JP4799722B2

JP4799722B2 - 相対位置検出装置を備えた駐車補助装置

Info

Publication number: JP4799722B2
Application number: JP2000162299A
Authority: JP
Inventors: 俊明柿並; 歳康勝野
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Toyota Motor Corp; Aisin Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Aisin Corp
Priority date: 2000-05-31
Filing date: 2000-05-31
Publication date: 2011-10-26
Anticipated expiration: 2020-05-31
Also published as: JP2001343212A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自車両と基準物との相対位置を検出する相対位置検出装置を備えた駐車補助装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自車両と基準物との相対位置を検出する相対位置検出装置としては、例えば特開昭６３−１９１９８７号公報や特許公報第２６７６９７１号に記載されたものが知られている。これら公報記載の装置は、車両の所定位置に取り付けられた超音波センサやレーザスキャナなどの測距センサ（物体センサ）を用いて自車両と基準物との相対位置を検出する。
【０００３】
また、同様の装置として、例えば車両の進行方向の視界を画像取得装置（例えば、カメラ等）により撮影して車室内に設けられたモニタ画面に表示し、同モニタ画面上の基準物（例えば、白線など）を画像認識して自車両と基準物との相対位置を検出するものも知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、これら公報に記載された相対位置検出装置においては、自車両と基準物との相対位置を検出するための測距センサ（物体センサ）を別途、設ける必要があり、コストの増大を余儀なくされていた。
【０００５】
また、モニタ画面上の基準物を画像認識する場合においても、そのためのフレームメモリ、認識アルゴリズムなどが必要となり、やはりコストの増大を余儀なくされていた。
【０００６】
本発明の目的は、コストを増大させることなく、自車両と基準物との相対位置を検出することができる相対位置装置を備えた駐車補助装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、駐車枠への車両の駐車を補助するための駐車補助装置であって、前記車両の進行方向の視界を画像取得手段により撮影して車室内に設けられたモニタ画面に表示する表示装置と、相対位置検出スイッチの入力量に基づいて、前記モニタ画面上を横方向に移動すると共に表示された基準物の一端に略一致させる操作を行うための横方向距離計測マーカを該モニタ画面に重畳描画する横方向距離計測マーカ出力手段と、前記相対位置検出スイッチの入力量に基づいて、前記モニタ画面上を縦方向に移動すると共に表示された前記基準物の一端に略一致させる操作を行うための縦方向距離計測マーカを該モニタ画面に重畳描画する縦方向距離計測マーカ出力手段と、前記相対位置検出スイッチの入力量に基づいて、前記横方向距離計測マーカ出力手段と前記縦方向距離計測マーカ出力手段とから確定された前記基準物の一端の前記モニタ画面上の位置を中心として前記モニタ画面上を回転すると共に、表示された前記基準物が延びる方向に略沿わせる操作を行うための角度計測マーカを該モニタ画面に重畳描画する角度計測マーカ出力手段と、前記横方向距離計測マーカ出力手段と、前記縦方向距離計測マーカ出力手段と、前記角度計測マーカ出力手段とから、自車両と前記基準物との水平な路面における相対的な位置を検出する相対位置検出装置とを備え、前記相対位置検出装置は、前記横方向距離計測マーカにより計測された自車両と基準物との横方向の距離と、前記縦方向距離計測マーカにより計測された自車両と基準物との縦方向の距離とに基づき、前記自車両と前記基準物の一端との水平な路面における座標上での相対位置を検出すると共に、前記横方向距離計測マーカ出力手段と、前記縦方向距離計測マーカ出力手段と、前記角度計測マーカ出力手段とに基づいて水平な路面における前記自車両と前記基準物とのなす角度を検出するものであり、前記基準物は、前記駐車枠の線であることを要旨とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の駐車補助装置であって、前記横方向距離計測マーカと前記縦方向距離計測マーカとを前記基準物の一端に略一致させたときの、前記自車両と前記基準物とのモニタ画面上の相対位置と、前記自車両と前記基準物との角度に基づいて、前記駐車枠への駐車経路を演算することを要旨とする。
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、上記横方向距離計測マーカにより計測された自車両と基準物との横方向の距離、前記縦方向距離計測マーカにより計測された自車両と基準物との縦方向の距離、前記角度計測マーカにより計測された自車両と基準物との角度に基づき、コストを増大させることなく自車両と基準物との相対位置が検出される。
【０００９】
また、例えば基準物として駐車枠の白線などを設定することで、例えば同駐車枠への駐車のための操作が好適に補助される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図９に従って説明する。
図１は、本実施形態の駐車補助装置１を搭載した車両２を示す概略図である。同図に示されるように、この駐車補助装置１は、画像取得手段として機能し車両２の後方視界を撮影するカメラ（ＣＣＤカメラ）１１、トランスミッションのシフトレバー（図示略）のリバース（後退）状態を検出するシフトレバーリバーススイッチ１４、駐車操作時に駐車アシスト機能を動作させる駐車スイッチ１５、自車両２と、例えば水平な路面における基準物との相対位置を検出するための相対位置検出スイッチ１６、モニタ画面１７、スピーカ１８及びコントローラ２０を備えている。
【００１１】
上記カメラ１１は、例えば車両２の後方の略中央部において、光軸を下方に向けて設置されている。具体的には、図３に示されるように、カメラ１１は車両後方の中央において下方に所定角度（例えば、３０度）、傾けて取り付けられている。そして、図４に示されるように、このカメラ１１自体は広角レンズにより、例えば左右１４０度の視野を確保し、例えば後方８ｍ程度までの領域を撮影できるようになっている。
【００１２】
上記駐車スイッチ１５は、駐車アシスト機能を動作させるスイッチであって、例えば運転者が操作し易いセンターコンソール近傍に設けられている。
相対位置検出スイッチ１６は、例えばモニタ画面１７の操作パネルに設置されている。この相対位置検出スイッチ１６は、上記モニタ画面１７上の基準物に基づきｘ軸調整マーカａ、ｙ軸調整マーカｂ及びθ軸調整マーカｃ（図６〜図８参照）をそれぞれシフトさせるための３つのモードキー、すなわちｘ軸調整モードキー１６ａ、ｙ軸調整モードキー１６ｂ及びθ軸調整モードキー１６ｃを備えている。
【００１３】
モニタ画面１７は、例えばセンターコンソール上に設置されている。このモニタ画面１７の図５に示される表示領域には、上記カメラ１１により撮影された車両２の後方画像（生画像）とともに上記各調整マーカａ，ｂ，ｃ等のグラフィック画像が併せ表示される。
【００１４】
上記スピーカ１８からは、駐車動作の各段階に対応して所要の音声案内が出力（発声）される。
上記コントローラ２０は、例えばインストルメントパネル内部に設けられており、上記カメラ１１及びスイッチ１４〜１６からの入力信号に基づき上記モニタ画面１７に車両２の後方画像及び上記各調整マーカａ，ｂ，ｃ等のグラフィック画像を表示するとともにスピーカ１８から所要の音声案内を出力する。
【００１５】
図２は、駐車補助装置１のシステム構成図である。同図に示されるように、駐車補助装置１を制御するコントローラ２０の内部には、その中枢部となるＣＰＵ（中央演算装置）２１、モニタ画面１７にグラフィックスを描画するグラフィックス描画回路２２、グラフィックス信号とカメラ１１からの後方画像を重ね合わせるスーパーインポーズ回路２３、カメラ画像から同期信号を抽出してグラフィックス描画回路２２へ供給する同期分離回路２４、スピーカ１８から運転者に対して出力する音声案内を合成する音声合成回路２５が設けられている。
【００１６】
次に、運転者から見て左側の駐車枠Ｓに、例えば並列駐車（車庫入れ）を行う際の自車両２と同駐車枠Ｓとの相対位置検出態様について図６〜図９に基づき説明する。なお、図６〜図８は上記相対位置検出の各段階に対応してコントローラ２０により出力されるモニタ画面１７の画像を示すものである。また、図９は、車両２と駐車枠Ｓとの実際の位置関係を示す平面図である。同図に示されるように、駐車枠Ｓは、車両２に対して手前側の白線３０ａと、同奥側の白線３０ｂとによって区画されている。
【００１７】
車両２の停止状態において、運転者は上記駐車スイッチ１５をオンし、更にシフトレバーをリバース状態にしてシフトレバーリバーススイッチ１４をオンする。このとき、図６に示されるように、ＣＰＵ２１は、前記モニタ画面１７にカメラ１１による後方画像に加えて、ｘ軸調整マーカａを表示する。さらに、図７に示されるように、ＣＰＵ２１は、上記モニタ画面１７にカメラ１１による後方画像及び上記ｘ軸調整マーカａに加えて、ｙ軸調整マーカを表示する。
【００１８】
ここで、ｘ軸調整マーカａは、図９に示されるように、自車両２の横方向及び縦方向をそれぞれＸ軸及びＹ軸として、例えば水平な路面におけるＹ軸と平行な直線Ａを、モニタ画面１７の表示位置にリアルタイムで対応させ、同モニタ画面１７に重畳描画したものである。このｘ軸調整マーカａは、前記ｘ軸調整モードキー１６ａを操作することによってモニタ画面１７上を横方向（ｘ方向）に移動する。モニタ画面１７上において、このｘ軸調整マーカａを例えば、白線３０ｂの先端に略一致させてその操作を停止する。このとき、ｘ軸調整マーカａが所定時間、停止状態にあると、同ｘ軸調整マーカａの位置が確定され、同モニタ画面１７上での白線３０ｂの先端の座標ｘが特定される。
【００２０】
また、ｙ軸調整マーカｂは、図９に示されるように、例えば水平な路面におけるＸ軸と平行な直線Ｂを、モニタ画面１７の表示位置に対応させ、同モニタ画面１７に重畳描画したものである。このｙ軸調整マーカｂは、前記ｙ軸調整モードキー１６ｂを操作することによってモニタ画面１７上を縦方向（ｙ方向）に移動する。モニタ画面１７上において、このｙ軸調整マーカｂを例えば、白線３０ｂの先端に略一致させてその操作を停止する。このとき、ｙ軸調整マーカｂが所定時間、停止状態にあると、同ｙ軸調整マーカｂの位置が確定され、同モニタ画面１７上での白線３０ｂの先端の座標ｙが特定される。
図９に示されるように、水平な路面における直線Ａと直線Ｂの交点の座標Ｘ、Ｙは、カメラ１１のＣＣＤ素子位置、すなわちモニタ画面１７の表示位置にリアルタイムで対応させて重畳描画された同モニタ画面１７の座標ｘ、ｙから、周知の座標変換（例えば、特開平１１−３３４４７０号公報に記載された座標変換に準じたもの）を用いて特定することができる。
【００２１】
図８に示されるように、モニタ画面１７上において上記ｘ軸調整マーカａの位置及び上記ｙ軸調整マーカｂの位置が座標ｘ、ｙとして確定されるとＣＰＵ２１は、上記モニタ画面１７にカメラ１１による後方画像、上記調整マーカａ，ｂに加えて、θ軸調整マーカｃを表示する。
【００２２】
ここで、θ軸調整マーカｃは、図９に示されるように、ＸＹ平面においてＸ軸と角度Θをなす直線と、例えば水平な路面において平行な直線Ｃを、モニタ画面１７の表示位置に対応させ、同モニタ画面１７に重畳描画したものである。このθ軸調整マーカｃは、前記θ軸調整モードキー１６ｃを操作することによって上記確定した座標ｘ，ｙを中心にモニタ画面１７上を回転する。モニタ画面１７上において、このθ軸調整マーカｃを例えば、白線３０ｂの伸びる方向と略沿うように回転させてその操作を停止する。このとき、θ軸調整マーカｃが所定時間、停止状態にあると、同θ軸調整マーカｃの位置が確定され、同モニタ画面１７上での白線３０ｂの伸びる方向の角度θ、すなわち自車両２に対する実際の白線３０ｂの伸びる方向（角度Θ、図９参照）が特定される。
【００２３】
以上の操作により、自車両２と白線３０ｂの先端との相対位置（座標Ｘ，Ｙ）及び及び同白線３０ｂの伸びる方向（角度Θ）が検出される。従って、ＣＰＵ２１は、この白線３０ｂによって定義される駐車枠Ｓに対して、例えばその駐車経路とそのときの操作（ステアリングホイールの操舵量など）を演算するなどして、運転者の駐車動作を補助することが可能となる。
【００２４】
あるいは、上記駐車枠Ｓに対する運転者の操作をモニタするなどして、そのときの操作が同駐車枠Ｓに駐車しうる操作に対応しているのかを判定してもよい。そして、そのときの操作の適否を運転者に報知したりすることも可能となる。具体的には、ＣＰＵ２１は、例えばその適否をモニタ画面１７に表示し、あるいはスピーカ１８から出力する。
【００２５】
なお、上記においては運転者から見て左側の駐車枠Ｓに駐車する場合を説明したが、同右側の駐車枠に駐車する場合についても同様である。
以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
【００２６】
（１）本実施形態では、ｘ軸調整マーカａにより計測された自車両２と白線３０ｂの先端との横方向の距離、ｙ軸調整マーカｂにより計測された自車両２と白線３０ｂの先端との縦方向の距離、θ軸調整マーカｃにより計測された自車両２に対する白線３０ｂの伸びる方向に基づき、コストを増大させることなく自車両２と白線３０ｂとの相対位置を検出することができる。
【００２７】
（２）本実施形態では、駐車枠Ｓへの駐車のための操作を好適に補助することができる。
なお、本発明の実施の形態は上記実施形態に限定されるものではなく、次のように変更してもよい。このような変更を加えても、前記実施形態と同様の効果が得られるようになる。
【００２８】
・前記実施形態においては、入力手段としてモニタ画面１７の操作パネルに設置された相対位置検出スイッチ１６（調整モードキー１６ａ〜１６ｃ）を採用したが、例えばモニタ画面１７に重畳描画されたタッチパネル、ステアリングホイール、ジョイスティック若しくはスイッチなどを採用してもよい。
【００２９】
・前記実施形態においては、基準物として駐車枠Ｓの白線３０ｂを設定したが、例えばガイドレールや縁石などに設定してもよい。特に、基準物として駐車車両などの障害物を設定した場合には、同障害物との接触の有無を判定するなどしてもよい。
【００３０】
・前記実施形態においては、車両２の横方向及び縦方向に対応させて水平な路面における基準物の実際の座標Ｘ、Ｙ及び角度Θを検出するようにした。これに対して、例えば車両２から縦方向に所定距離（例えば、１ｍ）だけ離隔された位置での基準物の実際の横方向及び高さ方向の座標及び角度を検出するようにしてもよい。また、例えば車両２から横方向に所定距離（例えば、１ｍ）だけ離隔された位置での基準物の実際の縦方向及び高さ方向の座標及び角度を検出するようにしてもよい。
【００３１】
・前記実施形態においては、車両２の後方にカメラ１１を設け、車両２を後退させて駐車する場合の駐車補助装置として説明した。これに対して、車両２の前方にカメラを設け、車両２を前進させて駐車する場合の駐車補助装置であってもよい。
【００３２】
・前記各実施形態においては、駐車補助装置に本発明を適用したが、これは一例である。
次に、以上の実施形態から把握することができる請求項以外の技術的思想を以下に記載する。
【００３３】
（イ）車両の進行方向の視界をカメラにより撮影して車室内に設けられたモニタ画面に表示する表示装置と、入力手段の入力量に基づく前記モニタ画面上の移動量に応じて自車両と基準物との横方向の距離を計測する横方向距離計測マーカを該モニタ画面に重畳描画する横方向距離計測マーカ出力手段と、前記入力手段の入力量に基づく前記モニタ画面上の移動量に応じて自車両と基準物との高さ方向の距離を計測する高さ方向距離計測マーカを該モニタ画面に重畳描画する高さ方向距離計測マーカ出力手段と、前記入力手段の入力量に基づく前記モニタ画面上の傾斜角度に応じて自車両と基準物との角度を計測する角度計測マーカを該モニタ画面に重畳描画する角度計測マーカ出力手段とを備え、前記横方向距離計測マーカにより計測された自車両と基準物との横方向の距離、前記高さ方向距離計測マーカにより計測された自車両と基準物との高さ方向の距離、前記角度計測マーカにより計測された自車両と基準物との角度に基づき該自車両と基準物との相対位置を検出することを特徴とする相対位置検出装置を備えた駐車補助装置。同構成によれば、上記横方向距離計測マーカにより計測された自車両と基準物との横方向の距離、前記高さ方向距離計測マーカにより計測された自車両と基準物との高さ方向の距離、前記角度計測マーカにより計測された自車両と基準物との角度に基づき、コストを増大させることなく自車両と基準物との相対位置が検出される。
【００３４】
（ロ）車両の進行方向の視界をカメラにより撮影して車室内に設けられたモニタ画面に表示する表示装置と、入力手段の入力量に基づく前記モニタ画面上の移動量に応じて自車両と基準物との縦方向の距離を計測する縦方向距離計測マーカを該モニタ画面に重畳描画する縦方向距離計測マーカ出力手段と、前記入力手段の入力量に基づく前記モニタ画面上の移動量に応じて自車両と基準物との高さ方向の距離を計測する高さ方向距離計測マーカを該モニタ画面に重畳描画する高さ方向距離計測マーカ出力手段と、前記入力手段の入力量に基づく前記モニタ画面上の傾斜角度に応じて自車両と基準物との角度を計測する角度計測マーカを該モニタ画面に重畳描画する角度計測マーカ出力手段とを備え、前記縦方向距離計測マーカにより計測された自車両と基準物との縦方向の距離、前記高さ方向距離計測マーカにより計測された自車両と基準物との高さ方向の距離、前記角度計測マーカにより計測された自車両と基準物との角度に基づき該自車両と基準物との相対位置を検出することを特徴とする相対位置検出装置を備えた駐車補助装置。同構成によれば、上記縦方向距離計測マーカにより計測された自車両と基準物との縦方向の距離、前記高さ方向距離計測マーカにより計測された自車両と基準物との高さ方向の距離、前記角度計測マーカにより計測された自車両と基準物との角度に基づき、コストを増大させることなく自車両と基準物との相対位置が検出される。
【００３５】
（ハ）請求項１、上記（イ）、（ロ）のいずれかに記載の相対位置検出装置を備えた駐車補助装置において、前記入力手段は前記モニタ画面の操作パネルに設置されたモードキー、該モニタ画面に重畳描画されたタッチパネル、ステアリングホイール、ジョイスティック及びスイッチのいずれかを使用することが可能であり、操作入力のし易いものを使用することができる。
【００３６】
上記した実施形態において、駐車補助装置は車両内で完結するシステムについて説明を行ったが、これに限定されるものではなく、車両外部から駐車に係わる外部信号を得て、外部信号に基づいて駐車補助を行うシステムにも適用が可能である。
【００３７】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１に記載の発明によれば、コストを増大させることなく、自車両と基準物との相対位置を検出することができる。
【００３８】
また、駐車枠への駐車のための操作を好適に補助することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を搭載した車両を示す概略図。
【図２】同実施形態のシステム構成図。
【図３】同実施形態のカメラの取付状態を示す側面図。
【図４】同実施形態のカメラの検出範囲を示す平面図。
【図５】同実施形態のカメラ及びモニタ画面の表示領域を示す図。
【図６】相対位置検出の各段階に対応するモニタ画面の表示状態を示す図。
【図７】相対位置検出の各段階に対応するモニタ画面の表示状態を示す図。
【図８】相対位置検出の各段階に対応するモニタ画面の表示状態を示す図。
【図９】同実施形態において、駐車枠に縦列駐車するときの車両の配置を示す平面図。
【符号の説明】
１駐車補助装置
２車両
１１カメラ
１６相対位置検出スイッチ
１７モニタ画面
２０コントローラ

Claims

駐車枠への車両の駐車を補助するための駐車補助装置であって、
前記車両の進行方向の視界を画像取得手段により撮影して車室内に設けられたモニタ画面に表示する表示装置と、
相対位置検出スイッチの入力量に基づいて、前記モニタ画面上を横方向に移動すると共に表示された基準物の一端に略一致させる操作を行うための横方向距離計測マーカを該モニタ画面に重畳描画する横方向距離計測マーカ出力手段と、
前記相対位置検出スイッチの入力量に基づいて、前記モニタ画面上を縦方向に移動すると共に表示された前記基準物の一端に略一致させる操作を行うための縦方向距離計測マーカを該モニタ画面に重畳描画する縦方向距離計測マーカ出力手段と、
前記相対位置検出スイッチの入力量に基づいて、前記横方向距離計測マーカ出力手段と前記縦方向距離計測マーカ出力手段とから確定された前記基準物の一端の前記モニタ画面上の位置を中心として前記モニタ画面上を回転すると共に、表示された前記基準物が延びる方向に略沿わせる操作を行うための角度計測マーカを該モニタ画面に重畳描画する角度計測マーカ出力手段と、
前記横方向距離計測マーカ出力手段と、前記縦方向距離計測マーカ出力手段と、前記角度計測マーカ出力手段とから、自車両と前記基準物との水平な路面における相対的な位置を検出する相対位置検出装置とを備え、
前記相対位置検出装置は、前記横方向距離計測マーカにより計測された自車両と基準物との横方向の距離と、前記縦方向距離計測マーカにより計測された自車両と基準物との縦方向の距離とに基づき、前記自車両と前記基準物の一端との水平な路面における座標上での相対位置を検出すると共に、前記横方向距離計測マーカ出力手段と、前記縦方向距離計測マーカ出力手段と、前記角度計測マーカ出力手段とに基づいて水平な路面における前記自車両と前記基準物とのなす角度を検出するものであり、
前記基準物は、前記駐車枠の線であることを特徴とする駐車補助装置。
前記横方向距離計測マーカと前記縦方向距離計測マーカとを前記基準物の一端に略一致させたときの、前記自車両と前記基準物とのモニタ画面上の相対位置と、前記自車両と前記基準物との角度に基づいて、
前記駐車枠への駐車経路を演算することを特徴とする請求項１に記載の駐車補助装置。