CN102939223A - 停车辅助装置以及停车辅助方法 - Google Patents

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Abstract

即使在车辆端部会接触障碍物的情况下也进行停车辅助，为此，设定停车位(101)，在该停车位(101)内设定目标停车位置，在判断为为了停放到该目标停车位置而行驶时车辆端部会接触停车位(101)的端部的情况下，将相对于停车位(101)的本车辆的进入角度(θ1)进行变更，并计算出行驶到非最终目标停车位置(102’)的停车路径，使得车辆端部远离停车位(101)的前端点P的端部并朝向目标停车位置(102)行驶。

Description

停车辅助装置以及停车辅助方法
技术领域
本发明涉及将用于进行停车的信息呈现给驾驶员的停车辅助装置以及停车辅助方法。
背景技术
作为将用于进行停车的信息呈现给驾驶员的停车辅助装置，已知下述专利文献1中记载的装置。
在该专利文献1中，记载了如下一种停车辅助装置：当执行停车辅助时，在包括本车辆在内的俯视图像上显示车辆端部的预测路径。由此，通过该停车辅助装置使驾驶员易于确认在车辆后退时由于外轮差导致车辆接触到障碍物的可能性。
专利文献1：日本特开2004-252837号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，存在以下问题：上述停车辅助装置仅显示车辆端部的预测路径，因此在车辆端部的预测路径接触到障碍物的情况下，不能进行停车辅助。
因此，本发明是鉴于上述情况而提出的，其目的在于提供一种即使在车辆端部接触障碍物的情况下也能够进行停车辅助的停车辅助装置。
用于解决问题的方案
本发明在停车位内设定最终目标停车位置，判断是否存在本车辆不接触停车位的端部而到达最终目标停车位置的第一路径。在判断为存在第一路径的情况下显示第一路径。
另一方面，根据本发明，在判断为不存在第一路径的情况下，计算出本车辆不接触停车位的端部就能够进入停车位的进入角度和本车辆以该进入角度进入停车位内时的非最终目标停车位置，从而计算出本车辆到达非最终目标停车位置的第二路径和本车辆从非最终目标停车位置到达最终目标停车位置的第三路径，并显示第二路径和第三路径。
发明的效果
根据本发明，在为了停放到最终目标停车位置而行驶时判断为车辆端部接触停车位的端部的情况下，设定本车辆相对于停车位的进入角度和非最终目标停车位置，因此即使在车辆端部接触障碍物的情况下也能够进行停车辅助。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式涉及的停车辅助***的结构的框图。
图2是表示本发明的实施方式涉及的停车辅助***中车载摄像头、超声波声纳在本车辆上的设置位置的俯视图。
图3是表示本发明的实施方式涉及的停车辅助***中在显示器上显示的俯视图像的一例的图像图。
图4是表示本发明的实施方式涉及的停车辅助***中设定停车位和最终目标停车位置的情况的俯视图。
图5是说明本发明的实施方式涉及的停车辅助***中显示器的显示范围的俯视图。
图6是表示本发明的实施方式涉及的停车辅助***中本车辆未接触停车位的前端点的情况的俯视图。
图7是表示本发明的实施方式涉及的停车辅助***中本车辆接触停车位的前端点的情况的俯视图。
图8是表示由本发明的实施方式涉及的停车辅助***设定进入角度和非最终目标停车位置而计算路径来进行停车辅助时的处理过程的流程图。
图9是说明本发明的实施方式涉及的停车辅助***中确定非最终目标停车位置、进入角度θ1的处理的俯视图。
图10是说明本发明的实施方式涉及的停车辅助***中确定非最终目标停车位置、进入角度θ2的处理的俯视图。
图11是说明本发明的实施方式涉及的停车辅助***中确定至后退开始位置的距离的处理的俯视图。
图12是说明本发明的实施方式涉及的停车辅助***中确定至后退开始位置的距离的处理的俯视图。
图13是表示通过本发明的实施方式涉及的停车辅助***使本车辆的纵向与停车位的纵向平行时的情形的俯视图，图13的(a)表示从纵向停车完成位置起进行旋转并前进时的状态，图13的(b)表示从位置P5起进行旋转并后退时的状态，图13的(c)表示从位置P6起进行旋转并前进时的状态。
图14是表示通过本发明的实施方式涉及的停车辅助***使本车辆的纵向与停车位的纵向平行时的情形的俯视图，图14的(a)表示从纵向停车完成位置起进行旋转并前进时的状态，图14的(b)表示从位置P5起直线状地后退时的状态。
图15是表示通过本发明的实施方式涉及的停车辅助***使本车辆的纵向与停车位的纵向平行时的情形的俯视图，图15的(a)表示从位置P6起进行旋转并前进时的状态，图15的(b)表示从位置P7起直线状地后退时的状态，图15的(c)是从位置P8起进行旋转并前进时的状态。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的实施方式。
[停车辅助***的结构]
图1是表示应用了本发明的停车辅助***的结构的结构图。该停车辅助***计算出将本车辆引导到目标停车位置的路径，并对本车辆的转动进行自动控制，使本车辆沿着该路径进行移动。
通过对停车辅助控制器10连接四个车载摄像头1a~1d、左右一对超声波声纳2a、2b、显示器3、转向装置4、操作输入设备5、转角传感器6以及车速传感器7来构成停车辅助***，其中，该四个车载摄像头1a~1d拍摄本车辆周围的图像，该左右一对超声波声纳2a、2b测量本车辆的左右两侧的物体的位置，该显示器3显示本车辆周围的俯视图像，该转向装置4驱动本车辆的转向，该操作输入设备5接收驾驶员的操作输入，该转角传感器6检测本车辆的转角，该车速传感器7检测本车辆的车速。
此外，作为呈现本车辆V的路径、停车位置等停车辅助信息的方法，在本实施方式中，示出了利用显示器3进行显示，利用转向装置4进行转向驱动的例子，但并不限于此，也可以通过语音来呈现驾驶辅助信息。
车载摄像头1a~1d例如由具有180度左右的视角的广角CCD(Charge Coupled Device：电荷耦合设备)摄像头或者CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor：互补金属氧化物半导体)摄像头构成。这四个车载摄像头1a~1d装载于本车辆V的恰当位置，使得能够拍摄环绕本车辆周围的全部区域的图像。
具体地说，例如图2所示，车载摄像头1a安装于本车辆V的前格栅，车载摄像头1b安装于后围，车载摄像头1c安装于右车门后视镜，车载摄像头1d安装于左车门后视镜。车载摄像头1a~1d在相对于路面倾斜地俯视的方向上分别拍摄本车辆周围的规定范围的区域的图像。
超声波声纳2a、2b发送超声波并且接收从物体反射回来的反射波。超声波声纳2a、2b将从发送超声波至接收到超声波的时间换算成距离，来测量与物体相隔的距离。如图2所示，超声波声纳2a、2b分别安装于本车辆V的右侧面部和左侧面部。该超声波声纳2a、2b被设置为检测方向相对于本车辆V的行进方向大致垂直。
此外，该超声波声纳2a、2b用作对存在于本车辆V的目标停车位置附近的其它停车车辆等障碍物的位置进行测量的障碍物检测单元，但是作为障碍物检测单元，如果是能够测量障碍物的位置的装置则可以采用任意装置。例如，也可以取代超声波声纳2a、2b而使用激光雷达、毫米波雷达等其它检测装置。
显示器3是设置在本车辆的驾驶室内的液晶显示器等显示装置。显示器3显示由停车辅助控制器10生成的本车辆周围的俯视图像、用于进行停车辅助的各种信息。
通过停车辅助控制器10对转向装置4进行动作控制。转向装置4按照停车辅助控制器10的控制来驱动本车辆V的转向。作为该转向装置4，例如能够使用对本车辆的驾驶员的转向操作进行电力辅助的电力转向***的转向驱动用马达等。
操作输入设备5用于接收本车辆V的驾驶员的各种操作输入。操作输入设备5例如包括方向键、触摸面板等。当驾驶员进行操作时，该操作输入设备5将与该操作输入相应的操作信号输入到停车辅助控制器10。
转角传感器6将本车辆V的转角的信息随时输入到停车辅助控制器10。
车速传感器7将本车辆V的车速的信息随时输入停车辅助控制器10。
停车辅助控制器10例如构成为具备按照规定的处理程序进行动作的微计算机。停车辅助控制器10通过利用微计算机的CPU执行处理程序，来实现用于进行停车辅助的各种功能。
具体地说，停车辅助控制器10输入由四个车载摄像头1a~1d拍摄到的图像，按照规定的坐标变换算法对这些图像分别进行视点变换，从而得到从本车辆上方的虚拟视点看到的图像，并且将这些图像进行接合，来生成从本车辆上方俯视本车辆周围而得到的俯视图像，并使所生成的本车辆周围的俯视图像显示在显示器3上。
图3示出了显示在显示器3上的本车辆周围的俯视图像的一例。在该图3的图像例中，区域A1是对由安装于前格栅的车载摄像头1a拍摄到的图像进行视点变换而得到的图像。区域A2是对由安装于后围的车载摄像头1b拍摄到的图像进行视点变换而得到的图像。区域A3是对由安装于右车门后视镜的车载摄像头1c拍摄到的图像进行视点变换而得到的图像。区域A4是对由安装于左车门后视镜的车载摄像头1d拍摄到的图像进行视点变换而得到的图像。
此外，俯视图像的中心是表示本车辆位置的本车辆位置标志，与电脑制图图像叠加。如该图3的图像例那样，显示在显示器3上的俯视图像是能够以从本车辆上方俯视的方式确认以本车辆为中心的周围360度的情况的图像。
停车辅助控制器10对用于停放本车辆V的停车位和最终目标停车位置等进行设定。停车辅助控制器10利用由超声波声纳2a、2b检测出的其它车辆等的障碍物信息将不存在障碍物的区域设定为停车位，在该停车位内设定最终目标停车位置。另外，停车辅助控制器10也可以基于由车载摄像头1a~1d拍摄到的图像识别白线、障碍物的位置，将不存在障碍物的区域设定为停车位，在该停车位内设定最终目标停车位置。
如图4所示，考虑使本车辆V直行并在左侧的停车位101进行纵向停车的情况。当本车辆V与纵向停车的其它车辆V1、V2平行地进行移动时，超声波声纳2b能够对其它车辆V2的前端和其它车辆V1的后端进行检测。由此，停车辅助控制器10对从其它车辆V2的前端至其它车辆V1的后端的所有停车位进行识别。例如图4所示那样，停车辅助控制器10将停车位101识别为表示覆盖其它车辆V1的后端角部的形状的位置信息和表示覆盖其它车辆V2的前端角部的形状的位置信息。
停车辅助控制器10在识别完停车位101之后，在该停车位101内设定最终目标停车位置102。停车辅助控制器10将与停车位101相距固定距离d的区域设定为最终目标停车位置102。例如，将与其它车辆V2的前端角部相距固定距离d的位置设定为最终目标停车位置102。另外，停车辅助控制器10将最终目标停车位置102设定为与本车辆V的大小相应的面积。
对停车辅助控制器10与驾驶员的操作相应地设定最终目标停车位置102的情况进行说明。图5是表示进行纵向停车的停车场景的示意图。在此，考虑以下情况：在其它车辆V1与其它车辆V2之间的空出的停车位101中设定最终目标停车位置102，使本车辆V后退并停放到该最终目标停车位置102。
此时，对由安装于本车辆V的四个车载摄像头1a~1d拍摄到的图像进行视点变换以及合成来生成俯视图像，并显示在显示器3上。停车辅助控制器10例如也可以进行以下处理：在本车辆V的驾驶员利用操作输入设备5进行将显示在显示器3上的俯视图像上的任意位置指定为最终目标停车位置102的操作输入时，将所指定的该位置设定为本车辆V的最终目标停车位置102。此时，停车辅助控制器10在显示器3上显示的俯视图像上以可移动的方式绘制与本车辆V相对应的大小的框图形(最终目标停车位置102)，本车辆V的驾驶员利用操作输入设备5将最终目标停车位置102移动到俯视图像上的期望的位置。由此，能够在驾驶员所指定的任意位置设定最终目标停车位置102。如果能够通过在俯视图像上进行这种操作来设定本车辆V的最终目标停车位置102，则会提高操作性。
停车辅助控制器10计算出用于使本车辆V纵向停放到最终目标停车位置102的路径。停车辅助控制器10基于所设定的最终目标停车位置102与本车辆V的停车位置的位置关系避开存在于停车位101外的前方和后方的障碍物，并计算出本车辆V到达最终目标停车位置102的路径。
停车辅助控制器10基于所计算出的路径进行使本车辆V沿着该路径进行纵向停车的停车辅助。停车辅助控制器10例如通过在显示器3上显示用于进行纵向停车的路径，能够进行将用于进行纵向停车的路径呈现给驾驶员的停车辅助。另外，停车辅助控制器10通过用语音播放方向盘转动方向和角度也能够进行停车辅助。并且，停车辅助控制器10能够进行控制转向装置4的停车辅助，以使本车辆V沿着路径行驶。
当为了使本车辆V沿着路径进行移动而对本车辆V的转动进行自动控制时，停车辅助控制器10例如随时监测转角传感器6和车速传感器7的检测值并对本车辆V的位置和姿势进行航位推算，同时随时计算出用于使本车辆V沿着计算出的路径进行移动的目标转角。而且，为了使该目标转角与由转角传感器6检测出的实际转角之间的偏差为零而控制转向装置4的动作，由此对本车辆V的转动进行自动控制。
接着，假设具体的停车场景，并且对如上述那样构成的本实施方式的停车辅助***的动作进行说明。图6和图7是表示将本车辆V纵向停放到最终目标停车位置102时的停车场景的示意图。
如图6所示，本车辆V从与停车位101相向的初始位置P1起前进并开始纵向停车。本车辆V首先前进到后退开始位置P2。之后，固定为规定的转动角而后退，由此以后退旋转中心C2为中心进行旋转并到达返转位置P3。该规定的转动角是能够从后退开始位置P2起后退以使本车辆V的端部到达图6的车辆端部路径103上的转动角。
接着，当从使本车辆V从后退开始位置P2后退到返转位置P3时的转动角起使转动角向相反侧旋转并在固定为规定的转动角之后以后退旋转中心C1为中心进行旋转时，本车辆V能够到达与最终目标停车位置102一致的纵向停车完成位置P4。该规定的转动角表示任意的固定的转动角，在本例中，是本车辆V的端部接触车辆端部路径103并以后退旋转中心C1为中心后退的转动角。这样，当按照该行驶过程进行停车辅助时，停车辅助控制器10能够不浪费空间地将本车辆V引导到最终目标停车位置102。
如图6所示，只要停车位101的纵向长度sl足够长，且从返转位置P3到达最终目标停车位置102的车辆端部路径103不接触停车位101的前端点P，就能够按照图6所示的行驶过程进行停车辅助。如图4和图5所示，停车位101的前端点P与表示停车位101的位置信息中的、停放在最终目标停车位置102的前方的其它车辆V2的右侧后端点相当。在图6中，车辆端部路径103是从返转位置P3向最终目标停车位置102进行后退行驶时的本车辆V的左前端部的轨迹(第一路径)。即，车辆端部路径103示出了本车辆V的端部中的最靠近前端点P的本车辆V的部位的移动路径(第一路径)。
但是，如图7所示，当停车位101的纵向长度sl短时，与从返转位置P3到达最终目标停车位置102的车辆端部路径103相比，前端点P存在于后退旋转中心C1侧。因此，当通过车辆端部路径103时，本车辆V的左前端部接触到停放在停车位101的前方侧的其它车辆V1。
因此，在本车辆V接触到其它车辆V1的情况下，停车辅助***设定相对于停车位101的进入角度和与最终目标停车位置102不同的非最终目标停车位置，使得本车辆V的端部远离停车位101的端部并朝向最终目标停车位置102行驶。由此，停车辅助控制器10计算出用于使本车辆V的端部不接触停车位101的前端点P而停放到非最终目标停车位置的路径(第二路径)。通过以使最终目标停车位置102倾斜的方式进行变更来设定该非最终目标停车位置。
[停车辅助***的停车辅助处理]
应用了本发明的这种停车辅助***按照图8所示的处理过程进行停车辅助处理。
首先在步骤S1中，停车辅助***通过停车辅助控制器10设定停车位101和最终目标停车位置102。
在下一个步骤S2中，在为了停放在步骤S1中设定的最终目标停车位置102而进行行驶的情况下，由停车辅助控制器10判断本车辆V的端部是否接触停车位101的端部。
此时，当从最终目标停车位置102起如图6和图7所示那样以后退旋转中心C1为中心进行旋转时，停车辅助控制器10判断本车辆V的端部是否接触停车位101的前端点P。即，判断是否存在本车辆V不接触停车位101的端部而到达最终目标停车位置102的第一路径。此时，停车辅助控制器10基于最终目标停车位置102的位置和本车辆V的转弯半径来计算本车辆V从该最终目标停车位置102起以后退旋转中心C1为中心进行旋转时的车辆端部路径103。在停车位101的前端点P与车辆端部路径103相比靠近后退旋转中心C1侧的情况下，停车辅助控制器10判断为本车辆V的端部接触停车位101的前端点P。
当判断为本车辆V与停车位101的前端点P不接触时，判断为不需要在到达最终目标停车位置102之后再次进行返转并进行步骤S3的处理。另一方面，当判断为本车辆V接触停车位101的前端点P时，判断为需要在到达最终目标停车位置102之后再次进行返转并进行步骤S5的处理。
在纵向停车中，第一次返转是从返转位置P3起向纵向停车完成位置P4开始移动时的返转。步骤S2中的再次返转是指如下的返转：将本车辆V引导到通过变更目标停车位置102的角度而设定的非最终目标停车位置，之后将本车辆V引导为与停车位101平行。
在步骤S3中，停车辅助控制器10计算出第一路径，该第一路径是如图6所示那样从初始位置P1到后退开始位置P2，从后退开始位置P2到达返转位置P3，再从返转位置P3到达纵向停车完成位置P4的路径。此时，停车辅助控制器10求出从纵向停车完成位置P4起以后退旋转中心C1为中心进行旋转而得到返转位置P3，并计算出从返转位置P3到达纵向停车完成位置P4的第一路径。停车辅助控制器10求出从返转位置P3起以后退旋转中心C2为中心进行旋转而得到的后退开始位置P2，并计算出从后退开始位置P2到返转位置P3的路径。停车辅助控制器10计算出从后退开始位置P2到初始位置P1的路径，来作为从初始位置P1到达后退开始位置P2的路径。
在步骤S5中，停车辅助控制器10计算出最终目标停车位置102相对于停车位101的最佳的角度，以使本车辆V离开停车位101的端部而朝向最终目标停车位置102行驶。在下一个步骤S6中，停车辅助控制器10计算出到非最终目标停车位置102’的第二路径，该非最终目标停车位置102’是根据在步骤S5中设定的进入角度而设定的。此外，该步骤S5、步骤S6的处理后面叙述。
在步骤S4中，停车辅助控制器10将在步骤S3或者步骤S6中计算出的第一路径或者第二路径显示在显示器3上。此时，停车辅助控制器10为了将车辆引导到所计算出的第一路径或者第二路径，期望包括转动方向、转动角等信息来一并显示在显示器3上。由此，停车辅助控制器10进行用于进行纵向停车的停车辅助。
[目标停车位置102的变更处理]
接着，说明上述步骤S5和上述步骤S6的进入角度和非最终目标停车位置102’的设定处理以及第二路径的计算处理。
图9是表示通过第一目标停车位置102的变更处理来设定相对于停车位101的进入角度θ1的处理的示意图。
停车辅助控制器10对目标停车位置102相对于停车位101的角度进行变更，并且设定相对于停车位101的进入角度θ1，使得从变更后的非最终目标停车位置102’起以规定的旋转半径前进时本车辆V的端部所通过的轨迹与停车位101的前端点P保持固定距离。在此，本车辆V的端部是本车辆V的外轮侧的角部。另外，停车位101的前端点P是存在于停车位101的前方的障碍物的端部。
如图9所示，停车辅助控制器10通过使目标停车位置102相对于停车位101仅倾斜进入角度θ1，来设定非最终目标停车位置102’(纵向停车完成位置P4’)。
考虑本车辆V从后退开始位置P2起后退，通过返转位置P3’到达非最终目标停车位置102’的第二路径。在停车位101的纵向长度sl短的情况下，需要在从返转位置P3’到非最终目标停车位置102’的路径中确定非最终目标停车位置102’，以使本车辆V的外轮侧角部Q所通过的车辆端部路径103’与停车位101的前端点P保持规定距离d。
为此，相对于以规定的转动角从返转位置P3’后退时的后退旋转中心C1求出满足下述式1的进入角度θ1。如图9所示，该规定的转动角是通过从返转位置P3’起沿着车辆端部路径103’后退来使本车辆V的左前端部与停车位101的前端点P不接触的转动角。
C1P-d=C1Q(式1)
因此，考虑将图9的横向设为x轴、将纵向设为y轴、将停车位101的前方的障碍物的左角部设为原点O的坐标系。如果将停车位101的纵向长度设为sl，将停车位101的宽度设为sw，将本车辆V的长度设为l，将本车辆V的宽度设为w，将本车辆V的从后轮侧的车轴至车体端的距离(后悬臂)设为roh，将从返转位置P3’起后退时的旋转半径设为r，将前端点P的坐标值设为P(Px、Py)，将后退旋转中心C1的坐标值设为C1(C1x、C1y)，则
Px=sw，Py=0    (式2)
C1x=(w+r)×sinθ1+roh×cosθ1    (式3)
C1y=sl-roh×sinθ1+r×cosθ1    (式4)。
基于这些式2、式3、式4，
C1Q2=(r+w)2+(l-roh)2    (式5)
C1P2={(w+r)×sinθ1+roh×cosθ1-sw}2+(sl-roh×sinθ1+r×cosθ1)2(式6)成立。因而当将式5和式6代入式1来求解角度θ1时，能够求出相对于停车位101的进入角度θ1。
通过进行以上的第一目标停车位置102的变更处理，停车辅助控制器10能够与停车位101的纵向长度sl相应地设定通过变更目标停车位置102的角度而得到的进入角度和非最终目标停车位置102’。由此，即使在停车位101窄时，停车辅助***也能够进行使本车辆V的外轮侧角部Q不会接触到停车位101的前端点P的停车辅助。另外，即使在驾驶员觉得停车位101窄不能进行纵向停车的情况下，也能够将本车辆V引导到目标停车位置102’，从而能够进行纵向停车。
另外，停车辅助***不仅通过如上述图9所示那样变更相对于停车位101的进入角度θ1的处理来求出相对于停车位的进入角度θ2，而且通过进行以下所示的第二目标停车位置102的变更处理也能够求出相对于停车位的进入角度θ2。
第二目标停车位置102的变更处理是设定相对于停车位101的进入角度θ2，使得从变更后的纵向停车完成位置P4’起直行时本车辆V的端部所通过的轨迹中的在停车位101的内部侧的轨迹与停车位101的端部保持固定距离。在此，本车辆V的端部是本车辆V的外轮侧的角部(左前端部)。另外，停车位101的前端点P是存在于停车位101的前方的障碍物的端部。
图10是表示通过第二目标停车位置102的变更处理来设定相对于停车位101的进入角度θ2的处理的示意图。
在此，考虑从后退开始位置P2起后退，通过返转位置P3’并到达非最终目标停车位置102’的第二路径。在停车位101的纵向长度sl短的情况下，停车辅助控制器10设定相对于停车位101的进入角度θ2，使得从非最终目标停车位置102’起直行时本车辆V的四个端部所通过的轨迹中的在停车位101的内部侧的轨迹(直线A)与停车位101的前端点P保持固定距离d。
在设定了这种本车辆V的进入角度θ2的情况下，从返转位置P3’到达非最终目标停车位置102’的动作是使方向盘变为大致中立位置之后后退的动作。因此，从返转位置P3’到达非最终目标停车位置102’的轨迹大致为直线。
如图10所示，将形成停车位101的直线B的延长线与直线A的交点设为P11。并且，将与从交点P11向停车位101引垂线而形成的交点设为P12，将直线A与停车位101的交点设为P13。另外，与上述同样地，如果使用停车位101的纵向长度sl、停车位101的宽度sw、本车辆V的长度l以及本车辆V的宽度w，则
线段P11P12=sw    (式7)
线段P12P13=sl-d/cosθ2-wcosθ2    (式8)。
在△P11P12P13中，
tanθ2=P12P13/P11P12    (式9)。
当将式7和式8代入式9时，
tanθ2=(sl-d/cosθ2-wcosθ2)/sw  (式10)成立。当利用该式10求解角度θ2时，能够求出非最终目标停车位置102’与停车位101形成的角度、即进入角度θ2。
通过进行以上的第二目标停车位置102的变更处理，停车辅助控制器10能够通过与停车位101相应地变更理应引导车辆V的目标停车位置102，来设定进入角度和非最终目标停车位置102’。由此，如图10中的轨迹A 1那样，停车辅助***能够使本车辆V从后退开始位置P2起以后退旋转中心C为中心而旋转到返转位置P3’，从返转位置P3’直线状地移动到非最终目标停车位置102’。由此，即使在停车位101窄时也能够进行使本车辆V的外轮侧角部Q不会接触停车位101的前端点P的停车辅助。另外，即使在驾驶员觉得停车位101狭窄而不能进行纵向停车的情况下，也能够将本车辆V引导到非最终目标停车位置102’，从而能够进行纵向停车。
此外，停车辅助控制器10也可以计算出多个第二路径，该多个第二路径包括图9所示的本车辆通过进行旋转移动而到达非最终目标停车位置102’的路径和本车辆通过进行直进移动而到达非最终目标停车位置102’的路径。而且，停车辅助控制器10还能够显示多个第二路径。
当将第一目标停车位置102的变更处理与第二目标停车位置102的变更处理进行比较时，与进行第二目标停车位置102的变更处理相比，通过进行第一目标停车位置102的变更处理能够使在相对于停车位101仅倾斜进入角度θ1并停放本车辆V之后，到使本车辆V的姿势与停车位101平行的返转次数变少。
其理由是，如图9所示，本车辆V进行旋转并且从返转位置P3’向纵向停车完成位置P4’移动。由此，能够使通过进行第一目标停车位置102的变更处理而求出的进入角度θ1比通过进行第二目标停车位置102的变更处理而求出的进入角度θ2小。
其中，在第一目标停车位置102的变更处理中，本车辆V在从返转位置P3’移动到纵向停车完成位置P4’时进行旋转。因此，本车辆V的前方的角部(前端点P)趋近于本车辆V的外轮侧角部Q。由此，与第二目标停车位置102的变更处理相比，第一目标停车位置102的变更处理可能会令驾驶员感到不安。
另外，通过进行第二目标停车位置102的变更处理，在从返转位置P3’移动到纵向停车完成位置P4’时，使本车辆V在大致直行之后后退。由此，本车辆V的前方的角部(前端点P)与本车辆V的外轮侧角部Q的距离不变，不会使驾驶员感到不安。
其中，与第一目标停车位置102的变更处理相比，通过进行第二目标停车位置102的变更处理而求出的进入角度θ2比通过进行第一目标停车位置102的变更处理而求出的进入角度θ1大。由此，为了在停放在纵向停车完成位置P4’之后使本车辆V的姿势与停车位101平行而进行的返转的次数变多。
[到变更后的目标停车位置102’的路径计算处理]
接着，说明在如上述那样设定进入角度和非最终目标停车位置102’之后计算本车辆V从初始位置P1到达纵向停车完成位置P4的路径的处理。
图11是说明第一路径计算处理的示意图。在进行第一目标停车位置102的变更处理后进行第一路径计算处理。
在纵向停车时，本车辆V在方向盘为中立的状态下从初始位置P1行进到后退开始位置P2。之后，向左操作方向盘，在将方向盘的转动角固定的状态下，使本车辆V后退到返转位置P3’。该转动角是能够使本车辆V的端部后退至接触车辆端部路径103’上的转动角。并且，向右操作方向盘，在将方向盘的转动角固定的状态下，使本车辆V从返转位置P3’后退到纵向停车完成位置P4’。该转动角是本车辆V的端部沿着车辆端部路径103’后退的转动角。
为了像这样地引导本车辆V，停车辅助控制器10求出初始位置P1至后退开始位置P2的距离d1。
首先，作为坐标系，设定x轴和y轴。如果将原点O(0、0)设定为初始位置P1的后轮车轴中心，将后退开始位置P2的后轮车轮中心S设为(Sx，Sy)，将以某规定的转动角从后退开始位置P2后退时的后退旋转中心设为C2(C2x、C2y)，则
Sx=0  (式11)
Sy=d1  (式12)
C2x=-w/2-r    (式13)
C2y=d1(式14)。在图11中，如参照上述图9进行说明那样，求出了后退旋转中心C1的坐标，因此后退旋转中心C1与后退旋转中心C2的距离是2×r+w，因此
(C1x-C2x)2+(C1y-C2y)2=(2×r+w)2(式15)成立。如果将式13和式14代入式15，则能够求出初始位置P1至后退开始位置P2的距离d1。此外，将图9所示的原点的坐标如图11那样进行变更，因此不能直接使用上述式3、式4，需要变换为图11所示的原点O的坐标系并求出后退旋转中心C1。
同样地，即使当从后退开始位置P2起开始进行停车辅助时，也能够求出用于在到达非最终目标停车位置102’的路径的途中使方向盘进行反方向转动的返转位置P3’。即，如式13、式14所示那样设定从后退开始位置P2起以规定的转动角后退时的后退旋转中心C2，将通过使车辆V从后退开始位置P2起以后退旋转中心C2为中心以规定的转动角后退来使本车辆V的角部与车辆端部路径103’相接的位置设为返转位置P3’。
图12是说明第二路径计算处理的示意图。在进行第二目标停车位置102的变更处理之后进行第二路径计算处理。
停车辅助控制器10求出初始位置P1至后退开始位置P2的距离d1。如图12所示，作为坐标系，设定x轴和y轴，将原点O(0、0)设定为初始位置P1的后轮车轴中心。停车辅助控制器10将从返转位置P3’起以任意的转动角后退时的旋转中心设为C(Cx、Cy)。利用本车辆V从后退开始位置P2起后退时的旋转中心C与直线A的距离为r来求出初始位置P1与后退开始位置P2的距离d1。首先，相对于停车位101的纵向的倾斜为tanθ2，且通过与直线B的交点P11(Px、Py)，因此表示直线A的方程式为
y-Py=tanθ2×(x-Px)    (式16)
tanθ2×x-y+(Py-Px×tanθ2)    (式17)。
旋转中心C与直线A的距离为r，因此
|tanθ2×Cx-Cy+(Py-Px×tanθ2)|/[(tanθ2)2+1]1/2=r    (式18)成立。在此，
Cx-(r+W/2)    (式19)
Cy=-d1(式20)，因此当将式19、式20代入式18时，能够求出初始位置P1与后退开始位置P2的距离d1。
同样地，即使在从后退开始位置P2起开始进行停车辅助时，也能够求出用于在到达非最终目标停车位置102’的路径的途中使方向盘进行反向转动的返转位置P3’。即，如式19、式20所示那样设定从后退开始位置P2起以规定的转动角后退时的后退旋转中心C，将通过从后退开始位置P2起以后退旋转中心C为中心以规定的转动角后退来使本车辆V的纵向与直线A并列的位置设为返转位置P3’。
在通过第一路径计算处理、第二路径计算处理来确定路径的情况下，停车辅助控制器10首先进行用于引导本车辆V的显示等，以使本车辆V在方向盘为中立的状态下从初始位置P1行进到后退开始位置P2。停车辅助控制器10基于由转角传感器6检测出的转动角和由车速传感器7检测出的车速来识别本车辆V是否行驶了距离d1，并识别是否到达后退开始位置P2。
之后，停车辅助控制器10再次计算从后退开始位置P2经由返转位置P3’到非最终目标停车位置102’的路径，并显示该路径，使得沿着到达返转位置P3’的路径引导本车辆V。停车辅助控制器10例如显示表示方向盘的旋转角度，以使实际的转动角与在后退开始位置P2计算出的目标转动角一致。
停车辅助控制器10基于由转角传感器6检测出的转动角和由车速传感器7检测出的车速来识别本车辆V是否到达返转位置P3’。之后，停车辅助控制器10显示为使方向盘进行反向转动，并进行将车辆V从返转位置P3’引导到纵向停车完成位置P4’的显示。
由此，在向狭窄的停车位101进行纵向停车的情况下，即使通过对进入角度和非最终目标停车位置102’进行的设定处理来设定通过变更与目标停车位置102之间的角度而得到的非最终目标停车位置102’，停车辅助***也能够沿着到非最终目标停车位置102’的最佳的路径来引导本车辆V。
此外，停车辅助控制器10可以在计算出到非最终目标停车位置102’的路径之后将路径显示在显示器3上，也可以通过语音来播放方向盘的转动角和行进方向，还可以利用转向装置4控制方向盘的转动角。
[到变更前的目标停车位置102的路径计算处理]
接着，说明由停车辅助控制器10计算出本车辆V从非最终目标停车位置102’起行驶到本车辆V的纵向与停车位101的纵向平行为止的停车路径的处理。
图13是表示第一处理的图，该第一处理是将相对于停车位101倾斜了进入角度θ1的姿势的本车辆V引导成为与停车位101平行的姿势。
在将本车辆V停放到纵向停车完成位置P4’之后，停车辅助控制器10将方向盘固定为任意的固定转动角，并如图13的(a)所示那样进行引导，以使本车辆V沿着以旋转中心C 1为中心的旋转轨道行进到位置P5。位置P5被设定为本车辆V不会接触停车位101的前端点P的障碍物的位置。之后，如图13的(b)所示，停车辅助控制器10引导本车辆V，使其从位置P 5起以旋转中心C2为中心后退到位置P6。之后，如图13的(c)所示，停车辅助控制器10引导本车辆V，使其从位置P6起以旋转中心C3为中心行进到位置P7。
这样，停车辅助控制器10以使本车辆V在与停车位101平行之前反复地行进和后退的方式来引导本车辆V。在图13所示的情况下，当本车辆V从位置P6起以旋转中心C3为中心前进时，本车辆V的纵向与停车位101的纵向平行。
此外，停车辅助控制器10可以在计算出到目标停车位置102的路径之后，将路径显示在显示器3上，也可以通过语音播放方向盘的转动角和行进方向，还可以利用转向装置4控制方向盘的转动角。
图14和图15是表示第二处理的图，该第二处理是将相对于停车位101倾斜了进入角度θ1的姿势的本车辆V引导成为与停车位101平行的姿势。
在将本车辆V停放到纵向停车完成位置P4’之后，停车辅助控制器10将方向盘固定为任意的固定转动角，并如图14的(a)所示那样进行引导，以使本车辆V沿着以旋转中心C1为中心的旋转轨道前进到位置P5。位置P5被设定为本车辆V不会接触停车位101的前端点P的障碍物的位置。之后，如图14的(b)所示，停车辅助控制器10从位置P5起使方向盘为中立状态，从而使本车辆V沿着直线C后退到与停车位101的后方端部不接触的位置P6。
之后，如图15的(a)所示，将方向盘固定为任意的固定转动角，并使本车辆V沿着以旋转中心C1为中心的旋转轨道旋转行进到与停车位101的前端点P不接触的位置P7，之后，如图15的(b)所示，使方向盘为中立状态，并且使车辆V直行后退到与停车位101的后方端部不接触的位置P8。这样，停车辅助控制器10反复进行如下引导：在使本车辆V在旋转轨道上旋转行进到与停车位101的端部不接触的位置之后，直行后退到与停车位101的后方端部不接触的位置。
由此，如图15的(c)所示，停车辅助控制器10能够通过使本车辆V从位置P8起进进行旋转前进，而最终将本车辆V引导到其纵向与停车位101的纵向平行的位置P9。
通过进行这种第二处理使本车辆V的纵向与停车位101的纵向平行，由此与图13所示的第一处理相比返转次数变多。但是，关于停车位101的内侧线101a与本车辆V的距离，能够使图15的(c)所示的距离d2比图13的(c)所示的距离d1短。
如以上详细地说明那样，根据本实施方式所涉及的停车辅助***，在停车位101内设定目标停车位置102，在判断为为了停放到该目标停车位置102而行驶时本车辆V的端部接触停车位101的端部的情况下，变更相对于停车位101的进入角度，并计算出行驶到非最终目标停车位置102’的停车路径，以使本车辆V的端部离开停车位101的端部并朝向目标停车位置102行驶。根据该停车辅助***，在判断为为了停放到目标停车位置102而行驶时本车辆V的端部接触停车位101的端部的情况下，变更目标停车位置102相对于停车位101的角度，因此即使在本车辆V的端部接触障碍物的情况下，也能够进行停车辅助。
另外，根据该停车辅助***，计算多个第二路径，该多个第二路径包括本车辆V通过进行旋转移动而到达非最终目标停车位置102’的路径和本车辆V通过进行直行移动而到达非最终目标停车位置102’的路径。由此，根据该停车辅助***，能够显示本车辆V进行旋转移动的情况和本车辆V进行直线移动的情况这两种路径。另外，根据该停车辅助***，还能够使驾驶员选择路径。
另外，根据该停车辅助***，设定相对于停车位101的本车辆V的进入角度θ1，使得从非最终目标停车位置102’起以规定的旋转半径行进时本车辆V的端部所通过的轨迹与停车位101的端部保持固定距离。由此，能够与停车位101的端部保持固定距离并且使本车辆V后退并停车。
另外，根据该停车辅助***，设定相对于停车位101的本车辆V的进入角度θ2，使得从非最终目标停车位置102’起直行时本车辆V的端部所通过的轨迹中的在停车位101的内部侧的轨迹与停车位101的端部保持固定距离。由此，能够与停车位101的端部保持固定距离并且使本车辆V后退并停车。
并且，根据该停车辅助***，计算出本车辆V从非最终目标停车位置102’起行驶到本车辆V的纵向与停车位101的纵向平行为止的停车路径，因此即使本车辆V被引导到非最终目标停车位置102’，也能够从该非最终目标停车位置102’起进行停车辅助，直到与停车位101平行为止。
并且，根据该停车辅助***，求出开始向非最终目标停车位置102’后退的后退开始位置P2和从该后退开始位置P2起开始后退之后使转动方向返转并朝向非最终目标停车位置102’的返转位置P3’。由此，能够将本车辆V从该后退开始位置P2引导到非最终目标停车位置102’。
并且，根据该停车辅助***，计算出如下的停车路径：在将本车辆V引导到非最终目标停车位置102’之后，通过反复进行将方向盘固定为固定转动角并行进和将方向盘固定为固定转动角并后退的动作，使本车辆V的纵向相对于停车位101的纵向平行。由此，即使本车辆V被引导到非最终目标停车位置102’，也能够使本车辆V停放到变更前的目标停车位置102。
并且，根据该停车辅助***，计算出如下的停车路径：在将本车辆V引导到非最终目标停车位置102’之后，通过反复进行将方向盘固定为固定转动角并行进和使转动角为中立的状态并后退的动作，使本车辆V的纵向相对于停车位101的纵向平行。由此，即使本车辆V被引导到非最终目标停车位置102’，本车辆V也能够停放到目标停车位置102。
此外，上述实施方式是本发明的一例。因此，很显然本发明并不限定于上述实施方式，只要不脱离本发明所涉及的技术思想的范围，即使是该实施方式以外的其它实施方式，也能够与设计等相应地进行各种变更。
在上述实施方式中，检测停车位的停车位检测单元与停车辅助控制器10设定停车位101的功能和在步骤S1中设定停车位101的处理相对应。设定最终目标停车位置的最终目标停车位置设定单元与由停车辅助控制器10设定目标停车位置102的功能和在步骤S1中设定目标停车位置102的处理相对应。接触判断单元与由停车辅助控制器10判断本车辆V的端部是否接触前端点P的功能和步骤S2的处理相对应，该接触判断单元判断是否存在使本车辆不接触停车位101的端部而到达最终目标停车位置102的第一路径。非最终目标停车位置计算单元与由停车辅助控制器10设定进入角度θ1、θ2和非最终目标停车位置102’的功能和步骤S5的处理相对应，该非最终目标停车位置计算单元在由接触判断单元判断为不存在第一路径的情况下，计算出本车辆V不接触停车位101的端部就能够进入停车位101的进入角度和本车辆V以该进入角度进入停车位101内时的非最终目标停车位置102’。第二路径计算单元与由停车辅助控制器10计算出从初始位置P1到纵向停车完成位置P4’的路径的功能和步骤S6的处理相对应，该第二路径计算单元计算出本车辆V到达由非最终目标停车位置计算单元计算出的非最终目标停车位置102’的第二路径。第三路径计算单元与如图13至图16那样由停车辅助控制器10计算出从非最终目标停车位置102’到最终目标停车位置102的路径的处理相对应，该第三路径计算单元计算出本车辆V从非最终目标停车位置102’到最终目标停车位置102的第三路径。显示单元与在停车辅助控制器10的控制下由显示器3显示路径的处理、步骤S4的处理相对应，该显示单元在由接触判断单元判断为存在第一路径的情况下显示第一路径，在由接触判断单元判断为不存在第一路径的情况下显示第二路径和第三路径。
产业上的可利用性
根据本发明，能够应用于将用于进行停车的信息呈现给驾驶员的停车辅助装置的产业。
附图标记说明
1a~1d：车载摄像头；2a、2b：超声波声纳；3：显示器；4：转向装置；5：操作输入设备；6：转角传感器；7：车速传感器；10：停车辅助控制器；101：停车位；102：目标停车位置；102：目标停车位置；102：停车目标位置；103：车辆端部路径；P1：初始位置；P2：后退开始位置；P3：返转位置；P4：纵向停车完成位置。

Claims (8)

1.一种停车辅助装置，其特征在于，具备：
停车位检测单元，其检测停车位；
最终目标停车位置设定单元，其在由上述停车位检测单元检测出的停车位内设定最终目标停车位置；
接触判断单元，其判断是否存在本车辆不接触上述停车位的端部而到达最终目标停车位置的第一路径；
非最终目标停车位置计算单元，其在由上述接触判断单元判断为不存在上述第一路径的情况下，计算出本车辆不接触上述停车位的端部而能够进入上述停车位的进入角度以及本车辆以该进入角度进入上述停车位内的情况下的非最终目标停车位置；
第二路径计算单元，其计算出本车辆到达由上述非最终目标停车位置计算单元计算出的非最终目标停车位置的第二路径；
第三路径计算单元，其计算出本车辆从上述非最终目标停车位置到达上述最终目标停车位置的第三路径；以及
显示单元，其在由上述接触判断单元判断为存在上述第一路径的情况下显示上述第一路径，在由上述接触判断单元判断为不存在上述第一路径的情况下显示上述第二路径和上述第三路径。
2.根据权利要求1所述的停车辅助装置，其特征在于，
上述第二路径计算单元计算出多个上述第二路径，该多个第二路径包括本车辆旋转移动到达上述非最终目标停车位置的路径以及本车辆直行移动到达上述非最终目标停车位置的路径。
3.根据权利要求1所述的停车辅助装置，其特征在于，
上述非最终目标停车位置计算单元设定上述进入角度，使得从上述非最终目标停车位置起以规定的旋转半径行进时车辆端部所通过的轨迹与上述停车位的端部保持固定距离。
4.根据权利要求1所述的停车辅助装置，其特征在于，
上述非最终目标停车位置计算单元设定上述进入角度，使得从上述非最终目标停车位置起直行后退时车辆端部所通过的轨迹与上述停车位的端部保持固定距离。
5.根据权利要求1所述的停车辅助装置，其特征在于，
上述第二路径计算单元求出后退开始位置以及返转位置，其中，该后退开始位置是开始向由上述非最终目标停车位置计算单元计算出的非最终目标停车位置后退的位置，该返转位置是在开始从该后退开始位置后退之后、使转动方向进行返转而朝向上述非最终目标停车位置的位置。
6.根据权利要求1所述的停车辅助装置，其特征在于，
上述第三路径计算单元计算如下的第三路径：通过反复进行固定为固定转动角而行进和固定为固定转动角而后退的动作，来使本车辆的纵向相对于上述停车位的纵向平行。
7.根据权利要求1所述的停车辅助装置，其特征在于，
上述第三路径计算单元计算如下的第三路径：通过反复进行固定为固定转动角而行进和使转动角为中立状态而后退的动作，来使本车辆的纵向相对于上述停车位的纵向平行。
8.一种停车辅助方法，其特征在于，包括以下步骤：
检测停车位，在该停车位内设定最终目标停车位置；
判断是否存在本车辆不接触上述停车位的端部而到达最终目标停车位置的第一路径；
在存在上述第一路径的情况下显示上述第一路径；
在不存在上述第一路径的情况下，计算出本车辆不接触上述停车位的端部而能够进入上述停车位的进入角度以及本车辆以该进入角度进入上述停车位内的情况下的非最终目标停车位置，计算出本车辆到达上述非最终目标停车位置的第二路径以及本车辆从上述非最终目标停车位置到达上述最终目标停车位置的第三路径，显示上述第二路径和上述第三路径。
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