(57)【要約】【課題】精度良く、且つ短時間で駐車の目標位置及び駐車のための経路を設定して、駐車の際の乗員の運転負荷を軽減できる駐車支援装置を提供する。【解決手段】駐車支援装置は、後退開始位置Ｐ１まで前進し、後退開始位置Ｐ１から後進して、所定の駐車位置Ｅへ車両３０を駐車させる運転操作を、以下のように支援する。駐車目標設定部は、車両３０の周辺の情景が撮影された画像データに基づいて検出された駐車基準Ｗ１、Ｗ２に基づいて、所定の駐車位置Ｅに対応する駐車目標位置Ｐ４を設定する。駐車経路演算部は、前進経路ＫＦを前進中に、車両３０の現在位置から駐車目標位置Ｐ４への駐車経路ＫＢを逐次演算する。駐車経路判定部は、駐車経路演算部の演算結果に基づいて、駐車経路ＫＢが成立したか否かを判定する。【選択図】図４
2008284969.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
後退開始位置まで前進し、前記後退開始位置から後進して、所定の駐車位置へ車両を駐車させる運転操作を支援する駐車支援装置であって、
前記車両に搭載された撮影装置により前記車両の周辺の情景が撮影された画像データを取得する画像受け取り部と、
前記画像データに基づいて前記車両を駐車する際の駐車基準を検出する駐車基準検出部と、
前記駐車基準に基づいて前記所定の駐車位置に対応する駐車目標位置を設定する駐車目標設定部と、
前記後退開始位置までの前進中に、繰り返し検出される前記駐車基準に基づき繰り返し設定される前記駐車目標位置に基づいて、前記車両の現在位置から前記駐車目標位置への駐車経路を逐次演算する駐車経路演算部と、
前記駐車経路演算部の演算結果に基づいて、前記駐車経路が成立したか否かを判定する駐車経路判定部と、
を備える駐車支援装置。
【請求項２】
前記駐車経路演算部は、前記車両が所定距離前進するごとに前記駐車経路を演算する請求項１に記載の駐車支援装置。
【請求項３】
前記駐車経路演算部は、前記車両が所定角度円弧状に移動するごとに前記駐車経路を演算する請求項１に記載の駐車支援装置。
【請求項４】
前記駐車経路が成立したと判定された場合に、判定結果を報知する報知出力部を備える請求項１〜３の何れか一項に記載の駐車支援装置。
【請求項５】
前記駐車基準は、駐車区画線である請求項１〜４の何れか一項に記載の駐車支援装置。
【請求項６】
少なくとも前記駐車目標位置が重畳された前記車両の周辺の情景を含む出力画像を車室内に設けられた表示装置に出力する画像出力部と、
前記車両の乗員による指示を受け付ける指示入力受け取り部と、
を備え、
前記駐車目標設定部は、前記出力画像に応じて前記乗員により入力された指示に基づいて前記駐車目標位置を調整する請求項１〜５の何れか一項に記載の駐車支援装置。
【請求項７】
前記後退開始位置から前記駐車経路に従って前記駐車目標位置まで、前記車両の後進を誘導する誘導部を備える請求項１〜６の何れか一項に記載の駐車支援装置。
【請求項８】
前記誘導部は、前記車両を自動操舵制御により誘導する請求項７に記載の駐車支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両を前進中に車両を駐車させる際の後退開始位置（シフトレバーの位置を乗員がリバースに切り替えるシフトレバー切り替え位置）まで前進し、当該後退開始位置から後進して所定の駐車位置に車両を駐車させる運転操作を支援する駐車支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両を駐車させる運転操作は、一般に狭い空間において、操舵や後退を伴うことから、比較的高い運転技術を要求される。そこで、駐車運転時の乗員の負担を軽減するために、種々の駐車補助装置や運転支援装置が提案されている。下記に出典を示す特許文献１には、後退開始位置まで前進し、操舵を伴って後進して所定の駐車位置に車両を駐車させる運転操作を支援する駐車補助装置の発明が記載されている。
【０００３】
この駐車補助装置が搭載された車両の運転手は、空いている駐車区画を確認するために、当該駐車区画が運転席からほぼ真横に見える位置で車両を一旦停止させる。運転手は、一旦停止の後、後退開始位置に向かって円弧状の移動を伴って車両を前進させる。駐車補助装置は、この一旦停止をトリガとして、後退開始位置に向かって前進する車両の移動量を計算する。運転手は目測により、充分に切り返しが可能な位置に達したと判断すると車両を停止させる。そして、シフトレバーをリバースに切り替える。駐車補助装置は、シフトレバーが切り替わったことを検出すると、駐車目標位置と誘導経路とを計算する。具体的には、駐車区画を示す白線を画像認識し、その認識結果に基づいて駐車目標位置を定める。そして、当該駐車目標位置と後退開始位置において停車している車両の位置とに基づいて誘導経路を計算する。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１７５９１８号公報（第３８〜５１段落等参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この駐車補助装置は、駐車目標位置の設定精度に優れ、設定速度が速く、運転者による駐車目標位置の設定の手間を低減できる優れたものである。しかし、後退開始位置となる停車位置は、運転手の裁量に任されており、必ずしも最適な位置とは限らない。例えば必要以上の前進量や操舵量を伴って移動して停車した場合には、駐車目標位置への後退時間が長くなる。逆に、前進量や操舵量が不充分であった場合には、誘導経路が設定できず、シフトレバーをリバースから戻して再度前進する必要が生じることがある。これらは、駐車に掛かる時間を長くしてしまうので、さらに効果的な駐車補助装置が望まれる。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みて創案されたもので、精度良く、且つ短時間で駐車の目標位置及び駐車のための経路を設定して、駐車の際の乗員の運転負荷を軽減できる駐車支援装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的を達成するための本発明に係る駐車支援装置は、後退開始位置まで前進し、前記後退開始位置から後進して、所定の駐車位置へ車両を駐車させる運転操作を支援するものであって、以下のように構成される。その特徴構成は、
前記車両に搭載された撮影装置により前記車両の周辺の情景が撮影された画像データを取得する画像受け取り部と、
前記画像データに基づいて前記車両を駐車する際の駐車基準を検出する駐車基準検出部と、
前記駐車基準に基づいて前記所定の駐車位置に対応する駐車目標位置を設定する駐車目標設定部と、
前記後退開始位置までの前進中に、繰り返し検出される前記駐車基準に基づき繰り返し設定される前記駐車目標位置に基づいて、前記車両の現在位置から前記駐車目標位置への駐車経路を逐次演算する駐車経路演算部と、
前記駐車経路演算部の演算結果に基づいて、前記駐車経路が成立したか否かを判定する駐車経路判定部と、
を備える点にある。
【０００８】
この特徴構成によれば、前進する途上で駐車経路が成立する位置を後退開始位置とすることができる。従って、後退開始位置は駐車目標から離れすぎることがなく適切な位置に設定される。また、駐車経路が成立しなければ前進を継続できるので、駐車経路が成立しない位置を後退開始位置とすることもない。
その結果、精度良く、且つ短時間で駐車の目標位置及び駐車のための経路を設定して、駐車の際の乗員の運転負荷を軽減できる駐車支援装置を提供することができる。
【０００９】
また、本発明に係る駐車支援装置は、前記駐車経路演算部が、前記車両が所定距離前進するごとに前記駐車経路を演算することを特徴とする。
【００１０】
この特徴によれば、所定距離前進するごと、即ち車両の移動に伴って駐車経路が演算されるので、無駄な演算を省くことができる。一般に画像認識処理は処理負荷が高いため、不要な演算を省くことができると他の処理への影響や消費電力を抑制できて好ましい。
【００１１】
また、本発明に係る駐車支援装置は、前記駐車経路演算部が、前記車両が所定角度円弧状に移動するごとに前記駐車経路を演算することを特徴とする。
【００１２】
この特徴によれば、所定角度円弧状に移動するごと、即ち車両の移動に伴って駐車経路が演算されるので、無駄な演算を省くことができる。一般に画像認識処理は処理負荷が高いため、不要な演算を省くことができると他の処理への影響や消費電力を抑制できて好ましい。
【００１３】
また、本発明に係る駐車支援装置は、前記駐車経路が成立したと判定された場合に、判定結果を報知する報知出力部を備えることを特徴とする。
【００１４】
判定結果の報知により、乗員は迅速に車両を停車させることができる。つまり、乗員は、駐車経路が成立した位置から車両を長時間前進させることなく停車させることができる。その結果、適切な位置を後退開始位置として設定することができる。また、乗員は報知があるまで、車両の前進を継続するため、駐車経路が成立しない位置を後退開始位置として停車することもない。
【００１５】
また、本発明に係る駐車支援装置は、前記駐車基準が、駐車区画線であることを特徴とする。
【００１６】
一般的に、区画が区切られた駐車場では、路面はアスファルト舗装などによる濃い色であり、区画を区切る駐車区画線は白色や黄色などの淡い色である。従って、コントラストが大きく、駐車区画線は画像認識によって特定し易い。このような駐車区画線を駐車基準として検出することで、正確な駐車目標位置の設定が可能となる。
【００１７】
また、本発明に係る駐車支援装置は、さらに、
少なくとも前記駐車目標位置が重畳された前記車両の周辺の情景を含む出力画像を車室内に設けられた表示装置に出力する画像出力部と、
前記車両の乗員による指示を受け付ける指示入力受け取り部と、
を備えることを特徴とする。
そして、前記駐車目標設定部が、前記出力画像に応じて前記乗員により入力された指示に基づいて前記駐車目標位置を調整することを特徴とする。
【００１８】
画像データから検出された駐車基準に基づいて設定された駐車目標位置は、ずれる場合がある。また、正確な位置に設定されていても、運転席側あるいは助手席側を広く空けたいなどの乗員の意図を加味したい場合がある。本特徴によれば、乗員の指示入力に基づいて駐車目標位置が調整される。従って、正確且つ利便性の高い駐車支援が可能となる。
【００１９】
また、本発明に係る駐車支援装置は、さらに、前記後退開始位置から前記駐車経路に従って前記駐車目標位置まで、前記車両の後進を誘導する誘導部を備えることを特徴とする。
【００２０】
前進の運転操作に比べると、後進の運転操作の方が高い技能が要求される。従って、後退開始位置から駐車目標位置までの後進が誘導部によって誘導されると、乗員による運転操作の負担が大きく軽減される。また、後退開始位置から駐車目標位置までの駐車経路は、後退開始位置が設定された時点で既に演算済みであるから、迅速に誘導を実施することができる。
【００２１】
さらに、本発明に係る駐車支援装置は、前記誘導部が、前記車両を自動操舵制御により誘導することを特徴とする。
【００２２】
後進の誘導が、自動操舵制御により実施されると、乗員による運転操作の負担がさらに大きく軽減される。上述したように、後退開始位置から駐車目標位置までの駐車経路は、後退開始位置が設定された時点で既に演算済みである。従って、自動操舵による誘導も迅速に実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。第１実施形態では、自動操舵制御を実施する駐車支援装置を例として説明する。図１は、本発明の駐車支援装置の構成例を模式的に示すブロック図である。図２は、本実施形態の駐車支援装置が搭載される車両３０の一例を示す斜視図であり、図３は、車両３０の構成例を模式的に示すブロック図である。
【００２４】
本発明の駐車支援装置は、ＥＣＵ２０を中核として構成される。ＥＣＵ２０は、情報の入出力を行う入出力インターフェイス１９を備えると共に、この入出力インターフェイス１９を介して得られる情報を処理するマイクロプロセッサや、ＤＳＰ（digital signal processor）を備えている。もちろん、入出力インターフェイス１９の一部又は全てがこのようなプロセッサに含まれていてもよい。ＥＣＵ２０は、当該プロセッサを中核部品とする電子回路により構成されている。また、ＥＣＵ２０は、当該プロセッサに内蔵され、あるいは別部品として搭載されるメモリやレジスタなどによって構成される記憶部を有している。
【００２５】
運転席の近傍、コンソールの上部位置には、表示装置として表示面にタッチパネル２１Ｔが形成されたモニタ２１が備えられている。モニタ２１は、バックライトを備えた液晶式のものである。もちろん、プラズマ表示型のものやＣＲＴ型のものであっても良い。また、タッチパネル２１Ｔは、指などによる接触位置をロケーションデータとして出力することができる感圧式や静電式の指示入力装置である。モニタ２１にはスピーカ２２も備えられているが、スピーカ２１はドアの内側など、他の場所に備えられても良い。尚、モニタ２１はナビゲーションシステムの表示装置として用いるものを兼用すると好適である。
【００２６】
本実施形態では、車両周辺の情景を撮影する撮影装置として、車両３０の後端にカメラ２３が備えられている。カメラ２３はＣＣＤ（charge coupled device）やＣＩＳ（CMOS image sensor）などの撮像素子を内蔵するデジタルカメラであり、撮影した情報を時系列の動画情報としてリアルタイムに出力する。カメラ２３は、広角カメラであり、水平方向に１２０〜１４０度の視野角が確保されている。また、カメラ２３は、光軸に約３０度程度の俯角を有して設置され、車両１の後方８ｍ程度までの領域を撮影可能である。
尚、本実施形態では、撮影装置として車両３０の後方を撮影するカメラ２３を例示したが、車両３０の前方を撮影するカメラのみ搭載したり、前方及び後方を撮影する２台のカメラを搭載したりしてもよい。また、車両３０の前方における側方に、２台のカメラを使用して前側方を撮影するようにしてもよい。
【００２７】
車両３０には車両３０の運転操作や移動状態を検出するための各種センサが備えられている。
ステアリング３９の操作系にはステアリングセンサ２４が備えられ、ステアリング３９の操作方向と操作量とが計測可能である。ステアリング３９は回転操作力を前輪３８ｆに伝えて操舵のアシストを行うパワーステアリングユニット３４と連動している。従って、ステアリングセンサ２４の計測結果に基づいて、車両３０の操舵方向や操舵量を検出することができる。
シフトレバー３２の操作系にはシフト位置センサ２５が備えられ、シフト位置が判別可能である。シフトレバー３２は、車体前方に配置されたエンジン３１からの動力を変速して車輪３８に伝えるトルクコンバータやＣＶＴ（continuously variable transmission）等を有する変速機構３５に連動している。本実施形態の場合、シフト位置センサ２５は、シフトレバー３２がリバースにセットされたか否かを検出するスイッチによって構成することも可能である。
走行速度を制御するアクセルペダル３６の操作系にはアクセルセンサ２６が備えられ、操作量が計測可能である。また、車輪３８のブレーキ装置３７に制動力を作用させるために操作されるブレーキペダル３３の操作系にはブレーキセンサ２７が備えられ、ブレーキ操作の有無などが検出可能である。
また、車両３０の移動距離センサとして、前車輪及び後車輪の少なくとも一方の車輪３８の回転量を計測する回転センサ２８が備えられている。もちろん、変速機構３５において、駆動系の回転量から車両３０の移動量を計測することもできる。
【００２８】
図１に示すように、本発明の駐車支援装置は、画像受け取り部１と、駐車基準検出部２と、駐車目標設定部３と、駐車経路演算部４と、駐車経路判定部５と、誘導部６と、報知出力部７と、画像出力部８と、指示入力受け取り部９と、の各機能部を有している。各機能部は、入出力インターフェイス１９を介して接続されている。この接続は、例えば、マイクロプロセッサ内外のデータバス、アドレスバス、コントロールバスなどを介して行われる。また、これらの機能部はマイクロプロセッサなどを中核とするＥＣＵ２０によって構成される。上述したように、ＥＣＵ２０には、メモリ、ディスク装置（ハードディスク、光・磁気・光磁気ディスクなど）などの記憶手段が備えられている。例えば、マイクロプロセッサに実行させるプログラムや、取得された画像データの一時記憶などには、内外のメモリやディスク装置が使用される。このような接続については公知であり、ここでは説明を容易にするため、詳細な図示及び説明は省略する。
【００２９】
初めにこれら各機能部の概要について説明する。それに先立って、本発明の駐車支援装置が支援する運転操作について説明する。本発明の駐車支援装置は、所定の駐車位置へ車両３０を駐車させる運転操作を支援する機能を有する。ここで、この運転操作は、後退開始位置まで前進し、この後退開始位置から駐車目標位置へと後進するというものである。
【００３０】
例えば、図４に例示するように、既に駐車された他の車両５０の間の空いた駐車区画Ｅを所定の駐車位置として、車庫入れ駐車を行う際の運転操作が上記運転操作に該当する。本例では、所定の駐車位置を明示するために他の車両５０を図示しているが、当然ながら、他の車両５０は無くてもよい。尚、駐車区画Ｅは路面に記された区画線Ｗ（駐車区画線）によって規定された区画である。図中の破線で示された矩形Ｇは、駐車区画Ｅ内に設定される駐車目標エリアである（後述する図５及び図６も同様。）。
【００３１】
図４において、点Ｑは車両３０における所定位置であり、点Ｐ１〜点Ｐ４は当該点Ｑの水平面上（路面上）の位置（座標点）を示している（後述する図５及び図６も同様。）。本例の車庫入れ駐車では、車両３０は、右方向（第１操舵方向）への操舵による円弧状の移動軌跡を伴って後退開始位置Ｐ１まで前進経路ＫＦを前進する。そして、後退開始位置Ｐ１から左方向（第２操舵方向）への操舵による円弧状の移動軌跡を伴って駐車経路ＫＢ（Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３）を後進し、所定の駐車区画Ｅ（所定の駐車位置）に駐車される。ここでは、駐車経路ＫＢをさらに、直進後進する経路Ｋ１及び経路Ｋ３と、左方向（第２操舵方向）への操舵による円弧状の移動軌跡を伴って後進する経路Ｋ２との、３種類に分けた例を示している。しかし、これは一例であって、駐車経路ＫＢの軌跡は適宜設定可能である。
【００３２】
また、図５に示すような縦列駐車も上記運転操作に該当する。本例の縦列駐車では、車両３０が右方向（第１操舵方向）への操舵による円弧状の移動軌跡を伴って後退開始位置Ｐ１まで前進経路ＫＦを前進する。そして、後退開始位置Ｐ１から左方向（第２操舵方向）への操舵による円弧状の移動軌跡を伴って駐車経路ＫＢ（Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３）を後進し、所定の駐車区画Ｅ（所定の駐車位置）に駐車される。上述した車庫入れ駐車と同様に、ここでは、駐車経路ＫＢをさらに３種類に分けた例を示している。具体的には、左方向（第２操舵方向）への操舵による円弧状の移動軌跡を伴って後進する経路Ｋ１と、右方向（第３操舵方向）への操舵による円弧状の移動軌跡を伴って後進する経路Ｋ２と、直進後進する経路Ｋ３と、である。しかし、これも一例であって、駐車経路ＫＢの軌跡は適宜設定可能である。
【００３３】
ここで、第１操舵方向として、操舵角を中立位置に設定すると、図６に示すような縦列駐車となる。つまり、所定の駐車区画Ｅに対して右方向（第１操舵方向）へ操舵角ゼロの移動軌跡を伴って後退開始位置まで前進経路ＫＦを前進する。そして、後退開始位置Ｐ１から左方向（第２操舵方向）への操舵による円弧状の移動軌跡を伴って駐車経路ＫＢ（Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３）を後進し、所定の駐車区画Ｅ（所定の駐車位置）に駐車される。
【００３４】
以下、上述した各機能部の概要について説明する。
画像受け取り部１は、車両３０に搭載されたカメラ２３（撮影装置）により車両３０の周辺の情景が撮影された画像データを取得する機能部である。
駐車基準検出部２は、取得された画像データに基づいて車両３０を駐車する際の駐車基準（例えば、区画線Ｗ）を検出する機能部である。駐車基準検出部２は、後退開始位置Ｐ１までの前進中に、駐車基準を繰り返し検出する。
駐車目標設定部３は、検出された区画線Ｗ（駐車基準）に基づいて所定の駐車位置（例えば、駐車区画Ｅ）に対応する駐車目標位置Ｐ４（駐車目標エリアＧ）を設定する機能部である。駐車目標設定部３は、後退開始位置Ｐ１までの前進中に、検出された駐車基準に基づいて駐車目標位置Ｐ４を繰り返し設定する。
駐車経路演算部４は、後退開始位置Ｐ１までの前進中に、繰り返し検出される駐車基準に基づき繰り返し設定される駐車目標位置Ｐ４に基づいて、車両３０の現在位置Ｑから駐車目標位置Ｐ４への駐車経路（経路ＫＢ）を逐次演算する機能部である。つまり、円弧状の移動軌跡を伴って前進経路ＫＦを前進する間に、車両３０の現在位置Ｑから駐車目標位置Ｐ４への駐車経路（経路ＫＢ）を逐次演算する機能部である。
駐車経路判定部５は、駐車経路演算部４の演算結果に基づいて、駐車経路ＫＢが成立したか否かを判定する機能部である。
誘導部６は、後退開始位置Ｐ１から駐車経路ＫＢに従って駐車目標位置Ｐ４まで、車両３０の後進を誘導する機能部である。この誘導には、自動操舵制御を伴う誘導と、乗員による操舵を音声やモニタ２１に表示されるガイドラインによって支援する誘導とがある。本第１実施形態では、自動制御を伴う制御について説明する。ガイドラインを利用する誘導については第２実施形態において説明する。
報知出力部７は、車両３０が前進経路ＫＦを前進する間に、駐車経路ＫＢが成立したと判定された場合に、その判定結果を報知手段を介して乗員に報知する機能部である。ここで、報知手段とは、例えばモニタ２１やスピーカ２２である。
画像出力部８は、カメラ２３によって撮影された情景に、駐車区画Ｅや駐車目標エリアＧを重畳してモニタ２１に出力する機能部である。誘導部６が、ガイドラインを用いて車両３０の後進を誘導する場合には、必要なガイド線も重畳して出力される。
指示入力受け取り部９は、駐車支援の開始、終了、駐車形態（車庫居れ・縦列・左右の駐車方向）、駐車目標エリアＧの調整指示など、乗員から指示入力を受け取る機能部である。乗員は、タッチパネル２１Ｔやその他のスイッチなどを用いて、指示入力を与えることができる。本実施形態では、タッチパネル２１Ｔを利用して指示入力が与えられる場合を例示する。
【００３５】
上記概説した機能部により実行される駐車支援の具体的な処理について、以下に詳述する。上述したように、本実施形態では、カメラ２３により撮影された画像データに基づく画像処理によって駐車基準となる区画線Ｗが検出され、駐車目標位置Ｐ４が設定される。また、各種センサによって、車両３０の移動量が演算される。各機能部の詳細な説明に先立ち、基本的な画像処理の原理、及び移動量演算の原理についてまず説明する。
【００３６】
図７は、ワールド座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）とカメラ座標系（ｘ，ｙ，ｚ）との関係を示す説明図であり、図８は、カメラ座標系（ｘ，ｙ，ｚ）と撮影画像の画像座標系（ｕ，ｖ）との関係を示す説明図である。ワールド座標系、カメラ座標系共に、ここでは右手座標系である。右手座標系とは、右手の親指、人差し指、中指を開いた順にＸ（ｘ）、Ｙ（ｙ）、Ｚ（ｚ）を定める方式である。
【００３７】
図７に示すように、車両３０及び３次元空間上の任意の点Ｍ（例えば、駐車目標位置Ｐ４など）は原点をＯとするワールド座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）で定義される座標に配置されている。ここでは、ワールド座標系のＹ−Ｚ平面を水平な路面とする。カメラ２３は、ワールド座標系において並進成分及び回転成分を有して配置される。つまり、ワールド座標系に対して並進成分及び回転成分を有し、原点をｏとするカメラ座標系（ｘ，ｙ，ｚ）が存在する。
【００３８】
画像座標系（ｕ，ｖ）は、図８に示すようにカメラ座標系の光軸に一致するｚ軸に垂直な面Π（画像面）で、ｚ軸方向にカメラ座標の原点ｏからカメラの焦点距離ｆだけ離れた２次元座標系である。画像面と光軸とが交わる点が、画像中心ＯIである。また、理想的には、画像座標系のｕ軸はカメラ座標系のｘ軸と平行であり、ｖ軸はカメラ座標系のｙ軸と平行である。図中のφは、ｕ軸とｖ軸との為す角度であるが、ここでは、画像座標系（ｕ，ｖ）が直交座標系であり、φが９０度であるとする。
【００３９】
図７に示すように、ワールド座標系における点Ｍの座標が（Ｘi，Ｙi，Ｚi）の時、点Ｍは下記の行列式(1)で表され、その斉次座標（homogeneous coordinates）は下記の行列式(2)で表される。
【００４０】
【数１】
2008284969.tif 000003
【数２】
2008284969.tif 000004
【００４１】
点Ｍは、透視カメラ行列Ｐによって画像面Π上の点ｍとして次式(3)のように座標変換（透視変換・視点変換）される。
【００４２】
【数３】
2008284969.tif 000005
【００４３】
カメラ座標系とワールド座標系との間における位置に関する変換行列を並進ベクトルＴ（並進成分）、姿勢に関する変換行列を回転行列Ｒ（回転成分）、カメラ２３の焦点距離ｆやｕ−ｖ軸の角度φなどの内部パラメータを含む行列をカメラ行列Ａとすると、透視カメラ行列Ｐは次式(4)で示される。
【００４４】
【数４】
2008284969.tif 000006
【００４５】
透視カメラ行列Ｐは、複数の行列により構成されているが、一般化すると３行４列の行列式である射影カメラ行列として表される。
ワールド座標系の点Ｍは、上記式(3)により画像座標系の点ｍに変換され、画像出力部８によってカメラ２３による撮影画像に重畳される。従って、例えば、ワールド座標系における駐車目標位置Ｐ４の座標は、画像座標系の点から導くことができる。
【００４６】
次に、車両３０の移動量の演算原理について説明する。図９は、車両３０の移動量を演算する原理を説明する図である。ここでは、車両３０が図７に示したワールド座標系のＹ−Ｚ平面（路面）にあるものとして説明する。
ステアリングセンサ２４や回転センサ２８など、移動状態検出センサによる検出結果は、入出力インターフェイスを介して、ＥＣＵ２０の各機能部へと入力される。詳細は後述するが、駐車経路演算部４や誘導部６は、移動状態検出センサの検出結果に基づいて車両３０の位置変化（移動量）を演算する。
【００４７】
図９には、半径Ｃの円弧状の移動軌跡を伴って後進する車両３０を例示している。図中の破線は、半径がＣの円弧を示している。図９（ｂ）は図９（ａ）の部分拡大図である。半径Ｃはステアリングセンサ２４による検出結果から求められる。図中のｄｓは、微小時間における車両３０の微小移動距離を示す。微小移動距離ｄｓは回転センサ２８による検出結果から求められる。そして、下記に示す式(5)〜(7)を用いて車両３０の移動量が演算される。尚、式中のαは累積移動距離である。
【００４８】
【数５】
2008284969.tif 000007
【００４９】
以下、適宜、図１０〜図１２に示すフローチャートも利用して本発明の駐車支援装置の動作について説明する。ここでは、図４に示したように空いている駐車区画Ｅに車両３０を車庫入れ駐車する場合を例として説明する。尚、図１０は、後退開始位置Ｐ１までの動作を示すフローチャートであり、図１１及び図１２は後退開始位置Ｐ１から駐車目標位置Ｐ４までの動作を示すフローチャートである。また、図１１は本第１実施形態における動作を示し、図１２は後述する第２実施形態における動作を示す。
【００５０】
〔駐車支援開始指示工程〕
乗員は、駐車区画Ｅの状態を確認できる任意の位置（図４の位置Ｐ０）で車両３０を一時停止させる。そして、車室内のスイッチ（不図示）やタッチパネル２１Ｔなどを操作して、駐車支援装置に駐車支援機能の実行を開始させる。指示入力部としてのスイッチやタッチパネル２１Ｔからの入力は入出力インターフェイス１９を介して指示入力受け取り部９に入力される。指示入力受け取り部９は入力された指示に従って、ＥＣＵ２０の各機能部に駐車支援機能の実行を開始させる。
【００５１】
ここで、駐車支援機能の開始指示には、車庫入れ駐車か、縦列駐車か、また左右どちらの方向への駐車か、など駐車形態を含んだ指示も含まれる。尚、駐車支援装置が、一時停止後の車両３０の挙動に基づいて駐車形態を自動判定可能な場合には、駐車形態は指示されなくてもよい。ここで、挙動とは、ステアリングセンサ２４によって検出されるステアリング３９の操舵方向や操舵角などである。例えば、前進開始から所定期間における操舵角が所定の角度以上であれば、図４に示したような車庫入れ駐車、所定の角度未満（直進を含む）であれば、図５や図６に示したような縦列駐車と判定することができる。
【００５２】
〔画像受け取り工程（図１０＃１）〕
車両３０を一時停止させ、駐車支援機能の実行を開始させると、乗員はブレーキペダル３３を緩めて車両３０を前進させる。
画像受け取り部１は、車両３０に搭載されたカメラ２３によって車両３０の周辺の情景が撮影された画像データを取得する。画像受け取り部１は、カメラ２３から出力される画像信号に同期分離とＡ／Ｄ変換を施し、例えば１秒間に３０フレームの画像データを取得する。勿論、駐車基準検出部２などの画像処理能力に応じて、１秒間に１５フレームや６０フレームとするなど、時系列に取得する画像データの所定間隔は変更可能である。得られた画像データは、ＥＣＵ２０のフレームメモリ（不図示）に蓄積され、適宜読み出されて使用される。
【００５３】
〔移動量演算工程（図１０＃２）〕
画像データの受け取りと共に、前回受け取った画像データにおける車両３０の位置から現在の位置までの車両の移動量が演算される。この演算は、機能部としての移動量演算部を設けて実行してもよいし、駐車経路演算部４や誘導部６において実行してもよい。
尚、図９を利用して説明した上記においては、ステアリングセンサ２４や回転センサ２８の検出結果に基づいて移動量を演算する原理を例示した。しかし、図７及び図８に示したような特定の点Ｍ（ｍ）を画像認識し、画像上での点Ｍ（ｍ）の動きから車両３０の移動量を演算してもよい。
【００５４】
〔駐車基準検出工程（図１０＃３）〕
駐車基準検出部２は、本実施形態では区画線Ｗを駐車基準として検出する。図１３は、区画線Ｗの検出方法の一例を示すフローチャートである。図１４は、カメラ２３により撮影された画像から区画線Ｗを検出する方法を示す説明図である。車両３０が図４に示す車両位置Ｐ０から右方向への操舵による円弧状の移動軌跡を伴って前進すると、次第に駐車区画Ｅがカメラ２３の視野に含まれるようになる。カメラ２３は広角レンズを備えたカメラであり、撮影される画像は周辺が歪んでいる。また、画像受け取り部１が取得した画像データは３次元空間が撮影されたものである。そこで、駐車基準検出部２は、まず歪を補正する変換処理や上述したような２次元座標への変換処理を実施する（図１３＃３１）。
【００５５】
一般的に、このように区画が区切られた駐車場では、路面はアスファルト舗装などによる濃い色、区画線Ｗは白色や黄色などの淡い色である。そこで、駐車基準検出部２は、画像データにおける輝度の差を利用して区画線Ｗを検出する。具体的には、公知のガウシアンフィルタ（Gaussian filter）などが組み込まれた、例えば３×３の空間フィルタを走査させて、当該画像データを微分する。この微分により、例えば輝度が暗から明へと変化するプラスエッジ、明から暗へと変化するマイナスエッジが抽出される（図１３＃３２）。
【００５６】
尚、この時、画像データの全域に亘って微分処理を実行する必要はなく、所定の注目領域ＲＯＩ（region of interest）に対してのみ微分処理が実行されれば充分である。駐車区画Ｅの大きさはある程度の範囲内で定められている。また、車両３０を一時停車させる位置Ｐ０も、個人差はあるもののほぼ一定の範囲内に収まる。また、一時停止した位置Ｐ０から後退開始位置Ｐ１への経路もある程度の範囲内に収まる。従って、図１４に示すように、駐車区画Ｅが存在すると推定される範囲を注目領域ＲＯＩとして微分処理を初めとする認識処理が実行される。
【００５７】
また、上述したように、駐車区画Ｅは、車両３０が図４に示す車両位置Ｐ０から右方向への操舵による円弧状の移動軌跡を伴って前進した場合に、次第にカメラ２３の視野に含まれるようになる。従って、車両３０が前進を開始してからしばらくの間は、駐車区画Ｅはカメラ２３の視野には入っていない。このような状態で、区画線Ｗの認識処理を行っても無駄であるので、車両３０が一定距離前進した後、あるいは一定角度円弧状に移動した後に、認識処理を開始するようにすると好適である。
【００５８】
尚、本実施形態では、駐車基準として区画線Ｗを例示したが、これに限ることなく、駐車区画Ｅを示すポールや壁面などを、駐車基準としてもよい。
【００５９】
次に、駐車基準検出部２は、所定のしきい値を設けて微分結果を２値化する２値化処理を実行する（図１３＃３３）。上述したように、路面はアスファルト舗装などによる濃い色、区画線Ｗは白色や黄色などの淡い色であり、区画線Ｗのエッジにおける輝度勾配は大きい。従って、微分結果の絶対値も大きいから２値化処理を施すことによって区画線Ｗ以外のノイズ成分の微分結果が排除される。２値化された点（画素）からは区画線Ｗのエッジを構成する候補点が抽出される（＃３４）。一般に区画線Ｗは直線であるから、候補点はある程度の規則性をもって存在する。そこで、この規則性に基づいて、候補点に対して、直線当てはめ処理が実行される（＃３５）。直線当てはめ処理には、例えば公知のハフ（Hough）変換を用いることができる。
【００６０】
このようにして、例えば図４に示した区画線Ｗ１及びＷ２が検出される。そして、検出された区画線Ｗ１及びＷ２の端点を探索し、それら端点同士を結ぶことで、駐車区画Ｅを検出することができる。一般的に駐車区画Ｅは長方形であるから、この際に直角度を検証して駐車区画Ｅの検出精度を高めるようにしてもよい。以上の処理を通じて、区画線Ｗの位置、長さ、端点、駐車区画Ｅの位置、大きさなどの駐車区画パラメータが取得される（＃３６）。
尚、車両３０の前進直後など、駐車区画Ｅがカメラ２３の撮影範囲内に存在しない場合には、区画線Ｗも検出されず、駐車区画パラメータも取得されない。
【００６１】
〔駐車目標設定工程（図１０＃４）〕
上述したようにして駐車区画Ｅについての駐車区画パラメータが取得されると、駐車目標設定部３は、当該駐車区画Ｅに対して駐車目標を設定する。具体的には、図１５に示すように、駐車区画Ｅ内の車両３０が収まる領域に駐車目標エリアＧが設定される。そして、当該駐車目標エリアＧ内における車両３０の基準位置Ｑに基づいて、駐車の基準となる駐車目標位置Ｐ４が設定される。
【００６２】
〔駐車経路演算工程（図１０＃５）〕
駐車経路演算部４は、移動量演算工程＃２において演算された移動量と、駐車目標位置Ｐ４とに基づいて後退開始位置Ｐ１からの後進による駐車経路ＫＢを演算する。つまり、車両３０の現在の位置を仮の後退開始位置Ｐ１として、駐車目標位置Ｐ４までの仮の駐車経路ＫＢを演算する。この駐車経路ＫＢは所定の操舵量で車両３０を操舵した場合の経路として演算される。図１５に示す例では、車両３０の前進量及び操舵量が充分ではなく、駐車経路ＫＢは駐車目標位置Ｐ４には達していない。
【００６３】
〔駐車経路判定工程（図１０＃６）〕
駐車経路判定部５は、駐車経路演算部４が演算した仮の駐車経路ＫＢが駐車目標位置Ｐ４に達するか否か、即ち仮の駐車経路ＫＢが有効に成立するか否かを判定する。図１５に示したように、駐車経路ＫＢが成立しない場合には、再び処理＃１に戻り、新たに取得した画像データに対して駐車目標エリアＧ及び駐車目標位置Ｐ４の設定を行う。そして、再度仮の駐車経路ＫＢの演算を実施し、その駐車経路ＫＢが有効に成立するか否かを判定する。このようにして、逐次繰り返して演算が実施され、駐車経路ＫＢの成立が判定される。図１６は、繰り返し演算の結果、駐車目標位置Ｐ４までの駐車経路ＫＢが成立した場合の例を示している。
【００６４】
この繰り返し演算は、一例として所定の時間間隔において実施されるが、時間間隔に拘わらず、車両３０が所定距離前進するごとに実施されるようにしてもよい。車両３０の位置に変化が無ければ無駄な演算を実施することになるが、所定距離前進するごとに演算を実施すれば、確実に車両３０の位置に変化がある。また、同様の理由により、車両３０が所定角度円弧状に移動するごと、つまり車両３０の姿勢が変わるごとに演算が実施されるようにしても好適である。
【００６５】
〔報知工程（図１０＃７）〕
駐車経路ＫＢが成立すると、報知出力部７がスピーカ２２を介して駐車経路ＫＢの成立を報知する。スピーカ２２は、例えば、
「駐車経路が成立しました。停車してシフトレバーをリバースに変更してください。」
というメッセージを発する。ここで、乗員がシフトレバー３２をリバースに変更すると、シフト位置センサ２５がシフト位置を検出し、次の工程へ移行する（図１０＃８）。シフト位置が変更されなければ、再び処理＃１に戻り、新たに取得した画像データを用いて＃１〜＃８の処理を繰り返す。但し、ブレーキセンサ２７や回転センサ２８の検出結果から車両３０の停車が検出できていれば、再計算を行わずにシフト位置が変更されるまで待機してもよい。
【００６６】
〔調整工程（図１０＃９〜＃１２）〕
シフトレバー３２がリバースに変更されると、画像出力部８は、例えば図１７に示すように、カメラ２３の撮影画像に駐車目標エリアＧを示す表示（例えば黄色）を重畳させてモニタ２１に表示する（＃９）。この駐車目標エリアＧの表示を利用して駐車目標位置Ｐ４を調整可能に構成することができる。図１７に示すように、モニタ２１の画面上に調整用の矢印Ｈを重畳表示する。この矢印Ｈはタッチパネル２１Ｔと連動し、乗員による操作指示に基づいて駐車目標エリアＧの位置を調整可能である。区画線Ｗの認識精度が充分ではなかった場合の他、乗員の利便性を向上するためにもこの調整機能は好適である。例えば、運転席側又は助手席側を広く空けたい、荷物の積み下ろしのため後部を広く空けたいなどの要望に応じて、駐車目標エリアＧの位置を調整することができる。
【００６７】
駐車目標エリアＧ（駐車目標位置Ｐ４）の調整が可能な場合には調整の指示があったか否かが判定され（＃１０）、指示があった場合には駐車経路ＫＢの再計算や判定が実施される（＃１１）。
具体的には、乗員による操作指示は、入出力インターフェイス１９を介して、画像出力部８や駐車目標設定部３に伝達される。画像出力部８は、操作指示に応じて画面表示を変更する。この時、変更中であることを明示するために、駐車目標エリアＧを示す表示を異なる表示、例えば黄色の点滅や赤の点灯等とすると好適である。駐車目標設定部３は、駐車目標エリアＧの変更に応じて、駐車目標位置Ｐ４を変更する。駐車経路演算部４は、変更された駐車目標位置Ｐ４までの駐車経路ＫＢを演算し、駐車経路判定部５は、再計算された駐車経路ＫＢが有効に成立するか否かを判定する。ここで、駐車経路ＫＢが有効に成立する場合には、駐車目標エリアＧを示す表示が再度黄色の点灯となる。駐車経路ＫＢが成立しない場合には、さらに異なる表示、例えば赤の点滅等とすると共に、音声によっても報知する。この報知の際には、車両３０にさらなる前進を促すようなメッセージも含むものである。
尚、図１０では簡略化のため、駐車目標エリアＧの表示の変更や、駐車経路ＫＢの判定、判定結果の報知、などの処理については図示を省略して「駐車経路演算」のみを示している。
【００６８】
〔駐車目標確定工程（図１０＃１２）
駐車目標エリアＧ（駐車目標位置Ｐ４）の調整の指示がなかった場合（＃１０）や、調整後の駐車経路ＫＢの成立が判定された場合（＃１１）、報知出力部７は、駐車目標エリアＧ（駐車目標位置Ｐ４）の確定入力を乗員に促すメッセージを出力する。また、画像出力部８は、図１７に示すように、乗員に確定入力をさせるための確定ボタンを撮影画像に重畳させてモニタ２１に出力する。報知出力部７はスピーカ２２より、例えば、
「画面に表示された駐車位置を確認し、確定ボタンを押してください。」
とのメッセージを発する。確定ボタンへの指示入力は、タッチパネル２１Ｔ、入出力インターフェイス１９を介して指示入力受け取り部９へと伝達される。この指示は、さらに誘導部６へと伝達され、確定指示があったことが判定されると（＃１２）、以下に説明するように誘導部６によって後進誘導が開始される（＃１３）。
【００６９】
〔後進誘導工程（自動操舵工程（図１１））〕
本実施形態では、後進誘導が自動操舵により実施される場合について説明する。スピーカ２２より、例えば、
「ブレーキペダルを緩めて車両をバックさせてください。」
とのメッセージを発して乗員に誘導開始を報知する。乗員がブレーキペダル３３を緩めると車両３０がクリープ現象により後進を開始する。誘導部６は、算出された駐車経路ＫＢに沿って車両３０を後進させるために、上述した式(5)〜式(7)に基づいて、移動量を演算し（＃１４）、それに応じた操舵量を演算する（＃１５）。そして、入出力インターフェイス１９を介してパワーステアリングユニット３４のステアリングアクチュエータを制御する（＃１６）。以降、駐車目標位置Ｐ４に到達するまで処理＃１４〜＃１６を繰り返す。誘導部６は、駐車目標位置Ｐ４に到達しことを判定すると（＃１７）、ブレーキ装置３７のブレーキアクチュエータを制御して車両３０を停車させ（＃１８）、駐車支援を完了する。
尚、図４では便宜的に駐車経路ＫＢの途中に中間位置Ｐ２、Ｐ３を設けているが、後退開始位置Ｐ１から駐車目標位置Ｐ４まで、停止することなく連続して自動操舵されて問題はない。
【００７０】
〔第２実施形態〕
第２実施形態では、駐車経路ＫＢに従った後進が乗員による手動操舵により実施される場合について説明する。本第２実施形態は、後進誘導工程が自動操舵ではなく乗員による手動操舵によって行われる点において上述した第１実施形態と相違する。その他については、第１実施形態と同様であるので、説明を省略し、以下、後進誘導工程についてのみ説明する。
【００７１】
〔後進誘導工程（操舵アシスト工程（図１２））〕
図１７に示したモニタ２１の画面表示において、駐車目標エリアＧ（駐車目標位置Ｐ４）の位置が確定されると、誘導部６は、後進誘導を開始する。図１８は、確定ボタンが押された後のモニタ２１の画面表示の一例を示す説明図である。図１８に示すように、画像出力部８によって撮影画像にガイドラインＬ１〜Ｌ４が重畳される。本例では、ガイドラインＬ１は緑色で示された車幅延長線、ガイドラインＬ２は緑色で示された後方５ｍ目安線、ガイドラインＬ３は緑色で示された後方３ｍ目安線、ガイドラインＬ４は赤色で示された後方１ｍ注意線である。尚、駐車目標エリアＧを同時に重畳させていてもよい。
【００７２】
乗員は、これらのガイドラインを目安として、スピーカ２２から発せられるメッセージに応じて操舵を行い、駐車区画Ｅに向かって車両３０を後進させる。例えば、初めに誘導部６はスピーカ２２を介して、
「ガイドラインが白線と接するまで真っ直ぐに後退してください。」
と案内する。この案内に従うと、車両３０は図４に示す後退開始位置Ｐ１から第１の中間位置Ｐ２まで駐車経路ＫＢの第１経路Ｋ１に沿って後進する。車両３０が第１の中間位置Ｐ２に達すると、誘導部６はスピーカ２２を介して、
「一時停止して、ステアリングを左方向いっぱいにきってください。」
と案内する。車幅延長線Ｌ１など、ガイドラインは、操舵角に応じて車両３０の進行方向を示すように重畳される。図１９は、ステアリング３９が操作された際のモニタ２１の画面の一例である。
【００７３】
誘導部６は、ステアリングセンサ２４の検出結果に基づいて必要な操舵が完了したことを判定すると、
「ブレーキを緩め、ステアリングをきったままで、案内があるまでこのまま後退してください。」
と案内する。この案内に従うと、車両３０は図４に示す第１の中間位置Ｐ２から第２の中間位置Ｐ３へと左方向（第２操舵方向）の操舵による円弧状の移動軌跡を伴って駐車経路ＫＢの第２経路Ｋ２に沿って後進する。車両３０が第２の中間位置Ｐ３に達すると、誘導部６はスピーカ２２を介して、
「一時停止して、ステアリングを中立位置に戻してください。」
と案内する。
【００７４】
誘導部６は、ステアリングセンサ２４の検出結果に基づいて必要な操舵が完了したことを判定すると、
「ブレーキを緩め、ガイドラインを参考に真っ直ぐに後退してください。」
と案内する。この案内に従うと、車両３０は図４に示す第２の中間位置Ｐ３から駐車目標位置Ｐ４へと駐車経路ＫＢの第３経路Ｋ３に沿って後進する。乗員は、特にガイドラインＬ２〜Ｌ４を参考にして車両３０を後進させ、所望の位置でブレーキペダル３３を操作して車両を停止させる。尚、上述したように誘導部６が、停止位置を音声により案内するようにしてもよい。
【００７５】
上述したような誘導が行われる間、誘導部６は、車両３０が駐車目標位置Ｐ４に達するまで、車両３０の移動量及び操舵量を演算し（図１２＃１４Ａ、＃１５Ａ）、ガイドライン表示や音声出力により操舵を支援する（＃１６Ａ）。車両３０が駐車目標位置Ｐ４に達したことが判定されると（＃１７Ａ）、上述したように、ガイドラインＬ１〜Ｌ４の表示や音声によって車両３０の停止を支援する（＃１８Ａ）。車両３０が停止すると、駐車支援を終了する。
【００７６】
以上説明したように、本発明によれば、精度良く、且つ短時間で駐車の目標位置及び駐車のための経路を設定して、駐車の際の乗員の運転負荷を軽減できる駐車支援装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の駐車支援装置の構成例を模式的に示すブロック図
【図２】図１の駐車支援装置が搭載される車両の一例を示す斜視図
【図３】図２の車両の構成例を模式的に示すブロック図
【図４】車庫入れ駐車の際の車両の運転操作の一例を示す説明図
【図５】縦列駐車の際の車両の運転操作の一例を示す説明図
【図６】縦列駐車の際の車両の運転操作の他の例を示す説明図
【図７】ワールド座標系とカメラ座標系との関係を示す説明図
【図８】カメラ座標系と撮影画像の画像座標系との関係を示す説明図
【図９】自車両の移動量を演算する原理を説明する図
【図１０】本発明の駐車支援装置の後退開始位置までの動作を示すフローチャート
【図１１】本発明の駐車支援装置の後退開始位置から駐車目標位置までの第１実施形態に係る動作を示すフローチャート
【図１２】本発明の駐車支援装置の後退開始位置から駐車目標位置までの第２実施形態に係る動作を示すフローチャート
【図１３】区画線の検出方法の一例を示すフローチャート
【図１４】カメラにより撮影された画像から区画線を検出する方法を示す説明図
【図１５】駐車経路を演算する例を示す説明図
【図１６】有効に成立する駐車経路が演算された場合の例を示す説明図
【図１７】駐車目標を調整する画面の一例を示す説明図
【図１８】ガイドラインを利用した駐車誘導の一例を示す説明図（１）
【図１９】ガイドラインを利用した駐車誘導の一例を示す説明図（２）
【符号の説明】
【００７８】
１：画像受け取り部
２：駐車基準検出部
３：駐車目標設定部
４：駐車経路演算部
５：駐車経路判定部
６：誘導部
７：報知出力部
８：画像出力部
２３：カメラ（撮影装置）
３０：車両
ＫＦ：前進経路
ＫＢ：駐車経路
Ｗ、Ｗ１、Ｗ２：区画線（駐車区画線、駐車基準）
Ｅ：駐車区画（所定の駐車位置）
Ｇ：駐車目標エリア（駐車目標位置）
Ｐ１：後退開始位置
Ｐ４：駐車目標位置
【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１３】
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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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