(駐車支援装置の概略構成)
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は、本発明の実施の形態である駐車支援装置の概略構成を示すブロック図、図2は実施の形態である駐車支援装置の撮像部及び距離計測部の配置位置の一例を示す図である。
図1に示すように、駐車支援装置1は、車両V(図2参照)に搭載され、駐車支援動作を行う。具体的には、駐車支援装置1は、この車両Vが駐車可能な駐車空間を認識する。そして、駐車支援装置1は、認識した駐車空間に車両Vを駐車させるようにこの車両Vを制御する。
車両Vの前後左右には、図2に示すように複数の小型カメラが備えられている。
具体的には、車両Vのフロントバンパまたはフロントグリルには、車両Vの前方に向けて前方カメラ20aが装着されている。車両Vのリアバンパまたはリアガーニッシュには、車両Vの後方に向けて後方カメラ20bが装着されている。車両Vの左ドアミラーには、車両Vの左側方に向けて左側方カメラ20cが装着されている。車両Vの右ドアミラーには、車両Vの右側方に向けて右側方カメラ20dが装着されている。
前方カメラ20a、後方カメラ20b、左側方カメラ20c、右側方カメラ20dには、それぞれ、広範囲を観測可能な広角レンズや魚眼レンズが装着されており、4台のカメラ20a~20dで車両Vの周囲の路面を含む領域を漏れなく観測することができるようになっている。
さらに、図2に示すように、車両Vの前後左右には、発信部及び受信部を構成するソナー30a~30fが装着されている。これらソナー30a~30fは、ソナーECU(Electronic Control Unit)32(図1)からの指示に基づいて、車両Vの周囲に所定周波数(例えば20kHz以上)の超音波を逐次発信する。また、ソナー30a~30fは、その超音波の照射範囲内の物体に当たって反射した反射波を逐次受信する。
すなわち、ソナー30a~30fは、超音波の発信タイミングと、反射波の受信タイミングとに基づいて、物体までの距離を測定するセンサである。また、ソナー30a~30fが物体までの距離を測距可能な距離(ソナーとその照射範囲の外端間の距離)は、例えば30cm~8m程度となっている。
車両Vのフロントバンパやフロントグリルには、車両Vの前方に向けて測定波を照射可能な4つのソナー30aが搭載されている。互いに隣り合うソナー30aは、その照射範囲(不図示)が重複するように設置されている。
車両Vのリアバンパやリアガーニッシュには、車両Vの後方に向けて測定波を照射可能な4つのソナー30dが搭載されている。互いに隣り合うソナー30dは、その照射範囲(不図示)が重複するように設置されている。
車両Vの進行方向に対して左方向(左側方)前側には、車両Vの左側方に向けて測定波を照射可能なソナー30bが搭載されている。同様に、車両Vの左側方後側には、車両Vの左側方に向けて測定波を照射可能なソナー30cが搭載されている。2つのソナー30b,30cは、それぞれの照射範囲(不図示)が重複しない。
車両Vの進行方向に対して右方向(右側方)前側には、車両Vの右側方に向けてソナー30fが搭載されている。同様に、車両Vの右側方後側には、ソナー30eが搭載されている。2つのソナー30f,30eは、前述したソナー30b,30c同様、それぞれの照射範囲(不図示)が重複しない。
なお、ソナー30a~30fの代わりに、ミリ波レーダ等のレーダ装置を設置しても構わない。一般に、レーダはソナーに対して遠方の測距性能に優れるため、自動駐車を行う際に必要となる車両Vの周囲の距離範囲の大きさに基づいて、使用するセンサを適宜選択すればよい。
図1に戻って、駐車支援装置1は、前方カメラ20a、後方カメラ20b、左側方カメラ20c、右側方カメラ20dと、これらのカメラを制御するとともに、俯瞰画像の生成、駐車空間の認識等の処理を行うカメラECU22と、ソナー30a~30fと、これらのソナー30a~30fを制御するとともに車両Vの周囲の物体の検出を行うソナーECU32とを有する。これらソナー30a~30f及びソナーECU32により、車両Vの周辺の物体までの距離を計測する距離計測部が構成されている。
また、駐車支援装置1はナビゲーション装置40を有し、ナビゲーション装置40は画像表示機能を有するモニター41を有する。ナビゲーション装置40は、経路案内用の地図データ等が格納された記憶部を有する。ナビゲーション装置40は、この地図データ等及び図略のGPS装置等により検出された車両Vの現在位置に基づいて、ナビゲーション装置40の操作者が設定した目標地点までの経路案内を行う。経路案内動作中の各種画像はモニター41に表示される。
さらに、駐車支援装置1は、カメラECU22、ソナーECU32及びナビゲーション装置40から出力される情報に基づいて、認識した駐車空間に車両Vを駐車させるようにこの車両Vを制御する等の駐車支援動作制御を行う車両制御ECU50を有する。
そして、駐車支援装置1は、車両制御ECU50で決定した駐車支援動作制御情報に基づいて、車両Vの各部位の制御を行うアクチュエータ60を有する。なお、ここにいうアクチュエータ60は、これらアクチュエータ60を制御する制御ユニットを含む。
アクチュエータ60の一例としては、車両Vの操舵角を制御するステアリング制御ユニット及びこのステアリング制御ユニットにより駆動制御されるパワステアクチュエータ、車両Vのスロットルを制御するスロットル制御ユニット及びこのスロットル制御ユニットにより駆動制御されるスロットルアクチュエータ、車両Vのブレーキを制御するブレーキ制御ユニット及びこのブレーキ制御ユニットにより駆動制御されるブレーキアクチュエータを含む。
また、駐車支援装置1は、駐車支援動作制御を行う際に必要な情報を取得するためのセンサ70を有する。センサ70の一例としては、車両Vの現在位置を特定するために必要な情報および自動駐車を行う際に車両Vの車速と操舵角を制御するために必要な情報を取得する車輪速センサ、舵角センサ、ヨーレートセンサ、シフト位置センサを含む。
なお、カメラECU22及びソナーECU32と、車両制御ECU50との間は、車両Vの車内に敷設されたネットワークである、例えばCAN(登録商標)(Controller Area Network)で構成されたセンサ情報系ネットワーク80に接続されている。また、ナビゲーション装置40、アクチュエータ60及びセンサ70と、車両制御ECU50との間は、車両Vの車内に敷設されたネットワークである、例えばCAN(登録商標)で構成された車両情報系ネットワーク90に接続されている。
ここで、図2において、ソナー30a~30fの代わりに、図2に非図示のレーダを設置しても構わない。なお、レーダを設置したときは、レーダを制御するとともに、車両Vの周囲の障害物の検出を行う、図2に非図示のレーダECUが設置される。
ソナー30a~30fとレーダは、それぞれ測距範囲が異なるため、もちろん、両者を混在させても構わない。また、測距機能を実現するために、前方カメラ20a、後方カメラ20b、左側方カメラ20c、右側方カメラ20dで、異なる時間に撮像された画像同士をそれぞれ比較することによって障害物を検出する、いわゆるモーションステレオ機能を実装しても構わない。以後、説明を簡単にするため、駐車支援装置1には、測距手段としてソナー30a~30fとソナーECU32のみが実装されているものとする。
(駐車支援装置の機能構成)
図3は、本実施の形態である駐車支援装置1の概略構成を示す機能ブロック図である。
本実施の形態である駐車支援装置1は、制御部100、記憶部110、撮像部120、距離計測部130、表示部140、アクチュエータ150、センサ160及び入力部170を有する。
主にソナー30a~30f及びソナーECU32から構成される距離計測部130は、複数の発信部により車両Vの周囲に超音波を発信し、受信部により車両Vの周囲の物体に反射された超音波を受信することで車両Vから物体までの距離を計測する。
詳細は後述するが、各々のソナー30a~30fは超音波の発信及び受信を行う機能を有する。しかしながら、距離計測部130全体としての距離計測(測距)動作において、幾つかのソナー30a~30fは超音波の発信及び受信を行い、それ以外のソナー30a~30fは超音波の受信のみを行う。そして、超音波の発信及び受信を行うソナー30a~30fと超音波の受信のみ行うソナー30a~30fとは周期的に変更される。従って、ある周期において、特定のソナー30a~30fは発信部及び受信部を構成し、別のソナー30a~30fは受信部を構成する。
主に車両制御ECU50から構成される制御部100は、駐車支援装置1全体の制御を行う。制御部100はCPU、FPGAなどのプログラマブルロジックデバイス、ASIC等の集積回路に代表される演算素子を有する。
駐車支援装置1の記憶部110には図略の制御用プログラムが格納されており、この制御用プログラムが駐車支援装置1の起動時に制御部100により実行されて、駐車支援装置1は図3に示すような機能構成を備えたものとなる。特に、本実施形態の駐車支援装置1は、後述するように高速の画像処理を行うので、高速演算可能な演算素子、例えばFPGAなどを有することが好ましい。
制御部100は、物体検出部101、発信制御部102、駐車空間認識部103、パターン決定部104、車両挙動情報取得部105及び駐車支援制御部106を有する。
物体検出部101は、受信した超音波の受信情報、すなわち、距離計測部130の受信部が受信した超音波の受診情報を用いて、車両Vの周囲に超音波を発信する物体の有無及び車両Vに対する物体の方向を検出する。
発信制御部102は、物体検出部101による検出結果に基づいて、超音波の発信に関する制御を行う。具体的には、発信制御部102は、距離計測部130のそれぞれの発信部からの超音波の発信の有無及び超音波の発信強度を制御する。発信制御部102による超音波の発信制御は、例えばソナー30a~30fの駆動電圧を変化させることにより行ってもよく、あるいは、駆動電圧は一定にしつつ駆動パルスの幅を変化させることにより行ってもよい。
駐車空間認識部103は、距離計測部130により計測された物体までの距離に基づいて、車両Vの周囲における車両Vが駐車可能な駐車空間を認識する。駐車空間認識部103による駐車空間の認識処理自体は公知であるので、ここではこれ以上の説明を省略する。
好ましくは、駐車空間認識部103は、自身が認識した駐車空間と車両Vとの位置関係を認識する。そして、発信制御部102は、駐車空間認識部103による駐車空間と車両Vとの位置関係の認識結果にも基づいて、距離計測部130のそれぞれの発信部からの超音波の発信の有無及び超音波の発信強度を制御する。
また、駐車空間認識部103は、撮像部120の撮像結果にも基づいて、車両Vの周囲における車両Vが駐車可能な駐車空間を認識する。
さらに、駐車空間認識部103は、発信制御部102により、距離計測部130の少なくとも一部の発信部から超音波の発信がされない制御がされ、または超音波の発信制御を弱める制御がされたとき、超音波の発信がされない、または発信強度を弱める制御がされた発信部の超音波発信方向については、撮像部120の撮像結果に基づいて、車両Vの周囲における車両Vが駐車可能な駐車空間を認識する。
パターン決定部104は、駐車空間認識部103による駐車空間と車両Vとの位置関係の認識結果に基づいて、距離計測部130のそれぞれの発信部からの超音波の発信の有無及び超音波の発信強度のパターンを決定する。
好ましくは、パターン決定部104は、駐車空間認識部103による駐車空間と車両Vとの位置関係の認識結果に基づいて、記憶部110に格納されている複数の発信制御パターン111のうちいずれか一つの発信制御パターン111を選択する。選択した発信制御パターン111が、パターン決定部104が決定した、距離計測部130のそれぞれの発信部からの超音波の発信の有無及び超音波の発信強度のパターンとなる。
車両挙動情報取得部105は、センサ160が検出した検出情報に基づいて、駐車空間認識部103が認識した駐車空間に車両Vが駐車するまでの車両Vの挙動に関する車両挙動情報を取得する。
駐車支援制御部106は、距離計測部130により計測された物体までの距離に基づいて、駐車空間認識部103が認識した駐車空間に車両Vを駐車させるようにこの車両Vを制御する。より詳しくは、駐車支援制御部106は、距離計測部130により計測された物体までの距離に基づいて、駐車空間認識部103が認識した駐車空間に車両Vを駐車させるようにアクチュエータ150を制御する。
好ましくは、駐車支援制御部106は、発信制御部102により少なくとも距離計測部130の一部の発信部から超音波の発信がされない制御がされ、または超音波の発信制御を弱める制御がされたとき、超音波の発信がされない、または発信強度を弱める制御がされた発信部の超音波発信方向については、超音波が発信されている発信部から発信されている超音波に基づいて駐車空間認識部103が駐車空間を認識できるように車両Vを制御する。
さらに好ましくは、駐車支援制御部106は、超音波の発信がされない制御がされ、または超音波の発信制御を弱める制御がされた距離計測部130の発信部の超音波発信方向について、超音波が発信されている発信部から発信されている超音波に基づいて駐車空間認識部103が駐車空間を認識できるように車両Vを制御する際の車両Vの速度を、駐車空間認識部103が認識した駐車空間に車両Vを駐車させるようにこの車両Vを制御する際の車両Vの速度よりも遅く制御する。
なお、駐車支援制御部106による具体的制御手順については公知であるので、本明細書ではこれ以上の詳細な説明を省略する。
主に車両制御ECU50から構成される記憶部110は、ハードディスクドライブ等の大容量記憶媒体やROM、RAM等の半導体記憶媒体などの記憶媒体を有する。記憶部110には、制御部100における各種動作の際に用いられる各種データが一時的または非一時的に格納される。
また、記憶部110には発信制御パターン111が格納されている。発信制御パターン111は、駐車空間認識部103による駐車空間と車両Vとの位置関係の認識結果を複数の状況に分けた際に、それぞれの状況における、距離計測部130のそれぞれの発信部からの超音波の発信の有無及び超音波の発信強度のパターンである。本実施の形態の駐車支援装置1では、(1)駐車位置を探す、(2)並列駐車開始、(3)並列駐車空間進入後、(4)縦列駐車開始、(5)縦列駐車再度後退、(6)縦列駐車空間内の6つの状況毎に発信制御パターン111が設けられている。なお、図3においては図示の関係で単一の発信制御パターン111のみ図示されているが、実際には複数(例えば6つ)の発信制御パターン111が記憶部110に格納されている。発信制御パターン111の具体的な内容については後に詳述する。
主にカメラ20a~20d及びカメラECU22から構成される撮像部120は、車両V周辺の画像を撮像して得られた画像信号を出力する。
主にモニター41から構成される表示部140は、制御部100から送出された表示制御信号に基づいて所定の画面を表示する。アクチュエータ150及びセンサ160は図1におけるアクチュエータ60及びセンサ70と略同一の構成であるため、ここでの説明は簡略化する。
主にナビゲーション装置40が有する図略のタッチパネル等から構成される入力部170は、運転者などの操作者からの操作入力を受け入れる。入力部170は受け入れた操作入力に基づいて操作入力信号を生成し、この操作入力信号を制御部100に送出する。
図3に示す、駐車支援装置1を構成する各部の具体的動作については後に詳述する。
(駐車支援装置の動作)
次に、本実施の形態である駐車支援装置1の動作の一例を図4のフローチャート及び図5~図23を参照して説明する。
図4は駐車支援装置1の動作を説明するためのフローチャートである。図4のフローチャートに示す動作は、運転者が図略の自動駐車開始スイッチを操作して自動駐車開始の指示入力を行うことにより開始する。
ステップS1では、物体検出部101による車両Vの周囲の物体検出動作に先んじて、距離計測部130の受信部を用いて、車両Vの周囲から到来する超音波を受信する。つまり、距離計測部130の送信部から超音波を送信することなく、受信部のみを用いて超音波を受信する。この動作は、車両Vの周囲に位置し、超音波を用いて測距動作を行う他の車両等の検出動作である。
そして、この検出動作の結果、距離計測部130の受信部により超音波を受信した場合(ステップS1においてYES)、プログラムはステップS2に移行し、距離計測部130の受信部により超音波を受信しない場合(ステップS1においてNO)、プログラムはステップS3に移行する。
ステップS3では、一般的な駐車支援動作が行われる。つまり、発信制御部102による超音波の発信制御を行うことなく、物体検出部101により車両Vの周囲の物体を検出し、駐車空間認識部103により車両Vが駐車可能な駐車空間を認識し、駐車支援制御部106により駐車支援制御を行う。ステップS3の動作自体は周知であるので、ここではこれ以上の説明を省略する。
ステップS2では、物体検出部101が、ステップS1で受信した超音波を発信する他の車両の位置を推定する。
ステップS2で物体検出部101が行う他車の位置推定動作の詳細について、図5~図7を参照して説明する。
図5に示すように、自車b(車両V)の図中右前方に他車aが存在する場合を考える。ここで、他車a、自車bともに車体の周囲にソナーを設置しているものとする。
自車b(車両V)には、既に説明したように12個のソナー30a~30fが設けられている(図2参照)。図5以降では、自車bのソナー30a~30fを丸文字1~12で表す。つまり、丸文字1はソナー30b、丸文字2~5はソナー30a、丸文字6はソナー30f、丸文字7はソナー30e、丸文字8~11はソナー30d、丸文字12はソナー30cである。また、他車aのソナーについては、特にその設置個数及び設置位置を区別しないことから、全て符号Sで示す。
他車aから超音波が発せられた場合、他車aに最も近い箇所のソナー30a~30fに最も早く超音波が到達するため、最も早く超音波を受信したソナー30a~30fの方向に発信源(他車a)があるものと推測する。その際、他車aも自車bと同様に複数個所のソナーSの発信を切り替えて行うと考えられる。従って、距離計測部130により一定時間超音波の測定を行い、この一定時間内において最も信号強度が強い方向に他車aがあるものと推定する。
図6は、ソナー30a~30fを用いた一般的な車両V周辺の物体検出動作を説明するための図である。本実施の形態の駐車支援装置1では、自車b及び他車aのいずれも図6に示す物体検出動作を行っているものとする。
自車b及び他車aのいずれも、超音波を発信した後に受信を行うソナーと、受信のみを行うソナーを用いて物体の位置検出を行っている。図示例では、丸文字2のソナーで超音波の発信と受信を行い、丸文字1のソナーで受信のみを行っている。丸文字2のソナーでは、自身が発信した超音波の反射波を受信する。丸文字1のソナーでは、丸文字2が発信して物体に反射した超音波を受信する。
ソナー30a~30fは、超音波を発信し、検知対象から反射され、受信されるまでに要した時間と、それぞれのソナー30a~30fの位置から物体の座標の検出を行う。その後、十分に時間が経過して発信した超音波が減衰するタイミングで、他のソナー30a~30fが超音波を発信して物体検出を行う。
ここで、複数のソナー30a~30fを用いて物体検出を行う場合、複数のソナー30a~30fを一つずつ発信したのでは時間が掛かかるため、互いに問題にならない位置のソナー30a~30fを発信して検出を行う。
図6に示す例では、互いに離れた丸文字2、丸文字6、丸文字8及び丸文字12のソナーが同時に超音波を発信している。丸文字2のソナーが発信した超音波は丸文字1~丸文字4のソナーで受信されるが、丸文字6のソナーが発信した超音波は丸文字1~丸文字4のソナーでは受信されないので、物体検出動作を行う上では問題にならない。
このように、丸文字2、6、8、12の組み合わせ、丸文字3、9の組み合わせ、丸文字1、5、7、11の組み合わせ、及び、丸文字4、10の組み合わせを設定している。そして、いずれかの組み合わせに含まれるソナー30a~30fを用いて同一時刻に超音波の発信及び受信を行い、この作業を、順次組み合わせを変えて行う。
このような超音波の発信及び受信が行われると、他の車両で超音波を受信した場合には、一定の周期で超音波が異なる方向から異なるタイミングで到達するように見える。
図7は、図5に示すような自車bと他車aとの位置関係において、自車bのソナー30a~30fが受信した超音波を時間と超音波の強度との関係で示した図である。
超音波発信源である他車aに近い丸文字5のソナーに超音波が到達し、その後、丸文字4、6のソナーに超音波が到達する。超音波はソナーの受信面が向いている方向で最も強く受信できるので、最も強く超音波を受信したソナーの面が向いている方向に発信源が存在すると推測できる。
また、超音波発信源が遠い場合には受信する超音波の強度が小さく(弱く)なるため、受信できるソナーが少なくなる。一方、超音波発信源が近い場合には受信する超音波の強度が大きく(強く)なるため、受信面が超音波発信源に向いていないソナーでも超音波を受信できるので、より多くのソナーで超音波を受信することができる。これを踏まえて、受信するソナーが近い場合には遠距離に、多い場合には近距離に他車aが存在すると推測する。
実際には、図6で説明したように、他車aは発信するソナーの場所を切り替えているため、例えば図7のような波形が観測できる。他車aの位置推定のために自車bのソナー30a~30fにより超音波を受信する時間は、例えば、他車aが上述したソナーの4つの組み合わせ毎にソナーを駆動する場合、一例として60ms周期で4回、全体で240msの時間、超音波の受信を行う。
また、自車bと他車aとの間の距離については、推測した方向にある他車aの画像を撮像部120で撮像し、他車aの大きさと位置を求めて距離を求める。
他車aからの超音波は、他車aのソナーSの中で自車bに向いているソナーSからの超音波が最も強い受信波になると考えられる。そこで、図7に示すように一定時間(例えば240ms)超音波を受信して、上述した60msの周期内を一つの受信超音波のまとまりとして考える。そして、このまとまりの中で最も受信超音波の強度が強いまとまり(図7に示す例では最初の60ms周期のまとまり)を抽出し、このまとまりの中で最も早い時間に超音波を受信したソナー(図7では丸文字5のソナー)の方向に他車aが存在すると推測する。
図5のフローチャートに戻って、ステップS4では、パターン決定部104が記憶部110に格納されている発信制御パターン111を読み出し、特定の発信制御パターン111を、後述するステップS5において発信制御部102がソナー30a~30fの発信制御を行う際の基準となる発信制御パターン111として選択、決定する。ステップS4において選択される発信制御パターン111は、(1)駐車位置を探す際の発信制御パターン111である。
次いで、ステップS5では、ステップS4で選択、決定された発信制御パターン111に基づいて、他車aにおけるソナーSを用いた物体検出動作にできるだけ影響を与えないように、発信制御部102が個々のソナー30a~30fからの超音波発信の有無及び超音波発信の強度を制御する。個々のソナー30a~30fからの超音波発信の有無は、すなわち、超音波を発信するソナー30a~30fの位置の選択でもある。
ステップS6では、ステップS5により選択されたソナー30a~30fから発信された超音波の受信結果、及び必要に応じて撮像部120の撮像結果も用いて、駐車空間認識部103が車両Vの周囲における車両Vが駐車可能な駐車空間の認識を行う。
ステップS7では、ステップS5の制御結果として超音波が発信されないソナー30a~30fがあることから、駐車支援制御部106は、超音波が発信されないソナー30a~30fから超音波が発信されていれば受信できたであろう超音波を補うべく、車両Vを移動させる。つまり、車両Vを移動させることにより。超音波が発信されているソナー30a~30fも移動させ、これにより、測距範囲を移動させて車両Vの周囲全体の物体検出動作を行う。
この際、車両挙動情報取得部105により車両Vの挙動情報を取得し、さらには撮像部120により他車aを撮像し、これら情報等に基づいて自車bと他車aとの相対位置を把握することが好ましい。
ステップS8では、ステップS6、7における物体検出作業の結果、駐車空間認識部103が駐車空間の認識を終えたか否かが判定される。そして、駐車空間認識部103が駐車空間を認識したら(ステップS8においてYES)、プログラムはステップS9に移行する。一方、まだ駐車空間認識部103による駐車空間の認識が終了していなかったら(ステップS8においてNO)、プログラムはステップS5に戻ってステップS5~ステップS7までの動作を継続する。
ステップS2、ステップS4~ステップS7までの動作の詳細について、図8~図12を参照して説明する。
図8は、図3に示すような位置に他車aが位置する場合におけるステップS2、ステップS4~ステップS7までの動作を説明するための図である。
ステップS1において他車aからの超音波を検知したら、ステップS2においてソナーSを使用する他車aの位置を推定する。
次いで、ステップS4ではパターン決定部104が発信制御パターン111を選択、決定する。ステップS4で選択、決定された発信制御パターン111は、既に説明したように、(1)駐車位置を探す際の発信制御パターン111である。
駐車位置を探す際の発信制御パターン111を図9~図12を用いて説明する。図9に示すように、駐車位置を探す際の発信制御パターン111では、車両Vを中心に、車両Vを上から見た状態で30度きざみに12個の領域A~Lを設定している。そして、これら領域A~Lに駐車空間検知用領域α、衝突防止用領域β及び接近検知用領域γを設定する。駐車空間検知用領域αは車両Vの右側方に設けられ、この領域が駐車空間を検知、認識するための領域である。衝突防止用領域βは車両Vの前方に設けられ、駐車支援動作中において既に位置を検出している他車aに接近しすぎて衝突してしまうことを防止するための領域である。接近検知用領域γは車両Vの後方に設けられ、駐車支援作業中においてまだ位置検出が完了していない他車aの接近を検知するための領域である。
詳細は後述するが、この領域A~L及び領域α~γ毎に、ソナー30a~30fから発信する超音波の有無及び強度が発信制御パターン111により定められている。
図8に示すような位置に他車aが存在する場合の発信制御パターン111による制御基準について、図10を参照して説明する。
図8及び図10に示すように、自車bからみて領域Eに他車aが存在し、この他車aから超音波が発信されている。このとき、駐車空間検知用領域αに位置するソナー30a~30fのうち、丸文字1のソナーについては他車aにおける超音波受信にやや影響を与える可能性があるので、発信する超音波の強度を通常より弱めて受信動作を行う。一方、丸文字12のソナーについては他車aにおける超音波受信に影響を与えるおそれが非常に低いので、発信する超音波の強度を弱めることなく受信動作を行う。
また、衝突防止用領域βにあるソナーは、他車aを含む近距離の物体に対する検出を行うため、超音波の出力を弱め検出動作を行う。さらに、接近検知用領域γにあるソナーは、物体の接近を遠方からでも検出する必要があるので、発信する超音波の強度を弱めることなく受信動作を行う。そして、他車aに近い位置にあるソナーは、他車aにおける超音波受信に影響を与える可能性があるので、超音波の送信及び受信動作を中止する。
次に、他車aが領域Fに移動した場合の発信制御パターン111による制御基準について、図11を参照して説明する。
他車aの位置が移動したことに伴い、他車aから到来する超音波の方向も代わる。そこで、発信制御部102は、発信制御パターン111を参照して、個々のソナー30a~30fからの超音波発信の有無及び超音波発信の強度を変更する。
すなわち、駐車空間検知用領域αにある丸文字1、丸文字12のソナーは、超音波を発信しても他車aへ影響を与えないので、超音波の発信を行う。また、衝突防止用領域βにあるソナーは、近距離の検知を行うために継続して超音波の出力を弱めて物体検出動作を行う。さらに、接近検知用領域γにあるソナーのうち丸文字9、10のソナーについては、他車aにおける物体検出動作に影響を与える可能性があるために超音波の発信を停止する。
駐車位置を探す際の発信制御パターン111の詳細を図12に示す。図124に示すように、発信制御パターン111には、他車aが領域D~Iに位置する場合におけるそれぞれのソナー30a~30fの超音波の発信の有無及び発信強度のパターンが記されている。当然、それ以外の領域についても同様のパターンが記されていることが好ましい。
図8に戻って、ステップS5では、ステップS4で選択した発信制御パターン111に基づいて、発信制御部102が距離計測部130による超音波の発信及び受信を制御し、距離計測部130に車両Vの周囲に存在する物体の検出動作を行わせる。ステップS5における動作により、車両Vの周囲に存在する物体の座標位置Pが(複数)取得される。
ステップS6では、ステップS5において取得された座標位置Pに基づいて、駐車空間認識部103が車両Vの周囲においてこの車両Vが駐車可能な駐車空間を認識する。
ここで、ステップS5において一部のソナー30a~30fからの超音波の送信が停止されていることから、全てのソナー30a~30fを使用して物体検出動作を行っている場合と比較すると、取得できる座標位置Pの数が少ない。そこで、ステップS7では、駐車空間認識に必要でありながら取得できていない座標位置Pnを取得するために、駐車支援制御部106が、車両Vを図8において距離fだけ移動させる制御を行う。
より具体的には、図8に示す例では、車両Vの側方に存在する物体との距離を取得するための丸文字1のソナーの出力を弱めているため、丸文字12のソナーを使って車両V側方に存在する物体との距離を取得する。このため、駐車支援制御部106は、丸文字1のソナーと丸文字12のソナーとの間の距離の分だけ車両Vを前進させ、座標位置Pnの座標を取得する。
また、車両Vの進行方向を検出するソナーが超音波を発信しない場合、あるいは発信強度が弱められた場合、進行方向(図8の例だと前方向)の測定精度が低下する可能性がある。そこで、駐車支援制御部106は、物体に車両Vが近接しすぎた際にドライバーが対応できるように、前進開始時から駐車空間の認識が完了するまでの間(つまりステップS7からステップS8のYES判定の間)、車両Vの移動速度を通常の自動駐車時より遅くする制御を行う。この差異の車両Vの移動速度は、物体を検知した後に接触することなく車両を停止できる程度の速度に設定することが好ましい。
なお、車両Vの進行方向を検出するソナーが超音波を発信しない場合、あるいは発信強度が弱められた場合、駐車支援制御部106による駐車支援動作を終了してドライバーに手動操作による駐車動作を指示してもよい。
ソナーの出力を弱めた場合の進行速度は、物体を検知後に接触することなく車両を停止できる程度の速度に設定する。
図13は、自車bの後方に他車aが位置する場合におけるステップS2、ステップS4~ステップS7までの動作を説明するための図である。
他車aが自車bの後方から超音波を発信している場合、後方向きのソナーは発信せず、左方向(左側方)前側に位置する丸文字1のソナーのみから超音波を発信して駐車空間の認識を行う。
図4のフローチャートに戻って、ステップS9では、ステップS6において駐車空間認識部103が認識した駐車空間に車両Vを駐車させるべく、駐車支援制御部106が車両Vを駐車支援動作開始位置まで移動させる。
次いで、ステップS10では、物体検出部101による物体検出結果、及び撮像部120による撮像結果に基づいて、パターン決定部104が駐車スペースの種類(例えば並列駐車か縦列駐車か)を判定する。そして、この判定結果に基づいて、パターン決定部104が記憶部110に格納されている発信制御パターン111を読み出し、特定の発信制御パターン111を、後述するステップS11において発信制御部102がソナー30a~30fの発信制御を行う際の基準となる発信制御パターン111として選択、決定する。ステップS0において選択される発信制御パターン111は、(2)並列駐車開始または(4)縦列駐車開始の発信制御パターン111である。
ステップS11では、発信制御部102がソナー30a~30fの発信制御を行いつつ、駐車空間認識部103が認識した駐車空間に車両Vを駐車させるべく、駐車支援制御部106が駐車支援動作を開始する。
ステップS9~ステップS11までの動作の詳細について、図14及び図16を参照して説明する。
図14は、並列駐車開始時におけるステップS9~ステップS11までのまでの動作を説明するための図である。
図14に示すように、車両Vの後方において外部からの超音波を検出した状態で駐車空間hに侵入する際は、発信制御部102は駐車車両や障害物に最も接近する箇所のソナーからの発信を止めず、発信する超音波の強度を弱くして駐車空間認識部103による駐車空間hの認識動作を行わせる。ソナーから発信される超音波の強度を弱くすることにより、他車aへの影響を防ぐことができる。
図15を参照して、(2)並列駐車開始時の発信制御パターン111を説明する。
図15に示すように、(2)並列駐車開始時の発信制御パターン111では、車両Vを中心として左後側方に駐車空間検知用領域αを設け、車両Vの右側方に衝突防止用領域βを設け、左前側方に接近検知用領域γを設けている。
駐車空間検知用領域αにあるソナーは、後退時に他の車両に最も接近し衝突しやすいため、この駐車空間検知用領域αにあるソナーによる物体検出には相当の精度が必要である。そこで、発信制御部102は、駐車空間検知用領域αにあるソナーの出力を弱めて発信を行う。
衝突防止用領域βにあるソナーについては、近距離の衝突を回避するため、発信制御部102がソナーの出力を弱めて検出を行う。しかしながら、衝突防止用領域βにあるソナーが他の車両からの超音波を受信したときは、発信制御部102は衝突防止用領域βにあるソナーからの超音波の発信を止める。この場合、物体検出部101は、撮像部120による撮像結果のみに基づいて物体検出動作を行う。
接近検知用領域γにあるソナーについては、物体検出の優先度が低いため、接近検知用領域γにあるソナーが他の車両からの超音波を受信したときは、発信制御部102は接近検知用領域γにあるソナーからの超音波の発信を止める。
なお、図15に示す発信制御パターン111は、車両Vを図中左後方にある駐車空間hに向けて移動させている場合のものであり、車両Vを一旦前方に移動させた場合は、車両Vの右前方にある衝突防止用領域βと接近検知用領域γとの位置を入れ替える。
次に、図16は、縦列駐車開始時におけるステップS9~ステップS11までのまでの動作を説明するための図である。
縦列駐車の場合には駐車空間認識部103による駐車空間hの座標化が必要であるため、発信制御部102は左後方に位置するソナーから通常の強度で超音波を発信し、右後方に位置するソナーからは弱い強度の超音波を発信して自車bとの接触を監視する。
なお、縦列駐車の駐車支援動作において、外部からの超音波を車両Vの前方または後方で受信した場合でも、自車b及び他車aに与える影響は少ない。
ここで、縦列駐車の駐車支援動作を開始させる際には、駐車支援制御部106が車両Vを一度後退させ、物体検出部101が左後側部のソナーを用いて、車両Vの左側方に位置する他の車両のコーナー部の座標位置Pを取得する。その後、駐車支援制御部106が車両Vを前進させ、車両Vが駐車開始位置に移動した後に車両Vを後退させて縦列駐車の駐車支援動作を始める際には、左後側部のソナーから発信される超音波の強度を弱めて検出を行う。
図17を参照して、(4)縦列駐車開始時の発信制御パターン111を説明する。
図17に示すように、(4)縦列駐車開始時の発信制御パターン111では、車両Vを中心として左後側方に駐車空間検知用領域αを設け、車両Vの右後側方及び左前側方にそれぞれ衝突防止用領域βを設け、右前側方に接近検知用領域γを設けている。
発信制御部102は、駐車空間検知用領域αにあるソナーから通常の強度で超音波を発信させる。
衝突防止用領域βにあるソナーについては、近距離の衝突を回避するため、発信制御部102がソナーの出力を弱めて検出を行う。しかしながら、衝突防止用領域βにあるソナーが他の車両からの超音波を受信したときは、発信制御部102は衝突防止用領域βにあるソナーからの超音波の発信を止める。この場合、物体検出部101は、撮像部120による撮像結果のみに基づいて物体検出動作を行う。
接近検知用領域γにあるソナーが他の車両からの超音波を受信したときは、発信制御部102は接近検知用領域γにあるソナーからの超音波の発信を止める。
なお、既に説明したように、縦列駐車の駐車支援動作において、駐車支援制御部106は一旦車両Vを後退させて座標位置Pを取得し、その後、駐車支援制御部106が車両Vを前進させる。この際、発信制御部102は、接近検知用領域γにあるソナーにおいても、衝突防止用領域βにあるソナーと同様に、発信する超音波の出力を弱めて検知を行う。
図4のフローチャートに戻って、ステップS12では、駐車支援装置1の制御部100が、運転者が入力部170を用いて入力した操作入力の有無に基づいて、駐車支援制御部106による駐車支援動作の継続または終了の指示が運転者によりされたか否かが判定される。そして、駐車支援動作の継続が指示されたと判定されたら(ステップS12においてYES)、プログラムはステップS13に移行する。一方、駐車支援動作の終了が指示されたと判定されたら(ステップS12においてNO)、プログラムはステップS16に移行する。
ステップS13では、物体検出部101が、距離計測部130及び撮像部120による測定結果に基づいて、車両Vの周囲に存在する物体を検出する。そして、ステップS14では、パターン決定部104が、車両Vの周囲から到来する超音波の強度及び方向の変化、車両Vの進行方向の変化に基づいて、既に選択した発信制御パターン111を変更すべきか否かを判定する。そして、発信制御パターン111を変更すべきと判定したら(ステップS14においてYES)、プログラムはステップS15に進む。一方、発信制御パターン111の変更は不要と判定したら(ステップS14においてNO)、プログラムはステップS12に戻る。
図18を参照して、(3)並列駐車空間進入後の発信制御パターン111を説明する。
図18に示すように、(3)並列駐車空間進入後の発信制御パターン111では、車両Vを中心として後方に駐車空間検知用領域αを設け、車両Vの右前方に衝突防止用領域βを設け、左前方に接近検知用領域γを設けている。
図18に示す発信制御パターン111は、並列駐車時において左右後側方のソナーが駐車空間hに侵入した後に用いられる。左右後側方のソナーが駐車空間hに入った場合で、車両Vの左右に壁や車などの構造物があった場合は、左右後側方のソナーは他の車両の超音波の影響を受けることがなくなる。また、左右後側方のソナーを用いた物体検出動作では、近距離の検出ができればよい。従って、発信制御部102は、駐車空間検知用領域αにあるソナーから発信される超音波の強度を弱め、このソナーにより他の駐車車両や障害物の検出を行う。
衝突防止用領域βにあるソナーについては、近距離の衝突を回避するため、発信制御部102がソナーの出力を弱めて検出を行う。しかしながら、衝突防止用領域βにあるソナーが他の車両からの超音波を受信したときは、発信制御部102は衝突防止用領域βにあるソナーからの超音波の発信を止める。この場合、物体検出部101は、撮像部120による撮像結果のみに基づいて物体検出動作を行う。
接近検知用領域γにあるソナーが他の車両からの超音波を受信したときは、発信制御部102は接近検知用領域γにあるソナーからの超音波の発信を止める。
なお、図18に示す発信制御パターン111は、車両Vを図中左後方にある駐車空間hに向けて移動させている場合のものであり、車両Vを一旦前方に移動させた場合は、車両Vの右前方にある衝突防止用領域βと接近検知用領域γとの位置を入れ替える。
次に、図19は、縦列駐車時において車両Vを再度後退させる際の動作を説明するための図である。
駐車支援制御部106により車両Vを再度後退させる場合には、発信制御部102は、前方にある他の車両との接触を防ぐために、左側前方のソナーから発信される超音波の強度を弱める。同様に、後方にある他の車両、及び後方から接近する他の車両との接触を防ぐために、左側前方のソナーから発信される超音波の強度を弱める。一方、駐車空間hの物体検出動作を確実に行うために、発信制御部102は左後側方のソナーから発信される超音波の強度は弱めない。そして、車両Vが駐車空間hに入った後は、発信制御部102は前方のソナーから発信される超音波の強度を通常の強度に戻す。
図20及び図21を参照して、(5)縦列駐車再度後退時の発信制御パターン111を説明する。図20に示す発信制御パターン111は、縦列駐車において車両Vを再度後退させ始める際に用いられる。
図20及び図21に示すように、(5)縦列駐車再度後退時の発信制御パターン111では、車両Vを中心として左後方に駐車空間検知用領域αを設け、車両Vの右側方及び左前方にそれぞれ衝突防止用領域βを設け、前方に接近検知用領域γを設けている。
車両Vを再度後退させ始める際には、左後方の駐車空間hの検知と衝突防止のため、発信制御部102は駐車空間検知用領域αにあるソナーから発信される超音波の強度を弱める。
一方、図21に示す発信制御パターン111は、縦列駐車時において後方のソナーが駐車空間hに侵入した後に用いられる。
後方のソナーが駐車空間hに侵入した後は、駐車空間hの座標を取得するために、発信制御部102は駐車空間検知用領域αにあるソナーから発信される超音波の強度を通常の強度に戻す。
衝突防止用領域βにあるソナーについては、発信制御部102がソナーの出力を弱めて検出を行う。
接近検知用領域γにあるソナーが他の車両からの超音波を受信したときは、発信制御部102は接近検知用領域γにあるソナーからの超音波の発信を止める。
なお、図21に示す発信制御パターン111は、車両Vを図中左後方にある駐車空間hに向けて移動させている場合のものであり、車両Vを一旦前方に移動させた場合は、車両Vの右前方にある衝突防止用領域βと接近検知用領域γとの位置を入れ替える。
図22及び図23を参照して、(6)縦列駐車空間内における発信制御パターン111を説明する。図22に示す発信制御パターン111は、縦列駐車時において左前後側方のソナーがいずれも駐車空間hに進入した際に用いられる。
図22に示す発信制御パターン111では、車両Vを中心として左側方及び後方に駐車空間検知用領域αを設け、車両Vの前方にそれぞれ衝突防止用領域βを設け、右側方及び右前側方に接近検知用領域γを設けている。
左前後側方のソナーがいずれも駐車空間hに進入したら、発信制御部102は駐車空間検知用領域αにあるソナーのうち左側方にあるソナーから発信される超音波の強度を通常の強度に戻す。一方、発信制御部102は、駐車空間検知用領域αにあるソナーのうち車道側に位置するソナー(右後方のソナー)から発信される超音波の強度を弱める。
衝突防止用領域βにあるソナーについては、発信制御部102がソナーの出力を弱めて検出を行う。
接近検知用領域γにあるソナーが他の車両からの超音波を受信したときは、発信制御部102は接近検知用領域γにあるソナーからの超音波の発信を止める。
一方、図23に示す発信制御パターン111は、縦列駐車時に車両Vが駐車空間h内に入った後に用いられる。
図23に示す発信制御パターン111では、車両Vを中心として左側方、前方及び後方に駐車空間検知用領域αを設け、車両Vの右前方及び右後方にそれぞれ衝突防止用領域βを設け、右側方に接近検知用領域γを設けている。
発信制御部102は、駐車空間検知用領域αにあるソナーのうち左側方にあるソナーから発信される超音波の強度を通常の強度に維持する。左側方にあるソナーは、フェンスや縁石の検知を行うために用いられる。特に、左側方にあるソナーから発信される超音波の強度を通常の強度に維持することで、反射の少ない金網や生け垣、段差などの検出を確実に行うことができる。
駐車空間検知用領域αにあるソナーのうち前方にあるソナー、及び衝突防止用領域βにあるソナーについては、発信制御部102がソナーの出力を弱めて駐車空間hの検出に使用する。
接近検知用領域γにあるソナーについては、車両Vのタイヤの向きによっては発信される超音波の強度を弱めて使用するが、接近検知用領域γにあるソナーが他の車両からの超音波を受信したときは、発信制御部102は接近検知用領域γにあるソナーからの超音波の発信を止める。
図4のフローチャートに戻って、ステップS16では駐車支援制御部106による駐車支援動作を終了し、ステップS17では駐車空間認識部103による駐車空間認識動作を終了する。
(駐車支援装置の効果)
以上のように構成された本実施の形態である駐車支援装置1では、物体検出部101による検出結果に基づいて、発信制御部102が、距離計測部130のそれぞれの発信部からの超音波の発信の有無及び超音波の発信強度を制御する。
このようにすることで、車両Vの周囲に超音波発信源を有する他車があった場合、この他車における物体検出動作に与える影響を低減することが可能となる。
また、駐車空間認識部103は駐車空間hと車両Vとの位置関係を認識し、発信制御部102は、駐車空間認識部103による駐車空間hと車両Vとの位置関係の認識結果にも基づいて、距離計測部130のそれぞれの発信部からの超音波の発信の有無及び超音波の発信強度を制御しているので、発信制御部102による距離計測部130の制御をより正確にかつ確実に行うことができる。
また、パターン決定部104が、駐車空間認識部103による駐車空間hと車両Vとの位置関係の認識結果に基づいて、距離計測部130のそれぞれの発信部からの超音波の発信の有無及び超音波の発信強度のパターンを決定し、発信制御部102は、パターン決定部104により決定されたパターンに基づいて、距離計測部130のそれぞれの発信部からの超音波の発信の有無及び超音波の発信強度を制御しているので、発信制御部102による距離計測部130の制御をより迅速にかつより確実に行うことができる。
さらに、撮像部120が車両Vの周囲を撮像し、駐車空間認識部103は、撮像部120の撮像結果にも基づいて駐車空間hを認識しているので、駐車空間認識部103による駐車空間認識動作をより確実に行うことができる。
さらに、駐車空間認識部103は、発信制御部102により距離計測部130のうち少なくとも一部の発信部から超音波の発信がされない制御がされ、または超音波の発信強度を弱める制御がされたとき、超音波の発信がされない、または発信強度を弱める制御がされた発信部の超音波発信方向については、撮像部120の撮像結果に基づいて駐車空間hを認識しているので、駐車空間認識部103による駐車空間認識動作をより確実に行うことができる。
さらに、駐車支援制御部106は、発信制御部102により距離計測部130のうち少なくとも一部の発信部から超音波の発信がされない制御がされ、または超音波の発信強度を弱める制御がされたとき、超音波の発信がされない、または発信強度を弱める制御がされた制御がされた発信部の超音波発信方向については、超音波が発信されている発信部から発信されている超音波に基づいて駐車空間認識部103が駐車空間hを認識できるように車両を制御しているので、駐車空間認識部103による駐車空間認識動作をより確実に行うことができる。
そして、駐車支援制御部106は、超音波の発信がされない制御がされ、または超音波の発信強度を弱める制御がされた発信部の超音波発信方向について、超音波が発信されている発信部から発信されている超音波に基づいて駐車空間認識部103が駐車空間hを認識できるように車両Vを制御する際の速度を、駐車空間認識部103が認識した駐車空間hに車両を駐車させるようにこの車両Vを制御する際の速度よりも遅く制御しているので、駐車空間認識部103が駐車空間hを認識できるように車両Vを移動させる際の安全性をより確保することができる。
以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態及び実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。