(57)【要約】【課題】装置のサイズ等を増加させることなく、車両をより正確に駐車枠線内に誘導することが可能な駐車支援装置を提供すること。【解決手段】車両後方を撮像する撮像手段と、該撮像手段により撮像された画像において、撮像された駐車枠線に合わせて目標駐車位置を設定する画像上目標駐車位置設定手段と、該画像上目標駐車位置設定手段により設定された目標駐車位置に所定の変換処理を行なって目標誘導位置を決定する目標誘導位置設定手段と、該目標誘導位置設定手段により決定された目標誘導位置に車両を誘導する誘導手段と、を備える駐車支援装置であって、前記目標誘導位置設定手段は、前記撮像手段により撮像された画像における前記駐車枠線の位置及び形状に基づき前記目標駐車位置を補正し、該補正した位置に所定の変換処理を行なって目標誘導位置を決定することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両後方を撮像する撮像手段と、
該撮像手段により撮像された画像において、撮像された駐車枠線に合わせて目標駐車位置を設定する画像上目標駐車位置設定手段と、
該画像上目標駐車位置設定手段により設定された目標駐車位置に所定の変換処理を行なって目標誘導位置を決定する目標誘導位置設定手段と、
該目標誘導位置設定手段により決定された目標誘導位置に車両を誘導する誘導手段と、を備える駐車支援装置であって、
前記目標誘導位置設定手段は、前記撮像手段により撮像された画像における前記駐車枠線の位置及び形状に基づき前記目標誘導位置を補正することを特徴とする、
駐車支援装置。
【請求項２】
前記目標誘導位置設定手段は、前記撮像手段により撮像された画像における前記駐車枠線の位置及び形状に基づき前記駐車枠線内の路面勾配を推定し、該推定結果に基づき前記車両の目標誘導位置を補正する手段である、
請求項１に記載の駐車支援装置。
【請求項３】
前記撮像手段により撮像された画像における前記駐車枠線の位置及び形状を前記駐車枠線内の路面勾配と対応付けて記憶した記憶手段を備え、
前記目標誘導位置設定手段は、前記撮像手段が撮像した画像における前記駐車枠の位置及び形状と、前記記憶手段に記憶された情報との対比により、前記目標誘導位置を補正する手段である、
請求項１又は２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、車両後方を撮像するカメラの撮像画像に従って車両を目標駐車位置に誘導する駐車支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両後方を撮像するカメラの撮像画像を表示する操作画面上で設定された目標駐車位置に車両を誘導するために自動操舵制御等を行なう制御装置が実用化されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
こうした制御装置では、カメラの撮像画像における駐車枠線（路面に描画された白線等）の位置を認識し、これに基づいて目標駐車位置を自動的又は半自動的に設定する処理が行なわれている。
【０００４】
ところが、目標駐車位置を設定する処理は、路面が平坦であることが前提とされているため、排水性の向上等のため、駐車枠線内に路面勾配が付けられている場合に、駐車枠線内に正しく車両を誘導できない場合がある。
【０００５】
ここで、車両周辺を撮像する複数のカメラによる撮像画像を合成して、車両の上方から見た場合の合成画像を車室内に表示する車両上方視点画像合成装置についての発明が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、路面傾斜変化を検出する手段を備え、この検出結果を反映させて画像から上方視への座標変換を行なうものとしている。係る文献に記載の技術を駐車支援装置に適用することにより、上記の問題点を解消できるとも考えられる。
【特許文献１】特開２００７−３１８４６０号公報
【非特許文献１】トヨタ自動車株式会社、「プリウス新型車解説書（品番７１０８１００）」、トヨタ自動車株式会社サービス部、２００３年９月１日発行、５．エレクトリカル、ｐ１２０〜１３３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、上記特許文献１には、路面傾斜変化を検出する手法の具体例として、（１）地図データにおける高度データを用いる手法、（２）ジャイロセンサーを用いる手法、（３）超音波センサーを用いる手法、及び（４）路面に投影した格子画像を撮像して傾斜を検出する手法が開示されているが、これらの手法により駐車枠線内の路面勾配を検出するのは現実的でない。以下にその理由を述べる。
【０００７】
（１）については、あらゆる駐車場の精緻な高度データを含む地図データを作成するのは、極めて困難である。（２）については、車両周辺の路面勾配が判るのみであり、車両から離れた位置の路面勾配を検出することができない。（３）については、超音波の減衰性に起因して車両に近い位置における路面勾配が判るのみであり、車両から離れた位置の路面勾配を検出することができない。また、車両から離れた位置の路面は超音波センサーに対して傾きが大きくなるため、超音波の反射が余り期待できない。（４）については、格子画像を路面に投影するための専用装置を車両に搭載する必要があり、重量やコストが増加したり、新たな設置スペースを必要とする等の問題が生じる。
【０００８】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、装置のサイズ等を増加させることなく、車両をより正確に駐車枠線内に誘導することが可能な駐車支援装置を提供することを、主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明の一態様は、
車両後方を撮像する撮像手段と、
該撮像手段により撮像された画像において、撮像された駐車枠線に合わせて目標駐車位置を設定する画像上目標駐車位置設定手段と、
該画像上目標駐車位置設定手段により設定された目標駐車位置に所定の変換処理を行なって目標誘導位置を決定する目標誘導位置設定手段と、
該目標誘導位置設定手段により決定された目標誘導位置に車両を誘導する誘導手段と、を備える駐車支援装置であって、
前記目標誘導位置設定手段は、前記撮像手段により撮像された画像における前記駐車枠線の位置及び形状に基づき前記目標誘導位置を補正することを特徴とする、
駐車支援装置である。
【００１０】
なお、「目標誘導位置を補正する」とは、所定の変換処理を行なった後の目標誘導位置を直接的に補正するものと、所定の変換処理を行なう前の目標駐車位置を補正することにより目標誘導位置を間接的に補正するものを含む。
【００１１】
この本発明の一態様によれば、撮像手段により撮像された画像における駐車枠線の位置及び形状に基づき目標誘導位置を補正するため、装置のサイズ等を増加させることなく、車両をより正確に駐車枠線内に誘導することができる。
【００１２】
本発明の一態様において、
前記目標誘導位置設定手段は、例えば、前記撮像手段により撮像された画像における前記駐車枠線の位置及び形状に基づき前記駐車枠線内の路面勾配を推定し、該推定結果に基づき前記車両の目標誘導位置を補正する手段である。
【００１３】
また、本発明の一態様において、
前記撮像手段により撮像された画像における前記駐車枠線の位置及び形状を前記駐車枠線内の路面勾配と対応付けて記憶した記憶手段を備え、
前記目標誘導位置設定手段は、前記撮像手段が撮像した画像における前記駐車枠の位置及び形状と、前記記憶手段に記憶された情報との対比により、前記目標誘導位置を補正する手段であるものとしてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、装置のサイズ等を増加させることなく、車両をより正確に駐車枠線内に誘導することが可能な駐車支援装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。
【実施例】
【００１６】
以下、本発明の一実施例に係る駐車支援装置１について説明する。図１は、本発明の一実施例に係る駐車支援装置１の全体構成の一例を示す図である。駐車支援装置１は、多重通信線９９に接続された車速センサー５０、シフト位置センサー６０、ハイトセンサー７０、ステアリング装置８０、及び駐車支援用ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）９０と、駐車支援用ＥＣＵ９０に接続されたバックモニタカメラ１０、メインスイッチ２０、ディスプレイパネル３０、及びスピーカー４０を備える。
【００１７】
バックモニタカメラ１０は、ＣＣＤ（Charge-Coupled  Device）やＣＭＯＳ（Complementary  Metal  Oxide  Semiconductor）等の撮像素子及び広角レンズを備え、車両の後部に取り付けられる。バックモニタカメラ１０の取り付け角度や画角（視角）は、車両前後軸を中心として左右略対称に所定角度で車両後方の風景が撮像されるように適切に決定される。
【００１８】
メインスイッチ２０は、例えば、タッチパネルとして構成されたディスプレイパネル３０の表示画像上に設定されるＧＵＩ（Graphical  User  Interface）スイッチであり、ユーザーによる車両誘導の開始指示を入力するためのものである。これに限らず、車室内に配設されたメカニカルスイッチであってもよい。更に、図２に示す如く、ディスプレイパネル３０の表示画像上には、矢印スイッチ２２、確定スイッチ２４等が、ＧＵＩスイッチとして設定される。
【００１９】
本実施例における車両誘導とは、後述する如く、バックモニタカメラ１０の撮像画像上に重畳設定された目標駐車位置に車両が後進して移動できるように、ステアリング装置８０による自動操舵制御を行なうことをいう。この際の後進駆動力は、クリープトルクを用いることとする。なお、これに限らず、後進駆動力を自動的に出力してもよいし、単にステアリングの切り角についてアドバイスしたり、駐車誘導ラインをディスプレイパネル３０に表示したりするものであってもよい。なお、車両誘導は、縦列駐車制御や車庫入れ制御等、複数の制御モードから選択されてよいが、本発明の適用上、こうした制御モードの違いは本質的な問題ではないため、特段の区別を行なわない。
【００２０】
車速センサー５０は、例えば、各輪に取り付けられた車輪速センサーとスキッドコントロールコンピューターから構成され、車輪速センサーが出力する車輪速パルス信号をスキッドコントロールコンピューターが車速矩形波パルス信号（車速信号）に変換して多重通信線９９に出力する。シフト位置センサーは、シフトレバーの操作により、前進用のD（ドライブ）、１、２、後進用のＲ（リバース）、駐車用のＰ（パーキング）、駆動源と車軸を切り離すＮ（ニュートラル）等から選択されるシフト位置を検出して多重通信線９９に出力する。ハイトセンサー７０は、例えば、リヤクロスメンバーに取り付けられ、車高の変化を検出する。
【００２１】
ステアリング装置８０は、例えば、操舵角センサー８２と、トルクセンサー８４と、アシストモータ８６と、ステアリング装置全体を制御するコントローラー８８と、を備える。操舵角センサー８２は、例えば、ステアリングコラム内部に配設され、操舵角信号を多重通信線９９及びコントローラー８８に送信する。トルクセンサー８４は、例えば、ステアリングコラム内部に配設され、入力軸と出力軸との間に取り付けられたトーションバーの捩じれを検出することにより、ステアリングトルク応じた信号をコントローラー８８に送信する。アシストモータ８６は、例えば、コラムハウジング部に配設された直流モータであり、車両の操舵に必要なトルクを出力して運転者のステアリング操作をアシストする。アシストモータ８６が出力するトルクは、ウォームギヤ及びホイールギヤによって偏向されると共に減速されてコラムシャフトに伝達され、最終的に車輪の向きを変える。コントローラー８８は、車両誘導が行なわれない通常時には、トルクセンサー８４からのステアリングトルク信号やその他の車両状態信号（車速やヨーレート等）に基づいて、車両の操舵に必要なトルクを出力するように、アシストモータ８６の駆動回路に制御信号を出力する。また、車両誘導が行なわれている時には、駐車支援用ＥＣＵ９０からの指示信号に基づいて、アシストモータ８６を制御する。
【００２２】
駐車支援用ＥＣＵ９０は、例えば、ＣＰＵを中心としてプログラム等を格納するＲＯＭやＲＡＭ等がバスを介して相互に接続されたコンピューターユニットであり、その他、ハードディスクやＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の読書き可能なメモリ９１、入出力インターフェイス、タイマー、カウンター等を備える。
【００２３】
図３に示す如く、駐車支援用ＥＣＵ９０は、ＲＯＭに格納されたプログラムを実行することにより機能する主要な機能ブロックとして、マスター制御部９２と、画像上目標駐車位置設定部９３と、補正処理部９４と、座標変換部９５と、車両誘導部９６と、を備える。なお、これらの機能ブロックが明確に別のプログラムに基づくものである必要はなく、同一プログラムの中に複数の機能ブロックを実現する部分が含まれていてもよい。
【００２４】
マスター制御部９２は、シフト位置センサー６０の出力値を監視し、シフト位置がＲ（リバース）であるときに、バックモニタカメラ１０の撮像画像をディスプレイパネル３０に表示する。
【００２５】
マスター制御部９２は、初期状態において、車速センサー５０及びメインスイッチ２０の出力信号を監視し、車速センサー５０の出力信号（車速信号）が値ゼロであり（現実的には、微小値未満であることを値ゼロであるとみなすこととなる）、且つメインスイッチ２０からの出力信号がオン状態を示すときに、車両誘導を開始する。すなわち、後進用のシフト位置が選択され、車両が停止状態で、メインスイッチ２０が操作されたときに、車両誘導を開始する。
【００２６】
車両誘導は、他の機能ブロックとの協働により行なわれる。マスター制御部９２は、まず、画像上目標駐車位置設定部９３に駐車枠線の認識を指示する。
【００２７】
画像上目標駐車位置設定部９３は、バックモニタカメラ４０の撮像画像において、白線等により道路に描画された駐車枠線を認識する。駐車枠線の認識は、例えば、バックモニタカメラ４０の撮像画像における特徴点（隣接する画素と比較した輝度変化が閾値以上である点）を抽出し、ハフ変換等の直線抽出手法を用いて認識された直線状に並んだ特徴点を、駐車枠線の輪郭であると認識する。そして、駐車枠線に対してパターンマッチング処理等を施して、例えば、駐車枠線が「コ」字状に、又は箱状に、或いは対向して２本、描画されている内側領域を、撮像画像における目標駐車位置として設定する。
【００２８】
画像上目標駐車位置設定部９３が画像認識により目標駐車位置を設定すると、マスター制御部９２は、目標駐車位置をバックモニタカメラ１０の撮像画像に重畳してディスプレイパネル３０に表示させる。前述した図２は、この状態におけるディスプレイパネル３０の表示画面の一例である。この状態でユーザーが必要に応じて矢印スイッチ２２をタッチ操作して目標駐車位置を修正し、確定スイッチ２４にタッチすることにより、撮像画像における目標駐車位置が確定する。
【００２９】
座標変換部９５は、画像上目標駐車位置設定部９３により設定された撮像画像における目標駐車位置を、上空から見た仮想二次元平面上の目標誘導位置に変換する。仮想二次元平面は、例えば車両の後端部を基準としてＲＡＭ上の所定領域に設定する。また、係る変換は、例えばメモリ９１に記憶された変換テーブル９１Ａに基づいて行なうことができる。
【００３０】
変換テーブル９１Ａは、バックモニタカメラ４０の撮像画像における各画素と、仮想二次元平面上の座標とを一対一で対応付けたテーブルであり、バックモニタカメラ４０の設置パラメータ（ロール、パン、ピッチ、設置された高さ）を反映させて予め作成されている。また、座標変換部９５は、ハイトセンサー７０の出力に応じて目標誘導位置を修正する。係る処理は、所定の修正アルゴリズムに基づいて行なわれてもよいが、予め複数の変換テーブルを備え、ハイトセンサー７０の出力に応じて適切なものを選択するものとしてもよい。図４は、撮像画像における目標駐車位置を仮想二次元平面上の目標誘導位置に変換する様子を示す図である。なお、本図は仮想二次元平面を直交座標系として表現したが、極座標系であっても構わない。
【００３１】
車両誘導部９６は、車両の現在位置から目標誘導位置に至る経路を、例えば直線やクロソイド曲線、円弧の組み合わせで生成する。そして、経路上の各地点における曲率に基づいて導出される目標操舵角を、多重通信線９９に出力する。コントローラー８８では、出力された目標操舵角に応じてアシストモータ８６の操舵トルクを決定する。これにより、車両が緩やかなカーブで目標誘導位置に移動することとなり、特に熟練度の低い運転者にとって困難であり且つ煩わしいものである駐車時のステアリング操作を行なわずに済ませることができる。なお、移動に要する後進駆動力は、前述した如く、アクセルオフを運転者に指示してエンジンのクリープトルクを出力させるものとしたが、エンジンやモータ等の駆動手段に介入制御を行なって所望の駆動力を出力させてもよい。
【００３２】
ところが、現実の駐車場においては、排水性の向上等のために駐車枠線内に路面勾配が付けられていることがあり、これに起因して目標駐車位置を仮想二次元平面上の目標誘導位置に正確に変換することができない場合がある。
【００３３】
図５（Ａ）は、駐車枠線内が登り路面勾配（駐車枠の奥側が手前側に比して下がっている）となっている場合の撮像画像において設定された目標駐車位置を示し、図６（Ａ）は、駐車枠線内が下り路面勾配（駐車枠の奥側が手前側に比して上がっている）となっている場合の撮像画像において設定された目標駐車位置を示す。これらの場合、上空から見た駐車枠線の車両に対する位置は駐車枠線内が平坦な場合と同じであるにも拘わらず、撮像画像における駐車枠線の位置や形状が異なるものとなるため、撮像画像における駐車枠線に合わせて設定された目標駐車位置を目標誘導位置に変換すると、本来あるべき目標誘導位置からズレを生じてしまう。図５（Ｂ）及び図６（Ｂ）は、図５（Ａ）及び図６（Ａ）に示す目標駐車位置を変換して設定される目標誘導位置を示す図である。こうした現象が生じる結果、車両を駐車枠線からはみ出した位置に誘導したり、駐車枠線に対して傾いた位置に停止させたりするという不都合が生じ得る。
【００３４】
そこで、本実施例の駐車支援装置１では、撮像画像における駐車枠線の位置及び形状に基づいて目標誘導位置を補正するための補正処理部９４を備えるものとした。本実施例の補正処理部９４は、撮像画像における駐車枠線の位置及び形状に基づき駐車枠線内の路面勾配を推定し、推定結果に基づき車両の誘導目標を補正する。
【００３５】
より具体的には、複数の駐車枠線の位置について、駐車枠線内の路面勾配を所定路面勾配（例えば、ゼロ（平坦）、±３度、±６度、±９度、…等）変化させて、駐車枠線の位置と形状を撮像した結果として得られる情報、すなわち、（Ａ）車両に対する駐車枠線の位置、及び（Ｂ）駐車枠線内の路面勾配をデータラベルとした、撮像画像上の駐車枠線の位置を補正用データ９１Ｂとしてメモリ９１に記憶させておく。図７は、補正用データ９１Ｂの内容を例示した図である。そして、補正処理部９４は、実際の撮像画像における駐車枠線の位置及び形状を画像上目標駐車位置設定部９３から取得し、これに最も近いデータを補正用データ９１Ｂから検索して読み込む。これにより、補正用データ９１Ｂから検索されたデータのデータラベルが示す路面勾配を、駐車枠線内における路面勾配と推定することができる。
【００３６】
なお、これに限らず、駐車枠線内が平坦な場合の複数の駐車枠線の位置についてのみ、撮像画像上の駐車枠線の位置と形状を補正用データ９１Ｂとしてメモリ９１に記憶させておき、これとのズレ量に基づいて駐車枠線内における路面勾配を算出してもよい。また、実際の撮像画像における駐車枠線の位置及び形状に代えて、ユーザーによる修正が加えられた目標駐車位置に、最も近いデータを補正用データ９１Ｂから検索して読み込むものとしてもよい。ユーザーによる修正が加えられた目標駐車位置は、実際の撮像画像における駐車枠線の位置及び形状に基づくものだからである。
【００３７】
そして、補正処理部９４は、補正用データ９１Ｂから検索して読み込んだデータラベルにおける車両に対する駐車枠線の位置と、「路面勾配ゼロ」と、をデータラベルとするデータを補正用データ９１Ｂから読み込み、これを座標変換部９５に出力する。なお、補正処理部９４は、駐車枠線内の路面勾配がゼロであると推定した場合には、その旨を示す信号のみを座標変換部９５に出力する。
【００３８】
座標変換部９５では、例えば、駐車枠線内の路面勾配がゼロであることを示す信号が入力された場合には、前述した通り画像上で設定された目標駐車位置を変換して目標誘導位置を設定する。一方、撮像画像上の駐車枠線の位置を表すデータが入力された場合には、補正処理部９４から入力されたデータに含まれる駐車枠線の位置を変換して目標誘導位置を設定する。
【００３９】
係る処理により、駐車枠線内に路面勾配が存在する場合であっても、駐車枠線内が平坦な場合と同様の位置に目標誘導位置が設定されることとなる。従って、図５や図６に示した不都合が生じるのを抑制することができる。
【００４０】
また、本発明において新たに必要となる構成は、補正用データ９１Ｂ及び補正処理部９４に相当するプログラムのみである。すなわち、ソフトウエア構成を従来の駐車支援装置に付加するのみであるため、装置のサイズや重量が増加したり、新たな設置スペースを必要とする等の問題が生じない。
【００４１】
本実施例の車両用駐車支援装置１によれば、装置のサイズ等を増加させることなく、車両をより正確に駐車枠線内に誘導することができる。
【００４２】
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。
【００４３】
例えば、駐車枠線内の路面勾配を推定して目標誘導位置を補正する構成として説明したが、更に処理を拡張し、同様の原理によって車両から駐車枠線に至るまでの径路における路面勾配を推定して目標誘導位置を補正するものとしてもよい。
【００４４】
また、座標変換の前処理として路面勾配に基づく補正を行なうものとしたが、座標変換の後処理として路面勾配に基づく補正を行なうものとしてもよい。この場合、実施例と同様の処理によって路面勾配を推定し、路面勾配に基づいて目標誘導位置を補正するための補正量を規定したテーブルをメモリ９１に記憶させておくものとすればよい。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、自動車製造業や自動車部品製造業等に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施例に係る駐車支援装置１の全体構成の一例を示す図である。
【図２】ディスプレイパネル３０の表示画像の一例を示す図である。
【図３】駐車支援用ＥＣＵ９０が有する主要な機能ブロックを示す図である。
【図４】撮像画像における目標駐車位置を仮想二次元平面上の目標誘導位置に変換する様子を示す図である。
【図５】駐車枠線内に路面勾配がある場合に設定される目標駐車位置と、これが変換された場合の目標誘導位置を示す図である。
【図６】駐車枠線内に路面勾配がある場合に設定される目標駐車位置と、これが変換された場合の目標誘導位置を示す図である。
【図７】補正用データ９１Ｂの内容を例示した図である。
【符号の説明】
【００４７】
１    駐車支援装置
１０    バックモニタカメラ
２０  メインスイッチ
２２    矢印スイッチ
２４    確定スイッチ
３０    ディスプレイパネル
４０    スピーカー
５０    車速センサー
６０    シフト位置センサー
７０    ハイトセンサー
８０    ステアリング装置
８２    操舵角センサー
８４    トルクセンサー
８６    アシストモータ
８８    コントローラー
９０    駐車支援用ＥＣＵ
９１    メモリ
９１Ａ  座標変換テーブル
９１Ｂ  補正用データ
９２    マスター制御部
９３    画像上目標駐車位置設定部
９４    補正処理部
９５    座標変換部
９６    車両誘導部
９９    多重通信線
【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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