(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の後方を撮像する撮像手段と、前記撮像手段で撮像された後方画像から俯瞰画像を合成する画像処理手段と、前記車両の後退時に前記後方画像または前記俯瞰画像を表示する画像表示手段と、を備え、
前記画像処理手段により前記後方画像または前記俯瞰画像から駐車枠を検出し、前記車両が前記駐車枠内に進入した場合に前記画像表示手段の表示を前記後方画像から前記俯瞰画像に切替え可能とした駐車支援システムにおいて、
前記車両が駐車枠内に前進駐車した後に後退動作が検出された場合に、前記前進駐車時に撮像した画像にて駐車枠の前端が所定範囲内に位置するか否かを判定し、前記所定範囲内に位置する場合は前記俯瞰画像への切替えを禁止するように構成されていることを特徴とする駐車支援システム。
【請求項２】
前記所定範囲は、前記前進駐車時に記録した前記駐車枠への進入速度にブレーキ反応時間を乗じた空走距離と、前記進入速度に制動時間を乗じた制動距離の和として与えられる停止距離に基づいて設定されるように構成されていることを特徴とする請求項１記載の駐車支援システム。
【請求項３】
前記所定範囲は、前記画像処理手段に取得された駐車枠のデータに基づいて設定または較正されるように構成されていることを特徴とする請求項１記載の駐車支援システム。
【請求項４】
前記所定範囲は、前記車両の後方１．６ｍ〜２ｍの範囲で設定されていることを特徴とする請求項１記載の駐車支援システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、後方画像から俯瞰画像に切替え表示可能な駐車支援システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両後部に取り付けたバックカメラの映像（後方画像）を、自車上空に設置した仮想視点からの俯瞰画像に変換して表示する駐車支援システムにおいて、バックカメラに取得された画像データから駐車枠を検出し、自車両と駐車枠との位置関係から自動で表示画像を俯瞰画像に切替える駐車支援システムが開発されている（特許文献１参照）。
【０００３】
例えば、図３（ｅ）に示す車両３１の後退駐車時には、先ず、図３（ａ）に示すように広角な後方画像２０が表示され、次いで、図３（ｂ）に示すように、画像処理によって検出される駐車枠６とマーカー３０との角度が閾値以下となり、かつ、駐車枠６の後端６ｂまでの距離が閾値以下になった場合に、駐車枠６内に進入したものと判定し、図３（ｃ）および図３（ｄ）に示すように、俯瞰画像２１に表示が自動で切替わることで、車両（３１″）と輪止め７や後方との距離を把握し易くなる。
【０００４】
ところで、このような駐車支援システムでは、シフトポジションが後退レンジにありかつ駐車枠６の後端６ｂまでの距離が一定範囲内にあれば俯瞰画像２１に表示が切替わるので、図４に示されるような前進駐車後の後退発進時に、本来、広角な後方画像２０が表示されるべき状況であるにも拘わらず、駐車枠６の前端６ａが検出されることで俯瞰画像２１に表示が切替わる問題が生じた。
【０００５】
一方、特許文献２には、シフトポジション、車速、パーキングブレーキの遷移情報を利用して、前進駐車後の後退発車か否かを自動で判定し、表示画面の選択や切り替えタイミングを制御することが開示されている。例えば、図５（ａ）に示すように、車両４１がドライブレンジＤで移動し、パーキングレンジＰにシフトされた後に、後退レンジＲで移動する場合に、その遷移情報から、前進駐車後の後退発進であると判定している。しかし、単にシフトポジション、車速、パーキングブレーキの遷移情報だけでは、図５（ｂ）に符号４２、４２′で示すような方向転換や、図５（ｃ）に符号４３、４３′で示すような後退駐車時の切り返しとの区別がつかない。
【０００６】
特許文献３では、ドアの開閉動作からの経過時間、シートベルトの装着動作からの経過時間の情報を判定に利用することが開示されているが、イベントタイミングからの時間を加味しても、例えば、方向転換や切り返しの途中で一旦停止して荷物の出し入れや乗員の昇降を手伝った後に、再度乗車して駐車を再開する場合と区別がつかない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−１２６４３３号公報
【特許文献２】特開２００５−１１２２６７号公報
【特許文献３】特開２００８−１９５２６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記のような実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、前進駐車後の後退発進時に後退駐車と誤認して俯瞰画像が表示されてしまうのを防止し、後退駐車と区別して後方画像を確実に表示可能な駐車支援システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明に係る駐車支援システムは、
車両の後方を撮像する撮像手段（２）と、前記撮像手段で撮像された後方画像（２０）から俯瞰画像（２１）を合成する画像処理手段（１０）と、前記車両の後退時に前記後方画像または前記俯瞰画像を表示する画像表示手段（３）と、を備え、
前記画像処理手段（１０）により前記後方画像または前記俯瞰画像から駐車枠（６）を検出し、前記車両が前記駐車枠内に進入した場合に前記画像表示手段の表示を前記後方画像（２０）から前記俯瞰画像（２１）に切替え可能であるものにおいて、
前記車両が駐車枠内に前進駐車した後に後退動作が検出された場合に、当該前進駐車時に撮像した画像にて駐車枠（６）の前端（６ａ）が所定範囲（６０）内に位置するか否かを判定し、所定範囲内に位置する場合は前記俯瞰画像への切替えを禁止するように構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る駐車支援システムは、上記構成により、以下のような効果を有する。
前進駐車後の後退発進時に俯瞰画像への自動切替え機能をオフにすることで、駐車枠の有無に拘わらず広い視野の後方画像を表示し続けることができる。しかも、前進駐車時に駐車枠の前端が所定範囲内に位置するか否かを判定することにより、車両の駐車モードを確実に判別でき、後退駐車時の切り返しや方向転換と誤認することがない。そのため、後退発進以外では、俯瞰画面への自動切替え機能をオンにしておくことができ、後退駐車時の最終段における自動切替えに支障をきたすこともない。
【００１１】
本発明において、前記所定範囲が、前記前進駐車時に記録した前記駐車枠への進入速度にブレーキ反応時間を乗じた空走距離と、前記進入速度に制動時間を乗じた制動距離の和として与えられる停止距離に基づいて設定または較正されるように構成されている態様では、実際の駐車状況を反映して検出範囲が設定または較正されるので、運転者や運転状況に起因した変動要因を考慮した確度の高い判定が行える。
【００１２】
本発明において、前記所定範囲が、前記画像処理手段に取得された駐車枠のデータに基づいて設定または較正されるように構成されている態様では、実際の運転環境を反映して検出範囲が設定または較正されるので、運転環境に起因した変動要因を考慮した確度の高い判定が行える。
【００１３】
本発明の好適な態様では、前記所定範囲は、前記車両の後方１．６ｍ〜２ｍの範囲で設定されている。当該車両の大きさや一般的な駐車枠の大きさを考慮して予め設定されることで、検出精度を確保しつつもシステムを簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明実施形態に係る駐車支援システムを示すブロック図である。
【図２】駐車支援システムを備えた車両を示す側面図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は本発明の前提となる駐車支援システムの表示画像であり、（ｅ）は後進駐車状況を示す平面図である。
【図４】（ａ）は前進駐車後の後退発進を示す平面図であり、（ｂ）は本発明実施前における表示画像を示す模式図である。
【図５】（ａ）は前進駐車後の後退発進、（ｂ）は方向転換、（ｃ）は後退駐車時の切り返しを示す平面図である。
【図６】駐車枠端部の検出範囲を示す模式的な俯瞰画像である。
【図７】（ａ）は前進駐車後の後退発進を示す平面図であり、（ｂ）は本発明における表示画像を示す模式図である。
【図８】本発明実施形態に係る駐車支援システムの車両停止時における動作を示すフローチャートである。
【図９】本発明実施形態に係る駐車支援システムの車両発進時における動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明に係る駐車支援システムを示すブロック図であり、図２は、駐車支援システムを備えた車両を示す側面図である。各図において、本発明の駐車支援システムは、車両１の後部に取り付けられた撮像手段としてのバックカメラ２、バックカメラ２で取得された後方画像２０を、車両後部上空に設置した仮想視点２′からの俯瞰画像２１に変換する処理を含む画像処理手段としての画像処理装置１０、画像処理装置１０から出力される画像を表示する表示装置３から主に構成されている。
【００１６】
バックカメラ２は、固体撮像素子と広角レンズを用いたデジタルカメラが好適であり、リアバンパー４から地表面５を含む広範囲の後方画像２０を撮像可能である。表示装置３は、インストルメントパネルに設置される画像表示モニタであり、カーナビゲーションシステムのモニタなどと共用され、基本的にはシフトポジションが後退レンジにシフトされた場合に表示装置３の画像が後方画像２０または俯瞰画像２１に切り替わる。
【００１７】
画像処理装置１０は、車速、操舵角、ヨーレート、シフトポジションなどの車両情報が記録される車両情報記録手段１７、バックカメラ２からの後方画像２０が入力されかつ記録される映像記録手段１１、記録した後方画像２０から駐車枠６を検出する駐車枠検出手段１４、車両１と駐車枠６の角度、駐車枠の後端６ｂまたは前端６ａを検出する角度・後端・前端検出手段１５、車両情報を照合して駐車動作が後退駐車か前進駐車か判定する駐車モード判定手段１６、駐車モードに応じて表示画像を切替える画像切替え手段１２、表示装置３に映像を出力する映像出力手段１３から構成されている。
【００１８】
映像記録手段１１は、バックカメラ２から送られる後方画像２０の画像データをフレーム単位で記憶する画像入力用メモリ（ＶＲＡＭ）からなり、画像データは、画像処理プロセッサ（ＣＰＵ）に送られ、画像処理プログラムに従って歪曲収差が補正されかつ座標変換されることで俯瞰画像２１に合成される。さらに、画像処理プログラムの一部として実装されている駐車枠検出手段１４、角度・後端・前端検出手段１５によって、以下の手順で駐車枠６が検出され、車両１との位置関係が特定される。
【００１９】
先ず、駐車枠検出手段１４は、画像データのエッジ抽出およびハフ変換によって平行な直線成分として駐車枠６を検出する。すなわち、エッジ抽出された各画素をパラメータ空間に投票し、パラメータ空間で投票度数の局所最大値を抽出することで直線成分を検出し、このうち平行な直線成分でありかつ実際にエッジとして抽出されている部分が駐車枠６として特定される。
【００２０】
次いで、角度・後端・前端検出手段１５は、検出された駐車枠６と車両１との地表面上での角度を検出するとともに、角度が閾値以下となった場合に実質的に平行であるとみなし、駐車枠６の左右の端部と車両１との距離を画像上で計測し、左右の端部が所定範囲内にあるか否かを検出する。
【００２１】
例えば、シフトポジションが後退レンジにあり、かつ、図３（ｅ）において符号３１′で示されるように、駐車枠６と自車両（マーカー３０）が平行になった場合は、後退で駐車枠６に進入中であると判断し、画像上側となる進行方向前方に駐車枠６の後端６ｂと車両１（３１″）との距離が閾値以下となった場合には、表示装置３の表示画像を図３（ｃ）に示す俯瞰画像２１に自動で切替える。
【００２２】
後退駐車時において、俯瞰画像２１に表示が切替わることで、図３（ｄ）に示すように、車両（３１″）と輪止め７や後方との距離を把握し易くなることは既に述べた通りである。しかし、前進駐車後の後退発進時に、図４（ｂ）に示されるように、駐車枠６の前端６ａが検出されることで俯瞰画像２１に表示が切替わることは回避しなければならない。そこで、本発明に係る駐車支援システムでは、画像処理装置１０に画像処理プログラムの一部として駐車モード判定手段１６および画像切替え手段１２が実装されている。
【００２３】
駐車モード判定手段１６は、角度・後端・前端検出手段１５において、駐車枠６の端部（前端６ａまたは後端６ｂ）が所定範囲内に検出されるような場合にも、直前の停車時に記録された駐車モード（フラグ）を参照することで、後退駐車か前進駐車（前進駐車後の後退発進）かを判別し、その判別に応じて画像切替え手段１２の自動切替えをオン／オフする。
【００２４】
駐車モード判定手段１６は、車両１が停車した際に、駐車モードを判定し、駐車モードに応じて、以下に記載されるような４つのフラグを設定し、次の発進時まで記憶する。
フラグ１：後退駐車かつ駐車枠後端６ｂが所定範囲外
フラグ２：後退駐車かつ駐車枠後端６ｂが所定範囲内
フラグ３：前進駐車かつ駐車枠前端６ａが所定範囲外
フラグ４：前進駐車かつ駐車枠前端６ａが所定範囲内
【００２５】
当然ながら、後退駐車の場合、バックカメラ２に映る可能性があるのは駐車枠６の後端６ｂであり、前進駐車の場合、バックカメラ２に映る可能性があるのは駐車枠６の前端６ａであるので、停車時のシフトポジションから後退駐車か前進駐車が確定すれば、バックカメラ２に映る可能性がある駐車枠６の端部が前端６ａか後端６ｂかも確定する。
【００２６】
図６は、駐車枠６の端部（前端６ａまたは後端６ｂ）の位置を判別する範囲６０を示している。この範囲６０は、車両１が駐車枠６から後退発進する際に、俯瞰画像２１への自動切替えが禁止され、後方画像２０が表示される範囲（移動距離）となる。
【００２７】
したがって、駐車枠６への進入速度に運転者のブレーキ反応時間を乗じた空走距離と、進入速度に制動時間を乗じた制動距離の和として与えられる停止距離に基づいて設定される。例えば、一般的な駐車動作時の車速を１．４ｍ／ｓ（５ｋｍ／ｈ）とし、運転者のブレーキ反応時間および制動時間を考慮して安全に停止できる時間を１．２ｓｅｃとすると、範囲６０は１．７ｍとなる。
【００２８】
一方、一般的な駐車枠の長さである５ｍから自車両の全長を引いた値に設定してもよい。例えば、軽自動車の場合は全長が最大３．４ｍのため、範囲６０は１．６ｍとなる。また、駐車枠６の前端６ａがバックカメラ２の視野から外れれば、もはや俯瞰画像２１に切替わることはないので、範囲６０を不必要に広く設定する必要はない。ある駐車スペースから後退発進して反対側の駐車スペースに後退駐車するような場合でも、その間の走行区分の広さを考慮して最大２ｍに留められていれば、後退駐車時に俯瞰画像２１への自動切替え機能を使用することができる。
【００２９】
次に、上記実施形態に基づく駐車支援システムの車両停止時の動作について図８を参照しながら説明する。
【００３０】
先ず、車両走行時に動作フローが開始されると、車速、操舵角、ヨーレート、シフトポジションなどの車両情報が車両情報記録手段１７に記録され、一定時間を経過すると上書き更新される。記録時間はごく短い時間で良く、かつ、車速が一定以上の場合は記録を中断しても良い。
【００３１】
進行方向（シフトポジション）に拘わらずバックカメラ２で撮影した車両後方の画像が映像記録手段１１に記録され、一定時間を経過すると上書き更新される。前記同様に記録時間はごく短い時間で良く、かつ、車速が一定以上の場合は記録を中断しても良い。
【００３２】
バックカメラ２に取得された画像データにおいて駐車枠６の検出を行い、駐車枠６が検出された場合には、車両１と駐車枠６の角度および駐車枠６の端部位置（後端６ｂまたは前端６ａ）を算定し、結果を記録する。
【００３３】
車両１が駐車枠６内に進入していない場合は、車両情報の取得、バックカメラの記録、駐車枠の検出を継続する。この際にシフトポジションが後退レンジにあれば、表示装置３に車両１の現在位置情報および目標位置等を提示する。
【００３４】
車両１が駐車枠６内に進入していると判定された場合は、次の車速の判定に移り、車速が０より大きい場合は、まだ車両１が停止していないと判断し、車両情報の取得、バックカメラの記録、駐車枠の検出を継続する。
【００３５】
車速が０と検知された場合は、自車両が停止したと判断し、次のシフトポジションの判定に移り、停車時のシフトポジションが後退レンジ（Ｒ）か否か（ドライブレンジ（Ｄ）か）を判定する。
【００３６】
シフトポジションが後退レンジ（Ｒ）の場合は、後退駐車であると判断し、さらに、駐車枠６の端部（後端６ｂ）が範囲６０内に無い場合はフラグ１を設定する。駐車枠６の端部（後端６ｂ）が範囲６０内に有る場合はフラグ２を設定する。
【００３７】
シフトポジションがドライブレンジ（Ｄ）の場合は、前進駐車であると判断し、さらに、駐車枠６の端部（前端６ａ）が範囲６０内に無い場合はフラグ３を設定する。駐車枠６の端部（前端６ａ）が範囲６０内に有る場合はフラグ４を設定する。
【００３８】
最後に駐車モードに対応したフラグの値を格納、保存して終了する。
【００３９】
次に、駐車支援システムの車両発進時の動作について図９を参照しながら説明する。
【００４０】
車両発進時は、先ず、シフトポジションなどの車両情報を取得し、シフトポジションが後退レンジ（Ｒ）でない場合（フラグ１，２の場合）は、前進発車であると判断し、バックカメラ２からの映像出力は停止され、表示装置３には、ナビゲーション画面やフロントカメラの画面などが表示される。
【００４１】
シフトポジションが後退レンジ（Ｒ）の場合は、後退発進であると判断し、車両情報記録手段１７に記録された駐車モード判定フラグを確認する。
【００４２】
駐車モード判定フラグの値が４の場合は、バックカメラ２からの映像を表示する際に、画像切替え手段１２の自動切替え機能をオフにし、俯瞰画像２１への切替えを禁止して後方画像２１を表示させる。この際、後退発進時の車両１のバックカメラ２には、駐車枠６およびその前端６ａが検知されるが、予め自動切替え機能がオフにされているので、図７（ｂ）に示すように、後進発車時から広角な後方画像２０が表示される。また、後進発車後、図７（ａ）に示すように、駐車枠６およびその前端６ａがバックカメラ２の視野から外れれば、もはや俯瞰画像２１に切替わることはないので、それ以降は画像切替え手段１２の自動切替え機能をオンにする。
【００４３】
一方、駐車モード判定フラグの値が４以外の場合は、画像切替え手段１２の自動切替え機能をオンにして、バックカメラ２からの映像（後方画像２０）を表示する。この場合、駐車枠６外または駐車枠６を外れた駐車であったため、駐車枠６の端部の検出を行っても殆どの場合に端部は検出されず、後方画像２０が表示されるが、例えば反対側に位置した別の駐車枠に移動して駐車するような場合には、当該駐車枠の後端６ｂが検出され次第、後方画像２０から俯瞰画像２１に自動で切替わることになる。
【００４４】
以上、本発明の実施形態について述べたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいてさらに各種の変形および変更が可能である。
【００４５】
例えば、上記実施形態では、駐車枠６の端部（前端６ａまたは後端６ｂ）の位置を判別する範囲６０が、固定値として事前設定される場合を示したが、実際の前進駐車時に車両情報記録手段１７に記録した駐車枠６への進入速度に基づいて、空走距離および制動距離の和として与えられる停止距離を算出し、それに基づいて範囲６０が設定され、もしくは、事前設定された固定値が更新または較正されるように構成することもできる。
【００４６】
また、実際に画像処理手段１０に取得された駐車枠６のデータに基づいて、範囲６０が設定され、もしくは、事前設定された固定値が更新または較正されるように構成することもできる。
【符号の説明】
【００４７】
１，３１，４１，４２，４３  車両
２  バックカメラ（撮像手段）
２′  仮想視点
３  表示装置
４  リアバンパー
５  地表面
６  駐車枠
６ａ  前端
６ｂ  後端
１０  画像処理装置
１１  映像記録手段
１２  画像切替え手段
１３  映像出力手段
１４  駐車枠検出手段
１５  角度・後端・前端検出手段
１６  駐車モード判定手段
１７  車両情報記録手段
２０  後方画像
２１  俯瞰画像
３０  マーカー
６０  範囲
【図１】
0006281435.tif 000002
【図２】
0006281435.tif 000003
【図３】
0006281435.tif 000004
【図４】
0006281435.tif 000005
【図５】
0006281435.tif 000006
【図６】
0006281435.tif 000007
【図７】
0006281435.tif 000008
【図８】
0006281435.tif 000009
【図９】
0006281435.tif 000010