CN110621562A - 自动停车控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种自动停车控制装置，其在自动停车中沿着构成停车路径的一部分的区间路径控制车辆时，在判断为不能到达表示该区间路径的目标位置的下一个范围的情况下，不依赖于通常的停车路径重新生成，就能够正确地使其到达下一个范围。判断下一个范围是否位于当前的区间路径的延长线上，在位于延长线上的情况下追加行驶，或者判断下一个范围是否位于当前的区间路径的剩余区间中，位于剩余区间中的情况下提前减速，来使本车到达下一个范围并停止。

Description

自动停车控制装置
技术领域
本发明涉及将车辆控制至目标停车位置来进行停车的自动停车控制装置。
背景技术
作为现有技术，存在基于来自摄像机和声纳等外界识别装置的信息来决定目标停车位置、计算车辆从当前的车辆位置移动至目标停车位置的停车路径、沿着该停车路径控制车辆的转向和加减速的自动停车控制装置。
该停车路径中，一般包括0次以上换向(使车辆的行进方向在前进与后退之间切换)。计算将1个以上从车辆控制开始位置或换向位置、到下一个换向位置或目标停车位置(以下有时称为下一个范围)的区间路径连接而成的路径来作为停车路径。
在自动停车控制装置进行的车辆的转向、加减速控制中，一般而言检测当前时刻本车应当存在于的停车路径中的位置、与基于车轮速度和转向角的历史计算出的当前的本车位置的差，以使本车位置接近停车路径的方式进行反馈控制。通过该反馈控制，能够使本车沿着停车路径移动。
但是，即使这样使用反馈控制以沿着构成停车路径的区间路径的方式控制车辆，也存在控制结束时的到达位置偏离在该区间路径中应当到达的下一个范围的情况。作为其原因，可以考虑因为误差的累积和外部原因等而不能完全用反馈控制修正的情况，和下一个范围的位置因外界识别的结果等而变化的情况等。
这样沿着区间路径的控制完成时的到达位置偏离下一个范围的情况下，以往，进行从当前位置到目标停车位置的停车路径的重新生成，以使本车沿着重新生成的停车路径移动的方式控制车辆。
例如，以下专利文献1中，提出了在目标停车位置已变更的情况、或者实际的车辆的行驶轨迹与目标停车路径的偏差达到规定以上的情况下，重新生成停车路径，但即使在该条件满足的情况下，也使用过去的停车路径使本车移动至易于生成停车路径的位置的方法。
但是，通常的通用的路径生成处理，需要能够应用于本车位置与目标停车位置的位置关系是各种各样的情况。另外，也需要通过在停车路径的一部分中使用螺旋曲线，而计算出尽可能地避免原地转方向盘(保持使车辆停车地进行转向)、同时不进行急剧的转向的用于引导本车的停车路径。进而，也需要考虑通过执行多次换向而能够停车的情况、同时使换向次数成为最低限度的考虑。这样，通常的路径生成处理变得复杂，所以必然成为耗费时间的处理。另一方面，在开始路径生成处理的时刻和完成路径生成处理而开始车辆控制的时刻，本车的位置不同时，无法确定能够按生成的停车路径到达目标停车位置。因此，路径生成处理一般而言先使车辆停车再进行。
但是，在沿着区间路径控制车辆时，如上所述判明为不能到达下一个范围的情况下，如果可能，优选不进行通常的路径重新生成，而是用不先使车辆停车就能够执行的轻量的处理进行用于使其能够到达下一个范围的停车路径和车辆控制的调整。
作为与此相对的现有技术，在以下专利文献2中，提出了基于车辆的速度和位置预测车辆的停止位置，如果该预测停止位置与目标停止位置的容许范围相比在近处，则使刹车关闭而调整停止位置的技术。但是，专利文献2是以路径由轨道唯一决定的铁道为对象的，没有考虑车辆偏离路径的情况。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4185957号公报
专利文献2：日本特开2011-61975号公报
发明内容
发明要解决的课题
机动车等的情况与铁道的情况不同，车辆不一定沿着路径运动。另外，如果是铺设的道路的通常行驶，则车辆应当通过的位置和方向也大致由行驶车道的位置和方向决定，但自动停车的情况下，仅有自动停车控制装置自身计算出的停车路径是车辆应当通过的位置和方向的判断依据。
另一方面，通过外界识别而识别出下一个范围已移动的情况下，取决于下一个范围的移动目标而不存在到达该下一个范围的停车路径，所以会陷入直到重新生成停车路径都不知道应当如何到达下一个范围的状况。
本发明是鉴于上述状况得出的，其目的在于提供一种在自动停车中控制车辆时，在判明了不能到达下一个范围的情况下，不依赖于通常的停车路径重新生成，就能够正确地使其到达下一个范围的自动停车控制装置。
用于解决课题的技术方案
为了解决上述课题，本发明的自动停车控制装置，通过进行从停车开始位置或换向位置到下一个换向位置或目标停车位置的区间路径的行驶，来使车辆从停车开始位置沿着停车路径行驶到目标停车位置，其中所述换向位置设置在从停车开始位置到目标停车位置的停车路径的中途，所述自动停车控制装置的特征为，包括：判断部，其在所述车辆在任一个区间路径上行驶时，判断所述车辆从所述区间路径的当前位置起在剩余区间中行驶了的情况下是否能够到达表示预定下一个要到达的换向位置或目标停车位置的下一个范围内，在判断为即使完成所述剩余区间的行驶也不能到达所述下一个范围内的情况下，判断是否能够使所述车辆从所述剩余区间的行驶完成位置起进一步以所述剩余区间的行驶完成位置处的转向角和行进方向行驶而使得所述车辆能够在所述剩余区间的延长线上到达所述下一个范围内，或者判断所述车辆是否能够在完成所述剩余区间的行驶前的所述剩余区间中到达所述下一个范围内；运算部，其在所述判断部判断为所述车辆能够到达所述下一个范围内的情况下，运算从所述区间路径的当前位置或行驶完成位置至到达所述下一个范围为止的调整距离；和调整部，其基于由所述运算部运算出的调整距离，生成用于使所述车辆行驶至所述下一个范围的调整路径。
发明效果
根据本发明，在自动停车的车辆控制中，预测沿着区间路径的车辆控制已完成时的本车位置要偏离下一个范围、并且下一个范围的位置位于该区间路径的延长线上或该区间路径中的情况下，不进行停车路径的重新生成，而是判断是否能够通过轻量处理的调整而到达下一个范围，能够到达的情况下进行反映了该调整的车辆控制，能够使本车到达下一个范围并适当地停止。另外，因外界识别的影响等而识别出下一个范围突然移动了的情况下，也能够使本车适当地停止在下一个范围。另外，因为不进行通常的停车路径重新生成处理，所以不需要先停车，并且CPU(Central Processing Unit)的处理负荷也减轻。
上述以外的课题、结构和效果将通过以下实施方式的说明而说明。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的自动停车控制装置的概略结构图。
图2是说明本发明的第一实施方式中下一个范围位于当前的区间路径的延长线上的情况下的、搭载了自动停车控制装置的车辆的动作的图。
图3是说明本发明的第一实施方式中下一个范围位于当前的区间路径的延长线上的情况下的、搭载了自动停车控制装置的车辆的动作的其他例的图。
图4是说明本发明的第一实施方式中下一个范围位于当前的区间路径的剩余区间中的情况下的、搭载了自动停车控制装置的车辆的动作的图。
图5是说明本发明的第一实施方式中下一个范围位于当前的区间路径的剩余区间中的情况下的、搭载了自动停车控制装置的车辆的动作的其他例的图。
图6是说明本发明的第一实施方式中下一个范围既不位于当前的区间路径的延长线上也不位于剩余区间中的情况下的、搭载了自动停车控制装置的车辆的动作的图。
图7是表示本发明的第一实施方式中的、通过车辆控制使本车沿着当前的区间路径行驶时的、自动停车控制装置的周期处理的1个周期的流程图。
图8是说明本发明的第一实施方式中根据本车的当前位置和区间路径的剩余区间求出在剩余区间中行驶完成时的本车位置的方法的图。
图9是说明本发明的第一实施方式中，当前的区间路径的到达位置处的转向角是0的情况下，判断下一个范围是否位于当前的区间路径的延长线上的方法的图。
图10是说明本发明的第一实施方式中，当前的区间路径的到达位置处的转向角不是0的情况下，判断下一个范围是否位于当前的区间路径的延长线上的方法的图。
图11是说明本发明的第一实施方式中，下一个范围位于当前的区间路径的延长线上的情况下，使本车到达下一个范围的车辆控制方法的图。
图12是说明本发明的第一实施方式中，下一个范围位于当前的区间路径的剩余区间中的情况下，使本车到达下一个范围的车辆控制方法的图。
图13是表示本发明的第二实施方式中的、通过车辆控制使本车沿着当前的区间路径行驶时的、自动停车控制装置的周期处理的1个周期的流程图。
具体实施方式
以下，使用附图说明本发明的实施方式。
＜第一实施方式＞
图1是本发明的第一实施方式中的自动停车控制装置的概略结构图。
本实施方式的自动停车控制装置100进行关于自动停车的各种功能的处理。其中，自动停车控制装置100一般而言使用电路实现，所以也称为自动停车ECU(ElectronicControl Unit：电子控制单元)。
自动停车控制装置100通过直接连接的信号线、或CAN(Controller AreaNetwork：控制器局域网)等车辆控制网络190，与HMI(Human Machine Interface：人机界面)171、摄像机和声纳等外界识别传感器172、输入开关173、以及车辆的各种传感器/致动器ECU180连接。由此，自动停车控制装置100能够进行获取外界信息、来自驾驶员的输入信息、车辆的状态等各种信息、以及控制车辆和对驾驶员提供信息等动作，作为整体构成自动停车系统。
自动停车控制装置100的各种处理，由在自动停车控制装置100内运行的自动停车软件101执行。自动停车软件101中，包括状态转移部110、输入输出处理部120、显示处理部125、空间识别部130、路径生成部135、到达判断部140、本车位置推测部145、车辆控制部150等各种软件处理部。
状态转移部110负责自动停车控制装置100整体的动作，基于来自其他软件处理部的信息使自身的状态转移，决定下一个动作。
输入输出处理部120进行与用直接连接的信号线和车辆控制网络190连接的、自动停车控制装置100的外部的各种装置的输入输出处理。即，进行将从各种装置接收到的输入数据传递至其他软件处理部的处理和将由其他软件请求的输出数据发送至各种装置的处理。
显示处理部125将从外界识别传感器172获取的信息和从其他软件处理部获取的关于各种动作状况的信息，加工为适合HMI171的显示的数据，向HMI171输出。
空间识别部130基于来自外界识别传感器172的信息和用本车位置推测部145推测出的本车的位置和方向，识别停车范围和障碍物等，生成空间映射。
路径生成部135基于空间识别部130生成的空间映射和来自状态转移部110的指示，生成从停车开始位置(车辆控制开始位置)到目标停车位置的停车路径。
到达判断部140基于由本车位置推测部145推测出的本车的位置和方向判断是否已到达由路径生成部135生成的停车路径中的、当前的区间路径的下一个范围。其中，区间路径指的是从停车开始位置(车辆控制开始位置)或在停车路径的中途设置的换向位置到下一个换向位置或目标停车位置的路径。换言之，将在停车路径的中途设置的换向位置或目标停车位置定义为目标位置时，指的是从停车开始位置或某一目标位置到下一个目标位置的路径。另外，下一个范围指的是预定本车下一个到达的换向位置或目标停车位置(目标位置)。
本车位置推测部145基于本车的车轮速度和转向角的历史等信息，推测本车的当前的位置和方向。
车辆控制部150通过控制本车的转向、加减速、换档等，而使本车沿着当前的区间路径行驶。
自动停车软件101具备到达调整部160，作为本实施方式中进行特征性的处理用的软件处理部。
到达调整部160由判断部161、运算部162和调整部163构成。
判断部161在本车从某一区间路径的当前位置到下一个范围的区间路径的剩余区间中行驶的情况下，进行是否到达下一个范围内的判断。另外，判断为通过剩余区间的行驶不能到达下一个范围内的情况下，判断是否能够通过使本车从剩余区间的行驶完成位置起进一步以剩余区间的行驶完成位置处的转向角和行进方向行驶，而在剩余区间的延长线上使本车到达下一个范围内。另外，与此同时，判断是否即使完成剩余区间的行驶也不会到达下一个范围内，但本车能够在完成剩余区间的行驶前的剩余区间中到达下一个范围内(即下一个范围是否存在于剩余区间中)。
运算部162在判断部161判断为本车能够在剩余区间的延长线上到达下一个范围内的情况、或者判断为下一个范围存在于剩余区间中的情况下，运算直到到达下一个范围的调整距离。
调整部163基于运算部162的运算结果，生成包括对行驶距离进行了相当于调整距离的调整后的调整路径的停车路径，和在停车路径中的各位置预定的转向和车速的信息，并传递至路径生成部135和车辆控制部150，由此实现基于运算部162的运算结果的车辆控制。
图2是说明本发明的第一实施方式中、下一个范围位于当前的区间路径的延长线上的情况下的、搭载了自动停车控制装置100的车辆的动作的图。
图2示出了具备自动停车控制装置100的本车的当前位置205移动至能够用外界识别传感器172识别至实际的停车范围的远处的位置时，目标停车位置从最初的目标停车位置(图中虚线框)203A变更为位于最初的目标停车位置203A远侧的、更适当的目标停车位置(图中粗线框)203B时的动作。
此时，自动停车控制装置100中，本车的当前的停车路径211中的位置位于以变更前的目标停车位置203A为下一个范围的区间路径212中、并且位于构成该区间路径212的1个以上直线线段或曲线线段中的下一个范围前紧邻的直线线段或曲线线段上的情况下，进行上述判断部161进行的判断和运算部162进行的运算的处理。
该判断部161进行判断的结果，是判断为通过使本车从该区间路径212的剩余区间的行驶完成位置起进一步以剩余区间的行驶完成位置处的转向角和行进方向行驶、本车能够到达下一个范围内的情况下，由运算部162运算从区间路径212的行驶完成位置(终点)直到到达下一个范围的调整距离，并且用调整部163将从剩余区间的行驶完成位置起维持剩余区间的行驶完成位置处的转向角和行进方向并追加上述调整距离量，来使车辆行驶的调整路径213追加至区间路径212的剩余区间的行驶完成位置的前方(即区间路径212的剩余区间的延长线上)。通过该调整路径213，即使在目标停车位置移动至区间路径212的延长线上的情况下，也能够进行流畅的停车控制。
另外，上述调整路径的生成，也可以如下所述地进行。
即，如图3所示，该判断部161进行判断的结果，是判断为通过使本车从该区间路径212的剩余区间的行驶完成位置起进一步以剩余区间的行驶完成位置处的转向角和行进方向行驶而本车能够到达下一个范围内的情况下，由运算部162运算从区间路径212的当前位置205直到到达下一个范围的调整距离，并且由调整部163生成从剩余区间的行驶完成位置起维持剩余区间的行驶完成位置处的转向角和行进方向，同时使车辆从区间路径212的当前位置205起行驶相当于上述调整距离量的调整路径213A。通过该调整路径213A，也能够在目标停车位置移动到了区间路径212的延长线上的情况下，进行流畅的停车控制。
另外，如上所述，停车路径211被计算为将1个以上从停车开始位置(车辆控制开始位置)201或换向位置202到下一个范围的区间路径连接而成的，但1个区间路径一般而言通过将1个以上用特定的数学式表达的曲线线段或直线线段连接而构成。曲线线段的种类中，存在使转向角成为非0的固定角度地行驶时的轨迹即圆弧，和使转向角一次函数地增加或减少同时匀速行驶时的轨迹即螺旋曲线等。
图4是说明本发明的第一实施方式中下一个范围位于当前的区间路径的剩余行驶区间中的情况下的、搭载了自动停车控制装置100的车辆的动作的图。
图4示出了具备自动停车控制装置100的本车的当前位置205移动至能够由外界识别传感器172识别至实际的停车范围的远处的位置时，目标停车位置从最初的目标停车位置(图中虚线框)203A变更为位于最初的目标停车位置203A近侧的、更适当的目标停车位置(图中粗线框)203B时的动作。
此时，自动停车控制装置100中，本车的当前的停车路径211中的位置位于以变更前的目标停车位置203A为下一个范围的区间路径212中，并且位于构成该区间路径212的1个以上直线线段或曲线线段中的下一个范围前紧邻的直线线段或曲线线段上的情况下，进行上述判断部161进行的判断和运算部162进行的运算的处理。
该判断部161进行判断的结果，是判断为即使完成该区间路径212的剩余区间的行驶也不能到达下一个范围内，但下一个范围存在于完成剩余区间的行驶前的剩余区间中的情况下，用运算部162运算从区间路径212的当前位置205直到到达下一个范围的调整距离，并且用调整部163将剩余区间的路径313A置换为不改变起点和通过位置而使车辆从区间路径212的当前位置205起行驶上述调整距离量的调整路径313B。通过该调整路径313B，即使在目标停车位置移动至区间路径212的下一个范围的跟前的情况下，也能够进行流畅的停车控制。
另外，上述调整路径的生成，也可以如下所述地进行。
即，如图5所示，该判断部161进行判断的结果，是判断为即使完成区间路径212的剩余区间的行驶也不能到达下一个范围内，但下一个范围存在于完成剩余区间的行驶之前的剩余区间中的情况下，由运算部162运算从区间路径212的行驶完成位置(终点)直到到达下一个范围的调整距离313L，并且用调整部163将剩余区间的路径313C置换为不改变起点和通过位置，而使区间路径212的剩余区间的行驶距离缩短上述调整距离313L的量得到的调整路径313D。通过该调整路径313D，也能够在目标停车位置移动至区间路径212的下一个范围的跟前的情况下，进行流畅的停车控制。
图6是说明本发明的第一实施方式中，下一个范围既不位于当前的区间路径的延长线上也不位于剩余区间中的情况下的、搭载了自动停车控制装置100的车辆的动作的图。
图6示出了具备自动停车控制装置100的本车的当前位置205移动至能够由外界识别传感器172识别至实际的停车范围的远处的位置时，目标停车位置从最初的目标停车位置(图中虚线框)203A变更为既不位于区间路径212的延长线上也不位于剩余区间中的、更适当的目标停车位置(图中粗线框)203B时的动作。
此时，自动停车控制装置100中，本车的当前的停车路径211中的位置位于以变更前的目标停车位置203A为下一个范围的区间路径212中，并且位于构成该区间路径212的1个以上直线线段或曲线线段中的下一个范围前紧邻的直线线段或曲线线段上的情况下，进行上述判断部161的判断和运算部162的运算的处理。
该判断部161进行判断的结果，是判断为下一个范围既不存在于该区间路径212的延长线上也不存在于剩余区间中的情况下，放弃利用到达调整部160的处理对区间路径212进行调整而使本车到达下一个范围，按照最初的区间路径212控制本车，使本车在最初的目标停车位置(下一个范围)(换言之是区间路径212的剩余区间的行驶完成位置)203A停车之后，用路径生成部135进行停车路径211的重新生成。或者，也可以在区间路径212中立刻使本车停车(换言之，从车辆从区间路径212的当前位置205移动直到停车的位置起)并进行停车路径211的重新生成。
图7是表示本发明第一实施方式中的、通过车辆控制使本车沿着当前的区间路径行驶时的自动停车控制装置100的周期处理的1个周期的流程图。
在图7的流程图中，步骤S511～525是作为本实施方式的特征的处理。
另外，图7的流程图中，仅对于为了使本车沿着当前的区间路径行驶所需的处理进行叙述，省略了关于其他处理(空间识别处理、显示处理、关于障碍物检测的处理等)的记载。
开始周期处理时(步骤S501)，首先，通过通常的反馈控制，进行使本车沿着当前的区间路径行驶的车辆控制(步骤S502)。更具体而言，对当前时刻的行驶距离下的区间路径中的本车应当处于的位置和方向、与通过本车位置推测部145进行的本车位置推测得到的本车的当前的位置和方向进行比较，以使本车的当前的位置和方向接近区间路径中的应当处于的位置和方向的方式进行反馈控制。如果已执行了本实施方式中的到达调整，则将通过到达调整处理调整后的区间路径用于反馈控制。该反馈控制由车辆控制部150进行。
接着，为了判断是否应用本实施方式的判断部161、运算部162、和调整部163的处理的时机，而判断是否是本车位置进入了区间路径的最后(即下一个范围前紧邻)的曲线线段或直线线段的时刻(步骤S511)，并且判断是否是本车位置处于区间路径的最后的曲线线段或直线线段的途中且下一个范围的位置已移动(已变更)(步骤S512)。如果步骤S511和步骤S512两者的判断的任一者为是则前进至步骤S521，如果都为否则前进至步骤S531。该判断例如由判断部161进行。
另外，步骤S511的判断考虑了因误差累积和外部原因等而不能用反馈控制完全修正的情况。
在步骤S521中，判断下一个范围是否存在于区间路径的剩余区间(仅由1个能够用特定的数学式表达的曲线线段或直线线段构成)或其延长线上。下一个范围已移动的情况下，对移动后的下一个范围进行判断。在剩余区间的中途或者剩余区间的延长线上能够到达下一个范围内的情况下前进至步骤S522，下一个范围不位于剩余区间的中途或者剩余区间的延长线上的情况下，直接前进至步骤S531。该判断例如由判断部161进行。
在步骤S522中，运算直到到达下一个范围的调整距离。该运算由运算部162进行。
接着，基于步骤S521的判断结果和步骤S522的运算结果，决定是否要应用调整部163的处理，在应用的情况下决定应用何种处理(步骤S523)。通过步骤S521的判断，在下一个范围位于恰好完成区间路径的剩余区间的控制的位置的情况下，直接转移至步骤S531。判明了下一个范围位于剩余区间的延长线上的情况下，进行在区间路径的前方补接调整路径(对行驶距离进行了相当于步骤S522中计算出的调整距离的调整后的调整路径)的处理(步骤S524)。判明了下一个范围位于剩余区间的中途的情况下，进行置换为将区间路径的剩余区间缩短后的调整路径(对行驶距离进行了相当于步骤S522中计算出的调整距离的调整后的调整路径)的处理(步骤S525)。该步骤S524、S525的处理由调整部163进行。
步骤S524或步骤S525的处理结束后，转移至步骤S531。
在步骤S531中，判断用于本车在当前的区间路径中行驶的车辆控制是否已完成。如果已经执行了本实施方式的到达调整，则将通过到达调整处理调整后的区间路径用于判断。如果该步骤S531的判断的结果是车辆控制已完成则前进至步骤S532，如果尚未完成则前进至步骤S541。该判断例如由车辆控制部150进行。
在步骤S532中，对下一个范围的位置和方向、与通过本车位置推测得到的本车的当前位置和方向进行比较，判断是否可以视为本车到达了下一个范围。该判断由到达判断部140进行。
接着，如果步骤S532的判断结果是可以视为本车到达了下一个范围，则前进至步骤S535(步骤S533)。如果不能视为本车到达了下一个范围，则认为本车的车辆控制的结果偏离下一个范围，所以前进至步骤S534(步骤S533)，重新生成从当前的本车位置向目标停车位置的停车路径，这样之后前进至步骤S535。步骤S534的停车路径的重新生成处理由路径生成部135进行。
在步骤S535中，将区间路径切换为下一个区间路径。此时，在之前刚在步骤S534中进行了停车路径重新生成的情况下，切换为重新生成后的停车路径的最初的区间路径。如果到达了目标停车位置，则不存在下一个区间路径，所以使本车沿着停车路径行驶的车辆控制完成。
在步骤S541中，结束该周期的处理。
图8是说明本发明的第一实施方式中、根据本车的当前位置和区间路径的剩余区间、求出在剩余区间中行驶完成时的本车位置的方法的图。
为了进行本实施方式的判断部161进行的、在直到下一个范围的区间路径的剩余区间中行驶的情况下本车是否到达下一个范围内的判断，和通过从剩余区间的行驶完成位置起进一步以剩余区间的行驶完成位置处的转向角和行进方向行驶时本车是否能够到达下一个范围内的判断，需要根据本车的当前位置求出在剩余区间中行驶完成时的本车位置的处理作为前期处理。
另外，此后的叙述中，采用车辆的后轮车轴中心作为本车位置。这是因为像自动停车这样车辆低速行驶的情况下，可以近似地视为不存在离心力和车轮的侧滑，所以对于车辆运动的分析能够应用阿克曼(Ackermann)转向几何，认为车辆的转向中心位于后轮车轴的延长线上。
将基于空间坐标(地表固定坐标)中的本车位置推测得到的当前位置205表达为(X0，Y0，θ0)。此处，X0是X坐标，Y0是Y坐标，θ0是横摆角。另外，将从当前时刻的行驶距离下的区间路径中的本车应当处于的位置起、完成了区间路径的剩余区间的行驶时的、从当前位置起的坐标移动量表达为(ΔX，ΔY，Δθ)。ΔX、ΔY、Δθ的计算方法依赖于停车路径的生成方法。
此时，从本车的当前位置起在剩余区间中行驶完成时的本车位置601能够表达为(X0+ΔX，Y0+ΔY，θ0+Δθ)。
通过以上所述求出从本车的当前位置起在剩余区间中行驶完成时的本车位置，但为了进行此时的本车位置是否位于下一个范围内的判断、和通过从此时的本车位置起进一步行驶本车是否能够到达下一个范围内的判断，变换至车辆固定坐标系对于计算更便利。因此，将下一个范围611的坐标变换至以在剩余区间中行驶完成时的本车位置601的后轮车轴中心为原点、横摆角0的车辆固定坐标系。
图9是说明本发明的第一实施方式中，当前的区间路径的到达位置处的转向角是0的情况下，判断下一个范围是否位于当前的区间路径的延长线上的方法的图。
图9是将下一个范围611的坐标变换至以在剩余区间中行驶完成时的本车位置601的后轮车轴中心为原点、横摆角0的车辆固定坐标系的图。
此处，设变换后的下一个范围611的坐标为中心(xg，yg)、宽dg、深lg、横摆角θg。另外，为了简化计算而设车辆为长方形，设车辆的轴距(从前轮车轴到后轮车轴的长度)、前部长度(从车辆前端到前轮车轴的长度)、后部长度(从车辆后端到后轮车轴的长度)、车宽分别为l、lf、lr、dw。
另外，“到达了下一个范围”定义为车辆的四角全部容纳在下一个范围内、并且车辆的横摆角相对于下一个范围的横摆角处于容许范围内(θg±α)。
此时，从在剩余区间中行驶完成时的本车位置601起，保持实际转向角0前进(或后退)时，车辆保持将后轮车轴中心置于y轴上，笔直地沿着y轴行驶。
下一个范围611的区域是满足以下数学式1的全部4个不等式的区域。
[数学式1]
此处，设0≤θg<π/2。对于-π/2<θg<0的情况，也能够用同样的原理解出。另外，设α≥π/2时，会容许本车相对于下一个范围方向相差90°的情况和朝向相反方向的情况，实用上不考虑。
设本车的左后端点、右后端点、左前端点、右前端点直到到达构成下一个范围的后边、右边、左边、前边的直线的移动距离分别为s1l、s1r、s2l、s2r时，车辆四角全部容纳在下一个范围611内的移动距离的范围s1～s2(s1以上且s2以下的范围，以下也以同样的含义使用)如以下数学式2所示。
[数学式2]
s1＝max(s1l,s1r)
s2＝min(s2l,s2r)
另外，上述计算中，移动距离以前进方向为正，以后退方向为负。
通过以上计算，如果s1≤0≤s2、并且-α≤θg≤α，则在剩余区间中行驶完成时的本车位置601处本车到达下一个范围611。
另外，如果0<s1≤s2、并且-α≤θg≤α，则下一个范围611位于在剩余区间中行驶完成时的本车位置601的前方，通过前进s1～s2的距离能够到达下一个范围611。如果s1≤s2<0，则下一个范围611位于在剩余区间中行驶完成时的本车位置601的后方，通过后退|s2|～|s1|的距离能够到达下一个范围611。如果在剩余区间中行驶完成时的本车位置601处的行进方向、与为了到达下一个范围611的行进方向一致，则能够视为下一个范围611位于当前的区间路径的延长线上。
图10是说明本发明的第一实施方式中，当前的区间路径的到达位置处的转向角不是0的情况下，判断下一个范围是否位于当前的区间路径的延长线上的方法的图。
图10是将下一个范围611的坐标变换至以在剩余区间中行驶完成时的本车位置601的后轮车轴中心为原点、横摆角0的车辆固定坐标系的图。
此处，设变换后的下一个范围611的坐标和车辆的尺寸与图9的情况同样，设在剩余区间中行驶完成时的实际转向角为δ(≠0)。
从在剩余区间中行驶完成时的本车位置601起，保持实际转向角δ前进(或后退)时，车辆在δ>0的情况下右转，在δ<0的情况下左转。为了简化此后的论述，此处设为右转(0<δ<π/2)。左转时左右对称地考虑即可。
此处，因为应用阿克曼(Ackermann)转向几何，所以转向中心存在于车辆固定坐标系的x轴上。将该转向中心的位置表达为Os，对于本车的后轮车轴中心、前方外侧车辆端点、前方内侧车辆端点、后方外侧车辆端点、后方内侧车辆端点，分别求转向半径ρr、ρfo、ρfi、ρro、ρri、和相对于后轮车轴中心的转向角偏差θr、θfo、θfi、θro、θri时，得到以下数学式3。
[数学式3]
θr＝0
根据基于上述数学式3的转向半径和转向角偏差得到的车辆四角的轨迹、和用数学式1的4个不等式表达的下一个范围611的区域，求出从在区间路径中行驶完成时的本车位置601起转向移动时车辆四角全部容纳在下一个范围611内、并且转向角相对于下一个范围611的横摆角处于容许范围内(θg±α)的转向角的范围θ1～θ2。
此处，本来应当基于数学式1的4个一次不等式和定义四角的轨迹的4个圆函数，求出满足上述条件全部的转向角的最小值和最大值，但区分情况较多，论述变得复杂。因此，此处为了简化论述，而限于车辆的转向轨迹与下一个范围611是如图10所示的位置关系的情况进行叙述。
在图10所示的位置关系的情况下，首先，考虑仅基于车辆四角的条件的转向角范围θ1c～θ2c时，θ1c是下一个范围611的后方侧直线与后方外侧车辆端点的圆轨迹相交时的后轮车轴中心的转向角。该交点用以下数学式4的联立方程的解求出。
[数学式4]
(x-ρro)2+y2＝ρro2
由此，转向角θ1c时的后方外侧车辆端点的坐标(xro1，yro1)按以下数学式5求出。
[数学式5]
(其中，)
此时的转向角θ1c和θ1按以下数学式6求出(其中，θ1c>θg+α时θ1的解不存在)。
[数学式6]
θ1＝max(θ1c,θg-α)
同样地，转向角θ2c时的前方外侧车辆端点的坐标(xfo2，yfo2)按以下数学式7求出。
[数学式7]
(其中，)
此时的转向角θ2c和θ2按以下数学式8求出(其中，θ2c<θg-α时θ2的解不存在)。
[数学式8]
θ2＝min(θ2c,θg+α)
另外，如图10所示的位置关系的情况下，认为yfo2>0，所以数学式中的正负号为+侧、负正号为-侧是求出的解。
通过以上计算，如果θ1c和θ2c的解存在并且θ1≤0≤θ2，则在剩余区间中行驶完成时的本车位置601处本车到达下一个范围611。
另外，如果θ1c和θ2c的解存在并且0<θ1≤θ2，则下一个范围611位于在剩余区间中行驶完成时的本车位置601的前方，通过前进s1～s2的距离能够到达下一个范围611。如果θ1c和θ2c的解存在并且θ1≤θ2<0，则下一个范围611位于在剩余区间中行驶完成时的本车位置601的后方，通过后退|s2|～|s1|的距离能够到达下一个范围611。如果在剩余区间中行驶完成时的本车位置601处的行进方向、与为了到达下一个范围611的行进方向一致，则能够视为下一个范围611位于当前的区间路径的延长线上。
另外，上述s1和s2能够按以下数学式9求出。
[数学式9]
接着，使用图11、图12说明本发明的第一实施方式中的使本车到达下一个范围的车辆控制方法的一例。
图11是说明本发明第一实施方式中，下一个范围位于当前的区间路径的延长线上的情况下，使本车到达下一个范围的车辆控制方法的图。
在到达用上述调整部163补接的调整路径之前，并且直到达到调整路径行驶时的车速阈值Va之前，按照最初的区间路径和在区间路径中的各位置预定的转向和车速，进行行驶控制直到车速减速至Va(区间901)。
在区间路径的剩余区间的行驶完成以前的减速中，车速达到车速阈值Va后，(不使车辆停车地)维持该车速(车速阈值Va)，同时按照最初的区间路径(除了到达下一个范围位置后的原地转方向盘)，进行行驶控制直到最初的行驶完成位置601(区间902)。
从最初的行驶完成位置601起，维持行驶完成时刻的转向角、车速等，进行行驶控制直到与下一个范围611的位置的距离(s1～s2)前(完成相当于调整距离的行驶前)(区间903)。
达到了到达下一个范围611前(能够以并非急刹车的程度的刹车效果停车的距离)后，通过刹车进行减速(制动)，使车辆在下一个范围611停车(区间904)。
最后，在下一个范围611停车后，在最初的区间路径中在到达下一个范围611后预定了原地转方向盘的情况下，执行原地转方向盘。
另外，车速阈值Va设为即使减速中出现若干误差也能够充分地在下一个范围611内停车的速度。例如，如果使Va＝1km/h程度，则在0.1G程度的减速度下，如果是干燥路面则从减速开始起能够以5cm程度停车，如果是湿滑路面则能够以10cm程度停车。因此，如果使Va＝1km/h，从到下一个范围611的距离7.5cm前起以0.1G程度减速，则即使反馈控制不生效，也能够限于2.5cm以内的误差。当然，也可以同时使用反馈控制，提高停车位置的精度。
图12是说明本发明的第一实施方式中，下一个范围位于当前的区间路径的剩余区间中的情况下，使本车到达下一个范围的车辆控制方法的图。
首先，作为在应用该车辆控制之前进行的处理，说明下一个范围611是否位于当前的区间路径的剩余区间中的判断方法。
区间路径的最后的直线线段或曲线线段是直线线段(规定长度的线段)或圆弧的情况下，能够用与用图9和图10示出的、判断下一个范围611是否位于当前的区间路径的延长线上的方法大致相同的方法判断。判断下一个范围611是否位于当前的区间路径的延长线上的情况下，以在剩余区间中行驶完成时的本车位置601的后轮车轴中心为原点、横摆角0，但判断下一个范围611是否位于当前的区间路径的剩余区间中的情况下，以当前的本车位置205的后轮车轴中心为原点、横摆角0进行坐标变换，同样地判断是否能够到达下一个范围611。
判断结果得到的移动距离的范围s1～s2是为了从当前的本车位置205到达下一个范围611所需的行驶距离的范围。如果0<s1≤s2，则下一个范围611位于在剩余区间中前进行驶时的途中，通过前进s1～s2的距离能够到达下一个范围611。如果s1≤s2<0，则下一个范围611位于在剩余区间中后退行驶时的途中，通过后退|s2|～|s1|的距离能够到达下一个范围611。如果当前的本车位置205处的行进方向、与为了到达下一个范围611的行进方向一致，则能够视为下一个范围611位于当前的区间路径的剩余区间的途中。
接着，说明下一个范围611位于当前的区间路径的剩余区间中的情况下使本车到达下一个范围611的车辆控制方法。此处，为了简单，而仅叙述前进的情况、即0<s1≤s2的情况。后退的情况也能够同样地考虑。另外，为了到达下一个范围611的行驶距离在s1～s2之间即可，此处设s12为目标行驶距离(s1≤s12≤s2)。
此处，按最初的区间路径和在最初的区间路径中的各位置预定的车速进行减速控制的情况下，设从当前的本车位置205到行驶完成位置601的行驶距离为s，设开始为了在行驶完成位置601停车的减速控制的时刻的剩余距离为sb。
sb≤s12的情况下，从当前的本车位置205起不减速地前进s12-sb的距离(区间1011)，之后按最初的减速控制进行减速(区间1012)。即，该情况下，使车辆的减速开始位置(与最初的预定相比)提前，使本车的减速提前。
s12<sb≤s的情况下，从当前的本车位置205起，以成为最初的减速控制的减速度的sb/s12倍的减速度的方式进行减速。即，该情况下，使车辆的减速度(与最初的预定相比)提高，使本车的减速加快。但是，在使最初的减速控制的减速度成为sb/s12倍的情况下，超过容许的减速度的阈值的情况下，判断不能停在下一个范围611内，不应用调整路径。
s<sb的情况下，因为在当前的本车位置205减速已经开始，所以对于减速区间的剩余s，从当前的本车位置205起，以成为最初的减速控制的减速度的s/s12倍的减速度的方式进行减速。但是，在使最初的减速控制的减速度成为s/s12倍的情况下，超过容许的减速度的阈值的情况下，判断为不能停在下一个范围611内，不应用调整路径。
这样，本实施方式中，判断下一个范围是否位于当前的区间路径的延长线上，位于延长线上的情况下追加行驶，或者判断下一个范围是否位于当前的区间路径的剩余区间中，位于剩余区间中的情况下使减速提前，由此能够使本车到达下一个范围并停止。
即，本实施方式中，在自动停车的车辆控制中，预计沿着区间路径的车辆控制完成时的本车的位置会偏离下一个范围、并且下一个范围的位置位于该区间路径的延长线上或该区间路径中的情况下，判断是否能够不进行停车路径的重新生成，而是通过轻量处理的调整到达下一个范围，能够到达的情况下进行反映了该调整的车辆控制，能够使本车到达下一个范围并适当地停止。另外，因外界识别的影响等而识别出下一个范围突然移动的情况下，也能够使本车适当地停在下一个范围。另外，因为不进行通常的停车路径重新生成处理，所以不需要先停车，并且CPU(Central Processing Unit：中央处理器)的处理负荷也减轻。
＜第二实施方式＞
图13是表示本发明的第二实施方式中，通过车辆控制使本车沿着当前的区间路径行驶时的自动停车控制装置的周期处理的1个周期的流程图。
本第二实施方式的自动停车控制装置的动作与上述第一实施方式的自动停车控制装置的动作大致相同，但1个周期的处理有若干增加，相应地在本实施方式的到达调整不能如同期待地工作的情况下，能够抑制调整动作，这一点不同。
即，步骤S501、S502与基于图7说明的第一实施方式中的流程图相同。步骤S502结束后，前进至步骤S1111。
在步骤S1111中，判断本车位置是否位于区间路径的最后(即下一个范围前紧邻)的曲线线段或直线线段上，是的情况下前进至步骤S1112。否的情况下前进至步骤S531。
在步骤S1112中，判断新设置的路径调整计数器是否超过了规定的阈值，是的情况下前进至步骤S531。否的情况下前进至步骤S521。该路径调整计数器将初始值设为0，在沿着各区间路径的车辆控制开始时被重置为初始值。通过适当地决定上述阈值，能够抑制在同一区间路径内实施的路径调整的次数，所以在即使多次调整也不会正确到达下一个范围的异常状况下，能够避免多次无效地应用本实施方式的逻辑。
步骤S521、S522、S523、S524、S525与基于图7说明的第一实施方式中的流程图相同。步骤S524或步骤S525的处理结束后，前进至步骤S1113。
在步骤S1113中，判断本次的周期处理执行前下一个范围是否已移动，判断为下一个范围已移动的情况下将路径调整计数器重置为0(步骤S1114)。这是因为下一个范围移动，所以认为应用路径调整是正常的动作。步骤S1113中判断为下一个范围没有移动的情况和步骤S1114执行后，前进至步骤S1115。
在步骤S1115中，使路径调整计数器增加1，前进至步骤S531。
步骤S531、S532、S533、S534、S535、S541与基于图7说明的第一实施方式中的流程图相同。
即，本实施方式中，在由判断部161判断为本车能够到达下一个范围内、使本车在按照从运算部162得到的调整距离生成的调整路径中行驶的途中，重新实施判断部161的判断和运算部162的运算，根据重新实施的判断部161的判断结果和运算部162的运算结果，判断虽然下一个范围的位置没有变更、但通过使本车进一步行驶或者使本车的减速提前，本车能够到达下一个范围内的状况反复规定次数以上的情况下，不实施调整部163进行的调整路径的重新调整。由此，可以得到与上述第一实施方式同样的作用效果，并且在到达调整部160进行的到达调整不能如同期待地工作的情况下，能够抑制调整动作。
另外，本发明不限定于上述实施方式，包括各种变形方式。例如，上述实施方式是为了易于理解地说明本发明而详细说明的，并不限定于必须具备说明的全部结构。另外，能够将某个实施方式的结构的一部分置换为其他实施方式的结构，也能够在某个实施方式的结构上添加其他实施方式的结构。另外，对于各实施方式的结构的一部分，能够追加、删除、置换其他结构。
另外，对于上述各结构、功能、处理部、处理单元等，例如可以通过在集成电路中设计等而用硬件实现其一部分或全部。另外，上述各结构、功能等，也可以通过处理器解释、执行实现各功能的程序而用软件实现。实现各功能的程序、表、文件等信息，能够保存在存储器、硬盘、SSD(Solid State Drive：固态硬盘)等存储装置、或者IC卡、SD卡、DVD等记录介质中。
另外，控制线和信息线示出了认为说明上必要的，并不一定示出了产品上全部的控制线和信息线。实际上也可以认为几乎全部结构都相互连接。
附图标记说明
100：自动停车控制装置，101：自动停车软件，110：状态转移部，120：输入输出处理部，125：显示处理部，130：空间识别部，135：路径生成部，140：到达判断部，145：本车位置推测部，150：车辆控制部，160：到达调整部，161：判断部，162：运算部，163：调整部，171：HMI，172：外界识别传感器，173：输入开关，180：各种传感器/致动器ECU，190：车辆控制网络，201：停车开始位置(车辆控制开始位置)，202：换向位置，203A：目标停车位置(变更前)，203B：目标停车位置(变更后)，205：本车的当前位置，211：停车路径，212：区间路径，213：调整路径，313A：剩余区间的区间路径(调整前)，313B：剩余区间的区间路径(调整后)，601：剩余区间的行驶完成位置，611：下一个范围。

Claims (10)

1.一种自动停车控制装置，通过进行从停车开始位置或换向位置到下一个换向位置或目标停车位置的区间路径的行驶，来使车辆从停车开始位置沿着停车路径行驶到目标停车位置，其中所述换向位置设置在从停车开始位置到目标停车位置的停车路径的中途，所述自动停车控制装置的特征在于，包括：
判断部，其在所述车辆在任一个区间路径上行驶时，判断所述车辆从所述区间路径的当前位置起在剩余区间中行驶了的情况下是否能够到达表示预定下一个要到达的换向位置或目标停车位置的下一个范围内，在判断为即使完成所述剩余区间的行驶也不能到达所述下一个范围内的情况下，判断是否能够使所述车辆从所述剩余区间的行驶完成位置起进一步以所述剩余区间的行驶完成位置处的转向角和行进方向行驶而使得所述车辆能够在所述剩余区间的延长线上到达所述下一个范围内，或者判断所述车辆是否能够在完成所述剩余区间的行驶前的所述剩余区间中到达所述下一个范围内；
运算部，其在所述判断部判断为所述车辆能够到达所述下一个范围内的情况下，运算从所述区间路径的当前位置或行驶完成位置至到达所述下一个范围为止的调整距离；和
调整部，其基于由所述运算部运算出的调整距离，生成用于使所述车辆行驶至所述下一个范围的调整路径。
2.一种自动停车控制装置，通过进行从停车开始位置或换向位置到下一个换向位置或目标停车位置的区间路径的行驶，来使车辆从停车开始位置沿着停车路径行驶到目标停车位置，其中所述换向位置设置在从停车开始位置到目标停车位置的停车路径的中途，所述自动停车控制装置的特征在于，包括：
判断部，其判断所述车辆从所述区间路径的当前位置起在剩余区间中行驶了的情况下是否能够到达表示预定下一个要到达的换向位置或目标停车位置的下一个范围内，并且在判断为即使完成所述剩余区间的行驶也不能到达所述下一个范围内的情况下，判断是否能够使所述车辆从所述剩余区间的行驶完成位置起进一步以所述剩余区间的行驶完成位置处的转向角和行进方向行驶而使得所述车辆在所述剩余区间的延长线上到达所述下一个范围内；
运算部，其在所述判断部判断为所述车辆能够在所述剩余区间的延长线上到达所述下一个范围内的情况下，运算从所述区间路径的当前位置或行驶完成位置至到达所述下一个范围为止的调整距离；和
调整部，其基于所述运算部的运算结果，生成用于使所述车辆从所述区间路径的当前位置起行驶所述调整距离的调整路径，或者生成用于使所述车辆从所述剩余区间的行驶完成位置起维持所述剩余区间的行驶完成位置处的转向角和行进方向而再行驶所述调整距离的调整路径。
3.如权利要求2所述的自动停车控制装置，其特征在于：
在使所述车辆从所述剩余区间的行驶完成位置行驶至所述下一个范围时，在所述剩余区间的行驶完成之前的减速中所述车辆的车速达到了规定的阈值时，不使所述车辆停车而使所述车辆在所述车辆的车速维持于所述规定的阈值的状态下行驶，从紧接行驶完所述调整距离之前的使所述车辆能够在所述下一个范围停车的位置起对所述车辆进行制动，来使所述车辆在所述下一个范围停车。
4.一种自动停车控制装置，通过进行从停车开始位置或换向位置到下一个换向位置或目标停车位置的区间路径的行驶，来使车辆从停车开始位置沿着停车路径行驶到目标停车位置，其中所述换向位置设置在从停车开始位置到目标停车位置的停车路径的中途，所述自动停车控制装置的特征在于，包括：
判断部，其判断所述车辆从所述区间路径的当前位置起在剩余区间中行驶的情况下是否能够到达表示预定下一个要到达的换向位置或目标停车位置的下一个范围内，并且在判断为即使完成所述剩余区间的行驶也不能到达所述下一个范围内的情况下，判断所述车辆是否能够在完成所述剩余区间的行驶之前的所述剩余区间中到达所述下一个范围内；
运算部，其在所述判断部判断为所述车辆能够在所述剩余区间中到达所述下一个范围内的情况下，运算从所述区间路径的当前位置或行驶完成位置至到达所述下一个范围为止的调整距离；和
调整部，其基于所述运算部的运算结果，生成用于使所述车辆从所述区间路径的当前位置起在所述区间路径的剩余区间中行驶所述调整距离而能够在所述下一个范围内停车的调整路径，或者生成用于从所述剩余区间的行驶完成位置起使所述区间路径的剩余区间的行驶距离缩短所述调整距离而使所述车辆能够在所述下一个范围内停车的调整路径。
5.如权利要求4所述的自动停车控制装置，其特征在于：
通过提高所述车辆的减速度或者使所述车辆的减速开始位置提前而使所述车辆提前减速，来使所述车辆在所述下一个范围内停车。
6.如权利要求1所述的自动停车控制装置，其特征在于：
所述区间路径是将1个以上的用规定的数学式表达的曲线线段或直线线段连接而构成的，
所述判断部的判断和所述运算部的运算，在所述车辆位于紧邻所述下一个范围之前的所述曲线线段或直线线段上的时机实施。
7.如权利要求6所述的自动停车控制装置，其特征在于：
紧邻所述下一个范围之前的所述曲线线段是圆弧。
8.如权利要求1所述的自动停车控制装置，其特征在于：
所述判断部的判断和所述运算部的运算在所述下一个范围的位置变更了的时机实施。
9.如权利要求1所述的自动停车控制装置，其特征在于：
在所述判断部判断出下述情况时，重新生成从所述剩余区间的行驶完成位置或者从所述区间路径的当前位置移动到的位置去往所述目标停车位置直到所述车辆停车的停车路径，所述情况为：
所述车辆即使完成所述剩余区间的行驶也不能到达所述下一个范围内，并且即使使所述车辆从所述剩余区间的行驶完成位置起保持完成所述剩余区间的行驶时的转向角和行进方向而进一步行驶，所述车辆也不能在所述剩余区间的延长线上到达所述下一个范围内的情况，或者所述车辆不能在完成所述剩余区间的行驶之前的所述剩余区间中到达所述下一个范围内的情况。
10.如权利要求1所述的自动停车控制装置，其特征在于：
在下述情况下不实施所述调整部进行的所述调整路径的重新调整，所述情况为：
由所述判断部判断为所述车辆能够到达所述下一个范围内，
使所述车辆在按照从所述运算部获取的所述调整距离生成的调整路径中行驶的途中，重新实施所述判断部的判断和所述运算部的运算，
根据重新实施的所述判断部的判断结果和所述运算部的运算结果，判断为虽然所述下一个范围的位置没有变更，但使所述车辆进一步行驶或者使所述车辆提前减速而使得所述车辆能够到达所述下一个范围内的状况反复了规定次数以上的情况。
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