JP2012056428A - 運転支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】後退発進時の自車両の周囲状況に良好に対応し、特に自車両の外輪差を考慮してドライバーの運転負担を軽減させる。
【解決手段】旋回を伴う車両９０の後退発進時における車両９０の旋回方向を方向情報として取得し、車両９０が移動可能な領域と車両９０の両サイドにおいて障害物１００が存在する領域との境界を表す境界情報Ｅを演算する対象領域を、方向情報に基づいて設定し、車両９０の両サイドに存在する障害物１００を検出して、対象領域において境界情報Ｅを演算する。
【選択図】図１１

Description

本発明は、車庫入れ駐車から発進する際の運転操作を支援する運転支援装置に関する。

車両を駐車させる際のドライバーの負担を軽減するために、ドライバーの運転操作を支援する運転支援装置が知られている。車庫入れ駐車の場合には、駐車区画に対して車両を後退させて駐車する後退駐車と、駐車区画に対して車両を前進させて駐車する前進駐車とがある。一般的に運転支援装置による支援は、駐車区画に対する後退駐車に対して実施され、前進駐車は支援に対象外であることが多い。しかし、前進駐車の場合には、駐車区画からの発進時に車両を後退させる必要がある。この際、ドライバーは、目視が困難な車両の左右の前端が、外輪差により隣接する駐車区画に駐車された駐車車両と接触しないように操舵しながら後退する必要がある。特開２００８−２９０６６９号公報（特許文献１）には、そのような駐車区画からの後退発進の際にドライバーによる運転操作の負担を軽減する発進支援装置が開示されている。この発進支援装置は、車両を駐車する際に、障害物検出手段により検出された障害物の障害物位置情報を記憶装置に記憶させる。そして、発進支援装置は、記憶装置に記憶された障害物位置情報に基づいて、障害物を避けるように車両の発進時の発進経路を演算する（第４〜８段落、図１、図７等）。

この発進支援装置は、前進駐車によって車庫入れ駐車された状態から後退発進する際の運転操作を支援することが可能なものである。しかし、自車両に隣接する障害物、例えば他の駐車車両の情報は、後退発進時のものではなく、自車両が前進駐車した際の過去の状況に基づくものである。つまり、前進駐車時に存在した駐車車両が、自車両が出庫する際にはすでに出庫して無くなっていたり、別の車両に入れ替わっていたり、空き区画に新たに車両が駐車されて未検出の駐車車両が存在したりする可能性がある。また、車庫入れ駐車された状態から後退発進する際には一般的に旋回を伴うが、この場合には上述したように外輪差による車両の左右の前端の経路が最も問題となる。この外輪差は、左旋回であれば右の前端、右旋回であれば左の前端というように、旋回方向とは逆の側の前端に出現する。従って、後退発進時における運転支援においては、旋回方向（出庫方向）も重要である。

特開２００８−２９０６６９号

上記背景に鑑みて、後退発進時の自車両の周囲状況に良好に対応し、特に自車両の外輪差を考慮してドライバーの運転負担を軽減させる運転支援の実現が望まれる。

上記課題に鑑みた本発明に係る運転支援装置の特徴構成は、
旋回を伴う車両の後退発進時における前記車両の旋回方向を方向情報として取得する方向情報取得部と、
前記車両が移動可能な領域と前記車両の両サイドにおいて障害物が存在する領域との境界を表す境界情報を演算する対象領域を、前記方向情報に基づいて設定する対象領域設定部と、
前記車両の両サイドに存在する前記障害物を検出して、前記対象領域において前記境界情報を演算する境界情報演算部と、を備える点にある。

この特徴構成によれば、車両の両サイドにおいて障害物が存在する領域と車両が移動可能な領域との境界情報を演算するための対象領域が、車両の後退発進時における旋回方向を示す方向情報に基づいて設定される。後退発進する際の車両において障害物との接触を考慮すべき箇所は、旋回方向側の後端と、旋回方向と逆側の前端である。特に、この前端は、車両の外輪差により最も旋回半径の外側を通るポイントであり、また、一般的な車両においては、ドライバーによる直接目視確認が困難なポイントである。車両の周囲の全般に亘って障害物を検出し、境界情報を演算するためには比較的高い演算負荷を要する。しかし、本特徴構成によれば、後退発進の際に車両が旋回する方向に基づいて、考慮すべき車両の後端と前端とが何れのサイドであるかを判定して、そのサイドに対象領域が設定される。従って、障害物を検出し、境界情報を演算するための対象領域が限定され、演算負荷が軽減される。求められた境界情報は、障害物の存在や、車両と障害物との距離などをドライバーに報知する報知手段などが利用可能である。また、ステアリングの操作量などをドライバーに報知して運転をガイドするガイド手段などが利用することも可能である。従って、本特徴構成によれば、後退発進時の自車両の周囲状況に良好に対応し、特に自車両の外輪差を考慮してドライバーの運転負担を軽減させる運転支援が可能となる。

本発明に係る運転支援装置は、さらに、前記方向情報及び前記境界情報に基づいて、前記障害物に接触することなく旋回を伴って前記車両を後退させる後退進路を演算する進路演算部を備えると好適である。この後退進路は、ステアリングの操作量などをドライバーに報知して運転をガイドするガイド手段などが利用可能である。具体的な後退進路が演算されることにより、ガイド手段は、精度の高いガイドが可能となる。その結果、後退発進時の自車両の周囲状況に良好に対応し、特に自車両の外輪差を考慮してドライバーの運転負担を軽減させる運転支援が可能となる。

また、本発明に係る運転支援装置は、さらに、前記車両の移動状態を検出するセンサの検出結果に基づいて自己位置を推定する自己位置推定部と、前記車両が車庫入れ駐車から後退発進する際に、前記車両が所定の出庫姿勢となるまで、前記自己位置及び前記後退進路に基づいて前記車両の操舵装置を制御する自動操舵制御部と、を備えると好適である。自動操舵制御部を備えることにより、車両が駐車区画内に駐車された状態から出庫されるまでのドライバーの運転負担を大きく軽減させることができる。

また、本発明に係る運転支援装置の前記所定の出庫姿勢は、前記車両が駐車中の姿勢から真っ直ぐに後退する方向を出庫方向として、旋回方向とは反対側において障害物が存在する領域と前記車両が移動可能な領域との境界を、旋回方向とは反対側の前記車両の前端が前記出庫方向に向かって通過完了した以降の姿勢であると好適である。上述したように、旋回方向とは反対側の車両の前端は、車両の外輪差により最も旋回半径の外側を通るポイントである。また、このポイントは、一般的な車両においては、ドライバーによる直接目視確認が困難なポイントである。このポイントの方向において障害物が存在する領域と車両が移動可能な領域との境界、即ち外輪差により前端が障害物に接触する可能性のある移動範囲を、前端が通過し終えれば、出庫の際の難易度の高い運転操作はほぼ完了する。従って、車両がこの姿勢となるまで、自動操舵が実施されると、ドライバーの運転負担が大きく軽減される。

あるいは、本発明に係る運転支援装置の前記所定の出庫姿勢は、前記車両が駐車中の姿勢に対して直交する姿勢であると好適である。一般的な車庫入れ駐車では、車両は通路を通行する際の姿勢に対してほぼ直角の姿勢となる。従って、車庫入れ駐車からの出庫の際に、駐車状態に対してほぼ直角となるまで自動操舵が実施されると、自動操舵の完了時には車両は通路に沿った姿勢となる。その結果、自動操舵の完了後には、ドライバーはそのまま通路を前進させることが可能となり、ドライバーの運転負担が大きく軽減される。

また、本発明に係る運転支援装置は、車載カメラによる撮影画像を受け取る撮影画像受取部と、前記車両の移動状態を検出するセンサの検出結果に基づいて自己位置を推定する自己位置推定部とを備え、前記境界情報演算部が、前記車両が所定距離離間した少なくとも２つの地点においてそれぞれ撮影された少なくとも２つの撮影画像と当該地点の前記自己位置とに基づいて、前記障害物を検出し、前記境界情報を演算すると好適である。車両への搭載が増えている車載カメラの撮影画像を利用して障害物を検出し、境界情報が演算されると、他のセンサなどを搭載する必要がなく、安価に運転支援装置を構成することができる。一般的に２次元の射影画像として提供される撮影画像を用いて立体物を認識するためには、少なくとも異なる２箇所にカメラを設置する必要がある。しかし、車載カメラを多く搭載することはコスト的に好ましいことではない。一方、車載カメラが搭載される車両は、移動体であるから、車両が移動することによって車載カメラは少なくとも異なる２箇所における撮影画像を提供可能である。各撮影画像が撮影された時の車載カメラの位置は、自己位置推定部により特定可能であるから、これら異なる位置で撮影された撮影画像を用いて、境界情報演算部は、立体物を画像認識し、境界情報を演算することができる。

車両を一部切り欠いて示す車両の斜視図 カメラの撮影範囲を示す平面図 車両のシステム構成の一例を模式的に示すブロック図 シフトレバーの位置とモニタ装置の表示画面との関係の一例を示す図 運転支援装置の機能構成の一例を模式的に示すブロック図 運転支援開始時のモニタ装置の表示画面の一例を示す図 車庫入れ駐車時のモニタ装置の表示画面の一例を示す図 出庫支援時のモニタ装置の表示画面の一例を示す図 旋回方向と対象領域との関係を模試的に示す図 障害物検出及び境界情報演算の原理を説明する図 境界情報と車両の後退進路との関係を模試的に示す図

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、車両に備えられた複数のカメラの撮影画像を元にして、車両を上方から見下ろした形態となる俯瞰画像を生成してモニタ装置に表示する運転支援装置（駐車支援装置・周辺監視装置）を例として説明する。俯瞰画像を用いることにより、ドライバーに対して運転操作の支援や、車両の周辺の障害物などの監視支援を行うことができる。従って、運転支援装置は、出庫の際の支援も含む駐車支援装置や周辺監視装置としても機能する。以下、俯瞰画像を用いて、車庫入れ駐車における出庫の際に運転支援を実行する例を挙げて本発明の運転支援装置の実施形態を説明する。

車両９０には、複数の車載カメラ１が設置されている。図１及び図２に示すように、車両９０の後部、即ちバックドア９１には後方カメラ１ａが備えられている。左前部ドア９２に備えられた左サイドミラー９４の下部には左サイドカメラ１ｂが備えられ、右前部ドア９３に備えられた右サイドミラー９５の下部には右サイドカメラ１ｃが備えられている。また、車両９０の前部には、前方カメラ１ｄが備えられている。以下の説明において、適宜、これらのカメラ１ａ〜１ｄを総称してカメラ１（車載カメラ）と称する。

カメラ１はＣＣＤ（charge coupled device）やＣＩＳ（CMOS image sensor）などの撮像素子を用いて、毎秒１５〜３０フレームの２次元画像を時系列に撮影し、デジタル変換して動画データ（撮影画像）をリアルタイムに出力するデジタルカメラである。カメラ１は、広角レンズを備えて構成される。特に、本実施形態においては、水平方向に１４０〜１９０°の視野角が確保されている。後方カメラ１ａ及び前方カメラ１ｄは、光軸に約３０度程度の俯角を有して車両９０に設置され、車両９０からおおよそ８ｍ程度までの領域を撮影可能である。左サイドカメラ１ｂ及び右サイドカメラ１ｃはサイドミラー９４及び９５の底部に光軸を下方に向けて設置され、車両９０の側面の一部と路面（地面）とが撮影可能である。

カメラ１により撮影された画像は、図３に示すように、スーパーインポーズ部２ａ、グラフィック描画部２ｂ、フレームメモリ２ｃなどを有する画像処理モジュール２を介して、モニタ装置４に表示可能である。各フレームの２次元画像は、フレームメモリ２ｃに格納され、フレームごとに画像処理やグラフィックの重畳を施されることが可能である。また、画像処理モジュール２は、複数のカメラ１により撮影された撮影画像を合成して、より広い視野の合成画像を生成したり、撮影画像や合成画像の視点を変換して俯瞰画像を生成したりすることも可能である。

車両９０の前後位置の角部の外方位置には２つのカメラの撮影画像における重複領域Ｗ（図２を参照）が形成され、この重複領域Ｗにおいて境界部位を目立たなくする画像処理が実施されて合成画像が生成される。また、この合成画像の視点を変換し、車両９０の屋根の外観画像（グラフィック画像）が視点変換後の画像に重畳されて俯瞰画像が生成される。このグラフィック画像は、車両９０の屋根の外観を模式的に表現したり写実的に表現したりしたイラスト画像でもよいし、実際に車両９０の屋根の外観を撮影した写真画像や映像画像でもよい。当然ながら、単一のカメラ１の撮影画像をそれぞれ視点変換し、視点変換された複数のカメラ１の撮影画像を合成してもよい。複数の撮影画像の合成や画像の視点変換に関する画像処理技術は公知であるので詳細な説明は省略する。グラフィック描画部２ｂへの描画指示や、スーパーインポーズ部２ａへのグラフィック重畳指示は、後述するＣＰＵ（central processing unit）５から発せられる。

モニタ装置４は、例えば、ナビゲーションシステムのモニタ装置が兼用される。図３に示すように、モニタ装置４は、表示部４ａと、表示部４ａに形成されたタッチパネル４ｂと、スピーカ４ｃとを有している。表示部４ａは、画像処理モジュール２から提供されるカメラ１の撮影画像や、グラフィック画像、それらが合成された合成画像などを表示する。一例として、表示部４ａは液晶ディスプレイによって構成される。タッチパネル４ｂは、表示部４ａと共に形成され、指などによる接触位置をロケーションデータとして出力することができる感圧式や静電式の指示入力装置である。図３においては、スピーカ４ｃは、モニタ装置４に備えられている場合を例示しているが、スピーカ４ｃはドアの内側など、他の場所に備えられても良い。スピーカ４ｃは、ＣＰＵ５の指示に応じて音声処理モジュール３から提供される音声を出力する。尚、ＣＰＵ５は、単純にブザー８を介して報知音を鳴らす場合もある。尚、ここでは指示入力装置として、タッチパネル４ｂを用いたが、これに限定されるものではない。例えば、ジョイスティック、押しボタン等でもよい。また、ジョイスティックであれば、特開２０１０−１２８６１９号公報に開示されるような抵抗力が付与されるものでもよい。

ＣＰＵ５は、画像認識や進路予想などの高度な演算処理を行い、運転支援装置１０の中核を担う。ＣＰＵ５は、プログラムメモリ６に格納されたプログラムやパラメータを利用して各種演算処理を実行する。また、ＣＰＵ５は、必要に応じてワークメモリ７に一時的に撮影画像などを格納して演算を実行する。ここでは、プログラムメモリ６やワークメモリ７が、ＣＰＵ５とは別のメモリである例を示しているが、ＣＰＵ５と同一のパッケージ内に集積されていてもよい。運転支援装置１０は、ＣＰＵ５やメモリ、その他の周辺回路と共に、運転支援ＥＣＵ（electronic control unit）９として構成される。本例では、ＣＰＵ５を中核としたが、運転支援装置１０は、ＤＳＰ（digital signal processor）など、他の論理演算プロセッサや論理回路を中核として構成されてもよい。

ＣＰＵ５は、図３において符号５０で示す車内ネットワークを介して種々のシステムやセンサと通信可能に接続されている。本実施形態においては、車内ネットワークとしてＣＡＮ（controller area network）５０を例示している。図１に示すように、運転支援装
置１０（ＣＰＵ５）は、車内のパワーステアリングシステム３１やブレーキシステム３７と接続される。これら各システムは、駐車支援装置１０と同様にＣＰＵなどの電子回路を中核として構成され、運転支援ＥＣＵ９と同様に周辺回路と共に構成されたＥＣＵを中核として構成される。

パワーステアリングシステム３１は、電動パワーステアリング（EPS : electric power steering）システムやＳＢＷ（steer-by-wire）システムである。このシステムは、ドライバーにより操作されるステアリングホイールにアクチュエータ４１によりアシストトルクを付加することが可能である。また、ステアリングホイールや操舵輪をアクチュエータ４１により駆動することによって自動操舵を行うことも可能である。ブレーキシステム３７は、ブレーキのロックを抑制するＡＢＳ（anti lock braking system）や、コーナリング時の車両の横滑りを抑制する横滑り防止装置（ESC : electronic stability control）、ブレーキ力を増強させるブレーキアシストなどを有した電動ブレーキシステムや、ＢＢＷ（brake-by-wire）システムである。このシステムは、アクチュエータ４７を介して車両９０に制動力を付加することができる。

図３において、各種センサの一例として、ステアリングセンサ２１や車輪速センサ２３、シフトレバースイッチ２５、アクセルセンサ２９がＣＡＮ５０に接続されている。ステアリングセンサ２１は、ステアリングホイールの操舵量（回転角度）を検出するセンサであり、例えばホール素子などを用いて構成される。運転支援装置１０は、ドライバーによるステアリングホイールの操舵量や、自動操舵時の操舵量をステアリングセンサ２１から取得して各種制御を実行する。

車輪速センサ２３は、車両９０の車輪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、例えばホール素子などを用いて構成される。運転支援装置１０は、車輪速センサ２３から取得した情報に基づいて車両９０の移動量などを演算し、各種制御を実行する。車輪速センサ２３は、ブレーキシステム３７に備えられている場合もある。ブレーキシステム３７は、左右の車輪の回転差などからブレーキのロックや、車輪の空回り、横滑りの兆候などを検出して、各種制御を実行する。車輪速センサ２３がブレーキシステム３７に備えられている場合には、運転支援装置１０は、ブレーキシステム３７を介して情報を取得する。ブレーキセンサ２７は、ブレーキペダルの操作量を検出するセンサであり、運転支援装置１０は、ブレーキシステム３７を介して情報を取得する。運転支援装置１０は、例えば、自動操舵中にブレーキペダルが踏み込まれたような場合に、自動操舵に不都合な環境下にあるとして自動操舵を中断したり中止したりする制御を行うことができる。

シフトレバースイッチ２５は、シフトレバーの位置を検出するセンサ又はスイッチであり、変位センサなどを用いて構成される。例えば、シフトがリバースにセットされた場合に、運転支援装置１０は支援制御を開始したり、リバースから前進に変更された場合に支援制御を終了させたりすることができる。また、ステアリングホイールへの操作トルクを検出するトルクセンサ２２は、ドライバーがステアリングホイールを握っているか否かについても検出することが可能である。運転支援装置１０は、自動操舵中にドライバーがステアリングホイールを操作するために強く握った場合などに、自動操舵に不都合な環境下にあるとして自動操舵を中断したり中止したりする制御を行うことができる。また、自動操舵時には、一般的にエンジンのアイドリングによる車両９０のクリーピングが利用される。従って、ドライバーがアクセルを操作したことがアクセルセンサ２９により検出された場合、運転支援装置１０は、自動操舵に不都合な環境下にあるとして自動操舵を中断したり中止したりする制御を行うことができる。

図３に示す各種システムやセンサ、これらの接続形態については一例であり、他の構成や接続形態が採用されてもよい。また、上述したように、センサは直接ＣＡＮ５０に接続されても良いし、種々のシステムを介して接続されてもよい。

本実施形態では、図４に示すように、シフトレバーがリバース位置以外の場合には、定常的にはナビゲーションシステムの地図等のナビゲーション画面がモニタ装置４に表示されているものとする。タッチボタンや選択ボタンなどの操作により、前方カメラ１ｄ、左側方カメラ１ｂ、右側方カメラ１ｃの撮影画像が表示可能であるとする。勿論、ここで後方カメラ１ａの撮影画像も選択可能であってもよい。一方、シフトレバーがリバース位置に設定されると、ナビゲーション画面やカメラ１ｂ，１ｃ，１ｄの撮影画像から、自動的に後方カメラ１ａの撮影画像の表示に切り替わるものとする。例えば、この時、表示画像は、ガイド線が重畳された後方カメラ１ａの撮影画像（サイドビュー又はドライバーズビューと称する。）に切り替わる。この画面において、他の表示画像を選択可能なタッチボタンが表示される。ドライバーがタッチボタンを操作することにより、トップビューや、トップビューとサイドビューとが共に表示されたマルチビューへの変更が可能である。

図４は、一般的な運転支援である、駐車区画に対して車両９０を後退させて車庫入れ駐車する後退駐車の場合を例示している。以下、トップビュー画面を例として、駐車区画に対して車両を前進させて駐車する前進駐車により車庫入れ駐車された車両９０を後退させて出庫する際の運転支援について説明する。尚、以下の説明においては、予想軌跡線や車幅延長線などのガイド線は図示を省略するが、出庫の際の運転支援においても、ガイド線が表示されることを妨げるものではない。

出庫支援を実行可能な運転支援装置１０は、図５に示すように、撮影画像受取部１１と、方向情報取得部１２と、対象領域設定部１３と、境界情報演算部１４と、進路演算部１５と、自己位置推定部１６と、自動操舵制御部１７とを備えて構成される。撮影画像受取部１１は、カメラ１による撮影画像を受け取る機能部である。方向情報取得部１２は、旋回を伴う車両９０の後退発進時における車両９０の旋回方向を方向情報として取得する機能部である。対象領域設定部１３は、車両９０が移動可能な領域と車両９０の左右の両サイドにおいて障害物が存在する領域との境界情報を演算する対象領域を、方向情報に基づいて設定する機能部である。境界情報演算部１４は、車両９０の左右の両サイドに存在する障害物を検出して、対象領域において境界情報を演算する機能部である。進路演算部１５は、方向情報及び境界情報に基づいて、障害物に接触することなく旋回を伴って車両９０を後退させる後退進路を演算する機能部である。自己位置推定部１６は、車両９０の移動状態を検出するセンサの検出結果に基づいて車両９０の自己位置を推定する機能部である。自動操舵制御部１７は、車両９０が車庫入れ駐車から後退発進する際に、車両９０が所定の出庫姿勢となるまで、後退進路に基づいて車両９０のパワーステアリングシステム３１（操舵装置）を制御する機能部である。

以下、具体的な例を用いながら説明する。車両９０が前進駐車により駐車区画に駐車されている状態において、ドライバーが出庫のためにシフトレバーをリバースにセットすると、上述したようにモニタ装置４の画面がナビゲーション画面から撮影画像に基づく画面に切り替わる。本実施形態においては、この画面において駐車支援を開始させるためのタッチボタンが表示される。ここでは、図６に示すように、「車庫入れ」と「縦列」とが選択可能である。「車庫入れ」が選択されると、次に図７に示すように「駐車支援」と「出庫支援」との選択が可能なタッチボタンが表示される。ここで、「出庫支援」が選択されると、図８に示すように旋回方向を設定するためのタッチボタンＤが表示される。

本実施形態においては、図８において右方向、即ち右方向への旋回を伴って出庫し、出庫後に車両９０が図８において左方向を向くように旋回方向が設定される場合を例として説明する。また、障害物として、車両９０の左右の両側に駐車車両１００（１０１，１０２）が駐車されているとする。尚、車両９０の両サイドの駐車車両１００は、サイドカメラ１ｂ、１ｃによる撮影画像に基づいて表示画像上に表示される。当然ながら、駐車車両１００の上方からの撮影画像ではないので、実際には車体の一部、例えば側面が歪んだ形で表示画像上に表示されることが多い。しかし、本実施形態では、境界情報を演算するという発明の要旨の理解を容易にするために、駐車車両１００を含めた俯瞰画像を用いて説明する。従って、図６〜図１１に示す俯瞰画像は、駐車支援装置１０が演算処理だけに用いる仮想画像であってもよく、モニタ装置４には、後方カメラ１ａの撮影画像やその他の表示画像が表示されてもよい。

尚、ここでは、「駐車支援」と「出庫支援」との支援内容をドライバーが選択したが、これに限られるものではない。例えば、前回エンジンを切る直前の走行状態に基づいて、ＣＰＵ５が自動的に「駐車支援」と「出庫支援」とを選択するようにしてもよい。具体的には、前回エンジンを切る直前の走行状態が前進走行であれば前向き駐車であると判断できるので、前回エンジンを切る直前の走行状態が前進走行であって、今回エンジンをかけてから走行することなくシフトレバーをリバースにセットした場合には、ＣＰＵ５は「出庫支援」を自動的に選択する。なお、前回エンジンを切る直前の走行状態が前進走行であるかどうかの判定は、前回エンジンを切る直前のシフトレバーの位置情報及び車速センサの検出情報の少なくとも一方を記憶して、その記憶された情報に基づいて判定する方法が考えられる。

図８に示すように、旋回方向を設定するためのタッチボタンＤは、右方向への旋回を示すＤ１と、左方向への旋回を示すＤ２とが表示される。本実施形態では、右方向への旋回を伴って出庫させるために、ドライバーによってタッチボタンＤ１が選択される。図９に示すように、選択されたタッチボタンＤ１は、色が変わる、輝度が上がるなど、表示形態が変更される。同時に選択されなかった側のタッチボタンＤ２も、色が淡くなる、輝度が下がるなど、表示形態が変更されてもよい。ドライバーのタッチボタンＤ１への操作は、タッチパネル４ｂを介して運転支援ＥＣＵ９へ伝達される。上述したように、方向情報取得部１２として機能する運転支援ＥＣＵ９は、旋回を伴う車両９０の後退発進時における車両９０の旋回方向を方向情報として取得する。

方向情報を取得した運転支援ＥＣＵ９は、次に対象領域設定部１３として機能し、車両９０が移動可能な領域と車両９０の左右の両サイドにおいて障害物が存在する領域との境界情報を演算する対象領域を、方向情報に基づいて設定する。本実施形態では、カメラ１により撮影された撮影画像を利用して境界情報を演算する場合を例として説明する。運転支援ＥＣＵ９は、カメラ１による撮影画像を受け取る撮影画像受取部１１としても機能する。詳細は、後述するが境界情報演算部１４は、撮影画像や撮影画像が合成されて視点変換された俯瞰画像を使って障害物の検出や、境界情報を演算する。従って、対象領域設定部１３は、撮影画像や、俯瞰画像に対して対象領域を設定する。

図９は、俯瞰画像における対象領域Ｔの設定位置を例示している。便宜上、図９において対象領域Ｔを示しているが、モニタ装置４の表示画像に対象領域Ｔが表示される必要はない。対象領域Ｔは、画像処理など、境界情報演算部１４による演算において利用される情報であり、ドライバーに対して報知が必要な情報ではない。後退発進する際の車両９０において障害物としての駐車車両１００との接触を考慮すべき箇所は、旋回方向側の後端（内輪側後端）９２と、旋回方向と逆側の前端（外輪側前端）９１である。前端９１は、車両９０の外輪差により最も旋回半径の外側を通るポイントであり、一般的な車両においては、ドライバーによる直接目視確認が困難なポイントである。また、後端９２は、旋回半径の最も内側を通るポイントである。旋回方向に対応した前端９１と後端９２とは、方向情報に基づいて一義的に定まるから、方向情報に基づいて境界情報を演算するための対象領域Ｔが設定される。

例えば、図９に示すように、旋回方向とは逆側のサイドでは、前端（外輪側前端）９１に対応して、ほぼ車両９０の車長に対応する長さを有し、車両９０に平行して対象領域（外輪側対象領域）Ｔ２が設定される。また、旋回方向側のサイドでは、後端（内輪側後端）９２に対応して、車両９０の後部において車両９０の１／２〜１／４程度の長さを有し、車両９０に平行する対象領域（内輪側対象領域）Ｔ１が設定される。

本実実施形態では、画像処理技術を用いて駐車車両１００などの障害物や、障害物との境界情報が演算される。このような障害物は立体物であるが、撮影画像は２次元画像である。このため、車両９０が所定距離離間した少なくとも２つの地点においてそれぞれ撮影された少なくとも２つの撮影画像に基づいて、公知のステレオ技法を用いて障害物や境界情報が演算される。２つの地点における撮影画像（又は俯瞰画像）を得るために、車両９０は、微小距離移動する。本実施形態では、車両９０を後退により出庫させようとしているので、車両９０が微小距離、後退される。例えば、タッチボタンＤにより出庫方向が設定された後、「ブレーキを緩めて車両を少し後退させてください」などのメッセージの表示や、音声による通知によりドライバーに操作を促すと好適である。尚、停止に関しては、ブレーキシステム３７を利用して自動的に停止させると共に、「ブレーキを掛けて車両を停止させてください」などのメッセージの表示や音声通知によりドライバーの操作を促してもよい。

上述したように、車両９０には、車輪速センサ２３やステアリングセンサ２１など、車両９０の挙動を検出するセンサが備えられている。運転支援ＥＣＵ９において構成される自己位置推定部１６は、車両９０の移動状態を検出するこれらのセンサの検出結果に基づいて、公知のデットレコニング(Dead-Reckoning)技術などにより、車両９０の自己位置を推定する。これにより、撮影画像や俯瞰画像が得られた位置が特定できるので、異なる２つの既知の地点における画像を利用して、障害物や境界情報が演算される。対象領域設定部１３により、障害物や境界情報を演算する対象領域Ｔが絞り込まれているので、境界情報演算部１４による演算負荷が大きく軽減される。

境界情報演算部１４は、車両９０の両サイドに存在する障害物を検出して、対象領域Ｔにおいて境界情報Ｅを演算する。図１０に示すように、境界情報演算部１４は、車両９０の両サイドに存在する駐車車両１００（１０１，１０２）を障害物として検出し、境界情報Ｅ（Ｅ１，Ｅ２）を演算する。内輪側対象領域Ｔ１において演算される境界情報Ｅ１は、内輪側境界情報であり、外輪側対象領域Ｔ２において演算される境界情報Ｅ２は、外輪側境界情報である。

この境界情報Ｅは、例えば、路面に対して垂直な壁を表すものとしてワールド座標（基準座標）上に定義されると好適である。１つの実施形態として、この境界情報Ｅが演算された時点で、ドライバーに対して障害物の存在や、障害物との距離を報知しても良い。報知は、モニタ装置４へのグラフィックやメッセージの表示、スピーカ４ｃやブザー８を介した音声や音響の出力により実施される。以下、後退進路を案内する実施形態について説明するが、運転支援装置１０は必ずしも後退進路を演算する必要はなく、境界情報Ｅを演算するまでの機能を担うものであってもよい。

運転支援装置１０が後退進路を案内する場合、進路演算部１５は、方向情報及び境界情報Ｅに基づいて、障害物に接触することなく旋回を伴って車両９０を後退させる後退進路を演算する。方向情報に基づいて、操舵方向が定まるので、操舵角に応じた車両９０の前端９１の予想軌跡が演算可能である。上述したようにデットレコニング技術により、ワールド座標上における車両９０の挙動は演算可能である。また、ワールド座標上において境界情報Ｅが同定されているので、外輪差により車両９０の前端９１が障害物としての駐車車両１０２に接触することなく旋回を伴って車両９０が後退可能な後退進路が演算される。同時に、後退進路は、車両９０の後端９２が旋回方向の駐車車両１０１に接触しないような経路として演算される。

１つの態様として、演算された後退進路に基づいて、運転支援装置１０は、ドライバーに対して運転操作を案内する。例えば、音声により、「ブレーキを緩めて合図があるまでそのまま真っ直ぐ後退してください。」、「ステアリングを右方向へ１回転、回してください。」などと運転操作を案内することができる。また、そのような案内と共に、車両９０の予想軌跡をモニタ装置４に表示させて、駐車車両１００との関係を明示してもよい。

また、別の態様として、運転支援装置１０は、自動操舵により車両９０を出庫させることもできる。上述したように、運転支援装置１０は、車両９０の移動状態を検出するセンサの検出結果に基づいて自己位置を推定する自己位置推定部１６を備えている。本実施形態において、運転支援装置１０は、さらに車両９０の操舵装置（パワーステアリングシステム３１）を制御する自動操舵制御部１７を備えている。自動操舵制御部１７は、車両９０が車庫入れ駐車から後退発進する際に、車両９０が所定の出庫姿勢となるまで、演算された後退進路に基づいて車両９０の操舵装置を制御する。この際、車両９０は、いわゆるクリーピングにより後退する。車両９０が所定の出庫姿勢となった際には、運転支援装置１０からの音声による報知などによって、ドライバーがブレーキを操作して車両９０を停止させても良いし、運転支援装置１０がブレーキシステム３７を介して自動的に車両９０を停止させてもよい。

ここで、所定の出庫姿勢は、図１１の車両９０Ｐ及び車両９０Ｒに示すように、車両９０が駐車中の姿勢に対して直行する姿勢とすることができる。一般的な車庫入れ駐車では、駐車区画に駐車された車両９０Ｐは通路を通行する際の車両９０Ｒに対してほぼ直角の姿勢となる。従って、車庫入れ駐車からの出庫の際に、駐車状態に対してほぼ直角となるまで自動操舵が実施されると、自動操舵の完了時には車両９０Ｒは通路に沿った姿勢となる。その結果、自動操舵の完了後には、車両９０はそのまま通路を前進することが可能となり、ドライバーの運転負担が大きく軽減される。

また、所定の出庫姿勢は、旋回方向とは反対側において障害物が存在する領域と車両９０が移動可能な領域との境界を、旋回方向とは反対側の車両９０の前端が出庫方向に向かって通過完了した以降の姿勢とすることもできる。図１１において、車両９０の旋回方向は右方向であるから、旋回方向の反対側とは車両９０の左方向であり、左方向に存在する障害物は、駐車車両１０２である。駐車車両１０２が存在する領域と車両９０が存在する領域との境界は、境界情報Ｅ２で示される。図１１に示す例において、旋回方向とは反対側の車両９０の前端は、前端９１である。車両９０の出庫方向とは、車両９０が駐車中の姿勢から真っ直ぐに後退する方向を示し、図１１においては下方である。境界情報Ｅ２で示される境界は、出庫方向に沿って図１１において符号Ｌで示す境界終端部まで続いている。この境界終端部Ｌを越えて車両９０が出庫方向へ移動すると、前端９１が駐車車両１０２に接触する可能性もほぼなくなる。従って、車両９０の前端９１が出庫方向に向かって境界終端部Ｌに達し、境界終端部Ｌを通過完了した以降の姿勢を所定の出庫姿勢とすることができる。例えば図１１における車両９０Ｑは、所定の出庫姿勢に達した車両９０を示している。

上述したように、旋回方向とは反対側の車両９０の前端（外輪側前端）９１は、車両９０の外輪差により、最も旋回半径の外側を通る。また、外輪側前端９１は、一般的な車両９０においては、ドライバーによる直接目視確認が困難である。外輪側前端９１が、出庫方向に向かって、境界終端部Ｌを通過すれば出庫の際の難易度の高い運転操作はほぼ完了する。従って、車両９０の外輪側前端９１が境界終端部Ｌを通過した以降の姿勢となるまで、自動操舵が実施されると、ドライバーの運転負担が大きく軽減される。換言すれば、所定の出庫姿勢は、外輪側対象領域Ｔ２において演算された外輪側境界情報Ｅ２に示される境界の出庫方向における終端である境界終端部Ｌを、外輪側前端９１が出庫方向に向かって通過完了した以降の姿勢である。

上述したように、本発明によれば、後退発進時の自車両の周囲状況に良好に対応し、特に自車両の外輪差を考慮してドライバーの運転負担を軽減させる運転支援が可能となる。

上記実施形態の説明においては、カメラ１による撮影画像に基づいて、障害物を検出し、境界情報を演算する例を用いて説明した。即ち、車両９０の周囲状況を示す周辺情報が画像情報であり、周辺情報としての画像情報に対して対象領域が設定され、その対象領域において境界情報が演算される例を示した。しかし、周辺情報は、視覚的な画像情報に限定されるものではなく、障害物の検出や、境界情報の演算は、画像処理に限定されるものではない。当然ながら、他の情報を周辺情報としてもよく、障害物の検出や、境界情報の演算も、他の方法を用いて実施されてもよい。

上述したように、車両９０は、クリアランスソナー３３を備えている。例えば、クリアランスソナー３３を複数個、車両９０の両側面に配置することによって、車両９０の側方の障害物を検出することができる。また、クリアランスソナー３３は、障害物までの距離も測定可能であるから、クリアランスソナー３３の検出結果に基づいて上述したような境界情報Ｅを演算することも可能である。尚、このようなクリアランスソナー３３を用いて、公知の距離画像を生成することも可能であり、その距離画像に対して画像処理を実施することによって境界情報Ｅを演算してもよい。また、ここでは、クリアランスソナー３３を複数個、車両９０の側面に配置する例を示したが、車両９０の各側面の中央部にそれぞれ少なくとも１つのスキャン型のクリアランスソナー３３を配置してもよい。

１：カメラ（車載カメラ）
１ａ：後方カメラ（車載カメラ）
１ｂ：左側方カメラ（車載カメラ）
１ｃ：右側方カメラ（車載カメラ）
１ｄ：前方カメラ（車載カメラ）
１１：撮影画像受取部
１２：方向情報取得部
１３：対象領域設定部
１４：境界情報演算部
１５：進路演算部
１６：自己位置推定部
１７：自動操舵制御部
３１：パワーステアリングステアリング（操舵装置）
９０：車両
９１：外輪側前端（旋回方向とは反対側の車両の前端）
１００，１０１，１０２：駐車車両（障害物）
Ｅ：境界情報
Ｅ１：内輪側境界情報（境界情報）
Ｅ２：外輪側境界情報（境界情報）
Ｔ：対象領域
Ｔ１：内輪側対象領域（対象領域）
Ｔ２：外輪側対象領域（対象領域）

Claims (6)

1. 旋回を伴う車両の後退発進時における前記車両の旋回方向を方向情報として取得する方向情報取得部と、
   前記車両が移動可能な領域と前記車両の両サイドにおいて障害物が存在する領域との境界を表す境界情報を演算する対象領域を、前記方向情報に基づいて設定する対象領域設定部と、
   前記車両の両サイドに存在する前記障害物を検出して、前記対象領域において前記境界情報を演算する境界情報演算部と、
   を備える運転支援装置。
2. 前記方向情報及び前記境界情報に基づいて、前記障害物に接触することなく旋回を伴って前記車両を後退させる後退進路を演算する進路演算部を備える請求項１に記載の運転支援装置。
3. 前記車両の移動状態を検出するセンサの検出結果に基づいて自己位置を推定する自己位置推定部と、
   前記車両が車庫入れ駐車から後退発進する際に、前記車両が所定の出庫姿勢となるまで、前記自己位置及び前記後退進路に基づいて前記車両の操舵装置を制御する自動操舵制御部と、を備える請求項２に記載の運転支援装置。
4. 前記所定の出庫姿勢は、前記車両が駐車中の姿勢から真っ直ぐに後退する方向を出庫方向として、旋回方向とは反対側において障害物が存在する領域と前記車両が移動可能な領域との境界を、旋回方向とは反対側の前記車両の前端が前記出庫方向に向かって通過完了した以降の姿勢である請求項３に記載の運転支援装置。
5. 前記所定の出庫姿勢は、前記車両が駐車中の姿勢に対して直交する姿勢である請求項３に記載の運転支援装置。
6. 車載カメラによる撮影画像を受け取る撮影画像受取部と、前記車両の移動状態を検出するセンサの検出結果に基づいて自己位置を推定する自己位置推定部とを備え、
   前記境界情報演算部は、前記車両が所定距離離間した少なくとも２つの地点においてそれぞれ撮影された少なくとも２つの撮影画像と当該地点の前記自己位置とに基づいて、前記障害物を検出し、前記境界情報を演算する請求項１〜５の何れか一項に記載の運転支援装置。

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