专利名称：车辆后移辅助装置与车辆停放辅助装置的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及一种车辆后移辅助装置。特别地，本发明涉及一种用于辅助后退停车和平行停车的驾驶操作的车辆停车辅助装置。
背景技术：
停放车辆，即进行后退停车和平行停车，对于没有经验的驾驶员而言相对较为困难。因此，已知一种停车辅助装置，该装置可辅助用于停车的驾驶操作。日本11(1999)-208420A2公开这样的一种停车辅助装置。按照上述公开的停车辅助装置，目标停车区域由安装在车辆一侧上的摄像机(camera)来捕获，并且显示于显示器上。然后，将计算所得的目标停车位置叠加地显示到该目标停车区域的捕获图像上，用以引导车辆到达该目标停车位置。
按照上述公开的停车辅助装置，对于后退(back-in)停车和平行停车而言，也就是说，即使用于目标停车位置的停车模式不同，均会恒定地采用一种特定的单一方法。因此，难以移动显示器上的目标停车位置。尤其在后退停车中，要求在三个轴上调整目标停车位置，即纵向方向、垂直方向和旋转角。在用于平行停车的显示器上的停车框(目标停车位置)情况下，不必调整旋转角。另外，操作方向与人的敏感度也不匹配。
因此，需要一种车辆后移辅助装置与一种车辆停放辅助装置，它们可根据停车模式如后退停车和平行停车以及驾驶员的敏感度，相匹配地进行操作，并且能够以简单的操作移动目标停车位置。
发明内容
根据本发明的方案，一种车辆后移辅助装置包括图像捕获装置，用于捕获车辆后方的外部区域的图像；停车模式判断装置，用于判断车辆倒车所用的停车模式为平行停车还是后退停车；以及目标停车位置输入装置，用于基于该停车模式判断装置所确定的停车模式，设定停放车辆的目标停车位置，其特征在于，该车辆后移辅助装置还包括显示装置，用于显示该图像捕获装置所捕获的图像，并且将该目标停车位置输入装置所设定的目标停车位置，叠加地显示于所捕获的图像上，以引导车辆到达该目标停车位置。
根据上述实施例，判断车辆倒车是用于后退停车还是平行停车，然后当目标停车位置输入装置设定目标停车位置时，根据所确定的停车模式设定初始目标停车位置。因此，至少不要求用于将平行停车改变为后退停车或者相反的旋转运动，由此可实现驾驶员的直觉操作和目标停车位置的简单操作。
根据本发明的另一方案，一种车辆后移辅助装置包括图像捕获装置，用于捕获车辆后方的外部区域的图像；停车模式判断装置，用于判断车辆倒车所用的停车模式为平行停车还是后退停车；以及目标停车位置输入装置，用于基于该停车模式判断装置所确定的停车模式，设定停放车辆的目标停车位置，其特征在于，该车辆后移辅助装置还包括目标停车位置储存装置，其包括一个或多个用于在选定的储存区域中存储目标停车位置的目标停车位置信息储存区域，并且用于选择性调用所储存的目标停车位置，以将其设定为该时刻的目标停车位置；以及显示装置，用于显示该图像捕获装置所捕获的图像，并且将该目标停车位置输入装置或该目标停车位置储存装置所设定的该目标停车位置，叠加地显示在所捕获的图像上，以引导该车辆到达该目标停车位置。
根据上述实施例，该目标停车位置储存装置包括多个关于目标停车位置的储存区域，用以在选择的储存区域中储存目标停车位置，并且在必要时选择性调用所储存的目标停车位置。因此，在具有相同停车起始位置和目标停车位置的停车环境下，比如在家用车库和工作停车位下、在具有预先储存的多个目标停车位置的停车环境下如超市、或者在路面上平行停车的情况下，可根据所选定的目标停车位置，选择性调用所储存的目标停车位置，由此减少停车辅助装置的工作量，提高其使用性。
通过参考附图来考虑的如下详细描述，本发明的前述和其他特征及特点将变得更为明显，其中图1是配备有根据本发明实施例的停车辅助装置的车辆整体结构的系统示意图；图2是配备有根据本发明实施例的停车辅助装置的车辆的计算机方框图；图3是根据本发明实施例的停车辅助装置的显示器与触摸面板的示意图；图4A是用以控制根据本发明实施例的停车辅助装置的部分流程图；图4B也是用以控制根据本发明实施例的停车辅助装置的部分流程图；图5也是用以控制根据本发明实施例的停车辅助装置的部分流程图；图6是根据本发明实施例的停车辅助装置的停车模式判断处理的程序流程图；图7是用于根据本发明实施例的停车辅助装置的平行停车的选择屏示意图；图8是根据本发明实施例在车库(后退停车的例子)与车辆之间关系的示意图；图9是根据本发明实施例的停车辅助装置车的坐标系转换的示意图；图10是根据本发明实施例在设定目标停车位置时的车辆移动示意图；图11是根据本发明实施例当进行后退停车时，在预定方向上校正该目标停车位置之前，在显示器与触摸面板上的目标停车位置的图像示例示意图；图12是根据本发明实施例当进行后退停车时，在该预定方向上校正该目标停车位置之前，在显示器与触摸面板上的目标停车位置的图像示例的示意图；图13是一平面图，用以说明根据本发明实施例当进行后退停车时，将在该预定方向上校正的图11、12的图像示例；图14是一平面图，用以说明根据本发明实施例当进行后退停车时，将旋转校正的目标停车位置的图像示例的平面图；图15是根据本发明实施例当进行平行停车时，在预定方向上校正该目标停车位置之后，在显示器与触摸面板上的目标停车位置的图像示例示意图；以及图16是一平面图，用以说明根据本发明实施例当进行平行停车时，将在该预定方向上校正的图15的图像示例平面图。
具体实施例方式
参考附图，说明本发明的实施例。
图1是配备根据本实施例的停车辅助装置的车辆的整体结构系统示意图。图2是配备根据本实施例的停车辅助装置的车辆的计算机的功能性结构方框图。图3是根据本实施例的停车辅助装置的显示器与触摸面板的示意图。
如图1所示，连接于车辆100后部的CCD型摄像机1(下文简称摄像机)构成图像捕获装置60，用于捕获车辆100后方的外部区域的图像。作为被视为已知图像信号的图像，摄像机1所捕获的图像通过信号处理，直接显示在显示器2上。另外，除摄像机1所捕获的图像外，在显示器2上还显示有停车位置信息，计算机(ECU)3对该停车位置信息进行信号处理。显示器2连同计算机3的计算功能一起构成显示装置70。
转向(steering)角传感器4检测方向盘4a的旋转角。设于右后车轮5a的右后车轮速度传感器5和设于左后车轮6a的左后车轮速度传感器6可检测车辆移动距离、车辆100的目前状态、以及车辆100后移的估算位置。转向角传感器4、右后车轮速度传感器5、左后车轮速度传感器6与计算机3的计算功能构成本实施例的车辆移动量检测装置40，用以检测车辆100的移动量。另外，转向角传感器4与计算机3的计算功能构成停车模式判断装置10，用以紧接在变速杆(图中未示出)置于倒车(reverse)范围之前，当车辆100的行驶路径的偏转角在预定距离或预定时间内等于或小于预定阈值时，可判定平行停车正在进行。
也就是说，停车模式判断装置10判定转向角在从预定距离或预定时间之前的车辆行驶状态一直到变速杆置于倒车范围中所处的状态之间的变化是大还是小，如果变化大则认为平行停车正在进行，如果变化小则认为后退停车正在进行。根据停车模式判断装置10，每隔预定行驶距离或预定时间，恒定地存储转向角。然后基于转向角在预定移动距离或预定时间内的最大变化量，判定是后退停车还是平行停车。此时优选地使用移位寄存器用于转向角传感器4，以及存储装置用于每隔预定行驶距离或预定时间相继地存储转向角，该存储装置可相继地删除在预定距离或预定时间之前所产生的信息。
用作触摸键的目标停车位置确认键83设置于所提供的透明触摸面板80的右下部分，触摸面板80与设于仪表板处的显示器2的表面相重叠。根据本实施例，触摸面板80与设置于车辆100的驾驶员座位附近的显示器2形成为一体。然而，显示器2与触摸面板80还可以单独地形成。当确定停车位等中的目标位置(车辆100在这里倒车)时，按下位于触摸面板80上的目标停车位置确认键83。目标停车位置确认键83连同计算机3的计算功能一起，构成目标停车位置输入装置20。可用独立操纵杆、触摸键、按钮型开关等，代替触摸面板80。
如图3所示，触摸面板80在右下部包括用于目标停车位置确认键83的区域。另外，用作触摸键的横向切换(lateral switch)键84设置于触摸面板80的左下部，用于在左上部分与右上部分之间重复地切换目标停车位置85。通过将该平面上的目标停车位置转换为由摄像机1所捕获的图像，可获得目标停车位置85。
触摸面板80包括向上指示器91，用于在显示器2的屏幕上在向上方向移动目标停车位置85；向右指示器93，用于在向右方向移动目标停车位置85；向下指示器95，用于在向下方向移动目标停车位置85；以及向左指示器97，用于在向左方向移动目标停车位置85，所有这些指示器均用作触摸键，位于右角处，目标停车位置85的图像在该右角处不会显示，因此也不会受到妨碍。此外，触摸面板80包括向右上的指示器92，用于在右上方向上移动目标停车位置85；向右下的指示器94，用于在右下方向上移动目标停车位置85；向左下的指示器96，用于在左下方向上移动目标停车位置85；以及向左上的指示器98，用于在左上方向上移动目标停车位置85，这些指示器分别和交替地设置于向上指示器91、向右指示器93、向下指示器95与向左指示器97之间。
此外，触摸面板80包括向右旋转(顺时针)指示器99R和向左旋转(逆时针)指示器99L。当连续按下向右旋转指示器99R时，每按下1秒，目标停车位置85会相对于在目标停车位置85的图像前中央所设置的基点85G，向右旋转1度。另外，当突然按下向右旋转指示器99R时，每按下一次，目标停车位置85会相对于基点85G，向右旋转15度。同样地，当连续按下向左旋转指示器99L时，每按下1秒，目标停车位置85会相对于基点85G，向左旋转1度。当突然按下向左旋转指示器99L时，每按下一次，目标停车位置85会相对于基点85G，向左旋转15度。按照本发明，基点85G设置于目标停车位置85的图像前中央。当然，基点85G还可设置于目标停车位置85的图像的中央、后中央或每个角上。
当设定停放车辆100的目标停车位置时，会至少按下目标停车位置确认键83、向上指示器91、向右指示器93、向下指示器95、向左指示器97、向右旋转指示器99R和向左旋转指示器99L，并且它们还连同计算机3的计算功能一起，构成目标停车位置输入装置20。
触摸面板80在右顶角包括存储器储存键81，以及紧接在该存储器存储键下方的存储器调用键82，二者均用作触摸键。另外，触摸面板80在希望的三个部分上包括三个存储器选择键86、87和88，它们均用于储存目标停车位置85。在存储器写入的情况下，选择性按下三个存储器选择键86、87和88之一，然后按下存储器储存键81。相应地，完成该时刻显示于显示器2上的目标停车位置85的写入。在存储器调用的情况下，选择性按下三个存储器选择键86、87和88之一，然后按下存储器调用键82。相应地，完成相应存储器选择键86、87和88中所存储的目标停车位置85的调用。
存储器储存键81和存储器调用键82设置于如图3所示的触摸面板80上，与并入计算机3中的非易失性存储器3A的预定存储区域相对应。另外，存储器储存键81、存储器调用键82和三个存储器选择键86、87、88设置于触摸面板80上，与并入计算机3中的非易失性存储器3A的预定存储区域相对应。然后，当选择性按下存储器选择键86、87和88之一，并且按下存储器储存键81时，目标停车位置85会写入非易失性存储器3A的预定区域中。同时，当选择性按下存储选择键86、87和88之一，并且按下存储调用键82时，会调用在非易失性存储器3A的预定区域中储存的目标停车位置85。设定所调用的目标停车位置85用于上述计算。存储器选择键86、87、88，存储器储存键81、存储器调用键82和非易失性存储器3A构成目标停车位置储存装置30，该存储装置包括用于多个目标停车位置85的存储器储存区域，用于通过选择对应的存储器储存区域，储存目标停车位置85，并且选择性调用所储存的目标停车位置85。
倒车位置传感器11是用于检测已知变速杆位置的传感器，更准确地说，用以检测变速杆或传动装置(transmission)是否在倒车范围中。
计算机3包括停车模式判断装置10、目标停车位置输入装置20、目标停车位置储存装置30、车辆移动量检测装置40以及车辆路径设置装置50。停车模式判断装置10基于紧接在变速杆置于倒车范围之前、每隔预定距离或预定时间由转向角传感器4所检测的车辆行驶路径的偏转角，判定该停车模式是后退停车还是平行停车。当前述偏转角等于或小于预定阈值时，判定该停车模式为平行停车。目标停车位置输入装置20基于停车模式判断装置10所判定的停车模式，设定车辆100所停放的目标停车位置。目标停车位置储存装置30储存目标停车位置85，并且也调用所储存的目标停车位置85，以设定用于车辆路径设置装置50。车辆移动量检测装置40连同转向角传感器4、右后车轮速度传感器5和左后车轮速度传感器6一起，检测车辆100的移动。车辆路径设置装置50计算从车辆移动量检测装置40所检测的车辆100的当前位置到目标停车位置之间的车辆路径。计算机3还包括这样的特性，即基于目标停车位置输入装置20或目标停车位置储存装置30所设定的目标停车位置，将摄像机1所捕获的图像显示在显示器2上，并且将从车辆路径设置装置50所计算的车辆100当前位置到目标停车位置之间的车辆路径，叠加地显示到显示器2所显示的捕获图像上。
参考流程图和操作示意图，说明按照本实施例的停车辅助装置的操作。
图4与图5是用以控制根据本实施例的停车辅助装置的部分流程图。图6是用于根据本实施例的停车辅助装置的停车模式判断处理的流程图。图7是用于根据本实施例的停车辅助装置的平行停车的选择屏示意图。图8是根据本实施例的车库(后退停车的例子)与车辆之间关系的示意图。图9是根据本实施例的停车辅助装置车的坐标系转换示意图。图10是根据本实施例当设定目标停车位置时的车辆运动示意图。
此外，图11是当进行后退停车时，在预定方向上校正该目标停车位置之前，在显示器与触摸面板上的目标停车位置的图像示例示意图。图12是当进行后退停车时，在该预定方向上校正该目标停车位置，在显示器和触摸面板上的目标停车位置的图像示例示意图。图13是一平面图，用以说明当进行后退停车时将在该预定方向上校正的图11、12的图像示例。图14是一平面图，用以说明当进行后退停车时，将旋转校正的目标停车位置的图像示例。图15是一平面图，用以说明当进行平行停车时，在预定方向上校正该目标停车位置后，在显示器和触摸面板上的目标停车位置的图像示例示意图。图16是一平面图，用以说明当进行平行停车时，将在该预定方向上校正的图15的图像示例。
在图4至图6的流程图中，首先在S1中，倒车位置传感器11检测变速杆的位置。当变速杆不在倒车范围内时，不启动该程序，并且进行其他处理。当在S1中判定变速杆在倒车范围内时，启动该程序的处理。在S2中，驱动摄像机1捕获车辆100后面区域的图像，该图像被输出并且显示在已同时驱动的显示器2上。
在S3中，调出停车模式判断处理的程序。该停车模式判断处理的程序总是独立地进行。如图6所示，在S30中，倒车位置传感器11检测变速杆的位置。当变速杆不在倒车范围内时，重复进行从S30到S34的程序。准确地说，当在S30中判定变速杆不在倒车范围内时，然后在S31中判定车辆移动距离是否等于或大于预定行驶距离L。在未达到或超过运动距离L的情况下，该处理在S30中等待继续，直到达到或超过行驶距离L为止。当在S31中确认达到或超过行驶距离L时，在S32中对用以计算行驶距离L的计数器清零。在S33中，将该时刻的转向角写入存储器MN(N表示现有存储器储存区域的总数)的地址中。然后，将存储器M1的存储器储存区域中的转向角清除，并且将N个存储器储存区域的每个地址移位到N-1个存储器储存区域的每个地址。也就是说，在N个存储器储存区域的移位之后，会删除最旧的转向角信息。正常情况下，移动距离L大约设在0.3到1.5米之间，存储器储存区域的数目大约设在10到15个之间。当然，移动距离L与存储器储存区域的数目并不限于上述数值。
当在S30中判定变速杆在倒车范围内时，进行从S35到S39的程序。首先，当确定变速杆在倒车范围内时，然后在S35中将一指示车辆停车模式为平行停车的平行停车标志设定为“0”。同时，将一指示车辆停车模式为后退停车的后退停车标志设定为“0”。然后在S36中，计算N个存储器储存区域中的最大转向角与最小转向角之差，用以紧接在变速杆置于倒车范围之前，估算车辆预定行驶路径的偏转角θ。同时在S3中，相对于其中心位置的向右旋转和向左旋转，转向角相应地定义为正和负。也就是说，基于向右方向和向左方向的转向角，指定正和负。在S37中，判定偏转角θ是否等于或小于预定阈值θTH。当判定偏转角θ等于或小于预定阈值θTH时，在S38中判定停车模式为平行停车。相应地将平行停车标志设定为“1”。同时，当判定偏转角θ大于预定阈值θTH时，在S39中判定停车模式为后退停车。将后退停车标志设定为“1”。按照本程序，当变速杆置于倒车范围中时，会判定车辆的倒车移动是用于平行停车还是后退停车。
按照本实施例，每隔运动距离L进行选址，用以将转向角写入到存储器MN中。也就是说，每隔预定距离存储转向角。也可每隔预定时间存储转向角。然而，由于基于距离来判定后退停车或平行停车，每隔预定距离存储转向角可改善可靠性。
在S4中，基于S3中的停车模式判断处理所判定的停车模式，即后退停车或平行停车，计算目标停车位置85。起初已被设置为高概率初始值的目标停车位置85最有可能显示在显示器2的图像左角或右角上。可选地，通过学习驾驶员的后退停车或平行停车习惯，也可判定目标停车位置85。
在S5中，目标停车位置85显示在由平面坐标(X轴与Y轴)所表示的二维坐标中。要求将目标停车位置85视作由设置于车辆100的预定高度位置(Z轴)的摄像机1所捕获的图像，并且其图像表示应与摄像机1所捕获图像的图像表示相同，以作为显示器2上的图像。基于由S3中的程序所获得的结果，相应地实施图3的显示用于后退停车或图7的显示用于平行停车。
对显示器2上所示的图像进行如下处理。
如图8中后退停车的实例所示，基于车辆100的大小，在二维坐标上将停车位的长度定义为A1到A4和A2到A3，停车位的宽度定义为A1到A2和A4到A3，形成可停放车辆100的空间。此时，目标停车位置K0定义为二维坐标上的X0、Y0、θ0。最终与目标停车位置K0(X0、Y0、θ0)相匹配的车辆100的特定K位置位于二维坐标上的点K1(X1、Y1、θ1)。当车辆100倒车时，将车辆100的K位置改变到二维坐标上的K2(X2、Y2、θ2)。在此期间，重复计算车辆的路径。上述状态也适用于平行停车的情况。
公知的是，按照二维坐标的表示，摄像机1所捕获的图像在二维屏幕上表示为显示器2的图像(X轴与Y轴)。在这种情况下，如图8所示，通过感知二维坐标上停车位与车辆100之间的关系，进行后退停车。然而，显示器2的二维屏幕是设置在车辆100的预定高度位置(Z轴)的摄像机1所捕获的图像。因此，该位置实际上是在三维世界坐标系(X轴、Y轴和Z轴)上确定的，其表示将停放车辆100的地点的信息。
例如，当将地面上的A点(Xi，Yi，Zi)转换为图像坐标上的点(xi，yi)时，如下计算A点，如图9所示，A点作为世界坐标系上的点公式1a=PA1]]>公式2P=C[RT]]]>在公式1中，P表示对应于显示器2的3×4投影的转换矩阵。C表示摄像机1的内部参数。R表示旋转运动，T表示平行移动。摄像机1的透镜的光轴(中心线)位于显示器2的图像坐标的中央(x0，y0)。然后，当世界坐标系通过与三维空间(X’轴、Y’轴和Z’轴)的坐标的Y’轴方向相匹配来定位时，可忽略Y’轴方向。
按照前述公式1和公式2，目标停车位置在世界坐标系上的显示可转换为图像坐标上的点。然后，目标停车位置作为图形图像可叠加地显示在摄像机1所捕获的图像上。
也就是说在S5中，作为S4中计算结果的目标停车位置85可附加到摄像机1所捕获的图像上，并且作为其图像显示在显示器2上。
在S6中，判定摄像机1所捕获的车辆100在二维坐标上的当前位置。然后计算到达目标停车位置85的实际车辆路径。
在S7中，在需要改变目标停车位置85的情况下，判定在S4中所计算的目标停车位置85是通过向上指示器91、向右上指示器92、向右指示器93、向右下指示器94、向下指示器95、向左下指示器96、向左指示器97和向左上指示器98来修改的，还是通过向右旋转指示器99R和向左旋转指示器99L来修改的。另外在S8中，基于是否按下设置在触摸面板80右上部分的存储器调用键82，判定是否调用所储存的目标停车位置85并且将其设置为实际目标停车位置。在S9中，在不要求修改目标停车位置85时，判定驾驶员是否按下设于触摸面板80右下部分处的目标停车位置确认键83。
当在S7中修改目标停车位置85，或者通过按下存储器调用键82来调用所储存的目标停车位置85时，由于要求改变目标停车位置85，所以该处理会继续到S17。相反地，当按下目标停车位置确认键83时，该处理会进行到S10。
准确地说，当要求修改目标停车位置85，并且在S7中判定按下向上指示器91、向右上指示器92、向右指示器93、向右下指示器94、向下指示器95、向左下指示器96、向左指示器97、向左上指示器98，向右旋转指示器99R与向左旋转指示器99L之一时，该处理继续到S17。另外，当按下设置于触摸面板80右上部分处的三个存储器选择键86、87、88之一和存储器调用键82，并且在S8中调用所储存的目标停车位置85时，该处理进行到S17。
在从S1到S9的程序中，识别后退停车或平行停车，然后在将通过按下存储器调用键82所调出的目标停车位置85的图像保留在显示器2上的同时，车辆100的侧面，即可在显示器2上移动摄像机1所捕获的背景图像。在S17之后的程序中，在显示器2上进行目标停车位置85的图像的位置变化，这将在下文提到。
在S17中，基于S3中停车模式判断处理程序的结果，判定停车模式是后退停车还是平行停车，然后通过按下存储器选择键86、87、88之一和存储器调用键82，调用目标停车位置85。
也就是说，当在S17中判定后退停车为停车模式时，接着在S18中判定是按下向上指示器91、向右上指示器92、向右指示器93、向右下指示器94、向下指示器95、向左下指示器96、向左指示器97和向左上指示器98(即8向指示器)之一，还是按下向右旋转指示器99R和向左旋转指示器99L(即旋转指示器)之一。当判定按下向上指示器91、向右上指示器92、向右指示器93、向右下指示器94、向下指示器95、向左下指示器96、向左指示器97和向左上指示器98之一时，该处理进行到S20。
然而，当判定按下向右旋转指示器99R和向左旋转指示器99L之一时，该处理进行到S19。
在S19中，即当通过S3中的停车模式判断处理程序，在S17中判定平行停车为停车模式，或者当通过S3中的停车模式判断处理程序，在S17中判定后退停车为停车模式，然后在S18中通过旋转指示器修改目标停车位置时，按照目标停车位置85的修改量，在世界坐标系上对图9中地面上的A点(Xi，Yi，Zi)进行移位。
当在S18中判定按下向上指示器91、向右上指示器92、向右指示器93、向右下指示器94、向下指示器95、向左下指示器96、向左指示器97和向左上指示器98之一时，在S20中根据目标停车位置85的修改量，在图像坐标中对目标停车位置85的显示进行移位。然后在S21中，将移位后的目标停车位置85在图像坐标上的显示转换到在世界坐标系上的显示，从而获得世界坐标系上的目标停车位置85。
在S22中，将目标停车位置85在图像坐标上的示器2上的移动设定为车辆100在世界坐标系上的实际目标停车位置。此外，在S23中将世界坐标系上的目标停车位置转换为图像坐标上的显示器2的图像。然后，重复从S5到S9和从S17到S23的每个程序。按照从S17到S23的程序，能够改变目标停车位置85的图像在显示器2上的位置。
如在S17到S23的处理中所述，当判定为后退停车，并且平行移动目标停车位置85(即通过向上指示器91、向右上的指示器92、向右指示器93、向右下的指示器94、向下指示器95、向左下的指示器96、向左指示器97和向左上的指示器98之一，移动目标停车位置85)时，在图像坐标系上移动目标停车位置85。同时，当判定为平行停车时，在世界坐标系上移动目标停车位置85。因此，能够在显示器2上调整目标停车位置85，以满足用户的敏感度。在这种情况下，上述平行移动为线性运动，即移动目标停车位置85，而不改变目标停车位置85所构成的车辆100(在世界坐标系上)的方向。
也就是说，当判定停车模式为后退停车时，提供用于平行移动的向上指示器91、向右上指示器92、向右指示器93、向右下指示器94、向下指示器95、向左下指示器96、向左指示器97和向左上指示器98，用以在构成图像坐标系(图11中的X轴和Y轴)的坐标轴的单个坐标轴方向(在图11中的显示器2上，Y轴上的向上方向、X-Y轴平面上的向右上方向、X轴上的向上方向、X-Y轴平面上的向右下方向、Y轴上的向下方向、X-Y轴平面上的向左下方向、X轴上的向左方向、以及X-Y轴平面上的向左上方向之一)上移动目标停车位置85。
然而，当判定停车模式为平行停车时，提供用于平行移动的向上指示器91、向右指示器93、向下指示器95和向左指示器97，用以在构成世界坐标系(图16中的X轴和Y轴)的坐标轴的单个坐标轴方向(在图16中，Y轴上的向上方向、X轴上的向右方向、Y轴上的向下方向和X轴上的向左方向之一)上移动目标停车位置85。因此，能够在显示器2上调整目标停车位置85，以满足用户的明感度。
当重复进行从S5到S9和从S17到S23的程序之后，在显示器2的图像上完成目标停车位置85的设定时，驾驶员确认目标停车位置85已确定，然后按下目标停车位置确认键83。当在S9中判定按下设于接触面板80右下部分的目标停车位置确认键83，然后在S10中判定按下存储器选择键86、87、88之一和存储器储存键81时，将目标停车位置85存储在所选存储器选择键86、87或88中。此时，储存该后退停车标志或该平行停车标志，它们用于表示停车模式是后退停车还是平行停车。由于后退停车和平行停车的信息可通过图像来存储，所以储存该后退停车标志和该平行停车标志并不是必要的。然而按照本实施例，每个标志用于S17与S18中的判定。
然后，当在S10中基于触摸面板80上的存储器储存键81的按下，判定该时刻的目标停车位置85需要储存时，由于在S10中不能识别触摸面板80上的存储器储存键81的按下，所以当在S11中已完成目标停车位置85的存储，或者未确认储存目标停车位置85的情况下，会在S12中启动利用语音的停车向导。然后在S13中，通过从转向角传感器4、右后车轮速度传感器5和左后车轮速度传感器6获得的检测结果，计算车辆100的移动量。车辆100的移动量可在如图8所示的平面坐标上检测到，并且通过下列公式获得公式3θ=∫0a1R·ds]]>公式4X=∫0asinθ·ds]]>公式5Z=∫0acosθ·ds]]>
在上述公式中，ds是从右后车轮速度传感器5和左后车轮速度传感器6检测出的车轮旋转量中所估算的很小移动距离。R是通过转向角传感器4的值估算出的车辆100的转弯半径。a是车辆100从停车起始位置起的累计移动距离。
然后，在S14中计算相对于车辆路径的目标转向量。接着，在S15中控制转向致动器(actuator)。在S16中，判定车辆100是否到达目标停车位置。重复进行从S13到S16的程序，直到车辆100到达目标停车位置为止。
此时，显示器2上显示的图像与后退停车或平行停车的停车位置之间的关系如图11到图16所示。
如图11所示，例如，当相对于图像坐标系所指定的目标停车位置，目标停车位置85显示在下侧时，需要在该图像上向上移动目标停车位置85。在这种情况下，如图12所示，按下触摸面板80上的向上指示器91，由此在图像坐标系上将目标停车位置85从原目标停车位置85’向上移动到新位置。目标停车位置85从原目标停车位置85’起的上移运动是在图像坐标系上进行的。在世界坐标系上向上移动的情况下，车辆100会移动到如图13中所示停车位平面上的向后和向左方向。对于实际的驾驶，目标停车位置85会设定于车辆100通过在该平面上在向后和向左方向上移动而达到的位置。
当通过向右旋转指示器99R和向左旋转指示器99L，指示旋转目标停车位置85时，目标停车位置85会相对于其前中央即如图14中所示的基点85G旋转。
目标停车位置85从原目标停车位置85’起的向上移动与从原目标停车位置85’的基点85g到基点85G的向上移动相对应。因此，仅通过计算基点85G的移动，可获得目标停车位置85的移动计算，由此指示目标停车位置85的概况。
在如图15所示平行停车情况下，仅显示向上指示器91、向右指示器93、向下指示器95和向左指示器97，并且去掉向右上的指示器92、向右下的指示器94、向左下的指示器96、向左上的指示器98、向右旋转指示器99R和向左旋转指示器99L。当相对于停车位在触摸面板80上的实际停车位置，目标停车位置85’显示在前侧时，通过按下向上指示器91，向上移动目标停车位置85’。另外，通过按下向上指示器91和向右指示器93，在形式上将目标停车位置85’设定为目标停车位置85。在这种情况下，如图16所示，将目标停车位置85从原目标停车位置85’向后移位到新的目标停车位置。目标停车位置85从原目标停车位置85’起的向后移动与车辆100在世界坐标系上的停车位平面上的向后移动相对应。对于实际的驾驶，目标停车位置85可设定于车辆100通过在如图16所示平面上的向后移动而达到的位置。
按照前述实施例，该停车辅助装置包括图像捕获装置60、停车模式判断装置10、目标停车位置判断装置20、目标停车位置储存装置30、车辆移动量检测装置40、车辆路径设置装置50和显示装置70。
停车模式判断装置10判定停车模式是后退停车还是平行停车。目标停车位置输入装置20基于停车模式判断装置10的判定，为车辆路径设置装置50设定用于停放车辆100的目标停车位置85。车辆路径设置装置50计算从车辆移动量检测装置40所检测的车辆100当前位置到目标停车位置85之间的车辆路径。同时，显示装置70显示由捕获车辆100后方的外部图像的图像捕获装置60所获得的图像，并且在图像捕获装置60所捕获的图像上，叠加地显示从车辆100的当前位置到目标停车位置85之间的车辆路径，该车辆路径由车辆路径设置装置50基于目标停车位置输入装置20所设定的目标停车位置85来计算。结果，沿着从当前车辆位置到目标停车位置85之间的车辆路径引导车辆100。另外，必要时可进行自动驾驶。
在家用车库和工作停车位情况下，从相同的停车起始位置重复地设置目标停车位置85。因此在这种停车环境下，将目标停车位置85预先储存在目标停车位置储存装置30中。然后根据需要，调用所存储的目标停车位置85，以设定用于车辆路径设置装置50。通过车辆路径设置装置50，计算从车辆移动量检测装置40所检测的车辆100当前位置到目标停车位置85之间的车辆路径。显示由图像捕获装置60所捕获的图像，并且将从车辆100的当前位置到目标停车位置85之间的车辆路径，叠加地显示在图像捕获装置60所捕获的图像上，该车辆路径由车辆路径设置装置50基于目标停车位置储存装置30所设置的目标停车位置85来计算，从而沿着从当前车辆位置到目标停车位置85的车辆路径引导车辆100。另外，必要时可进行自动驾驶。
相应地，当驾驶员操作变速杆以停放车辆时，摄像机1所捕获的图像和目标停车位置85均显示于车辆中的显示器2的屏幕上。计算出目标停车位置85的形状和大小，其在显示器2的图像上基本与世界坐标系上的车辆100相同。当目标停车位置叠加地显示在摄像机1所捕获的图像上时，通过从世界坐标系到图像坐标系的投影转换，计算目标停车位置的显示位置。通过经由触摸面板80的屏幕上的指示器，移动初始值或所调用的目标停车位置85，来设定目标停车位置85，以与实际停车位相匹配。
因此，可根据后退停车或平行停车，调用目标停车位置85。尤其在从相同的停车起始位置起停车的情况下，可调用以往的目标停车位置85，由此减少停车辅助装置的工作量。从而可提高其使用性。
按照前述实施例，通过学习基于概率分布的预定范围，储存在非易失性存储器3A中的目标停车位置85可获得具有高概率的设定值。因此，可设置目标停车位置85，以满足用户的驾驶习惯。
另外，按照前述实施例，该停车辅助装置通过在S14中计算相对于车辆路径的转向角度量、在S15中控制转向致动器、以及在S16中判定车辆是否到达目标停车位置，使车辆自动地驾驶。然而，仅通过图像向导、语音向导及其结合、以及自动驾驶控制，也可实现本实施例。
按照前述实施例的停车辅助装置，以与目标停车位置输入装置20相同的方式，设定在目标停车位置储存装置30中存储的目标停车位置85，用于车辆路径设置装置50。然而，没有目标停车位置储存装置30，本实施例也可实现。
按照前述实施例，车辆移动量检测装置40检测车辆100的移动，用以判定从当前位置到目标停车位置的车辆路径，并且用于判定运动中的车辆是否在合适的位置。因此，需要车辆移动量检测装置40检测车辆100的方向盘和车轮的精确位置。基本地，至少需要在车轮上设置车轮速度传感器。
此外，按照前述实施例，车辆路径设置装置50通常地通过微型计算机计算从车辆100的当前位置到目标停车位置之间的车辆路径。然而，可使用至少能够计算从当前位置到目标停车位置之间的车辆路径的运算电路，因此车辆路径设置装置50并不限于由微型计算机实现。
而且可去掉车辆移动量检测装置40和车辆路径设置装置50，并且仅显示目标停车装置85。
而且按照前述实施例，仅要求图像捕获装置60具有用以捕获车辆后方的外部图像的性能。因此，可使用广角透镜或标准透镜。一般情况下，具有标准透镜的CCD摄像机可用作图像捕获装置60。在使用广角透镜的情况下，还需对其进行校正。
而且按照前述实施例，通过人工输入比如操纵杆操作、键操作和屏幕触摸操作，停车模式判断装置10可判定后退停车或平行停车作为停车模式。
而且按照前述实施例，目标停车位置输入装置20可根据停车模式，即停车模式判断装置10所判定的后退停车和平行停车，将目标停车位置指示在指定位置处，并且通过操纵杆操作、键操作和屏幕上的触摸操作等，修改目标停车位置。
而且，按照前述实施例，液晶显示器(LCD)、EL显示器等可用于显示装置70。准确地说，仅要求显示装置70具有以下功能显示一般的图像捕获装置60所捕获的图像；并且将车辆路径设置装置50基于目标停车位置输入装置30所设置的目标停车位置85而计算出的从当前车辆位置到目标停车位置之间的车辆路径，叠加地显示于所捕获的图像上。也就是说，可通过在透明背景上画出可叠加地显示在所捕获的图像上的线条，获得从当前车辆位置到目标停车位置之间的车辆路径。
而且，按照前述实施例，目标停车位置储存装置30可通过操纵杆操作、键操作和屏幕上的触摸操作等，储存一个或多个目标停车位置。另外，通过操纵杆操作、键操作和屏幕上的触摸操作等，可选择性调用目标停车位置。所储存的目标停车位置可再次储存(即更新储存)。
而且，按照前述实施例，该目标停车位置储存装置将该目标停车位置储存储为公式或数字，并且通过信息比如标志，储存停车模式是平行停车还是后退停车的信息。因此，目标停车位置储存装置30可准确地判定以往储存的信息所用的停车模式。
而且，按照前述实施例，目标停车位置储存装置30还可基于选择性调用的信息，判定后退模式或平行模式。也就是说，当目标停车位置储存装置30储存该目标停车位置时，也会储存停车模式是平行停车还是后退停车的信息，其可用作停车模式判断装置的功能。
权利要求
1.一种车辆后移辅助装置，包括一图像捕获装置(60)，用于捕获车辆(100)后方的外部区域的图像；一停车模式判断装置(10)，用于判断车辆倒车所用的停车模式是后退停车还是平行停车；以及一目标停车位置输入装置(20)，用于基于该停车模式判断装置所确定的停车模式，设定停放车辆的一目标停车位置(85)，其特征在于，该车辆后移辅助装置还包括一显示装置(70)，用于显示该图像捕获装置所捕获的图像，并且将该目标停车位置输入装置所设定的目标停车位置，叠加地显示于所捕获的图像上，以引导车辆到达该目标停车位置。
2.一种车辆后移辅助装置，包括一图像捕获装置(60)，用于捕获车辆(100)后方的外部区域的图像；一停车模式判断装置(10)，用于判断车辆倒车所用的一停车模式是后退停车还是平行停车；一目标停车位置输入装置(20)，用于基于该停车模式判断装置所确定的停车模式，设定停放车辆的一目标停车位置(85)，其特征在于，该车辆后移辅助装置还包括一目标停车位置储存装置(30)，包括一个或多个用于在一选定的储存区域中储存该目标停车位置的目标停车位置信息储存区域(86、87、88)，并且用于选择性调用所储存的目标停车位置，以将其设定为该时刻的目标停车位置；以及一显示装置(70)，用于显示该图像捕获装置所捕获的图像，并且将该目标停车位置输入装置或该目标停车位置储存装置所设定的目标停车位置，叠加地显示在所捕获的图像上，以引导车辆到达该目标停车位置。
3.如权利要求1所述的车辆后移辅助装置，其中在变速杆置于倒车范围中之前，当车辆的行驶路径的一偏转角在预定距离或预定时间内等于或小于一预定阈值时，该停车模式判断装置确定该停车模式为平行停车。
4.如权利要求2所述的车辆后移辅助装置，其中在变速杆置于倒车范围中之前，当车辆的行驶路径的一偏转角在预定距离或预定时间内等于或小于一预定阈值时，该停车模式判断装置确定该停车模式为平行停车。
5.如权利要求3所述的车辆后移辅助装置，其中当该停车模式判断装置确认该停车模式为后退停车时，通过该目标停车位置输入装置，在一图像坐标系上移动该目标停车位置在该显示装置上的显示，并且当该停车模式判断装置确定该停车模式为平行停车时，通过该目标停车位置输入装置，在一世界坐标系上移动该目标停车位置在该显示装置上的显示。
6.如权利要求4所述的车辆后移辅助装置，其中当该停车模式判断装置确定该停车模式为后退停车时，通过该目标停车位置输入装置，在一图像坐标系上移动该目标停车位置在该显示装置上的显示，并且当该停车模式判断装置确定该停车模式为平行停车时，通过该目标停车位置输入装置，在一世界坐标系上移动该目标停车位置在该显示装置上的位置。
7.如权利要求5所述的车辆后移辅助装置，其中在进行后退停车的情况下，该目标停车位置输入装置在构成该图像坐标系的坐标轴中的一单个坐标轴的方向上，移动该目标停车位置在该显示装置上的显示，并且在进行平行停车的情况下，在构成该世界坐标系的坐标轴中的该单个坐标轴的方向上，移动该目标停车位置在该显示装置上的显示。
8.如权利要求6所述的车辆后移辅助装置，其中在进行后退停车的情况下，该目标停车位置输入装置在构成该图像坐标系的坐标轴中的一单个坐标轴的方向上，移动该目标停车位置在该显示装置上的显示，并且在进行平行停车的情况下，在构成该世界坐标系的坐标轴中的该单个坐标轴的方向上，移动该目标停车位置在该显示装置上的显示。
9.如权利要求3所述的车辆后移辅助装置，其中当该停车模式判断装置确定该停车模式为平行停车时，该目标停车位置在一世界坐标系上被移动，以被设定为一实际目标停车位置，该实际目标停车位置被转换为一图像坐标系上的图像，以显示于该显示装置上，并且当该停车模式判断装置确定该停车模式为后退停车时，该目标停车位置在该图像坐标系上被移动，并且被设定为该世界坐标系上的该实际目标停车位置，该实际目标停车位置被转换为该图像坐标系上的图像，以显示于该显示装置上。
10.如权利要求4所述的车辆后移辅助装置，其中当该停车模式判断装置确定该停车模式为平行停车时，该目标停车位置在一世界坐标系上被移动，以被设定为一实际目标停车位置，该实际目标停车位置被转换为一图像坐标系上的图像，以显示于该显示装置上，并且当该停车模式判断装置确定该停车模式为后退停车时，该目标停车位置在该图像坐标系上被移动，并且被设定为该世界坐标系上的该实际目标停车位置，该实际目标停车位置被转换为该图像坐标系上的图像，以显示于该显示装置上。
11.如权利要求10所述的车辆后移辅助装置，其中该目标停车位置储存装置将该目标停车位置储存为一公式或一数字，并且还储存该停车模式是平行停车还是后退停车的信息。
12.如权利要求5所述的车辆后移辅助装置，其中当该停车模式判断装置确定该停车模式为后退停车，并且该目标停车位置在该显示装置上平行移动时，通过该目标停车位置输入装置，在该图像坐标系上移动该目标停车位置在该显示装置上的显示。
13.如权利要求6所述的车辆后移辅助装置，其中当该停车模式判断装置确定该停车模式为后退停车，并且该目标停车位置在该显示装置上平行移动时，通过该目标停车位置输入装置，在该图像坐标系上移动该目标停车位置在该显示装置上的显示。
全文摘要
一种车辆后移辅助装置，包括图像捕获装置，用于捕获车辆后方的外部区域的图像；停车模式判断装置，用于判断车辆倒车所用的停车模式为平行停车还是后退停车；以及目标停车位置输入装置，用于基于该停车模式判断装置所确定的停车模式，设定停放车辆的目标停车位置，其特征在于，该车辆后移辅助装置还包括显示装置，用于显示该图像捕获装置所捕获的图像，并且将该目标停车位置输入装置所设定的目标停车位置，叠加地显示于所捕获的图像上，以引导车辆到达该目标停车位置。
文档编号B60R21/00GK1591256SQ200410064478
公开日2005年3月9日 申请日期2004年8月27日 优先权日2003年8月28日
发明者田中优, 岩田良文, 里中久志, 远藤知彦, 久保田有一, 松井章, 岩切英之, 杉山亨, 河上清治, 岩崎克彦, 片冈宽晓 申请人:丰田自动车株式会社, 爱信精机株式会社