JP4156181B2 - 駐車支援装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は運転者の駐車操作を支援する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術とその問題点】
駐車場にカメラを設置して駐車場へ乗り入れる車両を撮像し、乗り入れ方向前方に設置したモニターに駐車場へ乗り入れる車両の映像を表示し、駐車場と車両との位置関係を運転者に認識させて駐車操作を支援する装置が知られている（例えば、特開平０６−１９３３０５号公報参照）。
【０００３】
しかしながら、上述した従来の駐車支援装置では、駐車場にカメラとモニターを設置しており、これらの設備のない駐車場では利用することができない。
【０００４】
本発明の目的は、カメラとモニターが設置されていない駐車場でも駐車場と車両との位置関係の映像を表示して運転者の駐車操作を支援することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
一実施の形態の構成を示す図１または図２に対応づけて本発明を説明すると、
（１） 請求項１の発明は、車両に搭載されて駐車支援動作の開始時に目標駐車場を撮像する側方カメラ１、２と、車両に搭載されて車両後退中に車両進行方向の撮像を継続する後方カメラ３と、側方カメラ１、２で予め撮像した駐車支援動作の開始時の目標駐車場の映像と、後方カメラ３で撮像した駐車支援動作中の車両進行方向の映像とに基づいて、目標駐車場の映像上での駐車支援動作中の自車の現在位置を検出する現在位置検出手段８と、目標駐車場の映像上の自車の現在位置に自車の画像を重ねて合成する画像合成手段８と、合成画像を表示する表示手段９とを備え、これにより上記目的を達成する。
（２） 請求項２の駐車支援装置は、現在位置検出手段８は、目標駐車場の映像と車両進行方向の映像との共通の特徴点を検出する特徴点検出手段８と、両映像の共通の特徴点を重ね合わせるように、車両進行方向の映像を拡大または縮小、回転および移動する画像処理手段８と、画像処理手段８による車両進行方向の映像の拡大量または縮小量、回転量および移動量に基づいて、目標駐車場の映像上での自車の現在位置を演算する現在位置演算手段８とを有する。
（３） 請求項３の駐車支援装置は、現在位置検出手段は、目標駐車場の映像と車両進行方向の映像とを視点変換処理して車両を上から見た映像に変換する視点変換手段８を有し、視点変換処理後の映像に基づいて目標駐車場の映像上での自車の現在位置を検出する。
（４） 請求項４の駐車支援装置は、操舵角を検出する舵角検出手段６２と、現在の操舵角のままで所定距離走行した後の目標駐車場の映像上での自車の位置を推定する位置推定手段８とを備え、画像合成手段８は、目標駐車場の映像上の所定距離走行後の自車の推定位置に自車の画像を重ねて合成する。
（５） 請求項５の駐車支援装置は、画像合成手段８は、半透明または外枠のみの自車の画像を目標駐車場の映像に重ねて合成する。
（６） 請求項６の駐車支援装置は、駐車範囲を区分する白線を両映像の共通の特徴点とする。
（７） 請求項７の駐車支援装置は、縦列駐車場の隣接車両のバンパーの前縁線または後縁線を両映像の共通の特徴点とする。
【０００６】
上述した課題を解決するための手段の項では、説明を分かりやすくするために一実施の形態の図を用いたが、これにより本発明が一実施の形態に限定されるものではない。
【０００７】
【発明の効果】
（１） 請求項１および請求項２の発明によれば、車両に搭載された側方カメラにより駐車支援動作の開始時に予め目標駐車場を撮像した映像と、車両に搭載された後方カメラにより車両後退中に車両進行方向を撮像した映像とに基づいて、目標駐車場の映像上での自車の現在位置を検出し、目標駐車場の映像上の自車の現在位置に自車の画像を重ねて合成し表示するようにしたので、カメラとモニターが設置されていない駐車場に後退で進入する場合でも、視認が困難な自車後方の環境と自車との位置関係を運転者に容易に把握させることができ、運転者の駐車操作を支援することができる。
（２） 請求項３の発明によれば、目標駐車場の映像と車両進行方向の映像とを視点変換処理して車両を上から見た映像に変換し、視点変換処理後の映像に基づいて目標駐車場の映像上での自車の現在位置を検出し、目標駐車場の映像上の自車の現在位置に自車の画像を重ねて合成し表示するようにしたので、自車の現在位置を正確に検出することができる上に、自車を上から見た映像によって駐車場環境と自車との位置関係を確認できるから一目で運転者に位置関係を把握させることができる。
（３） 請求項４の発明によれば、現在の操舵角のままで所定距離走行した後の目標駐車場の映像上での自車の位置を推定し、目標駐車場の映像上の所定距離走行後の自車の推定位置に自車の画像を重ねて合成するようにしたので、このまま所定距離走行した後の自車と駐車場環境との位置関係をモニター画面上で容易に把握させることができ、車両の挙動が推測できない運転者の駐車操作を支援することができる。
（４） 請求項５の発明によれば、半透明または外枠のみの自車の画像を目標駐車場の映像に重ねて合成するようにしたので、自車が白線上にあってもモニター画面上では自車画像の下にある白線を視認でき、両映像を重ねても目標駐車場の映像の一部が見えなくなることがなく、駐車場環境と自車との位置関係をさらに見やすくすることができる。
（５） 請求項６の発明によれば、駐車範囲を区分する白線を両映像の共通の特徴点とすることによって、横並び駐車時の目標駐車場映像上での自車位置を正確に検出でき、白線で区分された駐車場へ正確に誘導できる。
（６） 請求項７の発明によれば、縦列駐車場の隣接車両のバンパーの前縁線または後縁線を両映像の共通の特徴点とすることによって、縦列駐車時の目標駐車場映像場での自車位置を正確に検出でき、隣接車両の前縁線または後縁線に接触しないように縦列駐車場へ正確に誘導できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
《発明の第１の実施の形態》
図１は第１の実施の形態の構成を示す。左側方カメラ１は車両左側のルーフに取り付けられ、車両左側周辺を撮像する。右側方カメラ２は車両右側のルーフに取り付けられ、車両右側周辺を撮像する。さらに、後方カメラ３は車両後部に取り付けられ、車両後方周辺を撮像する。イグニッションスイッチ４は、車両のイグニッションキーがON位置またはSTART位置に設定されるとオンする。キャンセルスイッチ５は、駐車場と車両との位置関係をモニター９に表示して運転者の駐車操作を支援する機能を強制的に終了させるためのスイッチである。
【０００９】
左側駐車開始スイッチ６は、車両進行方向左側の駐車場に駐車するときに駐車支援動作を開始させるためのスイッチである。運転者によりこのスイッチ６が操作されたときは、左側方カメラ１で車両左側周辺を撮像し、撮像した映像をコントローラー８のメモリ８ｂに記憶する。また、右側駐車開始スイッチ７は、車両進行方向右側の駐車場に駐車するときに駐車支援動作を開始させるためのスイッチである。運転者によりこのスイッチ７が操作されたときは、右側方カメラ２で車両右側周辺を撮像し、撮像した映像をコントローラー８のメモリ８ｂに記憶する。
【００１０】
この実施の形態では、左側駐車開始スイッチ６または右側駐車開始スイッチ７が操作されると駐車支援動作を開始し、イグニッションスイッチ４がオフされると駐車支援動作を終了する。なお、駐車支援動作中にキャンセルスイッチ５が操作されると駐車支援動作を中止し、駐車支援動作を開始する前の動作、例えばモニター９に道路地図を表示するナビゲーション動作などを再開する。
【００１１】
コントローラー８は、マイクロコンピューター８ａとメモリ８ｂなどの周辺部品を備え、後述する制御プログラムを実行して駐車支援処理を行い、駐車場と車両との位置関係を表す映像をモニター９に表示する。
【００１２】
図２は車両を進行方向左側の駐車場に横付けした状態を上から見た図であり、（ａ）は車両への左側方カメラ１の取り付け位置を示し、（ｂ）はそのカメラ１による撮像範囲を示す。左側方カメラ１を車両１０の左側ルーフ内に、車両左側周辺を見下ろす角度で取り付けると、車両左側周辺の範囲１１を撮像することができる。なお、１３は車止めである。
【００１３】
車両進行方向左側の駐車場１２に駐車するときは、左側方カメラ１の正面に駐車目標の駐車場１２が来る位置でいったん停車し、運転者が左側駐車開始スイッチ６を操作する。これにより、車両左側周辺の範囲１１が撮像されて駐車支援動作が開始される。
【００１４】
なお、図示を省略するが、右側方カメラ２は、左側方カメラ１と左右対称の位置に取り付けられ、車両右側周辺を撮像する。車両進行方向右側の駐車場に駐車するときは、右側方カメラ２の正面に駐車目標の駐車場が来る位置でいったん停車し、運転者が右側駐車開始スイッチ７を操作する。これにより、車両右側周辺の映像が撮像されて駐車支援動作が開始される。
【００１５】
図３は後方カメラ３の取り付け位置とその撮像範囲を示す図であり、（ａ）は車両１０を横から見た図を示し、（ｂ）は車両１０を上から見た図を示す。後方カメラ３を、（ａ）に示すようにその映像の中に車両１０が写り込まない位置および角度で車両後方の路面１４に向けて取り付けると、（ｂ）に示す車両後方路面の範囲１５を撮像することができる。
【００１６】
図４〜図６は、第１の実施の形態の駐車支援制御プログラムを示すフローチャートである。これらのフローチャートにより、第１の実施の形態の駐車支援動作を説明する。コントローラー８のマイクロコンピューター８ａは、左側駐車開始スイッチ６または右側駐車開始スイッチ７が操作されると、図４に示す制御プログラムの実行を開始する。
【００１７】
ステップ１で右側駐車開始スイッチ７の操作を確認し、右側駐車開始スイッチ７が押されたらステップ３へ進み、右側方カメラ２で車両右側周辺を撮像してその映像をメモリ８ｂに取り込む。一方、右側駐車開始スイッチ７が操作されていないときはステップ２へ進み、左側駐車開始スイッチ６の操作を確認する。左側駐車開始スイッチ６が押されたらステップ４へ進み、左側方カメラ１で車両左側周辺を撮像してその映像をメモリ８ｂに取り込む。
【００１８】
図７は左側方カメラ１で進行方向左側の目標駐車場を撮像した映像を示す。目標駐車場２１の左右には駐車範囲を区分する白線２２，２３が引かれており、両隣の駐車場には他の車両２４，２５が駐車されている。駐車場の奥には壁２６に接触しないように車止め１３が設置されている。なお、右側方カメラ２で進行方向右側にある駐車場を撮像した映像も同様であるから、図示と説明を省略する。
【００１９】
車両右側または左側の目標駐車場を撮像した後のステップ５において、映像の視点変換（座標変換）処理を行って目標駐車場の映像を車両を上から見た映像に変換する。
【００２０】
ここで、視点変換処理について説明する。図８に示すように、３次元空間上の任意の位置Ｃr（Ｘr，Ｙr，Ｚr）に設置した実際のカメラにより撮像した映像Ｐrを、任意の位置Ｃv（Ｘv，Ｙv，Ｚv）に設置した仮想カメラの映像Ｐvに変換する例を説明する。ここで、２台のカメラは１点で映像を取り込むピンホールカメラとする。また、映像Ｐr、Ｐvは少なくともカメラの向きを示すベクトルＬr、Ｌvと垂直であれば、位置は画像の大きさに応じて任意の位置に設定することができる。画像が大きい場合はより後方に設定し、画像が小さい場合はより前方に設定するのが望ましい。
【００２１】
撮像映像Ｐrを映像Ｐvに変換する手順を説明する。まず、映像Ｐv上の任意の位置に点Ｉvを設定し、点Ｉvと点Ｃvとを結ぶ直線がＸ−Ｚ平面と交差する点Ｉzを求める。なお、点Ｉvと点Ｃvとを結ぶ直線がＸ−Ｚ平面と交差しない場合は、点Ｉvが実カメラの撮像範囲外にあることを示すために点Ｉvの画素の色を所定の色とする。
【００２２】
次に、点Ｉzと点Ｃrとを結ぶ直線がＰr面と交差する点Ｉrを求め、点Ｉrの画素の色を点Ｉvの画素の色と同一色とする。なお、点Ｉzと点Ｃrとを結ぶ直線がＰr面と交差しない場合には、点Ｉrが実カメラの撮像範囲外にあることを示すために点Ｉrの画素の色を所定の色とする。映像Ｐr上のすべての点の画素の色を決定するまで上述した処理を繰り返す。
【００２３】
図９は、図８に示す実カメラ映像と仮想カメラ映像との位置関係を横から見たＹ−Ｚ平面と上から見たＸ−Ｚ平面に展開した図である。実カメラ位置Ｃrの中心線がＺ軸と交差する点Ｚctrは、
【数１】
Ｚctr＝Ｙr・tan（θr）
である。ここで、θrは実カメラのＸ−Ｚ平面に対する傾き角である。実カメラの映像ＰrのＹ−Ｚ平面による断面を通る直線Ｑrxyは、実カメラの中心線（ＣrとＺctrを通る傾き１／tan（θr）の直線）と直交し、映像Ｐrの下端の座標点（Ｙps，Ｚps）を通ることから、
【数２】
Ｙ＝−tan（θr）・Ｚ＋tan（θr）・Ｚps＋Ｙps
で表される。
【００２４】
仮想カメラの映像Ｐv上の点Ｉvと仮想カメラ位置Ｃvとを通る直線がＺ軸と交わる点Ｉzを求め、次にこの点Ｉzと実カメラ位置Ｃrとを通る直線が数式２に示す直線Ｑrxyと交差する点ＩrのＹ−Ｚ座標を求める。Ｘ−Ｚ平面についてもＹ−Ｚ平面と同様に点ＩrのＸ−Ｚ座標を求める。そして、仮想カメラ映像Ｐv上の点Ｉvの画素の色を実カメラ映像Ｐr上の点Ｉvの画素を色と同一色とし、仮想カメラ映像Ｐv上のすべての点に対して上記処理を行う。
【００２５】
図１０は、図７に示す車両左側の目標駐車場映像に視点変換処理を行って車両の上から見た映像に変換した映像を示す。図１０に示す視点変換後の映像において、２１’、２２’，２３’、２４’，２５’、１３’はそれぞれ、図７に示す変換前の映像の駐車場２１、白線２２，２３、隣接駐車車両２４，２５、車止め１３である。なお、隣接駐車車両２４，２５のような立体的な物体の映像を、上から見た立体的な物体の映像に視点変換することはできないが、少なくとも障害物であることを認識できる映像に変換することができる。２８，２９は変換前に映像がなかった部分である。
【００２６】
視点変換処理後の図４のステップ６において、イグニッションスイッチ４およびキャンセルスイッチ５の状態を確認する。イグニッションスイッチ４がオフしたとき、あるいはキャンセルスイッチ４がオンしたときは駐車支援処理を終了する。そうでなければステップ８へ進み、駐車支援処理を続ける。
【００２７】
ステップ８では後方カメラ３から車両後方の映像を取り込み、続くステップ９で上述した視点変換処理によって車両後方の映像を車両を上から見た映像に変換する。この視点変換処理は上述した手順と同様であり説明を省略する。ステップ１０で図５に示すサブルーチンを実行し、目標駐車場の映像と車両後方の映像とに基づいて目標駐車場の映像上での自車の現在位置を検出する。図５に示すサブルーチンの処理については後述する。
【００２８】
図１１は、説明のために目標駐車場への進入途中の車両１０と、車両後方の撮像範囲１５と、視点変換処理後の目標駐車場の映像３１とを重ねて示した図である。なお、目標駐車場の映像上での自車位置を見やすくするために、目標駐車場の映像３１の天地を視点変換処理後の目標駐車場の映像（図１０）の天地と逆にして示す。
【００２９】
ステップ１１において目標駐車場の映像上での自車位置を検出できたかどうか確認し、確認できなかった場合はステップ６へ戻り、上述した処理を繰り返す。一方、自車位置が確認できた場合はステップ１２へ進み、図１２に示すように目標駐車場の映像３１上の自車の現在位置に自車画像３２を重ねて合成し、続くステップ１３で合成映像をモニター９に表示して運転者の駐車操作を支援する。運転者はこの映像を見ながら後退することにより、視認しずらい車両後方の環境と自車との位置関係を容易に認識することができ、後退による駐車操作が容易になる。
【００３０】
次に、図５のサブルーチンにより、目標駐車場の映像上で自車位置を検出する処理を説明する。ステップ２１において、図１０に示す目標駐車場の映像から２個の特徴点を検出する。ここでは、駐車範囲を区分するための左右の２本の白線を特徴点として検出する例を説明する。
【００３１】
図１３は２本の白線が含まれる映像例を示し、この図によりこれらの白線を特徴点として検出する方法を説明する。映像上の左から右への走査４０を、適当な間隔で上から下へ順次行う。走査中に白色でない画素から白色画素に変わる点４１を検出し、次に白色画素から白色でない画素に変わる点４２を検出する。さらに、点４１から点４２までの線分４３の中心点４４を算出し、メモリ８ｂに記憶する。以上の処理を映像の上から下まで繰り返す。そして、白線の中心点を通る線４５の延長線が白色でない画素と交差する点４６を検出し、２本の白線のベクトル４７，４８を求める。
【００３２】
図５のステップ２２において、視点変換処理後の車両後方映像に対しても上述した特徴点検出方法により２本の白線があるかどうかを調べ、２本の白線がなければ処理を終了して図４の制御プログラムへリターンする。車両後方映像に２本の白線が検出されたらステップ２４へ進み、図６に示すサブルーチンを実行して後方カメラ３の映像、すなわち自車後方の映像を拡大または縮小、回転、移動させて目標駐車場映像と共通の２つの特徴点、すなわち２本の白線を重ね合わせる。
【００３３】
図６のステップ３１において、目標駐車場の映像上で特徴点間の距離、すなわち２本の白線ベクトル４７，４８の間の距離４９（図１３参照）を計測する。次に、ステップ３２で後方カメラ３の自車後方映像上で特徴点間の距離、すなわち２本の白線間の距離を計測する。ステップ３３では、自車後方の映像を拡大または縮小して２本の白線間の距離を、目標駐車場の映像上での２本の白線間の距離に一致させる。
【００３４】
ステップ３４で、図１４に示すように、目標駐車場の映像３１上での２本の白線ベクトル４７，４８と、自車後方の映像５１上での２本の白線ベクトルとが平行になるように、自車後方の映像５１を回転させる。さらにステップ３５で自車後方の映像５１をＸ軸およびＹ軸方向に移動させて、２つの映像３１，５１の２つの特徴点を重ね合わせることができるか、すなわち２つの映像３１，５１の２本の白線ベクトルがそれぞれ重なるかどうかを確認する。２つの映像３１，５１の２本の白線ベクトルが重ならない場合は処理を終了して図５のサブルーチンへリターンし、重なる場合はステップ３６へ進む。ステップ３６では自車後方の映像５１の拡大量または縮小量、回転量および移動量をメモリ８ｂに記憶し、処理を終了して図５のサブルーチンへリターンする。
【００３５】
なお、図１５に示すように、目標駐車場の映像３１と自車後方の映像５１の各特徴点を一致させる際に、車両の移動量と操舵角を検出して初期位置５２からの移動軌跡５３と現在位置５４を常に演算することによって、２つの映像３１と５１のおおよその位置関係が把握できるので、特徴点を重ね合わせる処理を短時間で行うことができる。
【００３６】
このように、この第１の実施の形態によれば、目標駐車場の映像と自車の進行方向の映像、すなわち自車後方の映像との共通の特徴点、すなわち白線を検出し、目標駐車場の映像に対して自車後方の映像を縮小または拡大、回転、移動することによって両映像の白線を重ね合わせ、自車後方の映像の縮小量または拡大量、回転量および移動量により目標駐車場の映像上での自車の現在位置を検出し、目標駐車場の映像上の自車の現在位置に自車の画像を重ねて表示するようにしたので、カメラとモニターが設置されていない駐車場に後退で進入する場合でも、視認が困難な自車後方の環境と自車との位置関係を運転者に容易に把握させることができ、運転者の駐車操作を支援することができる。
【００３７】
《発明の第２の実施の形態》
現在の操舵角のままで所定距離移動後の自車位置を推定し、目標駐車場の映像に推定自車位置の画像を重ねて表示することによって、車両の挙動が推測できない運転者の駐車操作を支援するようにした第２の実施の形態を説明する。
【００３８】
図１６は第２の実施の形態の構成を示す。なお、図１に示す機器と同様な機器に対しては同一の符号を付して相違点を中心に説明する。この第２の実施の形態は、図１に示す第１の実施の形態の構成にシフトセンサー６１と舵角センサー６２を加えたものである。シフトセンサー６１は変速機のシフトレバー（不図示）のパーキング位置への設定操作を検出し、舵角センサー６２は操舵輪の舵角を検出する。
【００３９】
上述した第１の実施の形態では、目標駐車場の映像と自車後方の映像との共通の特徴点を検出し、目標駐車場の映像に対して自車後方の映像を縮小または拡大、回転、移動することによって両映像の共通の特徴点を重ね合わせ、自車後方の映像の縮小量または拡大量、回転量および移動量により目標駐車場の映像上での自車の現在位置を検出し、目標駐車場の映像上の自車の現在位置に自車の画像を重ねて表示した。この第２の実施の形態では、上述した第１の実施の形態の処理に加え、図１７に示す所定距離移動後の自車位置の推定と、その推定位置への自車画像の表示処理とを実行する。
【００４０】
ステップ４１において、シフトセンサー６１からシフトレバー位置の情報を、舵角センサー６２から操舵角の情報をそれぞれ入力する。続くステップ４２でシフトレバーがパーキング位置に設定されているかどうかを確認し、パーキング位置に設定されているときは車両の移動はないから処理を終了する。パーキング位置に設定されていないときはステップ４３へ進み、現在の操舵角のままで予め設定した距離だけ進んだと仮定した場合の自車位置を推定演算する。そして、ステップ４４で目標駐車場の映像上の自車の推定位置に自車の画像を重ねて合成し、合成した映像をモニター９に表示する。
【００４１】
図１８は第２の実施の形態によるモニター映像例である。上述した第１の実施の形態によって目標駐車場の映像３１上の自車の現在位置に自車の画像３２を表示した後、この第２の実施の形態によって所定距離移動後の自車の推定位置に自車の画像６３をさらに重ねて表示する。なお、現在の自車位置から所定距離移動後の自車の推定位置までの自車の移動軌跡を重ねて表示するようにしてもよい。
【００４２】
このように、第２の実施の形態によれば、現在の操舵角のままで所定距離走行した後の目標駐車場の映像上での自車の位置を推定し、目標駐車場の映像上の自車の推定位置に自車の画像を合成して表示するようにしたので、このまま所定距離走行した後の自車と駐車場環境との位置関係をモニター画面上で容易に把握することができ、車両の挙動が推測できない運転者の駐車操作を支援することができる。
【００４３】
なお、上述した第１および第２の実施の形態では、目標駐車場の映像と自車後方の映像からそれぞれ白線を特徴点として検出し、それらを重ね合わせる例を示したが、映像の特徴点は白線に限定されず、例えば駐車場の車止めや隣接する駐車車両を特徴点としてもよい。
【００４４】
《発明の第３の実施の形態》
縦列駐車時に、目標縦列駐車場の映像上での自車の現在位置に自車の画像を重ねて表示するようにした第３の実施の形態を説明する。
【００４５】
この第３の実施の形態の構成は図１に示す第１の実施の形態の構成と同様であり、図示と説明を省略する。また、この第３の実施の形態の動作は、図４に示す駐車支援制御プログラムのステップ１０において図１９に示すサブルーチンを実行する点のみが第１の実施の形態と相違するので、この相違点を中心に第３の実施の形態の動作を説明する。
【００４６】
この第３の実施の形態では自車の左側方の目標駐車場へ縦列駐車する場合を例に上げて説明する。図２０は、車両を進行方向左側の目標縦列駐車場に横付けした状態を上から見た図である。縦列駐車の場合の撮像範囲７１は、上述した第１および第２の実施の形態の横並びの駐車の場合よりも画角の広いレンズを用いて広い範囲を撮像する必要がある。左側方カメラ１Ａはズームレンズを備えており、ズームレンズを広角側に設定して広い範囲７１を撮像する。目標縦列駐車場７２の前後にはすでに他の車両７３，７４が駐車されている。なお、７５は壁である。
【００４７】
進行方向左側の縦列駐車場に駐車するときは、左側方カメラ１Ａの正面に目標縦列駐車場７２が来る位置でいったん停車し、運転者が左側駐車開始スイッチ６を操作する。これにより、駐車支援動作が開始され、車両左側周辺の範囲７１の映像が撮像されて上述した視点変換処理が行われる。これらの処理は上述した図４のステップ２，４，５の処理に相当する。
【００４８】
図２１は、図２０に示す撮像範囲７１の映像を上述した視点変換（座標変換）処理した映像を示す。図２１に示す視点変換後の映像において、７６は前方隣接車両７３の後部バンパー、７７は後方隣接車両７４の前部バンパー、７５’は壁、７８，７９は変換前に映像がなかった部分である。なお、上述したように、隣接駐車車両７３，７４のような立体的な物体の映像を、上から見た立体的な物体の映像に視点変換することはできないが、少なくとも障害物であることを認識できる映像に変換することができる。
【００４９】
図２２は後方カメラ３の撮像範囲を示す図である。後方カメラ３の取り付け位置は上述した第１の実施の形態と同様であり、自車後方の範囲１５を撮像する。また、図２３は、図２２に示す撮像範囲１５の映像を視点変換処理した映像を示す。図２３において、７７は後方駐車車両７４の前部バンパーであり、８１，８２は変換前に映像がなかった部分である。なお、自車後方の撮像と撮像映像の視点変換処理は上述した図４のステップ８，９の処理に相当する。
【００５０】
この第３の実施の形態では、図４に示す駐車支援制御プログラムのステップ１０において図１９に示すサブルーチンを実行し、目標縦列駐車場の映像と車両後方の映像に基づいて目標縦列駐車場の映像上での自車の現在位置を検出する。この実施の形態では、後方駐車車両７４の前部バンパー７７の前縁線を、目標縦列駐車場の映像と自車後方の映像との共通の特徴点とする。
【００５１】
図１９のステップ５１において、図２１に示す視点変換処理後の目標縦列駐車場の映像から、後方駐車車両７４の前部バンパー７７の前縁線を検出する。
【００５２】
ここで、隣接駐車車両７３，７４のバンパー７６，７７の前縁線および後縁線を検出する方法について説明する。まず、図２１に示す視点変換処理後の目標縦列駐車場の映像において各画素の色の頻度分布を調べ、映像中で最も頻度の多い色を道路面の色とする。次に、視点変換処理後の映像から縦方向エッジを抽出し、その中から路面色またはそれに近い色のエッジを除く。そして、映像の左右周辺部で最も長い縦方向のエッジ列を隣接車両７３，７４のバンパー７６，７７の前縁線または後縁線であるとする。
【００５３】
次にステップ５２で、図２３に示す視点変換処理後の自車後方映像から、上述した方法により後方駐車車両７４のバンパー７７の前縁線を検出する。バンパー７７の前縁線が検出できなければ処理を終了し、検出できたらステップ５３へ進む。ステップ５３では、図２４に示すように、自車後方映像８３の後方車両バンパー７７の前縁線と、目標縦列駐車場の映像８４の後方車両バンパー７７の前縁線とを重ね合わせるために、自車後方の映像を拡大または縮小、回転、移動する。
【００５４】
ステップ５４で、自車後方映像の後方車両バンパー７７の前縁線と、目標縦列駐車場映像の後方車両バンパー７７の前縁線とを重ね合わせることができたかどうかを確認し、重ね合わせることができなければ処理を終了し、重ね合わせることができたらステップ５５へ進む。ステップ５５では、自車後方映像の拡大量または縮小量、回転量および移動量に基づいて、目標縦列駐車場の映像８４上での自車の現在位置を検出する。その後、図４のステップ１１へリターンする。
【００５５】
リターン後の図４のステップ１１において、目標縦列駐車場の映像８４上での自車の現在位置を検出できたかどうか確認し、確認できなかった場合はステップ６へ戻り、上述した処理を繰り返す。一方、自車の現在位置が確認できた場合はステップ１２へ進み、図２５に示すように目標縦列駐車場の映像８４上の自車の現在位置に自車画像８５を重ねて合成し、続くステップ１３で合成映像をモニター９に表示して運転者の駐車操作を支援する。運転者はこの映像を見ながら後退することによって、視認しずらい車両後方の環境と自車との位置関係を容易に把握することができ、後退による縦列駐車操作が容易になる。
【００５６】
このように、この第３の実施の形態によれば、目標縦列駐車場の映像と自車後方の映像との共通の特徴点、すなわち後方車両バンパーの前縁線を検出し、目標縦列駐車場の映像に対して自車後方の映像を縮小または拡大、回転、移動することによって両映像の後方車両バンパーの前縁線を重ね合わせ、自車後方の映像の縮小量または拡大量、回転量および移動量により目標縦列駐車場の映像上での自車の現在位置を検出し、目標縦列駐車場の映像上の自車の現在位置に自車画像を重ねて表示するようにしたので、縦列駐車場に後退で進入する場合でも、視認が困難な自車後方の環境と自車との位置関係を容易に把握させることができ、運転者の駐車操作を支援することができる。
【００５７】
なお、上述した一実施の形態では、目標駐車場の映像の自車の現在位置または推定位置に、自車の画像を表示する例を示したが、自車画像を半透明の画像または外枠のみの画像にすることによって、例えば自車が白線上にあってもモニター画面上では自車画像の下にある白線を視認でき、２つの映像を重ねても目標駐車場の映像の一部が見えなくなることがなく、車両後方環境と自車との位置関係をさらに見やすくすることができる。
【００５８】
また、上述した一実施の形態では、自車の左右側方に設置したカメラで目標駐車場を撮像するとともに、自車後部に設置したカメラで自車後方を撮像し、両カメラの映像に基づいて目標駐車場の映像上での自車の現在位置を検出する例を示したが、目標駐車場の映像は一度撮像して画像メモリに記憶しておけばよいから、自車後部に設置した１台のカメラで目標駐車場と自車後方とを撮像するようにしてもよい。
【００５９】
上述した一実施の形態では、後退しながら駐車場に進入する例を示したが、車両前部にカメラを設置して前進しながら駐車場に進入する場合にも本発明を適用することができる。例えば、大型トラックやバスなどの運転室が高い位置にある車両では、車両のすぐ前の道路環境が視認しにくいので、本発明を適用すると上述した一実施の形態と同様な効果が得られる。
【００６０】
さらに、上述した一実施の形態では、座標変換により車両の上から見た映像に変換した後の目標駐車場の映像と自車後方の映像とに基づいて目標駐車場の映像上での自車の現在位置を検出し、自車位置に自車画像を重ねて合成し表示する例を示したが、座標変換を行わず、カメラで撮像した目標駐車場の映像と自車後方の映像とに基づいて目標駐車場の映像上での自車の現在位置を検出し、自車位置に自車画像を重ねて合成し表示するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１の実施の形態の構成を示す図である。
【図２】 車両を進行方向左側の駐車場に横付けした状態を上から見た図である。
【図３】 後方カメラの取り付け位置とその撮像範囲を示す図である。
【図４】 第１の実施の形態の駐車支援制御プログラムを示すフローチャートである。
【図５】 図４に続く、第１の実施の形態の駐車支援制御プログラムを示すフローチャートである。
【図６】 図５に続く、第１の実施の形態の駐車支援制御プログラムを示すフローチャートである。
【図７】 左側方カメラで駐車目標の進行方向左側の駐車場を撮像した映像を示す図である。
【図８】 視点変換（座標変換）処理を説明するための図である。
【図９】 図８に示す実カメラ映像と仮想カメラ映像との位置関係を横から見たＹ−Ｚ平面と上から見たＸ−Ｚ平面に展開した図である。
【図１０】 図７に示す車両左側駐車場の映像に視点変換処理を行って車両の上から見た映像に変換した映像を示す図である。
【図１１】 説明のために目標駐車場への進入途中の車両と、車両後方の撮像範囲と、目標駐車場の映像とを重ねて示した図である。
【図１２】 目標駐車場の映像に自車画像を重ねて合成した映像例を示す図である。
【図１３】 ２本の白線を含む映像からこれらの白線を特徴点として検出する方法を説明するための図である。
【図１４】 目標駐車場の映像の特徴点と自車後方の映像の特徴点とを一致させる方法を説明するための図である。
【図１５】 目標駐車場の映像の特徴点と自車後方の映像の特徴点とを短時間で一致させる変形例の方法を説明するための図である。
【図１６】 第２の実施の形態の構成を示す図である。
【図１７】 第２の実施の形態の所定距離移動後の自車位置の推定と推定自車位置の表示処理を示すフローチャートである。
【図１８】 第２の実施の形態の表示例を示す図である。
【図１９】 第３の実施の形態の目標縦列駐車場の映像上での自車位置を検出するサブルーチンを示すフローチャートである。
【図２０】 車両を進行方向左側の縦列駐車場に横付けした状態を上から見た図である。
【図２１】 図２０に示す撮像範囲の映像を視点変換処理した目標縦列駐車場の映像を示す図である。
【図２２】 後方カメラの取り付け位置とその撮像範囲を示す図である。
【図２３】 図２２に示す撮像範囲の映像を視点変換処理した車両後方の映像を示す図である。
【図２４】 目標縦列駐車場映像と自車後方映像との共通の特徴点を一致させる方法を説明するための図である。
【図２５】 目標縦列駐車場の映像上の自車の現在位置に自車の画像を重ねて合成した映像を示す図である。
【符号の説明】
１，１Ａ 左側方カメラ
２ 右側方カメラ
３ 後方カメラ
４ イグニッションスイッチ
５ キャンセルスイッチ
６ 左側駐車開始スイッチ
７ 右側駐車開始スイッチ
８ コントローラー
８ａ マイクロコンピューター
８ｂ メモリ
９ モニター
１０ 車両
１１ 撮像範囲
１２ 駐車場
１３ 車止め
１４ 路面
１５ 撮像範囲
２１ 目標駐車場
２２，２３ 白線
２４，２５ 隣接駐車車両
２６ 壁
３１ 目標駐車場の映像
３２ 自車の画像
４７，４８ 白線のベクトル
４９ 白線間の距離
５１ 自車後方の映像
６１ シフトセンサー
６２ 舵角センサー
６３ 自車の画像
７１ 撮像範囲
７２ 目標縦列駐車場
７３，７４ 隣接駐車車両
７５ 壁
７６ 前方車両の後部バンパーの後縁線
７７ 後方車両の前部バンパーの前縁線
８３ 自車後方の映像
８４ 目標縦列駐車場の映像
８５ 自車の画像
【発明の属する技術分野】
本発明は運転者の駐車操作を支援する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術とその問題点】
駐車場にカメラを設置して駐車場へ乗り入れる車両を撮像し、乗り入れ方向前方に設置したモニターに駐車場へ乗り入れる車両の映像を表示し、駐車場と車両との位置関係を運転者に認識させて駐車操作を支援する装置が知られている（例えば、特開平０６−１９３３０５号公報参照）。
【０００３】
しかしながら、上述した従来の駐車支援装置では、駐車場にカメラとモニターを設置しており、これらの設備のない駐車場では利用することができない。
【０００４】
本発明の目的は、カメラとモニターが設置されていない駐車場でも駐車場と車両との位置関係の映像を表示して運転者の駐車操作を支援することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
一実施の形態の構成を示す図１または図２に対応づけて本発明を説明すると、
（１） 請求項１の発明は、車両に搭載されて駐車支援動作の開始時に目標駐車場を撮像する側方カメラ１、２と、車両に搭載されて車両後退中に車両進行方向の撮像を継続する後方カメラ３と、側方カメラ１、２で予め撮像した駐車支援動作の開始時の目標駐車場の映像と、後方カメラ３で撮像した駐車支援動作中の車両進行方向の映像とに基づいて、目標駐車場の映像上での駐車支援動作中の自車の現在位置を検出する現在位置検出手段８と、目標駐車場の映像上の自車の現在位置に自車の画像を重ねて合成する画像合成手段８と、合成画像を表示する表示手段９とを備え、これにより上記目的を達成する。
（２） 請求項２の駐車支援装置は、現在位置検出手段８は、目標駐車場の映像と車両進行方向の映像との共通の特徴点を検出する特徴点検出手段８と、両映像の共通の特徴点を重ね合わせるように、車両進行方向の映像を拡大または縮小、回転および移動する画像処理手段８と、画像処理手段８による車両進行方向の映像の拡大量または縮小量、回転量および移動量に基づいて、目標駐車場の映像上での自車の現在位置を演算する現在位置演算手段８とを有する。
（３） 請求項３の駐車支援装置は、現在位置検出手段は、目標駐車場の映像と車両進行方向の映像とを視点変換処理して車両を上から見た映像に変換する視点変換手段８を有し、視点変換処理後の映像に基づいて目標駐車場の映像上での自車の現在位置を検出する。
（４） 請求項４の駐車支援装置は、操舵角を検出する舵角検出手段６２と、現在の操舵角のままで所定距離走行した後の目標駐車場の映像上での自車の位置を推定する位置推定手段８とを備え、画像合成手段８は、目標駐車場の映像上の所定距離走行後の自車の推定位置に自車の画像を重ねて合成する。
（５） 請求項５の駐車支援装置は、画像合成手段８は、半透明または外枠のみの自車の画像を目標駐車場の映像に重ねて合成する。
（６） 請求項６の駐車支援装置は、駐車範囲を区分する白線を両映像の共通の特徴点とする。
（７） 請求項７の駐車支援装置は、縦列駐車場の隣接車両のバンパーの前縁線または後縁線を両映像の共通の特徴点とする。
【０００６】
上述した課題を解決するための手段の項では、説明を分かりやすくするために一実施の形態の図を用いたが、これにより本発明が一実施の形態に限定されるものではない。
【０００７】
【発明の効果】
（１） 請求項１および請求項２の発明によれば、車両に搭載された側方カメラにより駐車支援動作の開始時に予め目標駐車場を撮像した映像と、車両に搭載された後方カメラにより車両後退中に車両進行方向を撮像した映像とに基づいて、目標駐車場の映像上での自車の現在位置を検出し、目標駐車場の映像上の自車の現在位置に自車の画像を重ねて合成し表示するようにしたので、カメラとモニターが設置されていない駐車場に後退で進入する場合でも、視認が困難な自車後方の環境と自車との位置関係を運転者に容易に把握させることができ、運転者の駐車操作を支援することができる。
（２） 請求項３の発明によれば、目標駐車場の映像と車両進行方向の映像とを視点変換処理して車両を上から見た映像に変換し、視点変換処理後の映像に基づいて目標駐車場の映像上での自車の現在位置を検出し、目標駐車場の映像上の自車の現在位置に自車の画像を重ねて合成し表示するようにしたので、自車の現在位置を正確に検出することができる上に、自車を上から見た映像によって駐車場環境と自車との位置関係を確認できるから一目で運転者に位置関係を把握させることができる。
（３） 請求項４の発明によれば、現在の操舵角のままで所定距離走行した後の目標駐車場の映像上での自車の位置を推定し、目標駐車場の映像上の所定距離走行後の自車の推定位置に自車の画像を重ねて合成するようにしたので、このまま所定距離走行した後の自車と駐車場環境との位置関係をモニター画面上で容易に把握させることができ、車両の挙動が推測できない運転者の駐車操作を支援することができる。
（４） 請求項５の発明によれば、半透明または外枠のみの自車の画像を目標駐車場の映像に重ねて合成するようにしたので、自車が白線上にあってもモニター画面上では自車画像の下にある白線を視認でき、両映像を重ねても目標駐車場の映像の一部が見えなくなることがなく、駐車場環境と自車との位置関係をさらに見やすくすることができる。
（５） 請求項６の発明によれば、駐車範囲を区分する白線を両映像の共通の特徴点とすることによって、横並び駐車時の目標駐車場映像上での自車位置を正確に検出でき、白線で区分された駐車場へ正確に誘導できる。
（６） 請求項７の発明によれば、縦列駐車場の隣接車両のバンパーの前縁線または後縁線を両映像の共通の特徴点とすることによって、縦列駐車時の目標駐車場映像場での自車位置を正確に検出でき、隣接車両の前縁線または後縁線に接触しないように縦列駐車場へ正確に誘導できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
《発明の第１の実施の形態》
図１は第１の実施の形態の構成を示す。左側方カメラ１は車両左側のルーフに取り付けられ、車両左側周辺を撮像する。右側方カメラ２は車両右側のルーフに取り付けられ、車両右側周辺を撮像する。さらに、後方カメラ３は車両後部に取り付けられ、車両後方周辺を撮像する。イグニッションスイッチ４は、車両のイグニッションキーがON位置またはSTART位置に設定されるとオンする。キャンセルスイッチ５は、駐車場と車両との位置関係をモニター９に表示して運転者の駐車操作を支援する機能を強制的に終了させるためのスイッチである。
【０００９】
左側駐車開始スイッチ６は、車両進行方向左側の駐車場に駐車するときに駐車支援動作を開始させるためのスイッチである。運転者によりこのスイッチ６が操作されたときは、左側方カメラ１で車両左側周辺を撮像し、撮像した映像をコントローラー８のメモリ８ｂに記憶する。また、右側駐車開始スイッチ７は、車両進行方向右側の駐車場に駐車するときに駐車支援動作を開始させるためのスイッチである。運転者によりこのスイッチ７が操作されたときは、右側方カメラ２で車両右側周辺を撮像し、撮像した映像をコントローラー８のメモリ８ｂに記憶する。
【００１０】
この実施の形態では、左側駐車開始スイッチ６または右側駐車開始スイッチ７が操作されると駐車支援動作を開始し、イグニッションスイッチ４がオフされると駐車支援動作を終了する。なお、駐車支援動作中にキャンセルスイッチ５が操作されると駐車支援動作を中止し、駐車支援動作を開始する前の動作、例えばモニター９に道路地図を表示するナビゲーション動作などを再開する。
【００１１】
コントローラー８は、マイクロコンピューター８ａとメモリ８ｂなどの周辺部品を備え、後述する制御プログラムを実行して駐車支援処理を行い、駐車場と車両との位置関係を表す映像をモニター９に表示する。
【００１２】
図２は車両を進行方向左側の駐車場に横付けした状態を上から見た図であり、（ａ）は車両への左側方カメラ１の取り付け位置を示し、（ｂ）はそのカメラ１による撮像範囲を示す。左側方カメラ１を車両１０の左側ルーフ内に、車両左側周辺を見下ろす角度で取り付けると、車両左側周辺の範囲１１を撮像することができる。なお、１３は車止めである。
【００１３】
車両進行方向左側の駐車場１２に駐車するときは、左側方カメラ１の正面に駐車目標の駐車場１２が来る位置でいったん停車し、運転者が左側駐車開始スイッチ６を操作する。これにより、車両左側周辺の範囲１１が撮像されて駐車支援動作が開始される。
【００１４】
なお、図示を省略するが、右側方カメラ２は、左側方カメラ１と左右対称の位置に取り付けられ、車両右側周辺を撮像する。車両進行方向右側の駐車場に駐車するときは、右側方カメラ２の正面に駐車目標の駐車場が来る位置でいったん停車し、運転者が右側駐車開始スイッチ７を操作する。これにより、車両右側周辺の映像が撮像されて駐車支援動作が開始される。
【００１５】
図３は後方カメラ３の取り付け位置とその撮像範囲を示す図であり、（ａ）は車両１０を横から見た図を示し、（ｂ）は車両１０を上から見た図を示す。後方カメラ３を、（ａ）に示すようにその映像の中に車両１０が写り込まない位置および角度で車両後方の路面１４に向けて取り付けると、（ｂ）に示す車両後方路面の範囲１５を撮像することができる。
【００１６】
図４〜図６は、第１の実施の形態の駐車支援制御プログラムを示すフローチャートである。これらのフローチャートにより、第１の実施の形態の駐車支援動作を説明する。コントローラー８のマイクロコンピューター８ａは、左側駐車開始スイッチ６または右側駐車開始スイッチ７が操作されると、図４に示す制御プログラムの実行を開始する。
【００１７】
ステップ１で右側駐車開始スイッチ７の操作を確認し、右側駐車開始スイッチ７が押されたらステップ３へ進み、右側方カメラ２で車両右側周辺を撮像してその映像をメモリ８ｂに取り込む。一方、右側駐車開始スイッチ７が操作されていないときはステップ２へ進み、左側駐車開始スイッチ６の操作を確認する。左側駐車開始スイッチ６が押されたらステップ４へ進み、左側方カメラ１で車両左側周辺を撮像してその映像をメモリ８ｂに取り込む。
【００１８】
図７は左側方カメラ１で進行方向左側の目標駐車場を撮像した映像を示す。目標駐車場２１の左右には駐車範囲を区分する白線２２，２３が引かれており、両隣の駐車場には他の車両２４，２５が駐車されている。駐車場の奥には壁２６に接触しないように車止め１３が設置されている。なお、右側方カメラ２で進行方向右側にある駐車場を撮像した映像も同様であるから、図示と説明を省略する。
【００１９】
車両右側または左側の目標駐車場を撮像した後のステップ５において、映像の視点変換（座標変換）処理を行って目標駐車場の映像を車両を上から見た映像に変換する。
【００２０】
ここで、視点変換処理について説明する。図８に示すように、３次元空間上の任意の位置Ｃr（Ｘr，Ｙr，Ｚr）に設置した実際のカメラにより撮像した映像Ｐrを、任意の位置Ｃv（Ｘv，Ｙv，Ｚv）に設置した仮想カメラの映像Ｐvに変換する例を説明する。ここで、２台のカメラは１点で映像を取り込むピンホールカメラとする。また、映像Ｐr、Ｐvは少なくともカメラの向きを示すベクトルＬr、Ｌvと垂直であれば、位置は画像の大きさに応じて任意の位置に設定することができる。画像が大きい場合はより後方に設定し、画像が小さい場合はより前方に設定するのが望ましい。
【００２１】
撮像映像Ｐrを映像Ｐvに変換する手順を説明する。まず、映像Ｐv上の任意の位置に点Ｉvを設定し、点Ｉvと点Ｃvとを結ぶ直線がＸ−Ｚ平面と交差する点Ｉzを求める。なお、点Ｉvと点Ｃvとを結ぶ直線がＸ−Ｚ平面と交差しない場合は、点Ｉvが実カメラの撮像範囲外にあることを示すために点Ｉvの画素の色を所定の色とする。
【００２２】
次に、点Ｉzと点Ｃrとを結ぶ直線がＰr面と交差する点Ｉrを求め、点Ｉrの画素の色を点Ｉvの画素の色と同一色とする。なお、点Ｉzと点Ｃrとを結ぶ直線がＰr面と交差しない場合には、点Ｉrが実カメラの撮像範囲外にあることを示すために点Ｉrの画素の色を所定の色とする。映像Ｐr上のすべての点の画素の色を決定するまで上述した処理を繰り返す。
【００２３】
図９は、図８に示す実カメラ映像と仮想カメラ映像との位置関係を横から見たＹ−Ｚ平面と上から見たＸ−Ｚ平面に展開した図である。実カメラ位置Ｃrの中心線がＺ軸と交差する点Ｚctrは、
【数１】
Ｚctr＝Ｙr・tan（θr）
である。ここで、θrは実カメラのＸ−Ｚ平面に対する傾き角である。実カメラの映像ＰrのＹ−Ｚ平面による断面を通る直線Ｑrxyは、実カメラの中心線（ＣrとＺctrを通る傾き１／tan（θr）の直線）と直交し、映像Ｐrの下端の座標点（Ｙps，Ｚps）を通ることから、
【数２】
Ｙ＝−tan（θr）・Ｚ＋tan（θr）・Ｚps＋Ｙps
で表される。
【００２４】
仮想カメラの映像Ｐv上の点Ｉvと仮想カメラ位置Ｃvとを通る直線がＺ軸と交わる点Ｉzを求め、次にこの点Ｉzと実カメラ位置Ｃrとを通る直線が数式２に示す直線Ｑrxyと交差する点ＩrのＹ−Ｚ座標を求める。Ｘ−Ｚ平面についてもＹ−Ｚ平面と同様に点ＩrのＸ−Ｚ座標を求める。そして、仮想カメラ映像Ｐv上の点Ｉvの画素の色を実カメラ映像Ｐr上の点Ｉvの画素を色と同一色とし、仮想カメラ映像Ｐv上のすべての点に対して上記処理を行う。
【００２５】
図１０は、図７に示す車両左側の目標駐車場映像に視点変換処理を行って車両の上から見た映像に変換した映像を示す。図１０に示す視点変換後の映像において、２１’、２２’，２３’、２４’，２５’、１３’はそれぞれ、図７に示す変換前の映像の駐車場２１、白線２２，２３、隣接駐車車両２４，２５、車止め１３である。なお、隣接駐車車両２４，２５のような立体的な物体の映像を、上から見た立体的な物体の映像に視点変換することはできないが、少なくとも障害物であることを認識できる映像に変換することができる。２８，２９は変換前に映像がなかった部分である。
【００２６】
視点変換処理後の図４のステップ６において、イグニッションスイッチ４およびキャンセルスイッチ５の状態を確認する。イグニッションスイッチ４がオフしたとき、あるいはキャンセルスイッチ４がオンしたときは駐車支援処理を終了する。そうでなければステップ８へ進み、駐車支援処理を続ける。
【００２７】
ステップ８では後方カメラ３から車両後方の映像を取り込み、続くステップ９で上述した視点変換処理によって車両後方の映像を車両を上から見た映像に変換する。この視点変換処理は上述した手順と同様であり説明を省略する。ステップ１０で図５に示すサブルーチンを実行し、目標駐車場の映像と車両後方の映像とに基づいて目標駐車場の映像上での自車の現在位置を検出する。図５に示すサブルーチンの処理については後述する。
【００２８】
図１１は、説明のために目標駐車場への進入途中の車両１０と、車両後方の撮像範囲１５と、視点変換処理後の目標駐車場の映像３１とを重ねて示した図である。なお、目標駐車場の映像上での自車位置を見やすくするために、目標駐車場の映像３１の天地を視点変換処理後の目標駐車場の映像（図１０）の天地と逆にして示す。
【００２９】
ステップ１１において目標駐車場の映像上での自車位置を検出できたかどうか確認し、確認できなかった場合はステップ６へ戻り、上述した処理を繰り返す。一方、自車位置が確認できた場合はステップ１２へ進み、図１２に示すように目標駐車場の映像３１上の自車の現在位置に自車画像３２を重ねて合成し、続くステップ１３で合成映像をモニター９に表示して運転者の駐車操作を支援する。運転者はこの映像を見ながら後退することにより、視認しずらい車両後方の環境と自車との位置関係を容易に認識することができ、後退による駐車操作が容易になる。
【００３０】
次に、図５のサブルーチンにより、目標駐車場の映像上で自車位置を検出する処理を説明する。ステップ２１において、図１０に示す目標駐車場の映像から２個の特徴点を検出する。ここでは、駐車範囲を区分するための左右の２本の白線を特徴点として検出する例を説明する。
【００３１】
図１３は２本の白線が含まれる映像例を示し、この図によりこれらの白線を特徴点として検出する方法を説明する。映像上の左から右への走査４０を、適当な間隔で上から下へ順次行う。走査中に白色でない画素から白色画素に変わる点４１を検出し、次に白色画素から白色でない画素に変わる点４２を検出する。さらに、点４１から点４２までの線分４３の中心点４４を算出し、メモリ８ｂに記憶する。以上の処理を映像の上から下まで繰り返す。そして、白線の中心点を通る線４５の延長線が白色でない画素と交差する点４６を検出し、２本の白線のベクトル４７，４８を求める。
【００３２】
図５のステップ２２において、視点変換処理後の車両後方映像に対しても上述した特徴点検出方法により２本の白線があるかどうかを調べ、２本の白線がなければ処理を終了して図４の制御プログラムへリターンする。車両後方映像に２本の白線が検出されたらステップ２４へ進み、図６に示すサブルーチンを実行して後方カメラ３の映像、すなわち自車後方の映像を拡大または縮小、回転、移動させて目標駐車場映像と共通の２つの特徴点、すなわち２本の白線を重ね合わせる。
【００３３】
図６のステップ３１において、目標駐車場の映像上で特徴点間の距離、すなわち２本の白線ベクトル４７，４８の間の距離４９（図１３参照）を計測する。次に、ステップ３２で後方カメラ３の自車後方映像上で特徴点間の距離、すなわち２本の白線間の距離を計測する。ステップ３３では、自車後方の映像を拡大または縮小して２本の白線間の距離を、目標駐車場の映像上での２本の白線間の距離に一致させる。
【００３４】
ステップ３４で、図１４に示すように、目標駐車場の映像３１上での２本の白線ベクトル４７，４８と、自車後方の映像５１上での２本の白線ベクトルとが平行になるように、自車後方の映像５１を回転させる。さらにステップ３５で自車後方の映像５１をＸ軸およびＹ軸方向に移動させて、２つの映像３１，５１の２つの特徴点を重ね合わせることができるか、すなわち２つの映像３１，５１の２本の白線ベクトルがそれぞれ重なるかどうかを確認する。２つの映像３１，５１の２本の白線ベクトルが重ならない場合は処理を終了して図５のサブルーチンへリターンし、重なる場合はステップ３６へ進む。ステップ３６では自車後方の映像５１の拡大量または縮小量、回転量および移動量をメモリ８ｂに記憶し、処理を終了して図５のサブルーチンへリターンする。
【００３５】
なお、図１５に示すように、目標駐車場の映像３１と自車後方の映像５１の各特徴点を一致させる際に、車両の移動量と操舵角を検出して初期位置５２からの移動軌跡５３と現在位置５４を常に演算することによって、２つの映像３１と５１のおおよその位置関係が把握できるので、特徴点を重ね合わせる処理を短時間で行うことができる。
【００３６】
このように、この第１の実施の形態によれば、目標駐車場の映像と自車の進行方向の映像、すなわち自車後方の映像との共通の特徴点、すなわち白線を検出し、目標駐車場の映像に対して自車後方の映像を縮小または拡大、回転、移動することによって両映像の白線を重ね合わせ、自車後方の映像の縮小量または拡大量、回転量および移動量により目標駐車場の映像上での自車の現在位置を検出し、目標駐車場の映像上の自車の現在位置に自車の画像を重ねて表示するようにしたので、カメラとモニターが設置されていない駐車場に後退で進入する場合でも、視認が困難な自車後方の環境と自車との位置関係を運転者に容易に把握させることができ、運転者の駐車操作を支援することができる。
【００３７】
《発明の第２の実施の形態》
現在の操舵角のままで所定距離移動後の自車位置を推定し、目標駐車場の映像に推定自車位置の画像を重ねて表示することによって、車両の挙動が推測できない運転者の駐車操作を支援するようにした第２の実施の形態を説明する。
【００３８】
図１６は第２の実施の形態の構成を示す。なお、図１に示す機器と同様な機器に対しては同一の符号を付して相違点を中心に説明する。この第２の実施の形態は、図１に示す第１の実施の形態の構成にシフトセンサー６１と舵角センサー６２を加えたものである。シフトセンサー６１は変速機のシフトレバー（不図示）のパーキング位置への設定操作を検出し、舵角センサー６２は操舵輪の舵角を検出する。
【００３９】
上述した第１の実施の形態では、目標駐車場の映像と自車後方の映像との共通の特徴点を検出し、目標駐車場の映像に対して自車後方の映像を縮小または拡大、回転、移動することによって両映像の共通の特徴点を重ね合わせ、自車後方の映像の縮小量または拡大量、回転量および移動量により目標駐車場の映像上での自車の現在位置を検出し、目標駐車場の映像上の自車の現在位置に自車の画像を重ねて表示した。この第２の実施の形態では、上述した第１の実施の形態の処理に加え、図１７に示す所定距離移動後の自車位置の推定と、その推定位置への自車画像の表示処理とを実行する。
【００４０】
ステップ４１において、シフトセンサー６１からシフトレバー位置の情報を、舵角センサー６２から操舵角の情報をそれぞれ入力する。続くステップ４２でシフトレバーがパーキング位置に設定されているかどうかを確認し、パーキング位置に設定されているときは車両の移動はないから処理を終了する。パーキング位置に設定されていないときはステップ４３へ進み、現在の操舵角のままで予め設定した距離だけ進んだと仮定した場合の自車位置を推定演算する。そして、ステップ４４で目標駐車場の映像上の自車の推定位置に自車の画像を重ねて合成し、合成した映像をモニター９に表示する。
【００４１】
図１８は第２の実施の形態によるモニター映像例である。上述した第１の実施の形態によって目標駐車場の映像３１上の自車の現在位置に自車の画像３２を表示した後、この第２の実施の形態によって所定距離移動後の自車の推定位置に自車の画像６３をさらに重ねて表示する。なお、現在の自車位置から所定距離移動後の自車の推定位置までの自車の移動軌跡を重ねて表示するようにしてもよい。
【００４２】
このように、第２の実施の形態によれば、現在の操舵角のままで所定距離走行した後の目標駐車場の映像上での自車の位置を推定し、目標駐車場の映像上の自車の推定位置に自車の画像を合成して表示するようにしたので、このまま所定距離走行した後の自車と駐車場環境との位置関係をモニター画面上で容易に把握することができ、車両の挙動が推測できない運転者の駐車操作を支援することができる。
【００４３】
なお、上述した第１および第２の実施の形態では、目標駐車場の映像と自車後方の映像からそれぞれ白線を特徴点として検出し、それらを重ね合わせる例を示したが、映像の特徴点は白線に限定されず、例えば駐車場の車止めや隣接する駐車車両を特徴点としてもよい。
【００４４】
《発明の第３の実施の形態》
縦列駐車時に、目標縦列駐車場の映像上での自車の現在位置に自車の画像を重ねて表示するようにした第３の実施の形態を説明する。
【００４５】
この第３の実施の形態の構成は図１に示す第１の実施の形態の構成と同様であり、図示と説明を省略する。また、この第３の実施の形態の動作は、図４に示す駐車支援制御プログラムのステップ１０において図１９に示すサブルーチンを実行する点のみが第１の実施の形態と相違するので、この相違点を中心に第３の実施の形態の動作を説明する。
【００４６】
この第３の実施の形態では自車の左側方の目標駐車場へ縦列駐車する場合を例に上げて説明する。図２０は、車両を進行方向左側の目標縦列駐車場に横付けした状態を上から見た図である。縦列駐車の場合の撮像範囲７１は、上述した第１および第２の実施の形態の横並びの駐車の場合よりも画角の広いレンズを用いて広い範囲を撮像する必要がある。左側方カメラ１Ａはズームレンズを備えており、ズームレンズを広角側に設定して広い範囲７１を撮像する。目標縦列駐車場７２の前後にはすでに他の車両７３，７４が駐車されている。なお、７５は壁である。
【００４７】
進行方向左側の縦列駐車場に駐車するときは、左側方カメラ１Ａの正面に目標縦列駐車場７２が来る位置でいったん停車し、運転者が左側駐車開始スイッチ６を操作する。これにより、駐車支援動作が開始され、車両左側周辺の範囲７１の映像が撮像されて上述した視点変換処理が行われる。これらの処理は上述した図４のステップ２，４，５の処理に相当する。
【００４８】
図２１は、図２０に示す撮像範囲７１の映像を上述した視点変換（座標変換）処理した映像を示す。図２１に示す視点変換後の映像において、７６は前方隣接車両７３の後部バンパー、７７は後方隣接車両７４の前部バンパー、７５’は壁、７８，７９は変換前に映像がなかった部分である。なお、上述したように、隣接駐車車両７３，７４のような立体的な物体の映像を、上から見た立体的な物体の映像に視点変換することはできないが、少なくとも障害物であることを認識できる映像に変換することができる。
【００４９】
図２２は後方カメラ３の撮像範囲を示す図である。後方カメラ３の取り付け位置は上述した第１の実施の形態と同様であり、自車後方の範囲１５を撮像する。また、図２３は、図２２に示す撮像範囲１５の映像を視点変換処理した映像を示す。図２３において、７７は後方駐車車両７４の前部バンパーであり、８１，８２は変換前に映像がなかった部分である。なお、自車後方の撮像と撮像映像の視点変換処理は上述した図４のステップ８，９の処理に相当する。
【００５０】
この第３の実施の形態では、図４に示す駐車支援制御プログラムのステップ１０において図１９に示すサブルーチンを実行し、目標縦列駐車場の映像と車両後方の映像に基づいて目標縦列駐車場の映像上での自車の現在位置を検出する。この実施の形態では、後方駐車車両７４の前部バンパー７７の前縁線を、目標縦列駐車場の映像と自車後方の映像との共通の特徴点とする。
【００５１】
図１９のステップ５１において、図２１に示す視点変換処理後の目標縦列駐車場の映像から、後方駐車車両７４の前部バンパー７７の前縁線を検出する。
【００５２】
ここで、隣接駐車車両７３，７４のバンパー７６，７７の前縁線および後縁線を検出する方法について説明する。まず、図２１に示す視点変換処理後の目標縦列駐車場の映像において各画素の色の頻度分布を調べ、映像中で最も頻度の多い色を道路面の色とする。次に、視点変換処理後の映像から縦方向エッジを抽出し、その中から路面色またはそれに近い色のエッジを除く。そして、映像の左右周辺部で最も長い縦方向のエッジ列を隣接車両７３，７４のバンパー７６，７７の前縁線または後縁線であるとする。
【００５３】
次にステップ５２で、図２３に示す視点変換処理後の自車後方映像から、上述した方法により後方駐車車両７４のバンパー７７の前縁線を検出する。バンパー７７の前縁線が検出できなければ処理を終了し、検出できたらステップ５３へ進む。ステップ５３では、図２４に示すように、自車後方映像８３の後方車両バンパー７７の前縁線と、目標縦列駐車場の映像８４の後方車両バンパー７７の前縁線とを重ね合わせるために、自車後方の映像を拡大または縮小、回転、移動する。
【００５４】
ステップ５４で、自車後方映像の後方車両バンパー７７の前縁線と、目標縦列駐車場映像の後方車両バンパー７７の前縁線とを重ね合わせることができたかどうかを確認し、重ね合わせることができなければ処理を終了し、重ね合わせることができたらステップ５５へ進む。ステップ５５では、自車後方映像の拡大量または縮小量、回転量および移動量に基づいて、目標縦列駐車場の映像８４上での自車の現在位置を検出する。その後、図４のステップ１１へリターンする。
【００５５】
リターン後の図４のステップ１１において、目標縦列駐車場の映像８４上での自車の現在位置を検出できたかどうか確認し、確認できなかった場合はステップ６へ戻り、上述した処理を繰り返す。一方、自車の現在位置が確認できた場合はステップ１２へ進み、図２５に示すように目標縦列駐車場の映像８４上の自車の現在位置に自車画像８５を重ねて合成し、続くステップ１３で合成映像をモニター９に表示して運転者の駐車操作を支援する。運転者はこの映像を見ながら後退することによって、視認しずらい車両後方の環境と自車との位置関係を容易に把握することができ、後退による縦列駐車操作が容易になる。
【００５６】
このように、この第３の実施の形態によれば、目標縦列駐車場の映像と自車後方の映像との共通の特徴点、すなわち後方車両バンパーの前縁線を検出し、目標縦列駐車場の映像に対して自車後方の映像を縮小または拡大、回転、移動することによって両映像の後方車両バンパーの前縁線を重ね合わせ、自車後方の映像の縮小量または拡大量、回転量および移動量により目標縦列駐車場の映像上での自車の現在位置を検出し、目標縦列駐車場の映像上の自車の現在位置に自車画像を重ねて表示するようにしたので、縦列駐車場に後退で進入する場合でも、視認が困難な自車後方の環境と自車との位置関係を容易に把握させることができ、運転者の駐車操作を支援することができる。
【００５７】
なお、上述した一実施の形態では、目標駐車場の映像の自車の現在位置または推定位置に、自車の画像を表示する例を示したが、自車画像を半透明の画像または外枠のみの画像にすることによって、例えば自車が白線上にあってもモニター画面上では自車画像の下にある白線を視認でき、２つの映像を重ねても目標駐車場の映像の一部が見えなくなることがなく、車両後方環境と自車との位置関係をさらに見やすくすることができる。
【００５８】
また、上述した一実施の形態では、自車の左右側方に設置したカメラで目標駐車場を撮像するとともに、自車後部に設置したカメラで自車後方を撮像し、両カメラの映像に基づいて目標駐車場の映像上での自車の現在位置を検出する例を示したが、目標駐車場の映像は一度撮像して画像メモリに記憶しておけばよいから、自車後部に設置した１台のカメラで目標駐車場と自車後方とを撮像するようにしてもよい。
【００５９】
上述した一実施の形態では、後退しながら駐車場に進入する例を示したが、車両前部にカメラを設置して前進しながら駐車場に進入する場合にも本発明を適用することができる。例えば、大型トラックやバスなどの運転室が高い位置にある車両では、車両のすぐ前の道路環境が視認しにくいので、本発明を適用すると上述した一実施の形態と同様な効果が得られる。
【００６０】
さらに、上述した一実施の形態では、座標変換により車両の上から見た映像に変換した後の目標駐車場の映像と自車後方の映像とに基づいて目標駐車場の映像上での自車の現在位置を検出し、自車位置に自車画像を重ねて合成し表示する例を示したが、座標変換を行わず、カメラで撮像した目標駐車場の映像と自車後方の映像とに基づいて目標駐車場の映像上での自車の現在位置を検出し、自車位置に自車画像を重ねて合成し表示するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１の実施の形態の構成を示す図である。
【図２】 車両を進行方向左側の駐車場に横付けした状態を上から見た図である。
【図３】 後方カメラの取り付け位置とその撮像範囲を示す図である。
【図４】 第１の実施の形態の駐車支援制御プログラムを示すフローチャートである。
【図５】 図４に続く、第１の実施の形態の駐車支援制御プログラムを示すフローチャートである。
【図６】 図５に続く、第１の実施の形態の駐車支援制御プログラムを示すフローチャートである。
【図７】 左側方カメラで駐車目標の進行方向左側の駐車場を撮像した映像を示す図である。
【図８】 視点変換（座標変換）処理を説明するための図である。
【図９】 図８に示す実カメラ映像と仮想カメラ映像との位置関係を横から見たＹ−Ｚ平面と上から見たＸ−Ｚ平面に展開した図である。
【図１０】 図７に示す車両左側駐車場の映像に視点変換処理を行って車両の上から見た映像に変換した映像を示す図である。
【図１１】 説明のために目標駐車場への進入途中の車両と、車両後方の撮像範囲と、目標駐車場の映像とを重ねて示した図である。
【図１２】 目標駐車場の映像に自車画像を重ねて合成した映像例を示す図である。
【図１３】 ２本の白線を含む映像からこれらの白線を特徴点として検出する方法を説明するための図である。
【図１４】 目標駐車場の映像の特徴点と自車後方の映像の特徴点とを一致させる方法を説明するための図である。
【図１５】 目標駐車場の映像の特徴点と自車後方の映像の特徴点とを短時間で一致させる変形例の方法を説明するための図である。
【図１６】 第２の実施の形態の構成を示す図である。
【図１７】 第２の実施の形態の所定距離移動後の自車位置の推定と推定自車位置の表示処理を示すフローチャートである。
【図１８】 第２の実施の形態の表示例を示す図である。
【図１９】 第３の実施の形態の目標縦列駐車場の映像上での自車位置を検出するサブルーチンを示すフローチャートである。
【図２０】 車両を進行方向左側の縦列駐車場に横付けした状態を上から見た図である。
【図２１】 図２０に示す撮像範囲の映像を視点変換処理した目標縦列駐車場の映像を示す図である。
【図２２】 後方カメラの取り付け位置とその撮像範囲を示す図である。
【図２３】 図２２に示す撮像範囲の映像を視点変換処理した車両後方の映像を示す図である。
【図２４】 目標縦列駐車場映像と自車後方映像との共通の特徴点を一致させる方法を説明するための図である。
【図２５】 目標縦列駐車場の映像上の自車の現在位置に自車の画像を重ねて合成した映像を示す図である。
【符号の説明】
１，１Ａ 左側方カメラ
２ 右側方カメラ
３ 後方カメラ
４ イグニッションスイッチ
５ キャンセルスイッチ
６ 左側駐車開始スイッチ
７ 右側駐車開始スイッチ
８ コントローラー
８ａ マイクロコンピューター
８ｂ メモリ
９ モニター
１０ 車両
１１ 撮像範囲
１２ 駐車場
１３ 車止め
１４ 路面
１５ 撮像範囲
２１ 目標駐車場
２２，２３ 白線
２４，２５ 隣接駐車車両
２６ 壁
３１ 目標駐車場の映像
３２ 自車の画像
４７，４８ 白線のベクトル
４９ 白線間の距離
５１ 自車後方の映像
６１ シフトセンサー
６２ 舵角センサー
６３ 自車の画像
７１ 撮像範囲
７２ 目標縦列駐車場
７３，７４ 隣接駐車車両
７５ 壁
７６ 前方車両の後部バンパーの後縁線
７７ 後方車両の前部バンパーの前縁線
８３ 自車後方の映像
８４ 目標縦列駐車場の映像
８５ 自車の画像
Claims (7)
- 車両に搭載されて駐車支援動作の開始時に目標駐車場を撮像する側方カメラと、
車両に搭載されて車両後退中に車両進行方向の撮像を継続する後方カメラと、
前記側方カメラで予め撮像した前記駐車支援動作の開始時の目標駐車場の映像と、前記後方カメラで撮像した車両後退中の車両進行方向の映像とに基づいて、前記目標駐車場の映像上での車両後退中の自車の現在位置を検出する現在位置検出手段と、
前記目標駐車場の映像上の前記自車の現在位置に自車の画像を重ねて合成する画像合成手段と、
前記合成画像を表示する表示手段とを備えることを特徴とする駐車支援装置。 - 請求項１に記載の駐車支援装置において、
前記現在位置検出手段は、前記目標駐車場の映像と前記車両進行方向の映像との共通の特徴点を検出する特徴点検出手段と、
前記両映像の共通の特徴点を重ね合わせるように、前記車両進行方向の映像を拡大または縮小、回転および移動する画像処理手段と、
前記画像処理手段による前記車両進行方向の映像の拡大量または縮小量、回転量および移動量に基づいて、前記目標駐車場の映像上での自車の現在位置を演算する現在位置演算手段とを有することを特徴とする駐車支援装置。 - 請求項２に記載の駐車支援装置において、
前記現在位置検出手段は、前記目標駐車場の映像と前記車両進行方向の映像とを視点変換処理して車両を上から見た映像に変換する視点変換手段を有し、
視点変換処理後の映像に基づいて前記目標駐車場の映像上での自車の現在位置を検出することを特徴とする駐車支援装置。 - 請求項１〜３のいずれか１項に記載の駐車支援装置において、
操舵角を検出する舵角検出手段と、
現在の操舵角のままで所定距離走行した後の前記目標駐車場の映像上での自車の位置を推定する位置推定手段とを備え、
前記画像合成手段は、前記目標駐車場の映像上の前記所定距離走行後の自車の推定位置に自車の画像を重ねて合成することを特徴とする駐車支援装置。 - 請求項１〜４のいずれか１項に記載の駐車支援装置において、
前記画像合成手段は、半透明または外枠のみの自車の画像を前記目標駐車場の映像に重ねて合成することを特徴とする駐車支援装置。 - 請求項２〜５のいずれか１項に記載の駐車支援装置において、
駐車範囲を区分する白線を前記両映像の共通の特徴点とすることを特徴とする駐車支援装置。 - 請求項２〜５のいずれか１項に記載の駐車支援装置において、
縦列駐車場の隣接車両のバンパーの前縁線または後縁線を前記両映像の共通の特徴点とすることを特徴とする駐車支援装置。
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