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JP7722461B2 - 駐車支援装置 - Google Patents

駐車支援装置

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JP7722461B2
JP7722461B2 JP2023551461A JP2023551461A JP7722461B2 JP 7722461 B2 JP7722461 B2 JP 7722461B2 JP 2023551461 A JP2023551461 A JP 2023551461A JP 2023551461 A JP2023551461 A JP 2023551461A JP 7722461 B2 JP7722461 B2 JP 7722461B2
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parking
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Description

本発明の実施形態は、駐車支援装置に関する。
従来から、駐車場等において運転者による車両の駐車操作を支援する駐車支援装置が知られている。駐車支援装置は、例えば、駐車場等において、撮像画像に含まれる区画線(例えば一対の白線)で規定される駐車領域の中に車両の移動目標位置を設定し、車両をその移動目標位置に誘導する。
特開2015-74254号公報
撮像画像を用いて区画線を認識する場合、カメラの位置や角度が既知であることが前提となる。しかしながら、実際には、乗車した人や荷物の重さやタイヤの空気圧などによってカメラの位置や角度が変わることによって、撮像画像を用いた区画線の認識結果には誤差が生じる。なお、その誤差は車両から区画線までの距離や方向によって異なる。
区画線の認識結果に誤差があると、車両を移動目標位置に誘導するときに、切り返しが発生するなど、車両誘導の精度が低下し、好ましくない。また、例えば、車高センサ等を追加すれば改善を図ることはできるが、コストがかかるという問題がある。
そこで、実施形態の課題の一つは、物理的な構成を追加することなく、撮像画像を用いた区画線の認識結果に誤差があっても車両を駐車領域に高精度に誘導することができる駐車支援装置を提供することである。
本発明の実施形態の駐車支援装置は、例えば、車両の周辺状況を撮像する撮像部から撮像画像を取得する画像取得部と、駐車支援開始時に、前記撮像画像に含まれる、離間して配置された一対の区画線で規定される駐車領域の中に前記車両の基準移動目標位置を設定するとともに、駐車支援開始後に、所定の制御周期ごとに、前記撮像画像に含まれる前記一対の区画線で規定される駐車領域の中に前記車両の移動目標位置を設定する設定部と、前記基準移動目標位置に基づいて、前記移動目標位置を補正する補正部と、前記車両の現在位置を取得する位置取得部と、補正後の前記移動目標位置、および、前記現在位置に基づき、前記車両を補正後の前記移動目標位置に誘導する制御を実行する誘導制御部と、を備える。
この構成によれば、駐車支援開始時に設定した基準移動目標位置を用いて駐車支援開始後の移動目標位置を補正することで、物理的な構成を追加することなく、撮像画像を用いた区画線の認識結果に誤差があっても車両を駐車領域に高精度に誘導することができる。
また、上述の駐車支援装置において、例えば、前記補正部は、前記車両から前記移動目標位置までの距離が短いほど、前記移動目標位置を補正する補正量を小さくするようにしてもよい。
この構成によれば、カメラの位置や角度が変わること以外の要因(例えば坂道、道路の段差など)によって移動目標位置を補正しすぎる事態を回避できる。
また、上述の駐車支援装置において、例えば、駐車支援時に、前記車両が旋回軌跡で前記移動目標位置に近づく方向に移動する場合に、前記補正部は、前記移動目標位置が前記基準移動目標位置よりも前記旋回軌跡の旋回中心から遠い場合、前記移動目標位置を前記基準移動目標位置に近づける補正を行い、前記移動目標位置が前記基準移動目標位置よりも前記旋回軌跡の旋回中心から近い場合、前記移動目標位置を補正しないようにしてもよい。
この構成によれば、補正の必要性の低い、移動目標位置が基準移動目標位置よりも旋回軌跡の旋回中心から近い場合に、移動目標位置を補正しないことで、補正した場合に発生する可能性のある車両誘導の不安定化を回避できる。
また、上述の駐車支援装置において、例えば、前記補正部は、経時的に、前記移動目標位置を補正する補正量が大きくなる演算結果となった場合、前記補正量を大きくしないで維持するようにしてもよい。
この構成によれば、誘導時に車両が左右方向にぶれる事態を回避できる。
また、上述の駐車支援装置において、例えば、前記補正部は、前記撮像画像において新たな区画線を認識したとき、前記移動目標位置を補正する補正量をリセットするようにしてもよい。
この構成によれば、新たな区画線を認識したときに、補正量をリセットするという適切な対応を実現できる。
また、上述の駐車支援装置において、例えば、前記補正部は、前記車両の移動方向と、前記一対の区画線が延びる方向と、のなす角度が所定角度以下になった場合、前記移動目標位置の補正を終了するようにしてもよい。
この構成によれば、当該角度が所定角度以下になったこと、つまり、車両誘導時の切り返し発生の可能性がなくなったことに対応して、当該補正を終了するという適切な対応を実現できる。
また、上述の駐車支援装置において、例えば、前記設定部は、変速操作部が所定のポジションになったこと、および、利用者による駐車支援開始操作があったこと、の少なくともいずれかに基づいて、前記駐車支援開始を認識するようにしてもよい。
この構成によれば、変速操作部が所定のポジションになったことや、利用者による駐車支援開始操作があったことという具体的なトリガによって駐車支援開始を認識することができる。
また、上述の駐車支援装置において、例えば、前記補正部は、前記基準移動目標位置に基づいて、前記移動目標位置を補正するときに、前記移動目標位置を前記基準移動目標位置そのものに補正するか、あるいは、前記移動目標位置を基準移動目標位置に近づけるように補正するようにしてもよい。
この構成によれば、移動目標位置を基準移動目標位置そのものに補正したり、移動目標位置を基準移動目標位置に近づけたりするというより具体的な補正を行うことができる。
図1は、実施形態の駐車支援装置を搭載可能な車両の例を示す模式的な平面図である。 図2は、実施形態の駐車支援装置を含む駐車支援システムの構成の例示的なブロック図である。 図3は、実施形態の駐車支援装置のCPUの機能構成等の例示的なブロック図である。 図4は、実施形態の駐車支援装置により車両の駐車支援を行う場合の例を説明するための図である。 図5は、カメラの高さ位置によって撮像画像により認識される物体の位置が異なることを説明するための図である。 図6は、従来技術によって並列後退駐車を行う場合の区画線の認識結果の例を説明するための図である。 図7は、実施形態の駐車支援装置によって並列後退駐車を行う場合の区画線の認識結果の例を説明するための図である。 図8は、実施形態の駐車支援装置において使用される距離とゲインとの関係を示すグラフである。 図9は、実施形態の駐車支援装置において新たに区画線を認識した場合の例を説明するための図である。 図10は、実施形態の駐車支援装置による駐車支援処理の例を示すフローチャートである。
以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用、結果、および効果は、例である。本発明は、以下の実施形態に開示される構成以外によっても実現可能であるとともに、基本的な構成に基づく種々の効果や、派生的な効果のうち、少なくとも一つを得ることが可能である。
図1は、実施形態の駐車支援装置を搭載可能な車両10の例を示す模式的な平面図である。車両10は、例えば、内燃機関(エンジン、不図示)を駆動源とする自動車(内燃機関自動車)であってもよいし、電動機(モータ、不図示)を駆動源とする自動車(電気自動車、燃料電池自動車等)であってもよいし、それらの双方を駆動源とする自動車(ハイブリッド自動車)であってもよい。また、車両10は、種々の変速装置を搭載することができるし、内燃機関や電動機を駆動するのに必要な種々の装置(システム、部品等)を搭載することができる。また、車両10における車輪12(前輪12F、後輪12R)の駆動に関わる装置の方式、個数、及び、レイアウト等は、種々に設定することができる。
図1に例示されるように、車両10には、複数の撮像部14(以下、「カメラ」ともいう。)として、例えば四つの撮像部14a~14dが設けられている。撮像部14は、例えば、CCD(Charge Coupled Device)やCIS(CMOS image sensor)等の撮像素子を内蔵するデジタルカメラである。撮像部14は、所定のフレームレートで動画データ(撮像画像データ)を出力することができる。撮像部14は、それぞれ、広角レンズまたは魚眼レンズを有し、水平方向には例えば140°~220°の範囲を撮影することができる。また、撮像部14の光軸は斜め下方に向けて設定されている場合もある。よって、撮像部14は、車両10が移動可能な路面や路面に付された指標(駐車領域を示す区画線、車線分離線や矢印等を含む)や物体(障害物として、例えば、歩行者、車両等)を含む車両10の外部の周辺環境を逐次撮影し、撮像画像データとして出力する。
撮像部14は、車両10の外周部に設けられている。撮像部14aは、例えば、車両10の後側、すなわち車両前後方向の後方側で車幅方向のほぼ中央の端部、例えばリヤバンパ10aの上方位置に設けられて、車両10の後端部(例えばリヤバンパ10a)を含む後方領域を撮像可能である。また、撮像部14bは、例えば、車両10の前側、すなわち車両前後方向の前方側で車幅方向のほぼ中央の端部、例えばフロントバンパ10bやフロントグリル等に設けられて、車両10の前端部(例えばフロントバンパ10b)を含む前方画像を撮像可能である。
また、撮像部14cは、例えば、車両10の右側の端部、例えば右側のドアミラー10cに設けられて、車両10の右側方を中心とする領域(例えば右前方から右後方の領域)を含む右側方画像を撮像可能である。撮像部14dは、例えば、車両10の左側の端部、例えば左側のドアミラー10dに設けられて、車両10の左側方を中心とする領域(例えば左前方から左後方の領域)を含む左側方画像を撮像可能である。
本実施形態の駐車支援装置は、複数の撮像部14で得られた撮像画像データ(画像)に基づいて、演算処理や画像処理を実行することで、区画線等の認識(検出)を行うことができる。駐車支援装置は、区画線の認識により、車両10を駐車させるための駐車領域の探索や、その駐車領域に車両10を誘導する際に利用する移動目標位置の設定、車両10の現在位置の推定、車両10を移動目標位置に誘導するための移動経路の算出等を実行することができる。なお、複数の撮像部14で得られた撮像画像データに基づいて、演算処理や画像処理を実行することで、より広い視野角の画像を生成したり、車両10を上方や前方、側方等から見た仮想的な画像(俯瞰画像(平面画像)や側方視画像、正面視画像等)を生成したりすることができる。
図2は、実施形態の駐車支援装置を含む駐車支援システム100の構成の例示的なブロック図である。車両10の車室内には、表示装置16や、音声出力装置18が設けられている。表示装置16は、例えば、LCD(liquid crystal display)や、OELD(organic electroluminescent display)等である。音声出力装置18は、例えば、スピーカである。また、表示装置16は、例えば、タッチパネル等、透明な操作入力部20で覆われている。乗員(例えば、運転者)は、操作入力部20を介して表示装置16の表示画面に表示される画像を視認することができる。また、乗員は、表示装置16の表示画面に表示される画像に対応した位置で、手指等で操作入力部20を触れたり押したり動かしたりして操作することで、操作入力を実行することができる。
これらの表示装置16、音声出力装置18、操作入力部20等は、例えば、車両10のダッシュボードの車幅方向すなわち左右方向の中央部に位置されたモニタ装置22に設けられている。モニタ装置22は、スイッチや、ダイヤル、ジョイスティック、押しボタン等の不図示の操作入力部を有することができる。モニタ装置22は、例えば、ナビゲーションシステムやオーディオシステムと兼用されうる。
また、図2に例示されるように、駐車支援システム100(駐車支援装置)は、撮像部14(14a~14d)やモニタ装置22に加え、ECU24(Electronic Control Unit)を備える。駐車支援システム100では、ECU24やモニタ装置22は、電気通信回線としての車内ネットワーク26を介して電気的に接続されている。車内ネットワーク26は、例えば、CAN(Controller Area Network)として構成されている。
ECU24は、車内ネットワーク26を通じて制御信号を送ることで、各種システムの制御が実行できる。例えば、駐車支援システム100では、ECU24や、モニタ装置22等の他、操舵システム28、舵角センサ30、ブレーキシステム32、駆動システム34、アクセルセンサ36、シフトセンサ38、車輪速センサ40等が車内ネットワーク26を介して電気的に接続されている。ECU24は、車内ネットワーク26を通じて制御信号を送ることで、操舵システム28、ブレーキシステム32、駆動システム34等を制御することができる。また、ECU24は、車内ネットワーク26を介して、トルクセンサ28a、ブレーキセンサ32a、舵角センサ30、アクセルセンサ36、シフトセンサ38、車輪速センサ40等の検出結果や、操作入力部20等の操作信号等を、受け取ることができる。
ECU24は、例えば、CPU24a(Central Processing Unit)や、ROM24b(Read Only Memory)、RAM24c(Random Access Memory)、表示制御部24d、音声制御部24e、SSD24f(Solid State Drive、フラッシュメモリ)等を有している。CPU24aは、例えば、駐車支援を実行する際の車両10の移動目標位置の決定、車両10の現在位置の推定、移動距離の演算、時間ごとの目標車速や移動目標位置の演算の他、表示装置16で表示される画像に関連した画像処理等、各種の演算処理および制御を実行することができる。
CPU24aは、ROM24b等の不揮発性の記憶装置にインストールされ記憶されたプログラムを読み出し、当該プログラムにしたがって演算処理を実行することができる。ROM24bは、各プログラム及びプログラムの実行に必要なパラメータ等を記憶する。RAM24cは、CPU24aでの演算で用いられる各種のデータを一時的に記憶する。また、表示制御部24dは、ECU24での演算処理のうち、主として、撮像部14で得られた画像データを用いた画像処理や、表示装置16で表示される画像データの合成等を実行する。
また、音声制御部24eは、ECU24での演算処理のうち、主として、音声出力装置18で出力される音声データの処理を実行する。また、SSD24fは、書き換え可能な不揮発性の記憶部であって、ECU24の電源がOFFされた場合にあってもデータを記憶することができる。なお、CPU24aや、ROM24b、RAM24c等は、同一パッケージ内に集積されうる。また、ECU24は、CPU24aに替えて、DSP(Digital Signal Processor)等の他の論理演算プロセッサや論理回路等が用いられる構成であってもよい。また、SSD24fに替えてHDD(Hard Disk Drive)が設けられてもよいし、SSD24fやHDDは、ECU24とは別に設けられてもよい。
図1に例示されるように、車両10は、例えば、四輪自動車であり、左右二つの前輪12Fと、左右二つの後輪12Rとを有する。これら四つの車輪12は、いずれも転舵可能に構成されうる。図2に例示されるように、操舵システム28は、車両10の少なくとも二つの車輪12を操舵する。操舵システム28は、トルクセンサ28aとアクチュエータ28bとを有する。操舵システム28は、ECU24等によって電気的に制御されて、アクチュエータ28bを動作させる。操舵システム28は、例えば、電動パワーステアリングシステムや、SBW(Steer By Wire)システム等である。
操舵システム28は、アクチュエータ28bによって操舵部(例えば、ステアリングホイール)にトルク、すなわちアシストトルクを付加して操舵力を補ったり、アクチュエータ28bによって車輪12を転舵したりする。この場合、アクチュエータ28bは、一つの車輪12を転舵してもよいし、複数の車輪12を転舵してもよい。また、トルクセンサ28aは、例えば、運転者が操舵部に与えるトルクを検出する。
舵角センサ30は、例えば、操舵部の操舵量を検出するセンサである。舵角センサ30は、例えば、ホール素子などを用いて構成される。ECU24は、運転者による操舵部の操舵量や、自動操舵時の各車輪12の操舵量等を、舵角センサ30から取得して各種制御を実行する。なお、舵角センサ30は、操舵部に含まれる回転部分の回転角度を検出する。
ブレーキシステム32は、例えば、ブレーキのロックを抑制するABS(Anti-lock Brake System)や、コーナリング時の車両10の横滑りを抑制する横滑り防止装置(ESC:Electronic Stability Control)や、ブレーキ力を増強させる(ブレーキアシストを実行する)電動ブレーキシステムや、BBW(Brake By Wire)等である。ブレーキシステム32は、アクチュエータ32bを介して、車輪12ひいては車両10に制動力を与える。また、ブレーキシステム32は、左右の車輪12の回転差などからブレーキのロックや、車輪12の空回り、横滑りの兆候等を検出して、各種制御を実行することができる。ブレーキセンサ32aは、例えば、制動操作部(例えば、ブレーキペダル)の可動部の位置を検出するセンサである。
駆動システム34は、駆動源としての内燃機関(エンジン)システムやモータシステムである。駆動システム34は、アクセルセンサ36により検出された運転者(利用者)の要求操作量(例えばアクセルペダルの踏み込み量)にしたがいエンジンの燃料噴射量や吸気量の制御やモータの出力値を制御する。また、利用者の操作に拘わらず、車両10の走行状態に応じて、操舵システム28やブレーキシステム32の制御と協働してエンジンやモータの出力値を制御しうる。車両10が自動走行モードで走行している場合も同様である。
アクセルセンサ36は、例えば、加速操作部(例えば、アクセルペダル)の可動部の位置を検出するセンサである。アクセルセンサ36は、可動部としてのアクセルペダルの位置を検出することができる。
シフトセンサ38は、例えば、変速操作部(例えば、シフトレバー)の可動部の位置を検出するセンサである。シフトセンサ38は、可動部としての、レバーや、アーム、ボタン等の位置を検出することができる。シフトセンサ38は、変位センサを含んでもよいし、スイッチとして構成されてもよい。ECU24は、シフトセンサ38の検出結果に基づいて、車両10が前進走行要求を受けているか、後退走行要求を受けているかの判断を行うことができる。
車輪速センサ40は、各車輪12に設けられ各車輪12の回転量や単位時間当たりの回転数を検出するセンサであり、検出した回転数を示す車輪速パルス数を検出値として出力する。車輪速センサ40は、例えば、ホール素子などを用いて構成されうる。ECU24は、車輪速センサ40から取得した検出値に基づき、車両10の車速や移動量などを演算し、各種制御を実行する。ECU24は、各車輪12の車輪速センサ40の検出値に基づいて車両10の車速を算出する場合、四輪のうち最も小さな検出値の車輪12の速度に基づき車両10の車速を決定し、各種制御を実行する。
また、ECU24は、四輪の中で他の車輪12に比べて検出値が大きな車輪12が存在する場合、例えば、他の車輪12に比べて単位期間(単位時間や単位距離)の回転数が所定数以上多い車輪12が存在する場合、その車輪12はスリップ状態(空転状態)であると見なし、各種制御を実行する。車輪速センサ40は、ブレーキシステム32に設けられている場合もある。その場合、ECU24は、車輪速センサ40の検出結果を、ブレーキシステム32を介して取得する。
なお、上述した各種センサやアクチュエータの構成や、配置、電気的な接続形態等は、例であって、種々に設定(変更)することができる。
ECU24は、例えば、撮像部14から取得した撮像画像データに基づいて、駐車支援処理を実行したり、撮像画像データに基づいて生成した周辺画像や音声に関するデータをモニタ装置22へ送信したりする。
CPU24aは、例えば、後述する図3に示すような各種モジュールを備え、例えば、駐車支援に関連した処理を実行する。例えば、CPU24aは、撮像部14が撮像した撮像画像データに演算処理、画像処理等を実行して、車両10が駐車可能な駐車領域の候補を探索(提示)したり、車両10を駐車領域に誘導する駐車目標位置を設定したり、車両10の現在位置を推定したり、駐車目標位置に車両10を誘導したりする。CPU24aの詳細は後述する。
本実施形態では、ECU24は、ハードウェアとソフトウェア(制御プログラム)が協働することにより、運転者の負担を軽減しつつ、車両10を駐車領域に自動または半自動で駐車させる。駐車支援の態様としては、駐車領域内に設定された移動目的位置に車両10を誘導するための、操舵操作、加減速操作、制動操作等を駐車支援システム100が実行し、運転者は支援開始の操作以外何ら操作する必要がない、「完全自動駐車支援」がある。また、完全自動駐車支援のうち少なくとも一つの操作を運転者に委ねる「半自動駐車支援」や音声や表示により車両10の操作内容を運転者に提供して、運転者が操作内容にしたがって車両10を走行させる「誘導支援」等がある。以下の説明では、例として駐車領域に車両10を後退走行させながら入庫させる「完全自動駐車支援」について説明する。
まず、図4を参照して、駐車支援の概要を説明する。図4は、実施形態の駐車支援システム100(駐車支援装置)により車両10の駐車支援を行う場合の例を説明するための図であり、駐車領域42の探索や移動経路L1による車両10の誘導を概念的に説明する俯瞰的な模式図である。図4は、例えば、一対の区画線44aと区画線44b(以下、区別しない場合は区画線44と称する)とで規定される駐車領域42が複数整列(例えば、駐車領域42A~42Fが横並びで整列)されている駐車場Pに車両10が駐車のために進入した例である。
区画線44a,44bは、例えば、白線が駐車路面にペイントされたもので、一般的な乗用車(例えば車両10)の駐車を許容する十分な幅Wと奥行Dの駐車領域42を規定するように配置される。駐車支援システム100は、車両10が駐車領域探索速度以下(例えば30km/h以下)で走行する場合に、駐車可能な駐車領域42の探索を行う。図4の場合、駐車支援システム100は、駐車場P内で駐車領域42が並ぶ駐車場走行スペースPSを走行中(例えば、走行軌跡L2で走行中)に、車両10に搭載された撮像部14によって、車両10の周辺(例えば左右)に存在し得る駐車領域42(図4では、駐車領域42を片方のみ図示)の探索を行う。
駐車支援システム100は、走行しながら撮像された画像に対して、順次エッジ処理等の画像処理を実行するとともに、例えば直線検出等を実行し、区画線44aおよび区画線44b等の区画線44やそれに類似するものの認識を行う。そして、車両10の車幅より広い間隔で隣接する一対の区画線44aおよび区画線44bが認識された場合に、その一対の区画線44aと区画線44bとで規定される領域を駐車領域42と認識する。さらに、駐車支援システム100は、認識された駐車領域42に他車等の物体が存在しない場合に、その駐車領域42を駐車可能な駐車領域42の候補として登録するとともに、例えば、表示装置16に表示して運転者に提示する。
運転者が、提示された駐車領域42の候補の中から駐車を希望する駐車領域42を選択した場合、駐車支援システム100は、選択された駐車領域42に車両10を誘導して収めるための移動目標位置T1を設定する。駐車支援システム100は、例えば、車両10の車幅や車長等に加え、選択された駐車領域42を構成する区画線44a,44bの先端部の位置や直線検出の結果として得られる区画線44aや区画線44bが延在する方向(角度)等に基づき、移動目標位置T1を設定する。
移動目標位置T1は、例えば、車両10が選択された駐車領域42に収まった場合に、車両10の後輪12Rを支持する後輪軸12aの車幅方向の中央位置に設定された基準位置T2が存在する位置に設定される。したがって、駐車支援システム100は、車両10の現在位置を示す基準位置T2と移動目標位置T1とを結ぶ移動経路L1を周知の技術を用いて算出して、その移動経路L1に沿って、車両10を後退走行で誘導することにより、車両10を選択された駐車領域42に駐車させることができる。
なお、上述したように、撮像画像を用いて区画線を認識する場合、カメラの位置や角度が既知であることが前提となる。しかしながら、実際には、乗車した人や荷物の重さやタイヤの空気圧などによってカメラの位置や角度が変わることによって、撮像画像を用いた区画線の認識結果には誤差が生じる。なお、その誤差は車両から区画線までの距離や方向によって異なる。
ここで、図5は、カメラの高さ位置によって撮像画像により認識される物体の位置が異なることを説明するための図である。カメラ位置H1は、カメラについて設定された高さ位置(既知の高さ位置)である。一方、カメラ位置H2は、乗車した人や荷物の重さ等によって車両10の車体が沈んでいることによるカメラの実際の高さ位置である。
また、認識位置TR1、TR2は、所定の撮像対象(例えば白線)に関する画像認識による正しい認識位置である。一方、認識位置FA1、FA2は、所定の撮像対象に関する画像認識による誤差を有する認識位置である。
つまり、認識位置FA1については、正しい認識位置TR1に比べて距離D1の分、誤差を有している。また、認識位置FA2については、正しい認識位置TR2に比べて距離D2の分、誤差を有している。このように、カメラからの距離が大きい撮像対象ほど、誤差が大きくなる。また、この例では、カメラの高さ位置に起因する誤差について説明したが、カメラの角度に起因する誤差についても同様である。
そして、区画線の認識結果に誤差があると、車両を移動目標位置に誘導するときに、切り返しが発生するなど、車両誘導の精度が低下し、好ましくない。また、例えば、車高センサ等を追加すれば改善を図ることはできるが、コストがかかるという問題がある。
そこで、以下では、物理的な構成を追加することなく、撮像画像を用いた区画線の認識結果に誤差があっても車両を駐車領域に高精度に誘導することができる技術について説明する。
まず、図6、図7を参照して、従来技術と本実施形態の概要について説明する。図6は、従来技術によって並列後退駐車を行う場合の区画線の認識結果の例を説明するための図である。
図6(a)の状態C1として示すように、車両10が区画線TR11(実際の区画線位置)の横に位置しているときに、駐車支援が開始される。このとき、車両10から区画線TR11までの距離は近いので、区画線の認識結果FA11は、区画線TR11に近い位置となっている。つまり、誤差は小さい。
駐車支援の開始後、図6(b)の状態C2として示すように、車両10は区画線TR11から一旦遠ざかる。そのとき、車両10から区画線TR11までの距離は遠いので、区画線の認識結果FA12は、区画線TR11から離れた位置となっている。つまり、誤差が大きい。また、車両10から2本の区画線TR11のそれぞれについて、一端と他端までの距離が異なるので、区画線の認識結果FA12は、区画線TR11と比べて、延びる方向にも誤差が生じている。
その後、図6(c)の状態C3として示すように、車両10は区画線TR11に徐々に近づく。そのとき、車両10から区画線TR11までの距離が短くなっていくので、区画線の認識結果FA13は、区画線TR11に次第に近づく。つまり、誤差が徐々に小さくなる。また、区画線の認識結果FA13の延びる方向の誤差も次第に小さくなる。
区画線の認識結果が上述のようになると、入庫時に車両10を予定の旋回軌跡よりもさらに内側方向に移動させる必要が生じ、より大きい操舵が必要となるが、操舵角の限界もあり、追従が難しい場合がある。その場合、切り返しを行う必要が生じることがある。また、追従できたとしても、運転者に違和感を覚えさせる挙動となってしまう場合がある。
次に、図7は、実施形態の駐車支援装置によって並列後退駐車を行う場合の区画線の認識結果の例を説明するための図である。
まず、図7(a)の状態C11として示すように、車両10が区画線TR21(実際の区画線位置)の横に位置しているときに、駐車支援が開始される。このとき、車両10から区画線TR21までの距離は近いので、区画線の認識結果FA21は、区画線TR21に近い位置となっている。つまり、誤差は小さい。このときの区画線の認識結果FA21(またはそれに基づく基準移動目標位置T10)を記憶する。
駐車支援の開始後、図7(b)の状態C12として示すように、車両10は区画線TR21から一旦遠ざかる。そのとき、車両10から区画線TR21までの距離は遠いので、区画線の認識結果FA22は、区画線TR21から離れた位置となっている。つまり、誤差が大きい。また、車両10から2本の区画線TR21のそれぞれについて、一端と他端までの距離が異なるので、区画線の認識結果FA22は、区画線TR21と比べて、延びる方向にも誤差が生じている。そこで、補正により、区画線の認識結果FA22(またはそれに基づく移動目標位置T11)を、区画線の認識結果FA21(またはそれに基づく基準移動目標位置T10)を用いて補正し、補正後の区画線R22(またはそれに基づく移動目標位置T12)を取得する。この補正後の区画線R22(またはそれに基づく移動目標位置T12)を用いて、駐車支援を行う。
その後、図7(c)の状態C13として示すように、車両10は区画線TR21に徐々に近づく。そのとき、車両10から区画線TR21までの距離が短くなっていくので、区画線の認識結果FA23は、区画線TR21に次第に近づく。つまり、誤差が徐々に小さくなる。また、区画線の認識結果FA23の延びる方向の誤差も次第に小さくなる。ここでも、図7(b)の場合と同様に、補正により、区画線の認識結果FA23を、区画線の認識結果FA21を用いて補正し、補正後の区画線R23を取得する。この補正後の区画線R23を用いて、駐車支援を行う。
このようにして、区画線の認識結果の誤差が大きくても、誤差が小さいときの区画線の認識結果を用いて補正することで、高精度な車両誘導を実現できる。以下、詳細に説明する。
図3は、実施形態の駐車支援装置のCPU24aの機能構成等の例示的なブロック図である。CPU24aは、上述したような駐車支援処理を実行するための各種モジュールを備える。各種モジュールは、CPU24aがROM24b等の記憶装置にインストールされ記憶されたプログラムを読み出し、それを実行することで実現される。例えば、CPU24aは、図3に示されるように、画像取得部50、投影変換部52、自車位置取得部54(位置取得部)、認識部56、設定部58、経路生成部60、トリガ取得部62、誘導制御部64、補正部66等のモジュールを備える。なお、図3に示す各モジュールは、機能ごとに例示したもので、モジュールは適宜変更してもよく、以下に説明する各機能を統合したり分離したりしても同様の効果を得ることができる。
画像取得部50は、車両10の周辺状況を撮像する撮像部14から撮像画像を、表示制御部24dを介して取得する。本実施形態の場合は、駐車領域42の探索を行う場合には、主として撮像部14c,14dで撮像した車両10の側方画像を取得し、後退走行による入庫時に駐車支援を受ける場合には、主として撮像部14aで撮像した車両10の後方画像を取得する。なお、前進走行による入庫時に駐車支援を受ける場合には、主として撮像部14bで撮像した車両10の前方画像を取得する。画像取得部50は、取得した画像を投影変換部52に提供する。なお、表示制御部24dは、撮像部14が撮像した撮像に歪み補正等の画像処理を施して表示する場合や、画像処理を施さずに表示する場合、他のデータと重畳表示する場合等は、その処理を行い、表示装置16で表示させるようにしてもよい。
投影変換部52は、画像取得部50が取得した車両10の周辺画像に対して、例えば、周知の投影変換処理を施して、図4に示すような、駐車領域42を俯瞰視するような三次元画像に変換する。
自車位置取得部54は、車両10の現在位置を取得する。具体的には、自車位置取得部54は、投影変換部52で変換された三次元画像で定義される座標系上で車両10の現在位置(自車位置)を取得する。例えば、車両10の車両設計値として、撮像部14aの取付位置と後輪軸12aの車幅方向の中心位置との関係は既知である。したがって、投影変換部52が撮像部14aの撮像した画像を投影変換する場合に、基準位置T2の位置を三次元座標上で定めることができる。同様に、撮像部14cや撮像部14dの取付位置と後輪軸12aの車幅方向の中心位置との関係は既知である。したがって、自車位置取得部54は、駐車領域42の探索時や駐車支援が開始された後に取得される投影変換された三次元座標上で定めた基準点(例えば、原点)に対する車両10の現在位置を逐次取得することができる。
認識部56は、投影変換された画像に対して、例えば、エッジ処理を行うとともに、直線検出処理等を施し区画線44の認識を行う。
設定部58は、駐車支援開始時に、撮像画像に含まれる、離間して配置された一対の区画線44で規定される駐車領域42の中に車両の基準移動目標位置(図7の符号T10)を設定する。また、設定部58は、駐車支援開始後に、所定の制御周期ごとに、撮像画像に含まれる一対の区画線44で規定される駐車領域42の中に車両の移動目標位置T1(図7の符号T11)を設定する。
移動目標位置T1は、車両10が駐車領域42に進入した場合の基準位置T2が誘導される位置である。移動目標位置T1の駐車領域42の幅方向の位置は、例えば、直線検出された一対の区画線44aと区画線44bの離間方向の中点位置である。また、移動目標位置T1の駐車領域42の奥行き方向の位置は、例えば、認識された区画線44の入口側の先端部を基準として、車両10の先端(フロントバンパ10b)から基準位置T2までの距離に対応する位置とすることができる。
経路生成部60は、設定された移動目標位置T1と車両10の現在位置における基準位置T2とに基づき、周知の推奨移動経路算出技術を用いて移動経路L1を算出する。移動目標位置T1が補正部66によって補正されている場合、経路生成部60は、補正後の移動目標位置T1と車両10の現在位置における基準位置T2とに基づいて、移動経路L1を算出する。
トリガ取得部62は、駐車支援システム100において、駐車支援処理を開始するためのトリガ信号を取得する。例えば、車両10を後退走行させながら駐車させる場合、駐車支援の準備処理として、駐車領域42の候補の探索や駐車を希望する駐車領域42の選択、移動目標位置T1の設定(例えば、初期設定)、基準位置T2の検出(例えば、初期推定)等が実行される。
そして、実際に駐車支援を開始する場合、運転者は、変速操作部(例えば、シフトレバー)を「Rポジション」に移動させる。駐車支援システム100の場合、例としてシフトセンサ38の検出結果に基づく変速操作部の「Rポジション」への移動を駐車支援の開始トリガとする。なお、駐車支援の開始を操作入力部20による入力や音声による入力で行ってもよく、トリガ取得部62はそれらの入力信号を取得してもよい。つまり、例えば、変速操作部が所定のポジションになったこと、および、利用者による駐車支援開始操作があったこと、の少なくともいずれかに基づいて、トリガ取得部62がトリガ信号を取得することによって、設定部58などは駐車支援開始を認識する。
補正部66は、基準移動目標位置に基づいて、移動目標位置T1を補正する。補正部66は、例えば、移動目標位置T1を基準移動目標位置そのものに補正する。また、補正部66は、例えば、移動目標位置T1を基準移動目標位置に近づけるように補正する。
また、補正部66は、車両10から移動目標位置T1までの距離が短いほど、移動目標位置T1を補正する補正量を小さくするようにしてもよい。ここで、図8は、実施形態の駐車支援装置において使用される距離とゲインとの関係を示すグラフである。
距離とは、車両10から区画線までの距離である。ゲインとは、移動目標位置T1と基準移動目標位置の差分に対して乗算する数(0~1(0~100%))である。図8のグラフでは、距離の小さいほうから見て、距離D1からゲインが増加し、距離D2でゲインが100%となり、距離D2以上ではゲインは100%である。
そして、移動目標位置T1と基準移動目標位置の差分に対して対応するゲインを乗算したものを、移動目標位置T1に加算することで、移動目標位置T1の補正を行う。このようにすることで、車両10が移動目標位置T1に到達する前に確実に補正量をゼロにし、駐車支援時の車両10の挙動を安定させることができる。
図3に戻って、また、補正部66は、移動目標位置T1を補正するときに、所定の補正量上限値以下の補正量で補正するようにしてもよい。
また、駐車支援時に、車両10が旋回軌跡で移動目標位置T1に近づく方向に移動する場合に、補正部66は、移動目標位置T1が基準移動目標位置よりも旋回軌跡の旋回中心(旋回軌跡を円の一部として近似した場合のその円の中心)から遠い場合、移動目標位置T1を基準移動目標位置に近づける補正を行い、移動目標位置T1が基準移動目標位置よりも旋回軌跡の旋回中心から近い場合、移動目標位置を補正しないようにしてもよい。
また、補正部66は、経時的に、移動目標位置T1を補正する補正量が大きくなる演算結果となった場合、補正量を大きくしないで維持するようにしてもよい。
また、補正部66は、撮像画像において新たな区画線を認識したとき、移動目標位置T1を補正する補正量をリセットするようにしてもよい。ここで、図9は、実施形態の駐車支援装置において新たに区画線を認識した場合の例を説明するための図である。
図9(a)では、補正部66は、区画線44d~44fを画像認識しているが、区画線44gを画像認識していない。その場合、駐車領域は区画線44fに寄った領域AR1となる。その後、図9(b)に示すように、補正部66が、区画線44gを画像認識したものとする。その場合、駐車領域は区画線44fと区画線44gの中間の領域AR2に変更される。このように、新たな区画線を画像認識したとき、移動目標位置T1(駐車領域)が変わるので、移動目標位置T1を補正する補正量をリセットすることが好ましい。
図3に戻って、また、例えば、補正部66は、車両10の移動方向と、一対の区画線44が延びる方向と、のなす角度が所定角度以上の場合、移動目標位置T1の補正を実施する。その場合、補正部66は、車両10の移動方向と、一対の区画線44が延びる方向と、のなす角度が所定角度以下になった場合、移動目標位置T1の補正を終了する。
誘導制御部64は、移動目標位置T1、および、車両10の現在位置に基づき、車両10を移動目標位置T1に誘導する制御を実行する。移動目標位置T1が補正されている場合、誘導制御部64は、補正後の移動目標位置T1、および、車両10の現在位置に基づき、車両10を補正後の移動目標位置T1に誘導する制御を実行する。
誘導制御部64は、経路生成部60が補正後の移動目標位置T1に基づいて生成した移動経路L1に沿って車両10を移動させるように誘導処理を実行する。「完全自動駐車支援」を実行する場合、誘導制御部64は、操舵システム28、ブレーキシステム32、駆動システム34等を制御して、移動経路L1に沿って、車両10を後退走行させて、基準位置T2を移動目標位置T1に接近させる。なお、「半自動駐車支援」や「誘導支援」の場合は、音声や表示により操作内容を運転者に提供して運転者が操作の一部または全てを実行することにより駐車操作が行われる。
次に、図10を用いて、実施形態の駐車支援装置による駐車支援処理の例について説明する。図10は、実施形態の駐車支援装置による駐車支援処理の例を示すフローチャートである。
まず、車両10の撮像部14は、通常、車両10の周辺画像を常時撮像しているが、例えば30km/h以下(駐車領域探索速度以下)で走行している場合、駐車支援システム100は、運転者が駐車可能なスペースを見つけながら運転していると見なす。そして、ステップS1において、画像取得部50は、駐車支援のための準備段階として駐車領域42を探索するために、撮像部14から車両10の周辺画像を取得する。
次に、投影変換部52は、走行しながら撮像された画像に対して逐次投影変換処理を施し、認識部56は、投影変換された画像にエッジ処理、直線検出処理、障害物検出処理等を施して、駐車領域42の候補を探索し、その探索結果を表示装置16に表示させる(ステップS2)。
次に、運転者または設定部58によって、表示された駐車領域42の候補の中から特定の駐車領域42が選択されない場合(ステップS3のNo)、ステップS1に戻り、新たに取得される画像に基づく駐車領域42の候補の表示を繰り返す。
一方、運転者または設定部58によって、駐車領域42が選択された場合(ステップS3のYes)、ステップS4に進む。
ステップS4において、トリガ取得部62は、駐車支援処理を開始するためのトリガ信号を受け付けたか(取得したか)否かを判定し、Yesの場合はステップS5に進み、Noの場合はステップS4に戻る。
ステップS5において、画像取得部50は、撮像部14から車両10の周辺画像を取得する。
次に、ステップS6において、設定部58は、撮像画像に含まれる、一対の区画線44で規定される駐車領域42の中に車両の基準移動目標位置を設定する。
次に、ステップS7において、画像取得部50は、撮像部14から車両10の周辺画像を取得する。
次に、ステップS8において、設定部58は、撮像画像に含まれる一対の区画線44で規定される駐車領域42の中に車両の移動目標位置を設定する。
次に、ステップS9において、補正部66は、基準移動目標位置に基づいて、移動目標位置T1を補正する。なお、車両10から移動目標位置までの距離が所定距離(例えば3メートル程度)以下になったら、当該補正は行わないようにしてもよい。
次に、ステップS10において、自車位置取得部54は、車両10の現在位置(自車位置)を取得する。
次に、ステップS11において、経路生成部60は、補正後の移動目標位置T1と車両10の現在位置に基づき、周知の推奨移動経路算出技術を用いて移動経路を生成する。
次に、ステップS12において、誘導制御部64は、車両10の現在位置と移動経路に基づき、車両10を補正後の移動目標位置T1に誘導する制御を実行する。
次に、誘導制御部64は、車両10が移動目標位置に到達したか否かを判定し、Yesの場合は処理を終了し、Noの場合はステップS7に戻る。
このように、本実施形態の駐車支援システム100によれば、駐車支援開始時に設定した基準移動目標位置を用いて駐車支援開始後の移動目標位置を補正することで、物理的な構成を追加することなく、撮像画像を用いた区画線の認識結果に誤差があっても車両10を駐車領域に高精度に誘導することができる。これにより、例えば、駐車支援時に、切り返しの回数を少なくすることができる。
また、車両10から移動目標位置までの距離が短いほど移動目標位置を補正する補正量を小さくするようにしてもよい。これにより、カメラ(撮像部14)の位置や角度が変わること以外の要因(例えば坂道、道路の段差など)によって移動目標位置を補正しすぎる事態を回避できる。
また、移動目標位置を補正するときに、所定の補正量上限値以下の補正量で補正するようにしてもよい。これにより、カメラの位置や角度が変わること以外の要因によって移動目標位置を補正しすぎる事態を回避できる。
また、駐車支援時に、車両10が旋回軌跡で移動目標位置に近づく方向に移動する場合に、補正部66は、移動目標位置が基準移動目標位置よりも旋回軌跡の旋回中心から遠い場合、移動目標位置を基準移動目標位置に近づける補正を行い、移動目標位置が基準移動目標位置よりも旋回軌跡の旋回中心から近い場合、移動目標位置を補正しないようにしてもよい。これにより、補正の必要性の低い、移動目標位置が基準移動目標位置よりも旋回軌跡の旋回中心から近い場合に、移動目標位置を補正しないことで、補正した場合に発生する可能性のある車両誘導の不安定化を回避できる。
また、経時的に、移動目標位置を補正する補正量が大きくなる演算結果となった場合、補正量を大きくしないで維持するようにしてもよい。これにより、誘導時に車両が左右方向にぶれる事態を回避できる。
また、撮像画像において新たな区画線を認識したとき、移動目標位置を補正する補正量をリセットするようにしてもよい。これにより、新たな区画線を認識したときに、補正量をリセットするという適切な対応を実現できる。
また、車両10の移動方向と、一対の区画線44が延びる方向と、のなす角度が所定角度以下になった場合、移動目標位置の補正を終了するようにしてもよい。これにより、当該角度が所定角度以下になったこと、つまり、車両誘導時の切り返し発生の可能性がなくなったことに対応して、当該補正を終了するという適切な対応を実現できる。
また、変速操作部が所定のポジションになったこと、および、利用者による駐車支援開始操作があったこと、の少なくともいずれかに基づいて、駐車支援開始を認識するようにしてもよい。これにより、変速操作部が所定のポジションになったことや、利用者による駐車支援開始操作があったことという具体的なトリガによって駐車支援開始を認識することができる。
また、基準移動目標位置に基づいて、移動目標位置を補正するときに、移動目標位置を基準移動目標位置そのものに補正するか、あるいは、移動目標位置を基準移動目標位置に近づけるように補正するようにしてもよい。これにより、移動目標位置を基準移動目標位置そのものに補正したり、移動目標位置を基準移動目標位置に近づけたりするというより具体的な補正を行うことができる。
上述した実施形態において区画線44は、駐車路面にペイントされている例を示したが、これに限定されず、撮像された画像に画像処理を施すことにより認識できる区画線であればよい。例えば、ロープ等で区画線が形成されている場合も本実施形態が適用可能であり、同様の効果を得ることができる。
本実施形態のCPU24aで実行される駐車支援処理のためのプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでCD-ROM、フレキシブルディスク(FD)、CD-R、DVD(Digital Versatile Disk)等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。
さらに、駐車支援処理プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、本実施形態で実行される駐車支援処理プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。
本発明の実施形態及び変形例を説明したが、これらの実施形態及び変形例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
例えば、上述の実施形態では、並列後退駐車の場合について説明したが、これに限定されない。同様に、並列前進駐車、縦列駐車等にも本発明を適用できる。
10…車両、12a…後輪軸、14,14a,14b,14c,14d…撮像部、16…表示装置、24…ECU、24a…CPU、42…駐車領域、44,44a,44b…区画線、44c…先端部、50…画像取得部、52…投影変換部、54…自車位置取得部、56…認識部、58…設定部、60…経路生成部、62…トリガ取得部、64…誘導制御部、66…補正部、100…駐車支援システム、L1…移動経路、L2…走行軌跡、T1、T11…移動目標位置、T2…基準位置(自車位置)、T10…基準移動目標位置、T12…補正後の移動目標位置。

Claims (7)

  1. 車両の周辺状況を撮像する撮像部から撮像画像を取得する画像取得部と、
    前記車両が駐車領域の横に位置しているときの駐車支援開始時に、前記撮像画像に含まれる、離間して配置された一対の区画線で規定される前記駐車領域の中に前記車両の基準移動目標位置を設定するとともに、
    駐車支援開始後に、所定の制御周期ごとに、前記撮像画像に含まれる前記一対の区画線で規定される駐車領域の中に前記車両の移動目標位置を設定する設定部と、
    前記基準移動目標位置に基づいて、前記移動目標位置を補正する補正部と、
    前記車両の現在位置を取得する位置取得部と、
    補正後の前記移動目標位置、および、前記現在位置に基づき、前記車両を補正後の前記移動目標位置に誘導する制御を実行する誘導制御部と、
    を備え
    前記補正部は、前記車両から前記移動目標位置までの距離が短いほど、前記移動目標位置を補正する補正量を小さくし、その場合、前記車両から前記区画線までの距離が所定距離以下の場合は、前記補正量をゼロにする、駐車支援装置。
  2. 駐車支援時に、前記車両が前記移動目標位置に近づく方向に旋回軌跡で移動する場合に、
    前記補正部は、
    前記移動目標位置が前記基準移動目標位置よりも前記旋回軌跡の旋回中心から遠い場合、前記移動目標位置を前記基準移動目標位置に近づける補正を行い、
    前記移動目標位置が前記基準移動目標位置よりも前記旋回軌跡の旋回中心から近い場合、前記移動目標位置を補正しない、請求項1に記載の駐車支援装置。
  3. 前記補正部は、経時的に、前記移動目標位置を補正する補正量が大きくなる演算結果となった場合、前記補正量を大きくしないで維持する、請求項1に記載の駐車支援装置。
  4. 前記補正部は、前記撮像画像において新たな区画線を認識したとき、前記移動目標位置を補正する補正量をリセットする、請求項1に記載の駐車支援装置。
  5. 前記補正部は、前記車両の移動方向と、前記一対の区画線が延びる方向と、のなす角度が所定角度以下になった場合、前記移動目標位置の補正を終了する、請求項1に記載の駐車支援装置。
  6. 前記設定部は、変速操作部が所定のポジションになったこと、および、利用者による駐車支援開始操作があったこと、の少なくともいずれかに基づいて、前記駐車支援開始を認識する、請求項1に記載の駐車支援装置。
  7. 前記補正部は、前記基準移動目標位置に基づいて、前記移動目標位置を補正するときに、前記移動目標位置を前記基準移動目標位置そのものに補正するか、あるいは、前記移動目標位置を基準移動目標位置に近づけるように補正する、請求項1に記載の駐車支援装置。
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