JP2004276807A

JP2004276807A - 車両の後退駐車支援装置

Info

Publication number: JP2004276807A
Application number: JP2003072607A
Authority: JP
Inventors: Takao Suzuki; 隆夫鈴木
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-03-17
Filing date: 2003-03-17
Publication date: 2004-10-07

Abstract

【課題】簡便で廉価な後退駐車支援装置を提供できるようにする。
【解決手段】車両に搭載され、該車両後方の所定の位置に、平坦な路面に照射した場合には予め定められた所定の図形を生成する光源を持つ照射装置と、その照射装置による生成される該図形を含む路面を撮影可能に設置された撮影装置と、その撮影装置によって撮影された、前記照射装置により路面に生成された図形と前記所定の図形との差異に基づいて、車止めの有無の検出を行う画像処理装置とによって構成することで、簡便で廉価な後退駐車支援装置を提供可能となる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に後退時に運転者を支援するための車両の後退駐車支援装置に係わり、特に車両の後方を撮影し、その画像を処理して物体検出を行い、運転者に警告を発する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両が後退する際に、車両後端部のすぐ後ろの空間を見ることは、困難であるか、あるいは不可能である。この問題は、程度の差こそあれ、セダン，ステーションワゴン等の車型によらず生じる。
【０００３】
従って、例えば、駐車場において車両を後退させて駐車させる場合に、車止めが見えず、距離感をつかめないため、タイヤが車止めに当たったときのショックを体感して止まるまで後退し続けることが多い。この場合、車両の後退速度や車止めの形状によっては、車両の損傷や搭乗者の負傷にもつながる危険性がある。
【０００４】
また、ドアを開けて身を乗り出すようにして、車輪止めあるいは車両後方を確認している運転者も見受けられるが、これでは車両周囲の他の箇所への注意が払われなくなってしまう。
【０００５】
上記の問題を解決するために、車両後退時に車両後方の危険領域内の車止めや障害物を検出し、そして対応する信号を車両運転者へ出力する後退駐車支援装置が知られている。（特許文献１参照）
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−５５１０１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１の例では、水平面における所定の角度範囲を周期的に走査するための測定ビーム水平誘導システムと、車両後端部と検出された対象物の幅の程度とに関する水平面内の検出された対象物の位置を決定するための評価装置などを備えるため機器が複雑になり、結果としてコスト高を招くという欠点がある。また、検出された対象物はディスプレイ表示されるが、対象物が危険か否かの判断は運転者が行わなければならない。
【０００８】
上記事情を背景として、本発明の課題は、簡単なシステム構成で、後退時に車両後方の車止めを検出し、対応する信号を車両運転者へ出力する車両の後退駐車支援装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
本発明は、上記課題を解決するための車両の後退駐車支援装置である。即ち、車両に搭載され、該車両後方の所定の位置に、平坦な路面に照射した場合には予め定められた所定の図形を生成する光源を持つ照射装置と、その照射装置による生成される該図形を含む路面を撮影可能に設置された撮影装置と、その撮影装置によって撮影された、前記照射装置により路面に生成された図形と前記所定の図形との差異に基づいて、車止めの有無の検出を行う画像処理装置とによって構成される。
【００１０】
前記構成によれば、車両後方に車止めが存在する場合、照射装置からの光線が車止めに照射されると、路面に生成された図形の形状は車止めが存在しない平坦面を照射した場合の形状とは異なる。また、車止めが存在しない平坦面を照射した場合に路面に生成される図形の形状は、予め比較用の基準データとして保持することも可能である。この基準データを用いて、路面に生成される図形との形状の差異を検知したときに、車止めが存在すると判定することができる。
【００１１】
また、前記画像処理装置により車止めが検出されると、該車両の前記後輪から車止めまでの距離を計算する距離計算装置を有することにより、その距離に応じて必要な制御を行うことが可能となる。
【００１２】
さらに、前記距離計算装置により計算した距離を音声、または画像表示で運転者に伝える報知装置を有することにより、運転者に判断を強いることなく適切な時期に適切な情報を報知することが可能となる。
【００１３】
前記照射装置は、車両の前後方向の垂直面に対して所定の角度で交差する方向に線状または面状に広がる光を照射し、前記撮影装置は、前記垂直面に沿った方向に前記照射装置により生成される図形を含む路面の撮影を行うことにより、路面に生成された図形の形状変化の判別を容易としている。
【００１４】
本発明により、運転者は後どのくらいで後輪が車止めに達するかを予測することが可能となるので、後輪が車止めに接するときの衝撃を緩和するために車両の後退速度を減速したり、同乗者に注意を喚起したり、衝撃に備えた着座姿勢をとるなどの対処行動を、余裕を持って行うことが可能となる。
【００１５】
レーザー光線は収束性が高く、通常は照射面上に生成される図形が点状となるが、線状にするためには、レーザー光線が射出される部分に適当な光学装置を付けてやればよいことが知られている。図５にその原理を示す。図５（ａ）のように、特定の方向の光のみ拡散させる、断面が蒲鉾状のシリンドリカル・レンズ５０１の平坦面よりビーム状の光線を入射すると、透過したビームは、シリンドリカル・レンズ５０１の曲率に応じて２次元的に拡がって射出する。また、図５（ｂ）のように、シリンドリカルな曲面を有する反射板５０２にビーム状の光線を入射すると、反射したビームは、反射板５０２の曲率に応じて２次元的に広がって反射する。上記原理は、スクリーン上に任意の線状の照射光を生成する、プレゼンテーション用のライン光照射型レーザーポインタ等に応用されている。
【００１６】
光源に前述のレーザーポインタを、撮影装置に車両搭載用の後方監視カメラを用いれば、簡便且つ安価な構成で本発明を実施することが可能である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施例としての車両の後退駐車支援装置の全体構成を示すシステム構成図である。
【００１８】
車両後方に後方カメラ１０１，レーザーポインタ１０２を設置し、車内に後方カメラＥＣＵ（ＥＣＵ：ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）１０３，ディスプレイ１０４，スピーカ１０５，ＲシフトＳＷ１０６を取り付ける構成である。
【００１９】
後方カメラ１０１は、車両後方を撮影するもので、本実施例では、車両の後部車端の屋根に、車両の助手席側の前輪と後輪を結ぶ線の後方延長線方向を撮影するように取り付けられている。
【００２０】
照射装置として、図１のような取り付け位置・取り付け角度で路面に照射した際に、路面に車止めの検知を行うための十分な輝度の照射光を生成できるようなレーザー発振出力を有し、平坦な路面に照射した場合には、照射光が図４（ａ）の画像１のように、基準図形となる長さ１０ｃｍ程度の直線図形となるように、レーザー光線の射出部に、前に述べた特定の方向の光のみ拡散させるシリンドリカル・レンズあるいはシリンドリカルな曲面を有する反射板を付けたレーザーポインタ１０２を設置する。また、レーザーポインタ１０２は、路面に生成された図形の形状変化の判別を容易とするために、光線の照射方向が後方カメラ１０１の撮影方向に対して交差するように取り付けられている。
【００２１】
ディスプレイ１０４は後方カメラＥＣＵ１０３で計算された、該車両の後輪から車止めまでの距離情報をドライバーに伝える表示器であり、カラー液晶表示器により構成される。
【００２２】
スピーカ１０５は音声で距離情報をドライバーに伝えるものである。
【００２３】
ＲシフトＳＷ１０６は、車両のシフトレバーがＲ（後退）位置にあるか否かを示すスイッチで、シフトレバーがＲ位置にある場合にオン状態となり、Ｒ位置以外の位置にある場合はオフ状態となる。
【００２４】
車両の後方には、検知の対象となる、車止め１１０が設置されているものとする。
【００２５】
図２は、後方カメラＥＣＵ１０３を中心とした各部の信号の流れを説明したブロック図である。後方カメラＥＣＵ１０３には、後方カメラ１０１からの画像情報，ＲシフトＳＷ１０６からの情報が入力され、レーザーポインタ１０２，ディスプレイ１０４，スピーカ１０５に対して制御指令を行う。
【００２６】
後方カメラＥＣＵ１０３は、制御回路８および図示しない周知の信号処理回路を中心として構成される。
【００２７】
制御回路８は通常のコンピュータとして構成されており、図６（ａ）のように周知のＣＰＵ８１，ＲＯＭ８２，ＲＡＭ８３，Ｉ／Ｏ８４およびこれらの構成を接続するバスライン８５が備えられている。ＣＰＵ８１は、ＲＯＭ８２およびＲＡＭ８３に記憶されたプログラムおよびデータにより制御を行う。図６（ａ）のように、ＲＯＭ８２にはオペレーティングシステム（以下、ＯＳと称する）８２ｓとＯＳ８２ｓ上で動作する後退制御プログラム８２ｐが格納される。車両後退制御プログラム８２ｐは、後方カメラ１０１からの画像情報処理などの車両の後退駐車支援装置を制御するためのプログラムが含まれており、ＯＳ８２ｓ上にて後退制御プログラム用ワークメモリ８３ｗを作業領域とする形で動作する。さらに、ＲＡＭ８３には、ＯＳ８２ｓのワークメモリ８３ｓが形成される。
【００２８】
さらに、後方カメラＥＣＵ１０３には、図６（ｂ）のように外部メモリ９が含まれていて、レーザーポインタ１０２が平坦な路面に照射したときに生成される基準図形データ９１や、本車両の後退駐車支援装置の動作に必要なデータが記憶される。なお、外部メモリ９は、車両のイグニッションスイッチがオフ状態になっても、記憶内容が保持される。
【００２９】
このような構成を持つことにより、本車両の後退駐車支援装置は、イグニッションスイッチがオン状態となり、制御回路８のＣＰＵ８１により後退制御プログラム８２ｐが起動されると、車両の後退時には以下に述べる処理を実行する。
【００３０】
図３のフロー図を用いて、本実施例の動作について説明する。まず、シフトレバーがＲ位置となってＲシフトＳＷ１０６がオン状態になり、車両が後退動作を開始したときに（Ｓ３０１：ＹＥＳ）、後方カメラＥＣＵ１０３は、レーザーポインタ１０２からレーザー光を路面に照射するよう指令する（Ｓ３０２）。なお、ＲシフトＳＷ１０６がオフ状態の場合には、何も実施しない（Ｓ３０１：ＮＯ）。
【００３１】
レーザー光を照射すると同時に、後方カメラＥＣＵ１０３は、後方カメラ１０１で車両後方の撮影を開始するよう指令する（Ｓ３０３）。後方カメラ１０１によって、レーザーポインタ１０２から発射されたレーザー光が地面に照射されて生成される図形を含む画像が撮影される。撮影された画像情報を後方カメラＥＣＵ１０３に送る。
【００３２】
後方カメラＥＣＵ１０３では、後方カメラ１０１から送られてきた画像情報を、一定周期で画像情報として取り出して解析を行う（Ｓ３０４）。図４（ａ）のように、車止め１１０が後方カメラ１０１の撮影範囲のさらに後方にある場合には、画像情報は、図４（ａ）の画像１のように、外部メモリ９に記憶されている基準図形データ９１（図６（ｂ））とほぼ同一となる。このときは、次の画像情報の解析を行う（Ｓ３０５：ＹＥＳ）。
【００３３】
後方カメラＥＣＵ１０３が、画像情報を解析する周期は、該車両の後退速度に対して十分短いものとする。
【００３４】
さらに車両が後退して、図４（ｂ）のように、レーザーポインタ１０２の照射する光線が車止め１１０に達した場合、レーザーポインタ１０２により生成された路面上の図形は図４（ｂ）の画像２のようになり、外部メモリ９に記憶されている基準図形データ９１（図６（ｂ））は異なるものとなる。後方カメラＥＣＵ１０３で、この差異を判定して車止め１１０が存在すると判断し、画像情報の解析を終了して次のステップに移行する（Ｓ３０５：ＮＯ）。
【００３５】
車止め１１０を検知した場合には、該車両の後輪から車止め１１０までの距離を計算する（Ｓ３０６）。後方カメラ１０１およびレーザーポインタ１０２の車両への取り付け位置，取り付け角度、さらに後方カメラ１０１のおよび撮影範囲は既知のものであるため、該車両の後輪から車止めまでの距離を算出することが可能である。
【００３６】
計算された結果は、該車両の後輪から車止めまでの距離が１ｍの場合には「あと１ｍで車止めです」などのように、距離情報としてディスプレイ１０４で表示、またはスピーカ１０５から発声することにより、運転者に報知する（Ｓ３０７）。
【００３７】
運転者への報知が終了したら、後方カメラＥＣＵ１０３からの指令により、レーザーポインタ１０２からの照射と後方カメラ１０１による撮影を終了する。
【００３８】
ＲシフトＳＷ１０６がオフ状態になるまで、レーザーポインタ１０２からの照射と後方カメラ１０１による撮影を継続してもよい。この場合、車輪の回転速度を検知できる車輪速センサ等の、車両の速度を計測可能な装置が車両に取り付けられている場合には、該装置からの車速情報を後方カメラＥＣＵ１０３が取得可能な構成とすれば、車止め１１０を検知した後の、該車両の後輪と車止め１１０との距離を測定可能となる。
【００３９】
即ち、車止め１１０を検知し該車両の後輪から車止めまでの距離を算出した地点を基準地点として、車速，該基準地点からの車両の移動時間，該車両のタイヤ径などの情報から該車両の移動距離を算出し、その移動距離から車止め１１０までの残り距離を求めるものである。この場合、所定の残り距離になったときに、運転者にその旨を報知すれば、円滑な後退動作を行うことが可能となる。
【００４０】
車両が後退中は、後方カメラＥＣＵ１０３は、常時ＲシフトＳＷ１０６の状態を監視して、シフトレバーがＲ以外の位置となってＲシフトＳＷ１０６がオフ状態になった場合には、直ちにレーザーポインタ１０２からの照射と後方カメラ１０１による撮影の停止を指令し、画像情報の解析処理も中止する。
【００４１】
レーザーポインタ１０２により照射されて平坦な地面に生成される基準となる図形の形状は、本実施例の直線形状の他に車止め１１０を検知可能であるという条件を満たせば任意の形状を選択可能である。設置位置および照射角についても、車両後方に所定の図形を生成できる位置であれば、特に制約はない。また、光源は、レーザー光の他に、照射されて生成される図形を後方カメラ１０１で撮影可能な光線を発するものであれば特に制限はない。なお、照射対象に損傷や危害を及ぼさないことが望ましいことは言うまでもない。
【００４２】
本実施例では、レーザーポインタ１０２のレーザー光線が射出される部分に、特定の方向の光のみ拡散させるシリンドリカル・レンズあるいはシリンドリカルな曲面を有する反射板を取り付けたが、これらの他に、レーザー光線を拡散して照射面に任意の図形を生成可能なものであれば、レンズあるいは反射板の形状について特に制約はない。また、レンズあるいは反射板以外のものを用いてもよい。
【００４３】
後方カメラ１０１は、車両後端部およびレーザーポインタ１０２から車両後方に照射される照射図形と基準図形との差異を判別可能に撮影できれば、設置位置に特に制限はない。また、例えばバックモニタのように車両後方を撮影可能なカメラが既に設置されていて、そのカメラが該照射面を撮影可能であれば、既存のカメラを使用してもよい。
【００４４】
なお、前述したとおり、レーザーポインタ１０２からの照射図形の変化を的確に検知するためには、後方カメラ１０１の撮影方向は、レーザーポインタ１０２の照射方向と交差していることが望ましい。逆に、後方カメラ１０１とレーザーポインタ１０２を車両に対して同じ垂直面内に設置すると、照射図形の変化を検知しにくくなる。
【００４５】
本実施例では、後方カメラＥＣＵ１０３を設けたが、既に車両に取り付けられている別のＥＣＵに、後方カメラＥＣＵ１０３に相当する機能を組み込むことが可能な場合には、後方カメラＥＣＵ１０３を独立して設けなくてもよい。
【００４６】
後方カメラＥＣＵ１０３が、画像情報を解析する周期は、該車両の後退速度に応じて可変とする方法を採ってもよい。即ち、該車両の後退速度が速い場合には解析の周期を短くし、遅い場合には解析の周期を長くするというものである。
【００４７】
本実施例では、ディスプレイ１０４およびスピーカ１０５を設けたが、該車両に、例えばナビゲーション装置のように画面表示や音声報知が可能な装置が既に取り付けられている場合には、該当する装置を使用する方法を採ってもよい。
【００４８】
本実施例では、ディスプレイ１０４は後方カメラＥＣＵ１０３で計算された、該車両の後輪から車止めまでの距離情報のみを表示していたが、後方カメラ１０１が撮影中の画像を合わせて表示するようにしてもよい。
【００４９】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、これらはあくまで例示にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づく種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例としての後退駐車支援装置の全体構成を示すブロック図。
【図２】後方カメラＥＣＵを中心とした各部の信号の流れを説明したブロック図。
【図３】本発明の動作例を示すフロー図。
【図４】車両と車止めとの位置関係に応じて後方カメラで撮影される画像の例。
【図５】ビーム状の光線を入射すると２次元的に広がって射出・反射する原理を示す説明図。
【図６】後方カメラＥＣＵの制御部を説明したブロック図。
【符号の説明】
１０１後方カメラ
１０２レーザーポインタ
１０３後方カメラＥＣＵ
１０４ディスプレイ
１０５スピーカ
１０６ＲシフトＳＷ

Claims

車両に搭載され、該車両後方の所定の位置に、平坦な路面に照射した場合には予め定められた所定の図形を生成する光源を持つ照射装置と、
該車両に搭載され、前記照射装置により生成される図形を含む路面を撮影可能に設置された撮影装置と、
その撮影装置によって撮影された、前記照射装置により路面に生成された図形と前記所定の図形との差異に基づいて、車止めの有無の検出を行う画像処理装置と、
を有することを特徴とする車両の後退駐車支援装置。
前記画像処理装置により車止めが検出されると、該車両の後輪から車止めまでの距離を計算する距離計算装置を有する、請求項１に記載の車両の後退駐車支援装置。
前記距離計算装置により計算した、該車両の前記後輪から車止めまでの距離を、該車両の運転者に伝える報知装置を有する請求項２に記載の車両の後退駐車支援装置。
車両の前後方向の垂直面に対して所定の角度で交差する方向に線状または面状に広がる光を照射する前記照射装置と、前記照射装置により生成される図形を含む路面の撮影を前記垂直面に沿った方向に行う前記撮影装置とを含む請求項１に記載の車両の後退駐車支援装置。
前記照射装置は、平坦な路面に照射した場合に生成される図形が線状となるレーザー光源を持つものである請求項１に記載の車両の後退駐車支援装置。