JP4342146B2 - 駐車補助装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駐車補助装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両の進行方向の風景をカメラにて撮影した画像を車室内のモニタ画面に表示し、運転者の駐車時の操作を補助する駐車補助装置としては、例えば特開平１１−３３４４７０号公報に記載されたものがある。この公報に記載された駐車補助装置は、操舵装置の舵角に応じた走行予想軌跡をモニタ画面に重畳描画して、駐車時の操作を補助するものである。すなわち、運転者は、後方画像の駐車枠や駐車車両などとともに上記走行予想軌跡を参照して所要位置に駐車できるように操舵装置等を操作し、あるいは補助装置の指示に従って駐車動作を行う。
【０００３】
上記した駐車補助装置は、モニタの画面上に後方画像とに重畳させて走行予想軌跡を表示させるものであり、特に、駐車操作に不慣れな運転者に対して駐車操作時の補助を行うことで通常の車庫入れ等において車庫入れをし易くする等の点で有効である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような駐車補助装置に従って車両を操作しても駐車目標位置への正しい駐車が行えず、例えば当該駐車枠に収まりきれずに車両の姿勢が駐車枠に対して斜めの状態でその動作が完了したりすることがあった。従って、このような場合には車両の操作が無駄になってしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、車両の操作前に予め車両の駐車可否判断を行うことができる駐車補助装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、自車両からの視界内画像を画像取得手段から得て車室内に設けられたモニタ画面に表示する表示手段と、前記モニタ画面上において前記自車両を駐車する目標駐車位置及び該目標駐車位置における車両の向きを入力する入力手段と、前記入力手段を通じて設定された目標駐車位置と前記自車両の現在の車両位置との相対的な位置関係を検出するとともに、前記自車両の現在の車両位置における進行方向と前記目標駐車位置における車両の向きとの傾きを検出する検出手段と、前記相対的な位置関係と前記傾きとに基づいて前記自車両が車両の１回の旋回と直進との組み合わせによって前記自車両を現在の車両位置から前記目標駐車位置に駐車可能かどうかを判断する判断手段とを備え、前記判断手段は、前記自車両の現在の車両位置における向きに基づいて左右方向を、その左右方向のうち前記目標駐車位置が存在する側を正の領域とするＸ軸、前後方向をＺ軸とする座標系において、前記自車両の現在の車両位置を原点とし、前記目標駐車位置の座標を設定するとともに前記傾きを駐車角度として設定し、前記目標駐車位置の座標からＺ軸に対して前記駐車角度をなす方向に伸ばした直線とＸ軸との交点がＸ軸の負の領域となる場合であり、かつ、Ｘ軸上であって原点から正の側に最小旋回半径だけ移動した点と、前記目標駐車位置に到達するために車両の旋回後に行われる直進操作の距離だけ前記目標駐車位置から直進した位置である旋回操作終了点との距離が前記自車両の最小旋回半径より大きい場合であり、かつ、Ｘ軸上であって原点から正の側に最小旋回半径だけ移動した点と前記旋回操作終了点とを結ぶ直線とＸ軸とがなす角度が前記駐車角度以上の角度である場合に前記自車両を現在の車両位置から前記目標駐車位置に駐車可能であると判断するようにした。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記判断手段による前記駐車可否の判断結果を報知する報知手段を備えた。
【００１１】
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、運転者が自車両を操作する前に目的とする駐車位置に自車両を駐車することができるかどうかが判断される。
【００１２】
また、請求項１に記載の発明によれば、それぞれの車両の旋回性能に応じて正確な駐車可否判断が行われるとともに、並列駐車の操作を実際に行う前に必要最小限の操作による駐車可否判断が行われる。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、乗員には目標駐車位置への駐車可否判断の結果が知らされる。
【００１５】
【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１０に従って説明する。
図１に示すように、車両１には、駐車補助装置２が搭載されている。駐車補助装置２は、カメラ（ＣＣＤカメラ）１１、ステアリングホイール１２、舵角センサ１３、駐車目標位置入力スイッチ１４、駐車スイッチ１５、ヨーレートセンサ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。
【００１６】
カメラ１１は、画像取得手段として機能しており車両１の駐車時には進行方向となる後方視界内の風景を撮影した画像データを出力する。カメラ１１は、例えば車両１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。
【００１７】
舵角センサ１３は、ステアリングホイール１２の舵角を検出するセンサであって、例えば同ステアリングホイール１２の内部に設けられている。
駐車目標位置入力スイッチ１４は、駐車目標位置入力手段として機能しており、駐車目標位置を設定するために設けられている。駐車目標位置入力スイッチ１４は、乗員の操作に応じた信号をコントローラ２０に送信する。
【００１８】
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。この駐車スイッチ１５は、駐車様式に対応して選択可能な２つのモードスイッチ、すなわち並列駐車（車庫入れ）における駐車アシスト機能を動作させる並列駐車モードスイッチ１５ａ及び縦列駐車における駐車アシスト機能を動作させる縦列駐車モードスイッチ１５ｂを有している（図２参照）。
【００１９】
ヨーレートセンサ１６は、車両１の旋回に伴う車両角度の変化として同車両１の鉛直軸方向の回転角速度を検出する。
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１の後方画像（生画像）とともに駐車目標位置入力スイッチ１４により入力された駐車目標位置を表す停止位置マーカ３１（図６参照）のグラフィック画像が併せ表示される。
【００２０】
報知手段としてのスピーカ１８からは、後述する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、スイッチ及びセンサ等１３〜１６からの入力信号に基づき上記モニタ画面１７に車両１の後方画像及び目標駐車枠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。
【００２１】
また、コントローラ２０は、駐車目標位置入力スイッチ１４からの信号に基づいて設定した駐車目標位置と、車両１の位置との相対的な位置関係を検出し、該検出結果に基づいて車両１が駐車目標位置に駐車可能か否かを判断する。即ち、コントローラ２０は、入力手段、検出手段及び判断手段を構成する。
【００２２】
図２は、駐車補助装置２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２はそれを制御するコントローラ２０を備え、該コントローラ２０は、その中枢部となるＣＰＵ（中央演算装置）２１、描画回路２２、スーパーインポーズ回路２３、同期分離回路２４、音声合成回路２５を備えている。ＣＰＵ２１は、入力手段、判断手段及び検出手段として機能しておりその内部で様々な演算を行っている。ＣＰＵ２１は、駐車目標位置入力スイッチ１４により入力された駐車目標位置を基に駐車可否判断を行っている。
【００２３】
グラフィックス描画回路２２は、モニタ画面１７にグラフィックスを描画している。スーパーインポーズ回路２３は、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ている。同期分離回路２４は、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へ供給している。音声合成回路２５は、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している。
【００２４】
次に、実際に運転者が並列駐車を行うために駐車スイッチの並列駐車モードスイッチを作動させた時に行われるＣＰＵ２１内部の演算について説明する。
運転者が並列駐車モードスイッチ１５ａを作動させると、モニタ画面１７には図６に示すように並列駐車モードの目標駐車位置の入力画面３０が表示される。入力画面３０には駐車目標位置入力スイッチ１４及び駐車目標位置を表す停止位置マーカ３１が表示されている。駐車目標位置入力スイッチ１４は、上下左右の各方向を向いた矢印１４ａ〜１４ｄ及び両方向への回転を表す矢印１４ｅ，１４ｆによって構成されている。停止位置マーカ３１は、車両１の目標駐車位置を表しており、略四角形状をなしている。停止位置マーカ３１は、入力画面３０内で移動可能に設定されており、矢印１４ａ〜１４ｆによってその動きを制御されている。
【００２５】
各矢印１４ａ〜１４ｆは、画面上に表示されるポインタで選択することによって停止位置マーカ３１を任意の位置に動かしたり向きを変えたりするための指示信号をＣＰＵ２１に送信している。
【００２６】
停止位置マーカ３１を任意の位置に動かした後、画面上に表示されている確定指示部３２をポインタで選択すると、ＣＰＵ２１は目標駐車位置及び該目標駐車位置における車両の向きを一旦メモリに記憶する。
【００２７】
目標駐車位置及び該目標駐車位置における車両の向きが入力されると、ＣＰＵ２１は現在の車両の状態と目標車両位置との幾何学的関係より駐車可否判断を行う。駐車可否判断は１回の旋回操作と直進の組み合わせによって目標駐車位置への駐車が可能かどうかによって行われる。並列駐車時の駐車可否判断は、以下に示す３つの幾何学的関係により判断され、３つの条件を全て満たしているとき目標駐車位置への駐車が可能であると判断される。また、駐車補助機能を停止したい場合には画面上に表示されている支援中止支持部３３をポインタで選択することによって駐車補助機能が停止されるように制御されている。
【００２８】
図７は、並列駐車時における駐車可否判断の第１の条件を表す説明図である。ＣＰＵ２１は、目標駐車位置の入力が行われると、同図に示すように駐車可否判断時における自車両１の姿勢に基づいて、自車両１の左右方向をＸ軸、自車両１の前後方向とＺ軸に設定し、Ｘ軸とＺ軸とからなる座標系（Ｘ，Ｚ）を設定する。そして、ＣＰＵ２１は、自車両１の位置を座標の原点（０，０）に設定し、目標駐車位置の座標（Ｘ０，Ｚ０）を原点（０，０）との相対的な位置関係によって計算するとともにメモリに記憶する。またＣＰＵ２１は、現在位置における車両１の進行方向に対する目標駐車位置における車両の傾きを駐車角度θとしてメモリに記憶する。
【００２９】
ＣＰＵ２１は、目標駐車位置の座標（Ｘ０，Ｚ０）及び駐車角度θをメモリに記憶すると以下の計算を行う。
Ｋ＝Ｚ０・ｔａｎ（θ）
自車両を１回の旋回操作と直進の組み合わせによって目標駐車位置へ駐車するためには、まず上記した式によって計算されるＫの値がＸ０以上となる必要がある。すなわち、座標（Ｘ０，Ｚ０）からＺ軸に対して駐車角度θをなす方向に伸ばした直線とＸ軸との交点がＸ軸の負の領域となる必要がある。
【００３０】
図８は、並列駐車時における駐車可否判断の第２の条件を表す説明図である。車両が目標車両位置に到達するためには、車両を目標車両位置に導くまでの予想経路を割り出したときに予想経路の旋回半径は、車両の旋回特性によって定まる車両の最小旋回半径（Ｒｍｉｎ）よりも大きくないといけない。従って、ＣＰＵ２１は、予想経路の旋回操作終了点の座標（Ｘ１，Ｚ１）を以下の演算式に従って求める。なお、ここでＬ１は、目標駐車位置に到達するために車両１の旋回後に行われる直進操作の距離を表している。
Ｘ１＝Ｘ０−Ｌ１・ｓｉｎ（θ）
Ｚ１＝Ｚ０−Ｌ１・ｃｏｓ（θ）
以上の演算によって座標（Ｘ１，Ｚ１）を求めるとその結果をメモリに記憶し、次に以下の計算を行う。
Ｄ＝｛（Ｘ１−Ｒｍｉｎ）2＋Ｚ１2｝1/2
ここでＤは、原点（０，０）から最小旋回運動を行ったときの旋回中心と、座標（Ｘ１，Ｚ１）との距離を表している。そして、このＤの値がＲｍｉｎ以上となる必要がある。
【００３１】
図９は、並列駐車時における駐車可否判断の第３の条件を表す説明図である。車両が目標車両位置において目標とする角度で駐車されるためには、最小旋回半径Ｒｍｉｎに対してＲｍｉｎより小さい半径で車両が旋回することはできない。従って、座標（Ｘ１，Ｚ１）における駐車角度θについて最小旋回を行った場合の車両角度（経路上角度）φよりも大きく旋回することはできない。駐車可否判断を行うため、ＣＰＵ２１は、まず以下の式で経路上角度φを求めてメモリに記憶する。
φ＝ｔａｎ-1｛Ｚ１／（Ｒｍｉｎ−Ｘ１）｝
そして、上記の式で求められた経路上角度φが駐車角度θ以上の角度である必要がある。
【００３２】
以上の３つの条件を全て満たす場合にはＣＰＵ２１は、駐車目標位置に単純な操作にて駐車することが可能であると判断し、モニタ画面１７に目標駐車位置に駐車可能である旨の表示を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。
【００３３】
一方、以上の３つの条件のうち１つでも条件を満たさない場合にはＣＰＵ２１は、単純な操作にて駐車目標位置に駐車することが不可能であると判断し、モニタ画面１７に目標駐車位置に駐車不可能である旨の表示を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。
【００３４】
次に、運転者が縦列駐車を行うために駐車スイッチを縦列駐車モードスイッチに入れた時に行われるＣＰＵ内部の演算について説明する。
運転者が縦列駐車モードスイッチ１５ｂを作動させると、モニタ画面１７には図示しない縦列駐車モードの目標駐車位置の入力画面が表示され、並列駐車時と同じように目標駐車位置の入力が行われる。
【００３５】
目標駐車位置が入力されると、ＣＰＵ２１は現在の車両の位置と目標車両位置との幾何学的関係より駐車可否判断を行う。なお、縦列駐車時においては現在の車両の向きと駐車時の車両の向きが平行であることを前提に駐車可否判断が行われる。
【００３６】
縦列駐車時の駐車可否判断は車両の一側への１回の旋回操作と、他側への１回の旋回操作と直進の組み合わせによって目標駐車位置への駐車が可能かどうかによって判断される。縦列駐車時の駐車可否判断は、以下に示す幾何学的関係により判断される。
【００３７】
図１０は、縦列駐車時における駐車可否判断の条件を表す説明図である。ＣＰＵ２１は、目標駐車位置の入力が行われると、図に示すように駐車可否判断時における自車両の位置を座標の原点（０，０）に設定し、目標駐車位置の座標（Ｘ０，Ｚ０）を計算するとともにメモリに記憶する。車両は最小旋回半径Ｒｍｉｎより小さい半径で車両が旋回することはできない。そこで、目標駐車位置に駐車を行うためには以下の条件式が成り立つ必要がある。
（２Ｒｍｉｎ−Ｘ０）2＋Ｚ０2≧（２Ｒｍｉｎ）2
上記の条件を満たす場合にはＣＰＵ２１は、単純な操作にて駐車目標位置に駐車することが可能であると判断し、モニタ画面１７に目標駐車位置に駐車可能である旨の表示を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。
【００３８】
一方、上記の条件を満たさない場合にはＣＰＵ２１は、単純な操作にて駐車目標位置に駐車することが不可能であると判断し、モニタ画面１７に目標駐車位置に駐車不可能である旨の表示を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。
【００３９】
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。
（１）コントローラ２０は、実際に車両１を操作する前に駐車可否判断をし、該判断結果を乗員に報知するようにした。従って、乗員は予め駐車の可否を知ることができ、車両の無駄な操縦を防止することができる。
【００４０】
（２）駐車の可否判断の結果をモニタ画面１７及び音声によって運転者に知らせる。従って、駐車の可否判断を運転者に認識させることができる。
（３）並列駐車時の駐車可否判断は１回の旋回操作と直進の組み合わせによって目標駐車位置への駐車が可能かどうかによって判断される。従って、駐車可能であると判断された時には運転者は簡単な操作によって目標駐車位置に確実に車両を駐車することができる。
【００４１】
（４）縦列駐車時の駐車可否判断は一側への１回の旋回操作と他側への１回の旋回操作とによって目標駐車位置への駐車が可能かどうかによって判断される。従って、駐車可能であると判断された時には運転者は簡単な操作によって目標駐車位置に確実に車両を駐車することができる。
【００４２】
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。
・前記実施形態においては、駐車スイッチ１５の並列駐車モードスイッチ１５ａを選択することで、駐車補助の処理動作を起動した。これに対して、例えば運転者から発せられる言葉に対する音声認識にて駐車補助の処理動作を起動するようにしてもよい。
【００４３】
・前記実施形態における音声案内機能や画面切り替え機能は全ての運転者に一律に必要なものとは限らず、本装置に対する運転者の習熟度に応じて不要となる場合がある。従って、これら音声案内機能や画面切り替え機能を、運転者により個別に停止し得るような機能を設けてもよい。
【００４４】
・前記実施形態においては、車両１の後方にカメラ１１を設け、車両１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１の前方にカメラを設け、車両１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。
【００４５】
・前記実施形態においては、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。
【００４６】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば車両の操作前に予め車両の駐車可否判断が可能な駐車補助装置を提供することできる。
【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説明図。
【図６】並列駐車モードの目標駐車位置の入力画面の説明図。
【図７】並列駐車時における駐車可否判断の第１の条件を表す説明図。
【図８】並列駐車時における駐車可否判断の第２の条件を表す説明図。
【図９】並列駐車時における駐車可否判断の第３の条件を表す説明図。
【図１０】縦列駐車時における駐車可否判断の条件を表す説明図。
【符号の説明】
Ｒｍｉｎ…最小旋回半径、１…車両、２…駐車補助装置、１１…画像取得手段としてのカメラ、１４…入力手段としての駐車目標位置入力スイッチ、１７…報知手段としてのモニタ画面、１８…報知手段としてのスピーカ、２０…表示手段、入力手段、検出手段、判断手段及び報知手段としてのコントローラ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、駐車補助装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両の進行方向の風景をカメラにて撮影した画像を車室内のモニタ画面に表示し、運転者の駐車時の操作を補助する駐車補助装置としては、例えば特開平１１−３３４４７０号公報に記載されたものがある。この公報に記載された駐車補助装置は、操舵装置の舵角に応じた走行予想軌跡をモニタ画面に重畳描画して、駐車時の操作を補助するものである。すなわち、運転者は、後方画像の駐車枠や駐車車両などとともに上記走行予想軌跡を参照して所要位置に駐車できるように操舵装置等を操作し、あるいは補助装置の指示に従って駐車動作を行う。
【０００３】
上記した駐車補助装置は、モニタの画面上に後方画像とに重畳させて走行予想軌跡を表示させるものであり、特に、駐車操作に不慣れな運転者に対して駐車操作時の補助を行うことで通常の車庫入れ等において車庫入れをし易くする等の点で有効である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような駐車補助装置に従って車両を操作しても駐車目標位置への正しい駐車が行えず、例えば当該駐車枠に収まりきれずに車両の姿勢が駐車枠に対して斜めの状態でその動作が完了したりすることがあった。従って、このような場合には車両の操作が無駄になってしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、車両の操作前に予め車両の駐車可否判断を行うことができる駐車補助装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、自車両からの視界内画像を画像取得手段から得て車室内に設けられたモニタ画面に表示する表示手段と、前記モニタ画面上において前記自車両を駐車する目標駐車位置及び該目標駐車位置における車両の向きを入力する入力手段と、前記入力手段を通じて設定された目標駐車位置と前記自車両の現在の車両位置との相対的な位置関係を検出するとともに、前記自車両の現在の車両位置における進行方向と前記目標駐車位置における車両の向きとの傾きを検出する検出手段と、前記相対的な位置関係と前記傾きとに基づいて前記自車両が車両の１回の旋回と直進との組み合わせによって前記自車両を現在の車両位置から前記目標駐車位置に駐車可能かどうかを判断する判断手段とを備え、前記判断手段は、前記自車両の現在の車両位置における向きに基づいて左右方向を、その左右方向のうち前記目標駐車位置が存在する側を正の領域とするＸ軸、前後方向をＺ軸とする座標系において、前記自車両の現在の車両位置を原点とし、前記目標駐車位置の座標を設定するとともに前記傾きを駐車角度として設定し、前記目標駐車位置の座標からＺ軸に対して前記駐車角度をなす方向に伸ばした直線とＸ軸との交点がＸ軸の負の領域となる場合であり、かつ、Ｘ軸上であって原点から正の側に最小旋回半径だけ移動した点と、前記目標駐車位置に到達するために車両の旋回後に行われる直進操作の距離だけ前記目標駐車位置から直進した位置である旋回操作終了点との距離が前記自車両の最小旋回半径より大きい場合であり、かつ、Ｘ軸上であって原点から正の側に最小旋回半径だけ移動した点と前記旋回操作終了点とを結ぶ直線とＸ軸とがなす角度が前記駐車角度以上の角度である場合に前記自車両を現在の車両位置から前記目標駐車位置に駐車可能であると判断するようにした。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記判断手段による前記駐車可否の判断結果を報知する報知手段を備えた。
【００１１】
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、運転者が自車両を操作する前に目的とする駐車位置に自車両を駐車することができるかどうかが判断される。
【００１２】
また、請求項１に記載の発明によれば、それぞれの車両の旋回性能に応じて正確な駐車可否判断が行われるとともに、並列駐車の操作を実際に行う前に必要最小限の操作による駐車可否判断が行われる。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、乗員には目標駐車位置への駐車可否判断の結果が知らされる。
【００１５】
【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１０に従って説明する。
図１に示すように、車両１には、駐車補助装置２が搭載されている。駐車補助装置２は、カメラ（ＣＣＤカメラ）１１、ステアリングホイール１２、舵角センサ１３、駐車目標位置入力スイッチ１４、駐車スイッチ１５、ヨーレートセンサ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。
【００１６】
カメラ１１は、画像取得手段として機能しており車両１の駐車時には進行方向となる後方視界内の風景を撮影した画像データを出力する。カメラ１１は、例えば車両１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。
【００１７】
舵角センサ１３は、ステアリングホイール１２の舵角を検出するセンサであって、例えば同ステアリングホイール１２の内部に設けられている。
駐車目標位置入力スイッチ１４は、駐車目標位置入力手段として機能しており、駐車目標位置を設定するために設けられている。駐車目標位置入力スイッチ１４は、乗員の操作に応じた信号をコントローラ２０に送信する。
【００１８】
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。この駐車スイッチ１５は、駐車様式に対応して選択可能な２つのモードスイッチ、すなわち並列駐車（車庫入れ）における駐車アシスト機能を動作させる並列駐車モードスイッチ１５ａ及び縦列駐車における駐車アシスト機能を動作させる縦列駐車モードスイッチ１５ｂを有している（図２参照）。
【００１９】
ヨーレートセンサ１６は、車両１の旋回に伴う車両角度の変化として同車両１の鉛直軸方向の回転角速度を検出する。
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１の後方画像（生画像）とともに駐車目標位置入力スイッチ１４により入力された駐車目標位置を表す停止位置マーカ３１（図６参照）のグラフィック画像が併せ表示される。
【００２０】
報知手段としてのスピーカ１８からは、後述する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、スイッチ及びセンサ等１３〜１６からの入力信号に基づき上記モニタ画面１７に車両１の後方画像及び目標駐車枠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。
【００２１】
また、コントローラ２０は、駐車目標位置入力スイッチ１４からの信号に基づいて設定した駐車目標位置と、車両１の位置との相対的な位置関係を検出し、該検出結果に基づいて車両１が駐車目標位置に駐車可能か否かを判断する。即ち、コントローラ２０は、入力手段、検出手段及び判断手段を構成する。
【００２２】
図２は、駐車補助装置２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２はそれを制御するコントローラ２０を備え、該コントローラ２０は、その中枢部となるＣＰＵ（中央演算装置）２１、描画回路２２、スーパーインポーズ回路２３、同期分離回路２４、音声合成回路２５を備えている。ＣＰＵ２１は、入力手段、判断手段及び検出手段として機能しておりその内部で様々な演算を行っている。ＣＰＵ２１は、駐車目標位置入力スイッチ１４により入力された駐車目標位置を基に駐車可否判断を行っている。
【００２３】
グラフィックス描画回路２２は、モニタ画面１７にグラフィックスを描画している。スーパーインポーズ回路２３は、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ている。同期分離回路２４は、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へ供給している。音声合成回路２５は、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している。
【００２４】
次に、実際に運転者が並列駐車を行うために駐車スイッチの並列駐車モードスイッチを作動させた時に行われるＣＰＵ２１内部の演算について説明する。
運転者が並列駐車モードスイッチ１５ａを作動させると、モニタ画面１７には図６に示すように並列駐車モードの目標駐車位置の入力画面３０が表示される。入力画面３０には駐車目標位置入力スイッチ１４及び駐車目標位置を表す停止位置マーカ３１が表示されている。駐車目標位置入力スイッチ１４は、上下左右の各方向を向いた矢印１４ａ〜１４ｄ及び両方向への回転を表す矢印１４ｅ，１４ｆによって構成されている。停止位置マーカ３１は、車両１の目標駐車位置を表しており、略四角形状をなしている。停止位置マーカ３１は、入力画面３０内で移動可能に設定されており、矢印１４ａ〜１４ｆによってその動きを制御されている。
【００２５】
各矢印１４ａ〜１４ｆは、画面上に表示されるポインタで選択することによって停止位置マーカ３１を任意の位置に動かしたり向きを変えたりするための指示信号をＣＰＵ２１に送信している。
【００２６】
停止位置マーカ３１を任意の位置に動かした後、画面上に表示されている確定指示部３２をポインタで選択すると、ＣＰＵ２１は目標駐車位置及び該目標駐車位置における車両の向きを一旦メモリに記憶する。
【００２７】
目標駐車位置及び該目標駐車位置における車両の向きが入力されると、ＣＰＵ２１は現在の車両の状態と目標車両位置との幾何学的関係より駐車可否判断を行う。駐車可否判断は１回の旋回操作と直進の組み合わせによって目標駐車位置への駐車が可能かどうかによって行われる。並列駐車時の駐車可否判断は、以下に示す３つの幾何学的関係により判断され、３つの条件を全て満たしているとき目標駐車位置への駐車が可能であると判断される。また、駐車補助機能を停止したい場合には画面上に表示されている支援中止支持部３３をポインタで選択することによって駐車補助機能が停止されるように制御されている。
【００２８】
図７は、並列駐車時における駐車可否判断の第１の条件を表す説明図である。ＣＰＵ２１は、目標駐車位置の入力が行われると、同図に示すように駐車可否判断時における自車両１の姿勢に基づいて、自車両１の左右方向をＸ軸、自車両１の前後方向とＺ軸に設定し、Ｘ軸とＺ軸とからなる座標系（Ｘ，Ｚ）を設定する。そして、ＣＰＵ２１は、自車両１の位置を座標の原点（０，０）に設定し、目標駐車位置の座標（Ｘ０，Ｚ０）を原点（０，０）との相対的な位置関係によって計算するとともにメモリに記憶する。またＣＰＵ２１は、現在位置における車両１の進行方向に対する目標駐車位置における車両の傾きを駐車角度θとしてメモリに記憶する。
【００２９】
ＣＰＵ２１は、目標駐車位置の座標（Ｘ０，Ｚ０）及び駐車角度θをメモリに記憶すると以下の計算を行う。
Ｋ＝Ｚ０・ｔａｎ（θ）
自車両を１回の旋回操作と直進の組み合わせによって目標駐車位置へ駐車するためには、まず上記した式によって計算されるＫの値がＸ０以上となる必要がある。すなわち、座標（Ｘ０，Ｚ０）からＺ軸に対して駐車角度θをなす方向に伸ばした直線とＸ軸との交点がＸ軸の負の領域となる必要がある。
【００３０】
図８は、並列駐車時における駐車可否判断の第２の条件を表す説明図である。車両が目標車両位置に到達するためには、車両を目標車両位置に導くまでの予想経路を割り出したときに予想経路の旋回半径は、車両の旋回特性によって定まる車両の最小旋回半径（Ｒｍｉｎ）よりも大きくないといけない。従って、ＣＰＵ２１は、予想経路の旋回操作終了点の座標（Ｘ１，Ｚ１）を以下の演算式に従って求める。なお、ここでＬ１は、目標駐車位置に到達するために車両１の旋回後に行われる直進操作の距離を表している。
Ｘ１＝Ｘ０−Ｌ１・ｓｉｎ（θ）
Ｚ１＝Ｚ０−Ｌ１・ｃｏｓ（θ）
以上の演算によって座標（Ｘ１，Ｚ１）を求めるとその結果をメモリに記憶し、次に以下の計算を行う。
Ｄ＝｛（Ｘ１−Ｒｍｉｎ）2＋Ｚ１2｝1/2
ここでＤは、原点（０，０）から最小旋回運動を行ったときの旋回中心と、座標（Ｘ１，Ｚ１）との距離を表している。そして、このＤの値がＲｍｉｎ以上となる必要がある。
【００３１】
図９は、並列駐車時における駐車可否判断の第３の条件を表す説明図である。車両が目標車両位置において目標とする角度で駐車されるためには、最小旋回半径Ｒｍｉｎに対してＲｍｉｎより小さい半径で車両が旋回することはできない。従って、座標（Ｘ１，Ｚ１）における駐車角度θについて最小旋回を行った場合の車両角度（経路上角度）φよりも大きく旋回することはできない。駐車可否判断を行うため、ＣＰＵ２１は、まず以下の式で経路上角度φを求めてメモリに記憶する。
φ＝ｔａｎ-1｛Ｚ１／（Ｒｍｉｎ−Ｘ１）｝
そして、上記の式で求められた経路上角度φが駐車角度θ以上の角度である必要がある。
【００３２】
以上の３つの条件を全て満たす場合にはＣＰＵ２１は、駐車目標位置に単純な操作にて駐車することが可能であると判断し、モニタ画面１７に目標駐車位置に駐車可能である旨の表示を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。
【００３３】
一方、以上の３つの条件のうち１つでも条件を満たさない場合にはＣＰＵ２１は、単純な操作にて駐車目標位置に駐車することが不可能であると判断し、モニタ画面１７に目標駐車位置に駐車不可能である旨の表示を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。
【００３４】
次に、運転者が縦列駐車を行うために駐車スイッチを縦列駐車モードスイッチに入れた時に行われるＣＰＵ内部の演算について説明する。
運転者が縦列駐車モードスイッチ１５ｂを作動させると、モニタ画面１７には図示しない縦列駐車モードの目標駐車位置の入力画面が表示され、並列駐車時と同じように目標駐車位置の入力が行われる。
【００３５】
目標駐車位置が入力されると、ＣＰＵ２１は現在の車両の位置と目標車両位置との幾何学的関係より駐車可否判断を行う。なお、縦列駐車時においては現在の車両の向きと駐車時の車両の向きが平行であることを前提に駐車可否判断が行われる。
【００３６】
縦列駐車時の駐車可否判断は車両の一側への１回の旋回操作と、他側への１回の旋回操作と直進の組み合わせによって目標駐車位置への駐車が可能かどうかによって判断される。縦列駐車時の駐車可否判断は、以下に示す幾何学的関係により判断される。
【００３７】
図１０は、縦列駐車時における駐車可否判断の条件を表す説明図である。ＣＰＵ２１は、目標駐車位置の入力が行われると、図に示すように駐車可否判断時における自車両の位置を座標の原点（０，０）に設定し、目標駐車位置の座標（Ｘ０，Ｚ０）を計算するとともにメモリに記憶する。車両は最小旋回半径Ｒｍｉｎより小さい半径で車両が旋回することはできない。そこで、目標駐車位置に駐車を行うためには以下の条件式が成り立つ必要がある。
（２Ｒｍｉｎ−Ｘ０）2＋Ｚ０2≧（２Ｒｍｉｎ）2
上記の条件を満たす場合にはＣＰＵ２１は、単純な操作にて駐車目標位置に駐車することが可能であると判断し、モニタ画面１７に目標駐車位置に駐車可能である旨の表示を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。
【００３８】
一方、上記の条件を満たさない場合にはＣＰＵ２１は、単純な操作にて駐車目標位置に駐車することが不可能であると判断し、モニタ画面１７に目標駐車位置に駐車不可能である旨の表示を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。
【００３９】
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。
（１）コントローラ２０は、実際に車両１を操作する前に駐車可否判断をし、該判断結果を乗員に報知するようにした。従って、乗員は予め駐車の可否を知ることができ、車両の無駄な操縦を防止することができる。
【００４０】
（２）駐車の可否判断の結果をモニタ画面１７及び音声によって運転者に知らせる。従って、駐車の可否判断を運転者に認識させることができる。
（３）並列駐車時の駐車可否判断は１回の旋回操作と直進の組み合わせによって目標駐車位置への駐車が可能かどうかによって判断される。従って、駐車可能であると判断された時には運転者は簡単な操作によって目標駐車位置に確実に車両を駐車することができる。
【００４１】
（４）縦列駐車時の駐車可否判断は一側への１回の旋回操作と他側への１回の旋回操作とによって目標駐車位置への駐車が可能かどうかによって判断される。従って、駐車可能であると判断された時には運転者は簡単な操作によって目標駐車位置に確実に車両を駐車することができる。
【００４２】
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。
・前記実施形態においては、駐車スイッチ１５の並列駐車モードスイッチ１５ａを選択することで、駐車補助の処理動作を起動した。これに対して、例えば運転者から発せられる言葉に対する音声認識にて駐車補助の処理動作を起動するようにしてもよい。
【００４３】
・前記実施形態における音声案内機能や画面切り替え機能は全ての運転者に一律に必要なものとは限らず、本装置に対する運転者の習熟度に応じて不要となる場合がある。従って、これら音声案内機能や画面切り替え機能を、運転者により個別に停止し得るような機能を設けてもよい。
【００４４】
・前記実施形態においては、車両１の後方にカメラ１１を設け、車両１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１の前方にカメラを設け、車両１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。
【００４５】
・前記実施形態においては、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。
【００４６】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば車両の操作前に予め車両の駐車可否判断が可能な駐車補助装置を提供することできる。
【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説明図。
【図６】並列駐車モードの目標駐車位置の入力画面の説明図。
【図７】並列駐車時における駐車可否判断の第１の条件を表す説明図。
【図８】並列駐車時における駐車可否判断の第２の条件を表す説明図。
【図９】並列駐車時における駐車可否判断の第３の条件を表す説明図。
【図１０】縦列駐車時における駐車可否判断の条件を表す説明図。
【符号の説明】
Ｒｍｉｎ…最小旋回半径、１…車両、２…駐車補助装置、１１…画像取得手段としてのカメラ、１４…入力手段としての駐車目標位置入力スイッチ、１７…報知手段としてのモニタ画面、１８…報知手段としてのスピーカ、２０…表示手段、入力手段、検出手段、判断手段及び報知手段としてのコントローラ。
Claims (2)
- 自車両からの視界内画像を画像取得手段から得て車室内に設けられたモニタ画面に表示する表示手段と、
前記モニタ画面上において前記自車両を駐車する目標駐車位置及び該目標駐車位置における車両の向きを入力する入力手段と、
前記入力手段を通じて設定された目標駐車位置と前記自車両の現在の車両位置との相対的な位置関係を検出するとともに、前記自車両の現在の車両位置における進行方向と前記目標駐車位置における車両の向きとの傾きを検出する検出手段と、
前記相対的な位置関係と前記傾きとに基づいて前記自車両が車両の１回の旋回と直進との組み合わせによって前記自車両を現在の車両位置から前記目標駐車位置に駐車可能かどうかを判断する判断手段とを備え、
前記判断手段は、
前記自車両の現在の車両位置における向きに基づいて左右方向を、その左右方向のうち前記目標駐車位置が存在する側を正の領域とするＸ軸、前後方向をＺ軸とする座標系において、前記自車両の現在の車両位置を原点とし、前記目標駐車位置の座標を設定するとともに前記傾きを駐車角度として設定し、前記目標駐車位置の座標からＺ軸に対して前記駐車角度をなす方向に伸ばした直線とＸ軸との交点がＸ軸の負の領域となる場合であり、かつ、
Ｘ軸上であって原点から正の側に最小旋回半径だけ移動した点と、前記目標駐車位置に到達するために車両の旋回後に行われる直進操作の距離だけ前記目標駐車位置から直進した位置である旋回操作終了点との距離が前記自車両の最小旋回半径より大きい場合であり、かつ、
Ｘ軸上であって原点から正の側に最小旋回半径だけ移動した点と前記旋回操作終了点とを結ぶ直線とＸ軸とがなす角度が前記駐車角度以上の角度である場合
に前記自車両を現在の車両位置から前記目標駐車位置に駐車可能であると判断することを特徴とする駐車補助装置。 - 前記判断手段による前記駐車可否の判断結果を報知する報知手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の駐車補助装置。
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