JP4427953B2

JP4427953B2 - 駐車支援装置

Info

Publication number: JP4427953B2
Application number: JP2003032656A
Authority: JP
Inventors: 和典嶋▲崎▼; 富雄木村
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2003-01-29
Filing date: 2003-02-10
Publication date: 2010-03-10
Anticipated expiration: 2023-02-10
Also published as: CN1295112C; ATE353806T1; KR100576280B1; CN1522892A; JP2004284370A; DE60311762T2; US7257486B2; KR20040069961A; AU2004200151A1; AU2004200151B2; EP1442962B1; US20040153243A1; TW200500242A; TWI229645B; EP1442962A3; DE60311762D1; EP1442962A2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、駐車支援装置に係り、特に駐車の際の運転操作を運転者に案内する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば特許文献１に開示されているように、ヨーレートセンサ等を用いて車両のヨー角を検出し、車両の旋回角度を算出して後退駐車運転中の各ステップにおける操作方法や操作タイミングに関する案内情報をスピーカから出力する駐車支援装置が開発されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−３２２５２０号公報
【０００４】
このような駐車支援装置によれば、運転者はスピーカから音声として出力される案内情報に従って車両を運転操作するだけで、車両を駐車スペースへ誘導し、駐車させることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ただし、駐車スペースまでの駐車経路上に障害物が存在したり、運転操作にミスが生じて案内情報通りの操作ができないと、そのまま運転操作を進めても目標とする駐車スペースへの駐車が困難になる場合があるが、スピーカからの案内情報に従って運転操作を行うだけでは、このような状況を事前に確認することが難しかった。このため、駐車スペースの直近にまで車両を誘導した段階で結局そのまま駐車することができず、始めから駐車のための運転操作をやり直す必要が生じる虞があった。
【０００６】
この発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、案内情報に従った運転操作により駐車スペースへの駐車が可能か否かを事前に確認することができる駐車支援装置を提供することを目的とする。
さらに、そのままでは目標の駐車スペースに駐車ができない場合にも、現在の停止位置を動かすことなく（初めからやり直すことなく）駐車を可能とする駐車支援装置を供給することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る駐車支援装置は、駐車経路に沿った駐車を支援する駐車支援装置であって、駐車支援装置は、駐車経路上の特定の車両位置に対応する指示ヨー角と、検出された車両のヨー角とを比較して、その比較結果に応じて駐車を支援するものであり、駐車経路は、一定の操舵角に保持された状態で車両を前進させる前進経路であって、第１の指示ヨー角に対応する第１の車両位置で停止させる、前進経路と、前進経路の後に、前進経路とは逆方向の一定の操舵角に保持された状態で車両を後退させる第１の後退経路であって、第２の指示ヨー角に対応する第２の車両位置で停止させる、第１の後退経路と、第１の後退経路の後に、前進経路と同一方向の一定の操舵角に保持された状態で車両を後退させる第２の後退経路であって、第３の指示ヨー角に対応する第３の車両位置で停止させる、第２の後退経路とを含むか、または、駐車経路は、前進経路と、第１の後退経路とを含み、第１の車両位置、第２の車両位置、および第３の車両位置は、車両を停止させ操舵角を変更すべき所定の位置であり、駐車支援装置は、少なくとも車両の後方を撮影する撮像手段と、車両の運転席に配置されると共に撮像手段からの映像を表示するモニタと、車両のヨー角を検出するためのヨー角検出手段と、運転者に、駐車経路上において車両を停止させ操舵角を変更すべき所定の位置に車両が接近したことを知らせる接近情報と、所定の位置に車両が到達したことを知らせる到達情報とを出力するための案内手段と、指示ヨー角とヨー角検出手段により検出された車両のヨー角とを比較して、その比較結果に応じた運転操作を案内することにより接近情報および到達情報を案内手段を介して提供し、運転者が接近情報および到達情報に従った運転操作を続行することで駐車経路に従って目標の駐車スペースへの駐車が可能か否かを確認するために撮像手段からの映像に重畳して駐車経路及び予想駐車位置の少なくとも一方をモニタ上に表示するコントローラであって、予想駐車位置は、車両を基準として決められた位置であり、かつ、予想駐車位置は、運転者が駐車経路に従った運転操作を続行することで車両が駐車されると予想される位置である、コントローラとを備え、コントローラは、車両の進行に伴う撮像手段からの映像に対して駐車経路及び予想駐車位置の少なくとも一方の表示が路面の映像に対して常に同じ位置となるように、駐車経路および予想駐車位置と車両との相対位置の変化量を算出して、駐車経路及び予想駐車位置の少なくとも一方の表示をモニタ上で徐々に移動させる。
【０００８】
モニタ上に表示される駐車経路及び予想駐車位置の少なくとも一方は、運転者が接近情報および到達情報に従って車両を運転操作する際にコントローラにより演算することもでき、あるいは、予めコントローラに設定されていてもよい。
【０００９】
運転者の操作によりモニタの画面上で予想駐車位置の表示を撮像手段からの映像における目標の駐車スペースに移動させる予想駐車位置表示移動手段をさらに含み、コントローラが、予想駐車位置表示移動手段による予想駐車位置の表示の移動量から指示ヨー角を変更し、変更された指示ヨー角とヨー角検出手段で検出されたヨー角とを比較し、その比較結果に応じて接近情報および到達情報を提供するように構成してもよい。さらに、この場合、予想駐車位置表示移動手段により移動された予想駐車位置の表示の移動量を記憶する移動量記憶手段を備え、記憶された移動量に基づいて駐車経路及び予想駐車位置の少なくとも一方を表示することもできる。
【００１０】
運転者の操作によりモニタ上の複数の予想駐車位置のうちモニタ上の目標の駐車スペースに最も近い予想駐車位置を選択するための予想駐車位置選択手段を備え、コントローラが、予め設定された複数の予想駐車位置候補を互いに位置をずらして複数の予想駐車位置をモニタ上に表示し、複数の予想駐車位置候補のうちから予想駐車位置選択手段により選択された予想駐車位置から指示ヨー角を変更し、変更された指示ヨー角とヨー角検出手段で検出されたヨー角とを比較し、その比較結果に応じて接近情報および到達情報を提供するように構成することもできる。
【００１１】
また、接近情報および到達情報による駐車支援を始めた時点から、撮像手段からの映像に重畳して駐車経路及び予想駐車位置の少なくとも一方をモニタ上に表示することもできる。あるいは、駐車経路は、一定の操舵角に保持された状態で車両を前進させる前進経路と、その後に一定の操舵角に保持された状態で車両を後退させる後退経路とを含み、コントローラは、車両が第１の後退経路または第２の後退経路にあるとき、駐車経路及び予想駐車位置の少なくとも一方をモニタ上に表示することもできる。
【００１２】
さらに、コントローラは、接近情報および到達情報を提供する前から、予想駐車位置をモニタ上に表示することも可能である。
なお、撮像手段として、車両の後方を撮影する後方撮像手段を含ませることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１に示されるように、車両１の後部に車両１の後方の視界を撮影する後方撮像手段として後方監視カメラ２が取り付けられており、カメラ２の視界範囲の下端部に車両１の後部バンパー３が入っている。車両１の運転席にはカラータイプの液晶ディスプレイからなるモニタ４が配置されている。このモニタ４は、通常はナビゲーション装置の表示装置として使用されるが、この発明に基づいて駐車支援操作が行われる際にはカメラ２による映像が表示される。また、運転席の側方にシフトレバー５が配置されている。操舵輪としての前輪６はハンドル７の操作により操舵される。
【００１４】
図２にこの発明の実施の形態１に係る駐車支援装置の構成を示す。カメラ２とモニタ４にコントローラ８が接続されている。このコントローラ８には、車両１のヨー角方向の角速度を検出するヨーレートセンサ９が接続されると共に、車両１が並列駐車を行うことをコントローラ８に知らせるための並列モードスイッチ１０と車両１が縦列駐車を行うことをコントローラ８に知らせるための縦列モードスイッチ１１とからなるスイッチモジュール１２が接続されている。さらに、運転者に対して運転操作の情報を案内するためのスピーカ１３がコントローラ８に接続されている。
【００１５】
コントローラ８は、図示しないＣＰＵと制御プログラムを記憶したＲＯＭと作業用のＲＡＭとを備えている。
ＲＯＭには、車両１のハンドル７が最大に操舵されて車両１が旋回する場合の最小旋回半径Ｒｃのデータが記憶されると共に並列駐車時及び縦列駐車時の駐車支援を行う制御プログラムが格納されている。ＣＰＵはＲＯＭに記憶された制御プログラムに基づいて動作する。コントローラ８は、ヨーレートセンサ９から入力される車両１の角速度から車両１のヨー角を算出し、車両１の旋回角度を算出して駐車運転中の各ステップにおける操作方法や操作タイミングに関する情報をスピーカ１３に出力する。
【００１６】
コントローラ８は、カメラ２による後方の映像と共にモニタ４上に図３（ａ）〜（ｃ）にそれぞれ破線で示されるような直進後退時、操舵角が右側最大での後退時、操舵角が左側最大での後退時における車両１の予想軌跡１４を必要に応じて重畳表示する。予想軌跡１４は、モニタ４の画面１５において車両１の後部バンパー３から例えばリヤアクスル中心が現在の位置から０．５ｍ、１．５ｍ、３ｍ進んだそれぞれの時点の、後部バンパー３の両端の点を結んだ幅１．８ｍに相当する線分１８、線分１９、線分１６と、それぞれの時点の各線分の両端の各点を結び、後部バンパー３へ延びる線分または滑らかに結んだ曲線であるサイドライン１７ａ及びサイドライン１７ｂを有する。モニタ４上に表示される予想軌跡１４は、ハンドル７を直進状態にして後退したときには、図３（ａ）に示されるような後部バンパー３の後方に真っ直ぐ延長した形状となり、ハンドル７を右側最大に操舵してフル切り状態で後退するあるいは左側最大に操舵してフル切り状態で後退したときには、図３（ｂ）及び（ｃ）にそれぞれ示されるような右方向あるいは左方向へ湾曲した形状になる。
【００１７】
ここで、この実施の形態の駐車支援装置が、車両１にどのような経路を進行させて駐車を支援するのかを説明する。
まずはじめに、図４を用いて、縦列駐車を行う場合について説明する。
車両１の左後端が駐車スペースＴの奥のコーナーＳ２に一致するように、車両１を駐車スペースＴに駐車するものとする。この状態の車両位置Ｍ１における車両１のリヤアクスル中心ＭＯを原点とし、道路と平行で車両１の後退方向にＹ軸をとり、Ｙ軸と直角にＸ軸をとる。また、駐車スペースＴの奥のコーナーの座標をＳ２（Ｗ２／２，ａ）とする。ここで、ａ、Ｗ２は、車両１のリヤオーバハング、車幅をそれぞれ示す。
車両位置Ｊ１にある車両１が、ハンドル７の操舵角を右側最大にして半径Ｒｃで旋回しつつ前進し、車両位置Ｋ１になったところで停止した後、操舵角を左側最大にして半径Ｒｃで旋回しつつ後退し、車両位置Ｌ１になったところで停止しさらに操舵角を右側最大にして半径Ｒｃで旋回しつつ後退し、駐車スペースＴ内の車両位置Ｍ１に適正に駐車するものとする。
【００１８】
まず、駐車スペースＴの前方の所定位置に駐車中の車両２０を目安にして、車両１を車両位置Ｊ１に停車した状態を初期停止位置として、縦列駐車を開始するものとする。
車両位置Ｊ１は、車両１の運転者の位置ＤＲのＹ座標が駐車中の車両２０の後端２０ａのＹ座標に一致する位置で且つ駐車スペースＴに平行で車両１と車両２０とが所定の車両間隔ｄである位置とする。したがって、車両位置Ｊ１のリヤアクスル中心ＪＯの座標（ＪＯｘ，ＪＯｙ）は、車両２０の後端部２０ａの座標と運転者の位置ＤＲとリヤアクスル中心ＪＯとの関係及び車両間隔ｄから一義的に定められる。
車両位置Ｊ１にある車両１が、ハンドル７の操舵角を右側最大にして半径Ｒｃで旋回しつつ車両位置Ｋ１まで前進する。その際の旋回中心をＣ３とし、旋回角度をβとする。また、車両位置Ｋ１にある車両１が操舵角を左側最大にして半径Ｒｃで旋回しつつ車両位置Ｌ１まで後退する。その際の旋回中心をＣ４とし、旋回角度をδとする。さらに、車両位置Ｌ１でハンドル７を反対方向に切り返して、操舵角を右側最大にして半径Ｒｃで旋回しつつ車両位置Ｍ１まで後退する。その際の旋回中心をＣ５とし、旋回角度をαとする。
また、車両位置Ｋ１，Ｌ１におけるリヤアクスル中心をそれぞれＫＯ，ＬＯとする。
【００１９】
旋回角度α，β，δには、
δ＝α−β
の関係がある。
旋回中心Ｃ５の座標（Ｃ５ｘ，Ｃ５ｙ）は、
C5x＝−Rc
C5y＝０
で表される。
旋回中心Ｃ４の座標（Ｃ４ｘ，Ｃ４ｙ）は、
C4x＝C5x＋(Rc+Rc)・cosα＝−Rc＋2Rc・cosα
C4y＝C5y−(Rc+Rc)・sinα＝−2Rc・sinα
で表される。
旋回中心Ｃ３の座標（Ｃ３ｘ，Ｃ３ｙ）は、
C3x＝C4x−(Rc+Rc)・cosβ＝−Rc＋2Rc・cosα−2Rc・cosβ
C3y＝C4y＋(Rc+Rc)・sinβ＝−2Rc・sinα＋２Rc・sinβ
で表される。
また、車両位置Ｊ１のリヤアクスル中心ＪＯの座標（ＪＯｘ，ＪＯｙ）は、

で表される。
【００２０】
ここで、式（１）及び（２）を三角関数の公式を用いて、変形すると、
tan（α／２＋β／２）＝JOx／JOy
sin^２（α／２−β／２）＝（JOx^２＋JOy^２）／（１６Rc^２）
となり、α、βをリヤアクスル中心ＪＯの座標（ＪＯｘ，ＪＯｙ）を用いて算出することができる。
リヤアクスル中心ＪＯの座標（ＪＯｘ，ＪＯｙ）は、車両１を車両２０の後方に無理のない操作で駐車できる標準的な値として、例えば、ＪＯｘ＝−２．３ｍ、ＪＯｙ＝−４．５ｍの値が設定されている。
リヤアクスル中心ＪＯの標準的な座標ＪＯｘ及びＪＯｙは、車両１の車格、操舵特性などに応じて値を設定することが望ましい。
【００２１】
次に、図５に示されるように、車両１が車両位置Ｌ１に位置するときに、ハンドル７を右側最大に操舵し旋回後退して車両位置Ｍ１に至るまでの予想軌跡の描き方を説明する。車両１の右後端及び左後端の旋回中心Ｃ５からの半径をそれぞれＲｉ、Ｒｏとする。
ここで、図６に示されるように、車両位置Ｌ１での車両１のリヤアクスル中心位置を原点Ｏとし、車両位置Ｌ１における車両１の長さ方向にＹ軸をとり、Ｙ軸と直角にＸ軸をとると、車両位置Ｌ１に位置する車両１の右後端Ｑ１の座標は（−Ｗ２／２，ａ）、左後端Ｑ２の座標は（Ｗ２／２，ａ）となり、旋回中心Ｃ５の座標は（−Ｒｃ，０）となる。また、右後端の旋回半径Ｒｉ及び左後端の旋回半径Ｒｏは、
Ri＝{(Rc−W2/2)^２＋a^２}^１／２
Ro＝{(Rc＋W2/2)^２＋a^２}^１／２
と表わされる。
ここで、車両１の右後端Ｑ１の軌跡をＰ１及び左後端Ｑ２の軌跡をＰ２とすると、軌跡Ｐ１は旋回中心Ｃ５（−Ｒｃ，０）を中心に点Ｑ１（−Ｗ２／２，ａ）から半径Ｒｉで旋回角αの円弧として描画され、一方、軌跡Ｐ２は旋回中心Ｃ５（−Ｒｃ，０）を中心に点Ｑ２（Ｗ２／２，ａ）から半径Ｒｏで旋回角αの円弧として描画される。
これら軌跡Ｐ１及びＰ２を車両位置Ｌ１に車両１が位置するときの予想軌跡として実際にモニタ４上に表示すると、軌跡Ｐ１が図３（ｂ）に示される予想軌跡１４のサイドライン１７ｂに、軌跡Ｐ２がサイドライン１７ａにそれぞれ相当する構成になっている。
【００２２】
次に、実施の形態１に係る駐車支援装置の縦列駐車時の動作について説明する。
まず、図４において、運転者の位置ＤＲのＹ座標が駐車中の車両２０の後端２０ａのＹ座標に一致し、車両１が車両２０に対して車両間隔ｄ、例えば５０ｃｍとなるような車両位置Ｊ１に車両１を停止させる。ここで、縦列モードスイッチ１１が投入されると、このスイッチ１１の作動に基づいてコントローラ８は、初期停止位置を車両のヨー角が０度の位置として設定すると共に縦列駐車のためのプログラムを起動させる。運転者は、車両１のハンドル７を右側最大に操舵してフル切り状態にし、そのまま車両１を前進させる。コントローラ８は、ヨーレートセンサ９から入力される車両１の角速度から車両のヨー角を算出して、このヨー角と予め設定されている指示ヨー角としての旋回角度βとを比較する。車両１が、初期停止位置から車両位置Ｋ１に近づくにつれて、コントローラ８は、ヨー角と旋回角度βとの差を基に、車両位置Ｋ１に接近したことを知らせる接近情報と、車両位置Ｋ１に到達したことを知らせる到達情報とをスピーカ１３を介して運転者に知らせる。
例えば、接近情報として、スピーカ１３から「ピッ、ピッ」という間欠音が発せられ、この間欠音及び点滅の周期は、ヨー角と旋回角度βとの差が少なくなると共に短くなる。ヨー角と旋回角度βとの差がなくなると、到達情報として、スピーカ１３から「ピー」という連続音が発せられる。
【００２３】
運転者は、到達情報に従って車両１を車両位置Ｋ１に停止させる。次に、運転者は、ハンドル７を左にいっぱい操舵してフル切り状態にし、そのまま車両１を後退させる。このとき、モニタ４の画面１５がカメラ２で撮影された車両１後方の映像に切り換えられる。コントローラ８は、車両１のヨー角と予め設定されている指示ヨー角としての旋回角度α（＝β＋δ）とを比較する。車両１が、車両位置Ｋ１から車両位置Ｌ１に近づくにつれて、すなわち、車両のヨー角が旋回角度αの値に近づくにつれて、コントローラ８は、ヨー角と旋回角度αとの差を基に、車両位置Ｌ１に接近したことを知らせる接近情報と、車両位置Ｌ１に到達したことを知らせる到達情報とをスピーカ１３を介して運転者に知らせる。
【００２４】
運転者は、到達情報に従って車両１を車両位置Ｌ１に停止させる。コントローラ８は、図７（ａ）に示されるように、運転者が案内情報に従ってそのまま運転操作を続けた場合に車両１が駐車されると予想される予想駐車位置を演算し、モニタ４の画面１５上の予想駐車位置に車両１の概略外形を表わす車両マーク２１を重畳表示する。運転者は予想駐車位置の表示である車両マーク２１が図７（ａ）に実線で示されるモニタ４上の目標駐車スペースＴ内にうまく重なり合っているか否かを確認する。車両マーク２１は、車両１が車両位置Ｌ１に停止する直前に表示してもよい。
【００２５】
車両マーク２１が目標駐車スペースＴに重なり合っていれば、運転者は案内情報に従ってそのまま運転操作を続ければ駐車が可能であると判断できる。さらに、コントローラ８は図６に示した軌跡Ｐ１及びＰ２を基に車両１の予想軌跡１４を演算し、モニタ４上に表示された車両１後方の映像に重畳して図７（ｂ）に破線で示されるような予想軌跡１４を表示する。この予想軌跡１４により、運転者はそのままの後退操作で目標駐車スペースＴへの駐車が可能か否かを確認すると共に後退途中の障害物の有無を確認することができる。
【００２６】
車両１の後退が開始されると、コントローラ８は、車両１のヨー角が０度に近づくにつれて、車両１が駐車スペースＴ内の車両位置Ｍ１に接近したことを知らせる接近情報と、車両位置Ｍ１に到達したことを知らせる到達情報とをスピーカ１３を介して運転者に知らせる。また、車両１が車両位置Ｍ１に到達する直前に、コントローラ８は図７（ｃ）に示されるように、目標駐車スペースＴの後方に形成された隣の駐車スペース２３あるいは路肩に対して、車両１が平行に駐車されたか否かを運転者が確認できるように左右一対のガイド線２４を表示する。これらガイド線２４は、図３（ａ）に示した直進後退時の予想軌跡１４の一対のサイドライン１７ａ及び１７ｂに相当している。運転者は、スピーカ１３からの到達情報を聞くと共にモニタ４上でガイド線２４を見ることにより、車両位置Ｍ１で車両１を停止させ、駐車を完了することができる。
【００２７】
なお、車両位置Ｌ１において、車両マーク２１が目標駐車スペースＴに重なり合っていない場合、あるいは予想軌跡１４により予想される後退経路上に障害物が存在する場合には、車両位置Ｌ１から初期停止位置Ｊ１に戻って初期停止位置Ｊ１を若干ずらせた位置から駐車のための運転操作をやり直せばよい。
【００２８】
以上のように、運転者は、モニタ４上に重畳表示された予想軌跡１４及び車両マーク２１と目標駐車スペースＴとの重なり具合を確認することによりスピーカ１３からの案内情報に従ってそのまま運転操作を続けることで目標駐車スペースＴに車両１を縦列駐車することが可能か否かを事前に判断することができる。
また、予想軌跡１４により、運転者はスピーカ１３からの案内情報に従ってそのまま運転操作を続けた場合に予想される後退経路上に障害物が存在するか否かを事前に確認することができる。
また、車両マーク２１を、到達情報が発せられる前、例えば接近情報の出力とほぼ同時に表示すれば、車両マーク２１と映像内の駐車スペースＴとの重なり具合により、ハンドル７の切り返し位置に到達したか否かを目視で確認することができる。
【００２９】
次に、図８を用いて、並列駐車を行う場合について説明する。
車両１が駐車しようとする駐車スペースＴの入口の中央点を原点Ｏとし、道路と直角で駐車スペースＴにおける車両１の後退方向にＹ軸をとり、道路と平行にすなわち、Ｙ軸と直角にＸ軸をとる。また、駐車スペースＴの駐車枠の幅をＷ１とする。リヤアクスル中心ＨＯが駐車スペースＴの幅方向の中央になり且つ駐車スペースＴの長さ方向に平行になる車両位置Ｈ１に、車両１が適正に駐車されるように駐車支援装置が運転者を支援するものとする。
【００３０】
まず、初期停止位置として、駐車スペースＴに直角で車両１のリヤアクスル中心ＥＯが駐車スペースＴの入口からＤの距離で且つ駐車スペースＴの側部Ｔ１と車両１の運転者の位置ＤＲとが一致する車両位置Ｅ１に車両１を停止させるものとする。
次に、車両位置Ｅ１にある車両１が、ハンドル７の操舵角を左側最大にして半径Ｒｃで旋回しつつ、旋回角度θまで前進し、車両位置Ｆ１になったところで、ハンドル７の操舵角を右側最大にして旋回半径Ｒｃで旋回しつつ、旋回角度φだけ後退し、車両１が駐車スペースＴに平行になった車両位置Ｇ１でハンドル７を直進状態に戻してさらに後退して駐車スペースＴ内の車両位置Ｈ１に適正に駐車するものとする。
また、車両位置Ｅ１，Ｆ１，Ｇ１におけるリヤアクスル中心をそれぞれ、ＥＯ，ＦＯ，ＧＯとする。
【００３１】
ここで、車両位置Ｅ１における運転者の位置ＤＲとリヤアクスル中心ＥＯとのＸ軸方向の距離をＬとすると、車両位置Ｅ１から車両位置Ｆ１まで車両１が旋回する際の旋回中心Ｃ１の座標（Ｃ１ｘ，Ｃ１ｙ）は、
C1x＝L−W1/2
C1y＝−(D＋Rc)
で表される。
車両位置Ｆ１から車両位置Ｇ１まで車両１が旋回する際の旋回中心Ｃ２の座標（Ｃ２ｘ，Ｃ２ｙ）は、
C2x＝−(Rc＋Rc)・sinθ＋C1x＝−2Rc・sinθ＋L−W1/2
C2y＝(Rc＋Rc)・cosθ＋C1y＝2Rc・cosθ−(D＋Rc)
で表され、このうち、Ｘ座標Ｃ２ｘは、
C2x＝−Rc
としても表される。
【００３２】
Ｘ座標Ｃ２ｘの２つの関係式からsinθは、
sinθ＝(Rc＋L−W1/2)/2Rc
で表され、このθの値をＲｃ、Ｌ及びＷ１を用いて算出することができる。
さらに、車両位置Ｆ１から車両位置Ｇ１まで車両１が旋回する旋回角度φは、
φ＝π/2−θ
で表される。
【００３３】
次に、図９に示されるように、車両１が車両位置Ｆ１に位置するときに、ハンドル７を左側最大に操舵し旋回後退して車両位置Ｆ１から車両位置Ｇ１に至るまでの予想軌跡の描き方を説明する。ここでは、車両位置Ｅ１にある車両１が、ハンドル７の操舵角を右側最大にして旋回中心Ｃ１の周りに旋回半径Ｒｃで旋回しつつ、旋回角度θまで前進し、車両位置Ｆ１になったところで、停止してハンドル７の操舵角を左側最大にして旋回中心Ｃ２の周りに旋回半径Ｒｃで旋回しつつ、旋回角度φだけ後退し、車両１が駐車スペースＴに平行になった車両位置Ｇ１で停止しさらにハンドル７を直進状態に戻してさらに後退して駐車スペースＴ内に適正に駐車するものとする。なお、旋回中心Ｃ２からの車両１の右後端及び左後端の半径をそれぞれＲｏ、Ｒｉとする。
【００３４】
ここで、図１０に示されるように、車両位置Ｆ１での車両１のリヤアクスル中心位置を原点Ｏとし、車両位置Ｆ１における車両１の長さ方向にＹ軸をとり、Ｙ軸と直角にＸ軸をとると、車両位置Ｆ１に位置する車両１の右後端Ｑ１の座標は（−Ｗ２／２，ａ）、左後端Ｑ２の座標は（Ｗ２／２，ａ）となり、旋回中心Ｃ２の座標は（Ｒｃ，０）となる。また、右後端の旋回半径Ｒｏ及び左後端の旋回半径Ｒｉは、
Ri＝{(Rc−W2/2)^２＋a^２}^１／２
Ro＝{(Rc＋W2/2)^２＋a^２}^１／２
と表わされる。
ここで、車両１の右後端Ｑ１の軌跡をＰ１及び左後端Ｑ２の軌跡をＰ２とすると、軌跡Ｐ１は旋回中心Ｃ２（Ｒｃ，０）を中心に点Ｑ１（−Ｗ２／２，ａ）から半径Ｒｏで旋回角φの円弧として描画され、一方、軌跡Ｐ２は旋回中心Ｃ２（Ｒｃ，０）を中心に点Ｑ２（Ｗ２／２，ａ）から半径Ｒｉで旋回角φの円弧として描画される。
これら軌跡Ｐ１及びＰ２を車両位置Ｆ１に車両１が位置するときの予想軌跡として実際にモニタ４上に表示すると、軌跡Ｐ１が図３（ｃ）に示される予想軌跡１４のサイドライン１７ｂに、軌跡Ｐ２がサイドライン１７ａにそれぞれ相当する構成になっている。
なお、軌跡Ｐ１及びＰ２のそれぞれの終点における円弧の接線により車両１の直進軌跡Ｐｂを描画することができる。
【００３５】
次に、実施の形態１に係る駐車支援装置の並列駐車時の動作について説明する。
まず、図８において、運転者の位置ＤＲのＸ座標が駐車スペースＴの側部Ｔ１に一致し、車両１が目標駐車スペースＴの入口から例えば５０ｃｍの距離となるような車両位置Ｅ１に車両１を停止させる。ここで、並列モードスイッチ１０が投入されると、このスイッチ１０の作動に基づいてコントローラ８は、初期停止位置を車両１のヨー角が０度の位置として設定すると共に並列駐車のためのプログラムを起動させる。運転者は、ハンドル７を左側最大に操舵してフル切り状態にし、そのまま車両１を前進させる。
コントローラ８は、ヨーレートセンサ９から入力される車両１の角速度から車両１のヨー角を算出して、このヨー角と予め設定されている指示ヨー角としての旋回角度θとを比較する。車両１が、車両位置Ｅ１から車両位置Ｆ１に近づくにつれて、コントローラ８は、縦列駐車の際と同様に、ヨー角と旋回角度θとの差を基に、車両位置Ｆ１に接近したことを知らせる接近情報と、車両位置Ｆ１に到達したことを知らせる到達情報とをスピーカ１３を介して運転者に知らせる。
【００３６】
運転者は、到達情報に従って車両１を車両位置Ｆ１に停止させる。運転者がシフトレバー５を後退位置に操作すると、モニタ４の画面１５がカメラ２で撮影された車両１後方の映像に切り換えられる。ここで、コントローラ８は、図７（ａ）〜（ｃ）に示した縦列駐車時と同様の動作を開始する。すなわち、コントローラ８は、運転者が案内情報に従ってそのまま運転操作を続けた場合に車両１が駐車されると予想される予想駐車位置を演算し、モニタ４の画面上の予想駐車位置に車両１の概略外形を表わす車両マークを重畳表示する。運転者は予想駐車位置の表示である車両マークがモニタ４上の目標駐車スペースＴの幅方向中央に位置しているか否かを確認する。
【００３７】
車両マークが目標駐車スペースＴの幅方向中央に位置していれば、運転者は案内情報に従ってそのまま運転操作を続ければ駐車が可能であると判断できる。さらにコントローラ８は上述した軌跡Ｐ１及びＰ２を基に車両１の予想軌跡を演算し、モニタ４上に表示された車両１後方の映像に重畳して図３（ｂ）に破線で示されるような予想軌跡１４を表示する。この予想軌跡１４により、運転者はそのままの後退操作で目標駐車スペースＴへの駐車が可能か否かを確認すると共に後退途中の障害物の有無を確認することができる。
【００３８】
車両１の後退が開始されると、コントローラ８は、車両１のヨー角が９０度に近づくにつれて、車両１が目標駐車スペースＴ内の車両位置Ｇ１に接近したことを知らせる接近情報と、車両位置Ｇ１に到達したことを知らせる到達情報とをスピーカ１３を介して運転者に知らせる。また、車両１が車両位置Ｇ１に到達する直前に、コントローラ８は車両１が目標駐車スペースＴの側部に対して平行であるか否かを運転者が確認できるように上述した軌跡Ｐｂを基にして予想直進軌跡を演算して表示する。これにより、運転者は、車両位置Ｇ１で車両１を停止させた後、ハンドル７を直進状態に戻してから車両１を後退させ、目標駐車スペースＴ内に車両１が収まったら駐車を完了する。
【００３９】
なお、車両位置Ｆ１において、車両マークが目標駐車スペースＴの幅方向中央に位置していない場合、あるいは予想軌跡１４により予想される後退経路上に障害物が存在する場合には、初期停止位置Ｅ１を少しずらした位置から駐車のための運転操作をやり直せばよい。
【００４０】
以上のように、運転者は、モニタ４上に重畳表示された予想軌跡１４及び車両マークと目標駐車スペースＴとの重なり具合を確認することによりスピーカ１３からの案内情報に従ってそのまま運転操作を続けることで目標駐車スペースに車両１を並列駐車することが可能か否かを事前に判断することができる。
また、予想軌跡１４により、運転者はスピーカ１３からの案内情報に従ってそのまま運転操作を続けた場合に予想される後退経路上に障害物が存在するか否かを事前に確認することができる。
【００４１】
実施の形態２．
実施の形態１では、最終のハンドル切り返し位置である車両位置Ｌ１に車両１が到達した後に車両位置Ｍ１までの予想軌跡を表示したが、その前の車両位置Ｋ１において車両位置Ｌ１から車両位置Ｍ１までの最終の旋回軌跡を予想軌跡として表示することもできる。縦列駐車の場合は、車両位置Ｋ１に到達したときにシフトレバー５を後退位置に操作するため、この操作と共にカメラ２による後方映像をモニタ４上に表示し、併せて車両位置Ｌ１から車両位置Ｍ１までに至る予想軌跡をモニタ４上に重畳表示すると、その後の後退操作にあたって便利である。
【００４２】
このような予想軌跡の描き方を図１１に従って説明する。車両１の右後端及び左後端の旋回中心Ｃ５からの半径をそれぞれＲｉ、Ｒｏとする。また、車両位置Ｋ１での車両１のリヤアクスル中心位置を原点Ｏとし、車両位置Ｋ１における車両１の長さ方向にＹ軸をとり、Ｙ軸と直角にＸ軸をとると、車両位置Ｋ１に位置する車両１の右後端Ｑ０１の座標は（−Ｗ２／２，ａ）、左後端Ｑ０２の座標は（Ｗ２／２，ａ）となり、車両位置Ｌ１に至るまでの旋回中心Ｃ４の座標は（Ｒｃ，０）となる。
ここで、車両位置Ｌ１からＭ１までに至る最終旋回の軌跡Ｐ１及びＰ２の旋回中心Ｃ５、軌跡Ｐ１及びＰ２の始点である点Ｑ１及びＱ２は、それぞれ旋回中心Ｃ３、点Ｑ０１及び点Ｑ０２を旋回中心Ｃ４を中心に角度−δだけ回転させたものである。
従って、旋回中心Ｃ５の座標（Ｃ５ｘ，Ｃ５ｙ）は、

と表わされ、また点Ｑ１の座標（Ｑ１ｘ，Ｑ１ｙ）は、

と表わされ、さらに点Ｑ２の座標（Ｑ２ｘ，Ｑ２ｙ）は、

と表わされる。
このように算出した結果から、車両１の右後端Ｑ１の軌跡Ｐ１は、旋回中心Ｃ５（Ｃ５ｘ，Ｃ５ｙ）を中心に点Ｑ１（Ｑ１ｘ，Ｑ１ｙ）から半径Ｒｉで旋回角αの円弧として描画され、一方、左後端Ｑ２の軌跡Ｐ２は旋回中心Ｃ５（Ｃ５ｘ，Ｃ５ｙ）を中心に点Ｑ２（Ｑ１ｘ，Ｑ１ｙ）から半径Ｒｏで旋回角αの円弧として描画される。
【００４３】
車両１が車両位置Ｋ１に到達し運転者がシフトレバー５を後退位置に操作すると、これら軌跡Ｐ１及びＰ２を基にコントローラ８が車両位置Ｌ１からＭ１に至る予想軌跡を演算し、この予想軌跡をカメラ２で撮影された車両１後方の映像に重畳してモニタ４上に表示する。この予想軌跡により、実施の形態１と同様に、運転者はそのままの後退操作で目標駐車スペースＴへの駐車が可能か否かを事前に確認すると共に後退途中の障害物の有無を確認することができる。
同様にして、車両位置Ｋ１に到達した際に予想駐車位置を演算し、モニタ４の画面上の予想駐車位置に車両マークを重畳表示することも可能である。
また、車両位置Ｋ１に到達した際にＫ１からＬ１までの予想軌跡を併せ表示することも可能である。
この実施の形態２では、車両位置Ｋ１の時点で目標駐車スペースＴへの駐車が可能か否か及び障害物の有無を確認することができるため、初期停止位置Ｊ１に戻って操作をやり直す等の判断をより早く行うことができるようになる。
【００４４】
実施の形態３．
この実施の形態３の駐車支援装置は、実施の形態１における縦列駐車時に、初期停止位置である車両位置Ｊ１に到達した時点から予想軌跡または車両マークを表示できるようにしたものである。すなわち、コントローラ８は、運転者が車両１を車両位置Ｊ１に停止し、例えば縦列モードスイッチを操作するなどにより駐車の意思が入力されると図１２（ａ）に示されるように、この位置Ｊ１で予想される予想駐車位置を演算し、モニタ４の画面１５上の予想駐車位置に車両マーク２１を重畳表示する。次に、車両１が前進して車両位置Ｋ１に到達する直前に、図１２（ｂ）に示されるように、この位置Ｋ１で予想される予想駐車位置に車両マーク２１を表示し、その後、車両１が車両位置Ｋ１から車両位置Ｌ１へと旋回後退を開始すると、図１２（ｃ）に示されるように、車両位置Ｋ１から車両位置Ｌ１へ至る予想軌跡１４を表示する。さらに、車両１が車両位置Ｌ１に到達する直前からは、図１２（ｄ）〜（ｆ）に示されるように、図７（ａ）〜（ｃ）に示した実施の形態１と同様の動作を行う。
【００４５】
なお、各車両位置Ｋ１、Ｌ１において、車両マーク２１が目標駐車スペースＴに重なり合っていない場合あるいは予想軌跡１４により予想される後退経路上に障害物が存在する場合には、それぞれの車両位置Ｋ１、Ｌ１から初期停止位置である車両位置Ｊ１に戻って初期停止位置Ｊ１を若干ずらせた位置から駐車のための運転操作をやり直せばよい。また、車両位置Ｊ１において表示される車両マーク２１が目標駐車スペースＴに重なり合っていない場合には、車両１を若干移動させてから駐車の操作を再開すればよい。
【００４６】
このように予想軌跡及び予想駐車位置により、実施の形態１と同様に、運転者はそのままの後退操作で目標駐車スペースＴへの駐車が可能か否かを事前に確認すると共に後退途中の障害物の有無を確認することができる。
また、この実施の形態３では、初期停止位置である車両位置Ｊ１の時点で目標駐車スペースＴへの駐車が可能か否か及び障害物の有無を確認することができるため、初期停止位置に戻って操作をやり直す等の判断をさらに早く行うことができるようになる。
【００４７】
なお、上述のように各車両位置Ｋ１、Ｌ１でそれぞれ次の車両位置Ｌ１、Ｍ１までの予想軌跡１４を表示する代わりに、車両位置Ｊ１において、図１３に示されるように、この位置Ｊ１で表示される車両マーク２１と共に各車両位置Ｊ１、Ｋ１、Ｌ１における予想軌跡を全てまとめた予想軌跡２５を表示することもできる。このとき、これら車両マーク２１と予想軌跡２５を同時に表示する代わりに、一定時間毎に車両マーク２１と予想軌跡２５を交互に表示してもよい。
【００４８】
また、実施の形態１における後方監視カメラ２に併せて、車両１の側方に側方撮像手段として側方監視カメラも備えれば、並列駐車の際も、上述した縦列駐車の場合と同様に、初期停止位置である車両位置Ｅ１から予想軌跡及び車両マークを表示することが可能となる。
【００４９】
実施の形態４．
図１４に実施の形態４に係る駐車支援装置の構成を示す。この駐車支援装置は、図２に示した実施の形態１の装置において、モニタ４の画面上で車両マーク２１を移動させるための車両マーク移動手段２６を車両１の運転席に配設し、この車両マーク移動手段２６をコントローラ８に接続したものである。なお、車両マーク移動手段２６によりこの発明の予想駐車位置表示移動手段が構成されている。
コントローラ８は、例えば縦列駐車の際に車両１を初期停止位置である車両位置Ｊ１に停止させて縦列モードスイッチ１１を投入したときに、予想駐車位置を演算し、図１２（ａ）に示されるようにモニタ４の画面１５上の予想駐車位置に車両マーク２１を重畳表示する。このとき、実際に停止した初期停止位置と車両位置Ｊ１との間にズレが生じていると、モニタ４上において、車両マーク２１が目標となる駐車スペースＴに一致せずに駐車スペースＴからズレることとなる。
【００５０】
そこで、この実施の形態４においては、運転席に配置された車両マーク移動手段２６によりモニタ４上の車両マーク２１を移動することができるように構成されており、初期停止位置で表示された車両マーク２１が駐車スペースＴからズレている場合には、運転者は車両マーク移動手段２６により車両マーク２１を移動させて駐車スペースＴに一致させる。なお車両マーク移動手段２６による移動はモニタ４上で上下移動、左右移動、回転移動を含む。このときの車両マーク２１の移動量に基づいてコントローラ８は実際に停止した初期停止位置と車両位置Ｊ１との間のズレを算出し、このようにして算出されたズレ及びリヤアクスル中心ＪＯの標準的な座標ＪＯｘ、ＪＯｙから、実際の初期停止位置のリヤアクスル中心ＪＯ’の座標（ＪＯｘ＋ｄｘ，ＪＯｙ＋ｄｙ）を得て適正に駐車スペースＴに縦列駐車することができるように上記の旋回角度α，β及びδを修正する。
そして、修正された旋回角度α，β及びδを指示ヨー角として用いて案内情報が生成され、運転者に発せられる。これにより、駐車スペースＴへ適正に駐車することが可能となる。
【００５１】
また、さらに車両マーク移動手段２６で、表示した車両マークを回転させて実際の初期停止位置と車両位置Ｊ１のなす角εを取得する機能を併せ持つ場合には、コントローラに、その角度εに基づいて案内情報を生成する機能を付与することで、初期停止位置が目標駐車スペースに対し傾いている場合にも駐車スペースＴへ適正に駐車することが可能となる。
また、車両マーク移動手段２６により移動された車両マーク２１の移動量を記憶する移動量記憶手段を備え、記憶された移動量を基に、次回の駐車支援の際に予想軌跡１４及び車両マーク２１を表示したり、案内情報を生成するようにしても良い。この場合、運転者の癖に対応した案内が可能となる。例えば、縦列駐車のとき、頭をふって初期停止する癖のある運転者は、最初は車両マーク２１を大幅に移動させる必要があるが、次回からは少しの操作又は、操作なしで案内開始ができる。
なお、側方監視カメラを備えれば、並列駐車の際にも同様にして車両マーク移動手段２６でモニタ４上の車両マークを移動することにより、実際に停止した初期停止位置がズレていても、初期停止位置への車両１の移動をやり直すことなく駐車スペースＴへ適正に駐車することができる。
【００５２】
実施の形態５．
実施の形態５に係る駐車支援装置は、実施の形態１〜４における駐車支援の際にモニタ４上に表示される予想軌跡１４、２５と予想駐車位置の車両マーク２１とを車両１の進行に伴ってカメラ２からの映像と一緒に移動させるものである。縦列駐車及び並列駐車において、各車両位置において演算される予想軌跡及び予想駐車位置と車両１との相対位置は、車両１の進行と共に変化する。本発明では、ハンドル７を左右へフル切りにした最小旋回半径Ｒｃを前提として駐車支援を行っているので、予想軌跡及び予想駐車位置と車両１との相対位置の変化量はヨーレートセンサ９等を用いて車両１の旋回角度を検知することで算出可能である。従って、駐車支援時に、この変化量を加味して予想軌跡及び予想駐車位置を時々刻々更新することにより、モニタ４上に重畳表示される予想軌跡及び車両マークを、カメラ２で撮影された路面等の映像に対して常に同じ位置に表示されるように、車両１の進行に伴ってモニタ４上を徐々に移動させることができる。
これにより、各車両位置から次の車両位置に移動している間でも、そのまま案内情報に従って運転操作を続けることで駐車スペースＴに駐車可能か否かを随時確認することができる。
【００５３】
実施の形態６．
実施の形態６に係る駐車支援装置は、例えば縦列駐車時に、初期停止位置である車両位置Ｊ１に至る前に縦列モードスイッチ１１を投入して予想駐車位置を表わす車両マーク２１を表示しつつ前進し、車両マーク２１が映像内の駐車スペースＴに最も接近したところで車両１を停止し、ここで再度縦列モードスイッチ１１を投入することにより、それ以降の運転操作に対して実施の形態１〜５に示したような案内情報を出すようにしたものである。このようにすることにより、初期停止位置である車両位置Ｊ１への車両１の停止が正確になり、より精度の高い駐車支援が可能となる。なお、側方監視用カメラを備えていれば、並列駐車時にも、上述した縦列駐車時と同様の操作を行えば、同様にモニタ４上で車両マーク２１と駐車スペースＴとを確認しながら初期停止位置である車両位置Ｅ１に車両１を停止することができ、同様の効果が得られる。
【００５４】
実施の形態７．
縦列駐車時に、初期停止位置で例えば縦列モードスイッチ１１の操作などにより駐車の意思が入力されると、モニタ４の画面１５上に複数の予想駐車位置を表示し、運転者がそのうちの一つを選択して、それ以降の駐車案内を行うように構成することもできる。例えば、初期停止位置に車両１を停止して縦列モードスイッチ１１を操作すると、図１５（ａ）に示されるように、モニタ４の画面１５上に互いに横方向の位置がわずかにずれた三つの車両マーク２１ａ〜２１ｃが重畳表示される。これらの車両マーク２１ａ〜２１ｃは、予めコントローラ８に設定された予想駐車位置に表示される。さらに、予想駐車位置選択手段として、車両マーク２１ａ〜２１ｃにそれぞれ対応して「目標１」〜「目標３」と記されたタッチスイッチＳＷａ〜ＳＷｃが画面１５上に表示される。
【００５５】
運転者は、画面１５内において車両マーク２１ａ〜２１ｃのうち目標駐車スペースＴに最も近い車両マークを選択し、その車両マークに対応したタッチスイッチを操作する。例えば、図１５（ａ）では「目標２」のタッチスイッチＳＷｂにより車両マーク２１ｂが選択される。同様に、図１５（ｂ）及び（ｃ）の状態では、「目標１」のタッチスイッチＳＷａにより車両マーク２１ａが、「目標３」のタッチスイッチＳＷｃにより車両マーク２１ｃがそれぞれ選択される。
【００５６】
これにより、対応する横方向の移動距離ＤＸ、縦方向の移動距離ＤＹが定められるので、図１６に示されるように、それぞれの車両マーク２１ａ、２１ｂ及び２１ｃにより表示された予想駐車位置Ｍａ、Ｍｂ及びＭｃに対応する目標旋回角α、β及びδを算出することができる。
この場合、初期停止位置の前後方向の調節は、画面１５上の車両マーク２１ａ〜２１ｃと目標駐車スペースＴとの重なり具合を見ながら車両１を前進または後退させることによって行うことができる。
【００５７】
なお、図１５（ａ）〜（ｃ）では、車両マーク２１ａ〜２１ｃを互いに前後方向にわずかにずらして表示されているが、これに限るものではなく、車両マーク２１ａ〜２１ｃを、互いに前後方向には同じ位置で、横方向にのみずらして表示してもよい。ただし、車両マーク２１ａ〜２１ｃを互いに前後方向にもずらして表示した方が運転者にとって見やすく、選択しやすくなる。
また、車両マーク２１ａ〜２１ｃの互いの横方向のずれは、路面上において例えば２０ｃｍ程度であることが好ましい。
画面１５上に形成されるタッチスイッチＳＷａ〜ＳＷｃの代わりに、予想駐車位置選択手段としてモニタ４の周辺等に専用の選択スイッチを設け、この選択スイッチによって車両マーク２１ａ〜２１ｃの選択を行ってもよい。
また、車両マークは三つに限らず、例えば二つあるいは四つ以上の車両マークを互いに位置をずらして画面１５上に重畳表示してもよい。いずれの場合も、個々の車両マークを選択し得るようなスイッチが必要となる。
【００５８】
なお、この実施の形態７では、互いに横方向の位置がわずかにずれた複数の車両マークを用いて初期停止位置における横方向の調節を行ったが、同様にして、互いに前後方向の位置がわずかにずれた複数の車両マークをモニタ４の画面１５上に重畳表示し、これらの車両マークに対応したタッチスイッチ等のスイッチでいずれかの車両マークを選択することにより初期停止位置における前後方向の調節を行うこともできる。さらに、互いに横方向及び前後方向の位置がずれた複数の車両マークを用いて初期停止位置における横方向の調節と共に前後方向の調節をも行うようにすることも可能である。
【００５９】
実施の形態８．
上述した実施の形態６では、初期停止位置に至る前に画面１５に映された映像上に車両マークを表示し、車両マークと目標駐車スペースＴとの重なり具合に応じて停止することで適切な初期停止位置に導くように構成したが、この実施の形態８では、実施の形態１に示すように初期停止位置で停止した後、図４に示す縦列駐車の際の車両位置Ｋ１及び図８に示す並列駐車の際の車両位置Ｆ１のような車両１の後進開始位置付近で画面１５の映像上に車両マークを重畳表示し、車両マークと目標駐車スペースＴとの重なり具合に応じて停止することで、初期停止位置に若干のずれがあった場合にも、以後案内通りに操作することで車両１を目標駐車スペースに導くための適切な後進開始位置に導くようにしたものである。
【００６０】
例えば、縦列駐車の際の後進開始位置である車両位置Ｋ１に車両１が到達したときに予想軌跡や予想駐車位置を演算して表示することについては実施の形態２で述べたが、図１７に示されるように、車両１が計算上正規の初期停止位置Ｊ１より車両１の幅方向にずれた位置Ｊ３からスタートすると、この発明の駐車支援に基づいて角度βだけ旋回しつつ前進して車両位置Ｋ３に到達したとき、予想駐車位置を示す車両マークは背景上の目標駐車スペースＴとは一致しない車両位置Ｍ３に表示される。ただし、位置ずれの発生は、車両１の幅方向のみとし、道路と並行な姿勢及び前後方向の設定は正しくできているものとする。
【００６１】
ここで、運転者は図示しない補正スイッチを投入し、これによりコントローラ８が補正モードに入る。ハンドル７の操舵角を右側最大にしたままでさらに車両１を前進させると、車両１は旋回して車両位置Ｋ４に至る。このとき、車両位置Ｊ３からの旋回角度はβ＋Δβとなっている。
旋回角度α及びβを算出するための次式
J0x＝2Rc・(cosα−cosβ) ……………（１）
J0y＝2Rc・(sinβ−sinα) ……………（２）
に基づき、位置Ｊ３における車両１のリヤアクスル中心ＪＯの座標（ＪＯｘ’，ＪＯｙ’）は、旋回角度β＋Δβに対応する最終旋回角度をα’として、
J0x'＝2Rc・{cosα'−cos(β＋Δβ)}
J0y'＝2Rc・{sin(β＋Δβ)−sinα'}
となる。なお、上述したように、車両位置Ｊ３における前後方向の位置ずれはないものとしているので、Ｙ座標ＪＯｙ’はＪＯｙのまま変わりはない。これらの式を解くことにより、Ｘ座標ＪＯｘ’と最終旋回角度α'を得る。
【００６２】
車両位置Ｋ３で表示する予想駐車位置Ｍ３は、車両位置Ｋ１から見た予想駐車位置Ｍ１と等価で、車両位置Ｊ１から見た位置Ｍ１、すなわちリヤアクスル中心の座標が（−ＪＯｘ、−ＪＯｙ）で車両１と平行な車両位置を位置Ｊ３から位置Ｋ１に至る際の旋回中心Ｃ１（−Ｒｃ、０）を中心に角度βだけ回転させた位置に相当するので、車両位置Ｋ３のリヤアクスル中心を原点とし、その後方にＹ軸、直交する左方にＸ軸をとる座標系で、予想駐車位置Ｍ３のリヤアクスル中心の座標（Ｍ３ｘ、Ｍ３ｙ）は、
M3x（K3）＝(−J0x＋Rc)・cosβ＋J0y・sinβ−Rc
M3y（K3）＝(−J0x＋Rc)・sinβ−J0y・cosβ
と表される。なお、ここではＪＯｘ及びＪＯｙは負である。
同様に計算すると、車両位置Ｋ４を原点としたときの予想駐車位置Ｍ３のリヤアクスル中心の座標（Ｍ３ｘ、Ｍ３ｙ）は、上記のＪＯｘ’及びα'を用いて、
M3x（K4）＝(−J0x'＋Rc)・cos(β＋Δβ)＋J0y・sin(β＋Δβ)−Rc
M3y（K4）＝(−J0x'＋Rc)・sin(β＋Δβ)−J0y・cos(β＋Δβ)
となる。
【００６３】
車両１が位置Ｋ４に達した時点では、この位置をリヤアクスル中心とし、車両１とのなす角度がβ＋Δβであるようにモニタ４の画面１５上において予想駐車位置に車両マークを表示する。この位置は、車両位置Ｋ３の時点で描いたＭ３の位置より路側に寄った位置となり、もし車両１がさらに前進を続けると、車両１の進行に応じてさらに路側に寄っていき、ついには路側を越えて車両マークが表示される。
運転者は、車両マークが目標駐車スペースＴと一致するように車両１を前進または後退させて、すなわち角度Δβを適度に合わせて停止する。コントローラ８は角度β＋Δβに対応する最終旋回角度α'を算出する。
運転者は、この車両位置Ｋ４でハンドル７の操舵角を左側最大に切り返して後退し、車両１のヨー角がα'に一致する位置でコントローラ８からの案内情報に従って停止し、さらにハンドル７の操舵角を右側最大に切り返して後退し、車両１のヨー角が０度の位置で停止すると駐車完了となる。
なお、車両位置Ｊ１から前進を開始した後、適当なタイミング、例えば車両１の実際の旋回角が予め設定されている値を越えた時点から予想駐車位置を示す車両マークを表示してもよい。その場合には、図示しない補正スイッチの操作は不要となる。
【００６４】
同様に、並列駐車においても、車両１の後進開始位置である車両位置Ｆ１付近で画面１５の映像上に車両マークを重畳表示し、車両マークと目標駐車スペースＴとの重なり具合に応じて停止することで初期停止位置に若干のずれがあった場合にも、以後案内通りに操作することで車両１を目標駐車スペースに導くための適切な後進開始位置に導くようにすることができる。
図１８において、初期停止位置である車両位置Ｅ１に車両１を停止させて並列モードスイッチ１０の投入により駐車支援のシステムを起動し、ハンドル７の操舵角を最大にした状態で前進して後進開始位置である車両位置Ｆ１に至るとき、計算上正規の停止位置Ｆ１より手前の位置Ｆ２で停止して後進を開始すると、結果として車両位置Ｇ２に至り、逆に計算上正規の停止位置Ｆ１より行き過ぎて位置Ｆ３で停止して後進を開始すると、車両位置Ｇ３に至る。ただし、車両位置Ｅ１において、目標駐車スペースＴに対する車両１の直角な姿勢の設定は正しくできているものとする。
【００６５】
すなわち、初期停止位置から後進開始位置まで至る旋回角度θを選択することにより、予想駐車位置を目標駐車スペースＴの横方向に移動させることができる。
従って、個々の後進開始位置に応じてそれぞれ車両マークにより予想駐車位置を表示すれば、運転者は表示される車両マークが目標駐車スペースＴのほぼ中央に位置するように後進開始位置を調節することで、その後の後進の結果として車両１を目標駐車スペースＴの中央に導くことができる。
【００６６】
車両位置Ｅ１から後進開始位置である車両位置Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３に至るそれぞれの旋回角度をθ１、θ２、θ３とすると、図１９に示されるように、その後進開始位置から予想駐車位置である車両位置Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３までの旋回角度はそれぞれπ／２−θ１、π／２−θ２、π／２−θ３となり、実施の形態１で説明した方法と同様にして後進開始位置から見た予想駐車位置及び予想軌跡を描くことができる。
ただし、車両位置Ｅ１から後進開始位置に至るまで、車両の進行に従って旋回角度θが変化するので、時々刻々の角度θに応じた描画を行う。
また、縦列駐車の場合と同様に、車両位置Ｅ１から前進を開始した後、適当なタイミング、例えば車両１の実際の旋回角が予め設定されている値を越えた時点から予想駐車位置を示す車両マークや予想軌跡を表示してもよい。
【００６７】
実施の形態９．
上記の実施の形態８における並列駐車では、初期停止位置で目標駐車スペースＴに対し直角に停止してから案内を開始したが、この実施の形態９は、このような初期停止位置に停止する必要なく、後進開始位置である車両位置Ｆ１の付近まで適当に進み、その後モニタ４に後方映像と共に予想軌跡を表示して並列駐車を行うものである。
運転者は、車両１を前進させて目標駐車スペースＴの側方を通り過ぎ、目標駐車スペースＴから離れる方向へハンドル７を操舵して目標駐車スペースＴに対しある程度角度をなした後進開始位置まで適当に進んで停止する。
ここで、運転者が並列モードスイッチ１０を投入すると、コントローラ８はハンドル７の操舵角を最大にしたフル切り状態で後退したときの車両１の両側部を示す予想軌跡Ｐ１及びＰ２を演算してモニタ４の画面１５上に後方映像と共に表示する。これらの予想軌跡Ｐ１及びＰ２は、例えば６０度程度の角度分だけ描画する。
【００６８】
このとき、例えば図２０（ａ）のように計算上正規の後進開始位置である位置Ｆ１より行き過ぎの位置Ｆ４で停止して並列モードスイッチ１０を投入すると、予想軌跡Ｐ１及びＰ２が目標駐車スペースＴ内に収まらなくなる。そこで、運転者は、位置Ｆ４からゆっくり後退して図２０（ｂ）に示されるように予想軌跡Ｐ１及びＰ２が目標駐車スペースＴ内に収まった位置Ｆ５で停止する。
一方、図２０（ｃ）のように計算上正規の後進開始位置である位置Ｆ１より手前の位置Ｆ６で停止して並列モードスイッチ１０を投入したときも、予想軌跡Ｐ１及びＰ２が目標駐車スペースＴ内に収まらなくなる。そこで、運転者は、位置Ｆ６からゆっくり前進して予想軌跡Ｐ１及びＰ２が目標駐車スペースＴ内に収まった位置Ｆ７で停止する。
【００６９】
このようにして予想軌跡Ｐ１及びＰ２が目標駐車スペースＴ内に収まった状態で停止したら、「次ステップ」のスイッチで反対フル切り後退の案内を行う。ここで、運転者は、ハンドル７を予想軌跡Ｐ１及びＰ２に描かれている操舵方向と同じ方向、図２０（ｂ）及び（ｃ）では左にフル切りし、そのままゆっくり後退することにより、目標駐車スペースＴ内に車両１を導くことができる。
車両１を目標駐車スペースＴ内に導くためのこの最終旋回における旋回角度は規定できないが、例えば角度５０度程度後退したら、旋回完了位置が接近したことを運転者に案内するために「ポーン」という音を発することが好ましい。ここで、コントローラ８は図３（ａ）に示したような直進後退軌跡を表示する。運転者は、車両１が目標駐車スペースＴの幅方向ほぼ中央で枠に平行な状態に到達したら、ハンドル７を直進状態とし、モニタ４上で後方映像内の目標駐車スペースＴと直進後退軌跡とを見ながら車両１を後退させ、目標駐車スペースＴ内にまっすぐに停止して並列駐車を完了する。
【００７０】
なお、「次ステップ」のスイッチ操作の代わりに、ヨーレートセンサ９により車両１の角度変動が一定時間ないことを検出することで、車両１を停止して操舵中と判断して次の案内に移行してもよい。
また、左右いずれの方向へ旋回して並列駐車するかに応じて必要な予想軌跡Ｐ１及びＰ２の湾曲方向が決定されるが、左右の判別は次のようにして行うことができる。すなわち、ヨーレートセンサ９により車両１の角速度を常時測定し、一定時間、例えば数秒間の間の車両１の旋回角度を更新しながら保持し、並列モードスイッチ１０が投入される直前の車両１の旋回角度（方向）を判定して、右旋回であれば左切りの予想軌跡を表示し、左旋回であれば右切りの予想軌跡を表示すればよい。この場合、旋回角度の更新を車両１の角速度が一定の値以上のときのみ行うようにすれば、停止してから並列モードスイッチ１０を投入するまでに時間が経過しても、直前に旋回したデータが消失することはない。
【００７１】
なお、上述した実施の形態１〜９では、ヨーレートセンサ９により車両１の旋回角度を検知し、それに応じて運転者に接近情報や到達情報を出していたが、その代わりに、画面１５上に表示された車両マーク２１を映像内の駐車スペースＴに重ね合わせるように車両１を進行させれば、ヨーレートセンサ９等のヨー角検出手段を備えなくても、駐車スペースＴへの駐車を完了させることができる。
また、上述の各実施の形態では、左右のうち一方の側への縦列駐車または並列駐車を行ったが、反対側への駐車に対しても同様にしてこの発明を適用することができる。
【００７２】
なお、上述の実施の形態１〜９で示した縦列駐車時及び並列駐車時のように予想軌跡１４と車両マークを実際にモニタ４上に車両１後方の映像と共に重畳表示する際には、鏡像変換、カメラ視点変換、及びレンズ歪み補正等の処理を行うことが望ましい。また予想軌跡を表示する際には、実際の車幅１．８ｍ程度に対し、若干の余裕をもたせて車幅に２．２ｍ程度を適用して表示すると実際の操作において障害物と干渉するおそれが少なくてより好ましい。
また、上述の各実施の形態では、予想軌跡１４、２５及び車両マーク２１を演算していたが、予めコントローラ８に設定されていても良い。
さらに、上述した実施の形態１〜９において、予想駐車位置を示す車両マークや予想軌跡は実線や破線による線画の他、所定の領域を塗り込んだり、半透明処理を施して表現することもできる。
また、上述の各実施の形態では、予想軌跡は後部バンパーの左右端の軌跡で表現したが、それに限らず例えば前部バンパーの左右端の軌跡を含めてもよい。領域で示す場合には、車両の形状の面の軌跡の外接形状を表してもよい。この場合には、車両後端の干渉のみでなく、あらゆる部位の干渉の有無が確認できる。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、案内情報に従って車両を運転操作する際に、運転者が案内情報に従った運転操作を続行することで目標の駐車スペースへの駐車が可能か否かを確認するために撮像手段からの映像に重畳して予想軌跡及び予想駐車位置の少なくとも一方をモニタ上に表示するようにしたので、案内情報に従った運転操作により駐車スペースへの駐車が可能か否かを事前に確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係る駐車支援装置を搭載した車両の側面図である。
【図２】実施の形態１に係る駐車支援装置の構成を示すブロック図である。
【図３】実施の形態１における駐車支援時のモニタの画面を段階的且つ模式的に示す図である。
【図４】実施の形態１における縦列駐車時の車両の位置を段階的且つ模式的に示す図である。
【図５】実施の形態１における縦列駐車時の車両の軌跡を段階的且つ模式的に示す図である。
【図６】実施の形態１における縦列駐車時の車両の予想軌跡の描き方を示す図である。
【図７】実施の形態１における縦列駐車時のモニタの画面を段階的且つ模式的に示す図である。
【図８】実施の形態１における並列駐車時の車両の位置を段階的且つ模式的に示す図である。
【図９】実施の形態１における並列駐車時の車両の軌跡を段階的且つ模式的に示す図である。
【図１０】実施の形態１における並列駐車時の車両の予想軌跡の描き方を示す図である。
【図１１】実施の形態２における縦列駐車時の車両の予想軌跡の描き方を示す図である。
【図１２】実施の形態３における縦列駐車時のモニタの画面を段階的且つ模式的に示す図である。
【図１３】実施の形態３の変形例における縦列駐車時の初期停止位置に車両が位置する際のモニタの画面を模式的に示す図である。
【図１４】実施の形態４に係る駐車支援装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】実施の形態７における縦列駐車時のモニタの画面を示す図である。
【図１６】実施の形態７における予想駐車位置の算出方法を概略的に示す図である。
【図１７】実施の形態８における縦列駐車時の車両の位置を模式的に示す図である。
【図１８】実施の形態８における並列駐車時の車両の位置を模式的に示す図である。
【図１９】実施の形態８における並列駐車時の予想駐車位置の描き方を示す図である。
【図２０】実施の形態９における並列駐車時の車両の位置と予想軌跡を示す図である。
【符号の説明】
１車両、２後方監視カメラ、３後部バンパー、４モニタ、５シフトレバー、７ハンドル、８コントローラ、９ヨーレートセンサ、１０並列モードスイッチ、１１縦列モードスイッチ、１３スピーカ、１４，２５予想軌跡、１５画面、１７ａ，１７ｂサイドライン、２１，２１ａ〜２１ｃ車両マーク、２４ガイド線、２６車両マーク移動手段、Ｐ１，Ｐ２軌跡、Ｔ駐車スペース、ＳＷａ〜ＳＷｃタッチスイッチ。

Claims

駐車経路に沿った駐車を支援する駐車支援装置であって、
前記駐車支援装置は、前記駐車経路上の特定の車両位置に対応する指示ヨー角と、検出された車両のヨー角とを比較して、その比較結果に応じて駐車を支援するものであり、
前記駐車経路は、
一定の操舵角に保持された状態で前記車両を前進させる前進経路であって、第１の前記指示ヨー角に対応する第１の車両位置で停止させる、前進経路と、
前記前進経路の後に、前記前進経路とは逆方向の前記一定の操舵角に保持された状態で前記車両を後退させる第１の後退経路であって、第２の前記指示ヨー角に対応する第２の車両位置で停止させる、第１の後退経路と、
前記第１の後退経路の後に、前記前進経路と同一方向の前記一定の操舵角に保持された状態で前記車両を後退させる第２の後退経路であって、第３の前記指示ヨー角に対応する第３の車両位置で停止させる、第２の後退経路と
を含むか、または、
前記駐車経路は、前記前進経路と、前記第１の後退経路とを含み、
前記第１の車両位置、前記第２の車両位置、および前記第３の車両位置は、車両を停止させ操舵角を変更すべき所定の位置であり、
前記駐車支援装置は、
少なくとも車両の後方を撮影する撮像手段と、
車両の運転席に配置されると共に前記撮像手段からの映像を表示するモニタと、
車両の前記ヨー角を検出するためのヨー角検出手段と、
運転者に、前記駐車経路上において車両を停止させ操舵角を変更すべき前記所定の位置に車両が接近したことを知らせる接近情報と、前記所定の位置に車両が到達したことを知らせる到達情報とを出力するための案内手段と、
前記指示ヨー角と前記ヨー角検出手段により検出された車両の前記ヨー角とを比較して、その比較結果に応じた運転操作を案内することにより前記接近情報および前記到達情報を前記案内手段を介して提供し、運転者が前記接近情報および前記到達情報に従った運転操作を続行することで前記駐車経路に従って目標の駐車スペースへの駐車が可能か否かを確認するために前記撮像手段からの映像に重畳して前記駐車経路及び予想駐車位置の少なくとも一方を前記モニタ上に表示するコントローラであって、前記予想駐車位置は、車両を基準として決められた位置であり、かつ、前記予想駐車位置は、運転者が前記駐車経路に従った運転操作を続行することで車両が駐車されると予想される位置である、コントローラと
を備え、
前記コントローラは、車両の進行に伴う前記撮像手段からの映像に対して駐車経路及び予想駐車位置の少なくとも一方の表示が路面の映像に対して常に同じ位置となるように、駐車経路および予想駐車位置と車両との相対位置の変化量を算出して、駐車経路及び予想駐車位置の少なくとも一方の表示を前記モニタ上で徐々に移動させることを特徴とする駐車支援装置。
前記モニタ上に表示される駐車経路及び予想駐車位置の少なくとも一方は、運転者が前記接近情報および前記到達情報に従って車両を運転操作する際に前記コントローラにより演算される請求項１に記載の駐車支援装置。
前記モニタ上に表示される駐車経路及び予想駐車位置の少なくとも一方は、予め前記コントローラに設定されている請求項１に記載の駐車支援装置。
運転者の操作により前記モニタの画面上で予想駐車位置の表示を前記撮像手段からの映像における目標の駐車スペースに移動させる予想駐車位置表示移動手段を含み、
前記コントローラは、予想駐車位置表示移動手段による予想駐車位置の表示の移動量から前記指示ヨー角を変更し、変更された指示ヨー角とヨー角検出手段で検出されたヨー角とを比較し、その比較結果に応じて前記接近情報および前記到達情報を提供する請求項１〜３のいずれか一項に記載の駐車支援装置。
前記予想駐車位置表示移動手段により移動された予想駐車位置の表示の移動量を記憶する移動量記憶手段を有し、
記憶された移動量に基づいて駐車経路及び予想駐車位置の少なくとも一方を表示する請求項４に記載の駐車支援装置。
運転者の操作により前記モニタ上の複数の予想駐車位置のうち映像における目標の駐車スペースに最も近い予想駐車位置を選択するための予想駐車位置選択手段を含み、
前記コントローラは、予め設定された複数の予想駐車位置候補を互いに位置をずらして前記モニタ上に表示し、前記複数の予想駐車位置候補のうちから予想駐車位置選択手段により選択された予想駐車位置から前記指示ヨー角を変更し、変更された指示ヨー角とヨー角検出手段で検出されたヨー角とを比較し、その比較結果に応じて前記接近情報および前記到達情報を提供する請求項１〜３のいずれか一項に記載の駐車支援装置。
前記接近情報および前記到達情報による駐車支援を始めた時点から、前記撮像手段からの映像に重畳して駐車経路及び予想駐車位置の少なくとも一方を前記モニタ上に表示することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の駐車支援装置。
前記コントローラは、前記車両が前記第１の後退経路または前記第２の後退経路にあるとき、駐車経路及び予想駐車位置の少なくとも一方を前記モニタ上に表示することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の駐車支援装置。
前記コントローラは、前記接近情報および前記到達情報を提供する前から、予想駐車位置を前記モニタ上に表示することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の駐車支援装置。
前記撮像手段は、車両の後方を撮影する後方撮像手段を含む請求項１〜９のいずれか一項に記載の駐車支援装置。