JPH04167008A - 車両位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は自動車庫入れ装置に適用される車両位置検出装
置、特にＣＣＤセンサを用いて車庫の所定位置、例えば
入り口に設置された標識を撮影し、自車両の車庫に対す
る相対距離及び相対方位を検出する装置に関する。

［従来の技術］ 従来より、車庫の所定位置に設けられたポール等の標識
を検知し、自車両の車庫に対する相対位置を検出しつつ
この車庫に自動駐車する装置が周知である。このような
自動駐車装置では高精度に自車両の位置を検出する技術
か必須であり、このため種々の車両位置検出装置か開発
されている。

このような車両位置検出装置の一例として実開昭５９−
２０３０８号公報に開示された自動操縦装置付車両誘導
システムがある。このシステムにおいては、地上側に設
置された反射板に信号を発し、この信号の反射を検出す
る反射型センサを車両に設け、この反射型センサからの
信号に基づいて反射板に対する自車両の相対位置を検出
するものである。

［発明か解決しようとする課題］ しかしながら、このように信号を発して反射板からの反
射信号を受信し車両の相対位置を算出する構成では十分
な位置精度が得られず、車庫内における駐車位置が大き
くばらついてしまう問題があった。

すなわち、反射板に発する信号としては例えばレーザ等
の光あるいは超音波などが考えられるが、光（電磁波）
は伝播速度が大きく近・中距離（自動駐車装置において
はこの範囲の距離が問題となる）の測定を行うことは困
難であり、また超音波は速度が光に比べて小さいものの
指向性不足等の問題があり、広範囲に渡って精度の良い
測距を行うことが困難で、この位置検出の誤差は制８誤
差となって駐車位置がずれ、狭い車庫の場合には駐車で
きない事態も生じてしまう。

本発明は上記従来の課題に鑑みなされたものであり、そ
の目的は広範囲にわたって高精度の測距が可能であり、
自動駐車装置に適用可能な車両位置検出装置を提供する
ことにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の車両位置検出装置
は車庫の所定位置に設けられた第１及び第２標識を第１
及び第２レンズを経て撮影する第１及び第２ＣＣＤセン
サと、これら第１及び第２ＣＣＤセンサからの検出信号
により車庫に対する相対位置（ｘ、ｙ）及び方位角φを
以下の式に基づき算出する演算手段とを有することを特
徴としている。

ｔ、ａｎφ−Δｘ／ｆ　・（ｍ２ｎＬ−ｍ１ｎ２）バｍ
２−ａｌ＋ｎ２−ｎ１）ｘ−Ｄ　２ｆｉｒΔｘ　・（Ｉ
１１２−ｍ１）／（ｍｌ＋ｎ１）（ａ＋２＋ｎ２）ｙ−
Ｄｒ　　ル（Δｘ／Ｄ２・ｌ（ｍ２−ｍ１）＋（ｎ２−
ｎ１）１３（Δｘ＃）　　　（ｍ２ｎＬ−ｍ１ｎ２）ｌ
／（ａ＋１ｎ２）｝／（ｍ１＋ｎ１）（ｍ２＋ｎ２）　
　２ＩＩｌ：Ｍ１ｃｃＤセンサにおける第１標識の結像
位置 ｍ２：第１ＣＣＤセンサにおける第２標識の結像位置 ｎｌ：第２ＣＣＤセンサにおける第１標識の結像位置 ｎ２：第２ＣＣＤセンサにおける第２標識の結像位置 Δｘ：第１及び第２ＣＣＤセンサの素子長ｆ：レンズの
焦点距離 Ｌ：第１及び第２標識間距離 Ｄ：第１及び第２ＣＣＤセンサの光軸間距離［作用コ 本発明の車両位置検出装置はこのような構成を有してお
り、反射型センサを用いずＣＣＤセンサを用い、受動的
に車両位置を検出するものである。

すなわち、第１及び第２ＣＣＤセンサにて第１及び第２
標識を撮影すると、標識の位置及び方位、更に第１及び
第２ＣＣＤセンサの光軸間距離によってその結像位置に
位相差が生じるが、この位相差から三角測量の原理で車
庫に対する車両の位置を求めることにより高精度の位置
データが得られることとなる。

［実施例コ 以下、図面を用いながら本発明に係る車両位置検出装置
の好適な実施例を説明する。

第２図には本実施例における車両位置検出装置の構成ブ
ロック図が示されている。本実施例の車両位置検出装置
は本体部１０と信号処理部１２とからなる。本体部１０
は第１ＣＣＤラインセンサ１４と第２ＣＣＤラインセン
サ１６を含んでおり、光軸間距離りだけ離間されて水平
面上に配置され、車両の所定位置、例えば後部中央部に
取り付けられる。第３図には第１ＣＣＤラインセンサ１
４及びＭ２ＣＣＤラインセンサ１６を含む本体部１゜の
斜視図が示されており、第４図には第１又は第２ＣＣＤ
ラインセンサの構成図が示されている。

第３図に示されるごとく、第１ＣＣＤラインセンサ１４
及び第２ＣＣＤラインセンサ１６は同−面内（水平面）
にＤたけ離間してモータ１８の回転軸に垂直に取り付け
られ、水平面内で回動自在に構成されている。なお、モ
ータ１８の回転軸にはその回転角を検出するためのエン
コーダ２０か取り付けられており、後述するごとく車両
の車庫に対する方位角を補正するためのパラメータとし
て用いられる。

また、第４図に示されるごとく第１及び第２ＣＣＤライ
ンセンサ１４，１６はそれぞれ集光用レンズ２２．２３
か取り付けられた容器２４．２５内に配置され、車庫入
り口に設置されたポールなどの標識からの光を集光し、
結像する構成である。

一方、本装置の信号処理部１２は第１ＣＣＤラインセン
サ１４及び第２ＣＣＤラインセンサ１６からのアナログ
検出信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２６、
所定の演算処理を行う電子制御装置ＥＣＵ２８を含み、
このＥＣＵ２８にて検出信号に基づき車両の車庫に対す
る相対位置を検出して操舵アクチュエータやブレーキア
クチュエータ等のアクチュエータ３０に制御信号を供給
し車庫入れを行う構成である。

本実施例の車両位置検出装置はこのような構成を有して
おり、以下、ＥＣＵ２８で行われる位置検出演算プロセ
スを詳細に説明する。

第１図には車両１００、この車両１００が駐車すべき車
庫１０２及びこの車庫１０２の入り口に設けられた２個
の標識１０４，１０６の位置関係か示されている。この
標識１０４，１０６にはバーコードを貼付してもよく、
またＬＥＤやレーザ等で発光する標識とすることもでき
る。

この第１図において車両１００の前後中心線と車庫１０
２の入り口面に平行な直線との交点をＡ１２個の標識１
０４．１０６が設置される位置をＢ。

Ｃ１車両１００の重心Ｏから車庫１０２の入り口面に平
行な直線に下ろした垂線の足をＤとし、ＺＯＡＤ−φ、
０Ｄ−ｘ、ＣＤ−ｙとすると、この（ｘ、　　ｙ）及び
φを求めることにより車両１００の車庫１０２に対する
相対位置か規定されることとなる。

今、これらの物理量を求める際に、ｆＡＯＢ−θ　、Ｚ
ＡＯＣｍ−θ３、ＢＯ璽ｂ１ＣＯ−ｃとおくと、図から
れかるように、 ΔＯＢＣにおいて、 ｂ／５ｉｎ（φ＋θａ　）　”　Ｃ／ｓｔｎ　（φ＋θ
２）　−Ｌ／５ｉｎ（θ３−θ２）　　　　　　　　　
　・・・・・・（１）が成り立つ。但し、Ｌは２個の標
識１０４．１０６間の距離である。また、 ΔＡＯＣとΔＡＯＢにおいて、 （Ｌ＋ＡＢ）／ｓ　ｉｎθ　−ｃ／ｓ　’＋ｎφ　　　
−＝　・−（２）ｂ／山φ＝ＡＢ／山θ２　　　　　・
・・・・・（３）ΔＯＤＣにおいて、 １！ｎ（φ十〇３）・ｘ／７　　　　　　・・・・・・
（４）△ＯＤＢにおいて、 ｔａｎ　　（φ十θ　）　・ｘ／（Ｌ＋ｙ）　　　　＋
＋＋＋＋　（５）が成り立つので、これらの式より以下
の関係が導出される。

ｔａｎφ−（ｃｓｉｎθａ　−ｂｓｉｎθ２）／（ｂＣ
Ｏ５０２−ＣＣＯ’Ｓθ３）　　　　　　・・・・・・
（６）ｘ＝ｃｓｉｎ　　（φ　＋　θ３　）　　＝　　
ｂｓｉｎ　　（φ＋θ２　）・・・・・・　（７） Ｙ＝ｘｚ′１ａｎ（φ＋θ３）叫・・（８）このように
、車両１００の相対位置を規定するパラメータ（ｘ、ｙ
）及びφは車両１００と各標識１０４，１０６までの距
離す、　　ｃ及びこれらの標識１０４，１０６に対する
方位角θ２．θ３により決定され、従ってこれらの物理
ｆｆ１ｂ、ｃ。

θ２．θ３を求めることにより車両１００の相対位置を
求めることができる。

以下、車両１００と２個の標！１０４，１０６との相対
距離及び相対方位を算出するプロセスを説明する。

第５図（Ａ）、（Ｂ）には第１及び第２　ＣＣ，Ｄライ
ンセンサ１４，１６で２個の標識１０４，１０６を撮影
した場合の出力特性が示されている。

図中−点鎖線はそれぞれのセンサの光軸を示しており、
標、識１０４，１０６の像はこれらが例えばＬＥＤやレ
ーザ等で発光する標識の場合にはその部分にピークが表
れるため容易に検出することができる。第５図の場合で
はピーク１０８，１１０かこれら標識像に相当し、光軸
からの偏位かそれぞれ、 第１ＣＣＤラインセンサ１４ 標識１０４：ｍｌ 標識１０６・ｍ２ 第２ＣＣＤラインセンサ１６ 標識１０４：ｎｌ 標！１０６：ｎ２ で示されている。

なお、各標識像１０８，１１０の偏位を求めるには第６
図に示されるようにある所定のしきい値レベル７以上と
なるＣＣＤ素子の光軸からの番地をα及びβとした場合
、その平均（α十β）／２により得ることができる。

このように、第１及び第２ＣＣＤラインセンサ１４．１
６には２個の標識１０４，１０６が撮影され、これら第
１及び第２ＣＣＤラインセンサ１４．１６の光軸間距離
りに伴なう位相差か生してそれぞれ異なる位置ｍｌ、ｍ
２．ｎ　１．ｎ２に標識像か結像されるか、この位相差
による結像位置のすれｍｌ、ｍ２．ｎｌ、ｎ２を用いる
ことにより車両１００から標識１０４，１０６までの距
離及び方位か算出されることとなる。

第７図には集光レンズ２２．２３、第１、第２ＣＣＤセ
ンサ１４，１６及び標識１０４，１０６の位置関係が示
されている。この図において、集光レンズ２２及び２３
の焦点距離をｆ１第１及び第２ＣＣＤラインセンサ１４
，１６を構成する素子の素子長をΔｘとすると、 ｔｉｎθ２−ｍ１Δｘ／′［・・・・・・（９）ｂ＝Ｄ
Ｉ／ΔＩＣＯ５θ２　（ｍｌ　＋ｎ１）　　　　　−−
（１０）ｔａｎθ３＝ｍ２ΔＩ／Ｉ　　　　　　　・・
・・・・（１１）ｃ＝ＤＩ／ΔｘＣＯ５θ２　（ｍ２＋
ｍ２）　　　　　−−（１２）が成り立つ。このように
、車両１００と標識１０４．１０６との相対位置がＣＣ
Ｄラインセンサにおける標識１０４．１０６の結像位置
ｍｌ、ｍ２゜ｎｌ、ｎ２により決定されるので、結局車
両１００の車庫１０２に対する相対位置、すなわち相対
座標（ｘ、　　ｙ）及び方位角φは既出の（６）〜（８
）より、 ｔａｎ　　φ−Δｙ、／ｆ　　・（ｍ２ｎｌ−ｍ１ｎ２
）／（＋＋＋２−ｍ１＋ｎ２−ｎ１）・・・・・・　（
１３） ｘ＝Ｄ　２ｒ／ｆΔｘ　・（ｍ２−ｍ１）／（ｍ１ｎ２
）｝／（ｍ１＋ｎ１）（ｍ２＋ｎ２）・・・・・・　（
１４）ｒＤ　２ｒ　２／Ｌ（Δｘ／ｆ’）２・（（ｍ２
−ｍ１）＋（ｎ２−ｎ１）−１３（Δｘ＃）２　（ａ＋
２ｎｌ−ａ＋Ｉｎ２）ｌバｍ１ｎ２）｝／（ｍ１＋ｎ１
）（ｍ２＋ｎ２）　　２・・・・・・　（１５）となり
、車庫１０２に対する相対位置が標識１０４．１０６の
結像位置から求まることとなる。

そして、この相対位置（ｘ、ｙ）、φに基づきＥＣＵ２
ｇがアクチュエータ３０に制御信号を供給することによ
り車両１００を確実に車庫１０２に駐車させることが可
能となる。

このように、本実施例においては車庫に対する車両の相
対位置を２個のＣＣＤセンサに結像された標識の位相差
を検出することに算出するものであるが、車両１００の
位置によっては標識を撮影することのできない場合が生
じてくる。このような場合を考慮し本実施例においては
前述したように第１及び第２ＣＣＤラインセンサ１４，
１６は水平面内てモータ１８により回動自在に構成され
ており、２個の標識１０４，１０６を検出できるまてセ
ンサを回動させることにより車両の位置を検出すること
か可能である。この場合、モータ１８の回転軸に取り付
けられたデコーダ２０て検出された回転角がωてあった
場合、θ２．θ３．Φをω回転時の検出角度とすると、 θ３−θ３−ω θ２厘θ２−ω φ−Φ−ω と補正することにより、同一の計算式で車両の相対位置
を検出することができる。

また、前述したように本実施例においては車両の相対位
置を算出する際に車両１００と標識１０４．１０６間の
距離す、ｃが算出されるが、第８図に示されるように標
識の結像位置ｎと車両−標識間距離１との間には ｎ−ｆＤ／Ｊ！ の関係にあるので、１が小さいほど結像位置ｎは大きく
変化し、従って車両と標識との距離が近くなるほど測距
精度が向上することとなり、標識に衝突する危険を容易
に回避することかできる。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明に係る車両位置検出装置に
よれば、車庫に対する車両の相対位置を高精度に検出す
ることができ、従って、自動駐車システムに適用した場
合には車庫入れ時の車両の駐車位置ばらつきを低減し、
システムの信頼性を大幅に向上させることができる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る車両位置検出装置の一実施例にお
ける平面図、 第２図は同実施例の構成ブロック図、 第３図は同実施例における装置の斜視図、第４図は同実
施例におけるＣＣＤラインセンサの構成図、 第５図乃至第８図は同実施例における相対位置検出説明
図である。 １０　・・　本体部 １２　・・・　信号処理部 １４　・・・　第１ＣＣＤラインセンサ１６−＝　　第
２ＣＣＤラインセンサ ２２　・・・　集光レンズ ２３　・・・　集光レンズ ２８　・・・　ＥＣＵ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 車庫の所定位置に設けられた第１及び第２標識を第１及
   び第２レンズを経て撮影する第１及び第２ＣＣＤセンサ
   と、 これら第１及び第２ＣＣＤセンサからの検出信号により
   車庫に対する相対位置（ｘ、ｙ）及び方位角φを、 ｔａｎφ＝Δｘ／ｆ・（ｍ２ｎ１−ｍ１ｎ２）／（ｍ２
   −ｍ１＋ｎ２−ｎ１）ｘ−Ｄ＾２ｒ／ｆΔｘ・（ｍ２−
   ｍ１）／（ｍ１＋ｎ１）（ｍ２＋ｎ２）ｙ＝Ｄ＾２ｆ＾
   ２／Ｌ（Δｘ／ｆ）＾２・｛（ｍ２−ｍ１）＋（ｎ２−
   ｎ１）−ｍ３（Δｘ／ｆ）＾２（ｍ２ｎ１−ｍ１ｎ２）
   ｝／（ｍ１＋ｎ１）（ｍ２＋ｎ２）＾２ｍ１：第１ＣＣ
   Ｄセンサにおける第１標識の結像位置 ｍ２：第１ＣＣＤセンサにおける第２標識の結像位置 ｎ１：第２ＣＣＤセンサにおける第１標識の結像位置 ｎ２：第２ＣＣＤセンサにおける第２標識の結像位置 Δｘ：第１及び第２ＣＣＤセンサの素子長 ｆ：レンズの焦点距離 Ｌ：第１及び第２標識間距離 Ｄ：第１及び第２ＣＣＤセンサの光軸間距離により算出
   する演算手段と、 を有することを特徴とする車両位置検出装置。