ｓ１１３Ａ）。一方、旋回量θ１が第二閾値以上であると判定した場合（Ｓ１１２ＡでＮＯ）、処理回路１１は、第一画像および第二画像の両方を用いて測距を行う第二測距方式を選択する（Ｓ１１４Ａ）。

処理Ｓ１３０Ｃにおいて、第一画像及び第二画像に関連する単眼カメラ２０の光軸方向が車両１の進行方向と直交すると判定された場合（Ｓ１３０ＣでＮＯ）、処理回路１１は、第一画像および第二画像の両方を用いて測距を行う第二測距方式を選択する（Ｓ１１４Ａ）。すなわち、第一画像及び第二画像に関連する単眼カメラ２０の光軸方向が「前」または「後」ではない場合、単眼カメラ２０の光軸方向は車両１の進行方向上の軸と平行でないため、単眼カメラ２０の光軸付近についても十分な視差が得られる。したがって、第一画像及び第二画像に関連する単眼カメラ２０の光軸方向が「前」または「後」ではないと判定された場合、処理回路１１は、旋回量θ１に基づく第二判定の一連の処理（Ｓ１０９ＡないしＳ１１２Ａ）を省略してもよい。

以上により、車両１に搭載された単眼カメラ２０を用いて撮像された画像から対象物までの距離を測定する場合に、車両１の移動量に応じて最適な測距方式を選択することが可能となり、測距精度を向上させることができる。特に、単眼カメラの設置条件（例えば光軸方向）に応じて、旋回量θ１に基づく第二判定を実施するか否かを制御することで、第二測距方式での精度の低下を防止しつつ、単眼カメラ２０が複数ある場合の演算コストを削減することができる。別言すると、単眼カメラ２０の光軸方向が車両１の進行方向上の軸と概ね平行する場合、旋回量θ１に基づく第二判定が実行される。この様な作用は、単眼カメラ２０により撮像された画像から、移動体から対象物までの距離の測定精度を向上させつつ、リアルタイム制御での応答速度を向上させるうえで有用である。

以上の詳細な説明により、実施形態の特徴点及び利点は明らかになるであろう。これは、特許請求の範囲がその精神及び権利範囲を逸脱しない範囲で前述のような実施形態の特徴点及び利点にまで及ぶことを意図するものである。また、当該技術分野において通常の知識を有する者であれば、あらゆる改良及び変更に容易に想到できるはずである。したがって、発明性を有する実施形態の範囲を前述したものに限定する意図はなく、実施形態に開示された範囲に含まれる適当な改良物及び均等物に拠ることも可能である。例えば、本明細書に開示の各工程は、必ずしも処理の流れの一例として説明された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、工程の順序を入れ替えてもよく、あるいは複数の工程を並列的に実行してもよい。なお、以上の詳細な説明で明らかにされる車両駐車支援装置１０に生じ得る様々な事情は、一側面から検討した場合に見出し得るものであり、他の側面から検討した場合には、他の事情が見出され得ることに留意されたい。別言すると、本発明の特徴点及び利点は、以上の詳細な説明に明記された事情を解決する用途に限定されるものではない。

１ 車両
１０ 車両駐車支援装置
１１ 処理回路
１２ メモリ
２０ 単眼カメラ
３０ ユーザインタフェース装置
４０ 車輪速センサ
５０ 舵角センサ

Claims (14)

1. 車両に搭載された単眼カメラから、第一時刻における第一画像と、前記第一時刻よりも後の第二時刻における第二画像とを取得する第一処理と、
   前記第一時刻と前記第二時刻との間の測定期間において取得されたセンサ値に基づいて前記車両の移動量を算出する第二処理と、
   前記移動量に応じて、前記第一画像または前記第二画像の一方を用いて測距を行う第一測距方式と、前記第一画像および前記第二画像の両方を用いて測距を行う第二測距方式とのいずれか一方を用いた測距結果を出力する第三処理と、
   前記測距結果に基づいて、前記車両を駐車スペースに誘導させる経路算出結果を出力する第四処理と、
   を実行する処理回路を備える、
   ことを特徴とする車両駐車支援装置。
2. 請求項１に記載の車両駐車支援装置であって、
   前記第二処理は、前記第一時刻と前記第二時刻との間における前記車両の移動距離を、前記車両の移動量として算出し、
   前記第三処理は、前記第二処理により算出された前記移動距離が閾値未満である場合、前記第一測距方式を用いた測距結果を出力し、前記移動距離が閾値以上である場合、前記第二測距方式を用いた測距結果を出力する、
   ことを特徴とする車両駐車支援装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の車両駐車支援装置であって、
   前記第二処理は、前記第一時刻と前記第二時刻との間における前記車両の移動により生じた旋回量を、前記車両の移動量として算出し、
   前記第三処理は、前記第二処理により算出された前記旋回量が閾値未満である場合、前記第一測距方式を用いた測距結果を出力し、前記旋回量が閾値以上である場合、前記第二測距方式を用いた測距結果を出力する、
   ことを特徴とする車両駐車支援装置。
4. 請求項１に記載の車両駐車支援装置であって、
   前記第二処理は、前記第一時刻と前記第二時刻との間における前記車両の移動距離を、前記車両の移動量として算出し、
   前記第三処理は、前記第二処理により算出された前記移動距離が閾値未満である場合、前記第一測距方式を用いた測距結果を出力し、
   前記第二処理は、前記移動距離が閾値以上である場合、前記第一時刻と前記第二時刻との間における前記車両の移動により生じた旋回量を、前記車両の移動量として算出し、
   前記第三処理は、前記第二処理により算出された前記旋回量が閾値未満である場合、前記第一測距方式を用いた測距結果を出力し、前記旋回量が閾値以上である場合、前記第二測距方式を用いた測距結果を出力する、
   ことを特徴とする車両駐車支援装置。
5. 請求項４に記載の車両駐車支援装置であって、
   前記車両に搭載された複数の前記単眼カメラの各々について、前記単眼カメラの光軸方向を示す設置情報を格納するメモリをさらに備え、
   前記第一処理は、前記車両に搭載された複数の前記単眼カメラの各々から、前記単眼カメラと対応付けて前記第一画像と前記第二画像とを取得し、
   前記第三処理は、前記複数の単眼カメラの各々について実行され、
   前記第三処理は、
   前記単眼カメラに対応する前記設置情報に基づいて、前記単眼カメラの光軸方向を判定し、
   前記単眼カメラの光軸方向と前記車両の移動方向とが直交するとき、前記第二処理により算出された前記移動距離が閾値未満である場合、前記第一測距方式を用いた測距結果を出力し、前記移動距離が閾値以上である場合、前記第二測距方式を用いた測距結果を出力する、
   ことを特徴とする車両駐車支援装置。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の車両駐車支援装置であって、
   前記第三処理は、前記第一処理により取得された前記第一画像および前記第二画像の各々において第一領域と第二領域とを設定し、前記第一領域については前記第一測距方式を用いた測距結果を出力する、
   ことを特徴とする車両駐車支援装置。
7. 請求項６に記載の車両駐車支援装置であって、
   前記第一画像および前記第二画像において上方に位置する画素ほど車両からの距離が離れた箇所を撮像した画素であり、
   前記第一領域の上端の幅は、下端の幅以上である、
   ことを特徴とする車両駐車支援装置。
8. 車両に搭載された単眼カメラから、第一時刻における第一画像と、前記第一時刻よりも後の第二時刻における第二画像とを取得する第一処理と、
   前記第一時刻と前記第二時刻との間の測定期間において取得されたセンサ値に基づいて前記車両の移動量を算出する第二処理と、
   前記移動量に応じて、前記第一画像または前記第二画像の一方を用いて測距を行う第一測距方式と、前記第一画像および前記第二画像の両方を用いて測距を行う第二測距方式とのいずれか一方を用いた測距結果を出力する第三処理と、
   前記測距結果に基づいて、前記車両を駐車スペースに誘導させる経路算出結果を出力する第四処理と、
   をコンピュータに実行させることを特徴とする車両駐車支援プログラム。
9. 請求項８に記載の車両駐車支援プログラムであって、
   前記第二処理は、前記第一時刻と前記第二時刻との間における前記車両の移動距離を、前記車両の移動量として算出し、
   前記第三処理は、前記第二処理により算出された前記移動距離が閾値未満である場合、前記第一測距方式を用いた測距結果を出力し、前記移動距離が閾値以上である場合、前記第二測距方式を用いた測距結果を出力する、
   ことを特徴とする車両駐車支援プログラム。
10. 請求項８または請求項９に記載の車両駐車支援プログラムであって、
    前記第二処理は、前記第一時刻と前記第二時刻との間における前記車両の移動により生じた旋回量を、前記車両の移動量として算出し、
    前記第三処理は、前記第二処理により算出された前記旋回量が閾値未満である場合、前記第一測距方式を用いた測距結果を出力し、前記旋回量が閾値以上である場合、前記第二測距方式を用いた測距結果を出力する、
    ことを特徴とする車両駐車支援プログラム。
11. 請求項８に記載の車両駐車支援プログラムであって、
    前記第二処理は、前記第一時刻と前記第二時刻との間における前記車両の移動距離を、前記車両の移動量として算出し、
    前記第三処理は、前記第二処理により算出された前記移動距離が閾値未満である場合、前記第一測距方式を用いた測距結果を出力し、
    前記第二処理は、前記移動距離が閾値以上である場合、前記第一時刻と前記第二時刻との間における前記車両の移動により生じた旋回量を、前記車両の移動量として算出し、
    前記第三処理は、前記第二処理により算出された前記旋回量が閾値未満である場合、前記第一測距方式を用いた測距結果を出力し、前記旋回量が閾値以上である場合、前記第二測距方式を用いた測距結果を出力する、
    ことを特徴とする車両駐車支援プログラム。
12. 請求項１１に記載の車両駐車支援プログラムであって、
    前記第一処理は、前記車両に搭載された複数の前記単眼カメラの各々から、前記単眼カメラと対応付けて前記第一画像と前記第二画像とを取得し、
    前記第三処理は、前記複数の単眼カメラの各々について実行され、
    前記第三処理は、
    前記車両に搭載された複数の前記単眼カメラの各々について、前記単眼カメラの光軸方向を示す設置情報を格納するメモリから、前記単眼カメラに対応する前記設置情報を取得し、
    前記設置情報に基づいて、前記単眼カメラの光軸方向を判定し、
    前記単眼カメラの光軸方向と前記車両の移動方向とが直交するとき、前記第二処理により算出された前記移動距離が閾値未満である場合、前記第一測距方式を用いた測距結果を出力し、前記移動距離が閾値以上である場合、前記第二測距方式を用いた測距結果を出力する、
    ことを特徴とする車両駐車支援プログラム。
13. 請求項８ないし請求項１２のいずれかに記載の車両駐車支援プログラムであって、
    前記第三処理は、前記第一処理により取得された前記第一画像および前記第二画像の各々において第一領域と第二領域とを設定し、前記第一領域については前記第一測距方式を用いた測距結果を出力する、
    ことを特徴とする車両駐車支援プログラム。
14. 請求項１３に記載の車両駐車支援プログラムであって、
    前記第一画像および前記第二画像において上方に位置する画素ほど車両からの距離が離れた箇所を撮像した画素であり、
    前記第一領域の上端の幅は、下端の幅以上である、
    ことを特徴とする車両駐車支援プログラム。

Images