JP6273134B2 - 車両位置検出装置およびそれを用いた車両誘導装置 - Google Patents

Description

本願発明は、機械式駐車場などにおいて、車両の進入方向の位置を検出する装置と、それを用いて車両を適切な位置へ誘導する車両誘導装置に関する。

従来、機械式駐車場においては、車両の入庫位置を検出し、その検出結果に基づいて適切な位置へ誘導している。この車両の入庫位置を検出する一般的な手段として、例えば、車両が通過して遮蔽されたことを検出する光電管がある。また、他の手段として、カメラ画像の背景差分／フレーム間差分によって車両位置を検出するものもある。

上記光電管を用いた検出手段によれば、一対で設けられた光電管の間を車両が通過して光を遮蔽することで、車両の通過を検出することができる。

上記カメラ画像の背景差分／フレーム間差分による車両位置の検出手段によれば、車両が入庫する前の背景画像と入庫している画像との差分や、時間的にずれた前フレームとの差分に基づく画像処理で、車両の入庫位置を検出することができる。

この種の先行技術として、駐車施設において撮影カメラで車両を撮影し、その画像から車両に帰属する着目目標を識別し、その識別結果に基づいて車両の位置や姿勢の情報を得るようにした車両位置姿勢検出装置がある（例えば、特許文献１参照）。この装置では、その情報に基づいて、車両の位置を表現した模式的な上面図を車両内の表示画像に表示することも記載されている。

なお、レーザ光を用いて障害物との距離を計測する先行技術として、車両前方からレーザ光を投光し、前方の障害物からの反射光を検出して前方の障害物までの距離を計測するものがある（例えば、特許文献２参照）。また、検査対象物に対してレーザ光を線状に走査し、そのレーザ光をステレオカメラで撮像して視差により距離を求めるものもある（例えば、特許文献３参照）。

特開２００１−３４４６９９号公報 特開平７−３３２９６８号公報 特開平９−２５１０９３号公報

ところで、車両をパレット上に乗入れ、そのパレットごと車両収容部に収容するパレット式の機械式駐車場などにおいては、車両を搭載したパレットを搬器で搬送し、出庫時には車両前部が乗入れ側に旋回させられる。そのため、パレットに乗入れる車両は、重心位置がパレットの中央部に位置するように乗入れるのが好ましい。例えば、車長の短い車両で前輪荷重が大きい車両の場合などは、パレットの中央部分から後部に乗入れるのが好ましい。

しかしながら、上記光電管を用いた検出方法では、遮蔽したかどうかを検出する離散的な位置検出になるため、車両の進入方向の位置を高分解能で検出するためには進入方向に多数の光電管を配置しなければならない。また、車両停止位置を検出する場合も、検出分解能を上げるためには多数の光電管を配置する必要があり、コストや配置の困難性から現実的でない。しかも、光電管は、ある距離以上に近づけると干渉が発生するので、分解能に限界がある。

一方、カメラ画像の背景差分／フレーム間差分による車両位置検出方法では、背景色に近い車の検出ができない場合がある。しかも、車両の影を誤検出して、実際には存在しない位置に車両を検出してしまう場合もあり、正確な車両位置の検出が難しい場合がある。

また、上記特許文献１に係る発明では、車両の着目目標が必須であるため、車両の大きさやランプ配置などが異なる種々の車両において着目目標に基づいて車両の位置や姿勢を判断することは難しい。しかも、不特定多数の車両を入庫させる機械式駐車場において採用することは難しい。さらに、上記特許文献２，３に係る発明の場合には、車両によって形状が異なるため、その位置を正確に検出することは難しい。

そこで、本願発明は、機械式駐車場などにおいて、進入してくる様々な色の車両に対して、その位置を適切に高分解能で検出することができる車両位置検出装置と、それを用いて車両を適切な位置に誘導できる車両誘導装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本願発明に係る車両位置検出装置は、車両前縁の進入方向の位置を検出する車両位置検出装置であって、車両の進入方向に沿った模様を車両の下方に有する床面と、前記床面に対して縦方向に配置される少なくとも２つの撮影手段と、前記撮影手段によって撮影される画像から、模様が車両によって遮蔽されている位置を演算する遮蔽位置検出手段と、前記遮蔽位置検出手段の演算結果と前記撮影手段の位置情報とから、前記車両前縁の進入方向の位置を演算する車両位置演算手段と、を有している。この明細書および特許請求の範囲の書類中における「模様」は、床面に直接描かれた模様、一時的に描かれた模様など、いずれも含む。

この構成により、進入してくる車両は床面の模様の上方を移動する。この様子を、床面に対して縦方向に配置された少なくとも２つの撮影手段（撮影カメラ等）で撮影し、模様が車両の前縁で遮蔽されている位置を遮蔽位置検出手段（演算装置等）で演算すれば、その演算結果と撮影手段の位置関係とから車両前縁の進入方向の位置を車両位置演算手段（演算装置等）で演算することができる。これにより、様々な色の車両の入庫中における前縁位置を高分解能で検出することができる。

また、前記模様を有する床面は、前記いずれの撮影手段よりも下方位置の床面との間に配置された投光器によって模様が投影された床面であってもよい。

このように構成すれば、投光器によって床面に模様が描かれるため、床面の汚れなどの影響を受けることなく模様を有する床面を得ることができる。

また、前記投光器は、前記模様および前記２つ以上の撮影手段を含む平面から左右方向にずれた位置に配置されていてもよい。

このように構成すれば、投光手段によって描かれる模様が、撮影手段を配置した平面とは異なる位置から描かれるため、床面に描かれた模様が車両表面では撮影手段を配置した平面とは異なる位置に描かれるため、撮影手段で撮影している画像から車両前縁を容易に演算することができる。

また、前記模様は、車両の進入方向と平行な線状の模様であってもよい。このように構成すれば、床面の模様が車両の進入方向と一致するため、車両の前縁位置を容易に演算することができる。しかも、連続した線状の模様であるため、進入している車両の前縁位置を適切な高分解能で検出することができる。

また、前記投光器は、ラインレーザ器であってもよい。このように構成すれば、撮影手段で撮影しやすいレーザラインを簡単な構成で床面に描くことができる。

一方、本件発明に係る車両誘導装置は、前記いずれかの車両位置検出装置を車両の入出庫部に備え、前記車両の後縁が前記入出庫部の入口部分を通過したことを検出するセンサと、前記センサによる車両後縁が通過したことの検出結果と、該通過時点における前記車両位置検出装置による車両前縁の位置検出結果と、に基づいて車長を演算する演算装置と、前記車長に応じて適切な位置へ車両を誘導する誘導手段と、を有している。

この構成によれば、車両位置検出装置によって得られた車両位置情報と、センサによって得られた車両後縁の入口部分通過情報とから車長を演算し、その演算した車長情報に基づいて、入庫車両を適切な位置に停車させるように誘導することができる。

また、前記誘導手段は、前記車両の前方に前記いずれかの撮影手段で撮影した車両画像を表示する表示装置を有していてもよい。この明細書および特許請求の範囲の書類中における「画像」は、「映像」を含む。このように構成すれば、運転者に車両の位置を視認させながら適切な位置に誘導することができる。

また、前記誘導装置は、前記車両を適切な位置に音声で誘導する音声装置を有していてもよい。このように構成すれば、運転者に車両の誘導位置を音声で案内して適切な位置に誘導することができる。

本願発明によれば、撮影手段によって得られる画像を画像処理した結果と、撮影手段の位置関係の情報とから、車両の位置を演算するので、車両の高分解能な位置検出が可能となる。

また、意図的にコントラストが明確な模様を床面に備えさせることで、車両の色や、車両の影による検出誤差を低減することも可能となる。

図１は本願発明の一実施形態に係る車両位置検出装置を備えた機械式駐車場の入出庫部を示す平面図である。 図２は図１に示す車両位置検出装置と入出庫部の側面図である。 図３は図１に示す車両位置検出装置と入出庫部の正面図である。 図４は図１に示す車両位置検出装置と入出庫部の斜視図である。 図５は図１に示す車両位置検出装置による車両の前縁位置検出の構成を示す側面図である。 図６は図５に示す構成で車両の前縁位置を検出する演算装置のブロック図である。 図７は図１に示す車両位置検出装置を有する車両誘導装置を備えた機械式駐車場の入出庫部の平面図である。 図８は図７に示す車両位置検出装置において検出した車両を適切な位置に誘導する車両誘導装置の表示モニタを示す斜視図である。

以下、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下の実施形態では、機械式駐車場において、入出庫部に配置されたパレットに乗入れる入庫車両の位置を検出する車両位置検出装置１と、その車両位置検出装置１で検出する車両の位置情報に基づいて車両を適切な停車位置に案内する車両誘導装置５（図７）とを説明する。また、撮影手段としてカメラを例にし、線状の模様を床面に一時的に描くようにした例を説明する。

図１，２に示すように、この実施形態の機械式駐車場５０は、入出庫部５１内でパレット６０上に車両７０を乗入れ、その車両７０をパレット６０ごと車両収容部（図示略）へ移動させて収容するパレット式を例にしている。

この機械式駐車場５０には、入出庫部５１に車両位置検出装置１が設けられている。入出庫部５１の一面には入出庫口５２が設けられており、車両７０はこの入出庫口５２から入ってパレット６０上に乗入れる。入出庫部５１の入出庫口５２と対向する面（奥側の面）には、入出庫口５２の方向に向けてパレット６０の上面（床面）に対して縦方向に、２台の撮影手段たるカメラ１０，１１が設けられている。これらのカメラ１０，１１は、パレット６０の左右方向の略中央部分における鉛直方向の平面内に位置するように設けられており、入庫車両７０の幅方向中央を撮影できるように配置されている。

また、２台のカメラ１０，１１は、同一平面内で上下方向に所定の距離で離れて配置されており、異なる角度θ１，θ２で車両７０を撮影するようになっている。なお、この実施形態では、説明の便宜上、カメラ１０，１１の配置角度を異なる角度θ１，θ２としているが、２台のカメラ１０，１１の配置はそれぞれのカメラ１０，１１の画角内に検出範囲がそれぞれ映っていればよく、配置角度θ１，θ２自体は同じでもよい。この場合、画像処理の基準位置を好ましい位置に設定すればよい。

さらに、この実施形態では、入出庫部５１の奥側の面には、上記パレット６０の上面（床面）に、車両７０の進入方向Ｄと平行な線状の模様（以下、単に「ライン」という）１６を描く投光器たるラインレーザ器１５が設けられている。ラインレーザ器１５は、レーザ光１７を照射している。ラインレーザ器１５によって描かれるライン（模様）１６としては、直線の他、部分的に切れた破線などでもよい。このラインレーザ器１５は、上記カメラ１０，１１よりも下方位置で、床面との間に配置されている。また、このラインレーザ器１５は、パレット６０の幅方向の中央から左右方向にずれた位置から、パレット６０の左右方向略中央部分の長手方向にライン１６を描くようにしている。この実施形態のライン１６は、上記カメラ１０，１１が配置された鉛直方向平面と同じ平面に描かれるようにしている。

このようにラインレーザ器１５を配置することにより、カメラ１０，１１の撮影角度とは異なる角度からライン１６が描かれるようにしている。しかも、パレット６０の幅方向中央部分に、車両進入方向Ｄと平行にライン１６を投影することにより、入庫する車両７０の幅方向中央部分がライン１６と重なるようにしている。ラインレーザ器１５は、他の投光器であってもよい。

図３に示すように、上記車両位置検出装置１によれば、入出庫部５１の車両正面側から見ると、車両７０の幅方向中央部分を撮影するように２台のカメラ１０，１１が上下に配置され、その左右方向にずれた位置からパレット６０上にライン１６を描くようにラインレーザ器１５が配置されている。

図４に示すように、上記ラインレーザ器１５は、カメラ１０，１１よりも低い位置でパレット６０の上面（床面）との間で、且つ幅方向の中央から左右方向にずれた位置に配置されている。そのため、このラインレーザ器１５から照射されたレーザ光１７でパレット６０の中央付近に描かれるライン１６は、２台のカメラ１０，１１によって撮影される部分よりも車両７０の後方まで延びる。従って、カメラ１０，１１で撮影される画像に写るライン１６は、車両７０の前縁７１（通常、フロントバンパー前縁）によって必ず切れるようにできる。

しかも、ラインレーザ器１５で描かれるライン１６は、車両７０の前縁７１よりも上方部分は、車両７０の中央部分から左右方向にずれて車両７０の表面に描かれるようになる（図示するライン１８）。これにより、カメラ１０，１１で撮影した画像上のパレット６０の上面（床面）のライン１６は、車両７０の前縁７１との境界で必ず切れるようにできる。

図５に示すように、このような車両位置検出装置１によれば、上記したように投影されたライン１６を、パレット６０の上面（床面）に対して縦方向に配置された２台のカメラ１０，１１により入出庫口５２から入庫する車両７０とともに撮影される。そして、以下のように演算されて、車両７０の入庫位置が正確に検出される。

図６に示すように、上記車両位置検出装置１には、カメラ１０，１１で撮影した画像から、上記ラインレーザ器１５で投影したライン１６を車両７０が遮蔽する位置を演算する遮蔽位置検出手段２０，２１が設けられている。これらの遮蔽位置検出手段２０，２１には、カメラ１０，１１で撮影された画像を処理して、車両７０の前縁７１で遮蔽されたライン１６の位置を抽出する機能が含まれている。この画像処理によるライン１６の遮蔽位置検出は、例えば、Canny法などでパレット６０とライン１６とのエッジ検出を行い、このエッジの線分の端点もしくは、ある閾値以上の角度で折れ曲がる角点を検出するなどの公知の方法が使用される。

そして、この遮蔽位置検出手段２０，２１による演算結果と、カメラ１０，１１の位置情報２２の関係から、三角測量の原理で、車両前縁位置２４の３次元位置を演算する車両位置演算手段２３とを有する演算装置２５が設けられている。三角測量は、ある基線の両端にある既知の点から測定対象物への角度をそれぞれ測定することによって、その測定対象物の位置を決定する三角法および幾何学を用いた測量方法であるが、本実施形態においては、カメラ１０，１１の設置点が三角測量における２つの既知の点となり、車両７０の前縁７１が三角測量における測定対象物となる。上記演算装置２５は、独立して設けても、機械式駐車場５０の制御装置に含まれるようにしてもよい。

このように、車両位置検出装置１によれば、車両７０とともにパレット６０の上面（床面）に描かれたライン（線状の模様）１６を２台のカメラ１０，１１で撮影し、その各カメラ１０，１１の画像を処理して、車両７０の前縁７１がライン１６を遮蔽した位置を演算することができる。そして、この演算結果と、上記カメラ１０の角度θ１（画像処理の基準位置）と位置、カメラ１１の角度θ２（画像処理の基準位置）と位置を含む位置情報２２とから、三角測量の原理で、車両７０の前縁位置２４を３次元的な位置として演算することができる。

その上、２台のカメラ１０，１１で車両７０の前縁７１を撮影して三角測量の原理によって前縁位置２４を演算しているため、車両７０の前縁７１に高さの差（フロントバンパーの下端位置差）があったとしても、安定して前縁位置２４を演算することができる。

従って、この車両位置検出装置１によれば、入出庫部５１に入庫する車両７０の前縁７１の位置情報から、車両７０の入庫位置を正確に把握することが可能となる。しかも、画像処理によって車両７０の位置を正確に把握できるので、少ない構成で分解能が高くコストを抑えた車両位置検出装置１を構成することが可能となる。

次に、図７，８に基づいて、上記した構成の車両位置検出装置１を備えた車両誘導装置５を説明する。この車両誘導装置５により、入庫する車両７０を適切な駐車位置へ誘導するようにしている。

図７に示すように、入出庫部５１の入出庫口５２の内側とパレット６０の後端付近にはセンサたる光電管３０，３１が設けられている。これらの光電管３０，３１によって、車両７０の後縁が通過したことを検出できるようにしている。光電管３０，３１は一方のセットのみでもよいが、車両７０が入出庫口５２を通過したことと、車両７０がパレット６０に乗入れたことを検出するために２セットが設けられている。このような構成により、光電管３０または３１によって車両７０の後縁が通過した時を検出し、その時の上記車両位置検出装置１による車両７０の前縁７１の位置の検出値と光電管３０，３１の位置情報とから、入庫している車両７０の車長を演算することができる。この演算は、上記演算装置２５で行えばよい。

そして、このようにして車長が演算された車両７０は、パレット６０の適切な位置に停車させるために、車両７０の前縁７１をどの位置まで誘導すればよいかが演算される。その後、この演算結果に基づいて、入庫車両７０に応じた適切な位置に停車するように、車両７０の前縁７１の位置情報に基づいて入庫車両７０に対して案内がなされる。例えば、通常の車両７０は前輪荷重の方が大きいので、車長の短い車両７０の場合は、パレット６０の中央部分より後方寄りに乗入れさせることで、重心位置がパレット６０の中央近傍になるよう案内される。この案内としては、例えば、音声案内や画像案内がなされる。

図８は、画像案内の例を示した図面である。この実施形態では、上記演算結果に基づく適切な停車位置を、運転者に対して表示モニタ４０で示すことで、直感的な誘導を行う例である。この表示モニタ４０の画面は、上記カメラ１０または１１で撮影した画像に、停車位置４１と、停車位置４１までの距離の情報４２を重ねて描画した画像である。これにより、運転者に対して、直感的な誘導を行うようにしている。さらに、表示モニタ４０による画像での誘導に連係して音声装置（スピーカなど）によって音声案内を行うようにしてもよい。なお、表示モニタ４０を設置できない場合などには、音声案内のみとしてもよい。

また、上記したように、入庫車両７０の車長に応じてパレット６０の適切な位置に駐車させることができるので、例えば、パレット６０の収容最大長から所定の長さの範囲の車長の場合は後寄りに駐車させ、所定の長さを下回る車長の場合は中央に駐車させるような制御も可能である。このようなパレット６０に対する車両７０の停車位置は、中央の他、任意に設定すればよい。

従って、上記車両誘導装置５によれば、少ない構成で車両７０の入庫位置を正確に把握し、その車両７０に応じて適切な位置に停車させるように誘導することが可能となる。

なお、上記実施形態では、パレット６０に入庫する機械式駐車場５０を例に説明したが、他の形式の機械式駐車場５０においても適用することができ、車両位置検出装置１および車両誘導装置５は上記実施形態の適用例に限定されるものではない。

また、上記実施形態では、ラインレーザ器１５によって車両７０の進入方向Ｄと平行で、進入方向Ｄに延びるライン（模様）１６をパレット６０上に描く例を説明したが、床面の模様としては、車両７０の進入方向Ｄに対して多少傾斜した模様でもよい。進入方向Ｄに対して傾斜している場合は、演算装置２５によって補正すればよい。

さらに、上記実施形態では、２台のカメラ１０，１１で車両７０を撮影する例を説明したが、ステレオカメラを用いても、３台以上のカメラを用いてもよく、カメラの台数は上記実施形態に限定されるものではない。

また、上記実施形態は一例を示しており、本願発明の要旨を損なわない範囲での種々の変更は可能であり、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。

本願発明に係る車両位置検出装置は、機械式駐車場などにおける車両前縁の進入方向の位置を検出する他、位置合わせが必要な検査装置などにおける車両の位置検出に利用できる。

１ 車両位置検出装置
５ 車両誘導装置
１０ カメラ（撮影手段）
１１ カメラ（撮影手段）
１５ ラインレーザ器（投光器）
１６ ライン（線状の模様）
１７ レーザ光
２０ 遮蔽位置検出手段
２１ 遮蔽位置検出手段
２２ 位置情報
２３ 車両位置演算手段
２４ 車両前縁位置
２５ 演算装置
３０ 光電管（センサ）
３１ 光電管（センサ）
４０ 表示モニタ（誘導手段；表示装置）
４１ 停車位置（誘導手段）
４２ 距離の情報（誘導手段）
５０ 機械式駐車場
５１ 入出庫部
５２ 入出庫口
６０ パレット（床面）
７０ 車両
７１ 前縁
Ｄ 進入方向
θ１ 角度
θ２ 角度

Claims (8)

1. 車両前縁の進入方向の位置を検出する車両位置検出装置であって、
   車両の進入方向に沿った模様を車両の下方に有する床面と、
   前記床面に対して縦方向に配置される少なくとも２つの撮影手段と、
   前記撮影手段によって撮影される画像から、模様が車両によって遮蔽されている位置を演算する遮蔽位置検出手段と、
   前記遮蔽位置検出手段の演算結果と前記撮影手段の位置情報とから、前記車両前縁の進入方向の位置を演算する車両位置演算手段と、を有していることを特徴とする車両位置検出装置。
2. 前記模様を有する床面は、前記いずれの撮影手段よりも下方位置の床面との間に配置された投光器によって模様が投影された床面である、請求項１に記載の車両位置検出装置。
3. 前記投光器は、前記模様および前記２つ以上の撮影手段を含む平面から左右方向にずれた位置に配置されている、請求項２に記載の車両位置検出装置。
4. 前記投光器は、ラインレーザ器である、請求項２又は３に記載の車両位置検出装置。
5. 前記模様は、車両の進入方向と平行な線状の模様である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両位置検出装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両位置検出装置を車両の入出庫部に備え、
   前記車両の後縁が前記入出庫部の入口部分を通過したことを検出するセンサと、
   前記センサによる車両後縁が通過したことの検出結果と、該通過時点における前記車両位置検出装置による車両前縁の位置検出結果と、に基づいて車長を演算する演算装置と、
   前記車長に応じて適切な位置へ車両を誘導する誘導手段と、を有していることを特徴とする車両誘導装置。
7. 前記誘導手段は、前記車両の前方に前記いずれかの撮影手段で撮影した車両画像を表示する表示装置を有している、請求項６に記載の車両誘導装置。
8. 前記誘導手段は、前記車両を適切な位置に音声で誘導する音声装置を有している、請求項６又は７に記載の車両誘導装置。

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