JP4557817B2 - 運転支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両周辺の情景を車室内に備えられた表示手段に表示して、乗員による運転操作を支援する運転支援装置に関し、特に車両を駐車させる際に好適な運転支援装置に関する。

近年、車両へのカーナビゲーション装置などの普及率が向上している。また、カーナビゲーション装置のモニタ装置を利用して、地図情報の他、駐車の際に車両の死角となる部分や後方の情景などを乗員に示し、運転を支援する装置も提供されている。死角となる部分の情景を乗員が確認することにより、乗員は障害物の存在などを知ることができ、安全性を高めることができる。また、後方の情景を通常前方に備えられたモニタ装置で確認できれば、後退の運転の際に乗員は体をひねることなく通常の運転姿勢で少ない負担により運転することができる。

さらに、上述したような単に情報を表示するだけではなく、積極的にアクセル操作、ステアリング操作、ブレーキ操作などの車両の運転操作を制御して安全性をより向上しようという運転支援装置も種々提案されている。下記に示す特許文献１に記載の駐車操作支援装置は、そのような装置の一例である。これは、特に車両を駐車させる際、あるいは、駐車された車両を発進させる際に行われる乗員の運転操作を支援する装置である。例えば、アクセル操作に関して、アクセル制御機構の制御特性が、スロットルバルブのバルブ開度の上限や、バルブ開度のゲインが通常時に比べて小さくなるような特性に変更される。その結果、駐車時または発進時に乗員がアクセルペダルを誤って大きく操作した場合でも、車両が急発進することを抑制することができる、というものである。

特開２０００−１３６７３８号公報（第１〜１０段落）

特許文献１に記載の発明のように、アクセル制御機構の制御特性が変更されると、乗員の過度のアクセル操作に起因する急発進を抑制することができる。しかし、乗員がアクセル操作を続ければ、車両の速度は次第に上がっていくことになる。特に壁や溝に対して非常に接近させて車両を駐車したい場合には、車両が目標となる停止位置を通り過ぎてしまうことは好ましくない。従って、低速で走行させる必要がある。低速を維持し、壁や溝などと車両との距離を把握しながら、車両の運転操作を行うことは、ある程度の熟練が要求される。運転支援装置は、このような熟練度を要求される場合において、良好に乗員を支援することが好ましい。しかし、特許文献１に記載の発明では急発進は防ぐことはできても、車両を低速に維持するためには、やはり乗員の繊細なアクセル操作を必要とする。また、このような駐車運転を斜面において実施する必要がある場合は、登坂や逆行防止の技術も必要である。従って、乗員にはさらに高度な運転操作が要求され、運転支援装置による運転支援が望まれる。特許文献１に記載の発明のように、スロットルバルブの開度の上限やゲインを小さくすると、トルクも小さくなる。このため、車両が斜面を登れなくなったり、段差を乗り越えることができなくなったりすることも考えられる。従って、斜面での適用を考慮すれば、特許文献１に記載の発明にはさらなる改善が望まれる。

本願発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、平地及び斜面の区別なく、乗員による繊細な運転操作を軽減して正確な駐車操作が可能な運転支援装置を提供することを目的とする。

この目的を達成するため、本発明に係る、車両周辺の情景を撮影し、少なくとも車室内に備えられた表示手段に表示して、乗員による前記車両の運転操作を支援する運転支援装置は、以下の特徴構成を備える。
即ち、前記乗員が前記車両を停止させたい場所である到達目標を設定する目標設定手段と、前記車両と前記到達目標との距離を計測する距離計測手段と、前記車両の移動速度を計測する速度計測手段と、前記車両と前記到達目標との距離に応じて設定された制限速度を超えないように前記乗員の運転操作であるアクセル操作による前記移動速度を制限する速度制御手段と、を備える点を特徴とする。

この特徴構成によれば、車両の速度が、車両と到達目標との距離に応じて各別に設定される速度（制限速度）を超えないように制御される。従って、乗員がブレーキペダルを操作するために、アクセルペダルから踏み替える時間差を生じることも無く、車両の速度を抑制することができる。また、車両の速度が制限されるので、斜面や段差を登るために通常の低速運転時よりも大きなアクセル操作がなされた場合でも、制限速度を超えないようにして必要なトルクを発揮することができる。その結果、平地及び斜面の区別なく、乗員による繊細な運転操作を軽減して正確な駐車操作が可能な運転支援装置を提供することができる。
また、車両が移動する進路上に人や他の自動車などが進入してきた場合には、表示手段に表示される情景で、乗員がその事象を認知できる。そして、乗員がブレーキを操作して車両を停止させるなどの適切な処置をとることができる。

尚、乗員によるアクセル操作を伴わなくとも、オートマチック車がクリーピング現象によって移動する場合がある。一般にクリープ力によっても車両は、時速８〜１０ｋｍ程度の速度に達する。当然ながら、乗員がアクセル操作することなく、車両がクリープ力により走行する際にも、乗員がブレーキ操作を行うことなく、例えばこれよりも低速に設定された制限速度以下に車両の移動速度が制限される場合がある。

ここで、前記目標設定手段が、前記表示手段に表示される画像上において前記乗員が指定する位置に基づいて前記到達目標を設定すると好適である。表示手段に表示される画像には、車両周辺の情景が表示されている。従って、乗員は主観的に車両を停車させたい目標を直接、その画像上で指定することができる。つまり、人間の感覚によく合った目標設定を行うことができる。到達目標が、乗員の所望する場所と異なると、運転支援装置を機能させた場合の満足度が低くなる。しかし、本構成によれば、乗員の感覚に適合した目標設定ができるため、乗員にとって満足度が高い運転支援装置を得ることができる。

また、前記目標設定手段が、前記乗員が指定する前記車両からの距離と方向とに基づいて前記到達目標を設定するようにしてもよい。車両の外部に誘導員がいるような場合、又は表示による誘導がなされているような場合、現在の場所からの距離によってその誘導がなされることがある。この場合、乗員は、その距離が表示手段に示される画像上でどの位置に当たるのか、正確に知ることができない。そこで、目標設定手段が、距離と方向とに基づいて到達目標を設定すれば、定量的に与えられた指示によって正確に到達目標を設定することができる。その結果、正確な駐車操作が可能な運転支援装置を提供することができる。

また、前記表示手段が、前記車両と前記到達目標との距離に応じて、表示する画像を変更すると好適である。乗員は、制限速度を越えないように制御された車両のアクセル、ブレーキ、ステアリングを操作して、車両を運転する。車両の到達目標は、乗員が表示手段に表示された画像上において、指示したものであるが、誤差を生じている場合もある。この誤差が明確になれば、それに応じて乗員は到達目標よりも手前で車両を停止させたり、到達目標を超えてから停止させたりするなどの補正を運転操作において行うことができる。あるいは、到達目標の指示をやり直すこともできる。上記のように、車両と到達目標との距離に応じて表示する画像を変更するようにすれば、例えば、車両が到達目標に接近した場合に、到達目標付近を拡大表示するようなこともできる。そうすると、到達目標に関する乗員の想定と、実際の指示との差異が明確となり、上述したような補正が可能となる。その結果、正確な駐車操作が可能な運転支援装置を提供することが可能となる。

また、前記目標設定手段が、前記車両を停止させたい場所を、前記車両のバンパー部又は前記車両の車輪部を基準として設定すると好適である。壁面に非常に接近して車両を駐車させたい場合には、車両のバンパー部分が到達する位置を到達目標とするとよい。しかし、例えば、立体駐車場などで、車輪を適正な位置に据えて駐車位置を定めたいような場合、車両のバンパー部分がどの位置に相当するかを対応させる必要がある。乗員が、正確にこの対応をとって到達目標を指示することは非常に困難である。そこで、上記のように、乗員が指示する到達目標が車両のバンパー部基準であるか、車輪部基準であるかを含めて設定できると好適である。

また、前記制限速度は、前記車両が前記到達目標に近づくに従って低下する値に設定されると好適である。例えば、到達目標の近傍において制限速度が低速であれば、アクセルペダルからブレーキペダルへの踏み替えに時間を要しても、その間に車両が進む距離は短い。従って、良好に到達目標に車両を停止させることができる。到達目標から遠い時には、制限速度が比較的高速であるので、乗員は円滑に車両を進行させることができる。

また、前記制限速度は、前記車両と前記到達目標との距離が所定の距離よりも近づいた際に、第１速度から、当該第１速度よりも低速の第２速度へステップ状に遷移してもよい。車両が速度制御される際の車両の移動速度は、低速であるから、第１速度と第２速度との２段階の遷移であっても、違和感を覚えることなく移動速度が制限される。制御装置の構成も簡潔となる。

また、前記速度制御手段により前記車両の前記移動速度が制限される速度規制中において、前記表示手段に、当該速度規制中であることを示す表示が表示されると好適である。さらに、本発明に係る運転支援装置が運転支援情報を前記乗員に提供するためのスピーカを備える場合には、当該スピーカが、前記速度制御手段により前記車両の前記移動速度が制限される速度規制中において、当該速度規制中であることを示す音響を発すると好適である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
〔システム概要〕
図１は、本発明に係る運転支援装置の構成を模式的に示すブロック図である。図２及び図３は、本発明に係る運転支援装置を搭載する車両１０の一例を示す斜視図である。図１及び図２に示す運転支援ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１は、マイクロコンピュータやＤＳＰ（Digital Signal Processor）などによって構成されており、本発明の運転支援装置の中核をなすものである。運転支援ＥＣＵ１は、カメラ４、距離センサ５、速度センサ６、シフトレバースイッチ７、操舵角センサ８などから、車両及び車両周辺の種々の情報を得て、乗員による車両１０の運転操作を支援する。モニタ装置（表示手段）２ａやスピーカ２ｂなどは、運転支援ＥＣＵ１からの支援情報を、乗員に提供するための報知装置である。モニタ装置２ａにはボタンが設けられ、又は、その画面がタッチパネルになっている。即ち、モニタ装置２ａは、表示手段であると共に、乗員による指示の入力を受け付ける入力手段でもある。また、運転支援ＥＣＵ１は、車両１０の他の制御装置、例えば制動制御ＥＣＵ３にも支援情報を提供する。そして制動制御ＥＣＵ３は、この支援情報に基づいて車両１０の制動装置を制御して車両１０の速度を制御する。

図１に示すように、運転支援ＥＣＵ１は、大きくＨＭＩ（Human Machine Interface）部１Ｂと、演算部１Ａとを備えている。ＨＭＩ部１Ｂは、入力指示部１４と、ＧＵＩ（Graphic User Interface）制御部１５と、音響制御部１６とを有している。入力指示部１４は、ＧＵＩ制御部１５を介してモニタ装置２ａに表示された画像上において、乗員が設定する車両１０の到達目標を受け付ける。詳細については後述する。ＧＵＩ制御部１５は、演算部１Ａの演算結果を受けて、車両１０の周辺の情景の画像や、この画像上に文字や線による運転支援情報を重ね合わせた画像をモニタ装置２ａに表示するための制御を行う。また、モニタ装置２ａの画面上のタッチパネルの内容を表示するための制御を行う。

演算部１Ａは、目標設定手段１１と、画像処理手段１２と、速度制御手段１３とを有している。目標設定手段１１は、後述するように、モニタ装置２ａのタッチパネル、入力指示部１４を介して乗員から指示された車両１０を停止させたい場所を到達目標として設定する。画像処理手段１２は、カメラ４から入力された画像や、距離センサ５、速度センサ６などによる検出結果に基づいて、種々の画像処理を行う。例えば、カメラ４が複数設けられている場合には、その画像を１つに合成する。また、車両１０の移動予想軌跡や、車両１０の前後方向への車幅の延長線などを算出する。速度制御手段１３は、車両１０と到達目標との関係に基づいて、車両１０の移動速度が所定の速度（制限速度）を超えないように制御する。この制御結果は、車両１０が備える他の制御装置、例えば制動制御ＥＣＵ３などに送られる。制動制御ＥＣＵ３は、運転支援ＥＣＵ１からの制御結果に基づいて、制動装置を制御する。車両１０の移動速度は所定の速度を超えないように保たれる。尚、運転支援ＥＣＵ１の各部、各手段は、機能としての区別を示すものであり、それぞれが独立して設けられる必要はない。例えば、運転支援ＥＣＵ１が実行するソフトウェアプログラムによって、それぞれの機能が実現されるものであってもよい。

図１〜図３に示すように、カメラ４は、後方カメラ４Ｒ、前方カメラ４Ｆの２つ備えられている。カメラ４は、これに限らず、前方、後方の何れか一方だけ備えられるものであってもよいし、前方、後方のそれぞれ左右に備えられてもよい。カメラ４により撮影された画像は、車両周辺の情景として、モニタ装置２ａに表示される。また、カメラ４により撮影された画像に基づいて、演算部１Ａの画像処理手段１２が車両１０と到達目標との距離（設定距離）を演算する。距離の演算の方法については、後述する。他の方法として、ソナーやレーザレーダなどの距離センサ５を備え、車両周辺の物体との距離を測定してもよい。もちろん、演算部１Ａにおいて、カメラ４により撮影された画像と、距離センサ５の計測結果とを合わせて距離を演算してもよい。本発明の距離計測手段は、カメラ４や画像処理手段１２、距離センサ５など、各部、各手段の協業により構成されるものである。

速度センサ６は、例えば各車輪に備えられた回転センサである。各車輪の回転数を検出することにより、車両１０の速度を計測する。あるいは、速度センサ６（回転センサ）は回転数だけを検出し、運転支援ＥＣＵ１がこの回転数から車両１０の移動速度を演算してもよい。本発明の速度計測手段は、速度センサ６により構成されるものでもよいし、速度センサ６を中核として、運転支援ＥＣＵ１との協業により、構成されるものでもよい。また、運転支援ＥＣＵ１は、回転センサの回転数から移動距離を求め、車両１０と到達目標との残りの距離（＝設定距離−移動距離）を求める。

ステアリング９ａの近傍には、操舵角センサ８が備えられている。この検出結果より、運転支援ＥＣＵ１は車両１０の操舵の状態を把握する。また、シフトレバースイッチ７により、運転支援ＥＣＵ１は、車両１０が前進運転状態であるか、後退運転状態であるかを把握する。そして、運転支援ＥＣＵ１は、車両１０の進行方向や移動軌跡を演算する。つまり、操舵角センサ８及びシフトレバースイッチ７は、進行方向検出手段として機能する。
尚、速度センサ６が回転センサを用いて構成されている場合、この回転センサの回転方向によって、前進運転状態であるか、後退運転状態であるかを検出してもよい。また、回転センサが４輪に備えられていれば、それぞれの車輪の回転数の違いにより、運転支援ＥＣＵ１が操舵角を演算してもよい。このような場合は、速度センサ６（回転センサ）及び運転支援ＥＣＵ１が、進行方向検出手段として機能する。

〔駐車支援への適用例〕
以下、本発明に係る運転支援装置を利用して、駐車場への駐車運転を支援する場合の適用例を説明する。図４に示すように、車両１０は、駐車枠Ｅ１〜Ｅ３を有する駐車場の駐車枠Ｅ２へ、直進後退して進入しようとしている。図４は、車両１０の上方より見た説明図であり、符号Ｗは駐車場に描かれた枠線である。本例において、この駐車場は、輪止めが設置されておらず、符号Ｋで示す駐車枠Ｅ１〜Ｅ３の後端は壁面である。又は、符号Ｋが枠線Ｗであっても路肩部分であって、そのさらに後方の符号Ｓで示す部分は、溝や崖下である。即ち、車両１０の後バンパー部が、符号Ｋを超えて、矢印Ａ１方向に移動すれば、車両１０は壁面Ｋに接触する。又は、車両１０の後輪が符号Ｋを超えて矢印Ａ１方向に移動すれば、車両１０は溝Ｓや崖下Ｓに落下する。このため、乗員は、好ましくは、地面に対して垂直、且つ車両１０の後バンパー部の後方端部に接する面が、符号Ｐ１近傍となるように車両１０を後退させたい。この際、乗員は、車両１０のアクセルペダル及びブレーキペダルを慎重且つ繊細に操作する必要がある。本発明に係る運転支援装置は、この慎重且つ繊細さを要求される運転操作による緊張から乗員を解放し、良好に運転支援を行おうとするものである。尚、符号Ｐ１は後述するように、本発明の到達目標に相当するものである。

図５は、車両１０が図４に示す位置にある場合に、車室内に設けられたモニタ装置２ａに表示された画面Ｖを示す説明図である。図５では、理解を容易にするためにカメラ４Ｒによって撮影された情景のみを示している。画面Ｖの上方には壁面Ｋが映し出されている。そして、駐車枠Ｅ２のほぼ全景が映しだされ、画面Ｖ下方には、車両１０の後バンパー部の一部が映っている。図６〜図９は、運転支援の進行に応じて変化するモニタ装置２ａが表示する画面、及びスピーカ２ｂが発する音響を示す説明図である。以下、図６〜図９に基づいて、運転支援の手順について説明する。

”ＭＯＤＥ＿ＲＥＡＲ＿ＭＯＮ”
図６に示す画面Ｖ１は、運転支援が可能となったことを乗員に知らせる表示である。運転支援ＥＣＵ１のプログラムの状態（ステータス）は、後退駐車支援可能状態である「ＭＯＤＥ＿ＲＥＡＲ＿ＭＯＮ」である。ここで、乗員が、モニタ装置２ａのタッチパネルに表示された「駐車支援開始」の表示に触れると、スピーカ２ｂより、「支援を開始します。」とのメッセージが発せられ、運転支援が開始される。つまり、乗員がタッチパネルに触れることによって、運転支援モードの起動スイッチ（mode_sw）が、オン状態となり、運転支援ＥＣＵ１のプログラムのステータスが遷移する。

”ＭＯＤＥ＿ＷＡＩＴ２”
運転支援が開始されると、図７に示すようにモニタ装置２ａの画面Ｖ２には、「駐車支援中止」の表示が現れる。つまり、現時点において運転支援中であることを示し、乗員が運転支援を中止したい場合に、この表示に触れることによって運転支援を中止できることを示している。ここで、スピーカ２ｂより、「目標位置を設定してください。」とのメッセージが発せられ、乗員はタッチパネル上で、図４に示した符号Ｐ１に相当する位置に触れる。これにより、車両１０の到達目標、ここでは車両１０の後バンパーの後端部分が到達すべき目標が設定され、同時に車両１０と到達目標Ｐ１との距離（設定距離）が設定される（set_up）。設定を完了すると、「設定を完了しました。」などのメッセージが発せられるようにしてもよい。駐車支援ＥＣＵ１のプログラムのステータスは、支援制御待ちの状態である「ＭＯＤＥ＿ＷＡＩＴ２」である。このステータスにおいて、運転支援ＥＣＵ１は、到達目標Ｐ１及び設定距離の設定を行い、乗員によりブレーキが解除されて車両１０が動きはじめることを待つ。

”ＭＯＤＥ＿ＬＯＷ＿ＳＰＤ”
図８は、到達目標Ｐ１が設定され、運転支援が行われている場合に、モニタ装置２ａに表示される画面Ｖ３を示す説明図である。運転支援ＥＣＵ１のプログラムは、「ＭＯＤＥ＿ＷＡＩＴ２」のステータスにおいて、到達目標Ｐ１が設定されており（set_up）、車両１０が動き始めたことを、速度センサ６の検出結果（speed）やブレーキ状態検出手段の検出結果（brake）により確認すると、「ＭＯＤＥ＿ＬＯＷ＿ＳＰＤ」のステータスへと遷移する。このステータスにおいて、運転支援ＥＣＵ１は、車両１０の移動速度が制限速度を越えないように制御する。また、種々のガイド線を演算し、モニタ装置２ａにカメラ４による撮影画像と合成して表示する。図８に示すように、画面Ｖ３上には、設定された到達目標Ｐ１、車両１０の車幅延長線Ｇ、車両１０の予想移動軌跡線Ｙ、注意線Ｒが撮影画像と共に表示されている。また、車両１０の速度規制を実施していることを示す注意Ｃも表示されている。同時にスピーカ２ｂは、車両１０の速度規制を実施していることを示す注意音を発している。

画面Ｖ３において、注意線Ｒ、車幅延長線Ｇ、移動予想軌跡Ｙのガイド線は視認性を考慮して、注意線Ｒが赤、車幅延長線Ｇが緑、移動予想軌跡Ｙが黄色で示されている。ここで、注意線Ｒは、車両１０の後方約５０ｃｍ程度の位置を示すガイド線である。例えば、この注意線Ｒと到達目標Ｐ１とが重なると、到達目標Ｐ１の約５０ｃｍ手前まで後進したことになる。
車幅延長線Ｇは、車両１０の車幅の延長線である。本例では、図８に示すように駐車枠Ｅ２のほぼ中央に車幅延長線Ｇが描かれている。従って、車両１０は、この時点における姿勢のまま後進すれば、駐車枠Ｅ２に収まることを示している。

移動予想軌跡Ｙは、舵角に基づいて運転支援ＥＣＵ１において演算された車両１０の移動軌跡を示すものである。車両１０の後部の左右端がどのように推移するかによって描かれている。本例では、車幅延長線Ｇと移動予想軌跡Ｙとがほぼ重なるように描かれている。図４に示したように、本例では車両１０がほぼ真っ直ぐに後進することによって駐車枠Ｅ２に駐車できる。従って、操舵角度はゼロ度であり、予想移動軌跡も真っ直ぐな後進方向となる。このため、予想移動軌跡Ｙは、ほぼ車幅延長線Ｇに重なるように描かれる。

例えば、図１０に示すように車両１０が斜めに駐車枠Ｅ２に進入する場合には、矢印Ａ２のように移動する。ステアリング９ａは、矢印Ａ２のように移動できるように舵を切られている。従って、図１１に示すように、予想移動軌跡Ｙは、車幅延長線Ｇとは重ならず、到達目標Ｐ１の方向へ向かっている。

乗員は、このようなモニタ装置２ａの表示を参考にして後退運転を行う。つまり、適宜ステアリング９ａを操作しながら、アクセルペダルとブレーキペダルとを操作して、後退運転を行う。このとき、乗員がアクセルペダルを強く操作しても、車両１０と到達目標Ｐ１との距離に応じて各別に設定された速度（制限速度）を超えないように、運転支援ＥＣＵ１の速度制御手段１３が制御する。つまり、乗員がブレーキペダルを操作しなくても、車両１０の最高速度を所定速度以下に制限する。従って、アクセルペダルとブレーキペダルとの踏み替えによる時間差を生じることなく、速度を制御することができる。

この制限速度は、例えば、図１２に示すように定められている。到達目標Ｐ１と車両１０とが距離Ｌ１以上離れている場合には、速度Ｖ１を上限とする。これ以降、到達目標Ｐ１に近づくに従って速度の上限を低下させる。そして、到達目標Ｐ１において、つまり車両１０と到達目標Ｐ１との距離がゼロにおいて、速度Ｖ２を上限とする。この速度Ｖ２が例えば、ゼロであると、到達目標Ｐ１において、車両１０を停止させることができる。本例では、到達目標Ｐ１が実際に車両１０を停止させたい位置とずれている場合を考慮して、ゼロではない値を速度Ｖ２としている。そして、到達目標Ｐ１に達した以降、まだ車両１０を進行させる場合には、速度Ｖ２を上限速度とするようにしている。乗員が車両１０を停止させる場合には、アクセルペダルとブレーキペダルとの踏み替えが必要な場合もあるが、このときには車両１０の速度は充分に低下している。そのため、踏み替えに時間差を生じたとしても、その時間差の間に車両１０が進む距離は非常に短く、問題はない。

尚、速度Ｖ１及びＶ２は、適宜定めればよいが、一例として、速度Ｖ１が時速１．５ｋｍ、速度Ｖ２が時速０．５ｋｍ程度である。また、速度Ｖ１から順次速度を低下させる距離Ｌ１は、例えば１ｍである。

尚、車両１０と到達目標Ｐ１との距離に応じて各別に設定された速度は、図１２に示した特性に限定されるものではなく、図１３及び図１４に示すような特性であってもよい。例えば、図１３に示すように、距離Ｌ１において、速度Ｖ１から速度Ｖ２へ、ステップ応答のように遷移してもよい。また、図１４に示すように、距離Ｌ１から、階段状に遷移してもよい。このように、速度制御される際の車両１０の速度は、非常に低速である。従って、速度Ｖ１と速度Ｖ２との差も大きなものではない。従って、図１３及び図１４に示すようにステップ応答のように速度が変化しても、乗員は体感として違和感を覚えない。

”ＭＯＤＥ＿ＥＮＤ”
車両１０が、十分な位置に移動したと乗員が判断した場合、乗員によりブレーキペダルが操作され、車両１０の速度がゼロとなる。これにより、運転支援ＥＣＵ１のプログラムのステータスは、「ＭＯＤＥ＿ＬＯＷ＿ＳＰＤ」から、「ＭＯＤＥ＿ＥＮＤ」に遷移する。このとき、車両１０は到達目標Ｐ１に達しているため、図９に示すようにモニタ装置２ａはほぼ全面に壁面Ｋを表示している。運転支援ＥＣＵ１は、「ＭＯＤＥ＿ＥＮＤ」に遷移した後、所定時間（例えば１秒）を経過すると、スピーカ２ｂより「支援を終了します」とメッセージを流し、運転支援を終了する。
尚、「ＭＯＤＥ＿ＷＡＩＴ２」のステータスにおいて、到達目標Ｐ１が設定されずに（set_up）、車両１０が動き始めたことを、速度センサ６の検出結果（speed）やブレーキ状態検出手段の検出結果（brake）により確認した場合も、「ＭＯＤＥ＿ＥＮＤ」のステータスへと遷移する。

〔駐車支援への適用例の変形例〕
上記説明においては、車両１０の後バンパー部を基準として、到達目標Ｐ１を設定したが、車両１０が前進する場合には、勿論、前バンパー部を基準としてよい。また、立体駐車場などで、車両１０を昇降機の中央部分に乗せる必要がある場合などでは、車輪部を基準とした方が好ましい場合がある。従って、車輪部、つまり、車輪の接地箇所（回転中心部）を基準として、到達目標Ｐ１を設定してもよい。基準をどこにするかについては、ＨＭＩ部１Ｂを介して、演算部１Ａに伝達可能とし、例えば図７に示した到達目標Ｐ１の指示画面において選択可能にすればよい。

また、上記説明においては、モニタ装置２ａに表示される画像上において乗員が指定する位置に基づいて到達目標Ｐ１を設定したが、これに限ることはない。車両１０の外部に誘導員がいるような場合、又は表示による誘導がなされているような場合、現在の場所からの距離によってその誘導がなされることがある。この場合、乗員は、その距離がモニタ装置２ａに示される画面Ｖの上でどの位置に当たるのか、正確に知ることができない。そこで、移動距離や移動方向が明らかな場合には、これらを数値として入力してもよい。

また、運転支援中において、モニタ装置２ａが、到達目標Ｐ１と車両１０との距離に応じて表示する画像を変更してもよい。例えば、運転支援の初期には、広角よりの画像を表示し、車両１０が到達目標Ｐ１に近づくと、画角を狭くし、到達目標Ｐ１を拡大表示するようにしてもよい。このように表示すれば、到達目標Ｐ１近傍において、乗員は、より正確な運転操作が可能となる。

〔運転支援ＥＣＵ１のプログラムのステータス遷移の例〕
以下、図１５〜１７の状態遷移図に基づいて、上述した運転支援における運転支援ＥＣＵ１のプログラムのステータス遷移について説明する。図１５は、上記と同様に後退運転による駐車の際の状態遷移図である。
通常運転中において、運転支援ＥＣＵ１のプログラムのステータスは、ＭＯＤＥ＿ＮＯＮ（＃０）である。このステータスにおいて、シフトレバースイッチ７がリバースを検出した場合（shift = R）、ＭＯＤＥ＿ＲＥＡＲ＿ＭＯＮ（＃１２）に遷移する。このステータスにおいて、例えば、図６に示すように車両１０の後方の情景がモニタ装置２ａに表示される。ここで、シフトレバースイッチ７がリバース以外を検出した場合、ＭＯＤＥ＿ＮＯＮのステータスに戻る。

ＭＯＤＥ＿ＲＥＡＲ＿ＭＯＮのステータスにおいて、図６に基づいて説明したように駐車支援開始の指示を受けると（mode_sw = on）、ＭＯＤＥ＿ＷＡＩＴ２のステータス（＃２２）に遷移する。尚、より安全を期するために、ブレーキペダルが踏まれていること（brake = on）、車両１０の速度がゼロであること（speed = 0）なども遷移条件とするとよい。図７に基づいて説明したように、運転支援ＥＣＵ１は、このステータスにおいて到達目標Ｐ１を設定し、車両１０が動き出すまで待機する。ここで、「駐車支援中止」が乗員により指示されると、再びＭＯＤＥ＿ＲＥＡＲ＿ＭＯＮのステータスへ戻る。

ＭＯＤＥ＿ＷＡＩＴ２のステータスにおいて、到達目標Ｐ１が設定（set_up = completed）された後、ブレーキペダルが解除され、車両１０が動き始めると、ステータスは、ＭＯＤＥ＿ＬＯＷ＿ＳＰＤ（＃３）に遷移する。図８に基づいて説明したように、運転支援ＥＣＵ１は、低速制限を実施する。車両１０が、十分な位置に達したと乗員が判断した場合、乗員によりブレーキペダルが操作され（brake = on）、車両１０の速度がゼロ（speed = 0）となる。これにより、ステータスは、ＭＯＤＥ＿ＥＮＤ（＃４）に遷移する。運転支援ＥＣＵ１は、タイマ（不図示）を備えており、ステータスがＭＯＤＥ＿ＥＮＤに遷移してからの時間（pass_t）を計測する。運転支援ＥＣＵ１は、ステータスがＭＯＤＥ＿ＥＮＤに遷移した後、例えば約１秒が経過すると（pass_t > 1sec）、運転支援を終了し、通常走行状態のステータスＭＯＤＥ＿ＮＯＮ（＃０）に遷移する。
尚、ＭＯＤＥ＿ＷＡＩＴ２のステータスにおいて、到達目標Ｐ１が設定されずに（set_up = not completed）、車両１０が動き始めた（speed = not zero、brake = off）場合も、ＭＯＤＥ＿ＥＮＤ（＃４）のステータスへと遷移する。

図１６は、前進運転による駐車の際の状態遷移図である。基本的な状態遷移は後退運転の場合と同様である。後退運転の場合は、一般的に前進運転の状態より、一旦停止したのち、シフトレバー９ｂをリバースに切り替えて後退する。しかし、前進の場合には必ずしもこのようなシフトレバー９ｂの操作が発生するとは限らない。このため、ＭＯＤＥ＿ＮＯＮ（＃０）からの遷移条件に、車両１０の速度が加味されている。例えば、シフトレバースイッチ７が前進を示し（shift = D）、車両１０の速度が時速６ｋｍ以下の場合に、ステータスが、ＭＯＤＥ＿ＦＲＯＮＴ＿ＭＯＮ（＃１１）に遷移する。このステータスにおいて、モニタ装置２ａに映し出される情景が車両１０の前方であることを除けば、図６に示したものと同様の画面Ｖがモニタ装置２ａに表示される。このステータスにおいて、車両１０の速度が例えば時速１０ｋｍ以上となると、再びＭＯＤＥ＿ＮＯＮに戻る。

ＭＯＤＥ＿ＦＲＯＮＴ＿ＮＯＮのステータスにおいて、後退運転時と同様に乗員により運転支援が指示されると、ステータスは、ＭＯＤＥ＿ＷＡＩＴ１（＃２１）に遷移する。そして、このステータスにおいて、後退運転時と同様の条件によって、次のステータスであるＭＯＤＥ＿ＬＯＷ＿ＳＰＤ（＃３）に遷移する。以降、ＭＯＤＥ＿ＥＮＤ（＃４）、ＭＯＤＥ＿ＮＯＮ（＃０）の各ステータスへの遷移についても同様である。尚、ＭＯＤＥ＿ＷＡＩＴ１（＃２１）からＭＯＤＥ＿ＥＮＤへの遷移についても同様である。

図１７は、図１５及び図１６に基づいて説明した前進運転と後退運転とを統合した場合の状態遷移図である。理解を容易にするために、図１５及び図１６を利用して前進運転の場合と後退運転の場合とを別々に説明した。しかし、通常は、この図１７に示した状態遷移図に基づいて、運転支援ＥＣＵ１のプログラムが実行されている。つまり、実際の制御においては、前進運転と後退運転とが、相互に遷移可能に制御される。例えば、ＭＯＤＥ＿ＦＲＯＮＴ＿ＭＯＮ（＃１１）に遷移していても、シフトレバー９ｂがリバースに操作されると、ＭＯＤＥ＿ＲＥＡＲ＿ＭＯＮ（＃１２）に移行する。ここで、再び、シフトレバー９ｂがリバース以外に操作されると、ＭＯＤＥ＿ＮＯＮ（＃０）に戻り、シフトレバー９ｂが前進に操作されていれば、ＭＯＤＥ＿ＦＲＯＮＴ＿ＭＯＮ（＃１１）に遷移する。また、ＭＯＤＥ＿ＷＡＩＴ１（＃２１）や、ＭＯＤＥ＿ＷＡＩＴ２（＃２２）に遷移した後であっても、シフトレバー９ｂの操作によっては、互いに前進及び後進を遷移可能である。尚、シフトレバー９ｂが、いわゆるロー、トップ、オーバートップなどの何れであったとしても、シフトレバースイッチ７は前進（shift = D）として検出してよい。

また、図１５〜図１７において、特に図示してはいないが、各ステータスにおいて、運転支援を必要としないとする条件が入力された場合には、ＭＯＤＥ＿ＮＯＮに戻るように制御されている。例えば、シフトレバースイッチ７が、後退（shift = R）や前進（shift = D）以外の、パーキング（shift = P ）やニュートラル（shift = N）を検出した場合である。

〔乗員による画面上での指示に基づき到達目標及び設定距離を設定する方法〕
図１８は、モニタ装置に表示される画面Ｖ上において、到達目標Ｐ１及び設定距離を設定する方法を示す説明図である。図に示すようにカメラ４は、路面の様子を良好に撮影できるように、やや下向きの角度を設けて設置されている。水平方向に真っ直ぐの角度から、下方へ向けた角度は、図に示すように水平線と、カメラ４の光軸Ｘ（水平方向の光軸ＸＵ）とがなす角度θ１である。このようにカメラ４を設置することにより、カメラ４の垂直方向の画角θ２に収まる範囲の画像が、モニタ装置２ａの画面Ｖとして表示される。尚、モニタ装置２ａには、図に示す二重線Ｄに投影した画像が表示される。画面Ｖにおいて、カメラ４の垂直方向の画角θ２に収まる画像範囲は、座標０〜Ｈである。同様にカメラ４の水平方向の画角(不図示)に収まる画像範囲は、座標０〜Ｕである。従って、モニタ装置２ａに表示される二次元画像の座標は、（０，０）〜（Ｕ，Ｈ）で示される。

画面Ｖ上において、垂直方向の光軸ＸＨと水平方向の光軸ＸＵとが交差する点Ｏが光軸Ｘ、即ち光軸中心である。説明を容易にするため、到達目標Ｐ１となる点が、垂直方向の光軸ＸＨ上で乗員より指示されたとする。画面Ｖ上において、光軸中心Ｏと到達目標Ｐ１とは、画素数でＴ［dots］離れている。光学中心から垂直方向の画角の最遠方部までは、画面の垂直方向の半分であるからＨ／２[dots]である。従って、到達目標Ｐ１となる点を通る光路ＸＰと、光軸Ｘ（ＸＵ）とのなす角度θ３は、以下の式により求められる。

Ｔ ： Ｈ／２ ＝ θ３ ： θ２／２
θ３ ＝ （Ｔ／Ｈ） × θ２

そして、バンパー部から到達目標Ｐ１までの水平距離Ｚは、カメラ４が設置される路面からの高さｈと、カメラ４とバンパー部との水平距離Ｂと、上記で求めた角度θ３とにより、以下の式で求められる。

ｔａｎ（θ１−θ３） ＝ ｈ／（Ｂ＋Ｚ）
ｔａｎ（９０［deg］ − （θ１−θ３）） ＝ （Ｂ＋Ｚ）／ｈ
θ４ ＝ θ１ − θ３
Ｚ ＝ ｈ × ｔａｎ（９０−θ４）−Ｂ

以上、説明したようにして、乗員によって画面Ｖ上に与えられた指示に基づいて、車両１０のバンパー部と到達目標Ｐ１との水平距離Ｚ（設定距離に相当）を計算することができる。尚、カメラ４とバンパー部との水平距離Ｂや、カメラ４の取り付けの高さｈは、車両１０にカメラ４を取り付けた際に既知の値として、運転支援ＥＣＵ１に与えられる。また、同様に車両１０の寸法情報として、バンパー部から後輪の車軸までの水平距離Ｍも既知の値として、運転支援ＥＣＵ１に与えられる。これにより、例えば、車輪までの距離によって停止位置が設定された場合には、運転支援ＥＣＵ１は、到達目標Ｐ１までの設定距離を上述のＺにＭを加えた値とする。また、図示は、省略したが、前輪や、前バンパー部からの水平距離なども同様に既知の値として運転支援ＥＣＵ１に与えられる。

尚、乗員による到達目標Ｐ１の指示が、垂直方向の光軸ＸＨ上以外であった場合も、水平距離については同様に計算できる。また、同様の計算を水平方向に関しても実施すれば、左右方向のズレを考慮した直線距離も計算できる（設定距離に相当）。これらは、上記説明に基づき、幾何学的に明らかであるので、説明を省略する。運転支援ＥＣＵ１は、このようにして求めた到達目標Ｐ１に対して運転支援を実行する。

以上、説明したように本発明によって、平地及び斜面の区別なく、乗員による繊細な運転操作を軽減して正確な駐車操作が可能な運転支援装置を提供することができる。

本発明に係る運転支援装置の構成を模式的に示すブロック図 本発明に係る運転支援装置を搭載する車両の一例を示す斜視図(後方視) 本発明に係る運転支援装置を搭載する車両の一例を示す斜視図（前方視） 本発明に係る運転支援装置により駐車運転を支援する場合の適用例を示す説明図 車両が図４に示す位置にある場合に、モニタ装置に表示される画面を示す説明図 運転支援の進行に応じて変化する表示画面及びスピーカが発する音響を示す説明図（１） 運転支援の進行に応じて変化する表示画面及びスピーカが発する音響を示す説明図（２） 運転支援の進行に応じて変化する表示画面及びスピーカが発する音響を示す説明図（３） 運転支援の進行に応じて変化する表示画面及びスピーカが発する音響を示す説明図（４） 本発明に係る運転支援装置により駐車運転を支援する場合の他の適用例を示す説明図 図１０の場合に表示手段に表示される表示画面の一例を示す説明図 車両と到達目標との距離と、車両の速度との関係の一例を示すグラフ 車両と到達目標との距離と、車両の速度との関係の他の例１を示すグラフ 車両と到達目標との距離と、車両の速度との関係の他の例２を示すグラフ 後退運転時の運転支援の一例を示す状態遷移図 前進運転時の運転支援の一例を示す状態遷移図 前進及び後退運転時の運転支援の一例を示す状態遷移図 モニタ装置に表示される画面上において到達目標及び設定距離を設定する方法を示す説明図

符号の説明

１ 運転支援ＥＣＵ
２ａ モニタ装置（表示手段）
５ 距離センサ（距離計測手段）
６ 速度センサ(速度計測手段)
１１ 目標設定手段
１３ 速度制御手段

Claims (9)

1. 車両周辺の情景を撮影し、少なくとも車室内に備えられた表示手段に表示して、乗員による前記車両の運転操作を支援する運転支援装置において、
   前記乗員が前記車両を停止させたい場所である到達目標を設定する目標設定手段と、
   前記車両と前記到達目標との距離を計測する距離計測手段と、
   前記車両の移動速度を計測する速度計測手段と、
   前記車両と前記到達目標との距離に応じて設定された制限速度を超えないように前記乗員の運転操作であるアクセル操作による前記移動速度を制限する速度制御手段と、を備える運転支援装置。
2. 前記目標設定手段は、前記表示手段に表示される画像上において前記乗員が指定する位置に基づいて前記到達目標を設定する請求項１に記載の運転支援装置。
3. 前記目標設定手段は、前記乗員が指定する前記車両からの距離と方向とに基づいて前記到達目標を設定する請求項１に記載の運転支援装置。
4. 前記表示手段は、前記車両と前記到達目標との距離に応じて、表示する画像を変更する請求項１〜３の何れか一項に記載の運転支援装置。
5. 前記目標設定手段は、前記車両を停止させたい場所を、前記車両のバンパー部又は前記車両の車輪部を基準として設定する請求項１〜３の何れか一項に記載の運転支援装置。
6. 前記制限速度は、前記車両が前記到達目標に近づくに従って低下する値に設定される請求項１〜５の何れか一項に記載の運転支援装置。
7. 前記制限速度は、前記車両と前記到達目標との距離が所定の距離よりも近づいた際に、第１速度から、当該第１速度よりも低速の第２速度へステップ状に遷移する請求項１〜５の何れか一項に記載の運転支援装置。
8. 前記速度制御手段により前記車両の前記移動速度が制限される速度規制中において、前記表示手段に、当該速度規制中であることを示す表示が表示される請求項１〜７の何れか一項に記載の運転支援装置。
9. 運転支援情報を前記乗員に提供するためのスピーカを備え、当該スピーカは、前記速度制御手段により前記車両の前記移動速度が制限される速度規制中において、当該速度規制中であることを示す音響を発する請求項１〜８の何れか一項に記載の運転支援装置。

Images