(57)【要約】  駐車スペースの近傍の地点に車両を位置させてカメラ１によりマークＭを撮影し、画像処理手段２はマークＭの画像から特徴点を抽出して画像上における２次元座標を認識し、位置パラメータ算出手段３はマークＭを基準としたカメラ１の６個のパラメータからなる位置パラメータを算出し、相対位置特定手段４は車両と駐車スペースとの相対位置関係を特定する。駐車軌跡算出手段５は、相対位置特定手段４により特定された車両と駐車スペースとの相対位置関係に基づいて車両を駐車スペースへ誘導するための駐車軌跡を算出し、案内装置６は算出された駐車軌跡に沿って車両を走行させるための運転操作の案内情報を車両の運転者に出力する。
2008081655.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、目標駐車位置に対して所定の位置関係を有する所定の場所に固設され且つ少なくとも一つの特徴点を有する固定目標を撮影するためのカメラと、
前記カメラにより撮影された前記固定目標の画像に基づいて前記固定目標の前記特徴点を抽出すると共に前記固定目標の画像上における前記特徴点の２次元座標を認識する画像処理手段と、
前記画像処理手段により認識された２組以上の前記２次元座標に基づいて前記固定目標を基準とした少なくとも２次元座標とパン角とを含む前記カメラの位置パラメータを算出する位置パラメータ算出手段と、
前記位置パラメータ算出手段で算出された前記カメラの位置パラメータと前記目標駐車位置に対する前記固定目標の前記所定の位置関係とに基づいて前記車両と前記目標駐車位置との相対位置関係を特定する相対位置特定手段と、
前記相対位置特定手段により特定された前記車両と前記目標駐車位置との相対位置関係に基づいて前記車両を前記目標駐車位置へ誘導するための駐車軌跡を算出する駐車軌跡算出手段と
を備えたことを特徴とする駐車支援装置。
【請求項２】
前記駐車軌跡算出手段により算出された駐車軌跡に従って前記車両を移動させることにより前記車両と前記目標駐車位置との距離が近づいた状態で、前記カメラにより前記固定目標を撮影し、前記画像処理手段により前記特徴点の新たな２次元座標を認識し、前記位置パラメータ算出手段により前記カメラの新たな位置パラメータを算出し、前記相対位置特定手段により前記車両と前記目標駐車位置との新たな相対位置関係を特定し、前記駐車軌跡算出手段により新たな駐車軌跡を算出する請求項１に記載の駐車支援装置。
【請求項３】
前記駐車軌跡算出手段により算出された駐車軌跡に従って実際に前記車両を駐車させたときの駐車完了位置の前記目標駐車位置に対する相対位置関係に基づいて、前記駐車軌跡算出手段は次回の駐車軌跡の算出時に前記車両が前記目標駐車位置へ誘導されるように補正された駐車軌跡を算出する請求項１に記載の駐車支援装置。
【請求項４】
前記車両に搭載された複数の前記カメラを備え、
これらのカメラでそれぞれ前記固定目標を撮影する請求項１に記載の駐車支援装置。
【請求項５】
複数の前記カメラは、それぞれの視野の少なくとも一部が重複している請求項４に記載の駐車支援装置。
【請求項６】
前記駐車軌跡算出手段により算出された駐車軌跡に沿って走行するための運転操作の案内情報を前記車両の運転者に出力する案内装置をさらに備えた請求項１に記載の駐車支援装置。
【請求項７】
車両走行に係るセンサをさらに備え、
前記案内装置は、車両走行に係る前記センサからの検知信号と前記駐車軌跡算出手段により算出された駐車軌跡とに基づいて運転操作の案内情報を作成する案内情報作成手段と、前記案内情報作成手段で作成された案内情報を出力する案内情報出力手段とを含む請求項６に記載の駐車支援装置。
【請求項８】
前記駐車軌跡算出手段により算出された駐車軌跡に沿って走行するために前記車両を自動的に操舵する自動操舵装置をさらに備えた請求項１に記載の駐車支援装置。
【請求項９】
車両走行に係るセンサをさらに備え、
前記自動操舵装置は、車両走行に係る前記センサからの検知信号と前記駐車軌跡算出手段により算出された駐車軌跡とに基づいて前記車両を自動的に操舵するための操舵信号を作成する請求項８に記載の駐車支援装置。
【請求項１０】
前記駐車軌跡算出手段により算出された駐車軌跡に沿って走行するために前記車両を自動的に走行させる自動走行装置をさらに備えた請求項１に記載の駐車支援装置。
【請求項１１】
車両走行に係るセンサをさらに備え、
前記自動走行装置は、車両走行に係る前記センサからの検知信号と前記駐車軌跡算出手段により算出された駐車軌跡とに基づいて前記車両を自動的に走行させるための走行信号を作成する請求項１０に記載の駐車支援装置。
【請求項１２】
前記駐車軌跡算出手段により算出された駐車軌跡に沿った走行移動の途中の少なくとも２地点で前記カメラにより撮影された前記固定目標の画像から前記位置パラメータ算出手段により算出された少なくとも２組の前記位置パラメータと車両走行に係る前記センサにより得られた前記検知信号に基づいて前記車両の走行パラメータを算出する車両走行パラメータ算出手段をさらに備えた請求項７に記載の駐車支援装置。
【請求項１３】
前記固定目標は、２つ以上の特徴点を備え、前記カメラにより撮影された前記固定目標の一つの画像に基づいて前記画像処理手段は２組以上の前記特徴点の前記２次元座標を認識する請求項１に記載の駐車支援装置。
【請求項１４】
前記固定目標は、所定形状のマークからなる請求項１３に記載の駐車支援装置。
【請求項１５】
前記車両の移動距離及び移動方向を検出する移動量センサをさらに備え、
前記固定目標は、１または複数の特徴点を備え、前記車両の移動に伴って前記カメラにより撮影された前記固定目標の複数の画像並びに前記移動量センサにより検出された前記車両の移動距離及び移動方向に基づいて前記画像処理手段は２組以上の前記特徴点の前記２次元座標を認識する請求項１に記載の駐車支援装置。
【請求項１６】
車両走行に係る前記センサは、前記車両の移動距離及び移動方向を検出する移動量センサを含み、
前記固定目標は、１または複数の特徴点を備え、前記車両の移動に伴って前記カメラにより撮影された前記固定目標の複数の画像並びに前記移動量センサにより検出された前記車両の移動距離及び移動方向に基づいて前記画像処理手段は２組以上の前記特徴点の前記２次元座標を認識する請求項７に記載の駐車支援装置。
【請求項１７】
前記固定目標は、前記目標駐車位置自体に関する情報及び／または前記目標駐車位置への駐車方法に関する情報に対応する形状のマークからなり、
前記画像処理手段は、前記固定目標の画像から前記固定目標の形状に対応する情報を得る請求項１に記載の駐車支援装置。
【請求項１８】
前記固定目標は、光を用いて前記所定の場所に表示された請求項１に記載の駐車支援装置。
【請求項１９】
前記固定目標は、光の投影またはスキャンにより表示される請求項１８に記載の駐車支援装置。
【請求項２０】
前記固定目標は、自ら発光するものである請求項１８に記載の駐車支援装置。
【請求項２１】
車両に搭載され、目標駐車位置に対して所定の位置関係を有する所定の場所に固設され且つ少なくとも一つの特徴点を有する固定目標を撮影するためのカメラに接続される入力部と、
前記入力部を介して入力された前記カメラによる前記固定目標の画像に基づいて前記固定目標の前記特徴点を抽出すると共に前記固定目標の画像上における前記特徴点の２次元座標を認識する画像処理手段と、
前記画像処理手段により認識された２組以上の前記２次元座標に基づいて前記固定目標を基準とした少なくとも２次元座標とパン角とを含む前記カメラの位置パラメータを算出する位置パラメータ算出手段と、
前記位置パラメータ算出手段で算出された前記カメラの位置パラメータと前記目標駐車位置に対する前記固定目標の前記所定の位置関係とに基づいて前記車両と前記目標駐車位置との相対位置関係を特定する相対位置特定手段と、
前記相対位置特定手段により特定された前記車両と前記目標駐車位置との相対位置関係に基づいて前記車両を前記目標駐車位置へ誘導するための駐車軌跡を算出する駐車軌跡算出手段と
を備えたことを特徴とする駐車支援装置部品。
【請求項２２】
目標駐車位置に対して所定の位置関係を有する所定の場所に固設され且つ少なくとも一つの特徴点を有する固定目標を車両に搭載されたカメラで撮影し、
撮影された前記固定目標の画像に基づいて前記固定目標の前記特徴点を抽出すると共に前記固定目標の画像上における前記特徴点の２次元座標を認識し、
認識された２組以上の前記２次元座標に基づいて前記固定目標を基準とした少なくとも２次元座標とパン角とを含む前記カメラの位置パラメータを算出し、
算出された前記カメラの位置パラメータと前記目標駐車位置に対する前記固定目標の前記所定の位置関係とに基づいて前記車両と前記目標駐車位置との相対位置関係を特定し、
特定された前記車両と前記目標駐車位置との相対位置関係に基づいて前記車両を前記目標駐車位置へ誘導するための駐車軌跡を算出する
ことを特徴とする駐車支援方法。
【請求項２３】
目標駐車位置に対して所定の位置関係を有する所定の場所に固設され且つ少なくとも一つの特徴点を有する固定目標を車両に搭載されたカメラで撮影するステップと、
撮影された前記固定目標の画像に基づいて前記固定目標の前記特徴点を抽出すると共に前記固定目標の画像上における前記特徴点の２次元座標を認識するステップと、
認識された２組以上の前記２次元座標に基づいて前記固定目標を基準とした少なくとも２次元座標とパン角と含む前記カメラの位置パラメータを算出するステップと、
算出された前記カメラの位置パラメータと前記目標駐車位置に対する前記固定目標の前記所定の位置関係とに基づいて前記車両と前記目標駐車位置との相対位置関係を特定するステップと、
特定された前記車両と前記目標駐車位置との相対位置関係に基づいて前記車両を前記目標駐車位置へ誘導するための駐車軌跡を算出するステップと
を実行させることを特徴とする駐車支援プログラム。
【請求項２４】
車両を走行移動させ、
車両走行に係るセンサからの検知信号を取り込み、
走行移動の途中の少なくとも２地点でそれぞれ特徴点を有する車両外部の固定目標を車両に搭載されたカメラで撮影し、
撮影された前記固定目標の画像毎に前記固定目標の前記特徴点を抽出すると共に前記固定目標の画像上における前記特徴点の２次元座標を認識し、
認識された前記２次元座標に基づいて前記少なくとも２地点における前記固定目標を基準とした２次元座標及びパン角を含む前記カメラの位置パラメータをそれぞれ算出し、
算出された少なくとも２組の前記位置パラメータと取り込まれた前記検知信号に基づいて車両の走行パラメータを算出する
ことを特徴とする車両走行パラメータの算出方法。
【請求項２５】
前記検知信号は、車両の操舵角、ヨーレート及び移動距離に係る信号であり、
前記走行パラメータとして、操舵角に対する車両の旋回半径を算出する請求項２４に記載の車両走行パラメータの算出方法。
【請求項２６】
前記検知信号は、車両のヨーレートに係る信号であり、
前記走行パラメータとして、ヨーレートセンサのゲインを算出する請求項２４に記載の車両走行パラメータの算出方法。
【請求項２７】
前記検知信号は、車両の移動距離に係る信号であり、
前記走行パラメータとして、車速パルス１パルスあたりの移動距離を算出する請求項２４に記載の車両走行パラメータの算出方法。
【請求項２８】
前記固定目標として、路面に配置された所定形状のマークを用いる請求項２４に記載の車両走行パラメータの算出方法。
【請求項２９】
前記固定目標として、路面に配置された格子図形を用い、格子の交点が前記特徴点を形成する請求項２４に記載の車両走行パラメータの算出方法。
【請求項３０】
請求項２４に記載の車両走行パラメータの算出方法を含むことを特徴とする駐車支援方法。
【請求項３１】
車両の走行移動時における車両走行に係るセンサからの検知信号を取り込むステップと、
走行移動の途中の少なくとも２地点でそれぞれ特徴点を有する車両外部の固定目標を車両に搭載されたカメラで撮影するステップと、
撮影された前記固定目標の画像毎に前記固定目標の前記特徴点を抽出すると共に前記固定目標の画像上における前記特徴点の２次元座標を認識するステップと、
認識された前記２次元座標に基づいて前記少なくとも２地点における前記固定目標を基準とした２次元座標及びパン角を含む前記カメラの位置パラメータをそれぞれ算出するステップと、
算出された少なくとも２組の前記位置パラメータと取り込まれた前記検知信号に基づいて車両の走行パラメータを算出するステップと
を実行させることを特徴とする車両走行パラメータの算出プログラム。
【請求項３２】
請求項３１に記載の車両走行パラメータの算出プログラムを含むことを特徴とする駐車支援プログラム。
【請求項３３】
車両走行に係る検知信号を得るセンサと、
車両に搭載され、特徴点を有する車両外部の固定目標を撮影するためのカメラと、
車両の走行移動の途中の少なくとも２地点で前記カメラにより撮影された前記固定目標の画像毎に前記固定目標の前記特徴点を抽出すると共に前記固定目標の画像上における前記特徴点の２次元座標を認識する画像処理手段と、
前記画像処理手段により認識された前記２次元座標に基づいて前記少なくとも２地点における前記固定目標を基準とした２次元座標及びパン角を含む前記カメラの位置パラメータをそれぞれ算出する位置パラメータ算出手段と、
前記位置パラメータ算出手段により算出された少なくとも２組の前記位置パラメータと前記センサにより得られた前記検知信号に基づいて車両の走行パラメータを算出する車両走行パラメータ算出手段と
を備えたことを特徴とする車両走行パラメータ算出装置。
【請求項３４】
請求項３３に記載の車両走行パラメータ算出装置を含むことを特徴とする駐車支援装置。
【請求項３５】
車両に搭載され、特徴点を有する車両外部の固定目標を撮影するためのカメラに接続される入力部と、
車両の走行移動の途中の少なくとも２地点で前記カメラにより撮影され且つ前記入力部を介して入力された前記固定目標の画像毎に前記固定目標の前記特徴点を抽出すると共に前記固定目標の画像上における前記特徴点の２次元座標を認識する画像処理手段と、
前記画像処理手段により認識された前記２次元座標に基づいて前記少なくとも２地点における前記固定目標を基準とした２次元座標及びパン角を含む前記カメラの位置パラメータをそれぞれ算出する位置パラメータ算出手段と、
車両走行に係る検知信号を得るセンサに接続され且つ前記位置パラメータ算出手段により算出された少なくとも２組の前記位置パラメータと前記センサにより得られた前記検知信号に基づいて車両の走行パラメータを算出する車両走行パラメータ算出手段と
を備えたことを特徴とする車両走行パラメータ算出装置部品。
【請求項３６】
請求項３５に記載の車両走行パラメータ算出装置部品を含むことを特徴とする駐車支援装置部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、駐車支援装置に係り、特に車両と目標駐車位置との相対位置関係を確実に認識して駐車支援を行う駐車支援装置に関する。
また、この発明は、カメラに接続することでこのような駐車支援装置を実現する駐車支援装置部品、このような駐車支援を行う駐車支援方法及びコンピュータに実行させる駐車支援プログラムにも関している。
さらに、この発明は、操舵角に対する旋回半径等の車両走行パラメータを算出する方法、この方法をコンピュータに実行させる車両走行パラメータ算出プログラム、車両走行パラメータ算出装置及び車両走行パラメータ算出装置部品にも関している。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に開示されているように、車両後方をＣＣＤカメラで撮像し、得られた画像から後方の駐車区域を認識し、車両の現在停止位置から駐車区域までの目標駐車経路を算出し、この目標駐車経路に沿った一定の操舵角を運転者に指示する駐車補助装置が開発されている。運転者が操舵角を指示された値に一定に保持した状態で車両を後退させ、操舵角を変更すべき地点で車両が一旦停止すると、そこから駐車区域までの目標駐車経路が新たに算出され、この新たな目標駐車経路に沿った一定の操舵角が再び運転者に指示される。運転者は操舵角を新たに指示された値に一定に保持した状態で車両を後退さることにより、目標となる駐車区域へ車両を進入させることができる。【０００３】
このような駐車の支援を行う際には、目標駐車経路に沿って車両を移動させるために、車両の現在の状態を把握する必要がある。例えば特許文献２には、車両前方あるいは後方を撮影し、路面に水平な所定領域の明度情報を抽出し、この明度情報の明度勾配と時間変化分とに基づいて車両のヨーレートを検出する装置が開示されている。このような装置を用いれば、画像情報から車両のヨーレートを把握することができる。【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１７２９８８号公報
【特許文献２】特開平４−１５１５６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の装置では、操舵角の変更点で一旦停止した際に新たに目標駐車経路を算出することにより駐車精度を高めようとしているものの、ＣＣＤカメラで撮像された画像から後方の駐車区域を認識するだけでは、駐車区域と車両の現在位置との相対位置関係を精度よく特定することが困難である。このため、操舵角の変更点で目標駐車経路を算出し直しても、高精度に駐車を完了させることが難しいという問題があった。【０００６】
また、特許文献２の装置では、車両のヨーレートを検出することはできるが、操舵角に対する旋回半径等の車両走行パラメータを算出することはできず、この車両走行パラメータを実測により求めるのは多大の手間と時間を要するという問題を生じていた。また、実測により求めた車両走行パラメータには、各種の要因により誤差が含まれるという問題もあった。【０００７】
この発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、車両を精度よく目標駐車位置に駐車させることができる駐車支援装置を提供することを目的とする。
また、この発明は、カメラに接続することでこのような駐車支援装置を実現する駐車支援装置部品、このような駐車支援を行う駐車支援方法及びコンピュータに実行させる駐車支援プログラムを提供することも目的としている。
さらに、この発明は、容易に且つ正確に車両走行パラメータを得ることができる車両走行パラメータの算出方法、このような算出方法をコンピュータに実行させる車両走行パラメータの算出プログラム、車両走行パラメータ算出装置及び車両走行パラメータ算出装置部品を提供することもまた目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る駐車支援装置は、車両に搭載され、目標駐車位置に対して所定の位置関係を有する所定の場所に固設され且つ少なくとも一つの特徴点を有する固定目標を撮影するためのカメラと、カメラにより撮影された固定目標の画像に基づいて固定目標の特徴点を抽出すると共に固定目標の画像上における特徴点の２次元座標を認識する画像処理手段と、画像処理手段により認識された２組以上の２次元座標に基づいて固定目標を基準とした少なくとも２次元座標とパン角とを含むカメラの位置パラメータを算出する位置パラメータ算出手段と、位置パラメータ算出手段で算出されたカメラの位置パラメータと目標駐車位置に対する固定目標の所定の位置関係とに基づいて車両と目標駐車位置との相対位置関係を特定する相対位置特定手段と、相対位置特定手段により特定された車両と目標駐車位置との相対位置関係に基づいて車両を目標駐車位置へ誘導するための駐車軌跡を算出する駐車軌跡算出手段とを備えたものである。【０００９】
この発明に係る駐車支援装置部品は、車両に搭載され、目標駐車位置に対して所定の位置関係を有する所定の場所に固設され且つ少なくとも一つの特徴点を有する固定目標を撮影するためのカメラに接続される入力部と、入力部を介して入力されたカメラによる固定目標の画像に基づいて固定目標の特徴点を抽出すると共に固定目標の画像上における特徴点の２次元座標を認識する画像処理手段と、画像処理手段により認識された２組以上の２次元座標に基づいて固定目標を基準とした少なくとも２次元座標とパン角とを含むカメラの位置パラメータを算出する位置パラメータ算出手段と、位置パラメータ算出手段で算出されたカメラの位置パラメータと目標駐車位置に対する固定目標の前記所定の位置関係とに基づいて車両と目標駐車位置との相対位置関係を特定する相対位置特定手段と、相対位置特定手段により特定された車両と目標駐車位置との相対位置関係に基づいて車両を目標駐車位置へ誘導するための駐車軌跡を算出する駐車軌跡算出手段とを備えたものである。【００１０】
この発明に係る駐車支援方法は、目標駐車位置に対して所定の位置関係を有する所定の場所に固設され且つ少なくとも一つの特徴点を有する固定目標を車両に搭載されたカメラで撮影し、撮影された固定目標の画像に基づいて固定目標の特徴点を抽出すると共に固定目標の画像上における特徴点の２次元座標を認識し、認識された２組以上の２次元座標に基づいて固定目標を基準とした少なくとも２次元座標とパン角とを含むカメラの位置パラメータを算出し、算出されたカメラの位置パラメータと目標駐車位置に対する固定目標の前記所定の位置関係とに基づいて車両と目標駐車位置との相対位置関係を特定し、特定された車両と目標駐車位置との相対位置関係に基づいて車両を目標駐車位置へ誘導するための駐車軌跡を算出する方法である。【００１１】
この発明に係る駐車支援プログラムは、目標駐車位置に対して所定の位置関係を有する所定の場所に固設され且つ少なくとも一つの特徴点を有する固定目標を車両に搭載されたカメラで撮影するステップと、撮影された固定目標の画像に基づいて固定目標の特徴点を抽出すると共に固定目標の画像上における特徴点の２次元座標を認識するステップと、認識された２組以上の２次元座標に基づいて固定目標を基準とした少なくとも２次元座標とパン角とを含むカメラの位置パラメータを算出するステップと、算出されたカメラの位置パラメータと目標駐車位置に対する固定目標の所定の位置関係とに基づいて車両と目標駐車位置との相対位置関係を特定するステップと、特定された車両と目標駐車位置との相対位置関係に基づいて車両を目標駐車位置へ誘導するための駐車軌跡を算出するステップとを実行させるものである。【００１２】
この発明に係る車両走行パラメータの算出方法は、車両を走行移動させ、車両走行に係るセンサからの検知信号を取り込み、走行移動の途中の２地点でそれぞれ特徴点を有する車両外部の固定目標を車両に搭載されたカメラで撮影し、撮影された固定目標の画像毎に固定目標の特徴点を抽出すると共に固定目標の画像上における特徴点の２次元座標を認識し、認識された２次元座標に基づいて前記２地点における固定目標を基準とした２次元座標及びパン角を含むカメラの位置パラメータをそれぞれ算出し、算出された少なくとも２組の位置パラメータと取り込まれた検知信号に基づいて車両の走行パラメータを算出する方法である。【００１３】
この発明に係る車両走行パラメータの算出プログラムは、車両の走行移動時における車両走行に係るセンサからの検知信号を取り込むステップと、走行移動の途中の少なくとも２地点でそれぞれ特徴点を有する車両外部の固定目標を車両に搭載されたカメラで撮影するステップと、撮影された固定目標の画像毎に固定目標の特徴点を抽出すると共に固定目標の画像上における特徴点の２次元座標を認識するステップと、認識された２次元座標に基づいて前記少なくとも２地点における固定目標を基準とした２次元座標及びパン角を含むカメラの位置パラメータをそれぞれ算出するステップと、算出された少なくとも２組の位置パラメータと取り込まれた検知信号に基づいて車両の走行パラメータを算出するステップとを実行させるものである。【００１４】
この発明に係る車両走行パラメータ算出装置は、車両走行に係る検知信号を得るセンサと、車両に搭載され、特徴点を有する車両外部の固定目標を撮影するためのカメラと、車両の走行移動の途中の少なくとも２地点でカメラにより撮影された固定目標の画像毎に固定目標の特徴点を抽出すると共に固定目標の画像上における特徴点の２次元座標を認識する画像処理手段と、画像処理手段により認識された２次元座標に基づいて少なくとも２地点における固定目標を基準とした２次元座標及びパン角を含む前記カメラの位置パラメータをそれぞれ算出する位置パラメータ算出手段と、位置パラメータ算出手段により算出された少なくとも２組の位置パラメータとセンサにより得られた検知信号に基づいて車両の走行パラメータを算出する車両走行パラメータ算出手段とを備えたものである。【００１５】
また、この発明に係る車両走行パラメータ算出装置部品は、車両に搭載され、特徴点を有する車両外部の固定目標を撮影するためのカメラに接続される入力部と、車両の走行移動の途中の少なくとも２地点でカメラにより撮影され且つ入力部を介して入力された固定目標の画像毎に固定目標の特徴点を抽出すると共に固定目標の画像上における特徴点の２次元座標を認識する画像処理手段と、画像処理手段により認識された２次元座標に基づいて少なくとも２地点における固定目標を基準とした２次元座標及びパン角を含むカメラの位置パラメータをそれぞれ算出する位置パラメータ算出手段と、車両走行に係る検知信号を得るセンサに接続され且つ位置パラメータ算出手段により算出された少なくとも２組の位置パラメータとセンサにより得られた検知信号に基づいて車両の走行パラメータを算出する車両走行パラメータ算出手段とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、車両と目標駐車位置との相対位置関係を特定して車両を精度よく目標駐車位置に駐車させることが可能となる。
また、この発明によれば、容易に且つ正確に車両走行パラメータを得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の実施の形態１に係る駐車支援装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１におけるマーク撮影時の車両とマークとの関係を示す平面図である。
【図３】実施の形態１で用いられたマークを示す図である。
【図４】実施の形態１の作用を示すフローチャートである。
【図５】実施の形態１で算出された駐車軌跡を示す平面図である。
【図６】実施の形態２におけるマーク撮影時の車両とマークとの関係を示す平面図である。
【図７】実施の形態３におけるマーク撮影時の車両とマークとの関係を示す平面図である。
【図８】実施の形態３の変形例におけるマーク撮影時の車両とマークとの関係を示す平面図である。
【図９】実施の形態４におけるマーク撮影時の車両とマークとの関係を示す平面図である。
【図１０】実施の形態５における再度のマーク撮影時の車両とマークとの関係を示す平面図である。
【図１１】実施の形態５における再度のマーク撮影時の車両と前回認識したマークとの関係を示す平面図である。
【図１２】実施の形態６におけるマーク撮影時の車両とマークとの関係を示す平面図である。
【図１３Ａ】実施の形態７で用いられたマークを示す図である。
【図１３Ｂ】実施の形態７で用いられたマークを示す図である。
【図１３Ｃ】実施の形態７で用いられたマークを示す図である。
【図１４】実施の形態７で用いられたマークを撮影する際の車両とマークとの関係を示す平面図である。
【図１５】実施の形態７の変形例で用いられたマークを示す図である。
【図１６】実施の形態８におけるマーク撮影時の車両とマークとの関係を示す平面図である。
【図１７】実施の形態９で用いられたマークが設置された駐車スペースを示す図である。
【図１８】実施の形態９の変形例で用いられたマークが設置された駐車スペースを示す図である。
【図１９】実施の形態９の他の変形例で用いられたマークが設置された駐車スペースを示す図である。
【図２０】実施の形態１０においてマークを表示する装置の構成を示すブロック図である。
【図２１】プロジェクタを用いてマークを表示する様子を示す斜視図である。
【図２２】レーザスキャナを用いてマークを表示する様子を示す斜視図である。
【図２３】多数の発光体を用いてマークを表示する様子を示す平面図である。
【図２４】電光掲示板状の発光装置を用いてマークを表示する様子を示す平面図である。
【図２５】実施の形態１２に係る駐車支援装置の構成を示すブロック図である。
【図２６】実施の形態１３に係る車両走行パラメータの算出方法を実施するための装置の構成を示すブロック図である。
【図２７】実施の形態１３に係る車両走行パラメータの算出方法を示すフローチャートである。
【図２８】実施の形態１３における車両とマークとの関係を示す平面図である。
【図２９】実施の形態１４における車両と格子図形との関係を示す平面図である。
【図３０】実施の形態１５に係る駐車支援装置の構成を示すブロック図である。
【図３１】実施の形態１６に係る駐車支援装置の構成を示すブロック図である。
【図３２】実施の形態１６の作用を示すフローチャートである。
【図３３】実施の形態１７に係る駐車支援装置の構成を示すブロック図である。
【図３４】実施の形態１８に係る駐車支援装置の構成を示すブロック図である。
【図３５】実施の形態１８の作用を示すフローチャートである。
【図３６】実施の形態１９に係る駐車支援装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１
この発明の実施の形態１に係る駐車支援装置の構成を図１に示す。目標駐車位置となる駐車スペースの床面等に設置されたマークＭ（固定目標）を撮影するためのカメラ１が車両に搭載されており、カメラ１は駐車支援装置部品Ｐ１の入力部Ｋに接続されている。入力部Ｋには、カメラ１によりマークＭを撮影した画像からマークＭの特徴点を抽出して画像上における特徴点の２次元座標を認識する画像処理手段２が接続されている。この画像処理手段２に、マークＭを基準としたカメラ１の位置パラメータを算出する位置パラメータ算出手段３が接続され、位置パラメータ算出手段３には、車両と駐車スペースとの相対位置関係を特定する相対位置特定手段４が接続されている。さらに、相対位置特定手段４に、車両を駐車スペースへ誘導するための駐車軌跡を算出する駐車軌跡算出手段５が接続され、これら入力部Ｋ、画像処理手段２、位置パラメータ算出手段３、相対位置特定手段４及び駐車軌跡算出手段５によって駐車支援装置部品Ｐ１が構成されている。そして、駐車軌跡算出手段５に、運転操作の案内情報を車両の運転者に出力する案内装置６が接続されている。【００１９】
図２に示されるように、カメラ１は、車両７に対して所定の位置関係を有する所定の場所、例えば車両７のドアミラー８に内蔵されており、車両７が目標駐車位置となる駐車スペースＳの近傍の地点Ａに位置するときに、駐車スペースＳの床面に設置されたマークＭを視野内に含むように設置されている。車両７に対するカメラ１の所定の位置関係は予め把握されているものとする。
また、マークＭは、駐車スペースＳに対して所定の位置関係を有する所定の場所に固設されており、駐車スペースＳに対するマークＭの所定の位置関係は予め把握されているものとする。このマークＭとしては、例えば図３に示されるように、４つの直角２等辺三角形を互いに当接させた正方形状の外形を有する図形を用いることができる。互いに隣接する直角２等辺三角形が異なる色で塗り分けられており、このマークＭは、複数の辺の交点からなる５つの特徴点Ｃ１〜Ｃ５を有している。【００２０】
次に、図４のフローチャートを参照して実施の形態１の作用について説明する。
まず、ステップＳ１として、図２に示したように目標駐車位置となる駐車スペースＳの近傍の地点Ａに車両７を位置させてマークＭをカメラ１の視野内に入れた状態で、カメラ１によりマークＭを撮影する。
カメラ１により撮影された画像は入力部Ｋを介して画像処理手段２に入力され、続くステップＳ２で、画像処理手段２は、カメラ１により撮影されたマークＭの画像からマークＭの５つの特徴点Ｃ１〜Ｃ５を抽出し、画像上におけるこれら特徴点Ｃ１〜Ｃ５の２次元座標をそれぞれ認識し取得する。
次に、ステップＳ３で、画像処理手段２により認識された特徴点Ｃ１〜Ｃ５のそれぞれの２次元座標に基づき、位置パラメータ算出手段３は、マークＭを基準としたカメラ１の３次元座標（ｘ，ｙ，ｚ）、チルト角（伏せ角）、パン角（方向角）、スイング角（回転角）の６個のパラメータからなる位置パラメータを算出する。【００２１】
ここで、位置パラメータ算出手段３による位置パラメータの算出方法を説明する。
まず、車両７のリヤアクスル中心から路面に対して垂直に下ろした地面上の点を原点Ｏとし、水平方向にｘ軸及びｙ軸、鉛直方向にｚ軸を設定した路面座標系を想定すると共に、カメラ１により撮影された画像上にＸ軸とＹ軸を設定した画像座標系を想定する。
画像座標系におけるマークＭの特徴点Ｃ１〜Ｃ５の座標値Ｘｍ及びＹｍ（ｍ＝１〜５）は、路面座標系におけるマークＭの特徴点Ｃ１〜Ｃ５の６個の位置パラメータすなわち座標値ｘｍ、ｙｍ及びｚｍと上述したチルト角（伏せ角）、パン角（方向角）、スイング角（回転角）の角度パラメータＫｎ（ｎ＝１〜３）から、関数Ｆ及びＧを用いて、
Ｘｍ＝Ｆ（ｘｍ，ｙｍ，ｚｍ，Ｋｎ）＋ＤＸｍ
Ｙｍ＝Ｇ（ｘｍ，ｙｍ，ｚｍ，Ｋｎ）＋ＤＹｍ
で表される。ここで、ＤＸｍ及びＤＹｍは関数Ｆ及びＧを用いて算出された特徴点Ｃ１〜Ｃ５のＸ座標及びＹ座標と画像処理手段２で認識された特徴点Ｃ１〜Ｃ５の座標値Ｘｍ及びＹｍとの偏差である。【００２２】
つまり５個の特徴点Ｃ１〜Ｃ５のＸ座標及びＹ座標をそれぞれ表すことにより、６個の位置パラメータ（ｘｍ，ｙｍ，ｚｍ，Ｋｎ）に対して計１０個の関係式が作成される。
そこで、偏差ＤＸｍ及びＤＹｍの二乗和
Ｓ＝Σ（ＤＸｍ2＋ＤＹｍ2）
を最小とするような位置パラメータ（ｘｍ，ｙｍ，ｚｍ，Ｋｎ）を求める。すなわちＳを最小化する最適化問題を解く。公知の最適化法たとえばシンプレックス法や、最急降下法、ニュートン法、準ニュートン法などを用いることができる。【００２３】
なお、算出しようとする位置パラメータ（ｘｍ，ｙｍ，ｚｍ，Ｋｎ）の個数「６」より多い関係式を作成して位置パラメータを決定しているので、精度よく位置パラメータ（ｘｍ，ｙｍ，ｚｍ，Ｋｎ）を得ることができる。
この実施の形態１では、６個の位置パラメータ（ｘｍ，ｙｍ，ｚｍ，Ｋｎ）に対して５個の特徴点Ｃ１〜Ｃ５により１０個の関係式を作成したが、関係式の数は算出しようとする位置パラメータ（ｘｍ，ｙｍ，ｚｍ，Ｋｎ）の個数より多ければよく、最低３個の特徴点により６個の関係式を作成すれば、６個の位置パラメータ（ｘｍ，ｙｍ，ｚｍ，Ｋｎ）を算出することができる。【００２４】
このようにして算出されたカメラ１の位置パラメータを用いて、ステップＳ４で、相対位置特定手段４は、車両７と駐車スペースＳとの相対位置関係を特定する。すなわち、位置パラメータ算出手段３で算出された位置パラメータと、予め把握されている駐車スペースＳに対するマークＭの所定の位置関係とに基づいて、カメラ１と駐車スペースＳとの相対位置関係が特定され、車両７に対するカメラ１の所定の位置関係は予め把握されているため、さらに車両７と駐車スペースＳとの相対位置関係が特定される。【００２５】
次に、ステップＳ５で、駐車軌跡算出手段５は、相対位置特定手段４により特定された車両７と駐車スペースＳとの相対位置関係に基づき、車両７を駐車スペースＳへ誘導するための駐車軌跡を算出する。
例えば、図５に示されるように、カメラ１によりマークＭを撮影した、駐車スペースＳの近傍の地点Ａから、車両７を所定の第１の操舵角で一旦前進して地点Ｂで停止した後、所定の第２の操舵角で後退して駐車スペースＳに駐車させるような駐車軌跡Ｌが算出される。ここで、所定の第１の操舵角と所定の第２の操舵角は、互いに絶対値が等しい、例えばフル切り角度（最大操舵角）でもよく、絶対値が異なる角度でもよい。また、１回の旋回の間の操舵角を一定に保持せず、操舵角を変化しながら移動するような駐車軌跡Ｌとすることもできる。【００２６】
最後に、ステップＳ６で、案内装置６は、駐車軌跡算出手段５により算出された駐車軌跡Ｌに沿って車両７を走行させるための運転操作の案内情報を車両７の運転者に出力する。これにより、運転者は、案内情報に従って運転操作を行うだけで、車両７を駐車軌跡Ｌに沿って走行させて駐車スペースＳに駐車させることが可能となる。【００２７】
なお、画像処理手段２、位置パラメータ算出手段３、相対位置特定手段４及び駐車軌跡算出手段５はコンピュータから構成することができ、図４のステップＳ１〜Ｓ５の動作の駐車支援プログラムが記録された記録媒体等からコンピュータに設定することにより、各ステップをコンピュータに実行させることが可能となる。
また、入力部Ｋ、画像処理手段２、位置パラメータ算出手段３、相対位置特定手段４及び駐車軌跡算出手段５により構成される駐車支援装置部品Ｐ１は、例えば基板モジュール、チップ等の形にまとめて形成することができ、この駐車支援装置部品Ｐ１の入力部Ｋに車載のカメラ１を接続するだけで駐車支援装置が実現される。さらに、駐車支援装置部品Ｐ１の駐車軌跡算出手段５に案内装置６を接続すれば、上述したような運転操作の案内情報を車両７の運転者に出力することができる。【００２８】
なお、上述した実施の形態１では、マークＭを基準としたカメラ１の３次元座標（ｘ，ｙ，ｚ）、チルト角（伏せ角）、パン角（方向角）、スイング角（回転角）の６個のパラメータからなる位置パラメータを算出しているので、マークＭが配置されている駐車スペースＳの床面と車両７の現在位置の路面との間に段差や傾きが存在しても、マークＭと車両７の相対位置関係を正確に特定して精度の高い駐車支援を行うことができる。【００２９】
ただし、マークＭが配置されている駐車スペースＳの床面と車両７の現在位置の路面との間に傾きが存在しない場合には、少なくともマークＭを基準としたカメラ１の３次元座標（ｘ，ｙ，ｚ）とパン角（方向角）の４個のパラメータからなる位置パラメータを算出すればマークＭと車両７の相対位置関係を特定することができる。この場合には、マークＭの最低２個の特徴点の２次元座標により４個の関係式を作成すれば、４個の位置パラメータを求めることができるが、より多くの特徴点の２次元座標を用いて最小二乗法等により精度よく４個の位置パラメータを算出することが好ましい。【００３０】
さらに、マークＭと車両７とが同一平面上にあり、マークＭが配置されている駐車スペースＳの床面と車両７の現在位置の路面との間に段差も傾きも存在しない場合には、少なくともマークＭを基準としたカメラ１の２次元座標（ｘ，ｙ）とパン角（方向角）の３個のパラメータからなる位置パラメータを算出すればマークＭと車両７の相対位置関係を特定することができる。この場合にも、マークＭの最低２個の特徴点の２次元座標により４個の関係式を作成すれば、３個の位置パラメータを求めることができるが、より多くの特徴点の２次元座標を用いて最小二乗法等により精度よく３個の位置パラメータを算出することが好ましい。【００３１】
実施の形態２
実施の形態１では、カメラ１が車両７の側部に位置するドアミラー８に内蔵されていたが、図６に示されるように、車両７の後部にカメラ１を設置して車両７の後方を撮影するようにしてもよい。この場合、車両７を適当に走行させて、カメラ１の視野内に駐車スペースＳのマークＭが入る地点Ｃまで移動し、ここで、図４に示したステップＳ１〜Ｓ５により駐車軌跡Ｌを算出する。そして、ステップＳ６により案内装置６から出力される案内情報に従って運転操作を行うことで車両７を駐車スペースＳに駐車させることができる。【００３２】
実施の形態３
上記の実施の形態１及び２では、駐車スペースＳに並列駐車させる場合を例にとって説明したが、同様にして、図７に示されるように、駐車スペースＳに縦列駐車させることもできる。カメラ１の視野内に駐車スペースＳのマークＭが入る地点Ｄで、図４に示したステップＳ１〜Ｓ５により駐車軌跡Ｌを算出し、ステップＳ６により案内装置６から出力される案内情報に従って運転操作を行うことで、駐車スペースＳへの縦列駐車が行われる。
また、図８に示されるように、実施の形態２と同様に、車両７の後部に設置されたカメラ１を用い、カメラ１の視野内に駐車スペースＳのマークＭが入る地点Ｅで駐車軌跡Ｌを算出して縦列駐車を行うこともできる。【００３３】
ただし、駐車軌跡算出手段５に、並列駐車及び縦列駐車のいずれを行うのかを指示する必要がある。運転席に並列モードと縦列モードのいずれかを選択うるための選択スイッチを配設し、運転者が選択スイッチを操作するように構成してもよい。あるいは、並列駐車のための駐車スペースと、縦列駐車のための駐車スペースとで、異なるマークを設置し、画像処理手段２が並列駐車のためのマークか縦列駐車のためのマークかを識別して、並列駐車及び縦列駐車のいずれかを自動的に選択するように構成することもできる。【００３４】
実施の形態４
上記の実施の形態１〜３では、駐車スペースＳのマークＭをカメラ１で撮影して駐車軌跡Ｌを算出すると、その駐車軌跡Ｌに沿って駐車スペースＳまで車両７を誘導したが、図９に示されるように、一旦駐車軌跡算出手段５により算出された駐車軌跡Ｌに従って車両７を移動させることにより車両７と駐車スペースＳとの距離が近づいた状態で、再び図４に示したステップＳ１〜Ｓ５を実行して新たな駐車軌跡Ｌ’を算出し直すように構成することもできる。【００３５】
すなわち、初めに駐車軌跡算出手段５により算出された駐車軌跡Ｌに従って地点Ｃから車両７を移動させた後、地点Ｆで再びカメラ１により駐車スペースＳのマークＭを撮影し、画像処理手段２によりマークＭの特徴点Ｃ１〜Ｃ５の新たな２次元座標を認識し、位置パラメータ算出手段３によりカメラ１の新たな位置パラメータを算出し、相対位置特定手段４により車両７と駐車スペースＳとの新たな相対位置関係を特定し、駐車軌跡算出手段５により新たな駐車軌跡Ｌ’を算出する。そして、この新たな駐車軌跡Ｌ’に沿って車両７を走行させるための運転操作の案内情報を案内装置６から運転者に出力する。【００３６】
車両７と駐車スペースＳとの距離が近づくほど、マークＭを近くで大きく認識することができ、マークＭの特徴点Ｃ１〜Ｃ５に対する解像度が向上すると共に互いの特徴点Ｃ１〜Ｃ５間の距離が広がるため、マークＭと車両７との相対位置関係をより高精度に特定することができる。したがって、車両７と駐車スペースＳとの距離が近づいた状態で新たな駐車軌跡Ｌ’を算出し直すことにより、より精度よく駐車を行うことが可能となる。【００３７】
さらに、所定の時間間隔あるいは移動距離間隔毎に時々刻々、駐車軌跡を算出し直すように構成することができる。このようにすれば、初期のマークＭの特徴点Ｃ１〜Ｃ５の認識誤差、タイヤの減り具合及び車両７の傾き等の車両７の状態、段差及び傾斜等の路面の状態などにほとんど影響されずに、最終的な目標駐車位置である駐車スペースＳに精度よく駐車を行うことが可能となる。
図９では、並列駐車の様子を示したが、同様にしてこの実施の形態４を縦列駐車に適用することもできる。【００３８】
実施の形態５
実施の形態４では、車両７と駐車スペースＳとの距離が近づいた状態で新たな駐車軌跡を算出し直したが、前回算出した駐車軌跡を利用して新たな駐車軌跡を得ることもできる。
例えば、縦列駐車を行う場合に、図１０に示されるように、互いに操舵の方向が逆方向となる曲線状の軌跡部分ＬａとＬｂからなる駐車軌跡Ｌを用いるものとすると、駐車軌跡算出手段５により一旦算出された駐車軌跡Ｌに沿って地点Ｇから車両７を移動させ、駐車軌跡Ｌの前半部分である軌跡部分Ｌａ上の地点Ｈで再びカメラ１により駐車スペースＳのマークＭを撮影したときに、未走行の軌跡部分Ｌｂについては前回算出された軌跡部分Ｌｂを補正するだけで新たな駐車軌跡を得ることができる。【００３９】
図１１に示されるように、軌跡部分Ｌａ上の地点Ｈで駐車スペースＳのマークＭを撮影して車両７と駐車スペースＳとの相対位置関係を特定したときに、初めの地点Ｇで算出した駐車軌跡Ｌに対して駐車スペースＳの位置にズレを生じている場合には、地点Ｈで新たに特定した駐車スペースＳ’に適合させて前回算出された軌跡部分Ｌｂを回転及び／または平行移動させるだけで新たな軌跡部分Ｌｂ’とし、地点Ｈからこの新たな軌跡部分Ｌｂ’につながるように前半の軌跡部分Ｌａ’を再計算すればよい。【００４０】
このようにして軌跡部分Ｌａ’及びＬｂ’からなる新たな駐車軌跡Ｌ’を取得すれば、再計算の負担を軽減することができる。
なお、並列駐車においても、複数の曲線状の軌跡部分及び直線状の軌跡部分を組み合わせて駐車軌跡を形成する場合には、同様にしてこの実施の形態５を適用することができる。【００４１】
実施の形態６
上記の実施の形態１〜５では、車両７の側部及び後部のいずれかに設置されたカメラ１を用いて駐車スペースＳのマークＭを撮影したが、図１２に示されるように、車両７の側部にカメラ１を設置すると共に車両７の後部にカメラ９を設置し、これら双方のカメラ１及び９でそれぞれ駐車スペースＳのマークＭを撮影することもできる。【００４２】
例えば、駐車スペースＳの近傍の地点Ａで車両７の側部のカメラ１により駐車スペースＳのマークＭを撮影すれば、マークＭを近くで大きく認識することができるため、マークＭと車両７との相対位置関係をより高精度に特定することができ、精度のよい駐車軌跡Ｌを算出することができる。そして、車両７の後部のカメラ９の視野内に駐車スペースＳのマークＭが入った後は、カメラ９でマークＭを撮影することができる。例えば、図１２の折り返し地点Ｂまで車両７が移動すると、駐車スペースＳのマークＭは車両７の側部のカメラ１の視野からは外れるが、車両７の後部のカメラ９の視野内に入ってくる。そこで、地点Ｂから車両７を旋回後退させる際にカメラ９でマークＭを撮影すれば、実施の形態４及び５のように、車両７と駐車スペースＳとの距離が近づいた状態で新たな駐車軌跡を再計算することが可能となる。
これにより、さらに精度のよい駐車支援を行うことができるようになる。【００４３】
実施の形態７
上記の実施の形態１〜６では、駐車スペースＳのマークＭとして、４つの直角２等辺三角形を互いに当接させた正方形状の外形を有する図形を用いたが、これに限るものではなく、例えば図１３Ａ〜１３Ｃに示されるような各種のマークを用いることができる。
図１３Ａに示されるマークＭ１は、図３に示したマークＭの二つの三角形を所定の方向ｄに伸ばした形状を有し、５つの特徴点Ｃ１〜Ｃ５を備えている。この方向ｄを駐車スペースＳの入口に向けてマークＭ１を駐車スペースＳの床面に設置すれば、駐車スペースＳの近傍の地点で車両７のドアミラーに内蔵されたカメラ１により斜め下方に位置するマークＭ１を撮影したときに、遠近映像によりほぼ正方形に近い形状の画像を得ることができる。このため、マークＭ１の画像から５つの特徴点Ｃ１〜Ｃ５を抽出しやすくなる。【００４４】
図１３Ｂに示されるマークＭ２は、図３に示したマークＭの上側の二つの三角形と下側の二つの三角形の位置を互いに入れ替えたもので、７つの特徴点Ｃ１〜Ｃ７を備えている。
図１３Ｃに示されるマークＭ３は、図３に示したマークＭにさらに二つの三角形を追加したもので、８つの特徴点Ｃ１〜Ｃ８を備えている。
これらのマークＭ２及びＭ３は、図３のマークＭと同様に使用することができるが、例えば、図３のマークＭは並列駐車のための駐車スペースであることを、マークＭ２及びＭ３は縦列駐車のための駐車スペースであることを、それぞれ予め決めておけば、画像処理手段２が駐車スペースのマークを識別することにより、並列駐車及び縦列駐車のいずれを行うかを自動的に判定し、駐車軌跡算出手段５に対応した駐車軌跡を算出させることができる。
例えば、図１４に示されるように、駐車スペースＳの近傍の地点で車両７のカメラ１により撮影した画像からマークＭ３を識別すれば、これから縦列駐車を行うと判定する。また、マークＭ３は、方向ｄに対して非対称であるため、方向ｄにおける方向性を示すことができ、駐車の進入方向を制限することもできる。
また、図１５に示されるように、矩形状の駐車スペースＳに対角線を描き、駐車スペースＳの四隅と対角線の交点に特徴点Ｃ１〜Ｃ５を有するマークＭ４とすることもできる。【００４５】
実施の形態８
上記の実施の形態１〜７では、駐車スペースＳのマークが３個以上の特徴点を有し、一つの地点でカメラ１または９によりマークを撮影することで、６個以上の関係式を作成し、カメラ１または９の６個の位置パラメータ（ｘｍ，ｙｍ，ｚｍ，Ｋｎ）を算出したが、１個または２個の特徴点しか有しないマークを用いることもできる。なお、車両７には、車輪速センサ、ヨーレートセンサ、ＧＰＳ等、車両７の移動距離及び移動方向を検出する移動量センサが具備されているものとする。【００４６】
例えば、図１６に示されるように、駐車スペースＳに２個の特徴点Ｃ１及びＣ２しか有しないマークＭ５を設置し、このマークＭ５を車両７のカメラ１で撮影するものとする。まず、駐車スペースＳの近傍の地点Ａ１でマークＭ５を撮影することにより、２個の特徴点Ｃ１及びＣ２の画像座標系のＸ座標及びＹ座標をそれぞれ表す４個の関係式が得られる。
次に、車両７を地点Ａ２まで移動させる。このとき、地点Ａ２は、カメラ１の視野内にマークＭ５が捉えられる範囲内であることが必要である。また、地点Ａ１から地点Ａ２までの車両７の移動距離及び移動方向が車両７に具備された移動量センサにより検出されている。この地点Ａ２でカメラ１により再度マークＭ５を撮影することで、２個の特徴点Ｃ１及びＣ２の画像座標系のＸ座標及びＹ座標をそれぞれ表すさらに４個の関係式が得られる。【００４７】
地点Ａ１で得られた４個の関係式と地点Ａ２で得られた４個の関係式とからなる計８個の関係式と、移動量センサにより検出された地点Ａ１と地点Ａ２との相対位置に基づいて、カメラ１の６個の位置パラメータ（ｘｍ，ｙｍ，ｚｍ，Ｋｎ）を算出することができる。これにより、車両７と駐車スペースＳとの相対位置関係を特定し、駐車軌跡を算出することが可能となる。
同様にして、１個の特徴点しか有しないマークを駐車スペースＳに設置した場合に、少なくとも３地点でそれぞれこのマークを撮影することにより、６個以上の関係式が得られ、カメラ１の６個の位置パラメータ（ｘｍ，ｙｍ，ｚｍ，Ｋｎ）を算出することができる。
また、それぞれの視野の少なくとも一部が重複する複数のカメラを車両７に搭載し、これら複数のカメラで同時にマークを撮影することもできる。例えば、２台のカメラで２個の特徴点を有するマークをそれぞれ撮影すれば、１台のカメラで４個の特徴点を有するマークを撮影したのと同等の情報が得られる。また、３台のカメラで１個の特徴点を有するマークをそれぞれ撮影すれば、１台のカメラで３個の特徴点を有するマークを撮影したのと同等の情報が得られる。従って、６個の位置パラメータ（ｘｍ，ｙｍ，ｚｍ，Ｋｎ）を算出することが可能となる。
このように、特徴点の個数を減らすことで、マークを小型化することができる。【００４８】
実施の形態９
上記の実施の形態１〜８において、並列駐車の場合に、マークを駐車スペースＳの入口側に設置すれば、駐車スペースＳの近傍に位置する車両７とマークとの距離が短くなるので、マークを認知してその特徴点を認識しやすくなる。ただし、必ずしもマークを駐車スペースＳの入口側に設置する必要はなく、図１７に示されるように、駐車スペースＳの奥側にマークＭを設置してもよい。この場合、車両７の後部にカメラが搭載されていると、駐車完了地点の直前までカメラによってマークＭを認知することができ、実施の形態４及び５のように、新たな駐車軌跡を再計算することにより、駐車精度を向上させることが可能となる。
また、図１８に示されるように、駐車スペースＳの床面ではなく、奥の壁面ＷにマークＭを設置してもよい。このようにすれば、車両７の後部にカメラが搭載されている場合に、駐車完了地点までカメラによってマークＭを認知することができる。【００４９】
さらに、図１９に示されるように、駐車スペースＳの入口付近の床面と奥部の床面にマークＭ６及びＭ７をそれぞれ設置することもできる。このようにすれば、車両７の一部が駐車スペースＳ内に入って、カメラの視野内から駐車スペースＳの入口付近のマークＭ６が外れても、駐車スペースＳの奥部のマークＭ７をカメラで撮影することにより、車両７と目標駐車位置との相対位置関係を算出することが可能となり、駐車完了地点まで精度よく車両７を誘導することができる。【００５０】
なお、この発明において用いられるマークは、自然界に存在する形状に対して判別しやすい、特異な形状、色彩等を具備し、画像処理手段２における画像認識により、その存在を認知しやすいものであり、さらに内部に含んでいる特徴点を認識しやすいものが望ましい。
また、マークは、認識された特徴点の２次元座標に基づいて算出される車両７とマークとの相対位置関係の精度と、その相対位置関係に基づいて算出される駐車軌跡の精度とが、目標とする駐車精度を実現し得るように、十分な大きさを有し且つ車両７から認知しやすい場所に設置されることが望まれる。
具体的には、マークは、駐車スペースＳの床面や壁面等の所定の場所に直接ペイントする、あるいは、マークが描かれたシートを所定の場所に貼付する等により設置することができる。【００５１】
マークをＱＲコードで表示したり、駐車スペースＳの辺と平行、垂直あるいは駐車スペースＳの対角線上に目盛りを付けた二次元バーコードでマークを表示することにより、マークに特徴点だけでなく、駐車スペースＳ自体に関する情報及び／または駐車スペースＳへの駐車方法に関する情報等、以下のような各種の情報を記憶させ、画像処理手段２における画像認識によりこれらの情報を読み取ることもできる。
（１）駐車スペースＳ自体の特徴（大きさ、斜め、変形、傾斜等）
（２）駐車スペースＳの住所、大きな駐車場における枠番号
大きな駐車場では、入口で枠番号の指定が行われ、駐車場内の移動経路も案内される場合があり、マークに記憶された枠番号を識別することで、車両自体が指定された枠であることを認識することができる。また、ナビゲーションシステムと連携することにより、自家用車庫の確認、目的地の車庫の住所の確認が可能となる。
（３）駐車料金
（４）駐車使用制限（使用可能時間帯、資格、身障者用などの使用権限の有無）
（５）駐車場周辺の到達可能範囲、進入制限範囲、障害物の有無と位置、駐車時の条件（前向き駐車指定等）。【００５２】
また、マークの代わりに駐車スペースＳに対して所定の位置関係を有する所定の場所に看板を立て、この看板に上記の各種の情報を表示して、画像処理手段２における画像認識により情報を読み取ってもよい。【００５３】
実施の形態１０
上記の実施の形態１〜９において、固定目標として使用されたマークを、光によって表示することもできる。例えば、図２０に示されるように、光を利用してマークＭを表示するための光学的表示装置１８に表示制御装置１９を接続し、表示制御装置１９からの指令に基づいて光学的表示装置１８により所定の場所にマークＭが表示される。【００５４】
例えば、図２１に示されるように、光学的表示装置１８としてプロジェクタ２０を用いてマークＭを投影により表示することができる。あるいは、図２２に示されるように、光学的表示装置１８としてレーザスキャナ２１を用いてレーザ光をスキャンし、マークＭを表示してもよい。さらに、図２３に示されるように、予め所定の場所にマークＭの形状に沿って多数のＬＥＤ等の発光体２２を配列固定しておき、表示制御装置１９により多数の発光体２２を発光させてもマークＭを表示することができる。また、図２４に示されるように、所定の領域内を多数のＬＥＤ等の発光体２２で埋め尽くした、いわゆる電光掲示板状の発光装置２３を予め設置し、表示制御装置１９により発光装置２３内の発光体２２を選択して発光させることによりマークＭを表示してもよい。図２４では、黒く塗られた発光体２２のみが発光し、他の発光体２２は非発光状態にある。【００５５】
この実施の形態１０のように、光を利用してマークＭを表示すれば、ペイントまたはシートによりマークを表示した場合に比べて、マーク設置面の汚れまたは擦れによりマーク形状が損なわれるおそれが少なく、長期間マークＭを使用しても、車両７とマークＭとの相対位置関係を精度よく検出することができる。
また、表示制御装置１９で光学的表示装置１８を制御することにより、マークＭの表示光度を容易に変更することができる。このため、昼間と夜間等、周辺雰囲気の明るさに合わせて光度を調整することで、常時認識しやすいマークＭを表示することが可能となる。【００５６】
光学的表示装置１８としてプロジェクタ２０あるいはレーザスキャナ２１を使用する場合には、表示制御装置１９で光学的表示装置１８を制御することにより、表示されるマークＭのサイズを容易に変更することができる。このため、車両７がマークＭから遠いときは、大きなマークＭを表示し、マークＭに近づいたら、小さなマークＭを表示することで、マークＭの特徴点の認識精度が向上する。なお、この場合、マークＭのサイズに関する情報を車両７側へ伝達する必要がある。【００５７】
同様に、光学的表示装置１８としてプロジェクタ２０あるいはレーザスキャナ２１を使用する場合には、表示制御装置１９で光学的表示装置１８を制御することにより、表示されるマークＭの位置を容易に変更することができる。このため、駐車スペースＳ内の障害物の存在等に応じて目標駐車位置を調整したいときに、マークＭの位置を容易に変更して車両７を所望の位置に駐車させることが可能となる。
さらに、図１９に示したように、駐車スペースＳの入口付近の床面と奥部の床面等に複数のマークを設置する代わりに、車両７の位置に応じて表示されるマークＭの位置を移動させてもよい。複数のマークを設置する手間と費用を省くことができる。
なお、このようにマークＭの位置を変更する場合も、マークＭの位置に関する情報を車両７側へ伝達する必要がある。【００５８】
図２４に示した電光掲示板状の発光装置２３を光学的表示装置１８として使用した場合においても、発光体２２で埋め尽くされた領域内で上述したマークＭのサイズあるいは位置の変更が可能となる。
プロジェクタ２０あるいはレーザスキャナ２１を使用する場合には、マークＭの表示色を容易に変更することができる。このため、周辺雰囲気の変化に合わせて表示色を調整することで、常時認識しやすいマークＭを表示することもできる。
また、プロジェクタ２０あるいはレーザスキャナ２１を使用する場合には、駐車スペースＳの床面、側壁等に設置されたスクリーン様の平面上にマークＭを表示してもよい。このようにすれば、駐車スペースＳの床面、側壁等に凹凸が存在しても、マーク形状を損うことなくマークＭを表示して、マークＭの特徴点の認識精度を向上させることができる。なお、スクリーン様の平面は、設置面に柔軟なスクリーンを貼り付ける、平板部材を設置する等により、設置箇所に応じた材質や形状を選択して実現することができる。【００５９】
表示制御装置１９で光学的表示装置１８を制御することによりマークＭの表示光の輝度、波長（色）等を変調し、車両７のカメラで撮影したマークＭの画像を復調することもできる。このようにすれば、日光、照明光等によるノイズの影響を排除して、マークＭの特徴点の位置を精度よく認識することができる。また、マークＭの表示光の変調により、マークＭに特徴点だけでなく、実施の形態９に記載したような、駐車スペースＳ自体に関する情報及び／または駐車スペースＳへの駐車方法に関する情報等の各種の情報を重畳させることができる。例えば、車両７の位置に応じてマークＭの表示位置を変更させながら、このマークＭは目標駐車位置への通過点であるという情報、あるいは、このマークＭは駐車完了位置であるという情報を重畳させることもできる。【００６０】
なお、マークＭの表示光は、車両７のカメラで認識可能なものであればよく、赤外線、紫外線等の非可視光を用いることもできる。また、通常の人間の目では認識できないような高速変調された表示光でもよく、さらに、人間の目で認識し得る映像の中に人間の目では認識できないような非常に短い時間でマークＭを表示して、いわゆるマークＭのすり込みを行うこともできる。このようにしてすり込まれたマークＭを車両７のカメラで認識することにより、車両７とマークＭとの相対位置関係が検出される。同様にして、上述した各種の情報を映像あるいはマークＭの中にすり込むこともできる。【００６１】
実施の形態１１
上記の実施の形態１〜１０において、駐車軌跡算出手段５により算出された駐車軌跡Ｌに従って実際に車両７を駐車させたときに、マークに対する駐車完了位置の相対位置関係を記憶しておき、次回の駐車動作における駐車軌跡Ｌの算出時に、駐車軌跡算出手段５が、記憶されている前回の駐車完了位置とマークとの相対位置関係に基づいて、車両７が目標とする駐車位置へ誘導されるように補正された駐車軌跡を算出することもできる。
このようにすれば、目標とする駐車位置と実際の駐車完了位置との間に位置ズレが生じた場合に、その位置ズレを補償することができる。また、自家用車庫等において、駐車スペースの中央ではなく偏った場所を目標駐車位置とすることもできる。
なお、駐車完了位置とマークとの相対位置関係は、例えば図１８に示したように、駐車スペースＳの奥の壁面Ｗに設置されたマークを車両７の後部のカメラで撮影することにより認識することができる。また、駐車完了位置でなくても、駐車スペースＳのマークを車両７のカメラで撮影可能な駐車完了直前の位置とマークとの相対位置関係を記憶して、この相対位置関係に基づき、補正された駐車軌跡を算出してもよい。【００６２】
さらに、ナビゲーションシステムと連動させて、ナビゲーションシステムにより特定の駐車スペース、例えば自家用車庫であることを認知したときに、記憶されている前回の駐車完了位置とマークとの相対位置関係に基づいて補正された駐車軌跡を算出するように構成することもできる。このようにすれば、一般の駐車場では規定通りの位置に駐車し、自家用車庫等の特定の駐車スペースに対しては、中央から偏った位置等、特別に設定した状況で駐車を行うことが可能となる。なお、ナビゲーションシステムの代わりにＧＰＳセンサを具備し、ＧＰＳセンサからの情報に基づいて特定の駐車スペースであることを認知してもよい。【００６３】
実施の形態１２
上記の実施の形態１〜１１において、図２５に示されるように、案内装置６を案内情報作成手段１０と案内情報出力手段１１とから構成することができる。
案内情報作成手段１０は、車両走行に係るセンサ、例えば操舵角センサ１２、ヨーレートセンサ１３及び車速センサ１４からの検知信号と、駐車軌跡算出手段５により算出された駐車軌跡Ｌとに基づいて、車両７を駐車軌跡Ｌに沿って走行させるための運転操作の案内情報を作成するものであり、コンピュータから構成することができる。
案内情報出力手段１１は、案内情報作成手段１０で作成された案内情報を出力するもので、例えば、音声、警告音等、運転者の聴覚を通して案内情報を伝達するスピーカやブザーから構成することができる。この他、画像、発光等、視覚を通して案内情報を伝達するディスプレイやランプを案内情報出力手段１１として用いてもよい。さらに、振動等、触覚を通して案内情報を伝達するバイブレーター等を案内情報出力手段１１として用いることもできる。【００６４】
案内情報作成手段１０は、車両７の走行に伴って操舵角センサ１２からの操舵角信号とヨーレートセンサ１３からのヨーレート信号と車速センサ１４からの車速パルス信号を繰り返し取り込み、これらの信号に基づいて車両７の旋回半径、旋回角及び移動距離を算出する。これにより、図４のステップＳ４で相対位置特定手段４により特定された車両７と駐車スペースＳとの相対位置からの位置の変化量が算出され、現在の車両７の位置及び進行方向が特定される。案内情報作成手段１０は、このようにして特定された車両７の位置及び進行方向と図４のステップＳ５で駐車軌跡算出手段５により算出された駐車軌跡Ｌとを比較することにより、車両７を駐車軌跡Ｌに沿って走行させるための運転操作の案内情報を作成する。【００６５】
なお、予め案内情報作成手段１０には、操舵角に対する車両７の旋回半径、ヨーレートセンサ１３のゲイン、車速パルス１パルスあたりの移動距離等の車両走行パラメータが設定されており、車両７の旋回半径、旋回角及び移動距離は、操舵角信号、ヨーレート信号及び車速パルス信号とこれらの車両走行パラメータとを用いて算出される。
このようにして作成された運転操作の案内情報が案内情報出力手段１１から車両７の運転者に出力される。【００６６】
実施の形態１３
この発明の実施の形態１３に係る車両走行パラメータの算出方法を実施するための装置の構成を図２６に示す。路面上に設置された所定形状のマークＭ（固定目標）を撮影するためのカメラ１が車両に搭載されており、カメラ１は車両走行パラメータ算出装置部品Ｐ２の入力部Ｋに接続されている。入力部Ｋには、カメラ１によりマークＭを撮影した画像からマークＭの特徴点を抽出して画像上における特徴点の２次元座標を認識する画像処理手段２が接続されている。この画像処理手段２に、マークＭを基準としたカメラ１の位置パラメータを算出する位置パラメータ算出手段３が接続され、位置パラメータ算出手段３には、車両の走行パラメータを算出する車両走行パラメータ算出手段１５が接続され、これら入力部Ｋ、画像処理手段２、位置パラメータ算出手段３及び車両走行パラメータ算出手段１５によって車両走行パラメータ算出装置部品Ｐ２が構成されている。車両走行パラメータ算出手段１５には、操舵角センサ１２、ヨーレートセンサ１３及び車速センサ１４がそれぞれ接続されている。
なお、この実施の形態１３では、車両の走行パラメータとして、操舵角に対する旋回半径Ｒ、ヨーレートセンサ１３のゲイン、車速パルス１パルスあたりの移動距離を算出するものとする。【００６７】
路面上に設置されたマークＭは、実施の形態１で用いられたものと同じもので、図３に示したように、４つの直角２等辺三角形を互いに当接させた正方形状の外形を有する図形を用いることができる。互いに隣接する直角２等辺三角形が異なる色で塗り分けられており、このマークＭは、複数の辺の交点からなる５つの特徴点Ｃ１〜Ｃ５を有している。【００６８】
次に、図２７のフローチャートを参照して実施の形態１３に係る車両走行パラメータの算出方法を説明する。
まず、ステップＳ１１として、図２８に示されるようにマークＭの近傍の地点Ａ３に車両７を位置させてマークＭをカメラ１の視野内に入れる。なお、カメラ１は、例えば車両７のドアミラー８に内蔵されており、車両７に対するカメラ１の所定の位置関係は予め把握されているものとする。この状態で、カメラ１によりマークＭを撮影する。
カメラ１により撮影された画像は入力部Ｋを介して画像処理手段２に入力され、続くステップＳ１２で、画像処理手段２は、カメラ１により撮影されたマークＭの画像からマークＭの５つの特徴点Ｃ１〜Ｃ５を抽出し、画像上におけるこれら特徴点Ｃ１〜Ｃ５の２次元座標をそれぞれ認識し取得する。
次に、ステップＳ１３で、画像処理手段２により認識された特徴点Ｃ１〜Ｃ５のそれぞれの２次元座標に基づき、位置パラメータ算出手段３は、マークＭを基準としたカメラ１の３次元座標（ｘ，ｙ，ｚ）及びパン角（方向角）Ｋの４個のパラメータからなる位置パラメータを算出する。【００６９】
ここで、位置パラメータ算出手段３による位置パラメータの算出方法を説明する。
まず、車両７のリヤアクスル中心Ｏ１から路面に対して垂直に下ろした地面上の点を原点とし、水平方向にｘ軸及びｙ軸、鉛直方向にｚ軸を設定した路面座標系を想定すると共に、カメラ１により撮影された画像上にＸ軸とＹ軸を設定した画像座標系を想定する。
画像座標系におけるマークＭの特徴点Ｃ１〜Ｃ５の座標値Ｘｍ及びＹｍ（ｍ＝１〜５）は、上述した４個の位置パラメータｘｍ、ｙｍ、ｚｍ、Ｋから、関数Ｆ及びＧを用いて、
Ｘｍ＝Ｆ（ｘｍ，ｙｍ，ｚｍ，Ｋ）＋ＤＸｍ
Ｙｍ＝Ｇ（ｘｍ，ｙｍ，ｚｍ，Ｋ）＋ＤＹｍ
で表される。ここで、ＤＸｍ及びＤＹｍは関数Ｆ及びＧを用いて算出された特徴点Ｃ１〜Ｃ５のＸ座標及びＹ座標と画像処理手段２で認識された特徴点Ｃ１〜Ｃ５の座標値Ｘｍ及びＹｍとの偏差である。【００７０】
つまり５個の特徴点Ｃ１〜Ｃ５のＸ座標及びＹ座標をそれぞれ表すことにより、４個の位置パラメータ（ｘｍ，ｙｍ，ｚｍ，Ｋ）に対して計１０個の関係式が作成される。
そこで、偏差ＤＸｍ及びＤＹｍの二乗和
Ｓ＝Σ（ＤＸｍ2＋ＤＹｍ2）
を最小とするような位置パラメータ（ｘｍ，ｙｍ，ｚｍ，Ｋ）を求める。すなわちＳを最小化する最適化問題を解く。公知の最適化法たとえばシンプレックス法や、最急降下法、ニュートン法、準ニュートン法などを用いることができる。【００７１】
なお、算出しようとする位置パラメータ（ｘｍ，ｙｍ，ｚｍ，Ｋ）の個数「４」より多い関係式を作成して位置パラメータを決定しているので、精度よく位置パラメータ（ｘｍ，ｙｍ，ｚｍ，Ｋ）を得ることができる。
この実施の形態１３では、４個の位置パラメータ（ｘｍ，ｙｍ，ｚｍ，Ｋ）に対して５個の特徴点Ｃ１〜Ｃ５により１０個の関係式を作成したが、関係式の数は算出しようとする位置パラメータ（ｘｍ，ｙｍ，ｚｍ，Ｋ）の個数より多ければよく、最低２個の特徴点により４個の関係式を作成すれば、４個の位置パラメータ（ｘｍ，ｙｍ，ｚｍ，Ｋ）を算出することができる。
また、カメラ１の取り付け高さに係るパラメータｚｍを既知の定数とし、残りのｘｍ、ｙｍ及びパン角（方向角）Ｋの３個の位置パラメータを算出するようにしてもよい。【００７２】
次に、ステップＳ１４で、ハンドルの操舵角を一定にして車両７の走行を開始し、ステップＳ１５で、地点Ａ３から所定距離だけ走行したか否かを判定する。このとき、「所定距離」は、地点Ａ３から所定距離だけ移動した地点Ａ４が、車両７のカメラ１の視野内にマークＭが入っている地点であることが必要である。この「所定距離」は、車速センサ１４からの車速パルス信号等を用いて計測してもよく、あるいは運転者の目分量または感覚で適当量だけ走行移動するものでもよい。そして、まだ所定距離だけ走行していない場合には、ステップＳ１６で、操舵角センサ１２からの操舵角信号を取り込み、ステップＳ１７で、ヨーレートセンサ１３からのヨーレート信号を取り込み、ステップＳ１８で、車速センサ１４からの車速パルス信号を取り込んだ後、ステップＳ１５に戻って所定距離だけ走行したか否かを判定する。このようにして、車両７が所定距離だけ走行する間に、操舵角信号、ヨーレート信号及び車速パルス信号が繰り返し取り込まれる。
ステップＳ１５で所定距離だけ走行したと判定されると、ステップＳ１９に進み、車両７の走行を終了して車両７を地点Ａ４に停止させる。この状態で、ステップＳ２０により、再びカメラ１によりマークＭを撮影する。【００７３】
そして、ステップＳ２１で、画像処理手段２は、カメラ１により撮影されたマークＭの画像からマークＭの５つの特徴点Ｃ１〜Ｃ５を抽出すると共に画像上におけるこれら特徴点Ｃ１〜Ｃ５の２次元座標をそれぞれ認識取得し、続くステップＳ２２で、位置パラメータ算出手段３は、画像処理手段２により認識された特徴点Ｃ１〜Ｃ５のそれぞれの２次元座標に基づき、マークＭを基準としたカメラ１の路面上における３次元座標（ｘ，ｙ，ｚ）及びパン角（方向角）Ｋの４個のパラメータからなる位置パラメータを算出する。【００７４】
このようにして地点Ａ３と地点Ａ４の２地点における位置パラメータを算出すると、ステップＳ２３に進み、車両走行パラメータ算出手段１５は、ステップＳ１３及びＳ２２で算出された２地点における位置パラメータに基づき、地点Ａ３から地点Ａ４までの移動に伴う車両７の旋回半径Ｒ、旋回角θ及び移動距離ＡＲを算出する。【００７５】
ここで、図２８を用いて、旋回半径Ｒ、旋回角θ及び移動距離ＡＲの算出方法を説明する。
位置パラメータ算出手段３により算出された位置パラメータは、マークＭを基準としたカメラ１の路面上における３次元座標（ｘ，ｙ，ｚ）及びパン角（方向角）Ｋの４個のパラメータを有しているため、双方の地点Ａ３及びＡ４における車両７の位置及び方位を把握することができる。そこで、地点Ａ３において、車両７のリヤアクスル中心Ｏ１を通り且つ車両７の中心線ＣＬ１に対して垂直な直線ＳＬ１を算出する。同様に、地点Ａ４において、車両７のリヤアクスル中心Ｏ２を通り且つ車両７の中心線ＣＬ２に対して垂直な直線ＳＬ２を算出する。そして、これらの直線ＳＬ１及びＳＬ２の交点を求めれば、これが車両７の旋回中心ＣＰとなり、直線ＳＬ１及びＳＬ２の交差角度を求めれば、これが車両７の旋回角θとなる。また、旋回中心ＣＰから地点Ａ３またはＡ４における車両７のリヤアクスル中心Ｏ１またはＯ２までの距離を算出すれば、これが旋回半径Ｒとなる。旋回中心ＣＰの座標と旋回半径Ｒとから車両７の移動により描かれる旋回円弧Ｑが算出され、この円弧Ｑの旋回角θに対する円弧長が車両７の移動距離ＡＲとなる。【００７６】
続くステップＳ２４で、車両走行パラメータ算出手段１５は、ステップＳ１６〜１８で取り込まれた操舵角信号、ヨーレート信号及び車速パルス信号に基づき、地点Ａ３から地点Ａ４までの移動に伴う車両７の旋回半径Ｒ、旋回角θ及び移動距離ＡＲを算出する。
予め車両７には、操舵角に対する車両７の旋回半径Ｒがマップ形式あるいは関係式で設定されており、車両走行パラメータ算出手段１５は、操舵角センサ１２からの操舵角信号に基づき、上記のマップあるいは関係式を用いて車両７の旋回半径Ｒを算出する。
また、ヨーレートセンサ１３からのヨーレート信号を積分処理し、予め設定されているヨーレートセンサ１３のゲインを乗じることにより、車両７のヨー角が検出される。そこで、双方の地点Ａ３及びＡ４におけるヨー角の差分をとることで、地点Ａ３から地点Ａ４までの車両７の旋回角θが算出される。
さらに、地点Ａ３から地点Ａ４までに車速センサ１４で得られる車速パルス信号のパルス数に、予め設定されている車速パルス１パルスあたりの移動距離を乗じることにより、車両７の移動距離ＡＲが算出される。【００７７】
最後に、ステップＳ２５で、車両走行パラメータ算出手段１５は、ステップＳ２３においてカメラ１の位置パラメータから算出された旋回半径Ｒ、旋回角θ及び移動距離ＡＲとステップＳ２４において各種センサの検知信号から算出された旋回半径Ｒ、旋回角θ及び移動距離ＡＲとを比較して車両７の走行パラメータを算出する。
すなわち、ステップＳ２４で得られた旋回半径Ｒの値がステップＳ２３で得られた旋回半径Ｒの値となるように、操舵角に対する旋回半径Ｒのマップまたは関係式を算出する、あるいは予め設定されている操舵角に対する旋回半径Ｒのマップまたは関係式を補正する。
また、ステップＳ２４で得られた旋回角θの値がステップＳ２３で得られた旋回角θの値となるように、ヨーレートセンサ１３のゲインを算出する、あるいは予め設定されているヨーレートセンサ１３のゲインを補正する。
さらに、ステップＳ２４で得られた移動距離ＡＲの値がステップＳ２３で得られた移動距離ＡＲの値となるように、車速パルス１パルスあたりの移動距離を算出する、あるいは予め設定されている車速パルス１パルスあたりの移動距離を補正する。【００７８】
なお、画像処理手段２、位置パラメータ算出手段３及び車両走行パラメータ算出手段１５はコンピュータから構成することができ、図２７のステップＳ１１〜Ｓ２５の動作の車両走行パラメータの算出プログラムが記録された記録媒体等からコンピュータに設定することにより、各ステップをコンピュータに実行させることが可能となる。
また、入力部Ｋ、画像処理手段２、位置パラメータ算出手段３及び車両走行パラメータ算出手段１５により構成される車両走行パラメータ算出装置部品Ｐ２は、例えば基板モジュール、チップ等の形にまとめて形成することができ、この車両走行パラメータ算出装置部品Ｐ２の入力部Ｋに車載のカメラ１を接続し、車両走行パラメータ算出手段１５に操舵角センサ１２、ヨーレートセンサ１３及び車速センサ１４を接続するだけで車両走行パラメータ算出装置が実現される。【００７９】
上記の実施の形態１３では、２地点Ａ３及びＡ４における車両７の位置と方位に基づいて旋回半径Ｒ、旋回角θ及び移動距離ＡＲを算出したが、３地点におけるそれぞれの車両７の位置が分かれば、旋回時の円弧軌道を特定することができるので、３地点における車両７の位置からこれら旋回半径Ｒ、旋回角θ及び移動距離ＡＲを算出することも可能である。【００８０】
また、上記の実施の形態１３では、車両の走行パラメータとして、操舵角に対する旋回半径Ｒ、ヨーレートセンサ１３のゲイン、及び車速パルス１パルスあたりの移動距離をそれぞれ算出したが、これらのうちいずれか１つあるいは２つのみを算出するように構成してもよい。
２つの地点Ａ３及び地点Ａ４でそれぞれ停止状態の車両７のカメラ１でマークＭを撮影したが、地点Ａ３と地点Ａ４の間で車両７が移動していればよく、車両７の走行中の２地点でそれぞれマークＭを撮影してもよい。【００８１】
また、路面上に設置されるマークＭとして、図３に示したような５個の特徴点Ｃ１〜Ｃ５を有する図形を用いたが、これに限るものではなく、少なくとも２つの特徴点を有する図形を車両外部の固定目標として用いれば、カメラ１で撮影することで、各特徴点の画像座標系のＸ座標及びＹ座標をそれぞれ表すことにより、４個の関係式を作成し、３次元座標（ｘ，ｙ，ｚ）及びパン角（方向角）Ｋの４個の位置パラメータを算出することができる。【００８２】
さらに、３個以上の特徴点を有するマークＭを用いれば、各特徴点の画像座標系のＸ座標及びＹ座標をそれぞれ表すことにより、６個以上の関係式を作成することができるため、３次元座標（ｘ，ｙ，ｚ）、チルト角（伏せ角）、パン角（方向角）、スイング角（回転角）の６個のパラメータからなるカメラ１の位置パラメータの算出が可能となる。その結果、路面の高低差等があっても車両７の旋回半径Ｒ、旋回角θ及び移動距離ＡＲを精度よく算出することができ、車両７の走行パラメータの算出精度が向上する。【００８３】
上記の実施の形態１３は、一つのカメラ１のみを用いた構成であったが、それぞれの視野の少なくとも一部が重複する２台のカメラを車両７に搭載し、双方のカメラで重複する視野内のマークＭを同時に撮影することもできる。この場合、１つの特徴点から４個の関係式を作成することができるため、マークＭに特徴点が１つあれば３次元座標（ｘ，ｙ，ｚ）及びパン角（方向角）の４個のパラメータからなるカメラ１の位置パラメータを算出することができ、特徴点が２つあれば３次元座標（ｘ，ｙ，ｚ）、チルト角（伏せ角）、パン角（方向角）、スイング角（回転角）の６個のパラメータからなるカメラ１の位置パラメータの算出が可能となる。さらに３つ以上のカメラを用いる構成であってもよい。【００８４】
２つの地点Ａ３及び地点Ａ４だけでなく、より多数の地点でそれぞれマークＭを撮影すると共にそれらの地点の間で各種センサからの検知信号を繰り返し取り込んで車両７の走行パラメータを算出することができる。この場合、多数の地点において、各種センサの検知信号から得られた旋回半径Ｒ、旋回角θ及び移動距離ＡＲの値が、カメラ１の位置パラメータから算出された旋回半径Ｒ、旋回角θ及び移動距離ＡＲの値に対して最も合理的な値となるように、操舵角に対する旋回半径Ｒ、ヨーレートセンサ１３のゲイン、及び車速パルス１パルスあたりの移動距離等の走行パラメータを算出あるいは補正すればよい。【００８５】
さらに、車両７の走行移動時に連続的にマークＭを撮影すると共に各種センサからの検知信号を取り込んで車両７の走行パラメータを算出することもできる。この場合、操舵角を変化させながら車両を移動させることにより、変化する操舵角に応じた車両挙動を基に走行パラメータを算出あるいは補正してもよい。【００８６】
実施の形態１４
上記の実施の形態１３では、路面上にマークＭを配置して車両外部の固定目標としたが、図２９に示されるように、路面上に格子図形Ｎを配置し、この格子図形Ｎを車両外部の固定目標として使用することもできる。この場合、格子の交点をそれぞれ特徴点とすることができる。２つの交点をそれぞれ特徴点として用いれば、３次元座標（ｘ，ｙ，ｚ）及びパン角（方向角）Ｋの４個のパラメータからなるカメラ１の位置パラメータを算出することができ、３個以上の交点をそれぞれ特徴点として用いれば、３次元座標（ｘ，ｙ，ｚ）、チルト角（伏せ角）、パン角（方向角）、スイング角（回転角）の６個のパラメータからなるカメラ１の位置パラメータの算出が可能となる。【００８７】
上記の実施の形態１３及び１４では、カメラ１が車両７の側部に位置するドアミラー８に内蔵されていたが、これに限るものではなく、例えば車両７の後部にカメラ１を設置して車両７の後方を撮影するようにしてもよい。
車両７を旋回走行させて走行パラメータを求める場合には、左旋回と右旋回とでそれぞれ独立して走行パラメータを算出あるいは補正することが好ましい。また、車速パルス１パルスあたりの移動距離は、旋回時と直進時とで異なる場合もあるので、旋回走行時だけでなく、車両７を直進走行させた場合の値を算出することが好ましい。【００８８】
実施の形態１５
実施の形態１５に係る駐車支援装置の構成を図３０に示す。この実施の形態１５は、図２５に示した実施の形態１２の装置において、位置パラメータ算出手段３と操舵角センサ１２、ヨーレートセンサ１３及び車速センサ１４との間に実施の形態１３及び１４で用いた車両走行パラメータ算出手段１５を接続したものである。
実施の形態１３及び１４では、車両走行パラメータを算出するための特別なシーケンスに従って車両７を走行させると共にマークＭまたは格子図形Ｎを撮影したが、この実施の形態１４では、案内装置６から提供される案内情報に基づいて車両７を駐車スペースに駐車させる中で車両走行パラメータ算出手段１５により車両走行パラメータが算出される。【００８９】
まず、図４に示した実施の形態１の動作と同様にして駐車支援が行われる。すなわち、駐車スペースＳの近傍に車両７を位置させて床面等に設置されたマークＭをカメラ１で撮影し、画像処理手段２によりマークＭの５つの特徴点Ｃ１〜Ｃ５の画像上における２次元座標が認識され、位置パラメータ算出手段３によりカメラ１の位置パラメータが算出される。
算出された位置パラメータは、車両走行パラメータ算出手段１５に送られると共に、相対位置特定手段４に送られ、相対位置特定手段４によって車両７と駐車スペースＳとの相対位置関係が特定される。さらに、この相対位置関係に基づいて駐車軌跡算出手段５により車両７を駐車スペースＳへ誘導するための駐車軌跡が算出され、案内装置６の案内情報作成手段１０で案内情報が作成され、案内情報出力手段１１から運転者に出力される。【００９０】
案内情報に従って、車両７の走行が開始されると、車両走行パラメータ算出手段１５は、操舵角センサ１２からの操舵角信号とヨーレートセンサ１３からのヨーレート信号と車速センサ１４からの車速パルス信号を繰り返し取り込み、これらの信号に基づいて車両７の移動距離を測定し、所定距離だけ走行した地点で、再びカメラ１によりマークＭの撮影が行われる。そして、画像処理手段２によりマークＭの特徴点Ｃ１〜Ｃ５の画像上における２次元座標が認識され、位置パラメータ算出手段３によりカメラ１の位置パラメータが算出されて車両走行パラメータ算出手段１５に送られる。【００９１】
このようにして２地点におけるカメラ１の位置パラメータが車両走行パラメータ算出手段１５に送られると、車両走行パラメータ算出手段１５は、これらの位置パラメータに基づき、２地点間の移動に伴う車両７の旋回半径Ｒ、旋回角θ及び移動距離ＡＲを算出する。
次に、車両走行パラメータ算出手段１５は、繰り返し取り込まれた操舵角センサ１２からの操舵角信号とヨーレートセンサ１３からのヨーレート信号と車速センサ１４からの車速パルス信号に基づいて、２地点間の移動に伴う車両７の旋回半径Ｒ、旋回角θ及び移動距離ＡＲを算出する。【００９２】
さらに、カメラ１の位置パラメータから算出された旋回半径Ｒ、旋回角θ及び移動距離ＡＲと各種センサの検知信号から算出された旋回半径Ｒ、旋回角θ及び移動距離ＡＲとを比較することにより、操舵角に対する旋回半径Ｒ、ヨーレートセンサ１３のゲイン、車速パルス１パルスあたりの移動距離等の車両７の走行パラメータが算出される。
算出された走行パラメータは、車両走行パラメータ算出手段１５から案内装置６の案内情報作成手段１０に送られ、更新される。【００９３】
このように、案内情報に基づいた駐車のシーケンスの中で車両７の走行パラメータの算出を行うことができると共に、算出された走行パラメータを用いて案内情報作成手段１０が案内情報を作成することができるため、駐車スペースＳに初めて駐車する場合であっても精度の高い駐車案内を行うことが可能となる。
画像処理手段２、位置パラメータ算出手段３、相対位置特定手段４、駐車軌跡算出手段５及び車両走行パラメータ算出手段１５はコンピュータから構成することができ、上述した動作の駐車支援プログラムが記録された記録媒体等からコンピュータに設定することにより、各ステップをコンピュータに実行させることが可能となる。
また、入力部Ｋ、画像処理手段２、位置パラメータ算出手段３、相対位置特定手段４、駐車軌跡算出手段５及び車両走行パラメータ算出手段１５により駐車支援装置部品Ｐ３が構成され、この駐車支援装置部品Ｐ３を例えば基板モジュール、チップ等の形にまとめて形成することができる。【００９４】
実施の形態１６
実施の形態１６に係る駐車支援装置の構成を図３１に示す。この実施の形態１６は、図１に示した実施の形態１の装置において、案内装置６の代わりに自動操舵装置１６を駐車軌跡算出手段５に接続したものである。自動操舵装置１６は、運転者のブレーキ操作、アクセル操作による車両７の移動に対応させてハンドルを自動的に操舵するように操舵信号を作成し、電気式パワーステアリング装置（ＥＰＳ）に送出するものである。
この実施の形態１６の作用を図３２のフローチャートに示す。ステップＳ５で駐車軌跡算出手段５により駐車軌跡Ｌが算出されると、続くステップＳ７で自動操舵装置１６により駐車軌跡Ｌに沿って車両７を走行させるための操舵が自動的に行われる。したがって、運転者は、車両７の周辺の障害物等に注意を払いながらブレーキ操作及びアクセル操作を行うだけで駐車スペースＳへの駐車を行うことが可能となる。
なお、実施の形態２〜１２に対しても同様にこの実施の形態１６を適用して自動操舵を行わせることができる。【００９５】
実施の形態１７
実施の形態１７に係る駐車支援装置の構成を図３３に示す。この実施の形態１７は、図３０に示した実施の形態１５の装置において、案内装置６の代わりに自動操舵装置１６を駐車軌跡算出手段５、車両走行パラメータ算出手段１５、操舵角センサ１２、ヨーレートセンサ１３及び車速センサ１４に接続したものである。
予め自動操舵装置１６には、操舵角に対する車両７の旋回半径、ヨーレートセンサ１３のゲイン、車速パルス１パルスあたりの移動距離等の車両走行パラメータが設定されており、自動操舵装置１６は、操舵角センサ１２、ヨーレートセンサ１３及び車速センサ１４からの検知信号と駐車軌跡算出手段５により算出された駐車軌跡とに基づき、車両７が駐車軌跡に沿って走行し得るようにハンドルを自動的に操舵する操舵信号を作成する。
そして、自動操舵装置１６により操舵されつつブレーキ操作及びアクセル操作を行って駐車スペースＳへ車両７を移動させる中で、車両走行パラメータ算出手段１５により車両走行パラメータが算出され、車両走行パラメータ算出手段１５から自動操舵装置１６に送られて更新される。このため、精度の高い駐車を行うことが可能となる。【００９６】
実施の形態１８
実施の形態１８に係る駐車支援装置の構成を図３４に示す。この実施の形態１８は、図１に示した実施の形態１の装置において、案内装置６の代わりに自動走行装置１７を駐車軌跡算出手段５に接続したものである。自動走行装置１１は、ハンドル操舵のための操舵信号と併せてブレーキ制御信号、アクセル制御信号、シフト制御信号等の走行信号を出力して車両７を自動走行させるものである。
この実施の形態１８の作用を図３５のフローチャートに示す。ステップＳ５で駐車軌跡算出手段５により駐車軌跡Ｌが算出されると、続くステップＳ８で自動走行装置１７により駐車軌跡Ｌに沿って車両７が自動走行される。したがって、運転者は、駐車のための運転操作を何ら行うことなく、車両７の周辺の障害物等に注意を払うだけで、駐車スペースＳへの自動駐車を行うことが可能となる。
なお、実施の形態２〜１２に対しても同様にこの実施の形態１８を適用して自動駐車を行わせることができる。【００９７】
実施の形態１９
実施の形態１９に係る駐車支援装置の構成を図３６に示す。この実施の形態１９は、図３０に示した実施の形態１５の装置において、案内装置６の代わりに自動走行装置１７を駐車軌跡算出手段５、車両走行パラメータ算出手段１５、操舵角センサ１２、ヨーレートセンサ１３及び車速センサ１４に接続したものである。
予め自動走行装置１７には、操舵角に対する車両７の旋回半径、ヨーレートセンサ１３のゲイン、車速パルス１パルスあたりの移動距離等の車両走行パラメータが設定されており、自動走行装置１６は、操舵角センサ１２、ヨーレートセンサ１３及び車速センサ１４からの検知信号と駐車軌跡算出手段５により算出された駐車軌跡とに基づき、車両７を駐車軌跡に沿って自動的に走行させるための走行信号を作成する。
そして、自動走行装置１７により駐車スペースＳへ車両７が自動走行する中で、車両走行パラメータ算出手段１５により車両走行パラメータが算出され、車両走行パラメータ算出手段１５から自動走行装置１７に送られて更新される。このため、精度の高い自動駐車を行うことが可能となる。【００９８】
その他の実施の形態
上記の各実施の形態において、車両７に超音波センサ等の障害物センサを搭載し、周辺の障害物の存在を認識して警報を発したり、障害物を回避する操作を行えば、より安全な駐車支援となる。
駐車スペースに対して所定の位置関係を有する所定の場所にマークを設置する代わりに、輪留め、車庫の壁面の模様等、駐車スペースの周辺に元々存在するものを固定目標として用いることもできる。ただし、その存在を認知しやすいものであり、内部に含まれる特徴点を認識しやすいものが望まれる。
車高を検知するセンサを車両７に具備させれば、乗員、燃料、積載物の増減、サスペンションの経年変化等によるカメラの設置高さの変動を補償することが可能となる。【００９９】
実施の形態４において、車両７に移動距離及び移動方向を検出する移動量センサを具備させ、予測した車両位置と認識したマークＭによる車両位置との間に誤差がある場合、誤差が出ないように車両７のパラメータ（操舵角に対する旋回半径、車速パルス１パルスあたりの移動距離、ヨーレートセンサのゲイン等）を補正することもできる。左側駐車と右側駐車との間に差がある場合も、左右を区別して補正することが好ましい。補正後には、算出される軌道の誤差がほとんど出ないため、実際に走行する軌道が蛇行等のないスムーズな軌道となり、安全で且つ精度の高い駐車を行うことが可能となる。この補正は、駐車動作の毎に行わなくてもよく、適当なサイクルで実施すればよい。また、そのサイクルを、マークと車両７の距離に応じて定めてもよい。例えば、距離が遠いときは補正実施のサイクルを長くすると、計算の負荷が軽減される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【国際調査報告】
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