JP3624768B2

JP3624768B2 - 縦列駐車支援装置

Info

Publication number: JP3624768B2
Application number: JP36745699A
Authority: JP
Inventors: 孝治比嘉; 尚栗谷
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 1999-12-24
Filing date: 1999-12-24
Publication date: 2005-03-02
Anticipated expiration: 2019-12-24
Also published as: JP2001180510A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、縦列駐車支援装置に係り、特に画像処理により目標となる駐車枠を認識する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両の後進時に運転者が車両の死角により目標とする場所が見えなくなった場合に、モニタに車両の後方視界を写し出すようにした装置が提案されている。例えば、特公平２−３６４１７号公報には、車両後方を撮影するテレビカメラと、このテレビカメラのとらえた映像を写し出すモニタテレビと、タイヤ操舵角に係る情報信号を出力するセンサと、このセンサからの情報信号に応じてマーカー信号を発生し、テレビ画面上にマーカーを重畳表示させる回路とからなる車両の後方監視モニタ装置が開示されている。この装置では、タイヤの操舵角データとその操舵角に対応する車両の後進方向に沿ったマーカー位置データがＲＯＭに蓄積されており、そのときの操舵角に応じた車両の予想後進軌跡がマーカーの列としてテレビ画面上にテレビカメラで撮影された映像に重畳して表示される。
【０００３】
このような装置によれば、車両の後進時に後方の道路の状況等の視界と共に操舵角に応じた車両の予想後進軌跡がモニタテレビの画面上に表示されるため、運転者は、後方を振り向くことなくテレビ画面を見たままでハンドルを操作して車両を後退させることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
縦列駐車する場合には、例えば道路と平行に車両を後退させ、適当な位置でハンドルを切って駐車スペースへ進入し、さらにハンドルを逆方向へ切り返して目標とする駐車位置へ車両を誘導する必要がある。しかしながら、従来の後方監視モニタ装置では、運転者はテレビ画面上で後方の視界と車両の予想後進軌跡とを見ただけでは、どこでハンドルを切り始めたり、切り返せばよいのか、また操舵量をどの程度にすればよいのか判断し難く、縦列駐車の十分な支援を行うことができないという問題点があった。
この発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、運転者が縦列駐車する際の操舵のタイミングと操舵量とを容易に把握することができる縦列駐車支援装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る縦列駐車支援装置は、車両の後方を撮影するカメラと、車両の運転席に配置され且つ車両の後退時にカメラによる映像を表示するモニタと、ハンドルの操舵角を検出するステアリングセンサと、縦列駐車時に車両の運転を支援するためのガイド表示をモニタの画面上に重畳表示するスーパーインポーズ部と、カメラによる映像を画像処理することにより駐車枠に含まれる２本の直線を認識してそれらの交点を目標点とし、車両の後退に伴う映像の移動に応じて目標点を追跡し、目標点とガイド表示との位置関係に基づいて縦列駐車するために必要な操舵のタイミングと操舵量とを出力する画像処理部とを備えたものである。
【０００６】
請求項２に係る縦列駐車支援装置は、請求項１の装置において、画像処理部が、車両の後退に伴う目標点の動きが大きくずれた場合に目標点の位置を予測して修正するものである。
【０００７】
請求項３に係る縦列駐車支援装置は、請求項１または２の装置において、画像処理部から出力された操舵のタイミングと操舵量とに対応した音声を発して運転者に操舵の案内を行う音声選択部をさらに備えたものである。
請求項４に係る縦列駐車支援装置は、請求項３の装置において、画像処理部が、操舵のタイミングと操舵量を音声選択部と共にスーパーインポーズ部にも出力して操舵の案内に対応した表示をモニタの画面上に行わせるものである。
請求項５に係る縦列駐車支援装置は、請求項１〜４のいずれか一項の装置において、車両の運転席に配置された縦列駐車モードスイッチをさらに備え、縦列駐車モードスイッチを投入したときにスーパーインポーズ部によりモニタの画面上にガイド表示が表示されるものである。
また、請求項６に係る縦列駐車支援装置は、車両の後方を撮影するカメラと、車両の運転席に配置され且つ車両の後退時にカメラによる映像を表示するモニタと、ハンドルの操舵角を検出するステアリングセンサと、縦列駐車時に車両の運転を支援するためのガイド表示をモニタの画面上に重畳表示するスーパーインポーズ部と、カメラによる映像を画像処理して駐車のための目標点を認識すると共に目標点とガイド表示との位置関係に基づいて縦列駐車するために必要な操舵のタイミングと操舵量とを出力する画像処理部とを備え、ガイド表示は、ステアリングセンサで検出されたハンドルの操舵角に応じてモニタの画面上に移動表示されるハンドルマークを含み、駐車のための停止位置からモニタの画面上においてハンドルマークと駐車のための目標点とが一致するまでハンドルを操作した状態で車両を後退させ、その後ハンドルを反対方向にいっぱい切って後退することにより縦列駐車を行うものである。
さらに、請求項７に係る縦列駐車支援装置は、請求項６の装置において、ガイド表示は、車両に対して特定の位置に固定表示されるアイマークを含み、このアイマークは、モニタの画面上においてハンドルマークと駐車のための目標点とが一致するまでハンドルを操作した状態で車両を後退させたときに、駐車のための目標点がアイマークと一致することにより車両のハンドルを反対方向にいっぱい切る位置への到達を示すものである。
【０００８】
請求項１に記載の縦列駐車支援装置では、画像処理部が、駐車枠に含まれる２本の直線の交点を目標点として求め、車両の後退に伴ってこの目標点を追跡し、この目標点とスーパーインポーズ部によってモニタの画面上に重畳表示されたガイド表示との位置関係に基づいて縦列駐車に必要な操舵のタイミングと操舵量とを出力する。
請求項２に記載の縦列駐車支援装置では、請求項１の装置において、画像処理部が、目標点の動きが大きくずれたときに目標点の位置を予測して修正する。
請求項３に記載の縦列駐車支援装置では、請求項１または２の装置において、音声選択部が画像処理部から出力された操舵のタイミングと操舵量とに対応した音声を発して操舵の案内を行う。
請求項４に記載の縦列駐車支援装置では、請求項３の装置において、画像処理部が、操舵のタイミングと操舵量をスーパーインポーズ部にも出力して操舵の案内に対応した表示をモニタの画面上に行わせる。
請求項５に記載の縦列駐車支援装置では、請求項１〜４のいずれか一項の装置において、縦列駐車モードスイッチを投入したときにモニタの画面上にガイド表示が表示される。
請求項６に記載の縦列駐車支援装置では、画像処理部がカメラによる映像を画像処理して駐車のための目標点を認識し、この目標点とスーパーインポーズ部によってモニタの画面上に重畳表示されたガイド表示との位置関係に基づいて縦列駐車に必要な操舵のタイミングと操舵量とを出力し、駐車のための停止位置からモニタの画面上においてハンドルの操舵角に応じて移動表示されたハンドルマークと駐車のための目標点とが一致するまでハンドルを操作した状態で車両を後退させた後ハンドルを反対方向にいっぱい切って後退することにより縦列駐車が行われる。
請求項７に記載の縦列駐車支援装置では、請求項６の装置において、モニタの画面上でハンドルマークと駐車のための目標点とが一致するまでハンドルを操作した状態で車両を後退させたときに、駐車のための目標点がアイマークと一致することにより車両のハンドルを反対方向にいっぱい切る位置への到達が示される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１に示されるように、車両１の後部に車両１の後方の視界を撮影するカメラ２が取り付けられている。カメラ２の視界範囲の近接側端部に車両１の後部バンパー３が入っている。車両１の運転席にはカラータイプの液晶ディスプレイからなるモニタ４が配置されており、通常はナビゲーション装置の表示装置として使用され、運転席に設けられたシフトレバー５がＲ（後退位置）に操作されるとカメラ２による映像が表示されるようになっている。操舵輪としての前輪６はハンドル７の操作により操舵される。
【００１０】
図２にモニタ４上の描画の形態を示す。車両１は路側８と平行に停車させる。縦列ガイドライン９はハンドル操作を開始する位置を案内し、これと目標点ＴＰが重なる様に車両１を真直ぐ後退させる。縦列ガイドライン９と目標点ＴＰが重なったら停止し、ハンドル７の操舵量に応じて縦列ガイドライン９上を移動するハンドルマーク１０と目標点ＴＰが重なるまでハンドル７を操作する。ハンドルマーク１０と目標点ＴＰが重なったらそのままの位置でハンドル７を保持し、アイマーク１１と目標点ＴＰが一致するまで後退する。アイマーク１１と目標点ＴＰが一致したら、ハンドル７を反対方向にいっぱい切って後退する。後方に注意しながら後退し、車両１が路側８と平行になったところで縦列駐車が完了する。
【００１１】
図３にこの発明の実施の形態１に係る縦列駐車支援装置の構成を示す。カメラ２によって撮影された後方映像は外部入力処理部１２から画像処理部１３とスーパーインポーズ部１４へと出力される。スーパーインポーズ部１４では図２に示すようなガイド表示をスーパーインポーズし、後方映像と共にモニタ４に出力する。また、外部入力処理部１２はシフトスイッチ１５からシフトポジションに対応した信号を受け取り、Ｒ（後退位置）であればスーパーインポーズ部１４に後方映像の表示を指示すると共に画像処理部１３に画像処理を行うように信号を出力する。Ｒ以外になった時は、これらを停止するように信号を出力する。ステアリングセンサ１６はハンドル７を操作した時にパルスを出力する。外部入力処理部１２ではこれを受けてカウントし、画像処理部１３の操舵角算出部１７に出力する。
【００１２】
車両１が路側８と平行に駐車した状態からスタートする。停車画像処理部１３では、まず、二値化・エッジ検出部１８で後方画像を二値化し、エッジの検出を行う。図４に示すように、ほぼ台形状の駐車枠１９の縦方向の白線２０が縦に横切る位置にヒストグラム領域２１を設定し、ヒストグラムを求める。図５に示されるように、得られたヒストグラムの最大濃度レベル側からｐ％の画素数を初めて超える濃度レベルを二値化の閾値Ｔｈとする。二値化は、図６に示されるように、駐車枠１９の手前の横方向のラインを含まない、指定された処理領域２２のみで行う。二値化された画像から、縦・横方向それぞれのエッジを求め、それらを合成してエッジ画像を得る。図６に示すように限定された処理領域２２のみで処理を行うため、画像全体を処理するのに比べて処理が軽くなる。この処理領域２２は、縦列駐車を開始する際に駐車枠１９が画面の上部に位置することから、図６に示すように画面の上部に設定することができる。
また、図７のように、処理領域２２を少なくとも駐車枠１９の隅Ａが含まれる小さな領域とすることもできる。ただし、車両１の前後位置に拘わらず、横方向の直線の傾きはほぼ一定であるものとする。
【００１３】
切替部２３ではエッジ画像の出力先の切替えを行う。処理開始から、例えば第１フレームから第１０フレームまでは形状認識部２４へ出力し、それ以後は近似直線抽出部２５へ出力する。形状認識部２４は、処理開始時にできるだけ確実に目標点ＴＰの検出を行うためのものであり、駐車枠１９の形状を認識して目標点ＴＰを検出する。図８の点Ｐ１〜Ｐ４の処理領域２２内での位置は、路側８からの車両１の距離によって異なる。そこで、予め複数の状態を学習させておき、処理画像がどの状態に近いかを判断することで目標点ＴＰの検出を行なう。
【００１４】
次に、具体的な処理について説明する。処理画像は図８に黒線で示されているエッジ部分が白、その他の部分が黒の二値画像である。まず、点Ｐ１及びＰ２を探索する。処理領域２２の原点Ｏから右方向に白画素を探索し、最初に見つけたところを点Ｐ１とする。同様に、原点Ｏから上方向に白画素を探索し、点Ｐ２を見つける。路側８からの車両１の距離により、予め点Ｐ１及びＰ２の位置並びに点Ｐ１とＰ３を結んだ直線の傾きｍ１、点Ｐ２とＰ４を結んだ直線の傾きｍ２、これら傾きｍ１とｍ２の平均ｍｃを求めて例えば図９のように形状Ｎｏ．１〜３として学習させておく。そして、検出された点Ｐ１及びＰ２の位置からどの形状に近いかを判断する。ここでは仮にＮｏ．２の形状とする。
【００１５】
次に、点Ｐ３及びＰ４を探索する。まず、点Ｐ１と原点Ｏとの中点をＰｃとし、そこから傾きＭ２ｃの方向に白画素を探していく。白画素を発見したら、その点Ｐｃ’のｙ座標を記憶しておく。点Ｐ１から左へ画素数ｓだけずれた点をＰ１’とし、そこから傾きＭ２１の方向に白画素を探索して点Ｐ３’を求める。同様に、点Ｐ２から右へ画素数ｔだけずれた点Ｐ２’から傾きＭ２２の方向に白画素を探索し、点Ｐ４’を求める。このとき、点Ｐ３’及びＰ４’のｙ座標と点Ｐｃ’のｙ座標との差が大きい場合は、何らかのノイズがあったと判断して再び探索を始める。そして、点Ｐ３’から右へ画素数ｓだけずれた点をＰ３、点Ｐ４’から左へ画素数ｔだけずれた点をＰ４とする。この処理を１０フレーム分繰返す。図１０に形状認識部２４と結果判断部２６のフローチャートを示す。ここで、検出が正常に行われた場合は、各点の座標と、点Ｐ１とＰ３を結ぶ直線の傾きｍ１、点Ｐ３とＰ４を結ぶ直線の傾きをデータとして出力する。１０フレーム分の全ての処理において各点Ｐ１〜Ｐ４、Ｐ１’〜Ｐ４’、Ｐｃ及びＰｃ’のうち検出できないものがあった場合は、結果判断部２６がエラーとしてその旨を音声で案内するための信号を音声選択部２７へ出力し、スピーカ２８から音声を発する。
【００１６】
次に、近似直線抽出部２５は、形状認識部２４による形状認識処理が全て終了した後、すなわち第１１フレーム目以降の画像に対して図１１にそのフローチャートを示すような近似直線抽出処理を行う。ここでは、点Ｐ１とＰ３を結ぶ直線Ｌ０及び点Ｐ３とＰ４を結ぶ直線Ｌ１の近似直線が抽出される。まず、入力されたエッジ画像から輪郭線の抽出を行う。図１２に示すように輪郭線の始点ＳＰとなる白画素（例えば濃度レベル２５５）をスキャンして探索する。始点ＳＰを発見したら、横方向に輪郭線を辿っていく。このとき輪郭線は濃度レベル２５５以外の値でラベリングされ、輪郭線上の各点に対して、矢印で示されるようにその点より下方に位置する白画素（濃度レベル２５５）を消去していく。横方向が終わったら、同様に縦方向の輪郭線も濃度レベル２５５以外の値でラベリングし、輪郭線の右側に位置する白画素を消去する。次に、抽出した輪郭線に対して、処理領域２２内の座標系でＨｏｕｇｈ（ハフ）変換により、その輪郭線の近似直線を求める。この後、いま求めた始点ＳＰの位置から再び始点ＳＰの探索を開始するが、輪郭線は濃度レベル２５５以外の値でラベリングされ、その輪郭線の下及び右側の白画素は消去されているため、このエッジ上の点が始点ＳＰとして検出されることはない。この処理を始点ＳＰの探索位置が処理領域２２の右下の隅に来るまで続ける。
【００１７】
続いて、Ｈｏｕｇｈ変換について説明する。一つの直線は原点からの距離ｒとｘ軸からの傾きθを用いて
ｒ＝ｘ・ｓｉｎθ＋ｙ・ｃｏｓθ （１）
で表される。ある直線上の複数の点についてこの（１）式を用いて（ｒ、θ）空間へ写像すると、（ｒ、θ）空間での曲線は一点で交わる。この交点（ｒ、θ）はその直線の傾きと原点からの距離を表す。この性質を用いて、輪郭線上の点を（ｒ、θ）空間へ写像し、（ｒ、θ）空間での曲線の交点を求めることで輪郭線の近似直線のパラメータを求めることができる。
【００１８】
実際には、θとｒに対応する二次元配列を用意する。これが（ｒ、θ）空間になる。予め、すべての（ｒ、θ）の位置に例えば「０」を入れておき、（１）式でθを変え、そのときのｒを求め、その（ｒ、θ）の位置に例えば「１」を加えてカウントしていく。輪郭線上の点全てに対してこの処理を行うと、交点となる（ｒ、θ）の位置のカウント値が他よりも大きくなるため、この点を直線のパラメータとして抽出すればよい。このとき、データ更新部２９から前回の近似直線抽出処理において得られた角度を基準角度として受け取り、その角度から前後数度の範囲内で交点を求める。つまり、カウント値が最大となる（ｒ、θ）がその角度範囲内にある時のみ直線のパラメータを抽出する。このようにすることにより、白線の傾きに近いものだけが抽出される。
【００１９】
２本の近似直線Ｌ０及びＬ１が抽出されると、交点算出部３０では、これら近似直線の交点Ｐ（図２の点Ａに対応）を算出する。ここでは処理領域２２の座標系であるため、全画像の座標系に変換する必要がある。処理領域２２の座標系を（ｘ、ｙ）、全画像の座標系を（Ｘ、Ｙ）とすると、図１３から、関係式
Ｘ＝ｓｐ_ｘ＋ｘ
Ｙ＝ｓｐ_ｙ＋ｙ
Ｒ＝Ｘ・ｓｉｎθ＋Ｙ・ｃｏｓθ
ｒ＝ｘ・ｓｉｎθ＋ｙ・ｃｏｓθ
を用いて、交点や直線のパラメータをそれぞれの座標系に変換することができる。交点と直線のデータは目標点算出部３１に出力される。もし近似直線が抽出できず、交点が得られなかった場合は、その情報を目標点算出部３１に出力する。
【００２０】
目標点算出部３１では、得られた交点Ｐから図２に示される目標点ＴＰを算出する。図１４（ａ）に示すように、交点Ｐから縦方向の近似直線Ｌ０上の点ＰＯＬを求め、これらの点Ｐ及びＰＯＬを図１４（ｂ）のように路面上に座標変換する。路面上では、点Ｐから、点Ｐと点ＰＯＬとを結ぶ直線に対して直角の方向に駐車枠１９の幅Ｗだけ並行移動した点を目標点ＴＰとして求める。路面上の目標点ＴＰを再び座標変換して図１４（ａ）のように画面上の目標点ＴＰを求める。この処理において、目標点ＴＰが図２の縦列ガイドライン９に重なるまでは点ＰＯＬは求めずに、交点Ｐだけを利用して目標点ＴＰを求める。これは、この部分では車両１は路側８と平行であるため、図１４（ｂ）の角φが０となるからである。
目標点ＴＰが算出されたら、その座標データをガイドとの一致判断部３２へ出力する。さらに、近似直線Ｌ０及びＬ１のパラメータと共にデータ更新部２９へも出力される。もし、交点算出部３０から交点なしの情報を受けている場合はその情報をデータ更新部２９へ出力する。
【００２１】
データ更新部２９は、過去のデータを記憶しており、交点Ｐの移動量にしたがって処理領域２２の位置とサイズを変更し、二値化・エッジ検出部１８に出力する。また、データ更新部２９は、近似直線の傾きを近似直線抽出部２５に出力する。これは次の直線抽出処理における基準角度となる。目標点算出部３１から交点Ｐが検出されなかった旨の情報を受け取ったときは、各データは更新されずに引き続き使用される。形状認識処理の結果判断部２６からは図７の点Ｐ１、Ｐ３、Ｐ４の座標を受け取り、点Ｐ１とＰ３を結ぶ直線の傾き及び点Ｐ３とＰ４を結ぶ直線の傾きを求める。これらの平均値を求めて、近似直線抽出時の基準角度の初期値とする。
【００２２】
ガイドとの一致判断部３２は、算出された目標点ＴＰと各種ガイドとの距離を求めることにより、目標点ＴＰの各種ガイドへの接近及び一致を判断する。このとき、外部入力処理部１２からのカウント値に基づいて操舵角算出部１７が操舵角を算出し、ガイドとの一致判断部３２は操舵角算出部１７から入力した操舵角を用いてハンドルマークの位置を計算する。ハンドル７を操作するとハンドルマーク１０が縦列ガイドライン９上を動いて目標点ＴＰに近づいていく。縦列ガイドライン９、アイマーク１１については、図１５に示されるように、目標点ＴＰがそれぞれに近づいていく。目標点ＴＰと各種ガイドとの距離に応じて音声選択部２７に信号を送り、音声選択部２７がスピーカ２８から対応した音声を出力する。
【００２３】
図１６に音声ガイドの出力タイミングを示す。（ａ）は目標点ＴＰが縦列ガイドライン９に重なるまでの状態で、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の順に目標点ＴＰが縦列ガイドライン９に近づいていき、順次「ポ〜ンポ〜ン」（音１とする）、「ポンポン」（音２とする）、「ポーン」（音３とする）のように、音の高さ及び／または長さを変えて接近の度合いがわかるように出力する。Ｓ３では音声ガイドとして「ハンドルマーク（例えば赤色のマーク）が目標点と一致するまでハンドルを回してください」のように、次の操作を案内する音声を出力する。（ｂ）はハンドルマーク１０を目標点ＴＰに合わせるまでの状態であり、（ａ）の場合と同様、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６の順にハンドルマーク１０が目標点ＴＰに近づくと、その距離に応じて音１、音２、音３を出力する。Ｓ６では「アイマーク（例えば黄色のマーク）が目標点と一致するまで後退して下さい」のように次の操作を案内する音声を出力する。（ｃ）は目標点ＴＰがアイマーク１１と一致するまでの状態であり、Ｓ７、Ｓ８、Ｓ９の順にアイマーク１１が目標点ＴＰに近づくと、その距離に応じて音１、音２、音３を出力する。Ｓ９では「ハンドルを反対方向にいっぱい切ってください」のような案内音声を出力する。（ｄ）ではハンドルを反対方向にある角度以上切ったときに「後方に注意しながら後退して下さい」のような案内音声を出力する。この後、駐車枠１９の白線が画面から消えたら「後方車両に注意して車を停止させてください」のような案内音声を出力する。
【００２４】
実施の形態２．
この実施の形態２は、例えば縦列ガイドライン９からアイマーク１１までの間で、目標点ＴＰを見失ったとしても、ある程度は追跡を続けられるように目標点ＴＰの予測方式を導入したものである。図１７に実施の形態２に係る縦列駐車支援装置の構成を示す。この装置は、図３に示した実施の形態１の装置において、画像処理部１３に代わりに画像処理部３３を外部入力処理部１２に接続したものであり、それ以外は実施の形態１の装置と同じである。この画像処理部３３は、図３の画像処理部１３の交点算出部３０と目標点算出部３１の代わりに目標点予測部３４を設けたものである。図１８に目標点予測部３３のフローチャートを示す。目標点ＴＰが縦列ガイドライン８と重なり、ハンドルマーク１０が目標点ＴＰと一致するまでの処理を前半処理とし、その後、目標点ＴＰがアイマーク１１と重なるまでの処理を後半処理とする。前半処理では実施の形態１の装置と同様に交点算出及び目標点算出を行う。後半処理に入ったら、目標点予測に切り替える。
【００２５】
次に、目標点予測の原理について説明する。図１９において、車両１の旋回中心Ｃはハンドル７の切れ角によって決まる。点Ｐ、目標点ＴＰ、縦方向の直線上の点ＰＯＬは、車両１から見た場合に中心Ｃの回りを回転運動する。最終的に、目標点ＴＰはアイマークＥＭに、点Ｐは仮想アイマークＶＥＭに重なる。これらの点Ｐ、ＴＰ、ＰＯＬの回転半径は、それぞれＲ_ＶＥＭ、Ｒ_ＥＭ、Ｒ_ＰＯＬである。図２０に点Ｐの修正と推定方法を示す。路面上で点Ｐは回転運動をするが、画像から検出された点Ｐを路面上に変換すると必ずしも円周上には乗らない。（ａ）では、検出された点Ｐが円周上から大きく外れた場合の修正法を示している。点Ｐ_ｉと中心Ｃとの距離を求め、Ｒ_ＥＭとの差が大きくなったときは、点Ｐ_ｉと中心Ｃとの距離がＲ_ＥＭとなるように修正する。このとき、ｘ軸と線分Ｐ_ｉＣとの角度θｉと角度変化φｉを求める。（ｂ）では、点Ｐが検出されなかった場合の推定方法を示している。過去数回の処理から角度変化の平均値φを求めておく。点Ｐが検出されなかった場合、角度θ＝θｉ＋φ、半径Ｒ_ＥＭで点Ｐを求める。φは次の角度変化平均を求めるために利用する。点ＴＰ及び点ＰＯＬの角度変化は点Ｐと同じであるため、点Ｐを検出・推定した結果得られる角度変化を用いて点ＴＰ及び点ＰＯＬを求める。このとき半径はＲ_ＶＥＭ及びＲ_ＰＯＬである。
【００２６】
点Ｐを修正しない場合は、点ＰＯＬを修正する必要がある。図２１に示すように、点Ｐの中心Ｃからの距離Ｄ_ＰＣは半径Ｒ_ＥＭより大きいが修正しない場合、点Ｂの位置にある点ＰＯＬを修正しないと、点Ｐと点ＰＯＬとを結ぶ白線Ｌ１の傾きに誤差を生じてしまう。そこで、点Ｐと中心Ｃとの間の距離Ｄ_ＰＣの半径Ｒ_ＥＭに対する比率をＲ_ＰＯＬに掛けて点ＰＯＬを修正する。すなわち、△ＡＢＣを相似変換する。このようにすることによって、点Ｐと点ＰＯＬとを結ぶ直線Ｌ２の傾きを点Ａと点Ｂとを結ぶ直線Ｌ３の傾きに等しくすることができる。
また、図２２に示すように、処理を進めていくと、算出された直線Ｌ_ｉ−１と白線の傾きがずれていく場合がある。これを吸収するため、ほぼ一定間隔でＲ_ＶＥＭ、Ｒ_ＰＯＬと角度データを更新する。点Ｐ_ｉが検出されたら点ＰＯＬ_ｉを算出し、半径をＲ_ＶＥＭｉ、Ｒ_ＰＯＬｉに更新する。このとき、ｘ軸からの角度も更新する。
【００２７】
図２３に目標点予測のフローチャートを示す。後半処理が始まったら、ハンドルの切れ角から旋回中心Ｃ、アイマークの回転半径Ｒ_ＥＭを算出する。続いて点ＰＯＬを算出し、半径Ｒ_ＶＥＭ、Ｒ_ＰＯＬ、ｘ軸からの角度を初期値として求める。点Ｐが検出されており且つデータの更新タイミングであれば、点ＰＯＬの算出、回転半径Ｒ_ＶＥＭ、Ｒ_ＰＯＬの算出及びｘ軸からの角度データの更新を行う。その後、点Ｐが検出されていれば、点Ｐの修正を行い、角度データ（角度変化、ｘ軸からの角度）を更新し、目標点ＴＰ及び点ＰＯＬを算出する。点Ｐが検出されていないときは、点Ｐを推定し、角度データ（角度変化は平均の角度変化を採用）を更新し、目標点ＴＰ及び点ＰＯＬを推定する。算出された各点をモニタ４の画面上に変換し、傾きデータを求める。この傾きは直線抽出に利用される。この後、次の点Ｐの検出処理を行う。
図２４（ａ）は点Ｐの修正のフローチャートであり、修正をしない場合は回転半径の比ｒａｔｅを求め、点ＰＯＬの修正に利用する。図２４（ｂ）は目標点ＴＰ及び点ＰＯＬの算出のフローチャート、図２４（ｃ）は点Ｐの推定のフローチャートである。
【００２８】
実施の形態３．
図２５に実施の形態３に係る縦列駐車支援装置の構成を示す。この装置は、図３に示した実施の形態１の装置において、縦列モードスイッチ３５を付加的に運転席に設けると共に外部入力処理部１２に接続したものである。縦列駐車をする時に運転者が縦列モードスイッチ３５を投入して縦列モードに入れる。シフトレバー５をＲ（後退位置）に操作して縦列モードスイッチ３５を投入した時に初めてモニタ４の画面上に縦列ガイドライン９が表示され、画像処理が行われる。すなわち、必要な時に必要なもののみ表示するようにする。また、縦列モードに入ったことを知らせるために、画像処理部１３は「縦列駐車モードです」というモード案内音声と、「目標点が青色の線と一致するまで後退して下さい」という操作案内音声を音声選択部２７を介してスピーカ２８から出力させる。
なお、実施の形態２の装置に縦列モードスイッチ３５を接続するようにしてもよい。
【００２９】
図２６に実施の形態４に係る縦列駐車支援装置の構成を示す。この装置は、図３に示した実施の形態１の装置において、画像処理部１３がスーパーインポーズ部１４に接続されたものである。画像処理部１３のガイドとの一致判断部３２から目標点ＴＰと各種ガイドの接近情報をスーパーインポーズ部１４に送り、音声選択部２７で選択される音声と対応した表示がモニタ４の画面上に行われる。例えば、図２７に示されるように、場面の下部に接近表示部３６を設け、接近に従って音声が順次音１、音２、音３と変わっていくのに対応して青、黄、赤のように色を順次変えて接近表示部３６に表示させる。また、これから運転者がするべき操作ステップを文字表示することもできる。例えば、接近表示部３６に重ねて「ガイドライン」、「ハンドルマーク」、「アイマーク」のように、注目しなくてはならないガイドの名前を表示する。
なお、実施の形態２の装置の画像処理部３３をスーパーインポーズ部１４に接続して、同様に音声と対応した表示をモニタ４の画面上に行うようにしてもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の縦列駐車支援装置によれば、画像処理部が画像処理により駐車のための目標点を認識すると共に目標点とガイド表示との位置関係に基づいて縦列駐車に必要な操舵のタイミングと操舵量とを出力するので、運転者は極めて容易に車両の縦列駐車操作を行うことができる。さらに、画像処理部が、車両の後退に伴って駐車枠に含まれる２本の直線の交点からなる目標点を追跡するので、運転者は車両の後退に従って車両が目標点に至るまでの状況を段階的に把握することができる。
請求項２に記載の縦列駐車支援装置によれば、請求項１の装置において、画像処理部が、目標点の動きが大きくずれたときに目標点の位置を予測して修正するので、目標点を一旦見失ったとしても、ある程度は運転操作の支援を続けることができる。
請求項３に記載の縦列駐車支援装置によれば、請求項１または２の装置において、画像処理部から出力された操舵のタイミングと操舵量とに対応した音声を発して操舵の案内を行うので、運転者はモニタを注視する必要がなく、周囲の安全を確認しながら容易に駐車を行うことができる。
請求項４に記載の縦列駐車支援装置によれば、請求項３の装置において、操舵の案内に対応した表示をモニタの画面上に行わせるので、運転者は目で接近状態を確認することができ、また、文字表示により音声を聞き漏らした場合でも現在の操作ステップを目で確認することができる。
請求項５に記載の縦列駐車支援装置によれば、請求項１〜４のいずれか一項の装置において、縦列駐車モードスイッチを投入したときにモニタの画面上にガイド表示が表示されるようにしたので、意識的に縦列駐車とその他の後退運転とを区別することができると共に必要な描画のみを表示でき、画面が見やすくなる。
請求項６に記載の縦列駐車支援装置によれば、ハンドルの操舵角に応じて移動表示されたハンドルマークと駐車のための目標点とを一致させることによりハンドル切り返し前の操舵角を容易に把握することができる。
請求項７に記載の縦列駐車支援装置によれば、請求項６の装置において、モニタの画面上に固定表示されたアイマークと駐車のための目標点とを一致させることによりハンドル切り返し位置を容易に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る縦列駐車支援装置を搭載した車両を示す側面図である。
【図２】モニタ上の描画の形態を示す図である。
【図３】実施の形態１に係る縦列駐車支援装置の構成を示すブロック図である。
【図４】ヒストグラム領域が表されたモニタ画面を示す図である。
【図５】画像の濃度レベルと画素数との関係を示すグラフである。
【図６】処理領域が表されたモニタ画面を示す図である。
【図７】他の処理領域が表されたモニタ画面を示す図である。
【図８】目標点検出時の処理領域内の様子を示す図である。
【図９】処理領域内の処理画像の複数の形状と各点の位置及び直線の傾きとの関係を示す図である。
【図１０】形状認識部と結果判断部の動作を示すフローチャートである。
【図１１】近似直線抽出処理を示すフローチャートである。
【図１２】輪郭線の抽出方法を示す図である。
【図１３】座標変換の方法を示す図である。
【図１４】目標点の算出方法を示す図で、（ａ）はモニタ画面、（ｂ）は路面を示す。
【図１５】モニタ画面上の目標点の動きを示す図である。
【図１６】音声ガイドの出力タイミングを段階的に示す図である。
【図１７】実施の形態２に係る縦列駐車支援装置の構成を示すブロック図である。
【図１８】目標点予測部の動作を示すフローチャートである。
【図１９】目標点予測の原理を示す図である。
【図２０】点Ｐの修正方法と推定方法を示す図である。
【図２１】点ＰＯＬの修正方法を示す図である。
【図２２】データの更新方法を示す図である。
【図２３】目標点予測処理を示すフローチャートである。
【図２４】（ａ）は点Ｐの修正方法、（ｂ）は目標点及び点ＰＯＬの算出方法、（ｃ）は点Ｐの推定方法をそれぞれ示すフローチャートである。
【図２５】実施の形態３に係る縦列駐車支援装置の構成を示すブロック図である。
【図２６】実施の形態４に係る縦列駐車支援装置の構成を示すブロック図である。
【図２７】実施の形態４におけるモニタ画面を示す図である。
【符号の説明】
１車両、２カメラ、３後部バンパー、４モニタ、５シフトレバー、６前輪、７ハンドル、８路側、９縦列ガイドライン、１０ハンドルマーク、１１アイマーク、１２外部入力処理部、１３，３３画像処理部、１４スーパーインポーズ部、１５シフトスイッチ、１６ステアリングセンサ、１７操舵角算出部、１８二値化・エッジ検出部、１９駐車枠、２０白線、２１ヒストグラム領域、２２処理領域、２３切替部、２４形状認識部、２５近似直線抽出部、２６結果判断部、２７音声選択部、２８スピーカ、２９データ更新部、３０交点算出部、３１目標点算出部、３２ガイドとの一致判断部、３４目標点予測部、３５縦列モードスイッチ、３６接近表示部。

Claims

車両の後方を撮影するカメラと、
車両の運転席に配置され且つ車両の後退時に前記カメラによる映像を表示するモニタと、
ハンドルの操舵角を検出するステアリングセンサと、
縦列駐車時に車両の運転を支援するためのガイド表示を前記モニタの画面上に重畳表示するスーパーインポーズ部と、
前記カメラによる映像を画像処理することにより駐車枠に含まれる２本の直線を認識してそれらの交点を目標点とし、車両の後退に伴う映像の移動に応じて目標点を追跡し、目標点とガイド表示との位置関係に基づいて縦列駐車するために必要な操舵のタイミングと操舵量とを出力する画像処理部と
を備えたことを特徴とする縦列駐車支援装置。
前記画像処理部は、車両の後退に伴う目標点の動きが大きくずれた場合に目標点の位置を予測して修正する請求項１に記載の縦列駐車支援装置。
前記画像処理部から出力された操舵のタイミングと操舵量とに対応した音声を発して運転者に操舵の案内を行う音声選択部をさらに備えた請求項１または２に記載の縦列駐車支援装置。
前記画像処理部は、操舵のタイミングと操舵量を前記音声選択部と共に前記スーパーインポーズ部にも出力して操舵の案内に対応した表示を前記モニタの画面上に行わせる請求項３に記載の縦列駐車支援装置。
車両の運転席に配置された縦列駐車モードスイッチをさらに備え、縦列駐車モードスイッチを投入したときに前記スーパーインポーズ部により前記モニタの画面上にガイド表示が表示される請求項１〜４のいずれか一項に記載の縦列駐車支援装置。
車両の後方を撮影するカメラと、
車両の運転席に配置され且つ車両の後退時に前記カメラによる映像を表示するモニタと、
ハンドルの操舵角を検出するステアリングセンサと、
縦列駐車時に車両の運転を支援するためのガイド表示を前記モニタの画面上に重畳表示するスーパーインポーズ部と、
前記カメラによる映像を画像処理して駐車のための目標点を認識すると共に目標点とガイド表示との位置関係に基づいて縦列駐車するために必要な操舵のタイミングと操舵量とを出力する画像処理部と
を備え、ガイド表示は、前記ステアリングセンサで検出されたハンドルの操舵角に応じて前記モニタの画面上に移動表示されるハンドルマークを含み、
駐車のための停止位置から前記モニタの画面上においてハンドルマークと駐車のための目標点とが一致するまでハンドルを操作した状態で車両を後退させ、その後ハンドルを反対方向にいっぱい切って後退することにより縦列駐車を行うことを特徴とする縦列駐車支援装置。
前記ガイド表示は、車両に対して特定の位置に固定表示されるアイマークを含み、
このアイマークは、前記モニタの画面上においてハンドルマークと駐車のための目標点とが一致するまでハンドルを操作した状態で車両を後退させたときに、駐車のための目標点がアイマークと一致することにより車両のハンドルを反対方向にいっぱい切る位置への到達を示す請求項６に記載の縦列駐車支援装置。