停车辅助装置的制作方法

专利名称：停车辅助装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及对停车进行辅助的停车辅助装置。
技术背景以往，人们公知如下停车辅助装置。该停车辅助装置进行将车辆停放 至停车空间的辅助，包括检测停车空间的检测单元；存储检测而得的停 车空间的信息的存储单元；以及执行将车辆引导至停车空间所必需的停车 动作辅助的控制单元，当存储单元中新存储了停车空间时，所述停车辅助 装置将会进行提示使得驾驶员能够认识到停车空间的存在(例如，参考专 利文献l)。专利文献1:日本专利文献特开2003-81041号公报。 发明内容然而，在上述现有技术中，虽然会在新存储了停车空间时进行提示使 得驾驶员能够认识到停车空间的存在，但有时不能根据检测停车空间时的 状况来进行适当的停车动作辅助。例如，如果停车空间的检测迟缓，则不 能将车辆停放在能够适当进行针对停车空间的停车的停车初始位置。其结 果是，实际上存在尽管不能适当执行停车动作辅助仍提示了检测的停车空 间的存在的情况。因此，本发明的目的在于提供一种抑制不能引导至能够适当地向停车 空间进行停车的停车初始位置的状况的停车辅助装置。为了实现上述目的，第一发明提供一种停车辅助装置，具有引导单 元，该引导单元将自身车辆引导至停车初始位置，所述自身车辆能够从所 述停车初始位置向与所述自身车辆周边的有形物体邻接的空间、并且向相 对于所述自身车辆的行进方向而言里侧的停车空间进行停车，所述车辅助4装置的特征在于，包括根据所述自身车辆的车速设定所述引导的开始定 时的定时设定单元。第二发明的特征在于，根据第一发明的停车辅助装置，包括障碍物检 测单元，该障碍物检测单元根据从所述自身车辆向预定方向照射的波的反 射波来检测所述自身车辆周边的障碍物，当通过所述障碍物检测单元在从 所述有形物体起的预定距离内未检测到所述停车空间中存在障碍物时，所 述引导单元开始所述引导，所述定时设定单元根据所述车速来设定所述预 定距离。另外，为了实现上述目的，第三发明提供一种停车辅助装置，具有引 导单元，该引导单元将自身车辆引导至停车初始位置，所述自身车辆能够 从所述停车初始位置向与所述自身车辆周边的有形物体邻接的空间、并且 向相对于所述自身车辆的行进方向而言里侧的停车空间进行停车；以及障 碍物检测单元，该障碍物检测单元根据从所述自身车辆向预定方向照射的 波的反射波来检测所述自身车辆周边的障碍物，所述停车辅助装置的特征 在于，包括定时设定单元，根据所述障碍物检测单元的检测结果设定所 述引导的开始定时，所述检测结果与从所述有形物体起预定距离之内所述 停车空间中的障碍物相关。第四发明的特征在于，根据第三发明的停车辅助装置，其中，当通过 所述障碍物检测单元在所述预定距离内未检测到所述停车空间中存在障碍 物时，所述引导单元开始所述引导。第五发明的特征在于，根据第三发明的停车辅助装置，其中，所述预 定距离被根据所述自身车辆的车速进行设定。第六发明的特征在于，根据第一或第三发明的停车辅助装置，其中， 所述停车空间为夹在所述有形物体与存在于所述行进方向上的障碍物之间 的空间。第七发明的特征在于，根据第二或第三发明的停车辅助装置，其中， 所述预定距离为比所述自身车辆向所述停车空间停车所需要的有效宽度短 的距离。第八发明的特征在于，根据第七发明的停车辅助装置，其中，当通过所述障碍物检测单元在所述预定距离以内检测到所述停车空间中存在障碍 物时，所述引导单元根据该检测到障碍物的时刻以后的所述反射波而计算 得到的与该反射波相关联的障碍物与所述有形物体的间隔距离来进行所述 引导。第九发明的特征在于，根据第八发明的停车辅助装置，其中，当所述 计算得到的间隔距离大于等于所述有效宽度时，所述引导单元开始所述引 导。第十发明的特征在于，根据第八发明的停车辅助装置，其中，当所述 计算得到的间隔距离比所述有效宽度短时，所述引导单元延迟或中止所述 引导的开始。第十一发明的特征在于，根据第八发明的停车辅助装置，其中，当所 述计算得到的间隔距离比所述有效宽度短时，所述引导单元报告所述停车 空间小于所述有效宽度。发明效果根据本发明能够抑制不能引导至能够适当地向停车空间进行停车的停 车初始位置的状况。


图1是示出本发明的停车辅助装置10的一个实施例的系统构成图；图2是示出测距传感器IO的检测对象的物体(在本例中为车辆Z)的检测方式的说明图；图3是具有测距传感器70的车辆(自身车辆)在图的车辆Z的附件 行驶时获得的与车辆Z相关联的点列的示意图；图4是表示通过抛物线近似部13B实现的主要处理的流程的流程图；图5是抛物线近似处理的说明图；图6是旋转校正处理的说明图；图7是通过椭圆近似部13C实现的主要处理的流程的流程图； 图8是椭圆近似处理的说明图；图9是通过停车辅助ECU12实现的主要处理的流程的流程图；图IO是表示入库停车用的停车场的状况的俯视图11是示出显示器22上的目标停车位置设定用触摸面板的一个例子
的图。 标号说明
10-停车辅助装置
12-停车辅助ECU
12A-停车空间检测部
12B-辅助开始定时设定部
12D-停车辅助部
13A-旋转校正处理部
13B-抛物线近似部
13C-椭圆近似部
16-转向角传感器
18-车速传感器
20-后部监视相机
22-显示器
24-扬声器
30-转向控制ECU
50-倒挡开关
52-停车开关
70-测距传感器
具体实施例方式
以下，参考

用于实施本发明的优选方式。本发明尤其对入库 停车的应用有用，因此下面以入库停车(perpendicular parking)为主题来进 行说明。
图1是表示本发明的停车辅助装置10的一个实施例的系统构成图。 如图1所示，停车辅助装置IO被以电子控制单元12 (以下，称为"停车 辅助ECU12")为中心构成。停车辅助ECU12为具有经由未图示的总线而相互连接的CPU、 ROM以及RAM等的计算机。在ROM中存储有CPU 执行的程序或数据。
停车辅助ECU12经由CAN (C接通troller Area Network,控制局域 网)或高速通信总线等适当的总线与检测转向盘(未图示)的转向角的转 向角传感器16以及检测车辆的速度的车速传感器18连接。车速传感器18 可以为配置在各轮上并以对应于车轮轮速的周期来产生脉冲信号的车轮轮 速传感器。
停车辅助ECU12与使用声波(例如超声波)、电波(例如毫米 波)、光波(例如激光)等检测与自身车辆周边的有形物体之间的距离的 测距传感器70。除例如激光探测装置、毫米波探测装置、超声波探测装置 以外，测距传感器70只要是能够检测立体视觉等距离的装置即可。测距 传感器70设在车辆前部的左右两侧。
如图2所示，测距传感器70向以车辆宽度方向为中心的预定方向上 发射声波等距离测定波并接收其反射波，由此检测与位于车辆侧方(包括 相对于车辆的前进方向的斜前方)的有形物体之间的距离。测距传感器70 装载于车辆前部或侧部。另外，测距传感器70被装载为向相对于车辆横 向呈预定角度的斜前方发射距离测定波。例如，可以装载于车辆前部的保 险杠附近，并例如向相对于车辆横向呈17度 20度的斜前方发射声波 等。另外，可以通过使该预定角度变化来调整发射方向。
图3是示出当具有测距传感器70的车辆(自身车辆)在图2的有形物 体(车辆Z)的附近行驶时获得的与车辆Z相关联的点列的示意图。如图 3所示，测距传感器70可以是通过点列来输出有形物体的反射部(声波等 的反射点的集合)的装置，输出数据可以在每一个输出周期随时存储在存 储器72 (例如EEPROM)中。
停车辅助ECU12与倒挡开关50以及停车开关52连接。倒挡开关50 在换档杆操作至后退位置(倒挡)的情况下输出接通信号，在除此以外的 情况下维持断开状态。另外，停车开关52设置在车厢内，并能够由用户 进行操作。停车开关52在常态下维持在断开状态，并通过用户的操作而 成为接通状态。停车辅助ECU12根据停车开关52的输出信号判别用户是否需要停车 辅助。即，如果在车辆行驶中接通停车开关52，则停车辅助ECU12将尽 快开始用于辅助车辆行驶至停车空间内的目标停车位置的停车辅助控制。 停车辅助控制不仅是例如向目标停车位置行驶时的转向控制等车辆控制， 还包含例如输出将车辆引导至停车初始位置的引导消息这样针对驾驶员的 信息输出或辅助使得车辆适当地移动至停车初始位置的转向辅助。
如图1所示，停车辅助ECU12包括停车空间检测部12A;辅助开始 定时设定部12B;以及停车辅助部12D。停车空间检测部12A包括旋转 校正处理部13A;抛物线近似部13B;以及椭圆近似部13C。
停车空间检测部12A根据测距传感器70的检测结果(点列)检测存 在于车辆侧方的停车空间。停车空间检测部12A根据通过左右的测距传感 器70而来的检测结果，在左右侧独立且并行地检测存在于车辆左右侧的 停车空间。由于左右的各自的检测方法可以是一样的，因此以下只要没有 特别注明，则对于一侧的检测方法进行说明。另外，停车空间的检测方法 在入库停车和平行停车(parallel parking)中是不同的，而这里对于入库停车 的情况下的停车空间的检测方法的一个例子进行说明。停车开关52可以 包括指定入库停车和平行停车中某一个的开关，在该情况下停车辅助 ECU12通过按照指定的停车方式的停车模式(入库模式或平行模式)来进 行工作。
图10是表示入库停车用的停车场的状况的俯视图，在该状况下，在 车辆两侧存在多个停车空间(通过虚线的矩形指示)，与停车空间邻接停 放着有形物体(车辆Z)。在图10中，假设车辆(自身车辆)以图中箭头 表示的方向通过有形物体(以及与其邻接的停车空间)的侧方。"里侧" 和"身前侧"以车辆(自身车辆)的行进方向为基准。
当车辆通过某个有形物体的侧方时，通过测距传感器70而来的该有 形物体的检测区域(点列的长度)随着车辆移动而增加。本例的停车空间 检测部12A是根据通过测距传感器70而来的检测结果(点列)检测自身 车辆周边的障碍物的障碍物检测单元。即，停车空间检测部12A将测距传 感器70的检测结果(点列)检测为"有形物体"，并将点列为预定基准长度(或预定数)以上的有形物体检测为"障碍物"。停车空间检测部
12A可以在停车开关52接通的情况下起动。
在点列的长度为预定基准长度Lb (例如lm)以上的阶段，停车空间 检测部12A设定表示临时检测到障碍物的标志(以下，称为"临时标 志")。在检测到预定基准长度Lb以上的长度的点列并且之后没有检测 到点列为预定基准长度Lc (例如50cm)以上的阶段，停车空间检测部 12A检测与预定基准长度Lb以上的长度的点列相关联的有形物体来作为 "障碍物"，并且设定表示车辆侧方存在障碍物且完成障碍物的检测的标 志(以下，称为"完成标志")。
在完成标志设定后没有进一步检测到点列为预定基准长度Ld (例如 1.5m)以上的阶段，停车空间检测部12A推测在车辆侧方存在有效的停车 空间，并设定表示该含义的标志(以下，称为"停车空间有效标志")。 如果将作为入库停车用的停车空间而必要的最小开口宽度(有效空间宽 度)设为Le，则预定基准长度Ld为大于Lc且小于Le的值。有效空间宽 度Le是取决于自身车辆的车宽等而确定的合适值(在本例中设Le = 2.5m)。在本例中，在检测到预定基准长度Lb以上的点列并且之后没有 检测到点列为预定基准长度Ld以上的阶段，停车空间检测部12A推测在 与完成标志相关联的障碍物的里侧存在有效的停车空间，并设定停车空间 有效标志。
如上所述，在没有检测到点列的长度未达到有效空间宽度Le的期间 内能够在没有检测到点列为预定基准长度Ld以上的阶段推测在与完成标 志相关联的障碍物的里侧存在有效的停车空间，这是因为测距传感器70 被装载为向相对于车辆横向呈预定角度的斜前方发射距离测定波。即，通 过接收从测距传感器70向相对于车宽方向呈预定角度的斜前方发射的距 离测定波的反射波来检测与位于车辆侧方的障碍物之间的距离，因此其检 测点从实际的障碍物的位置显示在身前侧。因此，着眼于显现在身前侧的 检测点，如果检测点以比实际的障碍物约靠近身前lm的方式显现，则在 有效空间宽度Le为2.5m的情况下，在没有检测到点列为预定基准长度Ld (1.5m= (2.5m—lm))以上的阶段，能够推测在车辆侧方存在有效的停
10车空间。换言之，如果在检测到预定基准长度Lb以上的点列之后没有检 测到点列为预定基准长度Ld以上，则不必对没有检测到点列为有效空间 Le以上这件事进行检测，就能够推测在与完成标志相关联的障碍物的里侧 存在有效空间宽度Le以上的停车空间。
另一方面，当在完成标志设定后在没有检测到点列的长度达到预定基 准长度Ld之前检测到点列时，考虑到由于与点列相关联的反射波的接收 误差等引起的检测误差，不立即确定在车辆侧方不存在有效的停车空间的 判断，而是检测在达到预定基准长度Ld之前开始检测到的与预定数Nl (例如，2个)的点列相关联的有形物体来作为"第二障碍物"，并推定 该第二障碍物的位置。预定数Nl的点列也可以称为包含在预定基准长度 Ll内的点列。基于预定数Nl的点列的第二障碍物的位置推定通过旋转校 正处理部13A来执行(关于由旋转校正处理部13A执行的基于预定数Nl 的点列的第二障碍物的位置推定将在后面说明)。当从与完成标志相关联 的障碍物的端部至通过旋转校正处理部13A进行位置推定而来的第二障碍 物的端部为止的距离为有效空间宽度Le以上的情况下，停车空间检测部 12A推测在与完成标志相关联的障碍物的里侧存在有效的停车空间并设定 停车空间有效标志。
另一方面，当从与完成标志相关联的障碍物的端部至通过旋转校正处 理部13A进行位置推定而来的第二障碍物的端部的距离小于有效空间宽度 Le时，直至检测了比预定数Nl多的预定数N2的点列为止(或者，直至 检测了比预定基准长度L1长的预定基准长度L2大小的点列为止)，停车 空间检测部12A持续进行点列的检测动作。即，当从与完成标志相关联的 障碍物的端部至第二障碍物的端部的距离小于有效空间宽度Le时，停车 空间检测部12A根据针对第二障碍物检测到的预定数N2的点列(或者， 预定基准长度L2大小的点列)推定第二障碍物的位置。由于使用比预定 数Nl多的预定数N2的点列(或者，比预定基准长度Ll长的预定基准长 度L2大小的点列)推定第二障碍物的位置，因此与预定数N1的点列(或 者，预定基准长度Ll大小的点列)的情况相比检测时间增加，但能够提 高其位置的推定精度。停车空间检测部12A例如通过对针对第二障碍物而检测到的预定数 N2的点列进行曲线近似来推定第二障碍物的形状，由此能够更正确地推 定第二障碍物的位置。基于预定数N2的点列的第二障碍物的位置推定 (曲线近似)通过旋转校正处理部13A、抛物线近似部13B、椭圆近似部 13C来执行(关于由旋转校正处理部13A、抛物线近似部13B、椭圆近似 部13C执行的基于预定数N2的点列的第二障碍物的位置推定将在后面说 明)。
当从与完成标志相关联的障碍物的端部至通过旋转校正处理部13A、 抛物线近似部13B、椭圆近似部13C进行位置推定而来的第二障碍物的端 部的距离为有效空间宽度Le以上时，停车空间检测部12A推测在与完成 标志相关联的障碍物的里侧存在有效的停车空间，并设定停车空间有效标 志。另一方面，当从与完成标志相关联的障碍物的端部至通过旋转校正处 理部13A、抛物线近似部13B、椭圆近似部13C进行位置推定而来的第二 障碍物的端部的距离小于有效空间宽度Le时，停车空间检测部12A确定 在车辆侧方不存在有效的停车空间的判断，并设定表示该含义的标志(以 下，称为"停车空间无效标志")。
当设定停车空间有效标志或停车空间无效标志时，在基于如后述那样 的停车辅助部12D的控制下进行报告控制和转向控制等对应于各个标志的 辅助动作。例如，当设定停车空间有效标志时，在基于如后述那样的停车 辅助部12D的控制下，将在车辆侧方存在有效的停车空间报告给驾驶员。 另外，当设定停车空间无效标志时，在基于如后述那样的停车辅助部12D 的控制下，将在车辆侧方不存在有效的停车空间报告给驾驶员。上述报告 的输出方式可以通过声音及/或图像来实现(关于优选的输出方式将在后面 详细说明)。由此，驾驶员能够知道在侧方是否存在能够停车的停车空 间，从而减少了通过自己的眼睛寻找停车空间的负担。
在入库停车的情况下，例如在停车至车辆Z的身前侧的停车空间时， 如果没有从该车辆Z的身前附近开始转动方向盘，则多数情况下难以到达 能够针对该停车空间进行辅助(后退时的辅助)的停车初始位置。在本实 施例中，考虑到这点，因而不是将车辆Z的身前侧作为检测/报告对象的停车空间，而是将车辆Z的里侧的空间作为检测/报告对象的停车空间。该情
况下，当在车辆Z的里侧检测到预定的空间(长度Ld的空间)的阶段，
实施通知停车空间的报告，因此即使从进行该报告的地点起开始转动方向 盘，也能够容易到达能够针对该停车空间进行辅助的停车初始位置。另
外，由于在没有检测到预定基准长度Ld以上的点列的阶段通知有效的停 车空间，因此，与在没有检测到有效空间宽度Le以上的点列的阶段通知 有效的停车空间的情况相比，能够将该报告定时提前。通过报告定时的提 前，能够使驾驶员更早意识到有效的停车空间的有无，即使产生从该报告 到驾驶员转动方向盘为止的空走距离，也能够从容地使自身车辆移动至停 车初始位置。另外，在停车辅助部12D的控制下直至辅助动作实际开始动 作为止有时会产生空走距离，因此能够在没有检测到比有效空间宽度Le 短的预定基准长度Ld以上的点列的阶段推测有效的停车空间的有无，由 此，即使产生如上述那样的空走距离，也能够使车辆适当地引导至停车初 始位置。即使关于两个有形物体之间的停车空间(例如，车辆Z2与车辆 Z3之间的左上的停车空间)，也同样地在身前侧的车辆Z2的里侧检测到 预定的空间(长度Ld的空间)的阶段实施通知车辆Z2的里侧的停车空间 (车辆Z2与车辆Z3之间的停车空间)的报告。
接着，对于通过抛物线近似部13B实现的主要处理进行说明。图4是 表示通过抛物线近似部13B实现的主要处理的流程的流程图。图5是图4 中的抛物线近似处理的说明图，图6是旋转校正处理部13A的旋转校正处 理的说明图。图4所示的处理例程在接通停车开关52的情况下启动并能 够当检测预定数的N2的点列时(即，当检测第二障碍物的一部分时)执 行，所述预定数的N2比在完成标志设定后且到达预定基准长度Ld之前开 始检测的预定数N1多。
在步骤S110中，直至随着自身车辆的行进而检测的点列数据达到预 定数N2为止，持续进行基于测距传感器70的检测。即，通过测距传感器 70来检测预定基准长度L2 (本例中为lm)大小的点列数据。
在步骤S120中，对通过测距传感器70检测的点列数据执行抛物线近 似处理来作为前置处理。这里，参考图5来说明抛物线近似处理的详细内容。在图5中示出了 被转换为世界坐标系(X， ， Z，)的点列数据(作为一个例子，示出了 7 个点的点C1 C7)，另外，示出了检测各点C1 C7时的测距传感器70 的位置S1 S7 (以下，称为声纳位置S1 S7)。
如图5所示，抛物线近似部13B首先定义抛物线坐标系(X， Z)。 抛物线坐标是将车辆的行进方向作为X轴，将与其正交的方向作为Z轴。 原点设定在用于近似的点列数据的所有点中的中心点(在本例的情况下为 点C4)。车辆的前进方向可以基于临时标志设定时的车辆的朝向(后述 的偏向角O来决定。接着，在如上述那样设定的抛物线坐标系中，抛物 线近似部13B对点列数据通过最小平方法等进行曲线近似(二次曲线)。 即，计算最适合于点列数据的a"2+"z + c-0中的系数a、 b、 c (*表示乘 法。)。接着，抛物线近似部13B校正点列数据使得点列数据的各点 C1 C7处在获得的抛物线上。例如，如图5所示，对连结点C6而言，求 得将点C6和声纳位置S6结合起来的直线R6与抛物线的交点C6' 、 C6" (通常为2点。)，并将点C6校正为离声纳位置C6更近的交点C6，。 如上述那样地对所有点C1 C7执行校正。校正可以通过相对于抛物线向 法线方向上投影来实现。如上所述，为了方便而将获得的点列数据 (C1， C7')称为"抛物线近似数据"。
返回图4。在步骤S130中，判定抛物线近似处理的结果的符合率(fit ratio)是否为预定基准值以上。所谓符合率是相对于计算而来的近似曲线 (抛物线)的上述近似所使用的各点列的适合度。当符合率为预定基准值 以上时，即，在抛物线近似成功的情况下进入步骤140，在抛物线近似以 失败的方式结束的情况下进入步骤150。
在步骤140中，使用在上述步骤130中执行的抛物线近似处理结果来 执行旋转校正处理。即，旋转校正处理部13A使用在上述步骤130中获得 的抛物线近似数据来执行旋转校正处理。
这里，参考图6来说明旋转校正处理的详细内容。在图6中，在世界 坐标系中示出了抛物线近似数据(Cl' C7')以及声纳位置S1 S7。 如图6所示，旋转校正处理部13A例如在从抛物线近^(数据的端部起的每三点中使用三点的信息对这三点的中央的点进行旋转校正。例如，使用三
点Cl' C3，的信息对C2'进行旋转校正。此时，例如点C2'的旋转 校正的旋转角度0可以通过"^rsin((c/3-dl)/沉)来求得。另外，例如点 C2'的旋转校正的旋转半径可以是点C2'与声纳位置S2的位置d2，点 C2'的旋转校正的中心可以是声纳位置S2。接着，旋转校正处理部13A 使用接下来的三点C2， C4'的信息对点C3，进行旋转校正，并在以下 同样地顺次进行旋转校正。由此，获得旋转校正的点列数据(P1 P5)。
在步骤150中，使用在上述步骤110中通过测距传感器70检测的点列 数据来执行旋转校正处理。即，旋转校正处理部13A不使用在上述的步骤 130中获得的抛物线近似数据而是使用校正前的点列数据(但可以接受去 噪等基本的前置处理。)来执行旋转校正处理。旋转校正处理的方法优选 与参考图6所说明的方法相同。
在步骤160中，根据通过旋转校正处理获得的点列数据(P1 P5)计 算障碍物的起点和终点的坐标。障碍物的起点的坐标为，在世界坐标系 中，在点列数据P1 P5中在自身车辆的行进方向上身前侧的最端部的点 (在本例中为P2)的坐标。障碍物的终点的坐标与障碍物的起点不同，由 于在预定基准长度L2大小的点列数据的检测时刻不存在点列数据，因而 障碍物的终点的坐标为相对于障碍物的起点沿自身车辆的行进方向偏移预 定距离(例如，1.7m)的坐标。
在步骤170中，输出在上述的步骤160中获得的障碍物的起点以及终 点的坐标。
如上所述，根据本实施例，在完成标志设定后且在没有检测到点列的 长度达到预定基准长度Ld之前开始检测的预定数N2的检测阶段，尽管仅 获得较少的点列数据，但通过使用抛物线近似能够高精度地推定第二障碍 物的形状(在本例中为障碍物的起点以及终点(障碍物的端部))。
接下来，说明通过椭圆近似部13C实现的主要处理。图7是表示通过 椭圆近似部13C实现的主要处理的流程的流程图。图8是图7中的椭圆近 似处理的说明图。图7所示的处理例程在接通停车开关52的情况下启动 并能够当检测预定数的N3的点列时(即，当检测第二障碍物的一部分时)执行，所述预定数的N3比在完成标志设定后且到达预定基准长度Ld 之前开始检测的预定数N2多。
在步骤S210中，直至随着自身车辆的行进而检测的点列数据达到预 定数N3为止，持续进行基于测距传感器70的检测。g卩，通过测距传感器 70来检测预定基准长度L3 (本例中为1.5m)大小的点列数据。
在步骤S220中，对通过测距传感器70检测的点列数据执行椭圆近似 处理来作为前置处理。
这里，参考图8来说明椭圆近似处理的详细内容。在图8中示出了被 转换为世界坐标系(实坐标系)的点列数据(作为一个例子，示出了 12 个点的点C1 C12)，另外，示出了检测各点C1 C12时的测距传感器 70的位置S1 S12 (以下，称为声纳位置S1 S12)。
椭圆近似部13C首先对点列数据进行椭圆近似。具体而言，将椭圆的 一般式^/* +6*;<:*2 + /* +^ + /^ + / = 0中的系数d、 e、 f、 g、 h、 f通 过例如RANSAC (Random Sample Consensus,随机抽样一致性)来计 算。在图示的例子中为包括12个点的点列数据，因此优选使用全部点 C1 C12，但处理时间会由于输入点数而变巨大，因而可以执行输入点数 的降低(例如最大为20点)。接下来，椭圆近似部13C校正点列数据使 得点列数据的各点C1 C12处在获得的椭圆上。具体而言，与上述的抛物 线近似的情况一样地，将对应的声纳位置和点列数据的点以直线连结，并 求得直线与椭圆的交点(通常为2点)，将点列数据的点校正为离该交点 更近的交点。例如，如图8所示，对点C3而言，求得将点C3和声纳位置 S3结合起来的直线R3与椭圆的交点D3、 D3"，并将点C3校正为离声纳 位置C3更近的交点D3。如上述那样地对所有点执行校正。此时，在即使 针对从端部起的三个点的点C1 C3的任一个也不存在上述那样的交点的 情况下可知符合率差，因此优选不执行点列数据的校正。
如上所述，为了方便而将获得的点列数据称为"椭圆近似数据"。椭 圆近似数据当相对于最端部的点Cl存在交点的情况下包括D1 D12，当 从接下来的点C2起存在交点的情况下包括D2 D12，当从接下来的点C3 起存在交点的情况下包括D3 D12。在端点处有时不存在交点的理由为，如上述那样安装在车辆保险杠等的测距传感器70向斜前方发射检测波， 故此包括当接近障碍物时相对于障碍物的侧面的距离数据。
返回图7。在步骤S230中，判定抛物线近似处理的结果的符合率(是 否为预定基准值以上。如上所述，在即使针对从端部起的三个点的点 C1 C3的任一个也不存在上述那样的交点的情况下，在本判定处理中进 行否定判定。
在步骤240中，使用在上述步骤230中执行的椭圆近似处理结果来执 行旋转校正处理。即，旋转校正处理部13A使用在上述步骤230中获得的 抛物线近似数据来执行旋转校正处理。优选的是，除使用的数据不同以 外，旋转校正处理的方法与参考图6所说明的方法是相同的。
在步骤250中，使用在上述步骤210中通过测距传感器70检测的点列 数据来执行旋转校正处理。即，旋转校正处理部13A不使用在上述的步骤 230中获得的椭圆近似数据而是使用校正前的点列数据来执行旋转校正处 理。优选的是，除使用的数据不同以外，旋转校正处理的方法与参考图6 说明的方法是相同的。
在步骤260中，根据通过旋转校正处理获得的点列数据计算障碍物的 起点和终点的坐标。障碍物的起点的坐标是在旋转校正的点列数据中在自 身车辆的行进方向上身前侧的最端部的点的坐标。另一方面，在经由上述 的步骤250的情况下，即在没有执行基于椭圆近似处理的校正的情况下， 障碍物的终点的坐标为相对于障碍物的起点沿自身车辆的行进方向向里侧 偏移预定距离(例如，1.7m)的坐标。另一方面，在经由上述的步骤240 的情况下，即在执行了基于椭圆近似处理的校正的情况下，障碍物的终点 的坐标为从检测最终点(在上述的例子中为对应于C12的校正后的点)起 沿自身车辆的行进方向在身前侧偏移预定距离(例如0.5m)的坐标。此 时，在障碍物的起点与终点的距离小于障碍物的一般宽度(例如1.7m)的 情况下，障碍物的终点的坐标为相对于障碍物的起点沿自身车辆的行进方 向上向里侧偏移预定距离(例如1.7m)的坐标。
在步骤270中，输出在上述的步骤260中获得的障碍物的起点以及终 点的坐标。如上所述，根据本实施例，在完成标志设定后且在没有检测到点列的
长度达到预定基准长度Ld之前开始检测的预定数N3的检测阶段，着眼于 获得较多的点列数据，通过使用椭圆近似能够高精度地推定第二障碍物的 形状(在本例中为障碍物的起点以及终点(障碍物的端部))。
接下来，说明通过辅助开始定时设定部12B实现的处理。辅助开始定 时设定部12B按照通过车速传感器18检测的自身车辆的当前车速来改变 预定基准长度Ld的值。由于停车空间有效标志或停车空间无效标志的设 定定时随着预定基准长度Ld的长度变化而变化，因此停车辅助部12D的 辅助动作的开始定时也将变化。因此，如果按照自身车辆的当前车速来改 变预定基准长度Ld的值，则能够按照自身车辆的当前车速来调整停车辅 助部12D的辅助动作的开始定时。
辅助开始定时设定部12B例如可以设定使得随着自身车辆的当前车速 加快而增大预定基准长度Ld (例如，当前车速3km/h时为1.5m，当前车 速6km/h时为2.0m)。因此，即使测距传感器70的检测精度随着车速加 快而下降，也能够确保车速越快则对于推测是否存在有效的停车空间所需 要的预定基准长度Ld越大，由此能够适当地推测是否存在有效的停车空 间。
另外，辅助开始定时设定部12B例如可以设定使得随着自身车辆的当 前车速加快而减小预定基准长度Ld (例如，当前车速3km/h时为2.0m， 当前车速6km/h时为1.5m)。因此，由于车速越快则停车空间有效标志或 停车空间无效标志的设定定时被设定得越快，由此能够防止停车辅助部 12D的辅助动作的迟缓或驾驶员的转向操作的迟缓。
因此，通过按照自身车辆的当前车速将预定基准长度Ld的值调整为 适当的值，能够对不能引导至可适当地辅助针对停车空间的停车的停车初 始位置的情况进行抑制。
图9是通过停车辅助ECU12实现的主要处理的流程的流程图。参考 图IO说明该流程图。
在步骤300中，判定停车车辆Zl的完成标志是否已被设定。仅在停 车车辆Zl的完成标志是否已被设定的情况下进入步骤310。间检测部12A如上述那样监视在停车车辆Zl 的完成标志设定后在预定基准长度Ld之间是否检测到点列，由此判断从 停车车辆Zl至行进方向上的长度Ld之间是否具有障碍物信息。这里，如 上所述，预定基准长度Ld可通过辅助开始定时设定部12B按照当前车速 来改变。如果在从停车车辆Zl至行进方向的长度Ld之间没有检测到点列 则设定停车空间有效标志并移至步骤320，如果在从停车车辆Zl至行进方 向的长度Ld之间检测到点列则移至步骤330。
在步骤320中，通过设定停车空间有效标志，停车辅助部12D会经由 扬声器24 (参考图1)输出提示音的声音，并进行用于将车辆引导至停车 初始位置的转向指示。提示音的声音可以从存在于左右的扬声器24中的 存在停车空间那侧的扬声器24输出。因此，驾驶员能够通过听觉理解存 在停车空间的一侧。另外，转向指示优选的是表达主要内容为"请转动方 向盘，并至响起铃音为止缓慢前进"的语音输出或转向指示显示。如上所 述，当停车空间有效标志已被设定时，在输出提示音的声音的同时，该转 向指示显示被显示在显示器22上。由此，驾驶员能够容易地理解开始转 动方向盘的时刻，并能够容易地理解只要到输出铃音这样的通知车辆到达 停车初始位置的报告为止转动方向盘并缓慢前进即可。
接着，停车辅助部12D根据从抛物线近似部13B获得的障碍物的起点 以及终点的信息来计算适于引导对象的针对停车空间的停车的停车初始位 置。停车初始位置的计算方法可以是多样的，例如，在相对于障碍物的起 点的预定的相对位置上确定目标停车位置(例如停车空间内的车辆后轴中 心的位置)，并考虑车辆的最大转弯曲率等，从而计算并决定能够针对已 决定的目标停车空间进行停车的停车初始位置。能够对停车空间进行辅助 的停车初始位置不是一个点而是具有范围，因此可以通过允许的位置范围 的方式来进行限定。接着，停车辅助部12D根据转向角传感器16和车速 传感器18的各输出信号来计算预定区间的相对于预定的基准方向的车辆 朝向的变化量(以下，将该变化量称为"偏向角a")，并推测车辆此后 的移动轨迹。偏向角a定义为以顺时针方向为正并以逆时针方向为负。这 里，如果将车辆的微移动距离设为ds并将Y设为路面曲率(相当于车辆的转弯半径R的倒数)，偏向角a —般能够通过式1来计算。在该式1中， 求出偏向角a作为从身前的位置3m (在本例中3=7)到达当前地点的车 辆朝向的变化。 [式l]
停车辅助部12D根据对式1进行了变形的式2来计算每个预定的移动 距离(在本例中为0.5m)的微偏向角cii，并对计算的各微偏向角a卜k求 和来计算偏向角a 。
此时，通过对车速传感器18的输出信号(车轮轮速脉冲)进行时间 积分来监视预定的移动距离(在本例中为0.5m)。另外，路面曲率Y根据 从转向传感器16获得的转向盘角度Ha来确定，例如通过j^/f。/L^进行 计算(L为轴距长度，n为车辆的转换器总传动比(相对于车轮的转向角 的转向盘角度Ha的比))。也可以通过将在每个微移动距离为O.Olm的 期间获得的路面曲率Y与该微移动距离0.01相乘，并将它们的乘积值以移 动距离0.5进行积分来计算微偏向角ai。路面曲率Y与转向盘Ha的关系 被作为根据预先按照每部车辆取得的相关数据来生成的设定表而存储在停 车辅助ECU12的ROM。优选持续计算偏向角a ，此时获得的偏向角a优 选使用于推测上述的自身车辆的行进方向。
停车辅助部12D根据如上述那样推测的当前的车辆位置以及停车初始 位置之间的关系进行用于将车辆引导至停车初始位置的转向指示。例如， 停车辅助部12D优选经由扬声器24或显示器22 (参考图1)通过显示及/ 或语音来适当地输出主要内容为"请开始再稍微靠近停车空间"，"请开 始再稍微远离停车空间"，或者"请再稍微增大车辆的倾斜"的消息。
在图9的步骤330中，由于在步骤310中检测到从停车车辆Zl至行 进方向的长度Ld之间的点列，因此如上述那样通过进行基于旋转校正处 理部13A的旋转校正处理，由此推定在达到预定基准长度Ld之前开始检 测到的与预定数Nl的点列相关联的障碍物(该情况下，停车车辆Z2)的
20位置。旋转校正处理部13A使用通过测距传感器70检测的校正前的预定 数Nl的点列数据(但可以接受去噪等基本的前置处理。)来执行旋转校 正处理。优选的是，除使用的数据不同以外，旋转校正处理的方法与参考 图6说明的方法是相同的。预定数Nl可以为图6例示的三个点或者三个 点以上的个数，但最小的个数可以是开始检测的最初的两个点。在两个点 的情况下，如果假设图6所述的点C1'和点C2，为通过测距传感器70最 初开始检测的旋转校正前的点列数据，则使用点Cl'和点C2'的信息来 进行点C2'的旋转校正。此时，优选通过0-Acsin(^2-rfl)/沉)来求得点 C2的旋转校正的旋转角度6 (此时的a为Sl与S2之间的距离)。
在步骤S340中，如上所述，在从完成标志涉及的停车车辆Zl的端部 至通过旋转校正处理部13A进行位置推定的停车车辆Z2的端部的距离为 有效空间宽度Le以上的情况下，停车空间检测部12A推测在停车车辆Zl 的里侧存在有效的停车空间S2，并设定停车空间有效标志。停车车辆Zl 的端部只要通过如上述那样通过椭圆近似处理获得的终点的坐标确定即 可，停车车辆Z2的端部只要通过如上述那样通过旋转校正处理获得的起 点的坐标即可。在步骤340中，停车辅助部12D经由扬声器24 (参考图 1)输出提示音的声音，并进行用于将车辆引导至停车初始位置的转向指 示。另一方面，在步骤S340中，如果与完成标志相关联的停车车辆Zl与 通过旋转校正处理部13A推定的停车车辆Z2距离小于有效空间宽度Le则 移至步骤350。
在步骤350中，如上所述，旋转校正处理部13A通过进行基于抛物线 近似部13B及/或椭圆近似部13C的曲线近似，并根据在达到预定基准长 度Ld之前开始检测的预定数Nl及/或N2的点列数据来推定停车车辆Z2 的位置。
在步骤360中，在如上述那样从与完成标志相关联的停车车辆Zl的 端部至通过旋转校正处理部13A和抛物线近似部13B进行位置推定的停车 车辆Z2的端部的距离为有效空间宽度Le以上的情况下，停车空间检测部 12A推测在停车车辆Zl的里侧存在有效的停车空间S2，并设定停车空间 有效标志。另外，为了提高位置的推定精度，可以在如上述那样从与完成标志相关联的停车车辆Zl的端部至通过旋转校正处理部13A和椭圆近似 部13C进行位置推定的停车车辆Z2的端部的距离为有效空间宽度Le以上 的情况下，停车空间检测部12A推测在停车车辆Zl的里侧存在有效的停 车空间S2，并设定停车空间有效标志。通过在步骤360中设定停车空间有 效标志，与上述一样地，在步骤320中停车辅助部12D经由扬声器24 (参 考图1)输出提示音的声音，并进行用于将车辆引导至停车初始位置的转 向指示。另一方面，在步骤360中，如果停车车辆Zl与停车车辆Z2的距 离小于有效空间宽度Le，则设定停车空间无效标志并移至步骤370。
在步骤370中，通过设定停车空间无效标志，停车辅助部12D经由扬 声器24 (参考图1)输出提示音的声音(为不使司机在听觉上理解错误， 优选该提示音的声音是与设定停车空间有效标志时不同的声音)，不进行 用于将车辆引导至停车初始位置的指示，并报告不存在有效的停车空间。
由此，驾驶员能够经由听觉理解不存在停车空间。另外，转向指示优选通
过表达主要内容为例如"请将方向盘保持在前进状态，并至响起铃音为止
缓慢前进"的语音输出或转向指示显示。如上所述，当停车空间无效标志
已被设定时，在输出提示音的声音的同时，该转向指示显示被显示在显示
器22上。由此，驾驶员能够容易地理解不需要转动方向盘，并能够容易
地理解直到输出铃音这样的通知检测到新的有效的停车空间的报告为止只
要将方向盘保持在前进状态使车辆缓慢前进即可。优选能够通过用户来选 择在停车空间无效标志已被设定的情况下有无提示音的声音输出等的报告
动作，以便反映用户的意思。
当执行图9所示的处理的结果是车辆的当前位置对应于停车初始位置 时，停车辅助部12D经由扬声器24输出铃音，并通过显示及/或语音输出 表达"将换档杆切换为R，则能够开始后退时的辅助"的意思的消息，并 结束停车初始位置引导。
停车辅助部12D根据来自椭圆近似部13C的障碍物的起点和终点的信 息从停车初始位置起开始针对停车空间的后退行驶时的停车辅助。优选通 过以下步骤执行后退行驶时的停车辅助。
首先，在车辆停止在停车初始位置的状态下， 车辅助部12D使拍摄车辆后方的预定角度区域内的状况的后部监视相机20的拍摄图像(实际 图像)显示在设置在车厢内的显示器22上。此时，如在图11 (入库停车 用的画面)中的虚线所示，在显示器22上将目标停车框重叠显示在拍摄 图像上。目标停车框优选为模拟实际的停车框或车辆的外形的图形，例如 具有能够由用户辨识其位置和朝向的形态。
这里，根据来自椭圆近似部13C的障碍物的起点和终点的信息来计算 显示在显示器22上的目标停车框的初始显示位置。该目标停车框的位置 优选在此状态下通过由用户执行的最终确定开关的操作等来进行确定。或 者，可以如图11所示那样地，使目标停车框的位置等能够在操作确定开 关之前通过用于使目标停车框向上下左右方向并行移动或旋转移动的触摸 开关等来调整。
当确定了目标停车框的位置时，停车辅助部12D根据目标停车框的位 置来确定目标停车位置，并计算适于使车辆后退至确定的目标停车位置的 目标移动轨迹。此时，例如根据于停车空间邻接的障碍物的端点信息来生 成目标移动轨迹使得车辆不与障碍物相干涉。在该情况下，可以使用基于 抛物线近似的障碍物的端点信息，但优选使用可靠性更高的基于椭圆近似 的障碍物的端点信息，
当车辆开始向后方移动时，停车辅助部12D在自动引导控制中使用根 据车速传感器18的输出信号计算而来的车辆移动量以及从转向角传感器 16获得的转向角位置来推定自身车辆的车辆位置，并计算对应于来自车辆 位置的目标移动轨迹的偏差的目标转向角，将该目标转向角发送给转向控 制ECU30。转向控制ECU30控制马达32使得实现该目标转向角。马达 32优选设置在转向管柱或转向器箱上，并通过其旋转角使转向轴旋转。当 车辆最终适当地导入停车空间内的目标停车位置时，停车辅助部12D向驾 驶员请求停止车辆(或者，通过自动控制单元使车辆自动地停止)，并完 成停车辅助控制。
根据如上述那样的本实施例，由于在检测到点列的长度为预定基准长 度Lb以上之后在没有检测到点列为预定基准长度Ld以上的阶段进行针对 停车初始位置的转向指示，因此，与在检测到点列的长度为预定基准长度Lb以上之后在没有检测到点列的长度为有效空间宽度Le以上的阶段进行 针对停车初始位置的转向指示的结构相比，能够提前停车辅助(停车初始 位置引导)的开始时期，从而能够对不能引导至可适当地辅助针对停车空 间的停车的停车初始位置的情况进行抑制。另外，通过按照车速来改变预 定基准长度Ld，能够调整停车辅助(停车初始位置引导)的开始时期，因 此能够对不能引导至可适当地辅助针对停车空间的停车的停车初始位置的 情况进行抑制。本实施例尤其是对于如果在通过障碍物等有形物体之后不 转动方向盘就难以到达适当的停车初始位置的入库停车时有效。
另外，通过使从测距传感器70照射的波的照射方向可变，使得能够 更适当地进行有效的停车空间的检测。
以上，对本发明的优选实施例进行了详细说明，但本发明不限制于上 述的实施例，在不脱离本发明的范围的情况下能够对上述的实施例进行各 种变形以及替换。
例如，在上述实施例中，当停车幵关52被起动的情况下起动各种应 用处理(例如停车空间检测部12A的处理等)，但本发明不限定与此，例 如即使当在停车开关52未被起动的情况下，也可以当车速成为预定值以 下时以及通过导航装置的地图数据判断车辆位置处在停车场内时等起动。 该情况下，也可以考虑不存在停车开关的结构。
另外，在上述实施例中，推测作为确定目标停车位置和停车初始位置 等时优选的参数的障碍物的端点(起点和终点)来作为障碍物的形状，但 本发明不限定于此，可以推测障碍物的朝向(障碍物的前面的方向)或轮 廓形状来作为障碍物的形状。另外，关于障碍物的起点和终点，不需要一 定为沿自身行驶方向的起点和终点，例如在通过图像识别等检测实际的停 车框线(入口侧的线)的方向的情况下，可以导出沿该停车框线的方向的 障碍物的起点和终点。
另外，在上述实施例中，为了方便说明将障碍物假设为车辆，但障碍 物可以假设为自行车、二轮车、壁、两个以上的支架等所有有形物体。
另外，在上述本实施例中，通过车速传感器18和转向角传感器16来 取得并导出与车辆的位置等相关的信息，但可以代替该方式或在其基础上加入使用横摆率传感器、陀螺传感器、方位计、GPS定位结果等。
另外，以停车辅助部12D、显示器22、扬声器24、转向控制ECU30 为主的使车辆转向需要的系统等的引导单元的辅助动作包括到达适当的停 车初始位置的报告辅助和转向辅助等，但优选在所述转向辅助中包括自动 行驶的辅助。这里，所谓自动行驶不限定于必需通过自动控制执行所有的 运转动作的情况，还包括通过仅自动执行需要的运转动作中的一部分的半 自动控制来执行的情况。例如，可例举出由驾驶员进行速度控制并通过自 动控制进行转向控制的半自动控制，或通过自动控制进行速度控制并由驾 驶员进行转向控制的半自动控制。
另外，报告辅助不限于基于声音或显示的方式，也可以通过对转向短 时间强制地施加转向力或使设置在转向或座椅上的振动机构工作来进行报 告辅助。
本国际申请是基于2007年2月27日申请的日本专利申请2007-047545号的优先权主张的申请，且2007-047545号的全部记载内容以引用 的方式而记载于本国际申请中。
权利要求
1.一种停车辅助装置，具有引导单元，该引导单元将自身车辆引导至停车初始位置，所述自身车辆能够从所述停车初始位置停入下述停车空间，该停车空间是与所述自身车辆周边的有形物体邻接的空间、并且是相对于所述自身车辆的行进方向而言里侧的停车空间，所述停车辅助装置的特征在于，包括定时设定单元，该定时设定单元根据所述自身车辆的车速设定所述引导的开始定时。
2. 根据权利要求1所述的停车辅助装置，其中，包括障碍物检测单元，该障碍物检测单元根据从所述自身车辆向预定 方向照射的波的反射波来检测所述自身车辆周边的障碍物，当通过所述障碍物检测单元在从所述有形物体起的预定距离内未检测 到所述停车空间中存在障碍物时，所述引导单元开始所述引导，所述定时设定单元根据所述车速来设定所述预定距离。
3.一种停车辅助装置，具有引导单元，该引导单元将自身车辆引导至停车初始位置，所述自身车 辆能够从所述停车初始位置停入下述停车空间，该停车空间是与所述自身 车辆周边的有形物体邻接的空间、并且是相对于所述自身车辆的行进方向 而言里侧的停车空间；以及障碍物检测单元，该障碍物检测单元根据从所述自身车辆向预定方向 照射的波的反射波来检测所述自身车辆周边的障碍物，所述停车辅助装置的特征在于，包括-定时设定单元，该定时设定单元根据所述障碍物检测单元的检测结果 来设定所述引导的开始定时，所述检测结果与从所述有形物体起预定距离 之内的所述停车空间中的障碍物相关。
4.根据权利要求3所述的停车辅助装置，其中，当通过所述障碍物检测单元在所述预定距离内未检测到所述停车空间 中存在障碍物时，所述引导单元开始所述引导。
5. 根据权利要求3所述的停车辅助装置，其中， 所述预定距离被根据所述自身车辆的车速进行设定。
6. 根据权利要求1或3所述的停车辅助装置，其中， 所述停车空间为夹在所述有形物体与存在于所述行进方向上的障碍物之间的空间。
7. 根据权利要求2或3所述的停车辅助装置，其中， 所述预定距离为比所述自身车辆停入所述停车空间所需要的有效宽度短的距离。
8. 根据权利要求7所述的停车辅助装置，其中，当通过所述障碍物检测单元在所述预定距离以内检测到所述停车空间 中存在障碍物时，所述引导单元根据基于该检测到障碍物的时刻以后的所 述反射波而计算得到的、与该反射波相关联的障碍物与所述有形物体的间 隔距离来进行所述引导。
9. 根据权利要求8所述的停车辅助装置，其中，当所述计算得到的间隔距离大于等于所述有效宽度时，所述引导单元 开始所述引导。
10. 根据权利要求8所述的停车辅助装置，其中， 当所述计算得到的间隔距离比所述有效宽度短时，所述引导单元延迟或中止所述引导的开始。
11. 根据权利要求8所述的停车辅助装置，其特征在于， 当所述计算得到的间隔距离比所述有效宽度短时，所述引导单元报告所述停车空间小于所述有效宽度。
全文摘要
一种停车辅助装置，具有引导单元，该引导单元将自身车辆引导至停车初始位置，所述自身车辆能够从所述停车初始位置向在所述自身车辆周边的与有形物体邻接的空间、并且向相对于所述自身车辆的行进方向而言里侧的停车空间进行停车；以及障碍物检测单元，根据从所述自身车辆向预定方向照射的波的反射波检测所述自身车辆周边的障碍物，所述停车辅助装置的特征在于，包括定时设定单元，根据从所述有形物体至预定距离之间的与所述停车空间的障碍物相关的所述障碍物检测单元的检测结果设定所述引导的开始定时。
文档编号B60W30/00GK101616833SQ20088000580
公开日2009年12月30日 申请日期2008年2月20日 优先权日2007年2月27日
发明者中西敦子, 久保田有一, 伊藤卓也, 大森御幸, 岩切英之, 川端佑辉子, 牧野靖, 远藤知彦 申请人:丰田自动车株式会社