CN101146707A - 驻车辅助装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种驻车辅助装置，在此处所公开的驻车辅助装置中，从初始停止位置A连续不断地获得车辆的位置和偏转角，并且在从向后运动的开始位置B以在向后运动的操作期间保持的一转向角来向后移动车辆以将车辆停放在目标停车位S上的过程中，在显示器上显示车辆标记C2′。该车辆标记C2′按替换方式显示在显示器上，以便根据由该车辆向后运动引起的车辆的瞬时转向角和瞬时偏转角来追踪所述目标停车位S。当在向后运动操作期间车辆标记C2′偏离目标停车位S时，驾驶员校准转向角。根据转向角的变化，显示器上的车辆标记C2′在相应于目标停车位S的适当的位置上被转化为车辆标记C4。

Description

驻车辅助装置

技术领域

本发明涉及一种驻车辅助装置，并且特别是，涉及一种为驾驶员提供引导横向驻车驾驶操作的装置。

背景技术

通常，已经开发出在车辆向后运动期间通过在显示器上显示图像以在驾驶操作中提供帮助的驾驶辅助装置，该图像是由安装在车辆上的监视相机捕获的，以及将在该显示器上显示出的相应于方向盘转向角的估计轨迹添加到所显示的图像上，例如，在JP 2002-251632A所公开的。

如上所述的驾驶辅助装置允许驾驶员通过观察显示器上的估计轨迹来驾驶车辆在停车场中执行车辆的(例如)横向驻车。

发明内容

本发明所解决的问题

然而，仅考虑该估计轨迹会引起一问题，该问题是估计轨迹的哪部分应该与目标停车场匹配，或估计轨迹该部分应该如何匹配，因此难以在目标停车位上准确地停放车辆。

本发明作为上述问题的解决方法已经被完成。本发明的一目的是提供一种允许驾驶员可靠且容易地在目标停车位上停放车辆的驻车辅助装置。

解决该问题的方法

根据本发明的第一驻车辅助装置用于协助驾驶操作，在将车辆停放在目标停车位的过程中，首先通过从初始位置向前移动车辆(该初始位置与目标停车位处于预定的位置关系和预定的角度关系)，利用转动方向盘，将车辆停在向后运动的开始位置上，然后利用方向盘反向转动向后移动车辆或进一步利用方向盘反向转动向后移动车辆，该第一驻车辅助装置包括：用于捕捉车辆后面区域的一相机；设置在车辆驾驶员座位上的一显示器；用于检测转向角的一转向角传感器；用于检测车辆的偏转角的偏转角检测装置；和一控制器。该控制器分别基于由转向角传感器检测到的转向角和由偏转角检测装置检测到的车辆的偏转角来从初始位置开始连续不断地获得车辆的位置和偏转角，并且在车辆向后移动中在显示器上显示由相机捕捉的图像。在按车辆的当前偏转角和目标停车位的角度之间的差值向后移动车辆的过程中，该控制器按添加方式在显示器上显示一估计的车位，以指示车辆所到达的位置上的至少一个车辆的横向位置，而在车辆停在目标停车位上的最终向后运动的操作期间保持由转向角传感器检测到的当前转向角。该控制器基于车辆的瞬时转向角和瞬时偏转角按替换方式在显示器上显示估计的车位，该瞬时转向角和瞬时偏转角是由车辆向后运动引起的，并基于车辆的偏转角和目标停车位的角度之间的差值及由转向角传感器检测到的已调准的转向角在显示器上替换估计的车位，该车辆的偏转角是当在最终向后运动操作期间转向角被调准时的偏转角。

换句话说，在显示器上，存在估计车位运动的两种模式。一种模式是在车辆向后运动期间保持与由相机捕捉的图像的位置关系的运动。另一种模式是基于与由相机捕捉的图像无关的转向角的运动。

在此，“目标停车位的角度”完全指示了车辆停放在目标停车位中的纵向方向。  例如，当车辆在初始位置的偏转角为0°时，在初始位置垂直于按横向停放的车位的情况中，目标停车位的角度为90°，在初始位置平行于按平行停放的停车位的情况中，目标停车位的角度为0°。

根据本发明的第二驻车辅助装置用于协助驾驶操作，在将车辆停放在目标停车位上的过程中，首先通过将车辆停放在向后运动的开始位置上(该初始位置与目标停车位处于预定的位置关系和预定的角度关系)，然后利用方向盘操作向后移动车辆，或进一步利用方向盘反向转动向后移动车辆，该第二驻车辅助装置包括：用于捕捉车辆后面区域的一相机；设置在车辆驾驶座位上的一显示器；用于检测转向角的一转向角传感器；用于检测车辆的偏转角的偏转角检测装置；和一控制器。该控制器分别基于由转向角传感器检测到的转向角和由偏转角检测装置检测到的车辆的偏转角从向后运动的开始位置开始连续不断地获得车辆的位置和偏转角，并且在车辆向后移动中在显示器上显示由相机捕捉的图像。在按车辆的当前偏转角和目标停车位的角度之间的差值向后移动车辆的过程中，该控制器按添加方式在显示器上显示一估计的车位，以指示车辆所到达的位置上的至少一个车辆的横向位置，而在车辆停在目标停车位上的最终向后运动的操作期间保持由转向角传感器检测到的当前转向角。该控制器基于车辆的瞬时转向角和瞬时偏转角按替换方式在显示器上显示估计的车位，该瞬时转向角和瞬时偏转角是由车辆向后运动引起的，并基于车辆的偏转角和目标停车位的角度之间的差值及由转向角传感器检测到的已调准的转向角在显示器上替换估计的车辆间隔，该车辆的偏转角是当在最终向后运动操作期间转向角被调准时的偏转角。

附图说明

图1是安装有本发明第一实施例的驻车辅助装置的车辆的侧视图；

图2是第一实施例的驻车辅助装置结构的方框图；

图3是用图解法和逐步显示的方法来图示在第一实施例中横向停放期间车位的视图；

图4图示了在第一实施例中显示器上的车辆后面图像的视图；

图5图示了如何绘制第一实施例中从一个时刻到另一个时刻车辆位置变化标记的视图；

图6图示了校准关于车辆标记的转向角方法的视图，该车辆标记的位置在第一实施例的转向期间具有偏移；

图7和8分别用图解法图示了在第一实施例中分别向后运动的开始位置的方法的视图；

图9图示了在第一实施例中向后运动的开始位置的视图；

图10到14分别图示了如何绘制本发明第二到第六实施例中的车辆标记的视图；

图15图示了本发明第七实施例的驻车辅助装置结构的方框图；

图16和17分别图示了显示在本发明第八和第九实施例的显示器上的车辆后面图像的视图；

图18图示了本发明第十实施例的驻车辅助装置结构的方框图；和

图19图示了显示在本发明第十一实施例的显示器上的车辆后面图像的视图。

具体实施方式

以下根据附图描述本发明的实施例。

第一实施例

如图1所示，捕捉车辆1后视图的后视图监视相机2被安装到车辆1的后部。在相机2可见区的下端部分捕捉到车辆1的后保险杠3。在接近车辆1的驾驶座处设置有液晶彩色显示器4。当根据本发明执行驻车辅助操作时，通过相机2捕捉的图像显示在显示器4上，该显示器通常被用作导航***的显示装置。更进一步，在驾驶座旁边设置有变速杆5。前轮6作为转向轮轮胎通过方向盘7的操作来转向。

图2图示了本发明第一实施例的驻车辅助装置的结构。一控制器8连接到相机2和显示器4上。转向角传感器9、偏转角速度传感器10和换档传感器11连接到该控制器8上，该转向角传感器9用于检测方向盘1的转向角，偏转角速度传感器10用于检测车辆1在其偏转角方向上的角速度，换档传感器11用于当变速杆5改变时产生一向后运动的信号。另外，横向驻车模式开关12也连接到控制器8上，该横向驻车模式开关用于通知控制器8车辆1将执行横向驻车。此外，用于利用有关驾驶操作的信息来指导驾驶员的扬声器13连接到控制器8上。

控制器8装备有CPU(未图示)、ROM(未图示)和工作RAM(未图示)，在ROM中存储有控制程序。

车辆的专门数据和控制程序被保存在ROM中。该数据包括在车辆1按最大的方向盘转向的转弯情况中的最小转弯半径Rmin，并且当车辆1被横向停放时，该控制程序执行驻车辅助功能。CPU根据保存在ROM中控制程序运行。

当横向驻车模式开关12被打开时，控制器8将初始停止位置认定为初始位置，通过结合其角速度(其是从偏转角速度传感器10中输入的)计算车辆1的偏转角，并基于所计算的偏转角来计算由准许停放位置和准许停放偏转角确定的向后运动的开始位置。在向前运动期间，如果根据转向角和偏转角确定了车辆1已经到达了向后运动的开始位置，控制器8经过扬声器13发送指导信息以催促驾驶员停车。

控制器8还确定在向后运动的开始位置上驾驶员是否已经实际上停车了。如果发现该位置原来是不恰当的，控制器8以语音或其他方式将该不适当的信息通知给驾驶员。

通过换档传感器11感测到变速杆5已经转换到反转位置，控制器8显示由相机2捕捉的关于车辆后面区域的图像以及估计车位，在该情况中，车辆按照预定的转向角向后移动而按添加方式在显示器4上保持由转向角传感器9检测到的一转向角。该估计的车位根据转向角在显示器4上移动。当驾驶员操作方向盘7时，获得向后移动的适合的转向角，以便在估计的车位和显示器4上所显示的目标停车位之间建立适合的位置关系。

参见图3，现在将逐一地描述执行横向驻车的操作。首先，当车辆基本上垂直于目标停车位S并且离目标停车位S的入口大约0.5到1米，驾驶座相应于目标停车位S的预定位置时，开始停车，例如，当目标停车位S的中央部位位于驾驶员右边时。该车位作为初始位置被称为初始停止位置A。

如果驾驶员在该初始停止位置A处打开横向驻车模式开关12，则控制器8认定驻车导航启动并促动扬声器13发出语音导航，如“现在你将具备横向驻车导航。请转动方向盘，向前移动，并停止在标记上”。一旦横向驻车模式开关12被打开，控制器8就将车辆在初始停止位置A上的偏转角设置为偏转角的基准位置。

当转弯时，驾驶员操作方向盘7并向前移动车辆1。在图3所示的情况中，当向右转动方向盘7时，驾驶员慢慢向前移动车辆1。此刻，控制器8连续获得由转向角传感器9检测到的转向角和从偏转角速度传感器10输入的车辆1的角速度，并控制该偏转角和车辆1相对于目标停车位S的位置，例如，依据转向角和角速度的综合数据来控制，该转向角和角速度已经从初始停止位置A处获得，在初始停止位置A处横向驻车模式开关12被打开。换句话说，控制器8依据综合瞬时角速度来计算瞬时偏转角，从瞬时转向角获得转弯半径，在该情况中，通过瞬时偏转角的变化量来合计车辆1的移动距离(假定车辆1在运动)，并计算相对于初始停止位置A的车辆1的当前相对位置。转向角不必保持恒定，但可以在中途变化。

如果确定当车辆1转过θ角度的弯时已经从初始停止位置A向前运动了，然后到达向后运动的开始位置B，用于将车辆向后移动以停在目标停位S上，则控制器8向驾驶员提供作为停车指令的导航信息。例如，从扬声器13中传出声音导航，如“叮咚！当将目标位置保持在该黄色边框内时请操作方向盘并缓慢向后移动。”。向后运动的开始位置B不仅意味着某一位置，而且意味通过将方向盘7固定为某一转向角(即，停车准许范围)以向后移动车辆1到达目标停车位S内的准许范围。

当车辆1到达向后运动的开始位置B时，目标停车位S位于车辆1的后面并在后视监视相机2的捕捉范围内。从而，车辆1可以到达向后运动的开始位置B而不在显示器4上显示相机2所捕捉的图像。因为所提供的导航不依靠相机2捕捉的图像，所以当驾驶员向前移动车辆转弯时更易于注意到车辆周围的障碍、行人等。

如果在向后运动的开始位置B上驾驶员将变速杆5换到反转位置上，则控制器8依据来自换档传感器11的检测信号自动检测到反转位置的变换操作。然后，控制器8显示由相机2捕捉的关于车辆后面区域的图像以及指示车辆所到达位置的估计车位，在该情况中，当保持按添加方式显示在显示器4上的由转向角传感器9检测到的转向角时，车辆已经向后移动。估计车位显示在车辆1从当前位置以方向盘7的当前转向角度转过转角(90°-θ)(目标转角)后所处的位置上，例如用车辆标记的形式表示车辆1总的外部形状的轮廓。也就是说，如图4所示，由后视监视相机2捕捉的关于车辆1的后面区域的图像(包括车辆1的后部保险杆3和目标停车位S)被显示在显示器4的屏幕上。车辆标记根据方向盘7的转向角按渐变的方式显示在显示器4的屏幕上，例如，如C1到C3的指示。此处应当指出，车辆标记C1、C2和C3分别表示车辆1在从向后运动的开始位置以转弯半径R1、R2和R3转过角度(90°-θ)之后所处的位置。在本实施例中，注意到，车辆的到达位置与所估计车位的车辆标记一致，并指出了该到达位置的纵向方向。

驾驶员操作方向盘7以建立估计车位和显示器4上的目标停车位S之间适合的位置关系。参见图3，作为具有转弯半径R1的估计车位的车辆标记C1横过目标停车位S的前部边框线S1，并从而意味方向盘7的一过大的转向角，和作为具有转弯半径R3的估计车位的车辆标记C3横过目标停车位S的前部边框线S2，并从而意味方向盘7的一过小的转向角。而具有转弯半径R2的车辆标记C2是关于目标停车位S的合适的位置。

从而，当遵循来自上述扬声器13的声音导航时，驾驶员将方向盘7确定为能形成所显示的车辆标记C2的转向角来慢慢向后移动车辆1。当车辆1向后移动时，车辆标记C2的位置按随时变换的方式显示在显示器4上，以便保持目标停车位S和未改变的车辆标记C2之间的相互关系。

例如，假定车辆1按转弯半径R2从向后运动的开始位置B转过一角度，该车辆标记C2通过连接点(B＇n＇)绘出，连接点(B＇n＇)是通过分别将构成当前位置B上的车辆1的轮廓上的指定点(B＇n)绕作为旋转中心的点F转过转角Ω(＝90°-θ-φ)后得到的，在该情况中采用一坐标系，在该坐标系中原点O与车辆1后桥的当前中心一致，Y轴相对于车辆1向后延伸，且X轴垂直于Y轴并相对于车辆1向左侧延伸，如图5所示。

当将车辆1停放在右边时，建立了下列方程式。

XB＇n＇＝(XB＇n+R2)·cos(Ω)-YB＇n·sin(Ω)-R2

YB＇n＇＝(XB＇n+R2)·sin(Ω)+YB＇n·cos(Ω)

当将车辆1停放在左边时，建立了下列方程式。

XB＇n＇＝(XB＇n-R2)·cos(-Ω)-YB＇n·sin(-Ω)+R2

YB＇n＇＝(XB＇n-R2)·sin(-Ω)+YB＇n·cos(-Ω)

利用那些方程式，车辆标记C2按照当前转角和当前转向角可从一个阶段到另一个阶段被重复绘制。

如上所述，车辆标记C2从一个阶段到另一个阶段可变地显示在显示器4上，以使车辆标记C2和目标停车位S之间的关系不发生变化。然而，在路面的斜坡、不均匀性等的影响下，当车辆1向后移动时，车辆标记C2的位置可以偏离目标停车位S。

例如，在向后运动的开始位置B上，车辆标记C2位于目标停车位S的中心。如通过当前位置B上的车辆标记C2所指示的，当车辆标记C2已经偏离了目标停车位S的中心时(假定该当前位置B是通过车辆1从向后的开始位置B按转弯半径R2转过角度φ的弯之后得到的，如图6所示)，通过调准方向盘7的转向角并将转弯半径从R2改变到R4以将旋转中心从点F变换到点G，来转换显示在显示器4上的车辆标记C2。结果，车辆标记C4位于目标停车位S的中心。

车辆1可以按方向盘7所保持的调准的转向角向后移动。根据调准的转向角和当前转角，控制器8从一个阶段到另一阶段重复地绘制车辆标记C4。

控制器8根据从偏转角速度传感器10输入的角速度计算车辆1的偏转角。当从初始停止位置A开始，偏转角已经变为90°时，控制器8可以确认车辆1已经到达车辆标记C2或C4的位置。在车辆1到达车辆标记C2或C4的位置之前或之后时，控制器8提供一声音导航以催促驾驶员在适合的时机停放车辆1，并当车辆1即将到达车辆标记C2或C4的位置时，在一直向后运动的期间显示相当于车辆1的轨迹的车辆宽度线。在被添加到目标停车位S上的状况中，参见显示在显示器4上的车辆宽度线，驾驶员仔细调准停放位置并将车辆1停放在适合的位置上，在该适合的位置上车辆1平行于目标停车位S。

控制器8在检测到偏转角已经变为90°时(也就是，检测到车辆在从向后运动的开始位置B转弯后到达目标转角)，确定车辆已经到达车辆标记C2或C4。控制器8促使扬声器13发出声音导航，如“请打正方向盘并将车辆向后移动到适当位置以结束驻车。”，并完成横向驻车导航操作。

当专注周围状况时，驾驶员根据声音导航径直向后移动，参照与相邻的车辆的关系和显示在显示器4上的关于车辆后面区域的图像将车辆停放在目标停车位S内的适当位置上，并从而完成驾驶操作。

从而完成在目标停车位S中的横向驻车。现在将描述识别向后运动的开始位置B的方法，该向后运动的开始位置是一区域，车辆从该区域可以到达目标停车位S。

向后运动的开始位置B的识别是基于以下两种状况J1和J2的来实现的。

状况J1是：如果车辆1以最大转向角(即，具有最小转弯半径)向后移动，车辆1的中心线不位于目标停车位S的中心线的回转外侧。

状况J2是当车辆1向后移动以进入目标停车位S时，车辆1的一部分未进入关于目标停车位S的回转内侧。

状况J1

将参照图7进行说明。将初始停止位置A的后桥中心作为原点O，则Y轴在车辆向前的方向上延伸，且X轴在车辆向右的方向上延伸。车辆1的中心线位于目标停车位S的中心线的外侧，如果形成以下关系，则从向后运动的开始位置B向后移动。

Rmin×(1-sinθ)>Yb-Yt…(1)

此处假定

Rmin表示车辆1后桥中心的最小转弯半径，

θ表示在向后运动的开始位置B处的偏转角(假定在初始停止位置A处的偏转角为0)，

Yb表示后桥中心在Y轴方向从初始停止位置A到向后运动的开始位置B所经过的距离，和

Yt表示后桥中心在Y轴方向从目标停车位S的中心到初始停止位置A所经过(标记)的距离。

最小转弯半径Rmin和在Y轴方向的距离可以依据车辆评定参数和典型停车位被定义为常数。因此，如果当车辆1从初始停止位置A行驶到向后运动的开始位置B时获得在Y轴方向的距离Yb和偏转角，则可以确定上述表达式(1)是否满足要求。

换句话说，当以下关系成立时，状况J1满足要求。

Yb>Rmin×(1-sinθ)+Yt...(1＇)

状况J2

如图8所示，当车辆1的一部分正好靠近目标停车位S的前部转角部分P时，在从向后运动的开始位置B向后移动之后进入目标停车位S的过程中(假定原点表示在初始停止位置A处的车辆1的后桥中心)，形成以下关系。

Ra×(1-sinθ)＝Yb-Yt…(2)

(Ra-W/2)²＝(Xc-Xp)²+(Ra-PW/2)²…(3)

Ra×cosθ＝Xb+Xc…(4)

此处假定

Ra表示车辆1后桥中心的最小转弯半径，

θ表示在向后运动的开始位置B处的偏转角(假定在初始停止位置A处的偏转角为0)，

Xb表示后桥中心在X轴方向上从初始停止位置A到向后运动的开始位置B所经过的距离，

Yb表示后桥中心在Y轴方向上从初始停止位置A到向后运动的开始位置B所经过的距离，

Yt表示后桥中心在Y轴方向上从目标停车位S的中心到初始停止位置A所经过(标记)的距离，

Xp表示后桥中心在X轴方向上从目标停车位S的入口端到初始停止位置A所经过的距离，

Xc表示后桥中心在X轴方向上从初始停止位置A到车辆标记C所经过的距离，

PW表示目标停车位S的宽度，和

W表示车辆1的宽度。

将由方程式(4)得出的Xc代入方程式(3)中获得方程式(3‘)。然后，将方程式(2)得出的Ra代入方程式(3‘)中得到方程式(3“)，方程式(3”)是以θ、Xb和Yb为变量的方程式。

方程式(3“)用解析法的方法表示如下。

Xb＝F(θ，Yb，Kn)…(3″)

此处应当指出，F表示预定函数，且Kn表示全部必要的常数。

因此，当以下关系成立时，状况J2满足要求。

Xb>F(θ，Yb，Kn)…(3″′)

既满足状况J1的表达式(1‘)又满足状况J2的表达式(3“‘)的向后运动的开始位置B被认为是符合状况J1和J2的向后运动的开始位置B。从表达式(1’)和(3“‘)显然得知，如果Xb、Yb和θ中的一个值被确定，则可以确定其他值的范围。在第一实施例中，在假定利用具有已确定的车辆偏转角θ的Xb和Yb的可能范围来表示向后运动的开始位置B的前提下进行说明。

该向后运动的开始位置B被明确的图示在图9中。当θ＝40°时，E1和E2分别表示由状况J1和J2确定的边界线。当车辆1的后桥中心位于边界线E1和E2之间的区域AR内时，车辆1处于向后运动的开始位置B上。参见图9，除θ＝40°的情况之外，图示了关于由向后运动的开始位置B处的车辆1的偏转角θ所假设的不同值的几个区域AR。从而，根据车辆1的偏转角θ来计算向后运动的开始位置B的范围。

在如上所述的第一实施例中，状况J1是根据车辆1的中心和目标停车位S的中心来确定的。然而，状况J1也可以根据车辆1的外部和目标停车位S的外部(S2)来确定。

在这种情况下，状况J1可以用以下状况J1A来替换。

情况J1A是：如果车辆1以最大转向角(即，具有最小转弯半径)向后移动，则车辆1的外部不位于关于目标停车位S的外部部分的外侧。

表达式从表达式(1)变为以下表达式。

Rmin×(1-sinθ)+W/2>Yb-Yt+PW/2…(1A)

因此，满足状况J1A的状况不是表达式(1‘)，而是以下表达式。

Yb>Rmin×(1-sinθ)+W/2+Yt-PW/2…(1A’)

第二实施例

如图3所示，在本发明的第一实施例中，当在向后运动的开始位置B处操作方向盘7以改变转向角时，转弯半径发生变化。因此，作为所估计车位的车辆标记与车辆1到达位置的纵向方向一致。结果，车辆标记不仅在目标停车位S的宽度方向而且在目标停车位S的纵向方向上变换。因此，在本发明的第二实施例中，车辆标记的纵向位置按与由转向角传感器9检测到的转向角无关的固定方式显示，也就是说，与车辆1到达位置的纵向位置无关。

例如，在采用坐标系的情况中，位置Cmin被定义为车辆标记的纵向基准位置，该位置Cmin是从向后运动的开始位置B开始按最小转弯半径Rmin并通过角度(90°-θ)的转弯来假定的，在该坐标系中，原点O与处于作为当前车辆位置的向后开始位置B上的车辆1的后桥中心一致，Y轴表示相对于车辆1向后延伸的方向，且X轴表示垂直于Y轴并相对于车辆向左延伸的方向，如图10所示。车辆标记的纵向位置可以始终与由按最小转弯半径Rmin转弯所假定的位置一致，甚至当实际转弯半径与最小转弯半径Rmin不同时。当实际的转弯半径是R2时，在从向后运动的开始位置B经过角度(90°-θ)的转弯过程中，车辆标记C2相对于基准位置Cmin的纵向偏移量α如下来表示。

α＝(R2-Rmin)·sin(90°-θ)

考虑到前述事项，如果车辆标记C2通过控制器8在车辆的纵向方向上通过偏离α来显示车辆标记C2a，则可以防止车辆标记的显示位置纵向偏离实际转向角无。从而，驾驶员发现在向后运动的开始位置B处通过变换显示器4上的车辆标记可以容易地将车辆定位在目标停车位S的中心上，结果，可以更准确地停放车辆1。

第三实施例

在本发明的第二实施例中，甚至当进一步操作方向盘7以改变转向角而从向后运动的开始位置B转弯时，车辆标记在目标停车位S的纵向方向不发生变换。结果，在以最小转弯半径Rmin转弯时，车辆标记可以作为基准位置Cmin被显示在相同的纵向位置上。如图11所示，当调整转向角以将位置B‘处的转弯半径从R2转变到R4时，在转弯半径方面的变化量是(R4-R2)，该位置B’是通过从向后运动的开始位置B绕旋转中心F按转弯半径R2并转过角度φ后假定的。因此，在从向后运动的开始位置B按转弯半径R2转过角度(90°-θ)的转弯过程中，转弯半径相对于车辆标记C2‘变化后，经过角度Ω＝(9 0°-θ-φ)的转弯，车辆标记C4的纵向偏移量β如下表达。

β＝(R4-R2)·sinΩ

考虑到前述事项，如果车辆标记C4在车辆1的纵向方向偏离β，则其纵向位置与车辆标记C2‘的纵向位置一致。此处应当指出，相对于车辆标记C2‘的基准位置Cmin的偏移量是α，就是，与相对于第二实施例中描述的车辆标记C2的基准位置Cmin的偏移量相同。因此，如果通过控制器8使车辆标记C4在车辆的纵向方向偏离(α+β)而显示为车辆标记C4a，则在以最小转弯半径Rmin的转弯过程中，车辆标记可以作为基准位置Cmin显示在相同的纵向位置上。同样，在这种情况下，驾驶员发现在向后运动的开始位置B处通过变换显示器4上的车辆标记可以容易地将车辆定位在目标停车位S的中心上，结果，可以更准确地停放车辆1。

第四实施例

在本发明的第二到第三实施例中，也可以预先确定偏离值δ(例如3米)，并设定基准位置Cmin‘，该基准位置Cmin‘作为按最小转弯半径Rmin转弯过程中的位置Cmin向后变换过δ所获得的位置。例如，当实际的转弯半径是R2时，通过控制器8使车辆标记C2在车辆的纵向方向偏移由以下表达式所表示的偏移量γ是合适的，并且如图12所示显示车辆标记C2b。

γ＝α-δ

＝(R2-Rmin)·sin(90°-θ)-δ

此外，也在驾驶座上进行轻推以便改变偏离值δ。

在这种情况下，驾驶员发现在向后运动的开始位置B处通过变换显示器4上的车辆标记可以容易地将车辆定位在目标停车位S的中心上，结果，可以更准确地停放车辆1。另外，除了当以最小转弯半径Rmin向后移动车辆1时，驾驶员不会感到强烈的不协调感，因为车辆标记和车辆1实际到达的位置之间的偏差很小。

第五实施例

在本发明的第五实施例中，车辆标记的纵向位置按与由转向角传感器9检测到的转向角无关的固定方式显示。如图13所示，所显示的初始停止位置A、目标停车位S和车辆标记C‘之间的位置关系是预先确定的。目标停车位S与一般的停车场的停车位一样大。例如，假定目标停车位S的入口和初始停止位置A之间的间距用附图标记D表示，从目标停车位S的入口到所显示的车辆标记C‘的后桥中心的距离用附图标记L表示，和车辆1宽度用附图标记W表示，在X轴方向上，从处于初始停止位置A上的车辆1的中心线到所显示的车辆标记C‘的后桥中心的距离Xa表示如下。

Xa＝L+D+W/2

在从向后运动的开始位置B以转弯半径Rb转过角度(90°-θ)的弯以到达车辆标记C的过程中，后桥中心在X轴方向上的移动量为Rb·sin(90°-θ)。因此，假定后桥中心在X轴方向的移动量用附图标记Xb表示，则车辆标记C‘相对于车辆标记C的偏离值δ表示如下。

δ＝Xa+Xb-Rb·sin(90°-θ)

换句话说，考虑到停车位S的深度，利用初始停止位置A和目标停车位S之间的位置关系来确定车辆标记C‘的显示位置。

考虑到前述事项，如果通过测量从初始停止位置A到向后运动的开始位置B的一个阶段到另一阶段的偏转角和转向角来计算后桥中心移动量Xb，并通过车辆标记C的偏移量来显示车辆标记C‘，该偏移量是根据从向后运动的开始位置B开始的转弯半径Rb和转角(90°-θ)来计算的，利用上述在车辆纵向方向上的偏移值δ，车辆标记C‘的纵向位置始终按固定方式显示在目标停车位S上。在这种情况下，车辆标记和车辆1实际到达的位置之间的偏差比本发明第四实施例的小。

第六实施例

在上述的第五实施例中，当存在以下关系时：如图14所示，由于从向后运动的开始位置B开始的很大的转弯半径Rb形成了Rb·sin(90°-θ)>Xa+Xb，即使车辆标记C‘显示在目标停车位S中，还是担心作为实际停车完成位置的车辆标记C从目标停车位S中向后突出。

考虑到前述事项，当确定已完成停放的车辆1的位置从作为估计车位所显示的车辆标记C‘中突出，则控制器8按不同于正常显示颜色的颜色显示车辆标记C‘。从而可以向驾驶员发出警告。

车辆标记C‘可以在延伸到车辆标记C的位置之后被显示，而不改变车辆标记C‘的颜色，该位置是车辆1完成驻车的实际位置。

结合这些测量，还可以从扬声器13向驾驶员发出语音警告。

第七实施例

图15图示了本发明第七实施例的驻车辅助装置的结构。在第七实施例中，在驾驶座上设置一操作开关14，并且其被连接到图2所示的第一实施例的驻车辅助装置中的控制器8上。当停在初始停止位置A上的车辆1不垂直于目标停车位S时，即使按向后运动的开始位置B操作方向盘7，恐怕显示在显示器4上的车辆标记和目标停车位S之间仍不能建立适当的位置关系。考虑到该情况，在第七实施例中，如此布置驻车辅助装置以便可以通过操作配置在驾驶座中的操作开关14来改变显示在显示器4上的车辆标记的角度。也就是说，在该情况中，在从向后运动的开始位置B到车辆标记转过角度(90°-θ)的向后转弯的过程中，控制器8根据所显示的车辆标记角度的变化增加或减小转角。如此，可以提供与初始停止位置A处的车辆1的偏角一致的更精确的驻车导航。

第八实施例

如图16所示，在添加到作为通过控制器8所估计车位的车辆标记C上的情况中，指示目标停车位S边框宽度的停车边框轨迹M1还可以被显示在显示器4上。在具有车辆标记C的情况中，停车边框轨迹M1根据转向角在显示器4上变换。如此，通过操作方向盘7，可以顺利地使车辆标记C和停车边框轨迹M1与目标停车位S相配。

如图16所示，当车辆1从向后运动的开始位置B到目标停车位S进行向后转弯时，在向目标停车位S转弯的内侧的车辆1的轨迹M2和在向目标停车位S转弯的外侧的车辆1的轨迹M3还可以基于由转向角传感器9检测到的转向角通过控制器8来显示。如此，可以在显示器4上确认车辆1向后运动的路径，并且可以估计车辆1向后运动期间与某些障碍物干涉的危险，这样确保安全感。甚至仅当显示转弯内侧的车辆1的轨迹M2和转弯外侧的车辆1的轨迹M3中的一个时，仍可以确认车辆1向后运动的路径。

此外，如图16所示，在将车辆1停放在与转弯角度(90°-θ)仍然差一预定角度ω(例如，3°)的位置上时，辅助标记M4表示了停车边框标记的角度，该预定角度是当从向后运动的开始位置B到目标停车位S的向后转弯的角度，并且辅助标记M5指出了在将车辆1停放在超过转弯角度(90°-θ)一预定角度ω的位置上时的停车边框标记的角度，辅助标记M4和M5可以通过控制器8显示。如此，甚至当停放在初始停止位置A的车辆1不垂直于目标停车位S时，车辆标记C仍平行或基本上平行于辅助标记M4和M5中的一个的。因此，车辆标记C可以顺利地与目标停车位S相配。

第九实施例

如图17所示，还可以通过控制器8显示设立在目标停车位S前端与转弯内侧上的车辆1的轨迹M2的相交处的一立柱P。立柱P相对于路面直立显示。当显示该立柱时，可以估计与停放在目标停车位附近的车辆等干涉的风险，因此确保了安全感。

第十实施例

在上述第一到第九实施例中，虽然通过结合从偏转角速度传感器10输入的车辆1的角速度来计算车辆1的偏转角，但这不是强制性的。如图18所示，也可以设置一距离传感器15来代替偏转角速度传感器10，并基于从转向角传感器9获得的转向角和从距离传感器15获得的车辆1的移动距离来计算车辆1的偏转角以向驾驶员提供导航信息。

第十一实施例

在上述的第一到第十实施例中，已经描述了横向驻车。然而，本发明在最终的向后运动操作期间也适用，在该情况中，通过从初始停止位置A(其与目标停车位S具有预定的位置关系)向前移动车辆1，转动方向盘7，将车辆1停放在向后运动的开始位置B上，反向转动方向盘7同时向后移动车辆1并且在再次反向转动方向盘7的同时向后移动车辆1来完成将车辆1平行停放在目标停车位S上。

也就是说，控制器8通过结合瞬时角速度来计算瞬时偏转角，从瞬时转向角计算转弯半径，在假定车辆1移动的情况中通过瞬时偏转角的变化来合计车辆1的移动量，并计算车辆1相对于初始停止位置A的当前相对位置。然后，在最终的向后运动的操作期间，在保持由转向角传感器9检测到的转向角向后移动车辆1的过程中，车辆标记按添加方式显示在显示器4上。车辆标记按根据方向盘7的转向角变换的方式显示。如图19所示，驾驶员操作方向盘7以将显示器4上的车辆标记C5变换为车辆标记C6，其处于与目标停车位S的一适当的位置关系。在该情况中，慢慢地向后移动车辆1是合适的。当车辆1向后移动时，车辆标记C6的位置从一个阶段到另一阶段可变地显示以便目标停车位S和车辆标记C6之间的相互关系保持不变。

如果当车辆1向后移动时车辆标记C6已经从目标停车位S上偏离，则调整方向盘7的转向角以便车辆标记C6在显示器4上变换，并建立与目标停车位S的适当位置关系。用保持的方向盘7的已调整的转向角向后移动车辆1是合适的。根据调准的转向角和当前转角，控制器8从一个阶段到另一阶段重复地绘制车辆标记C6。

其他实施例

代替在第一到第十实施例中的在初始停止位置A上打开横向驻车模式开关12，横向驻车模式开关12可以按车辆1朝初始停止位置A径直向前移动的方法打开，并且当在转动方向盘7的转弯过程中，车辆1从初始停止位置A朝向后运动的开始位置B向前移动时，控制器8可以通过检测车辆1在偏转角方面的变化来识别车辆1处于初始位置。代替打开横向驻车模式开关12，可以安装一麦克风和语音识别器，用于通过语音识别的方法向控制器8发送指令。更进一步，每当车辆停放时，控制器8可以识别停止位置是否是初始位置。从而，简化了由驾驶员执行的操作。

虽然第一到第十实施例研究了在通道左边的横向驻车，但是还可以按类似方式完成在右边的横向驻车。

初始停止位置A不限于离目标停车位S的入口0.5米到1米的位置。可以根据预先确定的初始停止位置A来计算区域AR。

当车辆1停放在初始停止位置A上时，目标停车位S的中心不必位于驾驶员的右侧。例如，驾驶员可以观察在驾驶员右侧的目标停车位S的前部边框线S1，或驾驶员可以观察在驾驶员右侧的目标停车位S的后部边框线S2。

当车辆1停放在初始停止位置A上时，可以通过切换选择上述三种情况(车辆1位于边框线S1、边框线S2或目标停车位S中心的右侧)中的一种。在这种情况下，根据各停车场的情况，为确保操作容易，可以从初始停止位置A开始驻车过程。

在前述实施例中，作为估计的车位的车辆标记基本上为车辆形状(长方形的形状)，该车辆标记也指出了车辆1的纵向方向。然而，车辆标记为简单地指出车辆1的横向方向的形状也是合适的。

在上述第一到第十一实施例中，代替从初始位置连续获得偏转角和转向角，可以从向后运动的开始位置B连续获得偏转角和转向角。在该情况中，在向后运动的开始位置B处停放车辆1是合适的，该向后运动的开始位置与目标停车位S处于预定位置关系和预定角度关系。

也可以想到关于与目标停车位S的预定位置关系和预定角度关系的所改动的各种不同例子，在两种情况中，是连续从初始位置获得偏转角和转向角并且连续从向后运动的开始位置B获得偏转角和转向角。在前述实施例的情况中，将预定值保存在控制器8的存储器中是合适的。另外，也适当地选择多个数值，所述数值作为三个区域(即，上述边框线S1的右侧区域、边框线S2的右侧区域和目标停车位S中心的右侧区域)存储。驾驶员可以任意确定那些数值并输入它们，或根据驾驶员的习惯存储然后确定以前在停放车辆1的过程使用过的数值。另外，每当驾驶员停放车辆1时，可以通过不同的传感器、测量技术、图像处理技术等获得那些数值。

作为用于驻车辅助的专用装置不需要控制器8，而其可以被安装在导航***等中。从而不仅可以减少在车辆1中安装控制器8的麻烦，而且可以降低用于共用盒式部件、共用传感器组和不需要电线的部件等***的成本。

根据本发明，车辆1可以被可靠且顺利地停放在目标停车位S上。

Claims (17)

1.一种用于协助驾驶操作的驻车辅助装置，其通过从初始位置开始向前移动车辆，转动方向盘，将所述车辆停放在向后运动的开始位置上，然后利用反向转动方向盘以向后移动所述车辆或再进一步反向转动方向盘以向后移动所述车辆来将车辆停放在目标停车位上，所述初始位置与所述目标停车位处于预定的位置关系和预定的角度关系，所述驻车辅助装置包括：

一相机，用于捕捉所述车辆后面的区域；

一显示器，设置在所述车辆驾驶座中；

一转向角传感器，用于检测转向角；

偏转角检测装置，用于检测所述车辆的偏转角；和

一控制器，在向后移动所述车辆的过程中，所述控制器基于分别由所述转向角传感器检测到的转向角和由所述偏转角检测装置检测到的所述车辆的偏转角以从初始位置开始连续不断地获得所述车辆的位置和偏转角，并且在显示器上显示由所述相机捕捉的图像，

当在将所述车辆停放到所述目标停车位过程中的最后向后移动的操作期间保持由所述转向角传感器检测到的当前转向角时，所述控制器按添加方式在显示器上显示一估计的车位，所述车位指出在通过所述车辆的当前偏转角和所述目标停车位的角度之间的差值向后移动所述车辆的过程中所述车辆到达的位置上的所述车辆的至少一横向位置；和

所述控制器基于所述车辆的瞬时转向角和瞬时偏转角以按替换方式在显示器上显示估计的车位，所述瞬时转向角和瞬时偏转角是由所述车辆向后运动引起的，并且基于所述车辆的偏转角和目标停车位的角度之间的差值及由转向角传感器检测到的已调准的转向角在显示器上替换估计的车位，所述车辆的偏转角是当在最终向后运动操作期间转向角被调准时的偏转角。

2.一种如权利要求1所述的驻车辅助装置，还包括在驾驶操作中用于向驾驶员输出导航信息的导航装置。

3.一种如权利要求2所述的驻车辅助装置，所述驻车辅助装置用于协助横向驻车的驾驶操作，所述横向驻车用于通过利用转动方向盘从初始位置向前移动所述车辆，将所述车辆停放在向后运动的开始位置，然后反向转动方向盘向后移动所述车辆来将所述车辆停放在所述目标停车位上，

其中，在从初始位置向前移动的操作期间，所述控制器基于连续不断地获得的所述车辆的位置和偏转角来确定所述车辆是否已经到达与允许停放所述车辆的位置和偏转角相应的向后运动的开始位置，并且当所述控制器确定所述车辆已经到达向后运动的开始位置时，经过导航装置输出导航信息用于催促驾驶员停止所述车辆。

4.一种如权利要求1所述的驻车辅助装置，所述驻车辅助装置用于协助横向驻车的驾驶操作，所述横向驻车用于通过利用转动方向盘从初始位置向前移动所述车辆，将所述车辆停放在向后运动的开始位置，然后反向转动方向盘向后移动所述车辆来将所述车辆停放在所述目标停车位上，

其中，所述估计的车位指出了预定的纵向位置，所述预定的纵向位置不依赖于所述车辆到达位置处的车辆纵向位置。

5.一种如权利要求4所述的驻车辅助装置，其中，所述预定的纵向位置是在通过所述车辆的当前偏转角和所述目标停车位的角度之间的差值来向后移动所述车辆的过程中的一纵向位置，而在最后向后移动操作期间保持最大转向角或者从所述纵向位置偏离一预定值的位置。

6.一种如权利要求4所述的驻车辅助装置，其中，所述预定的纵向位置是考虑到路面上的目标停车位的深度而确定的位置。

7.一种如权利要求4所述的驻车辅助装置，其中，当所述控制器确定所述车辆到达的位置将从所述估计的车位向后突出时向驾驶员发出警告。

8.一种如权利要求1所述的驻车辅助装置，还包括用于改变所述车辆的当前偏转角和所述目标停车位的角度之间的差值的操作开关。

9.一种如权利要求1所述的驻车辅助装置，其中，所述控制器显示一驻车边框标记，该驻车边框标记利用将驻车边框标记添加到所述估计的车位上来指出所述目标停车位的边框宽度。

10.一种如权利要求1所述的驻车辅助装置，其中，所述控制器根据在最后向后运动操作期间由所述转向角传感器检测到的转向角来显示转向所述估计车位的内侧的车辆轨迹和转向所述估计车位的外侧的车辆轨迹中的至少一个。

11.一种如权利要求10所述的驻车辅助装置，其中，所述控制器显示设立在所述目标停车位的前端和转弯内侧上的车辆轨迹相交处的一立柱。

12.一种如权利要求1所述的驻车辅助装置，其中，所述控制器显示辅助标记，该辅助标记指出所述车辆在停放过程中的最后向后运动操作的转角相对于所述估计的车位不足一预定角度和在所述车辆在停放过程中的最后向后运动操作的转角相对于所述估计的车位超过一预定角度时的所述车辆的角度。

13.一种如权利要求1所述的驻车辅助装置，还包括置位开关，

当在所述车辆停放期间，所述置位开关被按下时，或当在所述车辆移动期间所述置位开关已经被按下后，由所述转向角传感器检测到的转向角发生变化时，所述控制器将所述车辆的位置确定为初始位置。

14.一种如权利要求1所述的驻车辅助装置，其中，所述偏转角检测装置由偏转角速度传感器构成的。

15.一种如权利要求1所述的驻车辅助装置，其中，所述偏转角检测装置是由用于测量所述车辆移动距离的距离传感器和转向角传感器构成的。

16.一种如权利要求2所述的驻车辅助装置，其中，所述导航装置是由扬声器构成的。

17.一种用于协助驾驶操作的驻车辅助装置，其通过将车辆停止在向后运动的开始位置上，然后利用操作方向盘向后移动所述车辆，或者再反向转动方向盘以进一步移动所述车辆来将所述车辆停放在目标停车位上，所述向后运动的开始位置与所述目标停车位处于预定的位置关系和预定的角度关系，所述驻车辅助装置包括：

一相机，用于捕捉所述车辆后面的区域；

一显示器，设置在所述车辆驾驶座中；

一转向角传感器，用于检测转向角；

偏转角检测装置，用于检测所述车辆的偏转角；和

一控制器，所述控制器基于分别由转向角传感器检测到的转向角和由偏转角检测装置检测到的车辆的偏转角以从向后运动开始位置开始连续不断地获得车辆的位置和偏转角，并且在车辆向后移动中在显示器上显示由相机捕捉的图像；

当在将所述车辆停放到所述目标停车位过程的最后向后移动的操作期间保持由所述转向角传感器检测到的当前转向角时，所述控制器按添加方式在显示器上显示一估计的车位，所述车位指出在通过所述车辆的当前偏转角和所述目标停车位的角度之间的差值向后移动所述车辆的过程中所述车辆到达的位置上的所述车辆的至少一横向位置；和

所述控制器基于所述车辆的瞬时转向角和瞬时偏转角以按替换方式在显示器上显示估计的车位，所述瞬时转向角和瞬时偏转角是由所述车辆向后运动引起的，并且基于所述车辆的偏转角和目标停车位的角度之间的差值及由转向角传感器检测到的已调准的转向角在显示器上替换估计的车位，所述车辆的偏转角是当在最终向后运动操作期间转向角被调准时的偏转角。

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