专利名称：用于车辆的停车辅助装置与停车辅助方法
技术领域：
本发明涉及一种停车辅助装置与一种停车辅助方法，用于一种进行将车辆自动引导到目标停车位置的停车辅助控制。
背景技术：
在特许公开号11-208420的日本专利申请所描述的一种已知停车辅助装置中，该装置进行一种将车辆自动引导到目标停车位置的停车辅助控制，在停车辅助控制开始之前，将目标停车框以叠加的方式显示在车辆环境的实际图像上，该实际图像显示于显示监视器上。在该停车辅助装置中，目标停车位置可通过使用者操作调节钮来指定，以在显示监视器上改变目标停车框的位置。
为了允许使用者设置目标停车位置，用于指定目标停车位置的目标停车框会初始地显示在显示监视器上的预定默认位置或估算位置中，该估算位置通过系统计算来提供。然而，该目标停车框并非总是初始地显示于每个使用者所希望的停车位置(包括其方位(orientation))中。也就是说，因为停车起始位置关于目标停车位置的关系会依据单个驾驶员的驾驶特点而变化，所以在估算目标停车框的初始位置方面有某种准确度的限制。因此，如果目标停车框的初始位置与使用者所习惯的停车起始位置关于目标停车位置的关系不一致，则对于停车辅助控制的每次操作，使用者不得不忍受目标停车框的位置调整所造成的不便。
发明内容
因而，本发明的目标是提供一种停车辅助装置与一种停车辅助方法，它们能在合适的显示位置，显示目标停车框的初始显示位置。
根据本发明的第一方案，提供一种停车辅助装置，其允许通过使用者移动连同车辆环境的实际图像一起显示的目标停车框来设定目标停车位置，并且将车辆自动引导到该设定的目标停车位置，该停车辅助装置的特征在于，通过利用使用者对目标停车位置的以往设定，初始地显示目标停车框。
根据本发明的第一方案，使用者通过将连同车辆环境的实际图像一起显示的目标停车框(例如，模仿停车位或车辆的外部形状的图形形式)移动到对应于实际停车位的位置(包括方位)，设定目标停车位置。优选地，目标停车框的初始位置(包括其方位)与单个使用者(驾驶员)的驾驶特点相对应，从而最小化使用者移动和调节显示于初始位置中的目标停车框的需要。在该方案中，本发明利用这样的事实，即停车起始位置关于目标停车位置的关系对于每个使用者来说都是不同的，但对于单个使用者则趋向于基本保持一致。也就是说，通过使用者利用以往的设定，初始地显示目标停车框。因此，根据本发明，能够将目标停车框初始显示在与每个使用者的驾驶特点相对应的位置(包括方位)中，因此可相当大地减少设定目标停车位置所需的时间。
通过使用目标停车位置的以往设定，目标停车框的初始显示可以是目标停车框在一位置(包括方位)中的初始显示，该位置与以前或以往所设定的目标停车框的位置相同。在这种情况下，在选择一应该用于目标停车框当前初始显示的先前或以往设定时，可考虑如下所述的平行停车类型(左或右侧平行停车)或者车库停车中的偏转(deflection)角。
在本发明的第一方案中，该停车辅助装置还包括控制参数计算装置，用于计算车辆的移动量和车辆方位的变化量作为控制参数，该移动量和该变化量是在将车辆从停车起始位置引导到设定的目标停车位置中所需的；存储装置，用于存储与计算出的移动量和计算出的变化量相关联的计算出的控制参数；以及估算装置，用于基于车辆直到停车起始位置为止的驾驶状态，估算目标停车位置，并且用于估算将车辆从停车起始位置引导到估算的目标停车位置所需的移动量和变化量。在该装置中，与估算的移动量和估算的变化量相对应的控制参数可从存储装置中取回(retrieve)，并且目标停车框可基于取回的控制参数，初始地显示在实际图像上。
在本发明的上述方案中，当使用者对目标停车位置的设置结束时，计算停车起始位置关于目标停车位置的关系作为控制参数(即车辆的移动量和车辆方位的变化量(在下文中，该变化量将称为“偏转角”)，二者是在引导车辆从停车起始位置到设定的目标停车位置中所需的)。计算出的控制参数是基于使用者所进行的目标停车位置的设定结果，并且被认为与使用者的驾驶特点相对应。因此，存储这些控制参数，以在下次及以后的设定目标停车位置时用于目标停车框的初始显示。计算出的控制参数关联于计算出的偏转角(其为控制参数之一)来存储。在本发明中，目标停车框的初始显示基于上述存储的控制参数来实现。因此，根据本发明，目标停车框可初始地显示在与使用者对目标停车位置的以往设定(即在以往设定时计算出的控制参数)相对应的位置(包括方位)中。因此，能够将目标停车框初始地显示在与每个使用者的驾驶特点相对应的位置(包括方位)中。根据基于车辆在停车起始位置之前的驾驶状态而估算的偏转角，用于目标停车框初始显示的控制参数可从存储装置中取回。停车起始位置关于目标停车位置的位置关系依据偏转角而改变。因此，根据本发明，按照所估算的目标停车框而选择的目标停车位置的以往设定，可用于初始地显示目标停车框，该目标停车位置的以往设定根据估算的偏转角来选择。因此，能够在与使用者驾驶特点相对应的位置(包括方位)中，更可靠地实现目标停车框的初始显示。
在关于第一方面的构造中，在驾驶车辆过程中，估算装置每隔预定的行进距离，恒定地计算和存储车辆方位的变化，并且可基于所存储的车辆方位的变化，估算变化量。因此，能够估算车辆的方位(偏转角)，而与车辆何时在停车起始位置停止无关。也就是说，总能实现偏转角的估算。
根据本发明的第二方案，一种用于辅助车库停车的停车辅助装置，其允许使用者通过移动连同车辆环境的实际图像一起显示的目标停车框来设定目标停车位置，其特征在于包括估算装置，用于基于车辆直到停车起始位置为止的驾驶状态，估算车辆的移动量和车辆方位的变化量作为控制参数，该移动量和该变化量是在将车辆从停车起始位置引导到目标停车位置中所需的；以及初始位置确定装置，用于基于所估算的控制参数，确定目标停车框的初始显示位置，其中在驾驶车辆过程中，估算装置每隔预定的行进距离，恒定地计算和存储车辆方位的变化，并且基于所存储的车辆方位的变化，估算控制参数。
根据第二方案，使用者通过将连同车辆环境的实际图像一起显示的目标停车框移动到对应于实际停车位的位置(包括方位)设定目标停车位置。优选地，目标停车框的初始位置(包括其方位)与使用者的驾驶特点相对应，从而最小化使用者移动和调节显示于初始位置的目标停车框的需要。在该方案中，根据本发明，确定目标停车框初始位置所需的控制参数基于车辆直到停车起始位置为止的实际驾驶状态来估算。由于控制参数以根据单个使用者的驾驶特点而改变的车辆行驶状态为基础来估算，所以本发明能够使将目标停车框初始地显示在与每个使用者的驾驶特点相对应的位置(包括方位)中。此外，在本发明中，由于在驾驶车辆的过程中，每隔预定的行进距离，不断地计算和存储车辆方位的变化，所以能够实现控制参数的估算(以及目标停车框的初始显示位置的相应确定)，而与车辆何时在停车起始位置停止无关。
根据本发明的第三方案，一种停车辅助方法，其中通过使用者移动连同车辆环境的实际图像一起显示的目标停车框，设定目标停车位置，并且将车辆自动引导到该设定的目标停车位置，其特征在于包括步骤通过利用使用者对目标停车位置的以往设定，初始地显示目标停车框。
根据本发明的第四方案，一种用于辅助车库停车的停车辅助方法，其允许使用者通过移动连同车辆环境的实际图像一起显示的目标停车框，设定目标停车位置，该方法的特征在于包括步骤在驾驶车辆过程中，每隔预定的行进距离，恒定地计算和存储车辆方位的变化，并且基于在车辆到达停车起始位置之前所获得的车辆驾驶状态，计算车辆的移动量和车辆方位的变化量作为控制参数，该移动量和该变化量是在将车辆从停车起始位置引导到目标停车位置中所需的，并且基于所估算的控制参数，确定目标停车框的初始显示位置。
根据本发明的第五方案，一种用于辅助停放车辆的停车辅助装置，其特征在于，如果用于检测车辆停止状态的检测装置检测到车辆的停止状态，则将一位置识别为目标停车位置，该位置与在检测到停止状态时出现的车辆停止位置具有预定关系。
根据本发明的第五方案，如果通过例如车速传感器，检测到车辆的停止状态，则该停车辅助装置将一位置识别为目标停车位置，该位置与在检测到该停止状态时出现的车辆停止位置具有预定关系。因此，在停放车辆时，用户可仅通过暂时停车，从而停止位置与希望的目标停车位置具有预定关系，使用者就能使得停车辅助装置识别希望的目标停车位置。每当检测到车辆的停止状态时，可进行停车辅助装置对目标停车位置的识别。
在本发明的第五方案中，如果除车辆的停止状态之外，还检测到基本处于空档(neutral)位置的转向角，则将一位置识别为目标停车位置，该位置与在检测到车辆停止状态时出现的车辆停止位置具有预定关系。该设置可降低停车辅助装置对目标停车位置识别的频率，该停车辅助装置通过检测该停止状态之外的车辆正常停止状态来触发，该停止状态旨在使得停车辅助装置识别目标停车位置。特别是在车库停车时，方向盘会保持在转弯状态下，直至到达停车起始位置为止。因此，如果使用者在促成停止以使得停车辅助装置识别用于车库停车的期望目标停车位置之后停车，则停车辅助装置不会关于以后的停止位置，识别目标停车位置。
在本发明的第五方案或其相关的构造中，将一位置识别为至少一个用于目标停车框的候选，该位置与第一停止位置具有预定关系，并且将所述至少一个候选中的一候选识别为目标停车位置，该候选是关于第二停止位置来识别的，该第二停止位置与远离第一停止位置的当前车辆位置具有预定关系。因此，在多个目标停车位置候选中，可将合适的候选识别为实际目标停车位置。因此，可提高估算目标停车位置的准确度。该停车辅助装置可将这些目标停车位置候选保留在存储器中，直至车辆到达停车起始位置为止。在这种情况下，能够适时地删除每个候选，该候选在由于车辆的移动而丧失与当前车辆位置的预定关系时变得不需要。当前车辆位置和停止位置之间的预定位置关系可通过两个位置之间的线性距离或者两个位置之间的车辆移动或行进距离来指定，并且也可指定为由线性距离或行进距离的上、下限值来限定的范围。
在关于第五方面的构造中，如果存在多个候选位置，则将多个候选中的一候选识别为目标停车位置，该候选是关于第二停止位置来识别的，该第二停止位置与远离第一停止位置的当前车辆位置最近。因此，在多个目标停车位置候选中，仅将一个合适的候选识别为目标停车位置。
在关于第五方面的构造中，如果不存在候选位置，则将一预设位置识别为目标停止位置，车辆可关于远离第一停止位置的当前车辆位置被引导到该预设位置。
在第五方面或其相关构造中，停车辅助装置还可包括显示装置，用于连同车辆环境的实际图像一起，显示所识别的目标停车位置。因此，当停车操作开始时，能够向使用者指示所识别的目标停车位置。在这种情况下，当车辆到达停车起始位置时，可实现目标停车位置的显示。
在关于第五方面的构造中，停车辅助装置还可包括手动操作装置，根据开关操作，移动和调节目标停车位置的显示位置。因此，由停车辅助装置如上所述识别的目标停车位置可由使用者在显示屏上改变或调节。在这种情况下，目标停车位置的最终确定可留给使用者完成。
根据本发明的第六方面，一种辅助停放车辆的停车辅助方法，其特征在于包括步骤将一位置识别为目标停车位置，该位置与在检测到车辆停止状态时出现的车辆停止位置具有预定关系。
从参考附图对优选实施例的如下描述，本发明的前述和进一步目标、特点及优点将变得显而易见，其中同样的附图标记用于表示同样的部件，并且其中图1是表示本发明的停车辅助装置的第一和第二实施例的系统构造图；图2是表示用于在显示监视器22上设定目标停车位置的接触板形式的图；图3表示以叠加方式显示在摄像机所获得的图像上的目标停车框；图4A表示平行停车情况下的控制参数，图4B表示车库停车情况下的控制参数；图5表示根据偏转角θ而存储和管理的控制参数；图6是作为预处理而执行的处理程序的流程图，该预处理用于由第一实施例的停车辅助ECU所进行的停车辅助控制；图7表示根据第一实施例用于估算车辆到达停车起始位置的路径和偏转角θ(和旋角α)的方法；图8表示第一实施例中估算控制参数(Xc，Zc)的方法与第二实施例中计算目标停车位置和停车起始位置的关系的方法；图9表示根据本发明估算用于车库停车的目标停车位置的方法；图10表示根据本发明估算用于平行停车的目标停车位置的方法；以及图11是表示由第二实施例的停车辅助ECU所执行的具体处理程序的流程图。
具体实施例方式
在下文中，将参考附图对本发明的优选实施例进行说明。
图1是表示本发明的停车辅助装置的第一实施例的系统构造图，该系统构造图也应用于本发明的第二和第三实施例。然而在第三实施例中，存储装置12a可省略。如图1中所示，该停车辅助装置具有作为中央部件的电控单元12(在下文中，称为“停车辅助ECU 12”)。停车辅助ECU 12形成为微型计算机，其包括CPU、ROM、RAM等，它们通过总线(图中未示出)彼此连接。ROM存储有程序(包括与下述算术表达式相对应的程序)和车辆的预定特征值(例如，轴距(wheel base)L(图中未示出)，总齿轮速比(overallgear ratio)ρ等)。
用以检测方向盘(图中未示出)的转向角Ha(图中未示出)的转向角传感器16与用以检测车速V(图中未示出)的车速传感器18，通过合适的总线如高速通信总线等连接到停车辅助ECU 12。车速传感器18可以是车轮(tire wheel)速度传感器，其设置在车轮上，并且以对应于车轮速度的频率输出脉冲信号。转向角传感器16和车速传感器18的输出信号提供给停车辅助ECU 12。此外，自动转向装置30、自动刹车装置32和自动驾驶装置34通过合适的总线连接到停车辅助ECU 12。
此外，倒档(reverse shift)开关50和停车开关52连接到停车辅助ECU12。当变速杆操作到倒车位置(reverse position)时，倒档开关50输出接通信号。在其它情况下，倒档开关50保持在断开状态。停车开关52设置在一闭舱(cabin)中，从而可由使用者操作停车开关52。停车开关52通常保持在断开状态，当被使用者操作时变成接通状态。停车辅助ECU 12基于倒档开关50的输出信号，确定当前情况是否处于车辆倒车的情况，并且基于停车开关52的输出信号，确定使用者是否需要停车辅助。
设置在车辆后保险杠(bumper)中央部分中的后视摄像机(back monitorcamera)20与设置在该闭舱中的显示监视器22连接到停车辅助ECU 12。后视摄像机20是CCD摄像机，用于在车辆后方的预定角度的区域中获取场景图像。摄像机20所获得的图像信号提供给停车辅助ECU 12。在倒档开关50和停车开关52均处于接通状态时，停车辅助ECU 12在显示监视器22上显示由后视摄像机20所拍摄的图像。这时，显示监视器22显示用于设定目标停车位置的触摸开关，并且以叠加的方式在实际拍摄的图像上显示目标停车框，如图2中所示(表示车库停车的屏幕)。
如图2中所示，目标停车位置设定触摸开关比如包括用于向上、向下、向右、向左平移目标停车框和旋转目标停车框的触摸开关；用于绕着车辆的纵轴(对应于屏幕的中心轴)反向目标停车框的左右反向开关；用于指定待执行的停车类型的停车选择开关(图中未示出)；以及用于确定目标停车框的位置(包括其方位)的回车开关。这些触摸开关根据它们的用途，在合适的阶段显示于显示监视器22上。
目标停车框可具有模仿实际停车位、车辆外部形状等的形状，如图3中的虚线所示。此外，目标停车框可具有允许使用者在视觉上识别其位置和方位的外形，并且可在用于车库停车用途的显示与用于平行停车用途的显示这两种类型中提供。在表示目标停车框的位置和方位的坐标系中管理目标停车框在显示监视器22上的坐标值。具体地，目标停车框在显示监视器22上的位置是在显示监视器22上的二维坐标系中来表示的，其中显示监视器22上的一轴对应于车辆的轴(纵轴)的轴，定义为Zm轴；另一垂直于Zm轴的轴定义为Xm轴，如参考点A在目标停车位置上的位置坐标(Xm，Zm)所示。目标停车框在显示监视器22上的方位可通过目标停车框的参考线B关于Zm轴的倾斜度(gradient)θm来管理。在平行停车的情况下，由于车辆将达到的角度是已知的(即零)，所以用于平行停车的目标停车框方位可不由使用者改变(即θm是定值，其正负号根据坐标值Xm的符号而改变)。在下文中，将用于指定目标停车框在显示监视器22上的位置和方位的(Xm，Zm，θm)称为“显示参数”。
通过在显示监视器22中移动目标停车框，即通过使用目标停车位置设定触摸开关(调节开关)来改变目标停车框的位置(即改变显示参数(Xm，Zm，θm)的每个值)，使用者可在显示监视器22中进行使得目标停车框符合实际停车位的设定操作。也就是说，通过使用触摸开关，使用者在显示监视器22中旋转和向上、向下、向左或向右平移目标停车框，以将目标停车框的位置(在车库停车的情况下，包括目标停车框的方位)改变到实际停车位的位置(包括其方位)。在以这种方式调节到位(包括方位)后，目标停车框可由使用者比如通过按下回车开关来确定为最终目标停车框(即完成使用者对目标停车位置的设定)。
在目标停车框的最终位置(包括其方位)由使用者以上述方式确定之后(即确定显示参数(Xm，Zm，θm)的值)，停车辅助ECU 12计算停车起始位置关于目标停车位置的关系，即从停车起始位置到目标停车位置的车辆移动量(Xc，Zc)和从停车起始位置到目标停车位置的车辆转弯角度θ(在下文中，将(Xc，Zc，θ)称为“控制参数”)。控制参数(Xc，Zc，θ)由实际的二维坐标系确定，在该二维坐标系中，原点定义在车辆后车轴的中央，X轴在车辆的横向方向延伸，并且Z轴在车辆的纵向方向延伸。控制参数(Xc，Zc，θ)的值一对一地与显示参数(Xm，Zm，θm)的值相对应。因此，如果显示参数(Xm，Zm，θm)的值已确定，则可通过预定的换算公式，计算控制参数(Xc，Zc，θ)的值。逆向计算也是可能的。该换算公式可通过考虑后视摄像机20的安装位置、后视摄像机20的广角镜头的镜头特性等预先确定。在平行停车的情况下，控制参数θ的计算是不必要的，因为车辆转弯的角度是已知的(即零)。
在以这种方式确定用于该目标停车位置的控制参数(Xc，Zc，θ)之后，停车辅助ECU 12计算出目标路径和车轮将在该目标路径上不同位置转向的目标转向角，车辆将沿着该目标路径从当前车辆位置引导到目标停车位置。这里应该注意，目标停车框的位置总是与目标停车位置一一对应。
因而，为使停车辅助装置将车辆自动地引导到目标停车位置，使用者仅仅需要在显示监视器22上设定目标停车位置。
在上述停车辅助控制中，当车辆到达停车起始位置时，目标停车框初始地显示在显示监视器22上(参见图9)。目标停车框可根据需要来移动以进行位置调节，从而指定目标停车位置。因此，如果目标停车框初始地显示在与希望的目标停车位置一致的位置中，则目标停车框位置的调节需要会减少或者没有，所以自动停车所需的总时间可有所减少。
因此，在第一至第三实施例中，停车辅助控制的处理如下所述地执行。首先对第一实施例进行描述。
在第一实施例中，当控制参数(Xc，Zc，θ)已确定时，停车辅助ECU 12将控制参数(Xc，Zc，θ)存储到预定可重写的存储装置12a(即停车辅助ECU 12的RAM)中，这时，可为车库停车和平行停车单独地存储和管理控制参数(Xc，Zc，θ)。
具体地，如图5中所示，在车库停车的情况下，控制参数(Xc，Zc)的值根据转向到目标停车位置的车辆转动角度θ(在下文中，该控制参数将称为“偏转角θ”)在存储中有所分类。在该实施例中，从0度开始，在正、负方向上，每隔10度设定偏转角θ的范围。在图5中，偏转角θ的符号这样确定，车辆的向左偏转与图4B中相同(即从车辆纵轴的逆时针偏转)。因此，18组控制参数(Xc，Zc)对应于偏转角θ的范围来存储(即(Xc1，Zc1)至(Xc18，Zc18))。因为考虑到在车库停车中，由于停车起始位置与目标停车位置的关系的左右反向，一般的车辆移动特性会在相位上有所反向，所以为偏转角θ的正号和负号单独地管理控制参数(Xc，Zc)。
在平行停车的情况下，由于偏转角θ是零，所以存储的控制参数(Xc，Zc)会根据控制参数Xc的正、负号而有所分类(正号适用于车轴的左侧)。也就是说，在该实施例的存储装置12a中，仅存储两组控制参数(Xc，Zc)，其中Xc在符号上有所变化(即(Xc1，Zc1)和(Xc2，Zc2)，其中Xc1，Xc2＜0)。由于上述原因，即考虑到一般的车辆移动特性在平行停车中会由于停车起始位置关于目标停车位置的关系的左右反向而在相位上有所反向，所以为Xc的正号和负号单独地管理控制参数(Xc，Zc)。
因此，每当在显示监视器22上确定(回车)目标停车框的位置时(即每当使用者完成目标停车位置的设定)，停车辅助ECU 12计算控制参数(Xc，Zc，θ)，并且在车库停车的情况下，根据偏转角θ的值，更新和存储控制参数(Xc，Zc)，以及在平行停车的情况下，根据Xc的符号，更新和存储(Xc，Zc)。在存储装置12a中所存储的更新的控制参数(Xc，Zc)(或控制参数(Xc，Zc，θ))，用于在下次及其以后设定目标停车位置时确定目标停车框的初始位置，如下面参考图6详细所述。顺便提及，“目标停车框的初始位置”指的是，当使用者在显示监视器22上设定目标停车位置时，初始地显示在显示监视器22上的“目标停车框的位置(包括方位)”。
图6是一流程图，其表示由该实施例的停车辅助ECU 12执行用于停车辅助控制的预处理，以适当地确定目标停车框的初始位置。当在车辆变成停止状态之后，将倒档开关50和停车开关52操作到接通状态时，该程序激活。
在步骤S100中，为提示使用者选择执行车库停车或平行停车，执行用于在显示监视器22上显示停车选择开关的处理。如果选择车库停车，则从步骤S200执行处理，如果选择平行停车，则从步骤S300执行处理。
在步骤S200中，基于车辆到达停车起始位置为止的驾驶状态，估算车辆相对于目标停车位置倾斜的偏转角θ。该处理将在下面详细描述。在下面的说明中，如果需要将偏转角与其它概念的偏转角θ相区别，则基于驾驶状态而估算的偏转角将表示为带下标的偏转角θest。
随后在步骤S210中，与步骤S200中估算的偏转角θest相对应的控制参数(Xc，Zc)从存储装置12a中取回。这时，停车辅助ECU 12利用如图5中所示的映射(map)，以识别包含估算偏转角θest的偏转角θ范围，并且从存储装置12a中取出对应于偏转角θ范围的控制参数(Xc，Zc)。
随后在步骤S220中，计算与步骤S210中所推导的控制参数(Xc，Zc，θest)相对应的显示参数(Xm，Zm，θm)。此外，在显示监视器22上显示用于车库停车的目标停车框，其位置和方位基于计算出的显示参数(Xm，Zm，θm)。也就是说，在步骤S220中，确定用于车库停车的目标停车框的初始位置。在步骤S220中，可进一步执行用以显示左右反向开关的处理，该左右反向开关具有左右反向目标停车框的功能。
随后在步骤S230中，确定使用者在按下回车开关之前是否调节目标停车框的初始位置。如果使用者执行目标停车框初始位置的调节，则程序进行到步骤S235。在步骤S235中，计算出调节后/确定显示参数，并且以上述方式，重新计算与所计算出的显示参数(Xm’，Zm’，θm’)相对应的控制参数(Xc，Zc，θ’)。根据计算出的偏转角θ’，将计算出的控制参数(Xc，Zc)以更新的方式存储在存储装置12a中。然后，该处理进行到步骤S240。相反地，如果使用者没有执行目标停车框初始位置的调节，而是按下回车开关，则可确定目标停车框的初始位置满足使用者的意图。因此不执行更新存储处理，并且该处理立即进行到步骤S240。
可选地，可在步骤S230中，确定使用者在按下回车开关之前对目标停车框所进行的调节操作次数(即触摸开关操作次数)或由此造成的目标停车框的移动量是否大于预定阈值中相应的一个。在这种情况下，如果使用者所进行的调节操作次数大约是4或5，则可确定目标停车框的初始位置在某种程度上大体上满足使用者的意图。因此，不会执行目标停车框初始位置的更新存储，并且该处理进行到步骤S240。
在步骤S230中，如果在步骤S220中对显示于显示监视器22上的左右反向开关进行操作，则停车辅助ECU 12取回对应于偏转角θest”(其仅在符号上与步骤200中估算的偏转角θest有所不同)的控制参数(Xc，Zc)，并且在显示监视器22上重新显示目标停车框，其位置和方位对应于控制参数(Xc，Zc，θest”)。随后，如果使用者调节以左右反向方式显示的目标停车框，则该处理进行到上述的步骤S235。在步骤S235中，以上述方式重新计算与调节后/确定显示参数(Xm’，Zm’，θm’)相对应的控制参数(Xc，Zc，θ’)。根据计算出的偏转角θ’，将计算出的控制参数(Xc，Zc)以更新的方式存储于存储装置12a中。然后，该处理进行到步骤S240。
随后在步骤S240中，基于在步骤S230中计算出的控制参数(Xc，Zc，θ’)，计算目标路径和车轮在该目标路径上不同位置转弯的目标转向角，车辆会沿着该目标路径从当前车辆位置(即停车起始位置)引导到目标停车位置。然后，作为用于停车辅助控制预处理的该处理会结束。停车辅助ECU 12对目标路径的计算可在目标停车框(包括其方位)的位置确定之前进行，即每当使用者改变目标停车框的位置时进行。在这种情况下，如果停车辅助ECU 12确定目标路径的计算是不可能的，则ECU 12取消回车开关的显示，并且在显示监视器22上显示消息，比如“不可引导”。
如果在步骤S100中选择平行停车，则在步骤S300中确定将进行哪种平行停车，即使用者打算将车辆平行停放到左侧还是右侧。通过提供具有选择平行停车类型的功能的前述停车选择开关，实现该确定。也可假定平行停车的类型与前次执行的平行停车类型相同。
随后在步骤S310中，根据步骤S300中确定的平行停车类型，从存储装置12a中取回控制参数(Xc，Zc)。例如，如果在步骤S300中确定进行左侧平行停车，则从存储装置12a中取回控制参数(Xc，Zc)，其Xc的符号为正。
随后在步骤S320中，计算出与步骤310中所取回的控制参数(Xc，Zc)相对应的显示参数(Xm，Zm，θm)(其中，θm是在符号上根据Zc的符号而改变的预定固定值)，并且在显示监视器22上显示目标停车框，其位置基于计算出的显示参数(Xm，Zm)。即在步骤S320中，确定用于平行停车的目标停车框的初始位置。此外在步骤S320中，可显示具有左右反向目标停车框的功能的左右反向开关。
随后在步骤S330中可确定，使用者在按下回车开关之前是否调节目标停车框的初始位置。如果使用者执行目标停车框初始位置的调节，则该处理进行到步骤S335。在步骤S335中，以上述方式重新计算出与调节后/确定显示参数(Xm’，Zm’)相对应的控制参数(Xc，Zc)。根据Xc的符号(即平行停车的类型)，将计算出的控制参数(Xc，Zc)以更新的方式存储在存储装置12a中。然后，该处理进行到步骤S340。相反地，如果使用者未调节目标停车框的初始位置，并且按下回车开关，则可确定目标停车框的初始位置满足使用者的意图，因此不执行更新存储过程，而且该处理立即进行到步骤S340。
可选地，在步骤S330中确定使用者在按下回车开关之前对目标停车框的调节操作次数(即触摸开关操作次数)或由此造成的目标停车框的移动量是否大于预定阈值中相应的一个。
在步骤S330中，如果在步骤S320中对显示于显示监视器22上的左右反向开关进行操作，则停车辅助ECU 12取回对应于平行停车类型的控制参数(Xc，Zc)，该平行停车的类型不同于在步骤S300中所确定的平行停车类型，并且在显示监视器22上重新显示目标停车框，其位置和方位与控制参数(Xc，Zc)相对应。随后，如果使用者调节以左右反向方式显示的目标停车框，则该处理进行到上述步骤S335。在步骤S335中，以上述方式重新计算出与调节后/确定显示参数(Xm’，Zm’)相对应的控制参数(Xc，Zc)。根据Xc的符号，将计算出的控制参数(Xc，Zc)以更新的方式存储于存储装置12a中。然后，该处理进行到步骤S340。
随后在步骤S340中，基于步骤S330中计算出的控制参数(Xc，Zc)，计算目标路径，车辆将沿着该目标路径从当前车辆位置(即停车起始位置)引导到目标停车位置，并且计算车轮将在该目标路径上不同位置转弯的目标转向角。然后，作为用于停车辅助控制预处理的该处理会结束。
如果用于停车辅助控制的预处理结束，则停车辅助ECU 12开始执行停车辅助控制。自动转向装置、自动刹车装置和自动驾驶装置通过合适的总线如高速通信总线等连接到停车辅助ECU 12。也就是说，停车辅助ECU 12控制着自动转向装置30、自动刹车装置32和自动驾驶装置34，以沿着目标路径将车辆引导到目标停车框中。具体地，驾驶员放松刹车踏板的按压以使车辆缓行(creep)，并且由此使车辆开始倒退。然后，在到达目标停车位置的目标路径上的不同车辆位置，停车辅助ECU 12利用自动转向装置30，将车轮自动转向到目标转向角。然后，当车辆最终到达目标停车位置时，要求驾驶员停止车辆(或者使用自动刹车装置32自动地停止车辆)，从而完成停车辅助控制。
在该实施例中，如上所述，在车库停车的情况下，目标停车框的设定结果根据偏转角θ以更新的方式来存储。在平行停车的情况下，目标停车框的设定结果根据平行停车的类型(左侧或右侧平行停车)以更新的方式来存储。因此，能够确定可更精确地反映驾驶员驾驶特点的目标停车框的初始位置。结果，可相当大地减少设定目标停车位置所需的时间。
虽然在该实施例中，每隔十度的偏转角θ，对控制参数进行存储和管理，但偏转角的进一步细分也是可能的。与在平行停车的情况下一样，也可根据偏转角θ的正号或负号，存储和管理控制参数。在平行停车的情况下，存储装置12a根据正或负的控制参数，存储两组控制参数。
然后，在步骤S200中执行偏转角θ的估算方法。在此应该注意，偏转角θ定义为车辆(其纵轴)在目标停车位置的方位与车辆(其纵轴)在停车起始位置的方位之间的角度。在该实施例中，基于车辆方位的变化(在下文中，称为“旋角α”)估算偏转角θ，该方位的变化是在从预定位置到停车起始位置的移动中所包含的。
图7是表示该实施例中估算偏转角θ的方法的图。为进行如图7中所示的车库停车操作，通常认为车辆基本笔直地驾驶到目标停车位置附近，然后转弯到某一方向以离开目标停车位置，并且移动到停车起始位置。如图7中所示，如果车辆已垂直于目标停车位置(车位)笔直地牵引，则偏转角θ可计算为“偏转角θest＝90-旋角α”，其中旋角α是车辆方位的变化，该变化是在车辆从使用者转动方向盘之前的初始位置到停车起始位置中的移动过程中所造成的。至于旋角α，逆时针方向定义为正方向，并且顺时针方向定义为负方向。因此，如果旋角α是负的，则偏转角θ是负的，并且计算为“偏转角θest＝-90-旋角α”。因此，旋角α的估算使得估算偏转角θ成为可能。
通常，旋角α根据公式1来计算，其中ds是极小的车辆移动距离，γ是路面曲率(对应于车辆转弯半径R的倒数)。公式1将旋角α确定为在从β米后方的一点到当前点的移动中所包含的车辆方位变化。
α=∫-β0γ·ds···(1)]]>该实施例的停车辅助ECU 12为每个预定移动距离(在该实施例中是0.5米)计算极小旋角αi，并且根据基于公式1改型的公式2，对计算出的极小旋角α1至αk求和，以计算旋角α。
α=Σi=1kαi···(2)]]>αi=∫-0.50γ·ds···(3)]]>通过输出信号(车轮速度脉冲)的时间积分，监控预定移动距离(在该实施例中是0.5米)。路面曲率γ(对应于车辆转弯半径R的倒数)基于从转向角传感器16所获得的转向角Ha来确定；例如，它可计算为γ＝Ha/L·ρ，其中L是轴距，ρ是总转向齿轮速比(转向角Ha与车轮转向角之比)。极小旋角αi还可通过将每隔0.01米的极小移动距离所获得的路面曲率γ乘以0.01的极小移动距离、并且对0.5米求该乘积值的积分来计算。路面曲率γ和转向角Ha之间的关系可作为映射，存储在停车辅助ECU 12的ROM中，该映射基于为每个车辆所预先获得的相关数据来预备。
在车辆行驶时，基于转向角传感器16和车速传感器18的输出信号，本实施例的停车辅助ECU 12恒定地计算出极小旋角αi，并且将计算出的极小旋角αi存储到存储装置12a中。也就是说，在驾驶车辆期间，每当车辆的移动距离达到0.5米时，停车辅助ECU 12为当前0.5米的移动距离，计算极小旋角αi。存储装置12a存储至少14个极小旋角α1至α14，其中极小旋角α14是算出的最新极小旋角，并且极小旋角α1是十三次计算循环之前算出的极小旋角。因此，每当车辆移动0.5米时，用新计算出的极小旋角αi更新存储装置12a中的数据。存储装置12a总是存储至少14个最新的极小旋角α1至α14(即在前7米的移动区域中计算出的极小旋角α1至α14)。
在切断点火开关的时点，清除所有存储在存储装置12a中的极小旋角数据。因此，在接通点火开关并且车辆开始行驶之后，极小旋角连续地存储到存储装置12a中。在车辆的行驶距离达到7米之后，存储装置12a总是处于这样的状态，即停车辅助ECU 12存储最新的14个极小旋角α1至α14。
当需要估算偏转角θ时(例如，当车辆在停车起始位置停止时)，停车辅助ECU 12从存储装置12a中取回最新的14个极小旋角α1至α14，并且求出极小旋角α1至α14之和，以计算出估算偏转角θ所需要的旋角α(在这种情况下，即为在从7米之后的一点到当前点的移动中所包含的车辆方位变化)。与估算的旋角α的符号相对应，停车辅助ECU 12选择性使用公式“偏转角θest＝90-旋角α”和“偏转角θest＝-90-旋角α”之一，以确定偏转角θest。
根据该实施例，由于在驾驶车辆过程中计算和存储极小旋角αi，可实现总能估算偏转角θ的状态。也就是说，根据该实施例，可估算偏转角θ，而与车辆何时停止无关。此外在该实施例中，如上所述，旋角α计算为“在从大约7米之后到停止位置的过程中出现的车辆方位变化”。7米的数值是基于驾驶员的驾驶特点，即在向停车起始位置移动时，驾驶员在停车起始位置之前大约7米内开始转动方向盘。因此，根据该实施例，由于在偏转角θ的计算中反映出驾驶员的驾驶特点，所以无需关于车辆直线行驶状态的确定，仍可高准确度地估算偏转角θ。本发明并不限于该数值，即7米。该值可在7米±2米的范围内变化。相似地，与极小旋角αi相对应的0.5米的移动距离也可为其它合适的值，比如0.25米、1.0米等。
在前述实施例中，当需要估算偏转角θ时，通过将当前计算的极小旋角α0添加到从存储装置12a取回的最新14个极小旋角αi，停车辅助ECU 12可计算出旋角α。通过将移动距离(＜0.5米)乘以移动距离的路面曲率γ，计算出当前所计算的极小旋角α0，该移动距离是从先前极小旋角α14的计算点到停止位置的距离。因此，如果车辆在一点停止，从该点到最新极小旋角α14的计算点之间小于5米，则可准确地计算出估算偏转角θ所需的旋角α(在这种情况下，即为在从至少7米之后到当前点的移动过程中出现的车辆方位变化)。
下面，将描述根据本发明第二实施例的停车辅助装置。基于车辆一直到停车起始位置为止的驾驶状态，该实施例的停车辅助装置通过如上所述的估算技术来估算偏转角θ，并且还估算前述的控制参数(Xc，Zc)。
图8是表示根据该实施例估算控制参数(Xc，Zc)的技术的图。在该实施例中，控制参数Xc(即车辆后轴的中央在目标停车位置的x坐标)计算如下Xc＝(L1+ΔX+η)·cos -(ΔZ-ζ)·sinα…(4)控制参数Z(即车辆后轴的中央在目标停车位置的z坐标)计算如下Zc＝(L1+ΔX+η)·sinα+(ΔZ-ζ)·cosα…(5)在上面的公式中，如图8中所示，L1在水平面上是与车辆后轴中央的距离(米)。此外，η是适应(adaptation)参数，其对应于当车辆垂直地靠近目标停车位置时在目标停车位置(车位)的前沿与车辆的纵轴之间的横向间隔。也就是说，η在水平面上对应于从车辆(基本笔直地行驶到停车起始位置)的纵轴到目标停车位置的车辆前端之间的距离(米)(即二者之间在目标停车位置的车辆纵轴方向上的距离)。在该实施例中，考虑到驾驶员的驾驶特点，适应参数η可设为定值，即η＝1.5+车辆宽度/2。
此外，ζ是适应参数，其在水平面上对应于在目标停车位置的车辆纵轴与转向操作开始时出现的车辆后轴中央点(更准确地，即极小旋角α14的计算起始点)之间的距离(米)(即在目标停车位置的车辆横向距离)。在该实施例中，适应参数ζ设定为取决于旋角α的可变值，即ζ＝α/90×(Rmin-2.7)+2.7(其中Rmin是车辆的最小转弯半径)。这是以驾驶员的驾驶特点为基础的，即旋角α越大，驾驶员在目标停车位置之前越远开始转向。因此，如果旋角α越大，适应参数ζ的值也越大。
在公式4和5中，ΔX和ΔZ分别根据公式6和7计算。
ΔX=0.5·Σi=114sin(ΣK=1i-1ak+12·αi)]]>=0.5·sin(12·α1)+sin(a1+12·α2)+sin(a1+a2+12·α3)+···sin(a1+a2+a3+···+a13+12·α14)]]>…(6)ΔZ=0.5·Σi=114cos(ΣK=1i-1ak+12·αi)]]>=0.5·cos(12·α1)+cos(a1+12α2)+cos(a1+a2+12α3)+···cos(a1+a2+a3···+a13+12α14)]]>…(7)在公式6和7中，0.5的数值对应于前述0.5(米)的预定移动距离。
当需要估算控制参数(Xc，Zc)时(例如当车辆在停车起始位置停止时)，该实施例的停车辅助ECU 12从存储装置12a取回最新的14个极小旋角α1至α14，并且根据公式6和7计算ΔX和ΔZ。然后利用计算出的ΔX和ΔZ以及前述适应参数，停车辅助ECU 12通过公式4和5计算控制参数(Xc，Zc)。
与前述实施例相似，当车辆行驶时，本实施例恒定地进行计算和存储极小旋角αi的处理。因此，根据本实施例，无论车辆何时停止，控制参数(Xc，Zc)的估算都是可能的。在本实施例中，利用基于驾驶员驾驶特点的适应参数η、ζ，计算控制参数(Xc，Zc)。因此根据本实施例，驾驶员的驾驶特点在控制参数(Xc，Zc)的估算中得到反映，所以可高准确度地估算控制参数(Xc，Zc)。
相关于结合实施例的上述目标停车位置设定，如上所述估算的控制参数(Xc，Zc)可用来确定用于车库停车的目标停车框的初始位置。也就是说，该实施例的停车辅助ECU 12在显示监视器22上初始地显示目标停车框，其位置和方位对应于以上述方式估算的控制参数(Xc，Zc，θest)。由于目标停车框的初始位置可如上所述高准确度地估算，所以使用者不必通过多次操作触摸开关，调节目标停车框，因此能够相当大地减少设定目标停车位置所需的时间。
第二实施例可与第一实施例有效地结合。例如，如果在第一实施例中，基于以往设定的控制参数(Xc，Zc)不存在(即在初始设定时)，则根据第二实施例估算的控制参数(Xc，Zc)可用来代替缺省值。
下面将描述本发明的停车辅助装置的第三实施例。
如下具体所述，通过检测车辆的停止状态，并且将一位置识别为目标停车位置，该位置与在检测到停止状态时出现的车辆位置具有预定关系，该实施例能够高准确度地估算目标停车位置。因此，从一开始就能够在希望的目标停车位置中初始地显示目标停车框。
图9是表示根据该实施例用于车库停车的目标停车位置估算方法的图。在该实施例的目标停车位置估算方法中，如图9中所示，前提(precondition)是车辆垂直地接近目标停车位置，并且暂停于目标停车位置的中央(目标停车位置的中心线在图9中由单点划线表示)。在暂停于目标停车位置中央后，车辆移动到停车起始位置，使用者在该停车起始位置进行目标停车位置的上述设定。
图10是表示根据该实施例用于平行停车的目标停车位置估算方法的图。在该实施例的目标停车位置估算方法中，如图10中所示，前提是车辆平行地接近目标停车位置，并且暂停于目标停车位置的中央(其在纵向方向上的中央)。在暂停于目标停车位置中央之后，车辆移动到停车起始位置，使用者在该停车起始位置进行目标停车位置的上述设定。
一旦基于车速传感器18的输出信号，检测到车辆的暂停状态，该实施例的停车辅助ECU 12确定在暂停状态期间出现的转向角是否在以空档位置为中心的预定范围内。如果转向角在以空档位置为中心的预定范围中，则停车辅助ECU 12将一位置识别为目标停车位置，该位置与暂停状态期间出现的车辆位置(即停止位置)具有预定关系。在下文中，作为目标停车位置识别参考的车辆停止位置将称为“参考停止位置”。
此外，通过计算车辆从参考停止位置到停车起始位置的移动量，停车辅助ECU 12计算参考停止位置与停车起始位置的位置关系。然后，基于计算出的参考停止位置与停车起始位置的位置关系，停车辅助ECU 12识别与参考停止位置具有预定位置关系的目标停车位置(即计算目标停车位置与停车起始位置的位置关系)。此外，基于计算出的目标停车位置与停车起始位置的位置关系，停车辅助ECU 12确定目标停车框的初始显示位置。然后，停车辅助ECU 12使目标停车框初始地显示在所确定的显示位置中。顺便提及，参考停止位置和目标停车位置之间的预定关系可预先存储在停车辅助ECU12的ROM中。
因而，根据该实施例，驾驶员仅需要将车辆暂停在与目标停车位置(在该实施例中，即为横向方向上的目标停车位置中央点)具有预定关系的位置，从而将识别与暂停位置(参考停止位置)具有预定关系的目标停车位置。因此，该实施例不需要驾驶员进行开关操作即可识别目标停车位置，因此可减少驾驶员的操作负担。此外，按照该实施例，基于上述的预定假设，识别/估计目标停车位置，作为与参考停止位置具有预定关系的位置。因此，只要使用者实现预定假设(即只要车辆停止在与目标停车位置具有预定关系的位置)，就能实现目标停车位置估算准确度的极大改善。结果，从一开始就能够在显示监视器22上将目标停车框初始地显示在靠近希望的目标停车位置的位置中。因此，相当大地减少目标停车框的位置调节所需的时间，并且能减少自动停车所需的总时间。也就是说，使用者仅需暂停车辆以满足预定假设，就能实现估算目标停车位置的准确度的极大改善，所以能减少自动停车所需的总时间。
在该实施例中，目标停车位置是基于这样的假设来识别/估算的，即参考停止位置(更准确地，参考停止位置的车辆中的驾驶员的位置)对应于目标停车位置的中央。然而，也可假定参考停止位置的车辆中的驾驶员的位置对应于车辆后端等在目标停车位置的向前方向上的位置。优选地，这样的假设或前提在使用者手册等中应当清楚地说明，从而使用者将知道该假设。这些假设或前提能够以不同的类型来准备并且是可选择的，以满足使用者的各种偏好。
图11是一流程图，其表示由该实施例中的停车辅助ECU 12所执行的具体处理程序，以如上所述高准确度地估算目标停车位置。当点火开关接通时，该处理程序激活。
在步骤S400中，确定车辆是否已从行驶状态变成停止状态。在步骤S400中，基于车速传感器18的输出信号，检测车辆从行驶状态到停止状态的变化。如果在步骤S400中确定车辆的行驶状态正在继续，则该处理程序结束，而不进行任何进一步的处理。相反地，如果在步骤S400中检测到车辆的停止状态(车速为零的状态)，则该处理程序进行到步骤S410。
在步骤S410中，确定在步骤S400检测到停止状态时出现的转向角是否在以空档位置为中心的预定范围内(例如0±15(度))。如果检测到停止状态时的转向角在以空档位置为中心的预定范围外，则认为在步骤S400中所检测到的停止位置可作为前述的参考停止位置。然后该处理进行到步骤S420。
在步骤S420中，执行一项预处理，用于计算当前车辆位置与步骤S400中所检测到的停止位置的关系。如果检测到从步骤S400所检测的停止状态到行驶状态之间的变化，则执行步骤S420的处理。在步骤S420中，计算车辆的极小旋角αi。极小旋角αi是在预定距离(在该实施例中是0.5米)的行驶过程中所引起的车辆方位变化量，并且可通过公式8和9计算。极小旋角αi的正号定义为车辆方位的顺时针改变(因此，在与如图10中所示情况相反的情况下，即如果车辆从图10中的中左侧接近目标停车位置，然后在这样的方向上朝着停车起始位置移动，以离开目标停车位置，则极小旋角αi的符号为负)。
α=Σi=1kαi···(8)]]>αi=∫-0.50γ·ds···(9)]]>因为已结合第一实施例描述过路面曲率γ，在此省略路面曲率γ的说明。
在步骤S420中，将对于每个0.5米的移动距离所计算的极小旋角αi以合适的方式写入到停车辅助ECU 12的RAM中。因此，在步骤S420中，每当车辆从步骤S400所检测的停止位置起移动0.5米时，计算极小旋角αi，即在0.5米的移动过程中所引起的车辆方位变化量，并且将极小旋角αi写入停车辅助ECU 12的RAM中。
随后在步骤S430中，确定车辆在步骤S400检测到停止状态之后是否在预定的移动距离Dthr1(例如6.5米)内变成停止状态，并且倒档开关50和停车开关52是否均接通。如果在步骤S430中确定，车辆在步骤S400检测到停止状态之后的预定移动距离Dthr1内尚未变成停止状态(即如果车辆继续行驶至少6.5米却没有停止)，则认为步骤S400检测到的停止位置不是参考停止位置。然后，将写入停车辅助ECU 12的RAM中的极小旋角数据清除，并且该处理程序结束。相反地，如果在步骤S430中确定，车辆在停止状态之后的移动距离Dthr1内已变成停止状态，并且倒档开关50和停车开关52均接通，则该处理进行到步骤S440。
在步骤S440中，确定步骤S400所检测到的停止位置是参考停止位置，并确定当前车辆位置(即参考停止位置之后的停止位置)是停车起始位置，而且计算目标停车位置与停车起始位置的关系。在步骤S440中，首先计算停车起始位置与参考停止位置的关系。随后，假设参考停止位置是目标停车位置的中央(其在横向方向上的中央)，将一与参考停止位置具有预定关系的位置识别为目标停车位置。最后，计算目标停车位置与停车起始位置的关系。
更具体地，在车库停车的情况下，如图8中所示，目标停车位置与停车起始位置的关系，即目标停车位置关于停车起始位置的坐标(Xc，Zc)计算如下Xc＝(L1+ΔX+η)·cosα-(ΔZ-ζ)·sinα…(10)Zc＝(L1+ΔX+η)·sinα+(ΔZ-ζ)·cosα…(11)如图8中所示，目标停车位置的坐标(Xc，Zc)在二维坐标系中确定，原点在后轴的中央，X轴对应于车辆的横向方向，并且Z轴对应于车辆的纵向方向。在公式10和11中，L1在水平面上是从车辆后轴的中央到车辆前端部分的距离(米)。此外，α是在从参考停止位置到停车起始位置的移动中所引起的车辆方位变化量(旋角α)，并且通过对步骤S420所计算出的极小旋角αi求和来计算(参加公式8，9)。
在公式10和11中，η是在参考停止位置的车辆纵轴与目标停车位置的前沿之间的横向间距。在该实施例中，设定η＝1.5+车辆宽度/2。此外，ζ是常数，其确定参考停止位置和目标停车位置之间的前述预定关系，并且由前述假设确定。在该实施例中，常数ζ在水平面的车辆纵向方向上对应于在参考停止位置的车辆后轴中央与目标停车位置的中心线之间的距离(米)。因此，假设参考停止位置的车辆中的驾驶员的位置位于目标停车位置的中央，常数ζ定义为ζ＝L1-L2，其中L2是从车辆前端到驾驶员位置的距离(参见图8)。
此外，公式8和9中的ΔX和ΔZ分别根据公式12和13计算如下ΔX=0.5·Σi=1msin(Σk=1i-1αk+12·αi)···(12)]]>ΔZ=0.5·Σi=1mcos(Σk=1i-1αk+12·αi)···(13)]]>在公式12和13中，0.5的数值对应于前述0.5(米)的预定移动距离。此外，αk和αi是步骤S420计算出的极小旋角αi，而且下标k、i是以始于“1”(给予第一计算结果)的升序指定给计算结果的自然数。因此，对于0.5m的行驶间隔，始于参考停止位置的极小旋角是α1。此外，极小旋角αm(在Dthr1＝6.5的情况下，m≤13)是最新的计算结果，也可以是紧接在停车起始位置之前小于5米的行驶间隔的计算结果。因而在步骤S440中，将由公式12和13所计算的ΔX和ΔZ代入公式10和11中，以计算目标停车位置的坐标(Xc，Zc)。
在平行停车的情况下，目标停车位置的坐标(Xc，Zc)计算如下
Xc＝δ…(14)Zc＝ΔZ+ε…(15)在公式14中，常数δ是在参考停止位置的车辆纵轴与目标停车位置的车辆纵轴之间的横向间距。在该实施例中，与前述常数η相似，常数δ设定为δ＝1.5+车辆宽度/2。在公式15中，常数ε确定参考停止位置与目标停车位置之间的前述预定关系，并且由前述假设确定。在该实施例中，假设参考停止位置的车辆中央位置对应于目标停车位置的中央，常数ε设定为零。在公式15中，ΔZ是从参考停止位置到停车起始位置的移动距离(其可通过车速传感器18的输出信号(车轮速度脉冲)的时间积分来计算)。如果前述假设包括多个假定事项，则常数ε和常数δ相应地以多种类型来准备。
随后在步骤S450中，目标停车框初始地显示在显示监视器22的一位置上，该位置与步骤S440所计算出的目标停车位置的坐标(Xc，Zc)相对应。如果系统设计成促使使用者选择想要的停车类型，则可通过利用与所选停车类型(车库停车或平行停车)相对应的前述计算结果，实现目标停车框的初始显示。也能够根据计算出的旋角α值，预期想要的停车类型(例如，如果旋角α基本为零，则预期平行停车)。在这种情况下，与预期停车类型相对应的前述计算结果可用于实现目标停车框的初始显示。在此应该注意，由于预定的变换公式，目标停车框在显示监视器22上的坐标与目标停车位置的坐标一一对应。当步骤S450的处理结束时，该处理程序结束。在步骤S450的处理结束后，目标停车框初始地显示在显示监视器22上。由于可如上所述高准确度地估算目标停车框的初始位置，所以使用者用以调节目标停车框位置的后续操作变得容易或者不必要，因而减少自动停车所需的总时间。
车辆的停止状态不仅可在车辆停止于参考停止位置时检测到，而且可在各种其它情况中检测到(例如当车辆由于交通信号而停止或暂停于十字路口时)。因此，如果将每个检测到的车辆停止状态识别为用于参考停止位置的候选，则需要从许多候选中仅选择一个合适的参考停止位置。然而，在这样的构造中，即不依赖使用者所进行的开关操作或专用传感器(距离测量传感器)所得到的检测结果，难以从许多候选中选择合适的参考停止位置。如果从许多候选中选出不合适的参考停止位置，则会出现不便，即目标停车框会初始地显示在与希望的目标停车位置完全不同的位置中。
然而在该实施例中，虽然将检测到的每个车辆停止状态识别为用于参考停止位置的候选，但最后选择的参考停止位置(即当车辆到达停车起始位置时)是这样的停止位置，该停止位置存在于停车起始位置之前的预定移动距离Dthr1(在该实施例中是6.5米)内。预定移动距离Dthr1这样设定，除前述参考停止位置之外的停止位置(特别地，车辆在实际参考停止位置之前停止时的停止位置)从用于参考停止位置的候选中排除，并且将预定移动距离Dthr1设定为允许安全和合适地实现停车辅助控制的上限值。因此根据该实施例，可从许多候选中仅选择一个合适的参考停止位置。因此，将会提高估算目标停车位置的准确度和停车辅助控制的可靠性。
此外，在该实施例中，将转向角基本为空档时的停止位置识别为用于参考停止位置的候选。因此，特别是在车库停车的情况下，如果车辆停止于实际参考停止位置和停车起始位置附近之间(在这种情况下，驾驶员已经操作方向盘，从而当车辆停止时，转向角会相当大地偏离空档位置)，则可从用于参考停止位置的候选中排除该停止位置。
如果在平行停车的情况下，车辆停止于实际参考停止位置和停车起始位置附近之间，则转向角会基本位于空档位置，从而将该停止位置识别为用于参考停止位置的候选。在这种情况下，图11中所示的处理程序会并行和同时执行，以提供至少两个停止位置作为用于参考停止位置的候选。也可采用这样一种构造，即停车起始位置之前预定移动距离Dthr2(例如2米)内的停止位置从用于参考停止位置的候选中排除，并且该使得到达停车起始位置的移动距离最小的停止位置(2.0米至6.5米范围内的最小值)可选作参考停止位置。
即使在车库停车的情况下，会出现多次检测到停止状态的现象，并且图11所示处理程序的步骤S420、S430的处理会并行地同时进行，从而将两个或更多停止位置确定作为用于参考停止位置的候选。在这种情况下，可如下进行与上述相似的操作。也就是说，停车起始位置之前预定移动距离Dthr2(例如2米)之内的停止位置从用于参考停止位置的候选中排除，并且该具有到达停车起始位置的最小移动距离(即2.0米至6.5米范围内的最小值)的停止位置可选作参考停止位置。
也就是说，在该实施例中，如果在停车起始位置之前在移动距离Dthr1之内尚未检测到车辆的停止状态，则基于缺省值或基于通过不同估算方法所获得的估算值，确定目标停车框的初始位置。
根据第三实施例，目标停车框的初始位置基于车辆到达停车起始位置为止的驾驶状态来估算。然而，停车起始位置与目标停车位置的关系会根据单个驾驶员的驾驶特点而变化。上述估算方法无法实现完全反映单个驾驶员的驾驶特点；在某些情况下，目标停车框的初始位置与使用者想要的停车框位置(包括其方位)相匹配。在这种情况下，每当需要使目标停车框符合使用者想要的停车位时，使用者不得不以相似的方式操作触摸开关。因此，存在位置调节操作复杂的缺陷。
根据第一和第二实施例，如上所述，利用使用者对目标停车框的以往设定，确定目标停车框的起始位置。具体地，每当设定目标停车位置时，使用者设定目标停车框的结果会在步骤S230或S330中适时地以更新的方式存储到存储装置12a中，因此，存储装置12a中的控制参数对应于使用者所特有的停车起始位置与目标停车位置的关系。因此，根据该实施例，在步骤S210和S310中，从存储装置12a中取回控制参数，它们对应于使用者所特有的停车起始位置与目标停车位置的关系。因此，可初始地显示与单个使用者的驾驶特点相对应的显示目标停车框。结果，这些实施例可消除使用者用于反复进行目标停车框的相似调节的需要，并且能够相当大地减少设定目标停车位置所需的时间。
尽管参考其优选实施例已描述本发明，但是本发明并不限于上述实施例。相反地，不背离本发明的精神和范围，各种改型和等效的设置也可应用于前述实施例。
例如，虽然在第一和第二实施例中，对于偏转角θ的每个范围，存储装置12a以更新的方式存储一组控制参数(Xc，Zc)，但是也可为偏转角θ的每个范围存储多组控制参数(Xc，Zc)(即以数据库的方式安排控制参数(Xc，Zc，θ))。在这种情况下，多组控制参数(Xc，Zc)的平均值(Xave，Zave)可由停车辅助ECU 12取回，用于确定目标停车位置的初始位置。
此外，虽然在第一和第二实施例中，在计算控制参数(Xc，Zc，θ)后，控制参数(Xc，Zc)会根据偏转角θ以更新的方式来存储，但是也可根据偏转角θ，更新存储包括偏转角θ的控制参数(Xc，Zc，θ)。在这种情况下，在步骤S210中，控制参数(Xc，Zc，θ)可根据估算的偏转角θest(在该情况下θest≠θ是可能的)从存储装置12a中取回。随后在步骤S220中，执行这样的处理是合适的，即计算出与控制参数(Xc，Zc，θ)相对应的显示参数(Xm，Zm，θm)，并且在显示监视器22上显示目标停车框，其位置和方位以计算出的显示参数(Xm，Zm，θm)为基础。也就是说，在该构造中，基于车辆驾驶状态而估算的偏转角θest仅用于来从存储装置12a中取回控制参数(Xc，Zc，θ)，并且待初始显示的目标停车框的方位由取回的控制参数θ(即在确定目标停车框的以往操作时计算出的偏转角θ)确定。
此外，在第一和第二实施例中，控制参数(Xc，Zc)根据控制参数Xc的符号以更新的方式来存储，用于目标停车框在下次或以后操作时的初始显示。自然地，也可根据偏转角θ或控制参数Xc的符号，将显示参数(Xm，Zm，θm)以更新的方式存储到存储装置12a中。
例如，在第三实施例中，目标停车位置的最终确定留给使用者完成，由此可灵活地适应使用者的意图，例如，由于各种环境比如在目标停车位置附近有障碍物、为便于打开和关上车门等，用户打算将车辆停放于一位置，该位置从实际目标停车位置中心线向右或向左偏，或者在关于中心线的倾斜方位上。然而在另一可能的构造中，如上所述估算的目标停车位置可确定为最终的目标停车位置。
此外，虽然在第三实施例中，基于车速传感器和转向角传感器的输出信号，计算极小旋角αi，但是也可基于车速传感器和偏航速率传感器的输出信号，计算极小旋角αi。
根据第一和第二实施例，目标停车框可初始地显示在与单个驾驶员的驾驶特点相对应的位置(包括方位)中。
根据第三实施例，能够高准确度地估算目标停车位置，而不需要使用者进行开关操作，也不需要附加传感器。因此，可减少设定目标停车位置所需的时间，并且提高停车辅助控制的使用性。
权利要求
1.一种停车辅助装置，其允许通过使用者移动连同车辆环境的实际图像一起显示的目标停车框来设定目标停车位置，并且将车辆自动引导到设定的目标停车位置，该装置的特征在于通过利用使用者对目标停车位置的以往设定，初始地显示该目标停车框。
2.如权利要求1所述的停车辅助装置，其辅助用于车库停车的停车操作，其特征在于还包括控制参数计算装置(12)，用于计算车辆移动量和车辆方位变化量作为控制参数，该移动量和该变化量是在将车辆从停车起始位置引导到设定的目标停车位置中所需的；存储装置(12a)，用于存储与计算的移动量和计算的变化量相关联的计算的控制参数；以及估算装置(12)，用于基于车辆一直到该停车起始位置为止的驾驶状态，估算该目标停车位置，并且用于估算在将车辆从该停车起始位置引导到估算的目标停车位置中所需的移动量和变化量，其中与估算的移动量和估算的变化量相对应的控制参数从该存储装置(12a)中取回，并且基于取回的控制参数，该目标停车框初始地显示在该实际图像上。
3.如权利要求2所述的停车辅助装置，其特征在于，在驾驶车辆过程中，该估算装置(12)每隔预定的行进距离，恒定地计算和存储车辆方位的变化，并且基于所存储的车辆方位的变化，估算该变化量。
4.一种用于辅助车库停车的停车辅助装置，其允许使用者通过移动连同车辆环境的实际图像一起显示的目标停车框来设定目标停车位置，该装置的特征在于包括估算装置(12)，用于基于车辆一直到停车起始位置为止的驾驶状态，估算车辆移动量和车辆方位变化量作为控制参数，该移动量和该变化量是在将车辆从该停车起始位置引导到该目标停车位置中所需的；以及初始位置确定装置(12)，用于基于所估算的控制参数，确定该目标停车框的初始显示位置，其中在驾驶车辆过程中，该估算装置(12)每隔预定的行进距离，恒定地计算和存储车辆方位的变化，并且基于所存储的车辆方位的变化，估算所述控制参数。
5.一种停车辅助方法，其中通过使用者移动连同车辆环境的实际图像一起显示的目标停车框来设定目标停车位置，并且将车辆自动引导到该设定的目标停车位置，该方法的特征在于包括步骤通过利用使用者对目标停车位置的以往设定，初始地显示该目标停车框。
6.一种用于辅助车库停车的停车辅助方法，其允许使用者通过移动连同车辆环境的实际图像一起显示的目标停车框来设定目标停车位置，该方法的特征在于包括步骤在驾驶车辆过程中，每隔预定的行进距离，恒定地计算和存储车辆方位的变化；基于在车辆到达停车起始位置之前所获得的车辆驾驶状态，估算车辆移动量和车辆方位变化量作为控制参数，该移动量和该变化量是在将车辆从该停车起始位置引导到目标停车位置中所需的；以及基于所估算的控制参数，确定该目标停车框的初始显示位置。
7.一种用于辅助停放车辆的停车辅助装置，其特征在于，如果用于检测车辆停止状态的检测装置(12)检测到车辆的停止状态，则一位置被识别为目标停车位置，该位置与在检测到该停止状态时出现的车辆的第一停止位置具有预定关系。
8.如权利要求7所述的停车辅助装置，其特征在于，如果除车辆的该停止状态之外，还检测到基本处于空档位置的转向角，则一位置被识别为该目标停车位置，该位置与车辆的该停止位置具有预定关系。
9.如权利要求7或8所述的停车辅助装置，其特征在于，与该第一停止位置具有预定关系的该位置被识别为用于该目标停车位置的至少一个候选，并且所述至少一个候选中的一候选被识别为该目标停车位置，该候选是关于第二停止位置来识别的，该第二停止位置与远离该第一停止位置的当前车辆位置具有预定关系。
10.如权利要求9所述的停车辅助装置，其特征在于，如果存在多个候选，则所述多个候选中的一候选被识别为该目标停车位置，该候选是关于该第二停止位置来识别的，该第二停止位置与远离该第一停止位置的该当前车辆位置最近。
11.如权利要求9所述的停车辅助装置，其特征在于，如果该候选不存在，则一预设位置被识别为该目标停车位置，车辆可关于远离该第一停止位置的该当前车辆位置被引导到该预设位置。
12.如权利要求7至11任一项所述的停车辅助装置，其特征在于还包括显示装置(22)，用于连同车辆环境的实际图像一起，显示所识别的目标停车位置。
13.如权利要求12所述的停车辅助装置，其特征在于还包括手动操作装置，该手动操作装置根据开关操作，移动和调节该目标停车位置的显示位置。
14.一种辅助停放车辆的停车辅助方法，其特征在于包括步骤识别一位置作为目标停车位置，该位置与在检测到车辆的停止状态时出现的车辆停止位置具有预定关系。
全文摘要
本发明的停车辅助装置允许通过使用者移动连同车辆环境的实际图像一起显示的目标停车框来设定目标停车位置，并且将车辆自动引导到该设定的目标停车位置。在该停车辅助装置中，通过利用使用者对目标停车位置的以往设定，初始地显示该目标停车框。
文档编号G08G1/00GK1737501SQ200410057568
公开日2006年2月22日 申请日期2004年8月20日 优先权日2004年8月20日
发明者田中优, 岩田良文, 岩切英之, 里中久志, 久保田有一, 远藤知彦, 松井章, 杉山亨, 河上清治, 岩崎克彦, 片冈宽晓 申请人:爱信精机株式会社