(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の側方の障害物までの距離を測定する第１の距離センサと、
車両の移動距離を測定する第２の距離センサと、
車両のヨー角を検出するためのヨー角検出手段と、
運転者に運転操作の案内情報を出力するための案内手段と、
前進動作の際に第１の距離センサで測定された車両の側方の障害物までの距離と第２の距離センサで測定された車両の移動距離とを履歴保存し、この履歴に基づいて、目標とする駐車スペースの長さを計測し且つ目標とする駐車スペースに対する車両の傾きを演算すると共にこの傾きに応じて目標とする駐車スペースに駐車するための適切な初期停止位置を演算し、第２の距離センサで測定された車両の移動距離に基づいて初期停止位置に至るように案内手段を介して運転者に案内し、初期停止位置とヨー角検出手段で検出されたヨー角とに基づいて後退駐車をする一旦停止の適正なタイミングを案内手段を介して運転者に提供するコントローラと
を備えたことを特徴とする駐車支援装置。
【請求項２】
コントローラは、一定の操舵角に保持した状態で車両を移動させたときに車両が障害物に干渉すると予測される場合に運転者に警報を発する請求項１の駐車支援装置。
【請求項３】
コントローラは、初期停止位置までの前進動作の際に第１の距離センサで測定された車両の側方の障害物までの距離と第２の距離センサで測定された車両の移動距離とに基づいて初期停止位置に至ったと判断したときに案内手段を介して運転者に停止する旨を案内する請求項１または２に記載の駐車支援装置。
【請求項４】
コントローラは、初期停止位置から操舵角を最大にして車両を前進させて後退開始位置で停止させ、後退開始位置から操舵角を逆方向に最大にして車両を後退させて切り返し位置で停止させ、切り返し位置から操舵角を再び逆方向に最大にして車両を後退させて目標とする駐車スペースに至るように案内手段を介して案内情報を運転者に提供する請求項３に記載の駐車支援装置。
【請求項５】
コントローラは、初期停止位置から操舵角を最大にして車両を後退させて切り返し位置で停止させ、切り返し位置から操舵角を逆方向に最大にして車両を後退させて目標とする駐車スペースに至るように案内手段を介して案内情報を運転者に提供する請求項３に記載の駐車支援装置。
【請求項６】
第１の距離センサは、超音波センサである請求項１〜５のいずれか一項に記載の駐車支援装置。
【請求項７】
第１の距離センサは、電磁波を利用したセンサである請求項１〜５のいずれか一項に記載の駐車支援装置。
【請求項８】
第２の距離センサは、車輪速センサである請求項１〜７のいずれか一項に記載の駐車支援装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、駐車支援装置に係り、特に駐車の際の運転操作を運転者に案内する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両の駐車時に初期停止位置に停止した状態でテレビ画面に車両の後方視界を写し出し、駐車するために必要な運転操作の案内情報をテレビ画面上に重畳表示する支援装置がある。このような装置によれば、テレビ画面に表示された案内情報に従って運転操作を行うだけで容易に駐車をすることができる。
ただし、テレビ画面を見ながら駐車運転を行うのでは運転者に負担がかかるため、音等によって案内情報を出すことが提案されている。このようにすれば、テレビ画面を注視する必要がなくなり、運転者の負担が軽減される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、初期停止位置から駐車完了までの案内情報を音等により運転者に提供するのでは、初期停止位置が予め設定された基準位置からズレていた場合に、そのズレを解消することができず、駐車の精度が低くなる虞があった。
この発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、予め設定された初期停止の基準位置に車両を正確に停止させなくても運転操作を的確に案内して精度の高い駐車支援をす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。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る駐車支援装置は、車両の側方の障害物までの距離を測定する第１の距離センサと、車両の移動距離を測定する第２の距離センサと、車両のヨー角を検出するためのヨー角検出手段と、運転者に運転操作の案内情報を出力するための案内手段と、前進動作の際に第１の距離センサで測定された車両の側方の障害物までの距離と第２の距離センサで測定された車両の移動距離とを履歴保存し、この履歴に基づいて、目標とする駐車スペースの長さを計測し且つ目標とする駐車スペースに対する車両の傾きを演算すると共にこの傾きに応じて目標とする駐車スペースに駐車するための適切な初期停止位置を演算し、第２の距離センサで測定された車両の移動距離に基づいて初期停止位置に至るように案内手段を介して運転者に案内し、初期停止位置とヨー角検出手段で検出されたヨー角とに基づいて後退駐車をする一旦停止の適正なタイミングを案内手段を介して運転者に提供するコントローラとを備えたものである。
【０００５】
なお、一定の操舵角に保持した状態で車両を移動させたときに車両が障害物に干渉すると予測される場合にコントローラが運転者に警報を発するようにしてもよい。
また、コントローラは、初期停止位置までの前進動作の際に第１の距離センサで測定された車両の側方の障害物までの距離と第２の距離センサで測定された車両の移動距離とに基づいて初期停止位置に至ったと判断したときに案内手段を介して運転者に停止する旨を案内するようにしてもよい。
コントローラは、初期停止位置から操舵角を最大にして車両を前進させて後退開始位置で停止させ、後退開始位置から操舵角を逆方向に最大にして車両を後退させて切り返し位置で停止させ、切り返し位置から操舵角を再び逆方向に最大にして車両を後退させて目標とする駐車スペースに至るように案内手段を介して案内情報を運転者に提供することができる。
【０００６】
また、コントローラは、初期停止位置から操舵角を最大にして車両を後退させて切り返し位置で停止させ、切り返し位置から操舵角を逆方向に最大にして車両を後退させて目標とする駐車スペースに至るように案内手段を介して案内情報を運転者に提供することができる。
【０００７】
第１の距離センサとしては超音波センサあるいは電磁波を利用したセンサ、第２の距離センサとしては車輪速センサをそれぞれ使用することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
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．
図１に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。コントローラ１には、車両のヨー角方向の角速度を検出するヨーレートセンサ２が接続されると共に、車両が並列駐車を行うことをコントローラ１に知らせるための並列モードスイッチ３と車両が縦列駐車を行うことをコントローラ１に知らせるための縦列モードスイッチ４とからなるスイッチモジュール５が接続されている。さらに、コントローラ１には、運転者に対して運転操作の情報を案内するための案内手段としてスピーカ６が接続されている。
また、コントローラ１には、車両の側方の障害物までの距離を測定する第１の距離センサとしての超音波センサ７と車両の移動距離を測定する第２の距離センサとしての車輪速センサ８とが接続されている。車輪速センサ８は、車両の車輪の回転速度を検出するものであるが、コントローラ１により車輪速センサ８からの信号に基づいて車両の移動距離を演算することができる。
スイッチモジュール５及びスピーカ６は運転席に配置されており、超音波センサ７は車両の前端側部に設置されている。
【０００９】
コントローラ１は、図示しないＣＰＵと制御プログラムを記憶したＲＯＭと作業用のＲＡＭとを備えている。
ＲＯＭには、車両のハンドルが最大に操舵されて車両が旋回する場合の最小旋回半径Ｒｃのデータが記憶されると共に並列駐車時及び縦列駐車時の駐車支援を行う制御プログラムが格納されている。ＣＰＵはＲＯＭに記憶された制御プログラムに基づいて動作する。コントローラ１は、ヨーレートセンサ２から入力される車両の角速度から車両のヨー角を算出し、車両の旋回角度を算出して駐車運転中の各ステップにおける操作方法や操作タイミングに関する情報をスピーカ６に出力する。
【００１０】
ここで、図２を用いて、この実施の形態の駐車支援装置が車両にどのような軌跡を描かせて縦列駐車を支援するのかを説明する。
車両１０のリヤ左端が駐車枠Ｔの奥のコーナーＳ２に一致するように、車両１０を駐車枠Ｔに駐車するものとする。この状態の車両位置Ｍ１における車両１０のリヤアクスル中心ＭＯを原点とし、道路と平行で車両１０の後退方向にＹ軸をとり、Ｙ軸と直角にＸ軸をとる。また、駐車枠Ｔの奥のコーナーの座標をＳ２（Ｗ２／２，ａ２）とする。ここで、ａ２、Ｗ２は、車両１０のリヤオーバハング、車幅をそれぞれ示す。
車両位置Ｊ１にある車両１０が、ハンドルの操舵角を右側最大にして半径Ｒｃで旋回しつつ前進し、車両位置Ｋ１になったところで、操舵角を左側最大にして半径Ｒｃで旋回しつつ後退し、車両位置Ｌ１になったところで操舵角を右側最大にして半径Ｒｃで旋回しつつ後退し、駐車枠Ｔ内の車両位置Ｍ１に適正に駐車するものとする。
【００１１】
まず、駐車枠Ｔの前方の所定位置に駐車中の車両２０を目安にして、車両１０を車両位置Ｊ１に停車した状態を初期停車位置として、縦列駐車を開始するものとする。
車両位置Ｊ１は、車両１０の運転者の位置ＤＲのＹ座標が駐車中の車両２０の後端２０ａのＹ座標に一致する位置で且つ駐車枠Ｔに平行な位置であり並びに車両１０と車両２０とが所定の車両間隔ｄである位置とする。したがって、車両位置Ｊ１のリヤアクスル中心ＪＯの座標（ＪＯｘ，ＪＯｙ）は、車両２０の後端部２０ａの座標と運転者の位置ＤＲとリヤアクスル中心ＪＯとの関係および車両間隔ｄから一義的に定められる。
車両位置Ｊ１にある車両１０が、ハンドルの操舵角を右側最大にして半径Ｒｃで旋回しつつ車両位置Ｋ１まで前進する。その際の旋回中心をＣ３とし、旋回角度をβとする。また、車両位置Ｋ１にある車両１０が操舵角を左側最大にして半径Ｒｃで旋回しつつ車両位置Ｌ１まで後退する。その際の旋回中心をＣ４とし、旋回角度をδとする。さらに、車両位置Ｌ１でハンドルを反対方向に切り返して、操舵角を右側最大にして半径Ｒｃで旋回しつつ車両位置Ｍ１まで後退する。その際の旋回中心をＣ５とし、旋回角度をαとする。
また、車両位置Ｋ１，Ｌ１におけるリヤアクスル中心をそれぞれＫＯ，ＬＯとする。
【００１２】
旋回角度α，β，δには、
δ＝α−β
の関係がある。
旋回中心Ｃ５の座標（Ｃ５ｘ，Ｃ５ｙ）は、
C5x＝−Rc
C5y＝０
で表される。
旋回中心Ｃ４の座標（Ｃ４ｘ，Ｃ４ｙ）は、
C4x＝C5x＋(Rc+Rc)・cosα＝−Rc＋2Rc・cosα
C4y＝C5y−(Rc+Rc)・sinα＝−2Rc・sinα
で表される。
旋回中心Ｃ３の座標（Ｃ３ｘ，Ｃ３ｙ）は、
C3x＝C4x−(Rc+Rc)・cosβ＝−Rc＋2Rc・cosα−2Rc・cosβ
C3y＝C4y＋(Rc+Rc)・sinβ＝−2Rc・sinα＋２Rc・sinβ
で表される。
また、車両位置Ｊ１のリヤアクスル中心ＪＯの座標（ＪＯｘ，ＪＯｙ）は、
JOx ＝−Rc・(１−cosα)−Rc・(１−cosα−１＋cosβ)＋Rc・(１−cosβ)
＝２Rc・(cosα−cosβ)          ……………（１）
JOy ＝−Rc・sinα−Rc・(sinα−sinβ)＋Rc・sinβ
＝２Rc・(sinβ−sinα)           ……………（２）
で表される。
【００１３】
ここで、式（１）及び（２）を三角関数の公式を用いて、変形すると、
tan（α／２＋β／２）＝JOx／JOy
sin2（α／２−β／２）＝（JOx2＋JOy2）／（１６Rc2）
となり、α、βを、既知のリヤアクスル中心ＪＯの座標（ＪＯｘ，ＪＯｙ）を用いて算出することができる。
リヤアクスル中心ＪＯの座標（ＪＯｘ，ＪＯｙ）は、車両１０を車両２０の後方に無理のない操作で駐車できる標準的な値として、例えば、ＪＯｘ＝２．３ｍ、ＪＯｙ＝４．５ｍの値が設定されている。
リヤアクスル中心ＪＯの標準的な座標ＪＯｘおよびＪＯｙは、車両１０の車格、操舵特性などに応じて値を設定することが望ましい。
【００１４】
次に、実施の形態１に係る駐車支援装置の縦列駐車時の動作について説明する。
まず、図３に示されるように、道路と平行に、すなわち目標とする駐車枠Ｔに平行に車両１０を直進前進させて、運転者の位置ＤＲのＹ座標が駐車中の車両２０の後端２０ａのＹ座標に一致し、車両１０が車両２０に対して車両間隔ｄ、例えば５０ｃｍとなるような車両位置Ｊ１へと向かう。このとき、前進しながら、車両の前端側部に設置されている超音波センサ７により車両側方の障害物、例えば駐車中の車両２０までの距離の測定が連続して行われる。車両１０は次第に車両位置Ｊ１に接近し、図４に示されるように、運転者の位置ＤＲのＹ座標が駐車中の車両２０の後端２０ａのＹ座標に一致する位置にまで至る。
【００１５】
ここで、車両１０の前進に伴って、超音波センサ７の位置に対応した障害物までの測定距離ｘは図５のように示される。目標となる駐車枠Ｔには車両が存在しないので、この駐車枠Ｔの側方を通るときには測定距離ｘは非常に大きな値となるが、図３に示されるように超音波センサ７のＹ座標が駐車中の車両２０の後端２０ａのＹ座標に一致する座標ｙ１に到達すると、測定距離ｘは急激に小さくなって超音波センサ７から車両２０までの距離となる。このときの測定距離ｘは、初期停止の基準位置ＳＴである車両２０からの間隔５０ｃｍとｘ方向のズレｄｘ１との和で表される。
【００１６】
この測定距離ｘの急激な変化から、コントローラ１は超音波センサ７が座標ｙ１に到達したことを認識することができる。そこで、コントローラ１は、車両１０の前端から運転者の位置ＤＲまでの長さＬＤを予め記憶しておくと共に車輪速センサ８からの信号により演算された車両１０の移動距離を監視し、超音波センサ７が座標ｙ１に達したときから車両１０が距離ＬＤだけ前進したところでスピーカ６を介して運転者に特定の停止音を発する。この停止音を聞いた運転者は車両１０を停止させる。その結果、運転者の位置ＤＲのＹ座標が駐車中の車両２０の後端２０ａのＹ座標に一致する位置となり、ここを初期停止位置とする。このときの超音波センサ７による測定距離ｘは、初期停止の基準位置ＳＴである車両２０からの間隔５０ｃｍとｘ方向のズレｄｘ２との和で表される。
【００１７】
車両１０を正確に初期停止の基準位置ＳＴに位置させることは困難であるため、上記のようなｘ方向のズレｄｘ１及びｄｘ２が生じやすくなる。なお、ズレｄｘ１とズレｄｘ２は、車両１０が駐車中の車両２０に対して平行に走行していれば互いに等しくなるが、ある傾きをもって斜めに走行している場合には互いに異なった値となる。座標ｙ１とｙ２との間の距離は予めコントローラ１に記憶されているＬＤであるので、ズレｄｘ１及びｄｘ２と距離ＬＤから、この初期停止位置における車両１０の初期停止の基準位置ＳＴに対する傾きをも求めることができる。
そこで、初期停止位置に停止した状態で運転者が縦列モードスイッチ４を作動させると、コントローラ１は、このようにして測定されたズレｄｘ１及びｄｘ２およびリヤアクスル中心ＪＯの標準的な座標ＪＯｘおよびＪＯｙから、実際の初期停止位置のリヤアクスル中心ＪＯ’の座標（ＪＯｘ＋ｄｘ，ＪＯｙ＋ｄｙ）を得て適正に駐車枠Ｔに縦列駐車することができるように上記の旋回角度α，β及びδを算出する。
【００１８】
また、縦列モードスイッチ４の作動に基づいてコントローラ１は、初期停止位置を車両のヨー角が０度の位置として設定すると共に縦列駐車のためのプログラムを起動させる。運転者は、車両１０のハンドルを右側最大に操舵してフル切り状態にし、そのまま車両１０を前進させる。コントローラ１は、ヨーレートセンサ２から入力される車両１０の角速度から車両のヨー角を算出して、このヨー角と算出された旋回角度βの値とを比較する。車両１０が、初期停止位置から後退開始位置である車両位置Ｋ１に近づくにつれて、コントローラ１は、ヨー角と算出された旋回角度βとの差を基に、車両位置Ｋ１に接近したことを知らせる接近情報と、車両位置Ｋ１に到達したことを知らせる到達情報とをスピーカ６を介して運転者に知らせる。
例えば、接近情報として、スピーカ６から「ピッ、ピッ」という間欠音が発せられ、この間欠音及び点滅の周期は、ヨー角と旋回角度βとの差が少なくなると共に短くなる。ヨー角と旋回角度βとの差がなくなると、到達情報として、スピーカ６から「ピー」という連続音が発せられる。
【００１９】
運転者は、到達情報に従って車両１０を車両位置Ｋ１に停止させる。次に、運転者は、ハンドルを左にいっぱい操舵してフル切り状態にし、そのまま車両１０を後退させる。コントローラ１は、車両のヨー角と算出された旋回角度α（＝β＋δ）の値とを比較する。車両１０が、車両位置Ｋ１から切り返し位置となる車両位置Ｌ１に近づくにつれて、すなわち、車両のヨー角が算出された旋回角度αの値に近づくにつれて、コントローラ１は、ヨー角と算出された旋回角度αとの差を基に、車両位置Ｌ１に接近したことを知らせる接近情報と、車両位置Ｌ１に到達したことを知らせる到達情報とをスピーカ６を介して運転者に知らせる。
【００２０】
運転者は、到達情報に従って車両１０を車両位置Ｌ１に停止させる。次に、運転者は、車両位置Ｌ１でハンドルを反対方向に切り返して、右側最大に操舵してフル切り状態にし、そのまま車両１０を後退させる。コントローラ１は、車両１０のヨー角が０度に近づくにつれて、車両１０が目標となる駐車枠Ｔ内の車両位置Ｍ１に接近したことを知らせる接近情報と、車両位置Ｍ１に到達したことを知らせる到達情報とをスピーカ６を介して運転者に知らせる。これにより、運転者は、車両位置Ｍ１で車両１０を停止させ、駐車を完了することができる。
【００２１】
実施の形態２．
実施の形態２に係る駐車支援装置は、図１に示した実施の形態１の駐車支援装置と同様の構成を有しているが、図６に示されるように、目標となる駐車枠Ｔの前方に車両２０が既に駐車しているだけでなく、後方にも車両３０が駐車している場合に有効なものである。
まず、駐車枠Ｔの後方に駐車している車両３０の側方から道路と平行に車両１０を直進前進させつつ、超音波センサ７により車両側方の障害物までの距離測定を連続して行う。この超音波センサ７による距離測定は、車両１０が初期停止位置に至るまで、すなわち運転者の位置ＤＲのＹ座標が駐車中の車両２０の後端２０ａのＹ座標に一致する位置に至るまで連続して行われる。
【００２２】
このとき、車両１０の前進に伴って、超音波センサ７で測定される距離ｘは図７のように示される。初めは、駐車枠Ｔの後方に駐車している車両３０までの距離が測定されるが、超音波センサ７のＹ座標が駐車中の車両３０の前端３０ａのＹ座標に一致する座標ｙ０に到達した後は車両が存在しないので、測定距離ｘは非常に大きな値となる。さらに、超音波センサ７のＹ座標が駐車枠Ｔの前方に駐車している車両２０の後端２０ａのＹ座標に一致する座標ｙ１に到達すると、測定距離ｘは急激に小さくなって超音波センサ７から車両２０までの距離となる。従って、測定距離ｘの急激な変化から、コントローラ１は超音波センサ７が座標ｙｏ及びｙ１に到達したことを認識することができ、この間に車両１０が移動した距離ＰＳＬを車輪速センサ８からの信号によって演算することができる。この距離ＰＳＬは、駐車中の車両３０と２０に形成された駐車スペースの長さを表している。
【００２３】
超音波センサ７が座標ｙ１に到達した後は、実施の形態１と同様に、車両１０が距離ＬＤだけ前進して超音波センサ７が座標ｙ２に達したところでスピーカ６を介して運転者に特定の停止音を発する。この停止音を聞いた運転者は車両１０を停止させる。その結果、運転者の位置ＤＲのＹ座標が駐車中の車両２０の後端２０ａのＹ座標に一致する位置となり、ここを初期停止位置とする。
そして、初期停止位置に停止した状態で運転者が縦列モードスイッチ４を作動させると、コントローラ１は、測定されたズレｄｘ１及びｄｘ２と駐車スペースの長さＰＳＬに基づいて、実際の初期停止位置から適正に駐車枠Ｔに縦列駐車することができるように旋回角度α，β及びδを算出する。
このようにして算出された旋回角度α，β及びδに基づいて、コントローラ１は実施の形態１と同様に、フル切り状態での一旦停止の適正なタイミングをスピーカ６を介して運転者に提供し、これにより運転者は駐車枠Ｔへの縦列駐車を完了することができる。
【００２４】
実施の形態３．
実施の形態３に係る駐車支援装置は、図１に示した実施の形態１の駐車支援装置と同様の構成を有しているが、予め設定された初期停止の基準位置に車両を停止させるのではなく、超音波センサ７により測定された車両側方の障害物までの距離ｘに基づいてコントローラ１が適切な初期停止位置を演算して運転者に案内するものである。さらに、初期停止位置から操舵角を最大にして車両を後退させて切り返し位置で停止させ、切り返し位置から操舵角を逆方向に最大にして車両を後退させて目標とする駐車スペースに至るような案内情報が運転者に提供される。
【００２５】
図８を参照して適切な初期停止位置の演算方法を説明する。車両１０と駐車中の車両２０との間の車間距離をＢとする。これらの車両の幅をそれぞれＷ２とすると、駐車操作により車両１０をＸ方向に移動させるべき距離ＤＸは、
DX＝B＋W2
と表される。車両１０のリヤアクスル中心が初期停止位置Ｐ１におけるＰ０から切り返し位置Ｑ１におけるＱ０まで移動するときの旋回角度をγとし、リヤアクスル中心の最小旋回半径をＲｃとすると、
DX＝２Rc・(1−cosγ)
となる。
ここで、距離ＤＸは超音波センサ７により測定することができ、最小旋回半径Ｒｃは既知であるので、上式から旋回角度γを算出することができる。
旋回角度γが求められると、
DY＝２Rc・sinγ
よりリヤアクスル中心の位置Ｐ０とＲ０との間のＹ方向の距離ＤＹを求めることができる。
【００２６】
車両１０の旋回の際における駐車中の車両２０の右後端Ｚと車両１０の左前端との間の干渉余裕をＦとする。なお、図８では、両者が互いに干渉しているので、Ｆは負の値となる。
車両１０の左前端の旋回半径Ｒｆｌは車両１０の全長をＬとして、
Rfl＝{(Rc＋W2/2)2＋(L−a2)2}1/2
と表される。一方、車両２０の右後端Ｚと車両１０の旋回中心Ｃ７との間の距離ＺＣ７は、車両２０の右後端Ｚと車両１０の旋回中心Ｃ７との間のＹ方向の距離Ｅを用いて、
ZC7＝{(Rc−W2/2)2＋E2}1/2
となる。
【００２７】
干渉余裕Ｆは、
F＝ZC7−Rfl
と表されるので、このＦに具体的な数値、例えば４０ｃｍを代入することにより、距離Ｅの値を定めることができる。
ここで、既に距離ＤＹが求められているため、駐車中の車両２０の後端から初期停止位置Ｐ１の車両１０の前端までの前方距離Ｄは、
D＝DY−E＋L−a2
となる。このようにして、前方距離Ｄを車両１０と駐車中の車両２０との間の車間距離Ｂから求めることができる。
【００２８】
次に、実施の形態３に係る駐車支援装置の縦列駐車時の動作について説明する。
まず、道路と平行に車両１０を直進前進させて駐車スペースの側方を通過中に縦列モードスイッチ４を作動させる。これにより、車両１０の前端側部に設置されている超音波センサ７によって駐車中の車両２０までの距離の測定が連続して行われ、実施の形態１と同様にしてコントローラ１は、超音波センサ７が車両２０の後端位置に到達したことを認識すると共に車両１０と車両２０との間の車間距離Ｂを測定し、上記の手順に従って、車両２０の後端から適切な初期停止位置Ｐ１の前端までの前方距離Ｄとその後の旋回角度γとを確定することができる。
【００２９】
コントローラ１は、車輪速センサ８からの信号により演算された車両１０の移動距離を監視し、超音波センサ７が駐車中の車両２０の後端位置に達したときから車両１０が前方距離Ｄだけ前進したところでスピーカ６を介して運転者に特定の停止音を発する。この停止音を聞いた運転者は車両１０を停止させる。その結果、車両１０は適切な初期停止位置Ｐ１に停止することとなる。このとき、コントローラ１は、ヨーレートセンサ２による車両１０のヨー角をリセットする。
【００３０】
その後、運転者は、車両１０のハンドルを左側最大に操舵してフル切り状態にし、そのまま車両１０を後退させる。コントローラ１は、車両のヨー角と確定された旋回角度γの値とを比較し、ヨー角が旋回角度γに接近するとスピーカ６を介して接近情報を出力し、さらにヨー角が旋回角度γになったところで切り返し位置Ｑ１に到達したと判断してスピーカ６を介して到達情報を出力する。
運転者は、到達情報に従って車両１０を切り返し位置Ｑ１に停止させ、ここでハンドルを反対方向に切り返して、右側最大に操舵してフル切り状態にし、そのまま車両１０を後退させる。コントローラ１は、車両１０のヨー角が０度に近づくにつれて、車両１０が目標となる駐車スペース内の車両位置Ｒ１に接近したことを知らせる接近情報と、車両位置Ｒ１に到達したことを知らせる到達情報とをスピーカ６を介して運転者に知らせる。これにより、運転者は、車両位置Ｒ１で車両１０を停止させ、駐車を完了することができる。
【００３１】
なお、駐車中の車両２０の後端から適切な初期停止位置Ｐ１の前端までの距離Ｄとその後の旋回角度γの車間距離Ｂに対する関係は、車両１０の特性に基づいて例えば図９に示されるように確定される。
この実施の形態３においても、実施の形態２と同様に、初期停止位置に向かう直進前進の際に目標となる駐車スペースの長さを計測して駐車の可否を案内したり、後方に駐車中の車両等の障害物との干渉を警報したりすることができる。
【００３２】
実施の形態４．
この実施の形態４は、実施の形態３において、初期停止位置に向かう直進前進の方向が駐車中の車両２０と平行でなく傾き角度εを有する場合に有用なものである。図１０に示されるように、角度εだけ傾いて停止した車両１０の位置Ｐ２は、駐車中の車両２０と平行に停止した位置Ｐ１から駐車操作により角度εだけ後退した状態と考えることができる。
【００３３】
位置Ｐ１の車両１０が旋回半径Ｒｃで角度εだけ後退して位置Ｐ２に至るとすると、位置Ｐ２における車両１０の左前端の座標（Ｘ１ｆ、Ｙ１ｆ）は、旋回中心を原点として位置Ｐ１における車両１０の左前端の座標（Ｘ０ｆ、Ｙ０ｆ）を用いて、
X1f＝X0f・cosε＋Y0f・sinε
Y1f＝Y0f・cosε−X0f・sinε
と表される。従って、
位置Ｐ１とＰ２との間の車両１０の左前端のＸ方向変位ΔＸ１ｆは、
ΔX1f＝X1f−X0f＝Y0f・sinε−X0f・(1−cosε)
となり、実際の車両１０のパラメータで表現すると、
ΔX1f＝(L−a2)・sinε−(Rc−W2/2)・(1−cosε)
となる。
【００３４】
実際の車両１０では、例えば図１１に示されるように、車両１０の前端側部に設置されている超音波センサ７で駐車中の車両２０の後端を検出したときの水平距離をＡ０とすると、この距離Ａ０に対応する車両２０に平行な車両の水平距離Ｂ０は、
B0＝A0−ΔX1f＝A0−(L・a2)・sinε＋(Rc−W2/2)・(1−cosε)
となる。
【００３５】
ところで、傾き角度εは、例えば図１２に示されるように、超音波センサ７で駐車中の車両２０の後端を検出してからＨ１だけ進んだときの車両２０との車間距離Ａ１と、さらにＨ２だけ進んだときの車両２０との車間距離Ａ２から、
ε＝tan-1{(A2−A1)/H2}
で得られる。
【００３６】
次に、図１３に示されるように、車間距離Ｂに対する前方距離Ｄと旋回角度γの関係を示すグラフにおいて、前方距離Ｄが０のときの車間距離Ｂ０の点から延びる傾きεの直線と前方距離Ｄを表す曲線との交点により、駐車中の車両２０と平行な車両に置き換えたときの適切な前方距離Ｄａを求めることができる。さらに、傾きεの直線と前方距離Ｄを表す曲線との交点からＹ軸に平行に引いた直線と旋回角度γを表す曲線との交点により、適切な旋回角度γａを求めることができる。
【００３７】
図１０において、位置Ｐ１とＰ２との間の車両１０の左前端のＹ方向変位ΔＹ１ｆは、
ΔY1f＝Y1f−Y0f＝−{X0f・sinε＋Y0f・(1−cosε)}
となり、実際の車両１０のパラメータで表現すると、
ΔY1f＝−{(Rc−W2/2)・sinε＋(L−a2)・(1−cosε)}
となる。
角度εだけ傾いた車両は、駐車中の車両２０と平行な車両より上記のＹ方向変位ΔＹ１ｆだけ手前に位置すると考えられるので、前方距離ＤａからＹ方向変位ΔＹ１ｆを差し引いた距離だけＹ方向に進めばよく、角度εの斜め方向には次の式で表される距離Ｄ１となる。
D1＝(Da−ΔY1f)/cosε
＝[Da＋{(Rc−W2/2)・sinε＋(L−a2)・(1−cosε)}]/cosε
【００３８】
また、旋回角度γについては、駐車中の車両２０と平行な車両から既に角度εだけ旋回しているので、
γ1＝γa−ε
で表される角度γ１が角度εだけ傾いた初期停止位置から切り返し位置までの旋回角度となる。
なお、切り返し位置から目標となる駐車スペースまでの旋回角度はγａとなる。
【００３９】
そこで、実施の形態３において、初期停止位置に向かう直進前進の方向が駐車中の車両２０に対して角度εで傾いていると判定された場合には、超音波センサ７が駐車中の車両２０の後端位置に達したときから車両１０が上記の距離Ｄ１だけ斜めに前進したところで停止し、その初期停止位置からハンドルを左側最大に操舵して角度γ１だけ後退したところで再び停止し、ハンドルを右側最大に切り返して角度γａだけ後退したところで駐車を完了するように運転者に案内情報を出力すればよい。
【００４０】
なお、この実施の形態４においても、実施の形態２と同様に、初期停止位置に向かう直進前進の際に目標となる駐車スペースの長さを計測して駐車の可否を案内したり、後方に駐車中の車両等の障害物との干渉を警報したりすることができる。
超音波センサ７による駐車中の車両２０との車間距離の測定は、実際には、車両の角の丸みの影響やセンサの特性に応じて補正を行うことが望ましい。
また、距離Ｄ１及び角度γ１を幾何学的に求める場合について説明したが、解析的に算出するようにしてもよい。
【００４１】
実施の形態５．
実施の形態５は、上述した実施の形態３及び４において、駐車スペースの側方を通過中に縦列モードスイッチ４を作動させることにより駐車中の車両２０までの距離の測定を開始する代わりに、超音波センサ７による車両側方の障害物までの距離の測定と車輪速センサ８による車両の走行距離の測定とを常時行って走行距離に応じた車両側方の障害物までの距離を履歴保存し、この履歴を利用して初期停止位置を算出しようとするものである。
【００４２】
コントローラ１は、超音波センサ７及び車輪速センサ８を常時作動させ、これらのセンサから入力される信号に基づいて過去の所定時間分あるいは所定走行距離分における走行距離に応じた車両側方の障害物までの距離を履歴保存する。
駐車スペースの側方を通過して適当な位置、例えば実施の形態３及び４の初期停止位置のように駐車中の車両２０の側方で車両１０を停止させて縦列モードスイッチ４を作動させる。これにより、コントローラ１は、停止前の所定時間分あるいは所定走行距離分における走行距離に応じた車両側方の障害物までの距離の履歴に基づき、実施の形態３あるいは４に記載したような演算方法によって駐車スペースに縦列駐車するための適正な初期停止位置を算出する。
【００４３】
初期停止位置が算出されると、コントローラ１は直進前進あるいは直進後退して初期停止位置に至るようにスピーカ６を介して運転者に案内する。
ただし、コントローラ１に保存されている履歴だけでは初期停止位置を算出することができない場合には、さらに直進前進あるいは直進後退するようにスピーカ６を介して運転者に案内し、その間に得られた走行距離と障害物までの距離との関係を保存されている履歴に加味して初期停止位置の算出を行う。その後、コントローラ１は直進前進あるいは直進後退して初期停止位置に至るようにスピーカ６を介して運転者に案内する。
【００４４】
このようにして車両１０が初期停止位置に停止した後は、コントローラ１は、実施の形態３あるいは４と同様にして、車両１０が切り返し位置へ至り、さらに駐車スペースへ至るようにスピーカ６を介して案内情報を運転者に提供する。
なお、この実施の形態５においても、実施の形態２〜４と同様に、初期停止位置に向かう直進前進の際に目標となる駐車スペースの長さを計測して駐車の可否を案内したり、後方に駐車中の車両等の障害物との干渉を警報したりすることができる。
上述した実施の形態５によれば、適当な位置に車両１０を停止させて縦列モードスイッチ４を作動させるだけで、過去の履歴に基づき適正な初期停止位置が算出されるので、さらに操作性の優れた駐車支援装置が実現される。
【００４５】
実施の形態６．
実施の形態６に係る駐車支援装置の構成を図１４に示す。この実施の形態６の駐車支援装置は、図１に示した実施の形態１の装置において、超音波センサ７の代わりに光センサ９を第１の距離センサとして車両の前端側部に設置し、車両の側方の障害物までの距離を測定するものである。
このような実施の形態６によっても、実施の形態１〜５と同様に、フル切り状態での一旦停止の適正なタイミングをスピーカ６を介して運転者に提供し、駐車枠Ｔへの縦列駐車を完了させることができる。
なお、光センサ９を用いても、実施の形態２と同様に、駐車スペースの長さを計測して旋回角度α，β及びδの算出に役立てることが可能である。
光センサ９は、ＬＥＤやレーザダイオード等の発光手段とフォトトランジスタやＣＣＤデバイス等の受光手段との組み合わせから構成することができる。さらに、光センサ９の代わりにレーダー等、光以外の電磁波を利用したセンサでもよい。
【００４６】
なお、上述した実施の形態１〜６において、コントローラ１による旋回角度の算出の際に、ズレが大きいために駐車運転に適用し得る旋回角度を算出することができない場合や、最大舵角に保持しつつその旋回角度で車両１０を旋回させると、縦列駐車時に車両１０が駐車中の車両２０等の障害物に干渉することが予測される場合は、スピーカ６を介して運転者に警報を発するように構成することもできる。このようにすれば、初期停止位置の位置ズレを考慮して算出された旋回角度に伴って障害物に干渉することを防止することができる。
【００４７】
また、実施の形態１〜６ではヨー角検出手段としてヨーレートセンサを用いたが、ヨー角を検出する手段は、ポジションジャイロを用いる方法や左右車輪にそれぞれ回転センサを装着しそれらの回転差からヨー角を検出する方法でもよく、さらに、地磁気センサやＧＰＳシステムを用いた方法でもよい。
なお、上記の実施の形態１〜６において、接近情報及び到達情報として、接近あるいは到達の目標となる車両位置ごとに、スピーカ６から発する音の音量及び音色を変えたり、内容の異なる音声を発するようにしてもよい。また、案内手段は、スピーカに限られるものではなく、ブザー、ＬＥＤ、ランプでもよく、ディスプレイ上に文字、マークを表示してもよい。さらに、ハンドル等を介して運転者に伝達される振動でもよい。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、初期停止位置に至るまでの前進動作の際に第１の距離センサで測定された車両の側方の障害物までの距離と第２の距離センサで測定された車両の移動距離を履歴保存し、この履歴に基づいて目標とする駐車スペースの長さを計測し且つ目標とする駐車スペースに対する車両の傾きを演算すると共にこの傾きに応じて目標とする駐車スペースに駐車するための適切な初期停止位置を演算し、第２の距離センサで測定された車両の移動距離に基づいて初期停止位置に至るように案内手段を介して運転者に案内するので、予め設定された初期停止の基準位置に車両を正確に停止させなくても、運転者に大きな負担をかけることなく駐車の際の運転操作を的確に案内することができる。
さらに、適正な初期停止位置を案内するので、後退駐車の際の操作回数が削減され、運転者の負担をさらに低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【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における縦列駐車時の車両の位置を段階的且つ模式的に示す図である。
【図３】  実施の形態１における縦列駐車時の初期停止位置に至る手前の地点に車両が位置した状態を示す平面図である。
【図４】  実施の形態１における縦列駐車時の初期停止位置に車両が位置した状態を示す平面図である。
【図５】  実施の形態１における超音波センサの位置に対する測定距離を示すグラフである。
【図６】  実施の形態２における縦列駐車時の各位置に車両が位置した状態を示す平面図である。
【図７】  実施の形態２における超音波センサの位置に対する測定距離を示すグラフである。
【図８】  実施の形態３における縦列駐車時の車両の位置を段階的且つ模式的に示す図である。
【図９】  実施の形態３における駐車中の車両の後端から適切な初期停止位置の前端までの前方距離Ｄとその後の旋回角度γの車間距離Ｂに対する関係を示すグラフである。
【図１０】  実施の形態４における適切な初期停止位置の演算方法を示す図である。
【図１１】  実施の形態４における適切な初期停止位置の演算方法を示す図である。
【図１２】  実施の形態４における適切な初期停止位置の演算方法を示す図である。
【図１３】  実施の形態４における適切な初期停止位置の演算方法を示す図である。
【図１４】  実施の形態６に係る駐車支援装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  コントローラ、２  ヨーレートセンサ、４  縦列モードスイッチ、６  スピーカ、７  超音波センサ、８  車輪速センサ、９  光センサ、１０，２０，３０  車両、Ｐ１  初期停止位置、Ｑ１  切り返し位置、Ｒ１  駐車スペース内の車両位置。
【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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