駐車支援システム
【課題】車庫入れ運転中の利便性を損なうことなく、駐車支援情報を視覚を通じて運転者に提供することを課題とする。
【解決手段】可視画像を投影する可視光源２１及び投影用偏向器２０等の投影手段と、決定した運転手順に基づいて、次の運転動作によって自車両１が位置すべき目標位置を決定する駐車計画決定部５と、駐車計画決定部が決定した目標位置を運転者へ指示するためのマーカーが運転者から視認可能な路面部分に投影されるように投影手段を制御する投影光制御部８とを有する。
【解決手段】可視画像を投影する可視光源２１及び投影用偏向器２０等の投影手段と、決定した運転手順に基づいて、次の運転動作によって自車両１が位置すべき目標位置を決定する駐車計画決定部５と、駐車計画決定部が決定した目標位置を運転者へ指示するためのマーカーが運転者から視認可能な路面部分に投影されるように投影手段を制御する投影光制御部８とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車両を駐車スペースに駐車する車庫入れ運転を支援する駐車支援システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車の駐車支援（パーキングアシスト）に用いられるシステムとしては、駐車スペースに対して自車両を所定位置に停車させた後に運転者がボタンを押せば、運転者が全く操縦せずに自車両に搭載された制御部による自動運転で車庫入れが完了するシステムが知られている。しかしながら、このように車庫入れに際して運転者が全く操縦しないシステムは、車庫入れ運転をすべて機械制御に任せることに対する不安を運転者に与える。このような観点からすると、少なくとも一部の車庫入れ運転を運転者が自ら操縦して行うことを前提に、その操縦に際して有用な情報を運転者に提供して、その操縦を容易にする駐車支援システムが好ましい。
【０００３】
このような駐車支援システムとしては、例えば、駐車スペースの周囲の障害物と自車両との距離が近づいたときに運転者へ警告を発するものが知られている。このシステムにより発せられる警告は、運転者による車庫入れ運転中に自車両が駐車スペース周囲の障害物に衝突することを回避するのに有用な情報を提供するものである。しかしながら、このシステムでは、駐車スペースに対して自車両をどのような手順で車庫入れするかは、すべて運転者が判断する必要がある。特に車庫入れ経験の少ない初心者にとっては、駐車スペースに対して自車両をどのような手順で車庫入れするかを適切に判断することが難しいので、この車庫入れ運転の手順を示す情報は、車庫入れ運転の際に運転者にとって非常に有用な情報である。
【０００４】
このような車庫入れ運転の手順を示す情報を提供するシステムとしては、例えば、特許文献１に開示されたシステムが知られている。このシステムでは、自車両と駐車スペースとの位置関係を測定し、所定の駐車計画に従って自車両を駐車スペースに駐車させるための自車両の目標移動経路（設定経路）を決定する。そして、駐車スペースと、自車両の現在位置と、設定経路と、その設定経路に沿って自車両を移動させたときに自車両が到達すると予想される駐車スペース内の目標駐車位置とを含んだ駐車状況画像（駐車支援情報画像）を、自車両室内の画像表示装置上に表示させる。この駐車状況画像を見た運転者は、自車両を設定経路に沿って移動させれば自車両を駐車スペース内に駐車できることを知ることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
運転者は、車庫入れ運転を行う際、通常、フロントガラスを介して自車両前方の状況を確認したり、バックミラーやサイドミラーを介して自車両後方や自車両側方の状況を確認したり、後ろを振り返ってリアガラスを介して自車両後方の状況を確認したりする。すなわち、車庫入れ運転を行う場合、運転者は、通常、自車両周囲の状況を目で見て常時確認しながら、慎重に車庫入れ運転を行う。
【０００６】
ところが、上記特許文献１に開示された従来の駐車支援システムは、自車両室内の画像表示装置上に表示される駐車状況画像によって運転者へ駐車支援の情報提供を行う。そのため、この駐車支援システムでは、運転者が駐車状況画像（駐車支援情報画像）を確認して駐車支援情報を把握するためには、運転者の視線を自車両室内の画像表示装置に向けさせる必要がある。その結果、運転者に駐車支援情報を提供するには、車庫入れ運転中の運転者に対し、自車両周囲の状況確認を一時中断して自車両室内に視線を向けることを強いることになり、車庫入れ運転中の運転者の利便性を損なうという問題があった。
【０００７】
上記特許文献１に開示された駐車支援システムを含め、運転者が車庫入れ運転する際に有用な情報（駐車支援情報）を運転者の視覚を通じて提供する従来の駐車支援システムは、その駐車支援情報を示す駐車支援情報画像を自車両室内の画像表示装置に表示させるものであった。したがって、このような従来の駐車支援システムは、駐車支援情報を確認するためには、車庫入れ運転中の運転者に対し、自車両周囲の状況確認を一時中断して自車両室内に視線を向けることを強いることとなり、車庫入れ運転中の運転者の利便性を損なうという上述した問題を抱えていた。
【０００８】
本発明は、以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、車庫入れ運転中の利便性を損なうことなく、車庫入れ運転中の運転者にとって有用な運転支援情報を運転者の視覚を通じて運転者に提供できる駐車支援システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、駐車スペースに自車両を駐車するための運転を行う運転者に対し、所定の駐車支援情報を運転者の視覚を通じて提供することにより、該駐車スペースへ自車両を駐車する際の運転支援を行う駐車支援システムであって、自車両周囲の物体表面に可視画像を投影する投影手段と、上記所定の駐車支援情報を示す駐車支援情報画像が運転者から視認可能な自車両周囲の物体表面に投影されるように、上記投影手段を制御する投影制御手段とを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明においては、自車両を駐車スペースに駐車するための運転動作を行う際、駐車支援情報を、運転者は、自車両周囲の物体表面に投影される駐車支援情報画像（可視画像）を見ることで把握することができる。よって、駐車支援情報を確認するために、運転者は、車庫入れ運転中に自車両周囲から自車両室内へ視線を外す必要がない。
なお、ここでいう「駐車支援情報画像」は、自車両を駐車スペースに駐車するための運転動作を行う運転者にとって有用な駐車支援情報を示す画像であればよい。したがって、従来の自車両室内の画像表示装置に表示されていた各種駐車支援情報画像と同様の画像であってもよいし、次の運転動作によって自車両が位置すべき目標位置を路上に直接指し示すような画像があってもよい。
【発明の効果】
【００１１】
以上、本発明によれば、車庫入れ運転中の利便性を損なうことなく、車庫入れ運転中の運転者にとって有用な運転支援情報を運転者の視覚を通じて運転者に提供することができるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態に係るパーキングアシストシステムの概要を示すブロック図である。
【図２】同パーキングアシストシステムによる駐車支援プロセスの流れを示すフローチャートである。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、駐車計画に基づく運転手順の各時点における自車両周囲画像をそれぞれ模式的に示した説明図である。
【図４】共通基板上に形成された検出用偏向器と投影用偏向器を模式的に示した説明図である。
【図５】同検出用偏向器に接続される電気回路を示す説明図である。
【図６】偏向角と印加電圧との関係の概要を示すグラフである。
【図７】車載時の使用例を説明する説明図である。
【図８】複数の検出光や投影光を組み合わせて全体で大きな偏向角θを実現する構成の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を、自動車を駐車スペースに駐車する車庫入れ運転を支援する駐車支援システムとしてのパーキングアシストシステムに適用した一実施形態について、自車両周囲の駐車障害物の検出と駐車支援情報の提供に関わる構成を中心に説明する。
図１は、本実施形態に係るパーキングアシストシステムの概要を示すブロック図である。
図２は、パーキングアシストシステムによる駐車支援プロセスの流れを示すフローチャートである。
【００１４】
運転者は、駐車スペースへ自車両１を駐車させるために本パーキングアシストシステムによる駐車支援を利用する場合、駐車スペースの近傍に自車両１を停車させてから、駐車支援の開始指示のための操作を行う（Ｓ１）。例えば、自車両の室内に設置されたタッチパネル２に表示されている駐車開始ボタンをタッチすることで、運転者は駐車支援を開始させることができる。また、タッチパネルとは別のスイッチを押すなどの操作によって駐車支援の開始を指示するようにしてもよい。このような駐車支援開始指示を受けた本パーキングアシストシステムの制御部３は、カメラ４を起動して、自車両を含む自車両周囲の画像を撮像し、撮像した自車両周囲画像をタッチパネル２に表示させる。これにより、タッチパネル２には、自車両と、駐車スペースと、駐車の際に自車両を移動させるための駐車作業用スペース（以下「切り返しスペース」という。）とを含む自車両周囲を鉛直方向真上から見た自車両周囲画像が表示される（Ｓ２）。制御部３は、ＣＰＵや記憶装置等によって構成され、所定のコンピュータプログラムを実行することで、本実施形態で説明する種々の機能を実現するものである。また、このような自車両周囲画像を撮像する撮像装置としては、公知のものを利用することができる。
【００１５】
運転者は、タッチパネル２に表示された自車両周囲画像を見ながら、自車両を駐車させたい駐車スペースの画像部分をタッチして、駐車スペースを指定する（Ｓ３）。また、自車両を駐車させる際に使用する自車両の切り返しスペースも、タッチパネル２をタッチして指定する（Ｓ３）。これらの指定により、駐車計画決定部５は、駐車スペースの位置、形、広さなどの駐車スペース情報と、切り返しスペースの位置、形、広さなどの切り返しスペース情報とを取得する。駐車計画決定部５は、ＣＰＵや記憶装置等によって構成され、所定のコンピュータプログラムを実行することで、本実施形態で説明する種々の機能を実現するものである。
【００１６】
駐車スペース情報及び切り返しスペース情報を取得した駐車計画決定部５は、まず、駐車スペース情報により特定される駐車スペースに駐車の際に障害となる駐車障害物が存在するか否かを検出する（Ｓ４）。また、切り返しスペース情報により特定される切り返しスペースについても駐車の際に障害となる駐車障害物が存在するか否かを検出する（Ｓ４）。このような駐車障害物の検出は、本実施形態では次のような構成によって行うが、他の構成によって行ってもよい。
【００１７】
本実施形態では、駐車計画決定部５からの制御信号に基づき、検出光制御部６が非可視光源１１を制御して、駐車スペース及び切り返しスペースに対して非可視光レーザーを照射する。非可視光源１１から照射された非可視光レーザーは、検出用偏向器１０によって駐車スペース及び切り返しスペースそれぞれの全域にわたって走査される。駐車スペース及び切り返しスペースに照射された非可視光レーザーの反射光は、カメラ４によって受光される。カメラ４は、非可視光レーザーの波長帯にも受光感度をもつもので、カメラ４による非可視光レーザーの受光結果は、障害物検出部７に送られる。
【００１８】
障害物検出部７は、ＣＰＵや記憶装置等によって構成され、所定のコンピュータプログラムを実行することで、本実施形態で説明する種々の機能を実現するものである。具体的には、カメラ４による非可視光レーザーの受光結果に基づいて画像解析を行い、駐車スペース及び切り返しスペースに駐車障害物が存在するか否かを判定する。駐車障害物の検出精度は、汎用のレーザーレーダーやミリ波レーダーによる物体検出精度と同程度である。なお、本実施形態で説明した駐車障害物を検出するための構成は、一例であり、汎用のレーザーレーダーやミリ波レーダーを利用した物体検出の構成など、他の構成を広く採用することができる。
【００１９】
障害物検出部７による駐車障害物の検出結果は、駐車計画決定部５へ送られる。駐車計画決定部５は、駐車障害物の検出結果から、駐車スペース及び切り返しスペースのいずれかに駐車障害物が存在すると判断したら（Ｓ５のＮｏ）、駐車支援を中止する旨を運転者に報知する（Ｓ６）。報知の方法は、例えば、タッチパネル２に駐車支援を中止する旨のメッセージを表示したり、タッチパネル２に駐車支援を中止する旨を音声で発したりする方法が考えられる。
【００２０】
一方、駐車計画決定部５は、駐車障害物の検出結果から、駐車スペース及び切り返しスペースに駐車障害物が存在しないと判断したら（Ｓ５のＹｅｓ）、切り返しスペースを用いて自車両１を駐車スペースへ駐車するための駐車計画を決定する（Ｓ７）。具体的には、駐車計画決定部５は、所定の駐車計画決定プログラムを実行し、公知の駐車支援システムで利用されているアルゴリズムを利用して、駐車計画を決定する。駐車計画は、自車両１を駐車障害物に接触させないように駐車スペースへ駐車するための運転手順を示すものである。
【００２１】
図３（ａ）〜（ｄ）は、駐車計画に基づく運転手順の各時点における自車両周囲画像をそれぞれ模式的に示した説明図である。
本実施形態では、説明の簡略化のため、自車両を切り返しスペースへ前進させた後に、自車両を駐車スペースＡに向けて後進させて駐車スペースＡ内に自車両を駐車する運転手順を例に挙げて説明する。
【００２２】
駐車計画決定部５は、決定した駐車計画に基づき、図３（ａ）に示すように停車中の現在の自車両を駐車スペースへ駐車させやすい切り返しスペース内の理想的な車両位置（次の運転動作によって自車両が位置すべき目標位置）及び車両の向きを含む運転目標を特定する（Ｓ８）。そして、駐車計画決定部５は、特定した運転目標を運転者へ指示するための目標指示画像（可視画像）であるマーカーＭ１，Ｍ２が運転者から視認可能な路面部分に投影させる投影制御命令を、投影光制御部８へ出力する。
【００２３】
この投影制御命令を受けた投影光制御部８は、可視光源２１を制御して、マーカーＭ１，Ｍ２を路面に投影するための投影光を照射させる。また、投影光制御部８は、投影用偏向器２０を制御して、当該投影制御命令に係る運転目標を運転者へ指示する位置にマーカーＭ１，Ｍ２が投影されるように、投影光を偏向させる。これにより、本実施形態では、自車両１が運転目標に位置したときに自車両１の２つのヘッドライト１ａの位置を鉛直方向から路面上に投影した投影箇所に、図３（ｂ）に示すような２つのマーカーＭ１，Ｍ２が投影される（Ｓ９）。本実施形態のマーカーＭ１，Ｍ２は、それぞれ、自車両１に搭載されている２つのヘッドライト１ａに対応しており、運転者は、路面上に投影された各マーカーＭ１，Ｍ２の上方に自車両１の各ヘッドライト１ａがそれぞれ位置する地点を目標にして、自車両を移動させることになる。
【００２４】
運転者は、路面上に投影された２つのマーカーＭ１，Ｍ２を、フロントガラスを介して視認することができる。よって、自車両室内のタッチパネル２などに視線を外すことなく、自車両を進行させる進行方向前方に視線を向けたままで運転目標を示すマーカーＭ１，Ｍ２を確認できる。よって、運転者は、自車両の進行方向前方の安全を目視確認しつつ、マーカーＭ１，Ｍ２を確認しながら、自車両を運転目標に向けて運転することができる。
【００２５】
ここで、運転者が停車中の自車両を前進させて２つのマーカーＭ１，Ｍ２によって示される運転目標に向けて自車両を移動させると（Ｓ１０のＹｅｓ）、自車両に搭載されている可視光源２１及び投影用偏向器２０も自車両と一緒に移動する。そのため、可視光源２１及び投影用偏向器２０によって投影されるマーカーＭ１，Ｍ２の路面上の投影位置は、自車両の移動に伴って移動してしまう。
【００２６】
本実施形態では、自車両が移動しても、マーカーＭ１，Ｍ２の路面上の投影位置が移動しないように、自車両の現在位置を連続的に把握しながら、移動する現在位置に応じて投影用偏向器２０を制御している（Ｓ１１）。具体的には、例えば、カメラ４によって自車両周囲画像を連続的に撮像し、駐車計画決定部５は、それらの自車両周囲画像を取得することで、自車両の現在位置を連続的に把握することができ、自車両の移動を把握することができる。これにより、駐車計画決定部５は、マーカーＭ１，Ｍ２が投影される路面上の投影位置と自車両との相対位置関係の変化を把握することができるので、この変化に応じた投影制御命令を投影光制御部８へ出力する。この投影制御命令を受けた投影光制御部８は、投影用偏向器２０を制御して、マーカーＭ１，Ｍ２が投影される路面上の投影位置が移動しないように、投影光を偏向させる。このような偏向制御を連続的に行うことで、運転者が運転目標に向けて自車両を移動させても、マーカーＭ１，Ｍ２は常に路面上の一定位置に投影される。
【００２７】
図３（ｃ）に示すように、各マーカーＭ１，Ｍ２の上方に自車両１の各ヘッドライト１ａがそれぞれ位置する運転目標まで自車両を移動させたら、運転者は、今度は、自車両を後進させるためにシフトレバーを操作してギヤをバックに入れる（Ｓ１２のＹｅｓ）。このシフトレバーの操作が検出されると、駐車計画決定部５は、マーカーＭ１，Ｍ２の投影を停止させる制御命令を投影光制御部８へ出力する。マーカーＭ１，Ｍ２の路面への投影が終了し（Ｓ１３）、駐車支援プロセスが終了する。
【００２８】
運転者は、マーカーＭ１，Ｍ２によって示された運転目標まで自車両を移動させることで、自車両１の位置と向きは駐車スペースＡへ自車両を入れる際に適した位置と向きとなる。したがって、図３（ｄ）に示すように、その後に自車両を後進させて駐車スペースＡへ入れる運転は容易なものとなる。
【００２９】
なお、ここでは、運転目標を示すマーカーＭ１，Ｍ２が自車両のヘッドライト１ａに対応させた場合について説明したが、自車両の前輪に対応させてもよいし、自車両のフロントバンパーの角部に対応させてもよいし、自車両上の他の箇所（特定箇所）であってもよい。
また、本実施形態では、２つのマーカーＭ１，Ｍ２を用いることで、自車両の目標位置だけでなく目標の向きをも案内するようになっているが、少なくとも自車両の目標位置を指示できればよい。
また、本実施形態では、自車両が運転目標に位置したときの自車両のヘッドライト１ａの位置を鉛直方向から路面上に投影した箇所に２つのマーカーＭ１，Ｍ２を投影させる場合について説明したが、自車両が運転目標に位置したときの自車両のヘッドライト１ａの位置を運転者の視線方向から路面上に投影した箇所に２つのマーカーＭ１，Ｍ２を投影させてもよい。この場合、運転者は、自分の視線上で２つのマーカーＭ１，Ｍ２と自車両のヘッドライト１ａが重なる位置を運転目標として自車両を移動させることになる。この場合には、自車両が運転目標に位置する直前まで、マーカーＭ１，Ｍ２が自車両に隠れることなく、運転者はマーカーＭ１，Ｍ２を確認し続けることができる。
【００３０】
次に、本実施形態で使用する検出用偏向器１０及び投影用偏向器２０の一例について説明する。
図４は、共通基板３０上に形成された検出用偏向器１０と投影用偏向器２０を模式的に示した説明図である。
本実施形態の検出用偏向器１０及び投影用偏向器２０は、いずれも、電気光学効果を有する材料によって形成された偏向領域を挟み込むように電極が配置された構造を有し、検出光制御部６及び投影光制御部８からの制御信号に基づいて電極間に印加される電圧を変更することで当該偏向領域の内部電界が変化して投影光や検出光を偏向するものである。
【００３１】
図５は、検出用偏向器１０に接続される電気回路を示す説明図である。なお、投影用偏向器２０についても同様である。
本実施形態の検出用偏向器１０は、電気光学効果を有する材料によって形成された偏向領域１０ａを図５中上下方向から挟み込むように２つの電極１０ｂが配置されている（図中上側の電極のみ図示されている。）。これらの電極１０ｂには、出力電圧を制御可能な電圧印加装置１２が接続されている。この電圧印加装置１２は、検出光制御部６の制御の下、出力電圧Ｖを所定のマイナス値から所定のプラス値までの範囲内で変化させることができる。電圧印加装置１２の出力電圧が変化すると、これに応じて偏向領域１０ａを挟み込んでいる２つの電極１０ｂ間の電圧が変化する。これにより、偏向領域１０ａの内部電界が変化して偏向領域１０ａの屈折率が変化し、偏向領域１０ａに入射する検出光の偏向領域１０ａからの出射角（偏向角θ）が変わる。偏向角θは、概ね、図６に示すように、電圧印加装置１２の出力電圧値に比例するので、電圧印加装置１２の出力電圧値を制御することで、所定の角度範囲内において偏向角θを自在に制御できる。
【００３２】
偏向領域１０ａが有する電気光学効果とは、結晶を構成している原子またはイオンが結晶に加えた直流電界で変位すると、原子（イオン）の周りにある電子雲が変形して屈折率が変化するというものである。なお、偏向領域１０ａの内部電界Ｅと偏向領域１０ａの屈折率ｎとの関係式は、電気光学定数ｒを用いて、下記の式（１）によって表すことができる。ただし、下記の式（１）中、ｉ＝１〜６、ｊ＝１〜３である。
Δ（１／ｎ2）ｉ ＝ Σ（ｒｉｊ×Ｅｊ） ・・・（１）
【００３３】
本実施形態の検出用偏向器１０と投影用偏向器２０は、分極反転プロセスにより形成された基板内プリズムドメインに上下電極を成膜することで作製することができる。本実施形態では、これらの検出用偏向器１０と投影用偏向器２０を同一の共通基板３０上に形成することで、検出用偏向器１０及び投影用偏向器２０の製造コストの削減と小型化を図っている。
【００３４】
本実施形態の投影用偏向器２０は、これによって偏向された投影光による路面上のマーカーＭ１，Ｍ２を、自車両が移動しても、同じ路面上の位置に固定するように、自車両の移動に伴って偏向角θを調整する必要がある。そのため、従来広く用いられている偏向器であるポリゴンミラーでは、このような偏向制御を行うことは困難である。これに対し、本実施形態で採用している投影用偏向器２０は、電気光学効果がある材料を用いた偏向器であり、印加電圧に応じて偏向角θをランダムに変化させることができるので、本実施形態の投影用偏向器２０として有効なデバイスである。
【００３５】
一方、非可視光レーザーを偏向させる検出用偏向器１０については、偏向角θをランダムに偏向を変化させる必要がないので、ポリゴンミラー等の一般的な偏向器を利用してもよい。ただし、ポリゴンミラー等の一般的な偏向器は、モーターやアクチュエーターなどの機械的な可動部を有する構成である。このような機械的な可動部を有するシステムは、一般に、機械的な可動部を有しないシステムよりも信頼性が低い。本実施形態のように、検出用偏向器１０についても電気光学効果がある材料を用いた偏向器を採用すれば、機械的な可動部を有しないシステムを実現でき、高信頼性のシステム構築が可能である。なお、検出用偏向器１０の電圧印加を制御する回路は、一定動作を繰り返すような安価な回路でよい。
【００３６】
図７は、車載時の使用例を説明する説明図である。
本実施形態においては、非可視光源１１及び検出用偏向器１０並びに可視光源２１及び投影用偏向器２０は、それぞれ、自車両のヘッドライト１ａの内部に設置されているが、これらの設置箇所はこれに限られない。また、非可視光レーザー（検出光）の反射光を受光するカメラ４は、フロントガラス１ｂの横方向中央の上部（室内バックミラーの近傍）に配置されているが、フロントバンパーなどの他の箇所に設置してもよい。
【００３７】
本実施形態の検出用偏向器１０及び投影用偏向器２０が採用する電気光学効果を利用した偏向制御では、一般に、大きな偏向角θを得ることが容易でない。基板内プリズムドメインの長さを「Ｌ」とし、基板内プリズムドメインの幅をＤとしたときの偏向角θは、下記の式（２）より得ることができる。
θ ＝ （２×Δｎ×Ｌ）／Ｄ ・・・（２）
【００３８】
上記式（２）より、屈折率の変化量Δｎか、基板内プリズムドメイン（電気光学結晶）の形状因子Ｌ／Ｄの値を大きくすれば、偏向角θを大きくすることができる。ここで、検出用偏向器１０や投影用偏向器２０はヘッドライト１ａ等の自車両上に車載されるので、これらに印加できる電圧値は車載電源から得られる電圧に制限される。また、ヘッドライト１ａの内部に搭載する場合、形状因子Ｌ／Ｄは、例えば長さＬ＝５０ｍｍ、幅Ｄ＝１ｍｍ程度である。この場合、用いる材料の電気光学係数にもよるが、偏向角θは大きく見積もっても、最大で１０［°］程度である。
【００３９】
ただし、偏向角θを大きくする方法は種々考えられる。例えば、検出用偏向器１０及び投影用偏向器２０の後段に拡大光学系を配置することで、検出用偏向器１０及び投影用偏向器２０から出力される出力光の偏向角を５倍程度まで拡大することができる。この場合、最大偏向角として５０［°］程度を実現できる。
【００４０】
また、複数の検出光や投影光を組み合わせて、全体で大きな偏向角θを実現することも可能である。例えば、検出光や投影光を照射する光学系（非可視光源１１及び検出用偏向器１０、可視光源２１及び投影用偏向器２０）を、ヘッドライト１ａ内の正面と側面に設ければ、最大１００［°］程度の偏向角θを実現できる。更に、フロントバンパーの横方向中央にも検出光や投影光を照射する光学系を追加すれば、最大１５０［°］程度の偏向角θを実現することもできる。
【００４１】
図８は、複数の検出光や投影光を組み合わせて全体で大きな偏向角θを実現する構成の一例を示す説明図である。
図８に示す例は、２つの投影用偏向器２０Ａ，２０Ｂを配置し、単一の可視光源２１から照射された投影光をビームスプリッタ２２で分割して各投影用偏向器２０Ａ，２０Ｂへ入射させたものである。また、各投影用偏向器２０Ａ，２０Ｂの後段には、それぞれ、拡大光学系２３Ａ，２３Ｂが配置されている。この例では、ビームスプリッタ２２によって５０［°］の方向に可視光レーザーを分割し、各投影用偏向器２０Ａ，２０Ｂでそれぞれ最大１０［°］の偏向角を得るとともに、拡大光学系２３Ａ，２３Ｂでそれぞれ偏向角を５倍にする。その結果、投影用偏向器２０Ａ側では最大５０［°］の偏向角θ１が得られ、投影用偏向器２０Ｂ側でも最大５０［°］の偏向角θ２が得られ、合わせて最大１００［°］の偏向角θが得られる。
【００４２】
以上、本実施形態は、駐車支援情報画像として、次の運転動作によって自車両が位置すべき目標位置（運転目標）を指し示す目標指示画像を路面上に表示（投影）させるものについて例示したが、駐車支援情報画像の内容はこれに限られるものではない。例えば、上述したタッチパネル２に表示される自車両周囲画像を、駐車支援情報画像として、路面上に投影させてもよいし、その他」、車庫入れ運転を行う運転者にとって有用な各種情報を示す画像を、駐車支援情報画像として路面上に投影させてもよい。
【００４３】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
駐車スペースＡに自車両１を駐車するための運転を行う運転者に対し、運転目標情報等の駐車支援情報を運転者の視覚を通じて提供することにより、該駐車スペースＡへ自車両１を駐車する際の運転支援を行う駐車支援システムであって、自車両周囲の物体表面に可視画像を投影する可視光源２１及び投影用偏向器２０等の投影手段と、上記駐車支援情報を示すマーカーＭ１，Ｍ２等の駐車支援情報画像が運転者から視認可能な路面部分等の自車両周囲の物体表面に投影されるように、上記投影手段を制御する投影光制御部８等の投影制御手段とを有することを特徴とする。
これによれば、自車両１を駐車スペースＡに駐車するために行う運転動作を行う際、駐車支援情報を、運転者は、自車両周囲の物体表面（例えば路面部分）に投影されるマーカーＭ１，Ｍ２等の駐車支援情報画像（可視画像）を見ることで把握することができる。よって、駐車支援情報を確認するために、運転者は、車庫入れ運転中に自車両周囲から自車両室内へ視線を外す必要がないので、車庫入れ運転中に自車両周囲から自車両室内へ視線を外す必要があった従来の駐車支援システムよりも、運転者にとっての利便性が高まる。
【００４４】
（態様Ｂ）
上記態様Ａにおいて、上記投影制御手段は、上記目標位置に向けて自車両を進行させるときの進行方向前方における運転者から視認可能な自車両周囲の物体表面（路面部分）に上記目標指示画像が投影されるように、上記投影手段を制御することを特徴とするものである。
これによれば、自車両の進行方向前方の安全を目視確認しつつ、目標指示画像を確認しながら自車両を運転目標に向けて運転することができ、運転者の利便性が更に高まる。
【００４５】
（態様Ｃ）
上記態様Ａ又はＢにおいて、自車両周囲の駐車障害物を検出する、非可視光源１１、検出用偏向器１０、検出光制御部６、カメラ４及び障害物検出部７等によって構成される障害物検出手段と、上記障害物検出手段の検出結果に基づいて自車両１を該駐車障害物に接触させないように駐車スペースＡへ駐車するための運転手順を決定し、決定した運転手順に基づいて、次の運転動作によって自車両が位置すべき目標位置を決定する駐車計画決定部５等の目標位置決定手段とを有し、上記投影制御手段は、上記目標位置決定手段が決定した目標位置を運転者へ指示するためのマーカーＭ１，Ｍ２等の目標指示画像を上記駐車支援情報画像として上記投影手段に投影させることを特徴とする。
これによれば、目標指示画像を見た運転者は、次の運転動作によって自車両が位置すべき目標位置（運転目標）を直感的に把握することができるので、運転者の利便性が更に高まる。
【００４６】
（態様Ｄ）
上記態様Ｃにおいて、上記投影制御手段は、次の運転動作によって自車両１が位置すべき目標位置に自車両１が位置したときに該自車両上のヘッドライト１ａ等の特定箇所を鉛直方向又は運転者の視線方向から路面上に投影した投影箇所に上記目標指示画像が投影されるように、上記投影手段を制御することを特徴とするものである。
これによれば、運転者は、運転目標を、より直感的に把握することができる。
【００４７】
（態様Ｅ）
上記態様Ｃ又はＤにおいて、上記投影手段は、上記投影制御手段からの制御信号に基づいて変化する印加電圧に応じて上記目標指示画像を投影する投影光の偏向角が変化する投影用偏向器を備えていることを特徴とするものである。
これによれば、機械的な可動部を有しない投影手段を実現でき、高信頼性のシステム構築が可能となる。
【００４８】
（態様Ｆ）
上記態様Ｅにおいて、上記投影用偏向器２０は、上記投影制御手段からの制御信号に基づいて、電気光学効果を有する材料によって形成された基板内プリズムドメイン等の偏向領域を挟み込むように配置された電極間に印加される電圧が変更されることで、該偏向領域の内部電界が変化して上記投影光が偏向することを特徴とするものである。
これによれば、機械的な可動部を有しない投影手段を容易に実現できる。
【００４９】
（態様Ｇ）
上記態様Ｅ又はＦにおいて、上記障害物検出手段は、検出用偏向器１０によりレーザー光を走査することで自車両周囲の駐車障害物を検出するものであり、上記検出用偏向器１０と上記投影用偏向器２０とを共通基板３０等の同一基板上に形成したことを特徴とするものである。
これによれば、製造コストの削減と小型化を実現することができる。
【００５０】
（態様Ｈ）
上記態様Ｅ〜Ｇのいずれかの態様において、上記投影手段は、上記投影用偏向器２０Ａ，２０Ｂを複数有するとともに、可視光源２１等の単一光源から照射された投影光をビームスプリッタ２２で分割して各投影用偏向器２０Ａ，２０Ｂへ入射させるものであることを特徴とするものである。
これによれば、投影手段による目標指示画像の投影範囲を広げることができる。
【００５１】
（態様Ｉ）
上記態様Ｅ〜Ｈのいずれかの態様において、上記投影用偏向器２０により偏向された後の投影光の偏向角を拡大する拡大光学系２３等のレンズ光学系を配置したことを特徴とするものである。
これによれば、投影手段による目標指示画像の投影範囲を広げることができる。
【符号の説明】
【００５２】
１ 自車両
１ａ ヘッドライト
１ｂ フロントガラス
２ タッチパネル
３ 制御部
４ カメラ
５ 駐車計画決定部
６ 検出光制御部
７ 障害物検出部
８ 投影光制御部
１０ 検出用偏向器
１０ａ 偏向領域
１０ｂ 電極
１１ 非可視光源
１２ 電圧印加装置
２０ 投影用偏向器
２１ 可視光源
２２ ビームスプリッタ
２３ 拡大光学系
３０ 共通基板
Ａ 駐車スペース
Ｍ１，Ｍ２ マーカー
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５３】
【特許文献１】特表２００６−５１０５４１号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車両を駐車スペースに駐車する車庫入れ運転を支援する駐車支援システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車の駐車支援（パーキングアシスト）に用いられるシステムとしては、駐車スペースに対して自車両を所定位置に停車させた後に運転者がボタンを押せば、運転者が全く操縦せずに自車両に搭載された制御部による自動運転で車庫入れが完了するシステムが知られている。しかしながら、このように車庫入れに際して運転者が全く操縦しないシステムは、車庫入れ運転をすべて機械制御に任せることに対する不安を運転者に与える。このような観点からすると、少なくとも一部の車庫入れ運転を運転者が自ら操縦して行うことを前提に、その操縦に際して有用な情報を運転者に提供して、その操縦を容易にする駐車支援システムが好ましい。
【０００３】
このような駐車支援システムとしては、例えば、駐車スペースの周囲の障害物と自車両との距離が近づいたときに運転者へ警告を発するものが知られている。このシステムにより発せられる警告は、運転者による車庫入れ運転中に自車両が駐車スペース周囲の障害物に衝突することを回避するのに有用な情報を提供するものである。しかしながら、このシステムでは、駐車スペースに対して自車両をどのような手順で車庫入れするかは、すべて運転者が判断する必要がある。特に車庫入れ経験の少ない初心者にとっては、駐車スペースに対して自車両をどのような手順で車庫入れするかを適切に判断することが難しいので、この車庫入れ運転の手順を示す情報は、車庫入れ運転の際に運転者にとって非常に有用な情報である。
【０００４】
このような車庫入れ運転の手順を示す情報を提供するシステムとしては、例えば、特許文献１に開示されたシステムが知られている。このシステムでは、自車両と駐車スペースとの位置関係を測定し、所定の駐車計画に従って自車両を駐車スペースに駐車させるための自車両の目標移動経路（設定経路）を決定する。そして、駐車スペースと、自車両の現在位置と、設定経路と、その設定経路に沿って自車両を移動させたときに自車両が到達すると予想される駐車スペース内の目標駐車位置とを含んだ駐車状況画像（駐車支援情報画像）を、自車両室内の画像表示装置上に表示させる。この駐車状況画像を見た運転者は、自車両を設定経路に沿って移動させれば自車両を駐車スペース内に駐車できることを知ることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
運転者は、車庫入れ運転を行う際、通常、フロントガラスを介して自車両前方の状況を確認したり、バックミラーやサイドミラーを介して自車両後方や自車両側方の状況を確認したり、後ろを振り返ってリアガラスを介して自車両後方の状況を確認したりする。すなわち、車庫入れ運転を行う場合、運転者は、通常、自車両周囲の状況を目で見て常時確認しながら、慎重に車庫入れ運転を行う。
【０００６】
ところが、上記特許文献１に開示された従来の駐車支援システムは、自車両室内の画像表示装置上に表示される駐車状況画像によって運転者へ駐車支援の情報提供を行う。そのため、この駐車支援システムでは、運転者が駐車状況画像（駐車支援情報画像）を確認して駐車支援情報を把握するためには、運転者の視線を自車両室内の画像表示装置に向けさせる必要がある。その結果、運転者に駐車支援情報を提供するには、車庫入れ運転中の運転者に対し、自車両周囲の状況確認を一時中断して自車両室内に視線を向けることを強いることになり、車庫入れ運転中の運転者の利便性を損なうという問題があった。
【０００７】
上記特許文献１に開示された駐車支援システムを含め、運転者が車庫入れ運転する際に有用な情報（駐車支援情報）を運転者の視覚を通じて提供する従来の駐車支援システムは、その駐車支援情報を示す駐車支援情報画像を自車両室内の画像表示装置に表示させるものであった。したがって、このような従来の駐車支援システムは、駐車支援情報を確認するためには、車庫入れ運転中の運転者に対し、自車両周囲の状況確認を一時中断して自車両室内に視線を向けることを強いることとなり、車庫入れ運転中の運転者の利便性を損なうという上述した問題を抱えていた。
【０００８】
本発明は、以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、車庫入れ運転中の利便性を損なうことなく、車庫入れ運転中の運転者にとって有用な運転支援情報を運転者の視覚を通じて運転者に提供できる駐車支援システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、駐車スペースに自車両を駐車するための運転を行う運転者に対し、所定の駐車支援情報を運転者の視覚を通じて提供することにより、該駐車スペースへ自車両を駐車する際の運転支援を行う駐車支援システムであって、自車両周囲の物体表面に可視画像を投影する投影手段と、上記所定の駐車支援情報を示す駐車支援情報画像が運転者から視認可能な自車両周囲の物体表面に投影されるように、上記投影手段を制御する投影制御手段とを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明においては、自車両を駐車スペースに駐車するための運転動作を行う際、駐車支援情報を、運転者は、自車両周囲の物体表面に投影される駐車支援情報画像（可視画像）を見ることで把握することができる。よって、駐車支援情報を確認するために、運転者は、車庫入れ運転中に自車両周囲から自車両室内へ視線を外す必要がない。
なお、ここでいう「駐車支援情報画像」は、自車両を駐車スペースに駐車するための運転動作を行う運転者にとって有用な駐車支援情報を示す画像であればよい。したがって、従来の自車両室内の画像表示装置に表示されていた各種駐車支援情報画像と同様の画像であってもよいし、次の運転動作によって自車両が位置すべき目標位置を路上に直接指し示すような画像があってもよい。
【発明の効果】
【００１１】
以上、本発明によれば、車庫入れ運転中の利便性を損なうことなく、車庫入れ運転中の運転者にとって有用な運転支援情報を運転者の視覚を通じて運転者に提供することができるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態に係るパーキングアシストシステムの概要を示すブロック図である。
【図２】同パーキングアシストシステムによる駐車支援プロセスの流れを示すフローチャートである。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、駐車計画に基づく運転手順の各時点における自車両周囲画像をそれぞれ模式的に示した説明図である。
【図４】共通基板上に形成された検出用偏向器と投影用偏向器を模式的に示した説明図である。
【図５】同検出用偏向器に接続される電気回路を示す説明図である。
【図６】偏向角と印加電圧との関係の概要を示すグラフである。
【図７】車載時の使用例を説明する説明図である。
【図８】複数の検出光や投影光を組み合わせて全体で大きな偏向角θを実現する構成の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を、自動車を駐車スペースに駐車する車庫入れ運転を支援する駐車支援システムとしてのパーキングアシストシステムに適用した一実施形態について、自車両周囲の駐車障害物の検出と駐車支援情報の提供に関わる構成を中心に説明する。
図１は、本実施形態に係るパーキングアシストシステムの概要を示すブロック図である。
図２は、パーキングアシストシステムによる駐車支援プロセスの流れを示すフローチャートである。
【００１４】
運転者は、駐車スペースへ自車両１を駐車させるために本パーキングアシストシステムによる駐車支援を利用する場合、駐車スペースの近傍に自車両１を停車させてから、駐車支援の開始指示のための操作を行う（Ｓ１）。例えば、自車両の室内に設置されたタッチパネル２に表示されている駐車開始ボタンをタッチすることで、運転者は駐車支援を開始させることができる。また、タッチパネルとは別のスイッチを押すなどの操作によって駐車支援の開始を指示するようにしてもよい。このような駐車支援開始指示を受けた本パーキングアシストシステムの制御部３は、カメラ４を起動して、自車両を含む自車両周囲の画像を撮像し、撮像した自車両周囲画像をタッチパネル２に表示させる。これにより、タッチパネル２には、自車両と、駐車スペースと、駐車の際に自車両を移動させるための駐車作業用スペース（以下「切り返しスペース」という。）とを含む自車両周囲を鉛直方向真上から見た自車両周囲画像が表示される（Ｓ２）。制御部３は、ＣＰＵや記憶装置等によって構成され、所定のコンピュータプログラムを実行することで、本実施形態で説明する種々の機能を実現するものである。また、このような自車両周囲画像を撮像する撮像装置としては、公知のものを利用することができる。
【００１５】
運転者は、タッチパネル２に表示された自車両周囲画像を見ながら、自車両を駐車させたい駐車スペースの画像部分をタッチして、駐車スペースを指定する（Ｓ３）。また、自車両を駐車させる際に使用する自車両の切り返しスペースも、タッチパネル２をタッチして指定する（Ｓ３）。これらの指定により、駐車計画決定部５は、駐車スペースの位置、形、広さなどの駐車スペース情報と、切り返しスペースの位置、形、広さなどの切り返しスペース情報とを取得する。駐車計画決定部５は、ＣＰＵや記憶装置等によって構成され、所定のコンピュータプログラムを実行することで、本実施形態で説明する種々の機能を実現するものである。
【００１６】
駐車スペース情報及び切り返しスペース情報を取得した駐車計画決定部５は、まず、駐車スペース情報により特定される駐車スペースに駐車の際に障害となる駐車障害物が存在するか否かを検出する（Ｓ４）。また、切り返しスペース情報により特定される切り返しスペースについても駐車の際に障害となる駐車障害物が存在するか否かを検出する（Ｓ４）。このような駐車障害物の検出は、本実施形態では次のような構成によって行うが、他の構成によって行ってもよい。
【００１７】
本実施形態では、駐車計画決定部５からの制御信号に基づき、検出光制御部６が非可視光源１１を制御して、駐車スペース及び切り返しスペースに対して非可視光レーザーを照射する。非可視光源１１から照射された非可視光レーザーは、検出用偏向器１０によって駐車スペース及び切り返しスペースそれぞれの全域にわたって走査される。駐車スペース及び切り返しスペースに照射された非可視光レーザーの反射光は、カメラ４によって受光される。カメラ４は、非可視光レーザーの波長帯にも受光感度をもつもので、カメラ４による非可視光レーザーの受光結果は、障害物検出部７に送られる。
【００１８】
障害物検出部７は、ＣＰＵや記憶装置等によって構成され、所定のコンピュータプログラムを実行することで、本実施形態で説明する種々の機能を実現するものである。具体的には、カメラ４による非可視光レーザーの受光結果に基づいて画像解析を行い、駐車スペース及び切り返しスペースに駐車障害物が存在するか否かを判定する。駐車障害物の検出精度は、汎用のレーザーレーダーやミリ波レーダーによる物体検出精度と同程度である。なお、本実施形態で説明した駐車障害物を検出するための構成は、一例であり、汎用のレーザーレーダーやミリ波レーダーを利用した物体検出の構成など、他の構成を広く採用することができる。
【００１９】
障害物検出部７による駐車障害物の検出結果は、駐車計画決定部５へ送られる。駐車計画決定部５は、駐車障害物の検出結果から、駐車スペース及び切り返しスペースのいずれかに駐車障害物が存在すると判断したら（Ｓ５のＮｏ）、駐車支援を中止する旨を運転者に報知する（Ｓ６）。報知の方法は、例えば、タッチパネル２に駐車支援を中止する旨のメッセージを表示したり、タッチパネル２に駐車支援を中止する旨を音声で発したりする方法が考えられる。
【００２０】
一方、駐車計画決定部５は、駐車障害物の検出結果から、駐車スペース及び切り返しスペースに駐車障害物が存在しないと判断したら（Ｓ５のＹｅｓ）、切り返しスペースを用いて自車両１を駐車スペースへ駐車するための駐車計画を決定する（Ｓ７）。具体的には、駐車計画決定部５は、所定の駐車計画決定プログラムを実行し、公知の駐車支援システムで利用されているアルゴリズムを利用して、駐車計画を決定する。駐車計画は、自車両１を駐車障害物に接触させないように駐車スペースへ駐車するための運転手順を示すものである。
【００２１】
図３（ａ）〜（ｄ）は、駐車計画に基づく運転手順の各時点における自車両周囲画像をそれぞれ模式的に示した説明図である。
本実施形態では、説明の簡略化のため、自車両を切り返しスペースへ前進させた後に、自車両を駐車スペースＡに向けて後進させて駐車スペースＡ内に自車両を駐車する運転手順を例に挙げて説明する。
【００２２】
駐車計画決定部５は、決定した駐車計画に基づき、図３（ａ）に示すように停車中の現在の自車両を駐車スペースへ駐車させやすい切り返しスペース内の理想的な車両位置（次の運転動作によって自車両が位置すべき目標位置）及び車両の向きを含む運転目標を特定する（Ｓ８）。そして、駐車計画決定部５は、特定した運転目標を運転者へ指示するための目標指示画像（可視画像）であるマーカーＭ１，Ｍ２が運転者から視認可能な路面部分に投影させる投影制御命令を、投影光制御部８へ出力する。
【００２３】
この投影制御命令を受けた投影光制御部８は、可視光源２１を制御して、マーカーＭ１，Ｍ２を路面に投影するための投影光を照射させる。また、投影光制御部８は、投影用偏向器２０を制御して、当該投影制御命令に係る運転目標を運転者へ指示する位置にマーカーＭ１，Ｍ２が投影されるように、投影光を偏向させる。これにより、本実施形態では、自車両１が運転目標に位置したときに自車両１の２つのヘッドライト１ａの位置を鉛直方向から路面上に投影した投影箇所に、図３（ｂ）に示すような２つのマーカーＭ１，Ｍ２が投影される（Ｓ９）。本実施形態のマーカーＭ１，Ｍ２は、それぞれ、自車両１に搭載されている２つのヘッドライト１ａに対応しており、運転者は、路面上に投影された各マーカーＭ１，Ｍ２の上方に自車両１の各ヘッドライト１ａがそれぞれ位置する地点を目標にして、自車両を移動させることになる。
【００２４】
運転者は、路面上に投影された２つのマーカーＭ１，Ｍ２を、フロントガラスを介して視認することができる。よって、自車両室内のタッチパネル２などに視線を外すことなく、自車両を進行させる進行方向前方に視線を向けたままで運転目標を示すマーカーＭ１，Ｍ２を確認できる。よって、運転者は、自車両の進行方向前方の安全を目視確認しつつ、マーカーＭ１，Ｍ２を確認しながら、自車両を運転目標に向けて運転することができる。
【００２５】
ここで、運転者が停車中の自車両を前進させて２つのマーカーＭ１，Ｍ２によって示される運転目標に向けて自車両を移動させると（Ｓ１０のＹｅｓ）、自車両に搭載されている可視光源２１及び投影用偏向器２０も自車両と一緒に移動する。そのため、可視光源２１及び投影用偏向器２０によって投影されるマーカーＭ１，Ｍ２の路面上の投影位置は、自車両の移動に伴って移動してしまう。
【００２６】
本実施形態では、自車両が移動しても、マーカーＭ１，Ｍ２の路面上の投影位置が移動しないように、自車両の現在位置を連続的に把握しながら、移動する現在位置に応じて投影用偏向器２０を制御している（Ｓ１１）。具体的には、例えば、カメラ４によって自車両周囲画像を連続的に撮像し、駐車計画決定部５は、それらの自車両周囲画像を取得することで、自車両の現在位置を連続的に把握することができ、自車両の移動を把握することができる。これにより、駐車計画決定部５は、マーカーＭ１，Ｍ２が投影される路面上の投影位置と自車両との相対位置関係の変化を把握することができるので、この変化に応じた投影制御命令を投影光制御部８へ出力する。この投影制御命令を受けた投影光制御部８は、投影用偏向器２０を制御して、マーカーＭ１，Ｍ２が投影される路面上の投影位置が移動しないように、投影光を偏向させる。このような偏向制御を連続的に行うことで、運転者が運転目標に向けて自車両を移動させても、マーカーＭ１，Ｍ２は常に路面上の一定位置に投影される。
【００２７】
図３（ｃ）に示すように、各マーカーＭ１，Ｍ２の上方に自車両１の各ヘッドライト１ａがそれぞれ位置する運転目標まで自車両を移動させたら、運転者は、今度は、自車両を後進させるためにシフトレバーを操作してギヤをバックに入れる（Ｓ１２のＹｅｓ）。このシフトレバーの操作が検出されると、駐車計画決定部５は、マーカーＭ１，Ｍ２の投影を停止させる制御命令を投影光制御部８へ出力する。マーカーＭ１，Ｍ２の路面への投影が終了し（Ｓ１３）、駐車支援プロセスが終了する。
【００２８】
運転者は、マーカーＭ１，Ｍ２によって示された運転目標まで自車両を移動させることで、自車両１の位置と向きは駐車スペースＡへ自車両を入れる際に適した位置と向きとなる。したがって、図３（ｄ）に示すように、その後に自車両を後進させて駐車スペースＡへ入れる運転は容易なものとなる。
【００２９】
なお、ここでは、運転目標を示すマーカーＭ１，Ｍ２が自車両のヘッドライト１ａに対応させた場合について説明したが、自車両の前輪に対応させてもよいし、自車両のフロントバンパーの角部に対応させてもよいし、自車両上の他の箇所（特定箇所）であってもよい。
また、本実施形態では、２つのマーカーＭ１，Ｍ２を用いることで、自車両の目標位置だけでなく目標の向きをも案内するようになっているが、少なくとも自車両の目標位置を指示できればよい。
また、本実施形態では、自車両が運転目標に位置したときの自車両のヘッドライト１ａの位置を鉛直方向から路面上に投影した箇所に２つのマーカーＭ１，Ｍ２を投影させる場合について説明したが、自車両が運転目標に位置したときの自車両のヘッドライト１ａの位置を運転者の視線方向から路面上に投影した箇所に２つのマーカーＭ１，Ｍ２を投影させてもよい。この場合、運転者は、自分の視線上で２つのマーカーＭ１，Ｍ２と自車両のヘッドライト１ａが重なる位置を運転目標として自車両を移動させることになる。この場合には、自車両が運転目標に位置する直前まで、マーカーＭ１，Ｍ２が自車両に隠れることなく、運転者はマーカーＭ１，Ｍ２を確認し続けることができる。
【００３０】
次に、本実施形態で使用する検出用偏向器１０及び投影用偏向器２０の一例について説明する。
図４は、共通基板３０上に形成された検出用偏向器１０と投影用偏向器２０を模式的に示した説明図である。
本実施形態の検出用偏向器１０及び投影用偏向器２０は、いずれも、電気光学効果を有する材料によって形成された偏向領域を挟み込むように電極が配置された構造を有し、検出光制御部６及び投影光制御部８からの制御信号に基づいて電極間に印加される電圧を変更することで当該偏向領域の内部電界が変化して投影光や検出光を偏向するものである。
【００３１】
図５は、検出用偏向器１０に接続される電気回路を示す説明図である。なお、投影用偏向器２０についても同様である。
本実施形態の検出用偏向器１０は、電気光学効果を有する材料によって形成された偏向領域１０ａを図５中上下方向から挟み込むように２つの電極１０ｂが配置されている（図中上側の電極のみ図示されている。）。これらの電極１０ｂには、出力電圧を制御可能な電圧印加装置１２が接続されている。この電圧印加装置１２は、検出光制御部６の制御の下、出力電圧Ｖを所定のマイナス値から所定のプラス値までの範囲内で変化させることができる。電圧印加装置１２の出力電圧が変化すると、これに応じて偏向領域１０ａを挟み込んでいる２つの電極１０ｂ間の電圧が変化する。これにより、偏向領域１０ａの内部電界が変化して偏向領域１０ａの屈折率が変化し、偏向領域１０ａに入射する検出光の偏向領域１０ａからの出射角（偏向角θ）が変わる。偏向角θは、概ね、図６に示すように、電圧印加装置１２の出力電圧値に比例するので、電圧印加装置１２の出力電圧値を制御することで、所定の角度範囲内において偏向角θを自在に制御できる。
【００３２】
偏向領域１０ａが有する電気光学効果とは、結晶を構成している原子またはイオンが結晶に加えた直流電界で変位すると、原子（イオン）の周りにある電子雲が変形して屈折率が変化するというものである。なお、偏向領域１０ａの内部電界Ｅと偏向領域１０ａの屈折率ｎとの関係式は、電気光学定数ｒを用いて、下記の式（１）によって表すことができる。ただし、下記の式（１）中、ｉ＝１〜６、ｊ＝１〜３である。
Δ（１／ｎ2）ｉ ＝ Σ（ｒｉｊ×Ｅｊ） ・・・（１）
【００３３】
本実施形態の検出用偏向器１０と投影用偏向器２０は、分極反転プロセスにより形成された基板内プリズムドメインに上下電極を成膜することで作製することができる。本実施形態では、これらの検出用偏向器１０と投影用偏向器２０を同一の共通基板３０上に形成することで、検出用偏向器１０及び投影用偏向器２０の製造コストの削減と小型化を図っている。
【００３４】
本実施形態の投影用偏向器２０は、これによって偏向された投影光による路面上のマーカーＭ１，Ｍ２を、自車両が移動しても、同じ路面上の位置に固定するように、自車両の移動に伴って偏向角θを調整する必要がある。そのため、従来広く用いられている偏向器であるポリゴンミラーでは、このような偏向制御を行うことは困難である。これに対し、本実施形態で採用している投影用偏向器２０は、電気光学効果がある材料を用いた偏向器であり、印加電圧に応じて偏向角θをランダムに変化させることができるので、本実施形態の投影用偏向器２０として有効なデバイスである。
【００３５】
一方、非可視光レーザーを偏向させる検出用偏向器１０については、偏向角θをランダムに偏向を変化させる必要がないので、ポリゴンミラー等の一般的な偏向器を利用してもよい。ただし、ポリゴンミラー等の一般的な偏向器は、モーターやアクチュエーターなどの機械的な可動部を有する構成である。このような機械的な可動部を有するシステムは、一般に、機械的な可動部を有しないシステムよりも信頼性が低い。本実施形態のように、検出用偏向器１０についても電気光学効果がある材料を用いた偏向器を採用すれば、機械的な可動部を有しないシステムを実現でき、高信頼性のシステム構築が可能である。なお、検出用偏向器１０の電圧印加を制御する回路は、一定動作を繰り返すような安価な回路でよい。
【００３６】
図７は、車載時の使用例を説明する説明図である。
本実施形態においては、非可視光源１１及び検出用偏向器１０並びに可視光源２１及び投影用偏向器２０は、それぞれ、自車両のヘッドライト１ａの内部に設置されているが、これらの設置箇所はこれに限られない。また、非可視光レーザー（検出光）の反射光を受光するカメラ４は、フロントガラス１ｂの横方向中央の上部（室内バックミラーの近傍）に配置されているが、フロントバンパーなどの他の箇所に設置してもよい。
【００３７】
本実施形態の検出用偏向器１０及び投影用偏向器２０が採用する電気光学効果を利用した偏向制御では、一般に、大きな偏向角θを得ることが容易でない。基板内プリズムドメインの長さを「Ｌ」とし、基板内プリズムドメインの幅をＤとしたときの偏向角θは、下記の式（２）より得ることができる。
θ ＝ （２×Δｎ×Ｌ）／Ｄ ・・・（２）
【００３８】
上記式（２）より、屈折率の変化量Δｎか、基板内プリズムドメイン（電気光学結晶）の形状因子Ｌ／Ｄの値を大きくすれば、偏向角θを大きくすることができる。ここで、検出用偏向器１０や投影用偏向器２０はヘッドライト１ａ等の自車両上に車載されるので、これらに印加できる電圧値は車載電源から得られる電圧に制限される。また、ヘッドライト１ａの内部に搭載する場合、形状因子Ｌ／Ｄは、例えば長さＬ＝５０ｍｍ、幅Ｄ＝１ｍｍ程度である。この場合、用いる材料の電気光学係数にもよるが、偏向角θは大きく見積もっても、最大で１０［°］程度である。
【００３９】
ただし、偏向角θを大きくする方法は種々考えられる。例えば、検出用偏向器１０及び投影用偏向器２０の後段に拡大光学系を配置することで、検出用偏向器１０及び投影用偏向器２０から出力される出力光の偏向角を５倍程度まで拡大することができる。この場合、最大偏向角として５０［°］程度を実現できる。
【００４０】
また、複数の検出光や投影光を組み合わせて、全体で大きな偏向角θを実現することも可能である。例えば、検出光や投影光を照射する光学系（非可視光源１１及び検出用偏向器１０、可視光源２１及び投影用偏向器２０）を、ヘッドライト１ａ内の正面と側面に設ければ、最大１００［°］程度の偏向角θを実現できる。更に、フロントバンパーの横方向中央にも検出光や投影光を照射する光学系を追加すれば、最大１５０［°］程度の偏向角θを実現することもできる。
【００４１】
図８は、複数の検出光や投影光を組み合わせて全体で大きな偏向角θを実現する構成の一例を示す説明図である。
図８に示す例は、２つの投影用偏向器２０Ａ，２０Ｂを配置し、単一の可視光源２１から照射された投影光をビームスプリッタ２２で分割して各投影用偏向器２０Ａ，２０Ｂへ入射させたものである。また、各投影用偏向器２０Ａ，２０Ｂの後段には、それぞれ、拡大光学系２３Ａ，２３Ｂが配置されている。この例では、ビームスプリッタ２２によって５０［°］の方向に可視光レーザーを分割し、各投影用偏向器２０Ａ，２０Ｂでそれぞれ最大１０［°］の偏向角を得るとともに、拡大光学系２３Ａ，２３Ｂでそれぞれ偏向角を５倍にする。その結果、投影用偏向器２０Ａ側では最大５０［°］の偏向角θ１が得られ、投影用偏向器２０Ｂ側でも最大５０［°］の偏向角θ２が得られ、合わせて最大１００［°］の偏向角θが得られる。
【００４２】
以上、本実施形態は、駐車支援情報画像として、次の運転動作によって自車両が位置すべき目標位置（運転目標）を指し示す目標指示画像を路面上に表示（投影）させるものについて例示したが、駐車支援情報画像の内容はこれに限られるものではない。例えば、上述したタッチパネル２に表示される自車両周囲画像を、駐車支援情報画像として、路面上に投影させてもよいし、その他」、車庫入れ運転を行う運転者にとって有用な各種情報を示す画像を、駐車支援情報画像として路面上に投影させてもよい。
【００４３】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
駐車スペースＡに自車両１を駐車するための運転を行う運転者に対し、運転目標情報等の駐車支援情報を運転者の視覚を通じて提供することにより、該駐車スペースＡへ自車両１を駐車する際の運転支援を行う駐車支援システムであって、自車両周囲の物体表面に可視画像を投影する可視光源２１及び投影用偏向器２０等の投影手段と、上記駐車支援情報を示すマーカーＭ１，Ｍ２等の駐車支援情報画像が運転者から視認可能な路面部分等の自車両周囲の物体表面に投影されるように、上記投影手段を制御する投影光制御部８等の投影制御手段とを有することを特徴とする。
これによれば、自車両１を駐車スペースＡに駐車するために行う運転動作を行う際、駐車支援情報を、運転者は、自車両周囲の物体表面（例えば路面部分）に投影されるマーカーＭ１，Ｍ２等の駐車支援情報画像（可視画像）を見ることで把握することができる。よって、駐車支援情報を確認するために、運転者は、車庫入れ運転中に自車両周囲から自車両室内へ視線を外す必要がないので、車庫入れ運転中に自車両周囲から自車両室内へ視線を外す必要があった従来の駐車支援システムよりも、運転者にとっての利便性が高まる。
【００４４】
（態様Ｂ）
上記態様Ａにおいて、上記投影制御手段は、上記目標位置に向けて自車両を進行させるときの進行方向前方における運転者から視認可能な自車両周囲の物体表面（路面部分）に上記目標指示画像が投影されるように、上記投影手段を制御することを特徴とするものである。
これによれば、自車両の進行方向前方の安全を目視確認しつつ、目標指示画像を確認しながら自車両を運転目標に向けて運転することができ、運転者の利便性が更に高まる。
【００４５】
（態様Ｃ）
上記態様Ａ又はＢにおいて、自車両周囲の駐車障害物を検出する、非可視光源１１、検出用偏向器１０、検出光制御部６、カメラ４及び障害物検出部７等によって構成される障害物検出手段と、上記障害物検出手段の検出結果に基づいて自車両１を該駐車障害物に接触させないように駐車スペースＡへ駐車するための運転手順を決定し、決定した運転手順に基づいて、次の運転動作によって自車両が位置すべき目標位置を決定する駐車計画決定部５等の目標位置決定手段とを有し、上記投影制御手段は、上記目標位置決定手段が決定した目標位置を運転者へ指示するためのマーカーＭ１，Ｍ２等の目標指示画像を上記駐車支援情報画像として上記投影手段に投影させることを特徴とする。
これによれば、目標指示画像を見た運転者は、次の運転動作によって自車両が位置すべき目標位置（運転目標）を直感的に把握することができるので、運転者の利便性が更に高まる。
【００４６】
（態様Ｄ）
上記態様Ｃにおいて、上記投影制御手段は、次の運転動作によって自車両１が位置すべき目標位置に自車両１が位置したときに該自車両上のヘッドライト１ａ等の特定箇所を鉛直方向又は運転者の視線方向から路面上に投影した投影箇所に上記目標指示画像が投影されるように、上記投影手段を制御することを特徴とするものである。
これによれば、運転者は、運転目標を、より直感的に把握することができる。
【００４７】
（態様Ｅ）
上記態様Ｃ又はＤにおいて、上記投影手段は、上記投影制御手段からの制御信号に基づいて変化する印加電圧に応じて上記目標指示画像を投影する投影光の偏向角が変化する投影用偏向器を備えていることを特徴とするものである。
これによれば、機械的な可動部を有しない投影手段を実現でき、高信頼性のシステム構築が可能となる。
【００４８】
（態様Ｆ）
上記態様Ｅにおいて、上記投影用偏向器２０は、上記投影制御手段からの制御信号に基づいて、電気光学効果を有する材料によって形成された基板内プリズムドメイン等の偏向領域を挟み込むように配置された電極間に印加される電圧が変更されることで、該偏向領域の内部電界が変化して上記投影光が偏向することを特徴とするものである。
これによれば、機械的な可動部を有しない投影手段を容易に実現できる。
【００４９】
（態様Ｇ）
上記態様Ｅ又はＦにおいて、上記障害物検出手段は、検出用偏向器１０によりレーザー光を走査することで自車両周囲の駐車障害物を検出するものであり、上記検出用偏向器１０と上記投影用偏向器２０とを共通基板３０等の同一基板上に形成したことを特徴とするものである。
これによれば、製造コストの削減と小型化を実現することができる。
【００５０】
（態様Ｈ）
上記態様Ｅ〜Ｇのいずれかの態様において、上記投影手段は、上記投影用偏向器２０Ａ，２０Ｂを複数有するとともに、可視光源２１等の単一光源から照射された投影光をビームスプリッタ２２で分割して各投影用偏向器２０Ａ，２０Ｂへ入射させるものであることを特徴とするものである。
これによれば、投影手段による目標指示画像の投影範囲を広げることができる。
【００５１】
（態様Ｉ）
上記態様Ｅ〜Ｈのいずれかの態様において、上記投影用偏向器２０により偏向された後の投影光の偏向角を拡大する拡大光学系２３等のレンズ光学系を配置したことを特徴とするものである。
これによれば、投影手段による目標指示画像の投影範囲を広げることができる。
【符号の説明】
【００５２】
１ 自車両
１ａ ヘッドライト
１ｂ フロントガラス
２ タッチパネル
３ 制御部
４ カメラ
５ 駐車計画決定部
６ 検出光制御部
７ 障害物検出部
８ 投影光制御部
１０ 検出用偏向器
１０ａ 偏向領域
１０ｂ 電極
１１ 非可視光源
１２ 電圧印加装置
２０ 投影用偏向器
２１ 可視光源
２２ ビームスプリッタ
２３ 拡大光学系
３０ 共通基板
Ａ 駐車スペース
Ｍ１，Ｍ２ マーカー
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５３】
【特許文献１】特表２００６−５１０５４１号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駐車スペースに自車両を駐車するための運転を行う運転者に対し、所定の駐車支援情報を運転者の視覚を通じて提供することにより、該駐車スペースへ自車両を駐車する際の運転支援を行う駐車支援システムであって、
自車両周囲の物体表面に可視画像を投影する投影手段と、
上記所定の駐車支援情報を示す駐車支援情報画像が運転者から視認可能な自車両周囲の物体表面に投影されるように、上記投影手段を制御する投影制御手段とを有することを特徴とする駐車支援システム。
【請求項２】
請求項１の駐車支援システムにおいて、
上記投影制御手段は、上記目標位置に向けて自車両を進行させるときの進行方向前方における運転者から視認可能な自車両周囲の物体表面に上記駐車支援情報画像が投影されるように、上記投影手段を制御することを特徴とする駐車支援システム。
【請求項３】
請求項１又は２の駐車支援システムにおいて、
自車両周囲の駐車障害物を検出する障害物検出手段と、
上記障害物検出手段の検出結果に基づいて自車両を該駐車障害物に接触させないように駐車スペースへ駐車するための運転手順を決定し、決定した運転手順に基づいて、次の運転動作によって自車両が位置すべき目標位置を決定する目標位置決定手段とを有し、
上記投影制御手段は、上記目標位置決定手段が決定した目標位置を運転者へ指示するための目標指示画像を上記駐車支援情報画像として上記投影手段に投影させることを特徴とする駐車支援システム。
【請求項４】
請求項３の駐車支援システムにおいて、
上記投影制御手段は、次の運転動作によって自車両が位置すべき目標位置に自車両が位置したときに該自車両上の特定箇所を鉛直方向又は運転者の視線方向から路面上に投影した投影箇所に上記目標指示画像が投影されるように、上記投影手段を制御することを特徴とする駐車支援システム。
【請求項５】
請求項３又は４のいずれか１項に記載の駐車支援システムにおいて、
上記投影手段は、上記投影制御手段からの制御信号に基づいて変化する印加電圧に応じて上記目標指示画像を投影する投影光の偏向角が変化する投影用偏向器を備えていることを特徴とする駐車支援システム。
【請求項６】
請求項５の駐車支援システムにおいて、
上記投影用偏向器は、上記投影制御手段からの制御信号に基づいて、電気光学効果を有する材料によって形成された偏向領域を挟み込むように配置された電極間に印加される電圧が変更されることで、該偏向領域の内部電界が変化して上記投影光が偏向するものであることを特徴とする駐車支援システム。
【請求項７】
請求項５又は６の駐車支援システムにおいて、
上記障害物検出手段は、検出用偏向器によりレーザー光を走査することで自車両周囲の駐車障害物を検出するものであり、
上記検出用偏向器と上記投影用偏向器とを同一基板上に形成したことを特徴とする駐車支援システム。
【請求項８】
請求項５乃至７のいずれか１項に記載の駐車支援システムにおいて、
上記投影手段は、上記投影用偏向器を複数有するとともに、単一光源から照射された投影光をビームスプリッタで分割して各投影用偏向器へ入射させるものであることを特徴とする駐車支援システム。
【請求項９】
請求項５乃至８のいずれか１項に記載の駐車支援システムにおいて、
上記投影用偏向器により偏向された後の投影光の偏向角を拡大するレンズ光学系を配置したことを特徴とする駐車支援システム。
【請求項１】
駐車スペースに自車両を駐車するための運転を行う運転者に対し、所定の駐車支援情報を運転者の視覚を通じて提供することにより、該駐車スペースへ自車両を駐車する際の運転支援を行う駐車支援システムであって、
自車両周囲の物体表面に可視画像を投影する投影手段と、
上記所定の駐車支援情報を示す駐車支援情報画像が運転者から視認可能な自車両周囲の物体表面に投影されるように、上記投影手段を制御する投影制御手段とを有することを特徴とする駐車支援システム。
【請求項２】
請求項１の駐車支援システムにおいて、
上記投影制御手段は、上記目標位置に向けて自車両を進行させるときの進行方向前方における運転者から視認可能な自車両周囲の物体表面に上記駐車支援情報画像が投影されるように、上記投影手段を制御することを特徴とする駐車支援システム。
【請求項３】
請求項１又は２の駐車支援システムにおいて、
自車両周囲の駐車障害物を検出する障害物検出手段と、
上記障害物検出手段の検出結果に基づいて自車両を該駐車障害物に接触させないように駐車スペースへ駐車するための運転手順を決定し、決定した運転手順に基づいて、次の運転動作によって自車両が位置すべき目標位置を決定する目標位置決定手段とを有し、
上記投影制御手段は、上記目標位置決定手段が決定した目標位置を運転者へ指示するための目標指示画像を上記駐車支援情報画像として上記投影手段に投影させることを特徴とする駐車支援システム。
【請求項４】
請求項３の駐車支援システムにおいて、
上記投影制御手段は、次の運転動作によって自車両が位置すべき目標位置に自車両が位置したときに該自車両上の特定箇所を鉛直方向又は運転者の視線方向から路面上に投影した投影箇所に上記目標指示画像が投影されるように、上記投影手段を制御することを特徴とする駐車支援システム。
【請求項５】
請求項３又は４のいずれか１項に記載の駐車支援システムにおいて、
上記投影手段は、上記投影制御手段からの制御信号に基づいて変化する印加電圧に応じて上記目標指示画像を投影する投影光の偏向角が変化する投影用偏向器を備えていることを特徴とする駐車支援システム。
【請求項６】
請求項５の駐車支援システムにおいて、
上記投影用偏向器は、上記投影制御手段からの制御信号に基づいて、電気光学効果を有する材料によって形成された偏向領域を挟み込むように配置された電極間に印加される電圧が変更されることで、該偏向領域の内部電界が変化して上記投影光が偏向するものであることを特徴とする駐車支援システム。
【請求項７】
請求項５又は６の駐車支援システムにおいて、
上記障害物検出手段は、検出用偏向器によりレーザー光を走査することで自車両周囲の駐車障害物を検出するものであり、
上記検出用偏向器と上記投影用偏向器とを同一基板上に形成したことを特徴とする駐車支援システム。
【請求項８】
請求項５乃至７のいずれか１項に記載の駐車支援システムにおいて、
上記投影手段は、上記投影用偏向器を複数有するとともに、単一光源から照射された投影光をビームスプリッタで分割して各投影用偏向器へ入射させるものであることを特徴とする駐車支援システム。
【請求項９】
請求項５乃至８のいずれか１項に記載の駐車支援システムにおいて、
上記投影用偏向器により偏向された後の投影光の偏向角を拡大するレンズ光学系を配置したことを特徴とする駐車支援システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−６０１２２（Ｐ２０１３−６０１２２Ａ）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２００１３７（Ｐ２０１１−２００１３７）
【出願日】平成２３年９月１４日（２０１１．９．１４）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１４日（２０１１．９．１４）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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