JP7027651B2 - Parking support device - Google Patents
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Description
本発明は、運転者の駐車操作を支援する駐車支援装置に関する。 The present invention relates to a parking support device that assists a driver in parking operations.
従来、運転者の駐車操作を支援する駐車支援装置が開発されている。駐車支援装置は、車の現在位置から、駐車するための目標駐車位置までの理想的な軌道を作成する。そして、車が当該軌道を進行するように、運転者の駐車操作の支援を行う。駐車支援装置は、操舵機構を制御する電子制御ユニットであるEPS(Electric Power Steering)-ECU(Electronic Control Unit)に、操舵角を入力する。EPS-ECUは、当該操舵角に応じてEPSモータを駆動させて、操舵機構を制御する。これにより、車が軌道上を進行するように、自動操舵が行われる。このような駐車支援装置の例が、例えば特許文献1に開示されている。
Conventionally, a parking support device for assisting a driver's parking operation has been developed. The parking assist device creates an ideal trajectory from the current position of the car to the target parking position for parking. Then, the driver's parking operation is assisted so that the vehicle travels on the track. The parking support device inputs the steering angle to the EPS (Electric Power Steering) -ECU (Electronic Control Unit), which is an electronic control unit that controls the steering mechanism. The EPS-ECU drives the EPS motor according to the steering angle to control the steering mechanism. As a result, automatic steering is performed so that the vehicle travels on the track. An example of such a parking support device is disclosed in, for example,
駐車支援装置が自動操舵を行う設定の場合、最も厳しい条件(最大乗車人数が乗車した状態で据え切り(停車状態での操舵)を行う場合)のときでも、操舵機構により操舵可能な最大の操舵角(以下では、「最大操舵角」とする)まで操舵できるように、容量が十分大きいEPSモータが用いられる。一般的には、EPSモータとして、容量が65Aのモータが用いられている。当該モータは、出力トルクが十分大きいので、最も厳しい条件のときに、EPS-ECUが操舵角として最大操舵角を入力された場合でも、最大操舵角への操舵を行うことができる。しかし、容量の大きいモータは重量が大きく高価である。部品の軽量化とコスト削減が要求されていることから、EPSモータを容量の小さいものにすることが検討されている。 When the parking support device is set to perform automatic steering, the maximum steering that can be steered by the steering mechanism even under the harshest conditions (when the maximum number of passengers is on board and the vehicle is stationary (steering while the vehicle is stopped)). An EPS motor with a sufficiently large capacity is used so that steering can be performed up to an angle (hereinafter referred to as "maximum steering angle"). Generally, a motor having a capacity of 65 A is used as the EPS motor. Since the output torque of the motor is sufficiently large, it is possible to steer to the maximum steering angle even when the EPS-ECU inputs the maximum steering angle as the steering angle under the strictest conditions. However, a motor having a large capacity is heavy and expensive. Since the weight reduction of parts and cost reduction are required, it is considered to make the EPS motor a small capacity.
しかし、容量の小さいEPSモータは、出力トルクの不足のために、最大操舵角まで操舵できない場合がある。この場合、駐車支援装置は、駐車支援を継続できず、中断してしまう。これを回避するためには、最も厳しい条件のときでもEPSモータが操舵可能な操舵角の範囲で、目標駐車位置までの軌道を作成すればよい。しかしながら、この場合、作成される軌道は、大回りの軌道となり、切り返し回数が多い軌道になる。 However, the EPS motor having a small capacity may not be able to steer up to the maximum steering angle due to insufficient output torque. In this case, the parking support device cannot continue the parking support and is interrupted. In order to avoid this, it is sufficient to create a trajectory to the target parking position within the steering angle range in which the EPS motor can steer even under the harshest conditions. However, in this case, the created orbit becomes a large round orbit and becomes an orbit with a large number of turns.
本発明は上記した事情のもとで考え出されたものであって、EPSモータの容量が小さい場合でも、できるだけ小回りの軌道を作成できる駐車支援装置を提供することを目的としている。 The present invention has been conceived under the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a parking support device capable of creating an orbit with as small a turn as possible even when the capacity of the EPS motor is small.
上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。 In order to solve the above problems, the following technical means are taken in the present invention.
本発明によって提供される駐車支援装置は、車を駐車するための目標駐車位置を設定する目標駐車位置設定手段と、前記車の位置から前記目標駐車位置までの理想的な軌道を作成する軌道作成手段と、前記理想的な軌道に沿って前記車を移動させるための自動操舵を、モータを駆動させることで行う誘導制御手段と、各座席の着座の有無に関する着座状況と、前記車の停車時において前記モータが操舵可能な最大の操舵角である許容操舵角との対応関係を記憶する記憶部とを備えており、最大人数乗車時の前記許容操舵角が、前記車の操舵機構により操舵可能な最大の操舵角である最大操舵角より小さく、前記軌道作成手段は、前記着座状況を検出する着座状況検出部の検出結果を取得して、検出された着座状況に対応する許容操舵角を前記記憶部から読み出し、当該許容操舵角に基づいて、前記理想的な軌道を作成することを特徴とする。 The parking support device provided by the present invention includes a target parking position setting means for setting a target parking position for parking a vehicle and a track creation for creating an ideal track from the position of the vehicle to the target parking position. Means, guidance control means for driving the motor to automatically steer the vehicle along the ideal track, seating status regarding the presence or absence of seating of each seat, and when the vehicle is stopped. The motor is provided with a storage unit that stores a correspondence relationship with an allowable steering angle, which is the maximum steering angle that can be steered, and the allowable steering angle when a maximum number of passengers are on board can be steered by the steering mechanism of the vehicle. It is smaller than the maximum steering angle, which is the maximum steering angle, and the trajectory creating means acquires the detection result of the seating condition detecting unit that detects the seating condition, and obtains the allowable steering angle corresponding to the detected seating condition. It is characterized in that the ideal trajectory is created by reading from the storage unit and based on the allowable steering angle.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記軌道作成手段は、読み出した前記許容操舵角まで所定の操舵角速度で操舵させるように前記モータを駆動させ、当該許容操舵角に達するまでに、実際の操舵角速度が閾値角速度より小さくなったときは、このときの操舵角に基づいて、前記理想的な軌道を作成する。 In a preferred embodiment of the present invention, the trajectory creating means drives the motor so as to steer to the read allowable steering angle at a predetermined steering angular velocity, and actually steers until the allowable steering angle is reached. When the angular velocity becomes smaller than the threshold angular velocity, the ideal trajectory is created based on the steering angle at this time.
本発明によると、軌道作成手段は、実際の着座状況に対応した許容操舵角に基づいて、理想的な軌道を作成する。したがって、実際の乗車人数に応じて、できるだけ小回りの理想軌道を作成することができる。 According to the present invention, the trajectory creating means creates an ideal trajectory based on the allowable steering angle corresponding to the actual sitting situation. Therefore, it is possible to create an ideal trajectory with as small a turn as possible according to the actual number of passengers.
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。 Other features and advantages of the invention will be more apparent by the detailed description given below with reference to the accompanying drawings.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
図1は、第1実施形態に係る駐車支援装置が適用された車1の構成を示すブロック図である。図1に示すように、車1は、駐車支援ECU2、右サイドカメラ31、左サイドカメラ32、フロントカメラ33、リアカメラ34、操舵角センサ41、操舵角速度センサ42、車速センサ43、シートセンサ44、操作装置5、スピーカ6、ディスプレイ7、EPS-ECU8、およびEPSモータ9を備えている。なお、車1はその他の構成も備えているが、図1においては記載を省略している。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a
右サイドカメラ31、左サイドカメラ32、フロントカメラ33、およびリアカメラ34は、それぞれ、車1周辺の画像を撮影する撮影装置であり、例えば、CCDやCMOSなどの撮像素子を備え、所定の撮影領域を所定のフレームレートで撮影する。右サイドカメラ31は、右ドアミラー(例えばその底面)に取り付けられており、車1の右側面および路面を含めて、車1の右側の画像を撮影する。左サイドカメラ32は、左ドアミラー(例えばその底面)に取り付けられており、車1の左側面および路面を含めて、車1の左側の画像を撮影する。フロントカメラ33は、車1の前部の車幅方向中央付近に取り付けられており、車1の前面および路面を含めて、車1の前方の画像を撮影する。リアカメラ34は、例えばバックドアの車幅方向中央付近に取り付けられており、車1の後面および路面を含めて、車1の後方の画像を撮影する。なお、これらのカメラの取り付け位置は限定されない。各カメラ31~34が撮影した画像データは、駐車支援ECU2に出力される。
The
操舵角センサ41は、図示しないハンドルの操舵角を検出するセンサである。操舵角センサ41は、ハンドルの中立位置からの回転角度を、操舵角θとして検出する。操舵角センサ41は、中立位置を0[deg]として、ハンドルが一方の方向に回転された場合を正の値とし、ハンドルが他方の方向に回転された場合を負の値として、操舵角θを検出する。本実施形態では、最大操舵角が550[deg]なので、-550[deg]≦θ≦550[deg]になる。操舵角センサ41は、ハンドルが接続されたステアリングシャフトの回転角度を、例えばホール素子で検出することで、操舵角θを検出する。なお、操舵角θの検出方法は限定されない。操舵角センサ41は、検出した操舵角θを示す信号を、駐車支援ECU2に出力する。
The
操舵角速度センサ42は、ハンドルの角速度を検出するセンサである。操舵角速度センサ42は、ハンドルの操舵角の時間当たりの変化量(角速度)を、操舵角速度として検出する。なお、操舵角速度の検出方法は限定されない。操舵角速度センサ42を別途設けずに、操舵角センサ41が検出した操舵角と、タイマにより計時した時間とから算出するようにしてもよい。操舵角速度センサ42は、検出した操舵角速度を示す信号を、駐車支援ECU2に出力する。
The steering
車速センサ43は、車1の各車輪の車輪速を検出するセンサである。車速センサ43は、各車輪の車軸の回転速度をそれぞれ検出し、これらに基づいて、各車輪の車輪速を算出する。車速センサ43は、検出した各車輪速を示す信号を、駐車支援ECU2に出力する。
The
シートセンサ44は、運転者および同乗者の着座状況を検出するセンサである。具体的には、シートセンサ44は、各座席のシート内部にそれぞれ設置された圧力センサを備えており、圧力センサが検出した圧力に基づいて、当該座席の着座の有無を検出する。本実施形態では、車1が軽自動車である場合について説明する。したがって、圧力センサは、運転席(D席)、助手席(P席)、後部座席右側(後R席)、および後部座席左側(後L席)にそれぞれ設置されている。なお、シートセンサ44が備える圧力センサの数は、これに限定されない。シートセンサ44は、車1の定員数に対応した数の圧力センサを備える。例えば、車1が2シーターであれば設置される圧力センサは2つであり、乗車定員が8人のバンであれば設置される圧力センサは8つである。シートセンサ44は、検出した着座状況を示す信号を、駐車支援ECU2に出力する。シートセンサ44は、本発明の「着座状況検出部」に相当する。なお、シートセンサ44の構成はこれに限定されない。例えば、各座席のシートベルトの着脱状況を検出するセンサを備えて、各座席の着座状況を検出するようにしてもよい。また、シートセンサ44に代えて、車内を撮影するカメラと、当該カメラが撮影した画像から人物を認識する画像処理装置を備えて、各座席の着座状況を検出するようにしてもよい。この場合、当該カメラと画像処理装置が、本発明の「着座状況検出部」に相当する。また、各座席の着座状況を検出するのではなく、乗車人数を検出するようにしてもよい。この場合は、検出した乗車人数が、本発明の「着座状況」に相当する。
The
なお、車1はその他のセンサも備えており、これらのセンサが検出した検出値も、駐車支援のために用いるようにしてもよい。以下では、操舵角センサ41、操舵角速度センサ42、車速センサ43、シートセンサ44、およびその他のセンサも含めてまとめて表現する場合は、「各種センサ4」と記載する。
The
スピーカ6は、音声を出力するものであり、駐車支援ECU2より入力される音声信号に基づいて、音声を出力する。
The
ディスプレイ7は、例えばLCD(液晶表示装置)によって構成されており、車1のセンターコンソール部分に設置される。なお、ディスプレイ7は、LCDに限定されず、有機ELディスプレイやプラズマディスプレイなどであってもよい。また、設置位置もセンターコンソール部分に限定されず、運転者から見ることができる範囲にあればよい。ディスプレイ7は、駐車支援時に、駐車支援ECU2より入力される画像信号に基づいて、俯瞰画像を表示する。俯瞰画像は、車の上方の仮想視点から見下ろしたように表示される画像である。なお、ディスプレイ7は、ナビゲーションシステムなどのディスプレイと兼用してもよい。この場合、操作装置5より駐車支援の開始を指示する操作信号が入力された場合に、ナビゲーション画面から駐車支援画面(俯瞰画像)に切り替えるようにすればよい。
The display 7 is composed of, for example, an LCD (Liquid Crystal Display) and is installed in the center console portion of the
操作装置5は、運転者(または同乗者)によって操作されて、操作に応じた操作信号を駐車支援ECU2に出力するものである。本実施形態では、操作装置5は、ディスプレイ7の画面上に配置されたタッチパネルである。ディスプレイ7の画面上に表示されたボタンなどが指先で操作されると、タッチパネルがタッチ位置を読み取って、対応した操作信号を出力する。なお、操作装置5はこれに限定されず、操作ボタンやジョイスティックなどの入力デバイスであってもよい。運転者(または同乗者)は、操作装置5の操作によって、駐車支援ECU2に、駐車支援の開始を指示したり、目的駐車位置を指定したりすることができる。
The
EPS-ECU8は、操舵機構を制御する電子制御ユニットである。EPS-ECU8は、通常時においては、運転者によるハンドル操作に応じて操舵機構を制御する。すなわち、EPS-ECU8は、運転者のハンドル操作を検知し、検知した操作方向への回転をアシストするように、EPSモータ9を駆動させる。また、EPS-ECU8は、駐車支援時においては、駐車支援ECU2より操舵角を入力され、当該操舵角に応じてEPSモータ9を駆動させて、操舵機構を制御する。
The EPS-
本実施形態では、EPSモータ9は、容量が例えば50Aのモータである。EPSモータに一般的な65Aのモータを用いた場合、当該モータの出力トルクが十分大きいので、最も厳しい条件(最大乗車人数が乗車した状態で据え切りを行う場合)でも、EPSモータは、最大操舵角(操舵機構により操舵可能な最大の操舵角)まで操舵可能である。しかし、本実施形態では、EPSモータ9が50Aのモータなので、最も厳しい条件で操舵可能な操舵角は、最大操舵角より小さくなる。したがって、後述する理想軌道の作成において、操舵角の制限がある。なお、EPSモータ9の容量は限定されない。EPSモータ9をより小型軽量化するためには、容量を例えば45Aとすればよい。また、理想軌道作成時の制限をより緩和するためには、容量を例えば55Aとすればよい。
In the present embodiment, the
EPSモータは、容量に応じたトルクを出力することができ、容量が大きいほど大きなトルクを出力することができる。また、EPSモータが操舵可能な操舵角は、車速と、操舵される車軸の軸重(以下では「操舵軸重」とする)とによって決まる。車速が大きいほど、操舵可能な操舵角は大きくなる。また、操舵軸重が小さいほど、操舵可能な操舵角は大きくなる。また、操舵軸重は、車1の乗車人数によって変化し、乗車人数が少ないほど小さくなる。したがって、乗車人数が少ないほど、操舵可能な操舵角は大きくなる。以下では、停車時(車速が0km/h)に操舵可能な最大の操舵角を、「許容操舵角」とする。
The EPS motor can output torque according to the capacity, and the larger the capacity, the larger the torque can be output. The steering angle that the EPS motor can steer is determined by the vehicle speed and the axle load of the axle to be steered (hereinafter referred to as "steering axle load"). The higher the vehicle speed, the larger the steering angle that can be steered. Further, the smaller the steering axle load, the larger the steering angle that can be steered. Further, the steering axle load changes depending on the number of passengers in the
図2(a)は、車1の停車時の、操舵角とEPSモータの出力トルクとの関係を、乗車人数ごとに示す図の一例である。図2(a)は、操舵角を変化させながらEPSモータの出力トルクを算出するシミュレーションによって作成されている。図2(a)に示すように、乗車人数が同じ場合は、操舵角が大きくなるほど出力トルクが大きくなっている。また、同じ操舵角の場合、乗車人数が多いほど(操舵軸重が大きいほど)出力トルクは大きくなっている。また、同じ出力トルクの場合、乗車人数が多いほど(操舵軸重が大きいほど)操舵角は小さくなっている。図2(a)から、EPSモータ9の最大出力トルクNより、乗車人数ごとの許容操舵角が判明する。例えば、乗車人数が4人の場合は許容操舵角が150[deg]であり、乗車人数が1人の場合は許容操舵角が300[deg]である。なお、図2(a)において示す操舵角の数値は例示であって、これに限定されない。当該シミュレーションの結果を用いて、乗車人数ごとの許容操舵角を示す許容操舵角テーブルが、あらかじめ作成されて、駐車支援ECU2に設定されている。
FIG. 2A is an example of a diagram showing the relationship between the steering angle and the output torque of the EPS motor when the
図2(b)は、許容操舵角テーブルの一例を示す図である。許容操舵角テーブルには、シートセンサ44が検出した着座状況に対応する乗車人数が設定されている。例えば、運転席(D席)の圧力センサがONであり、その他の圧力センサがOFFの場合、乗車人数は1名であり、すべての圧力センサがONの場合、乗車人数は4名である。なお、本実施形態においては、運転席(D席)の圧力センサがOFFの場合、すなわち運転席にドライバーが着座していないケースは考慮していない。しかし、運転席(D席)の圧力センサがOFFの場合を考慮してもよい。また、許容操舵角テーブルには、乗車人数に対応する許容操舵角が設定されている。例えば、乗車人数が4人のときの許容操舵角は、150[deg]である。つまり、この場合、EPSモータ9は、停車時に、-150[deg]以上、150[deg]以下の操舵角で、操舵を行うことができる。一方、EPSモータ9は、停車時に、-150[deg]未満、および、150[deg]より大きい操舵角では、操舵を行うことができない。なお、図2(b)において示す許容操舵角の数値は例示であって、これに限定されない。
FIG. 2B is a diagram showing an example of an allowable steering angle table. In the allowable steering angle table, the number of passengers corresponding to the seating condition detected by the
図2(b)では、着座位置に関係なく乗車人数に応じて、許容操舵角が設定されている。例えば、運転席(D席)および助手席(P席)に着座する場合と、運転席(D席)および後部座席右側(後R席)に着座する場合とでは、乗車人数が同じなので、許容操舵角は同じになっている。なお、助手席に着座する場合と後部座席に着座する場合とでは操舵軸重が変わってくるので、着座状況に応じて許容操舵角を設定するようにしてもよい。また、着座状況と許容操舵角との対応関係が設定された許容操舵角テーブルに代えて、着座状況と乗車人数との対応関係が設定された第1のテーブルと、乗車人数と許容操舵角との対応関係が設定された第2のテーブルとを備えるようにしてもよい。 In FIG. 2B, the allowable steering angle is set according to the number of passengers regardless of the seating position. For example, the number of passengers is the same when seated in the driver's seat (D seat) and passenger seat (P seat) and when seated in the driver's seat (D seat) and the right side of the rear seat (rear R seat), so it is permissible. The steering angles are the same. Since the steering axle load changes depending on whether the passenger is seated in the passenger seat or the rear seat, the allowable steering angle may be set according to the seating situation. Further, instead of the permissible steering angle table in which the correspondence between the seating situation and the permissible steering angle is set, the first table in which the correspondence between the seating status and the number of passengers is set, and the number of passengers and the permissible steering angle are used. It may be provided with a second table in which the correspondence of the above is set.
駐車支援ECU2は、駐車支援を行うための電子制御ユニットであり、CPUおよびメモリを備えたマイクロコンピュータによって実現されている。駐車支援ECU2は、各カメラ31~34より画像データを入力され、俯瞰画像を作成する。そして、各種センサ4より入力される各信号、および、操作装置5より入力される操作信号に基づいて、駐車支援のための制御を行う。例えば、駐車支援ECU2は、駐車のための理想的な軌道を作成し、操舵角をEPS-ECU8に出力することでハンドル操作を支援し、駐車支援のための画像を作成してディスプレイ7に表示させる。駐車支援ECU2が、本発明の「駐車支援装置」に相当する。
The
駐車支援ECU2は、図1に示すように、機能ブロックとして、俯瞰画像作成部21、駐車枠検出部22、目標駐車位置設定部23、軌道作成部24、自車位置推定部25、誘導制御部26、画像制御部27、および記憶部28を備えている。
As shown in FIG. 1, the
俯瞰画像作成部21は、俯瞰画像を作成する。俯瞰画像作成部21は、各カメラ31~34より入力される画像データから、所定の画像処理により、車1の上方の仮想視点から見下ろしたように表示される俯瞰画像を作成する。
The bird's-eye view
駐車枠検出部22は、俯瞰画像作成部21が作成した俯瞰画像から、駐車枠を検出する。駐車枠検出部22は、例えば白線を検出し、白線によって形成された矩形状の領域を駐車枠として検出する。なお、駐車枠を検出する方法は限定されない。パターンマッチングなどの画像認識処理によって、駐車枠を検出するようにしてもよい。駐車枠を形成する線は、白線に限られず、黄線やその他の色の線の場合があるし、また、破線の場合もある。また、駐車枠は、矩形状に形成されている場合に限られず、平行四辺形の形状に形成されている場合や、2本の平行線のみで形成されている場合などもある。これらの場合にも、駐車枠として検出できるのが望ましい。
The parking
目標駐車位置設定部23は、目標駐車位置を設定する。目標駐車位置設定部23は、駐車枠検出部22が検出した駐車枠の中から、車1を駐車するための駐車枠を選択し、選択された駐車枠の位置を目標駐車位置として設定する。車1を駐車するための駐車枠は、駐車枠検出部22が検出した駐車枠の中から、所定のアルゴリズムにしたがって自動的に選択される。なお、駐車枠検出部22が検出した駐車枠をすべて(またはある程度選択して)ディスプレイ7に表示し、操作装置5の操作によって、運転者に選択させるようにしてもよい。また、駐車枠検出部22による駐車枠の検出および表示を行わず、運転者が操作装置5の操作によって、俯瞰画像上に駐車枠を設定するようにしてもよい。また、俯瞰画像を用いず、その他の手法で目標駐車位置を設定するようにしてもよい。例えば、超音波センサ(ソナー)によって駐車スペースを検出し、検出された駐車スペースから車1を駐車するための駐車スペースを選択して、目標駐車位置に設定してもよい。目標駐車位置の設定方法は限定されない。
The target parking
軌道作成部24は、車1の現在位置から、目標駐車位置設定部23によって設定された目標駐車位置に駐車するための理想的な軌道を作成する。以下では、軌道作成部24が作成した理想的な軌道を「理想軌道」と記載する。軌道作成部24は、記憶部28に記憶されている許容操舵角テーブル(図2(b)参照)に設定されている許容操舵角に基づいて、理想軌道を作成する。軌道作成部24は、機能ブロックとして、許容操舵角参照部241、確認処理部242、および軌道生成部243を備えている。
The
許容操舵角参照部241は、許容操舵角テーブルを参照して、許容操舵角を読み出す。具体的には、許容操舵角参照部241は、シートセンサ44から入力される信号に基づいて、着座状況を示す情報を取得する。そして、取得した情報に基づいて、許容操舵角テーブルに設定されている許容操舵角を読み出す。例えば、車1に運転手のみが乗車している場合、着座状況を示す情報は、運転席(D席)のみがONであり、その他がOFFであることを示す。この場合、許容操舵角は、300[deg]であるとして(図2(b)参照)、読み出される。
The permissible steering
確認処理部242は、許容操舵角参照部241が読み出した許容操舵角が適切であるか否かの確認を行う。例えば、実際の乗車人数が2人であるにもかかわらず、シートセンサ44の検出ミスなどにより、乗車人数が1人であると判断される場合がある。この場合、乗車人数が1人のときの許容操舵角に基づいて理想軌道が作成されると、駐車支援時に、EPSモータ9が、設定された操舵角に操舵できないおそれがある。これを防ぐために、確認処理部242は、読み出した許容操舵角が適切であるか否かの判断を行う。
The
具体的には、確認処理部242は、車1が停車した状態で、読み出された許容操舵角まで、実際に操舵を行うように、EPS-ECU8に指示を出す。このとき、確認処理部242は、操舵角速度を最大角速度(例えば360[deg/s])の半分程度の角速度にするように指示を出す。これは、EPSモータ9が、大きな操舵角速度で操舵を行った場合に、勢いで本来の許容操舵角を超えて操舵してしまい、操舵を戻すことができなくなってしまうことを防ぐためである。なお、指示する操舵角速度は限定されず、最大角速度の25%~75%程度であればよい。そして、確認処理部242は、操舵角速度センサ42から入力される信号に基づいて、実際の操舵角速度を取得する。読み出された許容操舵角が適切であれば、EPSモータ9は、実際の操舵角速度が鈍化することなく、許容操舵角まで操舵を行うことができる。一方、読み出された許容操舵角が適切でなければ、EPSモータ9が許容操舵角まで操舵を行う前に、実際の操舵角速度が鈍化する。確認処理部242は、実際の操舵角速度を、鈍化を判定するための閾値角速度(例えば、指示をした操舵角速度の半分程度の角速度)と比較して、読み出された許容操舵角が適切であるか否かを判断する。
Specifically, the
確認処理部242は、実際の操舵角速度が閾値角速度より大きいままで、EPSモータ9が許容操舵角まで操舵を行えた場合、読み出された許容操舵角が適切であると判断し、当該許容操舵角を軌道生成部243に出力する。一方、EPSモータ9が許容操舵角まで操舵を行う前に、実際の操舵角速度が閾値角速度以下になった場合、読み出された許容操舵角が適切でないと判断する。この場合、確認処理部242は、実際の操舵角速度が閾値角速度以下になったときに、EPSモータ9の操舵を中止させ、このとき操舵角センサ41が検出した操舵角に基づいて許容操舵角テーブルを参照して、許容操舵角を読み出す。例えば、乗車人数が1人であると判断され、図2(b)の許容操舵角テーブルに基づいて、許容操舵角が300[deg]と読み出されたとする。そして、300[deg]まで実際に操舵を行うように指示されたにもかかわらず、210[deg]のときに、実際の操舵角速度が閾値角速度以下になった場合、実際の乗車人数は3人であったと推測できる。したがって、確認処理部242は、乗車人数が3人のときの許容操舵角を読み出して、当該許容操舵角を軌道生成部243に出力する。
If the
軌道生成部243は、確認処理部242より入力された許容操舵角を考慮して、理想軌道を作成する。すなわち、軌道作成部24は、操舵角が許容操舵角以下となるように、理想軌道を作成する。例えば、運転手のみが乗車している場合(乗車人数が1人の場合)は、操舵角が300[deg]より大きくならないような理想軌道が作成される。なお、具体的な理想軌道の作成方法は、限定されない。
The
自車位置推定部25は、車1の現在の位置を推定する。自車位置推定部25は、駐車支援を開始したときの車1の位置を基準として、各種センサ4より逐次入力される検出信号から、車1の現在の位置を推定する。以下では、推定された車1の現在の位置を、「推定位置」と記載する。
The own vehicle
誘導制御部26は、自車位置推定部25が推定した推定位置と、軌道作成部24が作成した理想軌道とから、車1が理想軌道を移動できるように誘導する。具体的には、誘導制御部26は、推定位置において、車1が理想軌道を移動できるような操舵角を算出し、EPS-ECU8に出力する。
The
画像制御部27は、駐車支援のための画像を作成してディスプレイ7に表示させる。本実施形態では、俯瞰画像に、目標駐車位置を示す枠の表示、理想軌道を示す軌道の表示、および、切り返し位置を示すための停止線の表示を重畳させた画像(図6参照)を表示させる。
The
記憶部28は、駐車支援処理を行うための各種プログラムやデータを記憶しており、許容操舵角テーブル(図2(b)参照)も記憶している。許容操舵角テーブルは、シミュレーションや実験によって、乗車人数ごとの許容操舵角が設定されて、あらかじめ記憶部28に記憶される。許容操舵角テーブルは、駐車支援処理において、理想軌道を作成するときに参照される。
The
次に、駐車支援ECU2が行う駐車支援処理を、図3および図5に示すフローチャートを参照して、以下に説明する。
Next, the parking support process performed by the
図3(a)は、駐車支援処理の開始処理を説明するためのフローチャートの一例である。当該処理は、駐車支援処理の開始時に実行され、例えば、操作装置5より駐車支援の開始を指示する操作信号が入力された場合に実行される。なお、シフト操作によりRレンジ(後進レンジ)が選択された場合など、駐車を行う意思を示す動作があった場合に実行されるようにしてもよい。
FIG. 3A is an example of a flowchart for explaining the start processing of the parking support processing. The process is executed at the start of the parking support process, and is executed, for example, when an operation signal instructing the start of the parking support is input from the
まず、駐車支援の開始時の車1の位置(以下では、「開始位置」と記載する)が設定される(S1)。以下の処理では、当該開始位置を基準(原点)として、各位置が座標により表される。次に、各カメラ31~34から画像データが入力され(S2)、俯瞰画像作成部21によって、俯瞰画像が作成される(S3)。次に、目標駐車位置が設定される(S4)。具体的には、駐車枠検出部22が俯瞰画像から駐車枠を検出し、目標駐車位置設定部23が検出された駐車枠の中から選択した駐車枠の位置を目標駐車位置として設定する。目標駐車位置および方向の情報(開始位置を基準とした位置および方向)は記憶される。そして、軌道作成部24によって軌道作成処理が行われ(S5)、開始処理が終了される。
First, the position of the
図3(b)は、軌道作成処理を説明するためのフローチャートの一例である。軌道作成処理は、図3(a)に示すフローチャートのステップS5に示すサブルーチンである。 FIG. 3B is an example of a flowchart for explaining the trajectory creation process. The trajectory creation process is a subroutine shown in step S5 of the flowchart shown in FIG. 3 (a).
まず、許容操舵角参照部241は、シートセンサ44より入力される信号から、着座状況を示す情報を取得する(S11)。そして、許容操舵角参照部241は、取得した情報に基づいて、許容操舵角テーブルを参照して、許容操舵角テーブルに設定されている許容操舵角を読み出す(S12)。
First, the allowable steering
次に、確認処理部242は、読み出された許容操舵角に基づいて、確認処理を行う(S13)。具体的には、確認処理部242は、許容操舵角まで実際に操舵を行うように、EPS-ECU8に指示を出す。そして、確認処理部242は、操舵角速度センサ42が検出した実際の操舵角速度を閾値角速度と比較する。そして、確認処理部242は、読み出された許容操舵角が適切か否かを判断する(S14)。確認処理部242は、実際の操舵角速度が閾値角速度より大きいままで、EPSモータ9が許容操舵角まで操舵を行えた場合、読み出された許容操舵角が適切であると判断し(S14:YES)、当該許容操舵角を軌道生成部243に出力する。一方、EPSモータ9が許容操舵角まで操舵を行う前に、実際の操舵角速度が閾値角速度以下になった場合、読み出された許容操舵角が適切でないと判断し(S14:NO)、実際の操舵角速度が閾値角速度以下になったときの操舵角に基づいて、許容操舵角テーブルを参照して許容操舵角を読み出し(S15)、当該許容操舵角を軌道生成部243に出力する。
Next, the
次に、軌道生成部243は、確認処理部242より入力された許容操舵角を考慮して、理想軌道を作成する(S16)。理想軌道は、開始位置を基準とした位置情報の集合として記憶される。
Next, the
図4は、切り返しが必要な目標駐車位置が選択された場合の理想軌道について説明するための図である。図4では、車1が点P1に位置するときに、駐車支援処理が開始されたとして説明する。点P1は、例えば車1の中心位置としている(点P2,P3も同様)。
FIG. 4 is a diagram for explaining an ideal trajectory when a target parking position that requires turning back is selected. In FIG. 4, it is assumed that the parking support process is started when the
図4(a)は乗車人数が1人のときの理想軌道を示している。点P1において駐車支援処理の開始処理が実行され、点P1が開始位置として設定される。そして、検出された駐車枠から点P2に示される駐車枠が目標駐車位置として設定されたとする。開始位置P1から目標駐車位置P2に駐車する場合、切り返しが必要となるので、理想軌道として軌道L1および軌道L2が作成される。軌道L1は開始位置P1から切り返し位置P3までの理想軌道であり、軌道L2は切り返し位置P3から目標駐車位置P2までの理想軌道である。本実施形態では、駐車において切り返しが必要な場合に、切り返し位置を示すための停止線K1が設定される。軌道L1および軌道L2からなる理想軌道は、乗車人数が1人のときの許容操舵角(図2(b)参照)を考慮して作成されている。図4(a)においては、操舵角が300[deg]より大きくならないように、理想軌道が作成されている。 FIG. 4A shows an ideal trajectory when the number of passengers is one. The parking support process start process is executed at the point P1, and the point P1 is set as the start position. Then, it is assumed that the parking frame indicated by the point P2 is set as the target parking position from the detected parking frame. When parking from the start position P1 to the target parking position P2, it is necessary to turn back, so the orbit L1 and the orbit L2 are created as ideal orbits. The orbit L1 is an ideal orbit from the start position P1 to the turning position P3, and the orbit L2 is an ideal orbit from the turning position P3 to the target parking position P2. In the present embodiment, when turning back is required for parking, a stop line K1 for indicating the turning back position is set. The ideal track composed of the track L1 and the track L2 is created in consideration of the allowable steering angle (see FIG. 2B) when the number of passengers is one. In FIG. 4A, an ideal trajectory is created so that the steering angle does not become larger than 300 [deg].
図4(b)は、乗車人数が4人のときの理想軌道を示している。図4(a)の場合と同様に、点P1が開始位置として設定され、点P2が目標駐車位置として設定されたとする。図4(b)における理想軌道は、乗車人数が4人のときの許容操舵角(図2(b)参照)を考慮して作成されている。図4(b)においては、操舵角が150[deg]より大きくならないように、理想軌道は作成されている。したがって、理想軌道は大回りの軌道になり、1回の切り返しでは済まず、2回の切り返しが必要な軌道になっている。 FIG. 4B shows an ideal trajectory when the number of passengers is four. As in the case of FIG. 4A, it is assumed that the point P1 is set as the start position and the point P2 is set as the target parking position. The ideal track in FIG. 4 (b) is created in consideration of the allowable steering angle (see FIG. 2 (b)) when the number of passengers is four. In FIG. 4B, the ideal trajectory is created so that the steering angle does not become larger than 150 [deg]. Therefore, the ideal orbit is a large orbit, and it is an orbit that requires two turns rather than one turn.
図5(a)は、駐車支援処理の繰り返し処理を説明するためのフローチャートの一例である。当該処理は、開始処理(図3(a)参照)の終了後から、駐車支援が中断される(例えば操作装置5より駐車支援の終了を指示する操作信号が入力された場合など)まで、繰り返し実行される。 FIG. 5A is an example of a flowchart for explaining the iterative process of the parking support process. The process is repeated from the end of the start process (see FIG. 3A) until the parking support is interrupted (for example, when an operation signal instructing the end of the parking support is input from the operation device 5). Will be executed.
まず、各種センサ4から検出信号が入力され(S21)、自車位置推定部25によって、車1の現在の位置(推定位置)が推定される(S22)。推定位置は開始位置P1を基準とした位置として算出される。次に、誘導制御部26によって誘導処理が行われる(S23)。誘導処理は、推定位置と理想軌道とに基づいて、車1が理想軌道を移動できるような操舵角を算出し、EPS-ECU8に出力する処理である。EPS-ECU8は、誘導制御部26より入力される操舵角に応じてEPSモータ9を駆動させることで操舵を行う。そして、画像制御部27によって、画面表示処理(S24)が行われる。
First, detection signals are input from various sensors 4 (S21), and the current position (estimated position) of the
図5(b)は、画面表示処理を説明するためのフローチャートの一例である。画面表示処理は、図5(a)に示すフローチャートのステップS24に示すサブルーチンである。 FIG. 5B is an example of a flowchart for explaining the screen display process. The screen display process is a subroutine shown in step S24 of the flowchart shown in FIG. 5A.
まず、各カメラ31~34から画像データが入力されたか否かが判別される(S31)。入力されていない場合(S31:NO)、画面表示処理は終了される。入力された場合(S31:YES)、俯瞰画像作成部21によって、俯瞰画像が作成される(S32)。作成された俯瞰画像データは、画像制御部27によって、出力用のバッファに格納される。次に、俯瞰画像に、軌道の表示が重畳される(S33)。具体的には、画像制御部27が、記憶された理想軌道の情報と推定位置の情報とに基づいて推定位置以降の軌道を作成し、作成した軌道の画像データを出力用のバッファの情報に重畳させる。次に、俯瞰画像に、枠の表示が重畳される(S34)。具体的には、画像制御部27が、記憶された目標駐車位置および方向の情報と推定位置の情報とに基づいて枠を作成し、作成した枠の画像データを出力用のバッファの情報に重畳させる。次に、俯瞰画像に、切り返し用の停止線の表示が重畳される(S35)。具体的には、画像制御部27が、記憶された停止線の位置および方向の情報と推定位置の情報とに基づいて停止線を作成し、作成した停止線の画像データを出力用のバッファの情報に重畳させる。そして、画像制御部27によって、出力用のバッファの画像データがディスプレイ7に出力されることで、軌道、枠、および停止線の表示が重畳された俯瞰画像が、ディスプレイ7の表示画面に表示されて(S36)、画面表示処理は終了される。各カメラ31~34から画像データが入力されるたびに、ディスプレイ7に表示される画像が書き換えられるので、ディスプレイ7には動画映像として表示される。
First, it is determined whether or not the image data is input from each of the
図6は、ディスプレイ7の表示画面に表示される画像の一例を示している。図6(a)は、駐車支援処理が開始されたときの画像であり、図4(a)の状態のときにディスプレイ7の表示画面に表示される画像である。図6(b)は、車1が軌道L1に沿ってしばらく進んだ後の画像である。これらの画像は、車1が画面の中心に、画面上方を向いて表示された俯瞰画像になっている。そして、これらの画像には、軌道L1,L2、枠F1、および停止線K1が重畳表示されている。運転者は、これらの画像を見ることで、車1と目標駐車位置を示す枠F1および切り返し位置を示す停止線K1との位置関係を認識することができ、また、車1がたどる予定の軌道を認識することができる。運転者は、アクセルとブレーキを操作して、車1の先端が停止線K1に達するまで、車1をゆっくり進ませる。車1の進行に応じて随時、駐車支援ECU2からEPS-ECU8に操舵角が入力されて、操舵機構が制御されるので、運転者はハンドル操作を行う必要はない。軌道L1および軌道L2は、車1の乗車人数に応じた許容操舵角を考慮して作成されている。したがって、駐車支援ECU2からEPS-ECU8に入力される操舵角が、EPSモータ9が操舵できない操舵角になることはない。車1が切り返し位置に達した場合は、軌道L1および停止線K1は、表示されなくなる。運転者は、シフト操作によりRレンジ(後進レンジ)を選択した後、アクセルとブレーキを操作して、車1が枠F1に収まるまで、車1をゆっくり後進させる。
FIG. 6 shows an example of an image displayed on the display screen of the display 7. FIG. 6A is an image when the parking support process is started, and is an image displayed on the display screen of the display 7 in the state of FIG. 4A. FIG. 6B is an image after the
なお、図2および図4のフローチャートに示す各処理は一例であって、駐車支援処理は上述したものに限定されない。 Note that each process shown in the flowcharts of FIGS. 2 and 4 is an example, and the parking support process is not limited to the above-mentioned process.
次に、本実施形態に係る駐車支援ECU2の作用および効果について説明する。
Next, the operation and effect of the
本実施形態によると、軌道作成部24は、シートセンサ44が検出した着座状況に応じて、乗車人数に対応した許容操舵角を許容操舵角テーブルから読み出す。許容操舵角テーブルには、乗車人数ごとの許容操舵角が、あらかじめ設定されている。そして、軌道作成部24は、読み出した許容操舵角を考慮して、理想軌道を作成する。理想軌道は、実際の乗車人数が少ないほど許容操舵角が大きくなるので、より小回りの軌道になる。したがって、駐車支援ECU2は、実際の乗車人数に応じて、できるだけ小回りの理想軌道を作成することができる。これにより、駐車支援ECU2は、できるだけ切り返しの少ない理想軌道を提案することができる。例えば、乗車人数が1人のときの、図4(a)に示す理想軌道L1,L2は、乗車人数が4人のときの、図4(b)に示す理想軌道より小回りの軌道になっている。図4(a)の場合、小回りの理想軌道を作成できるので、1回の切り返しで済む軌道が作成されている。
According to the present embodiment, the
また、本実施形態によると、軌道作成部24は、理想軌道を作成する前に、読み出された許容操舵角が適切であるか否かの確認を行う。したがって、駐車支援ECU2は、適切でない許容操舵角に基づいて理想軌道が作成されることを防止することができる。
Further, according to the present embodiment, the
なお、本実施形態では、軌道作成部24が確認処理部242を備えており、確認処理部242が許容操舵角が適切であるか否かの確認を行う場合について説明したが、これに限られない。軌道作成部24が確認処理部242を備えずに、軌道生成部243が、許容操舵角参照部241が読み出した許容操舵角に基づいて、理想軌道を作成するようにしてもよい。この場合、理想軌道を作成するまでの時間を短縮することができる。
In the present embodiment, the case where the
また、本実施形態では、確認処理部242が許容操舵角の適切性を確認してから、軌道生成部243が理想軌道を作成する場合について説明したが、これに限られない。例えば、許容操舵角参照部241が許容操舵角を読み出した後、軌道生成部243が当該許容操舵角に基づいて理想軌道を作成し、繰り返し処理により実際の駐車支援が始まってから、確認処理部242による確認処理を行うようにしてもよい。この場合、確認処理部242が、許容操舵角が適切でないと判断した場合は、確認処理部242が読み出した許容操舵角に基づいて、軌道生成部243が理想軌道を再作成すればよい。
Further, in the present embodiment, the case where the
また、確認処理部242が、許容操舵角が適切でないと判断した場合に、許容操舵角テーブルから許容操舵角を読み出す手法は、上述したものに限定されない。例えば、許容操舵角テーブルにおいて、乗車人数を1人増加させたときの許容操舵角を読み出すようにしてもよい。この場合、確認処理部242が、読み出された許容操舵角が適切であるか否かを、再度判断するようにしてもよい。
Further, the method for reading the allowable steering angle from the allowable steering angle table when the
また、本実施形態では、シートセンサ44が圧力センサで座席の着座の有無だけを検出する場合について説明したが、これに限られない。例えば、シートセンサ44が圧力センサで着座している人物の体重も検出できるようにしてもよい。この場合、実際の操舵軸重を算出することができる。したがって、許容操舵角テーブルに操舵軸重に対応する許容操舵角を設定しておけば、軌道作成部24は、実際の操舵軸重に対応した許容操舵角を読み出して、理想軌道を作成することができる。したがって、駐車支援ECU2は、実際の操舵軸重に応じて、できるだけ小回りの理想軌道を作成することができる。この場合、算出された操舵軸重が、本発明の「着座状況」に相当する。
Further, in the present embodiment, the case where the
本発明に係る駐車支援装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る駐車支援装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。 The parking support device according to the present invention is not limited to the above-described embodiment. The specific configuration of each part of the parking support device according to the present invention can be freely redesigned.
1 :車
2 :駐車支援ECU
21 :俯瞰画像作成部
22 :駐車枠検出部
23 :目標駐車位置設定部
24 :軌道作成部
241 :許容操舵角参照部
242 :確認処理部
243 :軌道生成部
25 :自車位置推定部
26 :誘導制御部
27 :画像制御部
28 :記憶部
31 :右サイドカメラ
32 :左サイドカメラ
33 :フロントカメラ
34 :リアカメラ
4 :センサ
41 :操舵角センサ
42 :操舵角速度センサ
43 :車速センサ
44 :シートセンサ
5 :操作装置
6 :スピーカ
7 :ディスプレイ
8 :EPS-ECU
9 :EPSモータ
L1,L2:軌道
K1 :停止線
P1 :開始位置
P2 :目標駐車位置
P3 :切り返し位置
F1 :枠
1: Car 2: Parking support ECU
21: Overhead image creation unit 22: Parking frame detection unit 23: Target parking position setting unit 24: Track creation unit 241: Allowable steering angle reference unit 242: Confirmation processing unit 243: Track generation unit 25: Own vehicle position estimation unit 26: Guidance control unit 27: Image control unit 28: Storage unit 31: Right side camera 32: Left side camera 33: Front camera 34: Rear camera 4: Sensor 41: Steering angle sensor 42: Steering angular velocity sensor 43: Vehicle speed sensor 44: Seat Sensor 5: Operating device 6: Speaker 7: Display 8: EPS-ECU
9: EPS motors L1, L2: Track K1: Stop line P1: Start position P2: Target parking position P3: Turning position F1: Frame
Claims (2)
前記車の位置から前記目標駐車位置までのできるだけ小回りの軌道である理想的な軌道を作成する軌道作成手段と、
前記理想的な軌道に沿って前記車を移動させるための自動操舵を、モータを駆動させることで行う誘導制御手段と、
各座席の着座の有無に関する着座状況と、前記車の停車時において前記モータが操舵可能な最大の操舵角である許容操舵角との対応関係を記憶する記憶部と、
を備えており、
前記モータは、最大人数乗車時に出力トルクの不足により、前記車の操舵機構により操舵可能な最大の操舵角である最大操舵角による自動操舵を行なえないものであり、
前記軌道作成手段は、前記着座状況を検出する着座状況検出部の検出結果を取得して、検出された着座状況に対応する許容操舵角を前記記憶部から読み出し、当該許容操舵角に基づいて、前記理想的な軌道を作成する、
ことを特徴とする駐車支援装置。 A target parking position setting means for setting a target parking position for parking a car, and a target parking position setting means,
A track creation means for creating an ideal track, which is a track with as small a turn as possible from the position of the vehicle to the target parking position.
Guidance control means for driving a motor to automatically steer the vehicle along the ideal track, and
A storage unit that stores the correspondence between the seating status regarding the presence or absence of seating of each seat and the allowable steering angle, which is the maximum steering angle that the motor can steer when the vehicle is stopped.
Equipped with
The motor cannot perform automatic steering at the maximum steering angle, which is the maximum steering angle that can be steered by the steering mechanism of the vehicle, due to insufficient output torque when the maximum number of passengers are on board.
The trajectory creating means acquires the detection result of the seating condition detection unit that detects the seating condition, reads out the allowable steering angle corresponding to the detected seating condition from the storage unit, and based on the allowable steering angle, Create the ideal trajectory,
A parking support device characterized by that.
読み出した前記許容操舵角まで所定の操舵角速度で操舵させるように前記モータを駆動させ、
当該許容操舵角に達するまでに、実際の操舵角速度が閾値角速度より小さくなったときは、このときの操舵角に基づいて、前記理想的な軌道を作成する、
請求項1に記載の駐車支援装置。 The orbit creating means is
The motor is driven so as to steer at a predetermined steering angular velocity up to the read-out allowable steering angle.
When the actual steering angular velocity becomes smaller than the threshold angular velocity by the time the allowable steering angle is reached, the ideal trajectory is created based on the steering angle at this time.
The parking support device according to claim 1.
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