特許 7455482 車両支援装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-15

(45)【発行日】2024-03-26

(54)【発明の名称】車両支援装置

(51)【国際特許分類】

   B60R 99/00 20090101AFI20240318BHJP

【ＦＩ】

B60R99/00 351

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020157227

(22)【出願日】2020-09-18

(65)【公開番号】P2022050997

(43)【公開日】2022-03-31

【審査請求日】2023-06-28

(73)【特許権者】

【識別番号】000010098

【氏名又は名称】アルプスアルパイン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103171

【弁理士】

【氏名又は名称】雨貝 正彦

(74)【代理人】

【識別番号】100105784

【弁理士】

【氏名又は名称】橘 和之

(74)【代理人】

【識別番号】100098497

【弁理士】

【氏名又は名称】片寄 恭三

(74)【代理人】

【識別番号】100099748

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 克志

(72)【発明者】

【氏名】山本 耕太

(72)【発明者】

【氏名】金森 哲

(72)【発明者】

【氏名】片桐 伸吾

【審査官】菅 和幸

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－２１３５５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－２０３２１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０７３１９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０８３７３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０１６０２８７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｒ ９９／００

Ｇ０８Ｇ １／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両後方を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段によって撮像された後方画像を描画する後方画像描画手段と、
車両のステアリングの舵角を検出する舵角検出手段と、
前記舵角検出手段によって検出された舵角に対応する車両のタイヤ角を所定の変換則に基づいて算出することにより、車両後退時における車両の予測軌跡を示すガイド線の位置を特定してガイド線を描画するガイド線描画手段と、
前記後方画像描画手段によって描画された後方画像上に、前記ガイド線描画手段によって描画されたガイド線を重ねて表示する表示手段と、
前記舵角を一定に保って車両を後退させた後の車両位置と、後退前に前記ガイド線で示された車両位置とを比較し、この比較結果に基づいて前記変換則を補正する変換則補正手段と、
を備えることを特徴とする車両支援装置。

【請求項2】

前記変換則補正手段は、前記舵角を一定に保って車両を後退させて駐車枠と車両とが平行になった第１の車両位置と、後退前に前記駐車枠と車両とが平行になることが前記ガイド線で示された第２の車両位置とを比較して前記変換則の補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の車両支援装置。

【請求項3】

前記変換則補正手段は、前記ガイド線の位置が前記駐車枠と所定の関係になるようにステアリングを操作する指示を利用者に対して行うことを特徴とする請求項２に記載の車両支援装置。

【請求項4】

前記変換則は、ステアリングの舵角と車両のタイヤ角との関係を示す変換テーブルであり、前記第１の車両位置と前記第２の車両位置とのずれが減じるようにこの変換テーブルを補正することを特徴とする請求項２または３に記載の車両支援装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両の後退時に、カメラで撮像した後方画像上に車両の予測軌跡をガイド線として表示する車両支援装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、表示装置に表示される後方の画像に、車両の予測軌跡に基づいて生成されたガイド線を重畳することにより、車両が駐車枠の中央に納まるようにステアリング操作を案内するようにした駐車支援装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この駐車支援装置では、ステアリングの角度（舵角）を変化させてガイド線を駐車枠の白線に合わせることにより、駐車枠内に車両を駐車させるためのステアリング操作を行うことが可能となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００８－４９８８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、上述した特許文献１に開示された駐車支援装置では、ステアリングの角度とタイヤの角度との間には一定の関係があるものとしてガイド線が描画されている。しかし、実際には、同じ車種の車両でも、車両のグレードやタイヤ径、装着しているタイヤの種類、キャンバー角などによって上記の関係が厳密には同じにならず、描画したガイド線の位置にずれが生じるという問題があった。

【0005】

本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、後方画像上に後退時のガイド線を正確に表示することができる車両支援装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した課題を解決するために、本発明の車両支援装置は、車両後方を撮像する撮像手段と、撮像手段によって撮像された後方画像を描画する後方画像描画手段と、車両のステアリングの舵角を検出する舵角検出手段と、舵角検出手段によって検出された舵角に対応する車両のタイヤ角を所定の変換則に基づいて算出することにより、車両後退時における車両の予測軌跡を示すガイド線の位置を特定してガイド線を描画するガイド線描画手段と、後方画像描画手段によって描画された後方画像上に、ガイド線描画手段によって描画されたガイド線を重ねて表示する表示手段と、舵角を一定に保って車両を後退させた後の車両位置と、後退前にガイド線で示された車両位置とを比較し、この比較結果に基づいて変換則を補正する変換則補正手段とを備えている。

【0007】

ステアリングの舵角を固定して実際に車両を後退させた場合の車両位置と事前に示されたガイド線で示される車両位置とを比較し、ガイド線を算出する際の変換則を補正することにより、各車両ごとに変換則の内容を調整することが可能になり、後方画像上に後退時のガイド線を正確に表示することができる。

【0008】

また、上述した変換則補正手段は、舵角を一定に保って車両を後退させて駐車枠と車両とが平行になった第１の車両位置と、後退前に駐車枠と車両とが平行になることがガイド線で示された第２の車両位置とを比較して変換則の補正を行うことが望ましい。これにより、変換則の内容を変更してどの程度車両位置をずらせばよいかがわかるため、変換則の補正を容易に行うことが可能となる。

【0009】

また、上述した変換則補正手段は、ガイド線の位置が駐車枠と所定の関係になるようにステアリングを操作する指示を利用者に対して行うことが望ましい。これにより、変換則補正に必要なステアリングの舵角を、専門知識のない利用者であっても容易に設定することが可能となる。

【0010】

また、上述した変換則は、ステアリングの舵角と車両のタイヤ角との関係を示す変換テーブルであり、第１の車両位置と第２の車両位置とのずれが減じるようにこの変換テーブルを補正することが望ましい。これにより、補正後にこの変換テーブルを用いることにより、ガイド線を正しい位置に描画することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】一実施形態の車両支援装置の構成を示す図である。

【図2】舵角－タイヤ角テーブルの具体例を示す図である。

【図3】フェーズ１に対応する車両と駐車枠との位置関係を示す図である。

【図4】フェーズ１に対応する後方画像の表示例を示す図である。

【図5】フェーズ２に対応する車両と駐車枠との位置関係を示す図である。

【図6】フェーズ２に対応する後方画像の表示例を示す図である。

【図7】フェーズ１に対応する動作手順を示す流れ図である。

【図8】フェーズ２に対応する動作手順を示す流れ図である。

【図9】フェーズ３に対応する動作手順を示す流れ図である。

【図10】タイヤ角と車両の回転半径Ｒの関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明を適用した一実施形態の車両支援装置について、図面を参照しながら説明する。

【0013】

図１は、一実施形態の車両支援装置の構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態の車両支援装置１００は、カメラ１１０、画像格納部１１２、後方画像描画部１１４、駐車枠認識部１２０、舵角検出部１３０、ガイド線描画部１３２、変換テーブル格納部１３４、表示処理部１４０、表示装置１４２、キャリブレーション処理部１５０を備えている。

【0014】

カメラ１１０は、車両後方の所定位置に取り付けられ、魚眼レンズや広角レンズを通して車両後方を撮影する。カメラ１１０による撮像によって得られた画像（後方画像）は画像格納部１１２に格納される。後方画像描画部１１４は、画像格納部１１２に格納された画像を読み出して表示用の後方画像を描画する。

【0015】

駐車枠認識部１２０は、画像格納部１１２に格納されている後方画像に含まれる駐車枠を画像認識によって識別する（駐車枠は通常は白線だが他の色の線を含めるようにしてもよい）。

【0016】

舵角検出部１３０は、車両の運転席に備わったステアリング２００の舵角を検出する。ガイド線描画部１３２は、車両のシフトレバー（図示せず）が後退位置にあるとき（車両後退時）に、舵角検出部１３０によって検出された舵角に基づいて、車両が後退時に進行する軌跡を予測（算出）し、この軌跡を示すガイド線を描画する。この描画は、舵角に対応する自車両のタイヤ角をこの車両に対応する変換則を用いて推定し、このタイヤ角で後方に移動する車両の軌跡を算出することにより行われる。

【0017】

変換テーブル格納部１３４は、ガイド線描画部１３２の算出で用いる変換則を格納する。舵角とタイヤ角との間には１対１の関係があり、この関係が舵角－タイヤ角テーブルとして変換テーブル格納部１３４に格納されている。

【0018】

図２は、舵角－タイヤ角テーブルの具体例を示す図である。図２に示す例では、舵角とタイヤ角とが正比例の関係にある。なお、最も単純な例として正比例の関係にある場合を示したが、舵角とタイヤ角との関係が折線で示される場合や、少なくとも一部に曲線部分が含まれる場合、外輪と内輪とが舵角に対して異なる関係を有する場合など、車両の構造によって舵角-タイヤ角テーブルの内容も多岐にわたっている。

【0019】

表示処理部１４０は、車両後退時に、後方画像描画部１１４によって描画された後方画像を表示装置１４２の画面に表示する。また、ガイド線描画部１３２によってガイド線が描画された場合には、表示処理部１４０は、後方画像上にこのガイド線を重ねて、表示装置１４２の画面に表示する。

【0020】

キャリブレーション処理部１５０は、所定のキャリブレーション処理を行って、変換テーブル格納部１３４に格納されている舵角－タイヤ角テーブルを補正する。初期状態（例えば、車両の製造直後や販売直後）では、車種ごとに舵角－タイヤ角テーブルが予め用意されていて、変換テーブル格納部１３４に格納されている。しかし、同じ車種の車両でも、車両のグレードやタイヤ径、装着しているタイヤの種類、キャンバー角などによって舵角とタイヤ角の関係は若干異なっているため、初期状態の舵角－タイヤ角テーブルをそのまま用いると、舵角に対応する車両の軌跡を正確に算出できずに、ガイド線の位置がずれてしまう。すなわち、このような舵角－タイヤ角テーブルを用いると、ガイド線が駐車枠内に納まるようにステアリング２００を操作し、その際の舵角を維持しながら実際に車両を後退させても、車両が駐車枠から外れる事態が生じうる。キャリブレーション処理部１５０は、このように車両ごとの差異が反映されるように舵角－タイヤ角テーブルを補正する。

【0021】

上述したカメラ１１０が撮像手段に、後方画像描画部１１４が後方画像描画手段に、舵角検出部１３０が舵角検出手段に、ガイド線描画部１３２がガイド線描画手段に、表示処理部１４０、表示装置１４２が表示手段に、キャリブレーション処理部１５０が変換則補正手段にそれぞれ対応する。

【0022】

本実施形態の車両支援装置１００はこのような構成を有しており、次に、その動作を説明する。本実施形態における舵角－タイヤ角の補正動作は、以下に示す３つのフェーズ（フェーズ１、２、３）に分けて考えることができる。

【0023】

（フェーズ１）：駐車枠に向けてこれから車両を後退させる時点における第１段階の動作である。図３は、フェーズ１に対応する車両と駐車枠との位置関係を示す図である。図４は、フェーズ１に対応する後方画像の表示例を示す図である。

【0024】

（フェーズ２）：駐車枠と車両とが平行になった時点における第２段階の動作である。図５は、フェーズ２に対応する車両と駐車枠との位置関係を示す図である。図６は、フェーズ２に対応する後方画像の表示例を示す図である。

【0025】

（フェーズ３）：後退前に予定していた車両位置と後退後実際の車両位置とのずれに基づいて舵角－タイヤ角テーブルを補正する第３段階の動作である。

【0026】

図７は、フェーズ１に対応する動作手順を示す流れ図である。カメラ１１０によって車両後方が撮像されると（ステップ１００）、駐車枠認識部１２０は、撮像されて画像格納部１１２に格納された後方画像に含まれる駐車枠を認識（抽出）する（ステップ１０２）。

【0027】

また、舵角検出部１３０は、ステアリング２００の舵角を検出し（ステップ１０４）、ガイド線描画部１３２は、変換テーブル格納部１３４に格納されている舵角－タイヤ角テーブルに基づいて、検出した舵角に対応するタイヤ角を推定し、このタイヤ角に対応するガイド線を描画する（ステップ１０６）。

【0028】

次に、表示処理部１４０は、ステップ１００で描画された後方画像上にステップ１０６で描画されたガイド線を重ねて表示装置１４２の画面に表示する（ステップ１０８）。図４には、ステップ１０８における表示例が示されている。この表示画像には、駐車枠と、この駐車枠に対して斜めに位置する車両から延びる円弧状のガイド線とが含まれている。

【0029】

次に、キャリブレーション処理部１５０は、ガイド線が駐車枠に対して適切な位置にあるか否かを判定する（ステップ１１０）。ここで、「適切な位置」とは、円弧状の左右のガイド線の接線と左右の駐車枠とが平行な部分において、接線と駐車枠との距離が左右において均等な状態をいう。適切な位置にない場合には否定判断が行われ、キャリブレーション処理部１５０は、車両の運転者に対してステアリング２００を操作（回転）して舵角を変更する旨を指示する（ステップ１１２）。この指示は、表示装置１４２の画面にその旨を示す文字等を表示したり、その旨を示す音声をスピーカ（図示せず）から出力することで行うことができる。ステアリング２００が操作されて舵角が変更されると、ステップ１０４に戻って舵角検出以降の動作が行われる。

【0030】

また、ガイド線が駐車枠に対して適切な位置にある場合にはステップ１１０の判定において肯定判断が行われ、フェーズ１に対応する一連の動作が終了する。

【0031】

図８は、フェーズ２に対応する動作手順を示す流れ図である。キャリブレーション処理部１５０は、図７のステップ１１０の判定において肯定判断が行われた状態（ガイド線が駐車枠に対して適切な位置にある状態）のステアリング２００の舵角を固定して車両を後退させる指示を運転者に対して行う（ステップ２００）。この指示も、図７のステップ１１２の指示と同様に表示装置１４２の画面への表示や音声出力によって行うことができる。この指示に応じて、運転者が車両を後退させると、キャリブレーション処理部１５０は、車両が所定位置に達したか否かを判定する（ステップ２０２）。ここで、「所定位置」とは、車両の前後方向と駐車枠の向きとが平行な位置である。所定位置に達していない場合には否定判断が行われ、この判定が繰り返される。また、所定位置に達すると、ステップ２０２の判定において肯定判断が行われ、フェーズ２に対応する一連の動作が終了する。なお、所定位置に達したときに、その旨を運転者に通知して車両の後退を停止させるようにしてもよいが、運転者自身が後方画像を見ながらその判断を行って車両の後退を停止させるようにしてもよい。

【0032】

図９は、フェーズ３に対応する動作手順を示す流れ図である。図８のステップ２０２の判定において肯定判断が行われた状態（車両が所定位置に達した状態）で、駐車枠認識部１２０は、後方画像に含まれる左右の駐車枠を認識する（ステップ３００）。次に、キャリブレーション処理部１５０は、認識した左右の駐車枠に対する車両のタイヤ位置のずれ量を検出する（ステップ３０２）。正確に描画されたガイド線に沿って車両を後退させた場合には、車両は駐車枠の中央にあるはずであり、左右の駐車枠の中心線と車両の中心線とは一致するはずである。しかし、ガイド線の描画位置が正確でないと、駐車枠内における車両の位置が中央からずれることになり、このずれ量がタイヤ位置のずれ量として検出される。キャリブレーション処理部１５０は、後退前にガイド線によって示された駐車枠内の車両位置（第２の車両位置）と、実際に後退させた後の駐車枠内の車両位置（第１の車両位置）の差を上述したタイヤ位置のずれ量として検出する。

【0033】

次に、キャリブレーション処理部１５０は、検出したタイヤ位置のずれ量に基づいて、変換テーブル格納部１３４に格納されている舵角－タイヤ角テーブルを補正する（ステップ３０４）。

【0034】

図１０は、タイヤ角と車両の回転半径Ｒの関係を示す図である。図１０に示す回転半径Ｒは、外側車輪のかじ取り角度（タイヤ角）αと内側車輪のかじ取り角度β（タイヤ角）の関数であり、これらα、βに値を代入することで具体的な値を算出することができる。なお、ステアリング２００の舵角に対応して外側車輪と内側車輪が異なるタイヤ角になる場合には、外側車輪と内側車輪のそれぞれについて異なる舵角－タイヤ角テーブルが用意されている。タイヤ位置のずれは、舵角－タイヤ角テーブルの内容が正しくないために、事前に算出した車両の回転半径Ｒが実際の回転半径と異なることに起因して発生する。したがって、舵角－タイヤ角テーブルの内容（例えば、図２に示す例では傾き）を補正してやれば、同じ舵角であっても、対応するタイヤ角（外側車輪のかじ取り角度αと内側車輪のかじ取り角度β）が変更され、回転半径Ｒが変更されることから、タイヤ位置のずれ量をなくすことができる。

【0035】

このように、本実施形態の車両支援装置１００では、ステアリング２００の舵角を固定して実際に車両を後退させた場合の車両位置と事前に示されたガイド線で示される車両位置とを比較し、ガイド線を算出する際の変換則（舵角－タイヤ角テーブル）を補正することにより、各車両ごとに変換則の内容を調整することが可能になり、後方画像上に後退時のガイド線を正確に表示することができる。

【0036】

また、上述した変換則補正手段は、舵角を一定に保って車両を後退させて駐車枠と車両とが平行になった第１の車両位置と、後退前に駐車枠と車両とが平行になることがガイド線で示された第２の車両位置とを比較して変換則の補正を行っている。これにより、変換則の内容を変更してどの程度車両位置をずらせばよいかがわかるため、変換則の補正を容易に行うことが可能となる。

【0037】

また、車両を後退させる前にガイド線の位置が駐車枠と所定の関係になるようにステアリング２００を操作する指示を利用者（運転者）に対して行うことにより、変換則補正に必要なステアリング２００の舵角を、専門知識のない利用者であっても容易に設定することが可能となる。

【産業上の利用可能性】

【0038】

上述したように、本発明によれば、ステアリングの舵角を固定して実際に車両を後退させた場合の車両位置と事前に示されたガイド線で示される車両位置とを比較し、ガイド線を算出する際の変換則を補正することにより、各車両ごとに変換則の内容を調整することが可能になり、後方画像上に後退時のガイド線を正確に表示することができる。

【符号の説明】

【0039】

１００ 車両支援装置
１１０ カメラ
１１２ 画像格納部
１１４ 後方画像描画部
１２０ 駐車枠認識部
１３０ 舵角検出部
１３２ ガイド線描画部
１３４ 変換テーブル格納部
１４０ 表示処理部
１４２ 表示装置
１５０ キャリブレーション処理部
２００ ステアリング

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】