駐車支援方法
【課題】 後退による駐車を行う際、駐車位置の事前計測を行わずに、駐車体勢の時点で駐車位置の検出と軌道の生成を行い、駐車位置へ誘導する駐車支援方法を提供することを課題とする。
【解決手段】 車両１の後方に設置したレーザ測定器１１を用いて、車両後方にある駐車車両の輪郭を計測し、レーザ測定器１１にて計測できない部分は計測結果に略矩形の形状を重ねることにより輪郭を補い、駐車車両１１、１２、及び隣接する仮駐車目標位置３を求める。次に車両１の現在位置と仮駐車目標位置３を結ぶ軌道４を求め、車両１を自動的に誘導する。後退駐車中も計測を繰り返し行い、駐車車両１１、１２、及び軌道４を適宜補正し、最終的に駐車位置５に車両１を誘導する駐車支援方法を提供する。
【解決手段】 車両１の後方に設置したレーザ測定器１１を用いて、車両後方にある駐車車両の輪郭を計測し、レーザ測定器１１にて計測できない部分は計測結果に略矩形の形状を重ねることにより輪郭を補い、駐車車両１１、１２、及び隣接する仮駐車目標位置３を求める。次に車両１の現在位置と仮駐車目標位置３を結ぶ軌道４を求め、車両１を自動的に誘導する。後退駐車中も計測を繰り返し行い、駐車車両１１、１２、及び軌道４を適宜補正し、最終的に駐車位置５に車両１を誘導する駐車支援方法を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の現在位置から駐車が可能であるスペースを検出し、検出したスペース内に駐車位置を設定し、駐車位置までの軌道を生成し、生成した軌道に従い車両を駐車位置に誘導する駐車支援方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
後退を要する車庫入れにおける車両操作は、目視やルームミラー、バックミラー、バックモニター等による後方確認を行いながらの車両操作となり、運転者にとって負担の大きい操作である。
【０００３】
このような運転者の負担を軽減するために、車両後方の情報を運転者に伝える方法が考えられている。例えば特許文献１は、レーザセンサとフォトセンサを使用して車両後部の障害物を検出し、駐車の可否を画像および音声にて運転者に通知する装置である。
【０００４】
また近年では、非特許文献１に示すように、後退駐車時に運転者に代わって操舵操作等を行なう後退駐車支援装置も実用化されており、これにより、運転者が煩雑なステアリング操作を行なうことなく、周囲の安全確認とブレーキ操作による速度調整に専念して、後退駐車を行なうことができる。
【特許文献１】特開平９−１８０１００
【非特許文献１】トヨタ自動車、“インテリジェントパーキングアシスト”、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成１９年９月２５日検索］、インターネット＜ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｔｏｙｏｔａ．ｃｏ．ｊｐ／ｊｐ／ｔｅｃｋ／ｓａｆｅｔｙ／ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ／ｐａｒｋｉｎｇ／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌ＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし特許文献１並びに非特許文献１はいずれも、駐車動作を行う前に空きスペースの前を通過しながら形状を計測し、装置に計測結果を入力する必要がある。この場合、例えば駐車場の一番奥の空きスペースに停める場合、または自車両が通過した後に後方の駐車車両が動いたことによって空きスペースが生じた場合等、空きスペースの形状を事前に計測できない状況の場合は装置を使うことができないという問題点を有する。
【０００６】
さらに特許文献１並びに非特許文献１はいずれも、空きスペースの形状を求める際に、計測結果のみを用い、計測できない箇所についての考慮がない。よって空きスペースを囲む三方の形状を事前に正確に計測できる環境でしか装置を使うことができないという問題点を有する。
【０００７】
さらに特許文献１並びに非特許文献１はいずれも、移動中に空きスペースを計測するため測定誤差が生じるが、測定データの入力後は補正を行わない。また駐車開始時の自車両の位置は、空きスペース情報入力時からの、舵角センサ、車輪速センサ、加速度センサ等により計測した移動量データを用いて算出した相対的位置を用いるため、タイヤの磨耗や路面状況、車体の歪み等による誤差も生じ、駐車位置及び自車両の位置ともに誤差を含んだままでの軌道生成となる。しかも軌道の修正においても、後退中の自車両の位置を自車両の移動データを元に算出するため誤差を生じ、修正した軌道にも誤差を生じるという問題点を有する。
【０００８】
また特許文献１においては空きスペースの計測方法としてレーザレーダにて鉛直軸方向に平行にスキャンする旨が記されているが、レーザレーダの特性上、レーザ光にて走査した一定の高さの情報しか得ることができないため、高さによって障害物の形状が違うものの検出には不向きである。この問題を解決する方法が特許文献１では考慮されていないため、特許文献１の装置が検出可能な障害物は高さが変わっても形状が変わらないもの、例えば駐車場の壁等に限定されるという問題点を有する。
【０００９】
また特許文献１に記述があるフォトセンサは、検知物の色や形状及び使用環境によって反射光が変わるため、一般的に同じ検出条件で使用することが前提の装置であり、また検知距離、検知物、検知環境にあわせて専用の光学レンズを使用する必要があることから、障害物の形状及び距離が不定であり且つ使用する時間帯や天気や建物の内外などの外因によって外部環境が変化する駐車スペースを検出する装置には不適切である。
【００１０】
また非特許文献１においては超音波を用いているが、超音波の速度は温度等の影響により変化するため精度に欠け、またレーザ光と比較して分解能が悪く精度に劣り、さらに応答速度が遅いため移動中の測定でも誤差が発生しやすい。
【００１１】
非特許文献１においては上記問題の対処法として、超音波測定データと車両移動量データに加え、バックカメラから取得した画像データを統合して車両位置と駐車スペースとの位置関係及び軌道を算出するため、データ量が膨大且つ処理が煩雑な上に正確な情報を取得することが難しい。よって運転者が手動で駐車位置を補正するという手順により問題を回避しているが、運転者がタッチパネル状のモニタを操作して駐車位置を補正するという手順は時間が掛かる上、運転者にとって煩雑な作業であるという問題点を有する。
【００１２】
さらに特許文献１並びに非特許文献１はいずれも、特定の空きスペースに対して測定を行うため、複数の駐車スペースを比較することができないという問題点を有する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、自車両が後退による駐車を行う体勢で、前記自車両の後方に存在する駐車車両との距離を計測し、前記駐車車両の平面上の輪郭を生成する工程と、手前側の前記駐車車両の平面上の輪郭の前面の線に矩形の形状を重ねて前記手前側の駐車車両の側面の輪郭として補い、奥側の前記駐車車両の側面の輪郭とで隣接する空きスペースを検出する工程と、前記空きスペースの大きさと前記車両の外形寸法及び最小回転半径に基づいて駐車の可否を判定し駐車位置を決定する工程と、前記自車両を前記駐車位置に誘導する軌道を生成する工程と、前記生成した軌道上を自動制御にて前記自車両を後退駐車する工程を具備し、事前に前記空きスペースの形状を測定する工程が不要であることを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、前記駐車車両の平面上の輪郭を生成する工程は、レーザ光を駐車車両に照射して反射させて、前記駐車車両の高さの異なる位置での複数の輪郭を計測し、前記複数の輪郭から前記自車両と水平距離が最も近い点をプロットして前記駐車車両の平面上の輪郭として生成することを特徴とする。
【００１５】
また本発明は、前記レーザ光は水平方向へのスキャンを上下方向に複数回角度を変えて照射することにより、前記駐車車両の高さの異なる複数の輪郭を取得することを特徴とする。
【００１６】
また本発明は、前記手前側の前記駐車車両の平面上の輪郭に前記矩形の形状を重ねることを特徴とする。
【００１７】
また本発明は、前記自車両が後退中に前記計測を繰り返し実行し、前記駐車車両の輪郭及び前記空きスペースを補正した結果に基づき、前記駐車位置及び前記軌道を自動的に再生成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によると、自車両を駐車体勢で停車させた状態で空きスペースの形状及び自車両との位置関係を計測し、計測不可能な箇所の形状は仮定にて補うことにより駐車位置及び軌道を生成するので、事前に空きスペースの計測を行い空きスペースの形状を入力するという工程が不要であり、後退にて駐車を行ういかなる場合においても実施可能であるという利点を有する。
【００１９】
また本発明によると、レーザ光を用いた立体的な計測を行うため、空きスペースの周辺にある障害物の形状に制限がなく、駐車車両、壁、柱、買い物カート、人間などの移動体等を全て障害物として検知できるという利点を有する。
【００２０】
また本発明によると、レーザ光を用いた距離計測のみにより障害物の位置及び形状を検知するため、画像解析や移動量を用いた相対的位置算出と比較して誤差が少ない。またデータ量も少なく、さらに処理も容易であり、結果として短い間隔で繰り返し実行ができるという利点を有する。
【００２１】
また本発明によると、後退時に繰り返し計測を行うことにより、初回計測時に計測できなかった部分の障害物の形状を再計測し、再計測結果に基づき駐車位置及び軌道を自動的に再生成することにより誤差を補正することができるという利点を有する。
【００２２】
また本発明によると、空きスペースの検知及び自車両との位置関係の測定、また自車両と駐車位置を結ぶ軌道の生成、さらに生成結果に従った車両の自動操作及び自動補正により、運転者の車両操作を軽減することを可能としている。
【００２３】
また本発明によると、駐車可能な複数のスペースを検出できるという利点を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に本発明の実施の形態について図１乃至図６を参照して説明する。
【００２５】
なお本発明における測定器としてレーザ測定器を用いているが、これは検出距離、応答速度、指向性、外的環境からの影響、検知角度の各観点から、超音波、ミリ波、及びレーザ光を比較した結果である。前述の観点においてレーザ測定器と同等あるいはそれ以上の性能を持つ測定器であればレーザ測定器に拘る必要はない。
【００２６】
第１の工程として、障害物を真上から見下ろした時の平面的輪郭を生成する。
【００２７】
まず車両１の後方にレーザ測定器１１を設置し、設置したレーザ測定器１１からレーザ光１０１を用いた水平方向へのスキャンを、複数の高さに対して実施する（図１（Ａ）及び（Ｂ）参照のこと）。なお実施例においては、水平方向に１８０°の範囲に対して０．５°間隔、計３６１点の計測を、仰角５°から−１０°の間で１．２５°毎、計１３の高さにて行った。
【００２８】
この時、レーザ測定器１１は車両１の後方を広範囲に測定できる位置、例えば図１のようにバンパー中央部に設置することが望ましい。
【００２９】
測定結果の距離情報は、仰角に応じて補正計算を行い、レーザ光１０１を照射した点との水平距離を求め平面的にプロットし、変化させた仰角に対応する図２（Ａ）乃至（Ｅ）を作成する。つまり実施例においては、図２はそれぞれ水平方向に照射した３６１点のうち障害物を検知した点を水平距離に補正したものをプロットした図であり、測定を行った高さの数だけ存在する。実施例は１３の高さで計測したが、図２においてはその中から５つを例示する。
【００３０】
なお図２乃至図５においては、前述の距離情報を、レーザ測定器１１の位置をＸ＝０、Ｙ＝０とする座標として描いている。
【００３１】
一般的に水平距離を求める式は、測定結果をｄ、水平距離をｄ０、地面と水平な面に対する旋回角をα、仰角をβとすると、ｄ０＝ｄ・ｃｏｓβである（図１（Ｃ）を参照のこと）。但しレーザ測定器１１がその構造上βを一定に保ったまま平行に計測できない装置の場合、装置に応じた補正が必要となる。例えば実施例に使用したレーザ測定器１１は、旋回角αが９０°の時に仰角がβとなり、旋回角が９０°以外の時はαに依存し変化するため、旋回角αを考慮した補正、つまりｄ０＝ｄ・ｃｏｓ（β（ｓｉｎα））となる。
【００３２】
また、レーザ光１０１が地面を照射した場合を想定し、地面からレーザ測定器１１の高さ等を考慮した補正を適宜行う。
【００３３】
次に図２で示した複数の距離情報のプロット図を全て重ね合わせ、一枚に統合し、図３（Ａ）とする。さらに、旋回角αが同じで仰角βが異なる複数の測定結果ｄ０のうち、レーザ測定器１１からの水平距離ｄ０が最小となる点を抽出してプロットし、図３（Ｂ）を求める。図３（Ｂ）はレーザ測定器１１から障害物までの水平距離ｄ０が最小となる点の集合であるため、高さによって形状の異なる障害物、例えば駐車車両等の最大部分の輪郭を形成する。
【００３４】
第２の工程として、複数の障害物の形状認識及び隣接する空きスペースを検出する。
【００３５】
まず、複数の障害物を障害物毎に分離するために、下記１）の手順にて図３（Ｂ）にてプロットした点をグループ化する。つまり、どの点がどの障害物の輪郭を構成するかを判別する。
【００３６】
１）隣り合う点と点の間の距離を計算し、その距離の変化が一定の基準（閾値）以下であれば同じグループとし、閾値を超える場合は端点とする。まず図３（Ｂ）上にプロットした点の個数をＭ１、水平方向の角αの水平距離ｄ０をｄ０（α）とし、ｉ＝１〜Ｍ１−１の範囲で、ｄ０（αｉ）とｄ０（αｉ＋１）の２点間の距離ｋｉを計算する。ｋｉ＋１−ｋｉ＞閾値Ｄ１を満たした時ｄ０（αｉ＋１）をグループの一端とし、ｋｉ−ｋｉ＋１＞閾値Ｄ１を満たした時、ｄ０（αｉ＋１）をグループの他端とする。グループの一端とグループの他端とその間の点を一つのグループに属するとする。ここまでの手順が、図６のフローチャートにおけるＳ１に該当する。
【００３７】
次に、グループ化された各障害物の輪郭から、障害物の構成面を求める。
【００３８】
障害物は立体で、一般に複数の面または曲面から成り立っている。特に、障害物が駐車車両の場合では、駐車車両の平面図の輪郭は、前面、背面、及び両側面の４つの近似直線にて形成される略矩形である。
【００３９】
この略矩形の障害物を車両１から見た場合、障害物の４つの面のうち一つ、または二つの面が見える。面毎に関数近似するには、面と面の境目を検出する必要があり、境目は駐車車両４隅のカドに相当する。
【００４０】
下記２）〜１５）の手順をグループの数だけ繰り返す事により、前述１）にて求めた各グループの形状及びカドを求め、障害物が駐車車両である場合の、駐車車両毎の構成面及び傾きを判別する。
【００４１】
２）グループ内に存在する点の個数をＭ２、関数近似する最小点数をＡとし、水平方向の角α１≦α≦αＮ（Ｎ＝Ａ）の範囲のＮ個（Ｍ２＞Ｎ＞１）のデータｄ０（α）を用いて、最小自乗法等で関数近似する。この近似関数をｆ１（α）で表す。
【００４２】
３）ｄ０（αＮ＋１）と近似関数ｆ１（α）の距離を計算する。距離が閾値Ｄ２以内なら、ｄ０（α１）からｄ０（αＮ＋１）の障害物は同一の面であると判断し、同じ面に属するとみなす。閾値Ｄ２を越える場合は同一面とは認められないため、手順７）に移行する。つまり２）及び３）の手順にて、同一グループ内にある隣り合う２点が同じ近似直線上に存在するか否かを判定し、障害物の同一面を構成する点か否かを決定している。
【００４３】
４）Ｎに１を加算し、２）と同様に、α１≦α≦αＮの範囲のＮ個（Ｍ２＞Ｎ＞１）のデータｄ０（α）を用いて、近似関数ｆ１（α）を求める。
【００４４】
５）３）と同様に、ｄ０（αＮ＋１）と近似関数ｆ１（α）の距離を計算する。距離が閾値Ｄ２以内なら、ｄ０（α１）からｄ０（αＮ＋１）の障害物は同一の面であると判断し、同じ面に属するとみなす。閾値Ｄ２を越える場合は同一面とは認められないため、手順７）に移行する。
【００４５】
６）４）と５）を、Ｎ＝Ｍ２−１となるまで繰り返し、全ての点の距離が閾値Ｄ２以内であった場合、グループ内の点は全て同一面上にあり、グループにはカドが存在しないとみなす。
【００４６】
７）ｄ０（αＮ）を面と面の境目近傍であるとし、変化点Ｌとする。
【００４７】
８）ＺをＮ＋１、ＮをＮ＋Ａとして、２）と同様に、αＺ≦α≦αＮの範囲のＮ−Ｚ個（Ｍ２＞Ｎ＞１）のデータｄ０（α）を用いて、最小自乗法等で関数近似する。これをｆ２（α）で表す。
【００４８】
９）３）と同様に、ｄ０（αＮ＋１）と近似関数ｆ２（α）の距離を計算する。距離が閾値Ｄ２以内なら、ｄ０（αＺ）からｄ０（αＮ＋１）の障害物は同一の面であると判断し、同じ面に属するとみなす。閾値Ｄ２を越える場合は同一面とは認められないため、手順７）に移行する。
【００４９】
１０）Ｎに１を加算し、８）と同様に、αＺ≦α≦αＮの範囲のＮ−Ｚ個（Ｍ２＞Ｎ＞１）のデータｄ０（α）を用いて、近似関数ｆ２（α）を求める。
【００５０】
１１）９）と同様に、ｄ０（αＮ＋１）と近似関数ｆ２（α）の距離を計算する。距離が閾値Ｄ２以内なら、ｄ０（αＺ）からｄ０（αＮ＋１）の障害物は同一の面であると判断し、同じ面に属するとみなす。閾値Ｄ２を越える場合は同一面とは認められないため、手順７）に移行する。
【００５１】
１２）７）〜１１）をＮ＝Ｍ２−１となるまで繰り返し行い、変化点Ｌを求める。つまり、最小自乗法等で関数近似する場合における次数を増やしながら、近似関数上の点と実際の点との間の距離により、同一面上の点であるか否かの判定を繰り返し、一方（例えば左側）の変化点Ｌを複数求める。
【００５２】
ここまでが図６のフローチャートにおけるＳ２である。
【００５３】
１３）２）〜１２）を左右逆方向から計算し、変化点を求める。つまりＮをＭ２からＡまで順次減らしながら他方（例えば右側）の変化点を複数求め、これを変化点Ｒとする。
【００５４】
１４）変化点Ｌと変化点Ｒの距離が閾値Ｄ３以内となる組み合わせが存在した場合、その間の点をカドとする。
【００５５】
１５）一つのグループに複数のカドが存在した場合、車両１との距離が最小となるカドのみを選択する。
【００５６】
グループにカドが存在した場合、障害物（駐車車両）には複数の面があり、それら面がカドで接しているとし、それぞれの面と車両１との相対的な傾きを計算する。
【００５７】
以上、前述のグループ化及びカドの求め方は、図６のフローチャートに詳しい。
【００５８】
次に前述にて求めた近似直線を駐車車両の前面及び一方の側面とし、更に前述の駐車車両のコーナー及び近似直線の端点に略矩形のカドを重ねることにより、レーザ光１０１が照射されない部分の駐車車両１２及び１３の輪郭線を類推し、図４を求める。
【００５９】
車両１から見て奥側の駐車車両１２の側面は、計測結果の近似直線として求めたものを用い、車両１から見て手前側の駐車車両１３の側面は、前述の略矩形から求める。但し駐車車両１２及び１３の全長は、一般的に存在する小型の車両、例えば軽自動車の全長の規格と同程度、あるいはそれ以上の長さを有すると仮定する。
【００６０】
駐車車両１２と駐車車両１３に挟まれた空間を空きスペース２として検出する。
【００６１】
この際、空きスペース２の奥行きに関しては、第１の工程により障害物を検出した場合は測定結果を使用するが、障害物が存在しない場合は、前述にて車両１２または駐車車両１３の各側面と類推された近似直線の長さ、及び仮定された全長の中で最も長い奥行きを空きスペース２の後端と仮定する。
【００６２】
第３の工程として、空きスペース２に車両１が駐車可能か否かを判定する。
【００６３】
まず、空きスペース２の形状及び広さと車両１の寸法を比較し、空きスペース２が車両１を駐車可能な広さを有しているかを判定する。
【００６４】
判定の際、車両１のドアを開閉し乗客が乗降可能な幅も考慮し、車幅の判定は車両１の実寸法より余裕を持たせた設定とする。これにより、ドアミラー等の小さな突起物による誤差も吸収できる。
【００６５】
空きスペース２が、車両１が駐車可能な広さを有すると判定した場合、空きスペース２の中に仮駐車目標位置３（図５参照）を生成する。
【００６６】
仮駐車目標位置３は、レーザ測定器１１にて検出した駐車車両１２の側面を示す近似直線と平行とし、奥行きは空きスペース２の後端に揃える。
【００６７】
次に、車両１の現在位置と仮駐車目標位置３の位置関係と、車両１の最小回転半径を元に、車両１の現在位置から仮駐車目標位置３への移動が可能か否かを判定する。
【００６８】
なお、車両１の寸法及び最小回転半径は固定の値として事前に車両１が保持している。
【００６９】
また本発明においては、駐車可能なスペースを複数検出するケースが想定される。この場合、車両１の運転者が事前に設定した選択優先条件に従い、複数の候補から自動的に仮駐車目標位置３を選択する。
【００７０】
前述の選択条件として、例えば車両１に最も近い駐車可能なスペース、空きスペース２が最も広い駐車可能なスペース、空きスペース２が所定以上の広さを持ち且つ車両１に最も近い駐車可能なスペース、車両１の右側（若しくは左側）にあり最も近い駐車可能なスペース、等が挙げられる。これらの中から、車両１の運転手が、前述の第１の工程を実行する前に切り替えスイッチ等で条件を指定する形式が望ましい。
【００７１】
第４の工程として、車両１と仮駐車目標位置３を結ぶ軌道４（図５参照）を生成する。軌道４は、円、直線、及びクロソイド曲線を組み合わせたものが望ましい。なお図５においては、軌道４ａが車両１の前輪の軌道、４ｂが後輪の軌道である。
【００７２】
第５の工程として、車両１に実装されている舵角や速度を制御する車両制御装置に軌道４の情報を伝達し、車両１を軌道４に従って自動的に後退させ仮駐車目標位置３に誘導する。
【００７３】
車両１の後退中、前述の第１及び第２の工程を繰り返し実行し、駐車車両１２、１３、及び空きスペース２の形状を補正及び移動物体の進入を検出する。これにより、仮駐車目標位置３に接近しながら、仮駐車目標位置３の奥側の駐車車両、障害物、車止め、壁等、奥行き方向の障害物を計測する。この際、車両１の現在位置を求める手段として、舵角や車速、加速度等を含む車両１の移動量のデータを併用することも可能である。移動量のデータはタイヤの磨耗や、路面状況、車体の歪み等による誤差が生じやすいが、本願においてはレーザ測定器による位置測定により誤差を補正できるため、精度に問題はない。
【００７４】
補正により空きスペース２の領域に変更が生じ、仮駐車目標位置３への駐車が困難と判定した場合、前述の第３及び第４の工程を実行し、仮駐車目標位置３及び軌道４を再生成し、前述の車両制御装置に伝達する。
【００７５】
また、前述の第３の工程により生成した仮駐車目標位置３への駐車が不可能と判定した場合、あるいは前述の第１及び第２の工程により、仮駐車目標位置３または軌道４上に障害物を検知した場合、車両１を停車し、車両１の運転者に警告を発する。
【００７６】
第６の工程として、最終的な駐車位置５を求める。前述の第２の工程においては空きスペース２の奥行きについては仮定位置であるため、前述の第３の工程にて求めた仮駐車目標位置３を新たに取得した情報によって補正し、奥行きを加味した最終的な駐車位置５とする。
【００７７】
駐車位置５は、一対の車止めが認識された場合は、その中央で車両１の後輪が車止めと接する位置とする。車止めが無い場合は、後方障害物との距離が指定した値以上で、前後方向に出来るだけはみ出さないように設定する。具体的には、駐車車両１２及び１３を含む並列に隣接している駐車車両の前部に該当する近似直線の平均線と車両１の前面を揃えた場合と、前述の隣接する駐車車両の背面と車両１の背面を揃えた場合のうち、車両１の背面が最も後方になる場合を最終的な駐車位置として設定する。
【００７８】
第７の工程として、前述の第４の工程にて求めた軌道４を補正し、第６の工程により求めた駐車位置５までの軌道とし、車両１を誘導する。車両１が駐車位置５まで到達した時点で車両１を停車し、車両１の運転者に駐車完了の旨を報告する。この際、仮駐車目標位置３から駐車位置５への後退移動は、トランクを開ける必要の有無等、運転者の個別の事情により、運転者が適宜ブレーキで調整すればよい。
【００７９】
以上、第１乃至第７の工程については、駐車場における並列駐車を想定しているが、障害物判定方法及び軌道生成方法を変更することにより、縦列駐車においても適用できる。
【００８０】
また、第２の工程における障害物の形状を求める方法において、判定条件を加えることにより、駐車車両以外の障害物を検知することも可能である。
【実施例】
【００８１】
市販の車両の後部バンパー中央に市販のレーザ測定器を設置し、駐車可能なスペースが存在するアスファルト舗装の駐車場にて、駐車開始位置に車両を停車した状態で、前述の第１乃至第４の工程を実施した。
【００８２】
なお実験に用いた車両は、自車両及び駐車車両ともに一般的に市販されている乗用車であり、レーザスキャナはジック株式会社“ＬＭＳ２００”を用いて測定を行った。測定は水平方向に１８０°の範囲に対して０．５°毎に３６１点での距離測定とし、前述の水平方向の測定を、仰角を５°から−１０°の間で１．２５°間隔で変化させ、１３の角度にて測定を実施、つまり３６１＊１３＝４６９３箇所の距離を測定した。測定結果は市販のパーソナルコンピュータ上で解析し、解析アルゴリズムの実装はＣ言語を用いた。
【００８３】
第１乃至第４の工程を前述の環境にて実行した結果を、図２乃至図５に示す。但し図２においては計測を行った１３の仰角の計測結果から５パターンを選択し掲載した。この結果から、本発明によって、レーザ測定器による測定結果のみを用いて、駐車位置及び軌道を生成することが可能であることが実証された。
【００８４】
なお、図５における右側の障害物は駐車車両であり、左下の直線的な障害物は建物の輪郭、また左上のまばらな点は草である。このことから、本発明は障害物の種類や形状を問わず検出可能であることが実証された。
【００８５】
また、前述の第５乃至第７の工程については、前述の実験におけるレーザ測定器による計測周期が３０ミリ秒程度であることが確認された。後退速度を４ｋｍ／ｈと仮定すると、測定周期間の車両移動距離は約３ｃｍである。駐車位置は前述の通りドアの開閉幅等の余裕を持った設定とするため、約３ｃｍの誤差は吸収でき、実装には問題ない。また自動後退時の後退速度をあらかじめ決めておけば、軌道生成時に誤差を補正することも容易である。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
後退による駐車を行う際、自車両の位置から駐車が可能スペースを検出し、検出したスペース内に駐車位置を設定し、駐車位置までの軌道を生成し、自車両を自動的に駐車位置に誘導することが可能となるので、自動車等の後退支援モニター等として活用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明にて車両１とレーザ測定器１１の位置関係を示す、車両１を（Ａ）上から見た図、（Ｂ）横から見た図、及び（Ｃ）角度補正のイメージ図である。
【図２】本発明にて複数の高さを計測した結果をそれぞれプロットした図である。
【図３】本発明にて障害物の最大輪郭をプロットした図である。
【図４】本発明にて障害物の形状を類推した図である。
【図５】本発明にて仮駐車目標位置３、軌道４、及び駐車位置５の生成結果を示した図である。
【図６】本発明にて近似直線及び端点探索法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８８】
１ 車両
２ 空きスペース
３ 仮駐車目標位置
４ 軌道
５ 駐車位置
１１ レーザ測定器
１２、１３ 駐車車両
１０１ レーザ光
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の現在位置から駐車が可能であるスペースを検出し、検出したスペース内に駐車位置を設定し、駐車位置までの軌道を生成し、生成した軌道に従い車両を駐車位置に誘導する駐車支援方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
後退を要する車庫入れにおける車両操作は、目視やルームミラー、バックミラー、バックモニター等による後方確認を行いながらの車両操作となり、運転者にとって負担の大きい操作である。
【０００３】
このような運転者の負担を軽減するために、車両後方の情報を運転者に伝える方法が考えられている。例えば特許文献１は、レーザセンサとフォトセンサを使用して車両後部の障害物を検出し、駐車の可否を画像および音声にて運転者に通知する装置である。
【０００４】
また近年では、非特許文献１に示すように、後退駐車時に運転者に代わって操舵操作等を行なう後退駐車支援装置も実用化されており、これにより、運転者が煩雑なステアリング操作を行なうことなく、周囲の安全確認とブレーキ操作による速度調整に専念して、後退駐車を行なうことができる。
【特許文献１】特開平９−１８０１００
【非特許文献１】トヨタ自動車、“インテリジェントパーキングアシスト”、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成１９年９月２５日検索］、インターネット＜ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｔｏｙｏｔａ．ｃｏ．ｊｐ／ｊｐ／ｔｅｃｋ／ｓａｆｅｔｙ／ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ／ｐａｒｋｉｎｇ／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌ＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし特許文献１並びに非特許文献１はいずれも、駐車動作を行う前に空きスペースの前を通過しながら形状を計測し、装置に計測結果を入力する必要がある。この場合、例えば駐車場の一番奥の空きスペースに停める場合、または自車両が通過した後に後方の駐車車両が動いたことによって空きスペースが生じた場合等、空きスペースの形状を事前に計測できない状況の場合は装置を使うことができないという問題点を有する。
【０００６】
さらに特許文献１並びに非特許文献１はいずれも、空きスペースの形状を求める際に、計測結果のみを用い、計測できない箇所についての考慮がない。よって空きスペースを囲む三方の形状を事前に正確に計測できる環境でしか装置を使うことができないという問題点を有する。
【０００７】
さらに特許文献１並びに非特許文献１はいずれも、移動中に空きスペースを計測するため測定誤差が生じるが、測定データの入力後は補正を行わない。また駐車開始時の自車両の位置は、空きスペース情報入力時からの、舵角センサ、車輪速センサ、加速度センサ等により計測した移動量データを用いて算出した相対的位置を用いるため、タイヤの磨耗や路面状況、車体の歪み等による誤差も生じ、駐車位置及び自車両の位置ともに誤差を含んだままでの軌道生成となる。しかも軌道の修正においても、後退中の自車両の位置を自車両の移動データを元に算出するため誤差を生じ、修正した軌道にも誤差を生じるという問題点を有する。
【０００８】
また特許文献１においては空きスペースの計測方法としてレーザレーダにて鉛直軸方向に平行にスキャンする旨が記されているが、レーザレーダの特性上、レーザ光にて走査した一定の高さの情報しか得ることができないため、高さによって障害物の形状が違うものの検出には不向きである。この問題を解決する方法が特許文献１では考慮されていないため、特許文献１の装置が検出可能な障害物は高さが変わっても形状が変わらないもの、例えば駐車場の壁等に限定されるという問題点を有する。
【０００９】
また特許文献１に記述があるフォトセンサは、検知物の色や形状及び使用環境によって反射光が変わるため、一般的に同じ検出条件で使用することが前提の装置であり、また検知距離、検知物、検知環境にあわせて専用の光学レンズを使用する必要があることから、障害物の形状及び距離が不定であり且つ使用する時間帯や天気や建物の内外などの外因によって外部環境が変化する駐車スペースを検出する装置には不適切である。
【００１０】
また非特許文献１においては超音波を用いているが、超音波の速度は温度等の影響により変化するため精度に欠け、またレーザ光と比較して分解能が悪く精度に劣り、さらに応答速度が遅いため移動中の測定でも誤差が発生しやすい。
【００１１】
非特許文献１においては上記問題の対処法として、超音波測定データと車両移動量データに加え、バックカメラから取得した画像データを統合して車両位置と駐車スペースとの位置関係及び軌道を算出するため、データ量が膨大且つ処理が煩雑な上に正確な情報を取得することが難しい。よって運転者が手動で駐車位置を補正するという手順により問題を回避しているが、運転者がタッチパネル状のモニタを操作して駐車位置を補正するという手順は時間が掛かる上、運転者にとって煩雑な作業であるという問題点を有する。
【００１２】
さらに特許文献１並びに非特許文献１はいずれも、特定の空きスペースに対して測定を行うため、複数の駐車スペースを比較することができないという問題点を有する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、自車両が後退による駐車を行う体勢で、前記自車両の後方に存在する駐車車両との距離を計測し、前記駐車車両の平面上の輪郭を生成する工程と、手前側の前記駐車車両の平面上の輪郭の前面の線に矩形の形状を重ねて前記手前側の駐車車両の側面の輪郭として補い、奥側の前記駐車車両の側面の輪郭とで隣接する空きスペースを検出する工程と、前記空きスペースの大きさと前記車両の外形寸法及び最小回転半径に基づいて駐車の可否を判定し駐車位置を決定する工程と、前記自車両を前記駐車位置に誘導する軌道を生成する工程と、前記生成した軌道上を自動制御にて前記自車両を後退駐車する工程を具備し、事前に前記空きスペースの形状を測定する工程が不要であることを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、前記駐車車両の平面上の輪郭を生成する工程は、レーザ光を駐車車両に照射して反射させて、前記駐車車両の高さの異なる位置での複数の輪郭を計測し、前記複数の輪郭から前記自車両と水平距離が最も近い点をプロットして前記駐車車両の平面上の輪郭として生成することを特徴とする。
【００１５】
また本発明は、前記レーザ光は水平方向へのスキャンを上下方向に複数回角度を変えて照射することにより、前記駐車車両の高さの異なる複数の輪郭を取得することを特徴とする。
【００１６】
また本発明は、前記手前側の前記駐車車両の平面上の輪郭に前記矩形の形状を重ねることを特徴とする。
【００１７】
また本発明は、前記自車両が後退中に前記計測を繰り返し実行し、前記駐車車両の輪郭及び前記空きスペースを補正した結果に基づき、前記駐車位置及び前記軌道を自動的に再生成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によると、自車両を駐車体勢で停車させた状態で空きスペースの形状及び自車両との位置関係を計測し、計測不可能な箇所の形状は仮定にて補うことにより駐車位置及び軌道を生成するので、事前に空きスペースの計測を行い空きスペースの形状を入力するという工程が不要であり、後退にて駐車を行ういかなる場合においても実施可能であるという利点を有する。
【００１９】
また本発明によると、レーザ光を用いた立体的な計測を行うため、空きスペースの周辺にある障害物の形状に制限がなく、駐車車両、壁、柱、買い物カート、人間などの移動体等を全て障害物として検知できるという利点を有する。
【００２０】
また本発明によると、レーザ光を用いた距離計測のみにより障害物の位置及び形状を検知するため、画像解析や移動量を用いた相対的位置算出と比較して誤差が少ない。またデータ量も少なく、さらに処理も容易であり、結果として短い間隔で繰り返し実行ができるという利点を有する。
【００２１】
また本発明によると、後退時に繰り返し計測を行うことにより、初回計測時に計測できなかった部分の障害物の形状を再計測し、再計測結果に基づき駐車位置及び軌道を自動的に再生成することにより誤差を補正することができるという利点を有する。
【００２２】
また本発明によると、空きスペースの検知及び自車両との位置関係の測定、また自車両と駐車位置を結ぶ軌道の生成、さらに生成結果に従った車両の自動操作及び自動補正により、運転者の車両操作を軽減することを可能としている。
【００２３】
また本発明によると、駐車可能な複数のスペースを検出できるという利点を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に本発明の実施の形態について図１乃至図６を参照して説明する。
【００２５】
なお本発明における測定器としてレーザ測定器を用いているが、これは検出距離、応答速度、指向性、外的環境からの影響、検知角度の各観点から、超音波、ミリ波、及びレーザ光を比較した結果である。前述の観点においてレーザ測定器と同等あるいはそれ以上の性能を持つ測定器であればレーザ測定器に拘る必要はない。
【００２６】
第１の工程として、障害物を真上から見下ろした時の平面的輪郭を生成する。
【００２７】
まず車両１の後方にレーザ測定器１１を設置し、設置したレーザ測定器１１からレーザ光１０１を用いた水平方向へのスキャンを、複数の高さに対して実施する（図１（Ａ）及び（Ｂ）参照のこと）。なお実施例においては、水平方向に１８０°の範囲に対して０．５°間隔、計３６１点の計測を、仰角５°から−１０°の間で１．２５°毎、計１３の高さにて行った。
【００２８】
この時、レーザ測定器１１は車両１の後方を広範囲に測定できる位置、例えば図１のようにバンパー中央部に設置することが望ましい。
【００２９】
測定結果の距離情報は、仰角に応じて補正計算を行い、レーザ光１０１を照射した点との水平距離を求め平面的にプロットし、変化させた仰角に対応する図２（Ａ）乃至（Ｅ）を作成する。つまり実施例においては、図２はそれぞれ水平方向に照射した３６１点のうち障害物を検知した点を水平距離に補正したものをプロットした図であり、測定を行った高さの数だけ存在する。実施例は１３の高さで計測したが、図２においてはその中から５つを例示する。
【００３０】
なお図２乃至図５においては、前述の距離情報を、レーザ測定器１１の位置をＸ＝０、Ｙ＝０とする座標として描いている。
【００３１】
一般的に水平距離を求める式は、測定結果をｄ、水平距離をｄ０、地面と水平な面に対する旋回角をα、仰角をβとすると、ｄ０＝ｄ・ｃｏｓβである（図１（Ｃ）を参照のこと）。但しレーザ測定器１１がその構造上βを一定に保ったまま平行に計測できない装置の場合、装置に応じた補正が必要となる。例えば実施例に使用したレーザ測定器１１は、旋回角αが９０°の時に仰角がβとなり、旋回角が９０°以外の時はαに依存し変化するため、旋回角αを考慮した補正、つまりｄ０＝ｄ・ｃｏｓ（β（ｓｉｎα））となる。
【００３２】
また、レーザ光１０１が地面を照射した場合を想定し、地面からレーザ測定器１１の高さ等を考慮した補正を適宜行う。
【００３３】
次に図２で示した複数の距離情報のプロット図を全て重ね合わせ、一枚に統合し、図３（Ａ）とする。さらに、旋回角αが同じで仰角βが異なる複数の測定結果ｄ０のうち、レーザ測定器１１からの水平距離ｄ０が最小となる点を抽出してプロットし、図３（Ｂ）を求める。図３（Ｂ）はレーザ測定器１１から障害物までの水平距離ｄ０が最小となる点の集合であるため、高さによって形状の異なる障害物、例えば駐車車両等の最大部分の輪郭を形成する。
【００３４】
第２の工程として、複数の障害物の形状認識及び隣接する空きスペースを検出する。
【００３５】
まず、複数の障害物を障害物毎に分離するために、下記１）の手順にて図３（Ｂ）にてプロットした点をグループ化する。つまり、どの点がどの障害物の輪郭を構成するかを判別する。
【００３６】
１）隣り合う点と点の間の距離を計算し、その距離の変化が一定の基準（閾値）以下であれば同じグループとし、閾値を超える場合は端点とする。まず図３（Ｂ）上にプロットした点の個数をＭ１、水平方向の角αの水平距離ｄ０をｄ０（α）とし、ｉ＝１〜Ｍ１−１の範囲で、ｄ０（αｉ）とｄ０（αｉ＋１）の２点間の距離ｋｉを計算する。ｋｉ＋１−ｋｉ＞閾値Ｄ１を満たした時ｄ０（αｉ＋１）をグループの一端とし、ｋｉ−ｋｉ＋１＞閾値Ｄ１を満たした時、ｄ０（αｉ＋１）をグループの他端とする。グループの一端とグループの他端とその間の点を一つのグループに属するとする。ここまでの手順が、図６のフローチャートにおけるＳ１に該当する。
【００３７】
次に、グループ化された各障害物の輪郭から、障害物の構成面を求める。
【００３８】
障害物は立体で、一般に複数の面または曲面から成り立っている。特に、障害物が駐車車両の場合では、駐車車両の平面図の輪郭は、前面、背面、及び両側面の４つの近似直線にて形成される略矩形である。
【００３９】
この略矩形の障害物を車両１から見た場合、障害物の４つの面のうち一つ、または二つの面が見える。面毎に関数近似するには、面と面の境目を検出する必要があり、境目は駐車車両４隅のカドに相当する。
【００４０】
下記２）〜１５）の手順をグループの数だけ繰り返す事により、前述１）にて求めた各グループの形状及びカドを求め、障害物が駐車車両である場合の、駐車車両毎の構成面及び傾きを判別する。
【００４１】
２）グループ内に存在する点の個数をＭ２、関数近似する最小点数をＡとし、水平方向の角α１≦α≦αＮ（Ｎ＝Ａ）の範囲のＮ個（Ｍ２＞Ｎ＞１）のデータｄ０（α）を用いて、最小自乗法等で関数近似する。この近似関数をｆ１（α）で表す。
【００４２】
３）ｄ０（αＮ＋１）と近似関数ｆ１（α）の距離を計算する。距離が閾値Ｄ２以内なら、ｄ０（α１）からｄ０（αＮ＋１）の障害物は同一の面であると判断し、同じ面に属するとみなす。閾値Ｄ２を越える場合は同一面とは認められないため、手順７）に移行する。つまり２）及び３）の手順にて、同一グループ内にある隣り合う２点が同じ近似直線上に存在するか否かを判定し、障害物の同一面を構成する点か否かを決定している。
【００４３】
４）Ｎに１を加算し、２）と同様に、α１≦α≦αＮの範囲のＮ個（Ｍ２＞Ｎ＞１）のデータｄ０（α）を用いて、近似関数ｆ１（α）を求める。
【００４４】
５）３）と同様に、ｄ０（αＮ＋１）と近似関数ｆ１（α）の距離を計算する。距離が閾値Ｄ２以内なら、ｄ０（α１）からｄ０（αＮ＋１）の障害物は同一の面であると判断し、同じ面に属するとみなす。閾値Ｄ２を越える場合は同一面とは認められないため、手順７）に移行する。
【００４５】
６）４）と５）を、Ｎ＝Ｍ２−１となるまで繰り返し、全ての点の距離が閾値Ｄ２以内であった場合、グループ内の点は全て同一面上にあり、グループにはカドが存在しないとみなす。
【００４６】
７）ｄ０（αＮ）を面と面の境目近傍であるとし、変化点Ｌとする。
【００４７】
８）ＺをＮ＋１、ＮをＮ＋Ａとして、２）と同様に、αＺ≦α≦αＮの範囲のＮ−Ｚ個（Ｍ２＞Ｎ＞１）のデータｄ０（α）を用いて、最小自乗法等で関数近似する。これをｆ２（α）で表す。
【００４８】
９）３）と同様に、ｄ０（αＮ＋１）と近似関数ｆ２（α）の距離を計算する。距離が閾値Ｄ２以内なら、ｄ０（αＺ）からｄ０（αＮ＋１）の障害物は同一の面であると判断し、同じ面に属するとみなす。閾値Ｄ２を越える場合は同一面とは認められないため、手順７）に移行する。
【００４９】
１０）Ｎに１を加算し、８）と同様に、αＺ≦α≦αＮの範囲のＮ−Ｚ個（Ｍ２＞Ｎ＞１）のデータｄ０（α）を用いて、近似関数ｆ２（α）を求める。
【００５０】
１１）９）と同様に、ｄ０（αＮ＋１）と近似関数ｆ２（α）の距離を計算する。距離が閾値Ｄ２以内なら、ｄ０（αＺ）からｄ０（αＮ＋１）の障害物は同一の面であると判断し、同じ面に属するとみなす。閾値Ｄ２を越える場合は同一面とは認められないため、手順７）に移行する。
【００５１】
１２）７）〜１１）をＮ＝Ｍ２−１となるまで繰り返し行い、変化点Ｌを求める。つまり、最小自乗法等で関数近似する場合における次数を増やしながら、近似関数上の点と実際の点との間の距離により、同一面上の点であるか否かの判定を繰り返し、一方（例えば左側）の変化点Ｌを複数求める。
【００５２】
ここまでが図６のフローチャートにおけるＳ２である。
【００５３】
１３）２）〜１２）を左右逆方向から計算し、変化点を求める。つまりＮをＭ２からＡまで順次減らしながら他方（例えば右側）の変化点を複数求め、これを変化点Ｒとする。
【００５４】
１４）変化点Ｌと変化点Ｒの距離が閾値Ｄ３以内となる組み合わせが存在した場合、その間の点をカドとする。
【００５５】
１５）一つのグループに複数のカドが存在した場合、車両１との距離が最小となるカドのみを選択する。
【００５６】
グループにカドが存在した場合、障害物（駐車車両）には複数の面があり、それら面がカドで接しているとし、それぞれの面と車両１との相対的な傾きを計算する。
【００５７】
以上、前述のグループ化及びカドの求め方は、図６のフローチャートに詳しい。
【００５８】
次に前述にて求めた近似直線を駐車車両の前面及び一方の側面とし、更に前述の駐車車両のコーナー及び近似直線の端点に略矩形のカドを重ねることにより、レーザ光１０１が照射されない部分の駐車車両１２及び１３の輪郭線を類推し、図４を求める。
【００５９】
車両１から見て奥側の駐車車両１２の側面は、計測結果の近似直線として求めたものを用い、車両１から見て手前側の駐車車両１３の側面は、前述の略矩形から求める。但し駐車車両１２及び１３の全長は、一般的に存在する小型の車両、例えば軽自動車の全長の規格と同程度、あるいはそれ以上の長さを有すると仮定する。
【００６０】
駐車車両１２と駐車車両１３に挟まれた空間を空きスペース２として検出する。
【００６１】
この際、空きスペース２の奥行きに関しては、第１の工程により障害物を検出した場合は測定結果を使用するが、障害物が存在しない場合は、前述にて車両１２または駐車車両１３の各側面と類推された近似直線の長さ、及び仮定された全長の中で最も長い奥行きを空きスペース２の後端と仮定する。
【００６２】
第３の工程として、空きスペース２に車両１が駐車可能か否かを判定する。
【００６３】
まず、空きスペース２の形状及び広さと車両１の寸法を比較し、空きスペース２が車両１を駐車可能な広さを有しているかを判定する。
【００６４】
判定の際、車両１のドアを開閉し乗客が乗降可能な幅も考慮し、車幅の判定は車両１の実寸法より余裕を持たせた設定とする。これにより、ドアミラー等の小さな突起物による誤差も吸収できる。
【００６５】
空きスペース２が、車両１が駐車可能な広さを有すると判定した場合、空きスペース２の中に仮駐車目標位置３（図５参照）を生成する。
【００６６】
仮駐車目標位置３は、レーザ測定器１１にて検出した駐車車両１２の側面を示す近似直線と平行とし、奥行きは空きスペース２の後端に揃える。
【００６７】
次に、車両１の現在位置と仮駐車目標位置３の位置関係と、車両１の最小回転半径を元に、車両１の現在位置から仮駐車目標位置３への移動が可能か否かを判定する。
【００６８】
なお、車両１の寸法及び最小回転半径は固定の値として事前に車両１が保持している。
【００６９】
また本発明においては、駐車可能なスペースを複数検出するケースが想定される。この場合、車両１の運転者が事前に設定した選択優先条件に従い、複数の候補から自動的に仮駐車目標位置３を選択する。
【００７０】
前述の選択条件として、例えば車両１に最も近い駐車可能なスペース、空きスペース２が最も広い駐車可能なスペース、空きスペース２が所定以上の広さを持ち且つ車両１に最も近い駐車可能なスペース、車両１の右側（若しくは左側）にあり最も近い駐車可能なスペース、等が挙げられる。これらの中から、車両１の運転手が、前述の第１の工程を実行する前に切り替えスイッチ等で条件を指定する形式が望ましい。
【００７１】
第４の工程として、車両１と仮駐車目標位置３を結ぶ軌道４（図５参照）を生成する。軌道４は、円、直線、及びクロソイド曲線を組み合わせたものが望ましい。なお図５においては、軌道４ａが車両１の前輪の軌道、４ｂが後輪の軌道である。
【００７２】
第５の工程として、車両１に実装されている舵角や速度を制御する車両制御装置に軌道４の情報を伝達し、車両１を軌道４に従って自動的に後退させ仮駐車目標位置３に誘導する。
【００７３】
車両１の後退中、前述の第１及び第２の工程を繰り返し実行し、駐車車両１２、１３、及び空きスペース２の形状を補正及び移動物体の進入を検出する。これにより、仮駐車目標位置３に接近しながら、仮駐車目標位置３の奥側の駐車車両、障害物、車止め、壁等、奥行き方向の障害物を計測する。この際、車両１の現在位置を求める手段として、舵角や車速、加速度等を含む車両１の移動量のデータを併用することも可能である。移動量のデータはタイヤの磨耗や、路面状況、車体の歪み等による誤差が生じやすいが、本願においてはレーザ測定器による位置測定により誤差を補正できるため、精度に問題はない。
【００７４】
補正により空きスペース２の領域に変更が生じ、仮駐車目標位置３への駐車が困難と判定した場合、前述の第３及び第４の工程を実行し、仮駐車目標位置３及び軌道４を再生成し、前述の車両制御装置に伝達する。
【００７５】
また、前述の第３の工程により生成した仮駐車目標位置３への駐車が不可能と判定した場合、あるいは前述の第１及び第２の工程により、仮駐車目標位置３または軌道４上に障害物を検知した場合、車両１を停車し、車両１の運転者に警告を発する。
【００７６】
第６の工程として、最終的な駐車位置５を求める。前述の第２の工程においては空きスペース２の奥行きについては仮定位置であるため、前述の第３の工程にて求めた仮駐車目標位置３を新たに取得した情報によって補正し、奥行きを加味した最終的な駐車位置５とする。
【００７７】
駐車位置５は、一対の車止めが認識された場合は、その中央で車両１の後輪が車止めと接する位置とする。車止めが無い場合は、後方障害物との距離が指定した値以上で、前後方向に出来るだけはみ出さないように設定する。具体的には、駐車車両１２及び１３を含む並列に隣接している駐車車両の前部に該当する近似直線の平均線と車両１の前面を揃えた場合と、前述の隣接する駐車車両の背面と車両１の背面を揃えた場合のうち、車両１の背面が最も後方になる場合を最終的な駐車位置として設定する。
【００７８】
第７の工程として、前述の第４の工程にて求めた軌道４を補正し、第６の工程により求めた駐車位置５までの軌道とし、車両１を誘導する。車両１が駐車位置５まで到達した時点で車両１を停車し、車両１の運転者に駐車完了の旨を報告する。この際、仮駐車目標位置３から駐車位置５への後退移動は、トランクを開ける必要の有無等、運転者の個別の事情により、運転者が適宜ブレーキで調整すればよい。
【００７９】
以上、第１乃至第７の工程については、駐車場における並列駐車を想定しているが、障害物判定方法及び軌道生成方法を変更することにより、縦列駐車においても適用できる。
【００８０】
また、第２の工程における障害物の形状を求める方法において、判定条件を加えることにより、駐車車両以外の障害物を検知することも可能である。
【実施例】
【００８１】
市販の車両の後部バンパー中央に市販のレーザ測定器を設置し、駐車可能なスペースが存在するアスファルト舗装の駐車場にて、駐車開始位置に車両を停車した状態で、前述の第１乃至第４の工程を実施した。
【００８２】
なお実験に用いた車両は、自車両及び駐車車両ともに一般的に市販されている乗用車であり、レーザスキャナはジック株式会社“ＬＭＳ２００”を用いて測定を行った。測定は水平方向に１８０°の範囲に対して０．５°毎に３６１点での距離測定とし、前述の水平方向の測定を、仰角を５°から−１０°の間で１．２５°間隔で変化させ、１３の角度にて測定を実施、つまり３６１＊１３＝４６９３箇所の距離を測定した。測定結果は市販のパーソナルコンピュータ上で解析し、解析アルゴリズムの実装はＣ言語を用いた。
【００８３】
第１乃至第４の工程を前述の環境にて実行した結果を、図２乃至図５に示す。但し図２においては計測を行った１３の仰角の計測結果から５パターンを選択し掲載した。この結果から、本発明によって、レーザ測定器による測定結果のみを用いて、駐車位置及び軌道を生成することが可能であることが実証された。
【００８４】
なお、図５における右側の障害物は駐車車両であり、左下の直線的な障害物は建物の輪郭、また左上のまばらな点は草である。このことから、本発明は障害物の種類や形状を問わず検出可能であることが実証された。
【００８５】
また、前述の第５乃至第７の工程については、前述の実験におけるレーザ測定器による計測周期が３０ミリ秒程度であることが確認された。後退速度を４ｋｍ／ｈと仮定すると、測定周期間の車両移動距離は約３ｃｍである。駐車位置は前述の通りドアの開閉幅等の余裕を持った設定とするため、約３ｃｍの誤差は吸収でき、実装には問題ない。また自動後退時の後退速度をあらかじめ決めておけば、軌道生成時に誤差を補正することも容易である。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
後退による駐車を行う際、自車両の位置から駐車が可能スペースを検出し、検出したスペース内に駐車位置を設定し、駐車位置までの軌道を生成し、自車両を自動的に駐車位置に誘導することが可能となるので、自動車等の後退支援モニター等として活用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明にて車両１とレーザ測定器１１の位置関係を示す、車両１を（Ａ）上から見た図、（Ｂ）横から見た図、及び（Ｃ）角度補正のイメージ図である。
【図２】本発明にて複数の高さを計測した結果をそれぞれプロットした図である。
【図３】本発明にて障害物の最大輪郭をプロットした図である。
【図４】本発明にて障害物の形状を類推した図である。
【図５】本発明にて仮駐車目標位置３、軌道４、及び駐車位置５の生成結果を示した図である。
【図６】本発明にて近似直線及び端点探索法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８８】
１ 車両
２ 空きスペース
３ 仮駐車目標位置
４ 軌道
５ 駐車位置
１１ レーザ測定器
１２、１３ 駐車車両
１０１ レーザ光
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両が後退による駐車を行う体勢で、前記自車両の後方に存在する駐車車両との距離を計測し、前記駐車車両の平面上の輪郭を生成する工程と、
手前側の前記駐車車両の平面上の輪郭の前面の線に矩形の形状を重ねて前記手前側の駐車車両の側面の輪郭として補い、奥側の前記駐車車両の側面の輪郭とで隣接する空きスペースを検出する工程と、
前記空きスペースの大きさと前記車両の外形寸法及び最小回転半径に基づいて駐車の可否を判定し駐車位置を決定する工程と、
前記自車両を前記駐車位置に誘導する軌道を生成する工程と、
前記生成した軌道上を自動制御にて前記自車両を後退駐車する工程とを具備し、
事前に前記空きスペースの形状を測定する工程が不要であることを特徴とする駐車支援方法。
【請求項２】
前記駐車車両の平面上の輪郭を生成する工程は、レーザ光を駐車車両に照射して反射させて、前記駐車車両の高さの異なる位置での複数の輪郭を計測し、前記複数の輪郭から前記自車両と水平距離が最も近い点をプロットして前記駐車車両の平面上の輪郭として生成することを特徴とした請求項１に記載の駐車支援方法。
【請求項３】
前記レーザ光は水平方向へのスキャンを上下方向に複数回角度を変えて照射することにより、前記駐車車両の高さの異なる複数の輪郭を取得することを特徴とした請求項１に記載の駐車支援方法。
【請求項４】
前記手前側の前記駐車車両の平面上の輪郭に前記矩形の形状を重ねることを特徴とした請求項１に記載の駐車支援方法。
【請求項５】
前記自車両が後退中に前記計測を繰り返し実行し、前記駐車車両の輪郭及び前記空きスペースを補正した結果に基づき、前記駐車位置及び前記軌道を自動的に再生成することを特徴とする請求項１に記載の駐車支援方法。
【請求項１】
自車両が後退による駐車を行う体勢で、前記自車両の後方に存在する駐車車両との距離を計測し、前記駐車車両の平面上の輪郭を生成する工程と、
手前側の前記駐車車両の平面上の輪郭の前面の線に矩形の形状を重ねて前記手前側の駐車車両の側面の輪郭として補い、奥側の前記駐車車両の側面の輪郭とで隣接する空きスペースを検出する工程と、
前記空きスペースの大きさと前記車両の外形寸法及び最小回転半径に基づいて駐車の可否を判定し駐車位置を決定する工程と、
前記自車両を前記駐車位置に誘導する軌道を生成する工程と、
前記生成した軌道上を自動制御にて前記自車両を後退駐車する工程とを具備し、
事前に前記空きスペースの形状を測定する工程が不要であることを特徴とする駐車支援方法。
【請求項２】
前記駐車車両の平面上の輪郭を生成する工程は、レーザ光を駐車車両に照射して反射させて、前記駐車車両の高さの異なる位置での複数の輪郭を計測し、前記複数の輪郭から前記自車両と水平距離が最も近い点をプロットして前記駐車車両の平面上の輪郭として生成することを特徴とした請求項１に記載の駐車支援方法。
【請求項３】
前記レーザ光は水平方向へのスキャンを上下方向に複数回角度を変えて照射することにより、前記駐車車両の高さの異なる複数の輪郭を取得することを特徴とした請求項１に記載の駐車支援方法。
【請求項４】
前記手前側の前記駐車車両の平面上の輪郭に前記矩形の形状を重ねることを特徴とした請求項１に記載の駐車支援方法。
【請求項５】
前記自車両が後退中に前記計測を繰り返し実行し、前記駐車車両の輪郭及び前記空きスペースを補正した結果に基づき、前記駐車位置及び前記軌道を自動的に再生成することを特徴とする請求項１に記載の駐車支援方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−９６３０６（Ｐ２００９−９６３０６Ａ）
【公開日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２６９１５７（Ｐ２００７−２６９１５７）
【出願日】平成１９年１０月１６日（２００７．１０．１６）
【出願人】（８０３０００１０４）財団法人ひろしま産業振興機構 (70)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月１６日（２００７．１０．１６）
【出願人】（８０３０００１０４）財団法人ひろしま産業振興機構 (70)
【Ｆターム（参考）】
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