CN111071247A - 自动驾驶控制装置以及自动驾驶路径运算方法 - Google Patents

Abstract

本发明获得一种在自动驾驶中可以运算方向盘的动作而不会使其过分变化的自动驾驶控制装置以及自动驾驶路径运算方法。本发明的泊车控制装置(1)是运算自动泊车的泊车路径的装置，其特征在于，具有：加速区间缓和曲线运算部，其根据预先设定的目标转舵速度和加速区间目标车辆速度来运算加速区间缓和曲线；减速区间缓和曲线运算部，其根据目标转舵速度和减速区间目标车辆速度来运算减速区间缓和曲线；以及泊车路径运算部，其使用加速区间缓和曲线和减速区间缓和曲线来运算泊车路径，将减速区间目标车辆速度设定为比加速区间目标车辆速度快的速度来运算泊车路径。

Description

自动驾驶控制装置以及自动驾驶路径运算方法

技术领域

本发明涉及车辆的自动驾驶控制装置以及自动驾驶路径运算方法。

背景技术

在专利文献1中，展示了一种关于在操舵自动化的泊车辅助系统中、运算在缓和曲线中使用了回旋曲线的行驶路径以防止方向盘角度的转舵速度急速变化的技术。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本专利特开2005-14775号公报

发明内容

【发明要解决的问题】

在现有技术中，从0度起到设定的恒定角度为止的变化与从恒定角度起到0度为止的变化是以相同方式被定义的。然而，回旋曲线是在速度固定的条件下以设定的固定速度旋转方向盘的动作与行驶路径一致的曲线，在运用于像泊车辅助系统这样在伴有加速和减速的情况下进行转弯的系统的情况下，会发生方向盘的动作变为急转舵或者反过来变得缓慢等现象，有时会让驾驶员感到不谐调。

本发明是鉴于上述问题而成，其目的在于提供一种能够运算如下驾驶路径的自动驾驶控制装置以及自动驾驶路径运算方法，所述驾驶路径能够根据进行驾驶的速度曲线来变更加速区间和减速区间内的缓和曲线的长度，由此降低带给驾驶员的不谐调感。

【解决问题的技术手段】

解决上述问题的本发明的自动驾驶控制装置运算自动驾驶的驾驶路径，该自动驾驶控制装置的特征在于，具有：加速区间缓和曲线运算部，其根据预先设定的目标转舵速度和加速区间目标车辆速度来运算加速区间缓和曲线；以及减速区间缓和曲线运算部，其根据所述目标转舵速度和减速区间目标车辆速度来运算减速区间缓和曲线，将所述减速区间目标车辆速度设定为比所述加速区间目标车辆速度快的速度来运算行驶路径。

【发明的效果】

根据本发明，可以运算符合状况、需求的行驶路径。根据本说明书的记述、附图，将明确明本发明相关的更多特征。此外，上述以外的课题、构成及效果将通过以下实施方式的说明来加以明确。

附图说明

图1为本发明的实施方式的泊车控制装置的功能框图。

图2为表示向后泊车的泊车前和泊车后的状态的图。

图3为表示连接路径的类别的例子的图。

图4为表示本实施方式的具有缓和曲线和圆弧曲线的泊车路径的一例的图。

图5为表示图4的泊车路径上的行驶距离与车辆速度的变化的关系的图。

图6为表示本实施方式的基于泊车路径的方向盘角与距离的关系的图。

图7为表示以往的基于泊车路径的方向盘角与距离的关系的图。

图8为表示自身车辆在缓和曲线上行驶的情况下的相对移动位置的图。

图9为表示运算向后泊车的出库路径的方法的一例的图。

图10为表示将缓和曲线运用于出库路径的情况的事例的图。

图11为用于说明运算出库路径和连接候选位置的方法的一例的图。

图12为用于说明在车宽度方向上扩展连接候选位置的方法的图。

图13为表示向后泊车的情况下的出库路径上的连接候选位置的图。

图14为说明运算出库路径上的连接候选位置的方法的流程图。

图15为可到达判定的处理流程。

图16A为说明单侧转舵下的可到达判定的一例的图。

图16B为说明单侧转舵下的可到达判定的一例的图。

图16C为说明单侧转舵下的可到达判定的一例的图。

图16D为说明S形转舵下的可到达判定的一例的图。

图16E为说明S形转舵下的可到达判定的一例的图。

图17为说明使用了缓和曲线的单侧转舵下的连接路径的生成方法的图。

图18为说明使用了缓和曲线的S形转舵下的连接路径的生成方法的图。

具体实施方式

接着，使用附图，对本发明的实施方式进行说明。在本实施方式中，以对认为行驶路径大多呈曲线的自动泊车的控制运用本发明的自动驾驶控制的情况为例来进行说明。本实施方式的泊车控制装置包含在本发明的自动驾驶控制装置中。

图1为本发明的实施方式的泊车控制装置的功能框图，图2为表示向后泊车的泊车前和泊车后的状态的图。

泊车控制装置1运算自动泊车的泊车路径，并将其运算结果输出至车辆控制装置15。车辆控制装置15根据泊车路径的信息而代替驾驶员进行自身车辆V的方向盘操作、加速操作及制动操作这所有操作，从而进行使自身车辆V沿泊车路径移动而停驻至目标泊车位置的自动泊车。泊车控制装置1运算从自身车辆的初始位置起到泊车空间的目标泊车位置为止的泊车路径。

例如，图2所示的泊车空间20相对于通道21的朝向即通道方位25而言设置在左侧方，以向后停驻自身车辆V的方式设定泊车方位26。所谓泊车空间20，是指为了以规定朝向停驻车辆而预先设定有泊车方位的划分出来的区域，作为其他叫法，也称为泊车框、泊车划区、泊车区域、泊车场所或停车场等。在图2所示的泊车空间20的情况下，从初始位置P0起使自身车辆V一边前进一边向右转弯，在使自身车辆V的后部朝向泊车空间20的位置处暂时停止，并从此处起使自身车辆V一边后退一边向左转弯，从而进入至泊车空间20内，由此来进行泊车。

泊车控制装置1运算如下路径并设定为泊车路径，即，使自身车辆V从通道21的初始位置P0处自身车辆V的车辆方位Vf配置成与通道方位25相同的朝向的状态起、以泊车空间20的目标泊车位置P1处车辆方位Vf配置为与泊车方位26相同的朝向的方式移动。所设定的泊车路径以至少在一部分具有曲线部分为前提。

自身车辆V进行泊车的泊车环境中，在通道21的泊车空间20的通道前方及通道后方配置有其他车辆、其他泊车空间等障碍物23、24，在通道21的与泊车空间20侧的相反那一侧的侧方配置有沿通道21的通道方位25延伸的墙壁、路缘或其他车辆等障碍物22。在本实施方式中，设定泊车空间20的两侧始终存在有障碍物23、24。

在生成泊车路径时，泊车控制装置1使用基于自动行驶的目标车辆速度和自身车辆的转弯半径的缓和曲线。由此，可以生成符合驾驶员需求的泊车路径来自动进行泊车。

自身车辆V的移动是以方向盘操作、加速操作及制动操作这所有操作都通过自动控制来进行的作为前提。在自动泊车中，可以事先设定目标速度、加速度，据此可以设定缓和曲线，从而能降低驾驶员的不谐调感。

泊车控制装置1搭载于自身车辆V中，通过具有CPU及存储器的微电脑等硬件与软件程序的协作来实现。如图1所示，泊车控制装置1具有缓和曲线运算部11、连接候选位置设定部12、连接路径运算部13及泊车路径生成部14。

泊车路径具有从停止状态起加速的加速区间、接着加速区间以固定车速行驶的恒速区间、以及接着恒速区间减速至停车为止的减速区间。在加速区间和减速区间内，是一边增加或减少操舵轮的操舵角(方向盘角)(一边转舵)一边使自身车辆前进或后退，因此设定缓和曲线，在恒速区间内，是在操舵轮的操舵角保持固定的状态下使自身车辆前进或后退，因此设定具有固定曲率半径的圆弧曲线。在本实施方式中，为了使泊车路径达到最短，设定自身车辆V的最小转弯半径作为圆弧曲线的曲率半径。

缓和曲线运算部11根据目标转舵速度和目标车辆速度来运算缓和曲线的距离。在运算缓和曲线的距离的同时，缓和曲线运算部11还根据目标转舵速度和目标车辆速度来运算车辆行驶时的相对移动位置。缓和曲线运算部11运算出的缓和曲线在连接候选位置设定部12中运算出库路径而设定连接候选位置时以及连接路径运算部13中运算连接路径时分别加以使用。

缓和曲线运算部11具有：加速区间缓和曲线运算部，其根据预先设定的目标转舵速度和加速区间目标车辆速度来运算加速区间缓和曲线；以及减速区间缓和曲线运算部，其根据目标转舵速度和减速区间目标车辆速度来运算减速区间缓和曲线。在缓和曲线运算部11中，将减速区间目标车辆速度设定成比加速区间目标车辆速度快的速度。因而，在加速区间和减速区间内，相比于加速区间而言减速区间的缓和曲线的距离更短，能够实现最短距离下的路径生成。

以往，加速区间和减速区间内缓和曲线的长度相同，因此减速时方向盘的动作变得缓慢，有让驾驶员感到不谐调之虞。此外，以往，减速区间的长度与加速区间相同，因此路径往往较长。

相对于此，在本实施方式的泊车控制装置1中，缓和曲线运算部11中用于运算缓和曲线的加速区间目标车辆速度及减速区间目标车辆速度的设定是减速区间目标车辆速度设定得比加速区间目标车辆速度快。因而，加速时操舵角相对于距离的变化量为平缓的斜率，所以能抑制转舵速度变得过快。此外，减速时操舵角相对于距离的变化量为陡峭的斜率，所以能抑制转舵速度变慢而导致方向盘的动作变得缓慢。并且，由于减速区间的长度比加速区间短，因此能使泊车路径的距离比以往短。

连接候选位置设定部12根据目标泊车空间的信息和自身车辆行为的制约条件以及通过缓和曲线运算部11运算出的缓和曲线和规定的圆弧曲线，来运算使自身车辆V从泊车空间20出库的至少一个以上的出库路径，并在出库路径上设定多个连接候选位置Pcn。

连接路径运算部13判定可以从自身车辆V的前进开始从自身车辆V的初始位置P0连接至连接候选位置Pcn的连接路径的类别。在设定有多个连接候选位置的情况下，针对设定的所有连接候选位置分别进行判定。

图3为表示连接路径的类别的例子的图。作为判定内容，判定是伴有朝一侧方的转弯的连接路径(图3所示的(1))、伴有朝两侧方的转弯也就是朝接近连接候选位置的方向使操舵轮转舵之后朝反方向使操舵轮转舵的S形连接路径(图3所示的(2))、或者朝远离连接候选位置的方向使操舵轮转舵之后朝反方向使操舵轮转舵的S形连接路径(图3所示的(3))中的哪一种。再者，单纯的直线前进的情况判定为无限大的S形。

连接路径运算部13根据判定出的连接路径的类别、利用由缓和曲线运算部11运算出的缓和曲线和圆弧曲线，来运算可以从自身车辆V的位置起以前进开始而到达连接候选位置的连接路径。运算连接路径的方法将于后文叙述。

泊车路径生成部14将出库路径与连接路径相连来生成自身车辆V的泊车路径。泊车路径是从自身车辆V的初始位置P0起沿连接路径移动至泊出位置Pe为止、并从泊出位置Pe起沿出库路径反向移动至目标泊车位置P1为止的路径。

上述的缓和曲线运算部11、连接候选位置设定部12、连接路径运算部13及泊车路径生成部14构成使用加速区间缓和曲线和减速区间缓和曲线来运算泊车路径的泊车路径运算部。

如图1所示，目标泊车位置信息181和目标泊车空间信息182被输入至泊车控制装置1。目标泊车位置信息181中包含泊车空间20的形状、与自身车辆V的相对位置的信息等。并且，目标泊车空间信息182中包含泊车空间20周边的障碍物的位置、距离等来作为泊车空间的制约条件的信息。目标泊车位置信息181及目标泊车空间信息182例如可以从自身车辆V中搭载的超声波传感器的检测信号、来自车载摄像机的图像等自身车辆V中搭载的外界识别传感器获取。此外，也可获取从停车场设备输出的基础设施信息。

自身车辆信息183中包含自身车辆V的转弯半径等作为自身车辆行为的制约条件的信息。并且，作为自身车辆位置信息184，也可利用根据自身车辆V的操舵角和速度、车轮的转动量而通过车辆模型运算出的推算位置，此外，也可利用由GPS等传感器获取的位置信息或者通过路车间、车车间通信获得的自身车辆位置信息。

车辆控制装置15根据来自泊车控制装置1的输出信号来控制自身车辆V中搭载的车辆操作用的执行器，进行自身车辆V的方向盘操作、加速操作及制动操作的控制，从而使自身车辆V沿泊车路径移动而自动停驻至目标泊车位置P1。

显示部16是驾驶员可以在车内观察的车内监视器，能以与在来自摄像机的影像重合的方式显示作为目标的泊车路径的返转位置。此外，也可不仅显示返转位置还显示整个泊车路径。驾驶员可以通过目视来确认车内监视器上显示的返转位置泊车路径。

接着，对缓和曲线运算部11、连接候选位置设定部12、连接路径运算部13的各构成进行详细说明。

＜缓和曲线运算部＞

缓和曲线运算部11根据自身车辆信息183来运算缓和曲线的距离和根据该缓和曲线来行驶的情况下移动的相对移动位置。

图4为表示本实施方式的具有缓和曲线和圆弧曲线的泊车路径的一例的图，图4的(1)为表示向后泊车时的泊车路径的一例的图，图4的(2)为表示泊车路径的连接路径的图，图4的(3)为表示泊车路径的出库路径的图。并且，图5为表示图4的泊车路径上的行驶距离与车辆速度的变化的关系的图。此外，图6为表示本实施方式的基于泊车路径的方向盘角与距离的关系的图，图7为表示以往的基于泊车路径的方向盘角与距离的关系的图。

图4的(1)所示的泊车路径具有从初始位置P0起一边右转一边前进至泊出位置Pe的前进区间31、以及从泊出位置Pe起一边左转一边后退至目标泊车位置P1为止的后退区间41。如图5所示，前进区间31具有从初始位置P0起加速至规定速度的加速区间311、以规定速度移动一定距离的恒速区间312、以及从规定速度减速而在泊出位置Pe处停止的减速区间313。并且，后退区间41具有从泊出位置Pe起后退而加速至规定速度的加速区间411、以规定速度移动一定距离的恒速区间412、以及从规定速度减速而在目标泊车位置P1处停止的减速区间413。

前进区间31的加速区间311具有从初始位置P0起延伸至通过点32的直线31d和接着直线31d而延伸至通过点33的加速区间缓和曲线31a。并且，恒速区间312具有接着加速区间缓和曲线31a而延伸至通过点34的圆弧曲线31b。进而，减速区间313具有接着圆弧曲线31b到达至泊出位置Pe的减速区间缓和曲线31c。

后退区间41的加速区间411具有从泊出位置Pe起延伸至通过点42的加速区间缓和曲线41a。并且，恒速区间412具有接着加速区间缓和曲线41a而延伸至通过点43的圆弧曲线41b。进而，减速区间413具有接着圆弧曲线41b延伸至通过点44为止的减速区间缓和曲线41c和接着减速区间缓和曲线41c到达至目标泊车位置P1的直线41d。

如此，前进区间31的加速区间311使用加速区间缓和曲线31a，恒速区间312使用圆弧曲线31b，减速区间313使用减速区间缓和曲线31c。并且，后退区间41的加速区间411使用加速区间缓和曲线41a，恒速区间412使用圆弧曲线41b，减速区间413使用减速区间缓和曲线41c。

加速区间缓和曲线31a是随着从与直线31d之间的通过点32向与圆弧曲线31b之间的通过点33转移而曲率逐渐增大的曲线，减速区间缓和曲线31c是随着从通过点34向泊出位置Pe转移而曲率逐渐减小的曲线。在泊出位置Pe处，操舵角为0°。并且，加速区间缓和曲线41a是随着从泊出位置Pe向通过点42转移而曲率逐渐增大的曲线，减速区间缓和曲线41c是随着从与圆弧曲线41b之间的通过点43向与直线41d之间的通过点44转移而曲率逐渐减小的曲线。

图7所示的以往的基于泊车路径的方向盘角与距离的关系具有前进区间101和后退区间111，前进区间101的加速区间具有从初始位置P0起延伸至通过点102的直线101d和接着直线101d的加速区间缓和曲线101a，恒速区间具有接着加速区间缓和曲线101a的圆弧曲线101b，减速区间具有接着圆弧曲线101b到达至泊出位置Pe的减速区间缓和曲线101c。并且，后退区间111的加速区间具有从泊出位置Pe起延伸的加速区间缓和曲线111a，恒速区间具有接着加速区间缓和曲线111a的圆弧曲线111b，减速区间具有接着圆弧曲线111b的减速区间缓和曲线111c和接着减速区间缓和曲线111c到达至目标泊车位置P1的直线111d。在图7所示的例子中，前进区间101的加速区间缓和曲线101a与减速区间缓和曲线101c彼此呈相同距离，后退区间111的加速区间缓和曲线111a与减速区间缓和曲线111c也彼此呈相同距离。

相对于此，本实施方式的基于泊车路径的方向盘角与距离的关系是像图6所示那样在加速区间和减速区间内使其距离不一样，在前进区间31内，使减速区间缓和曲线31c的距离比加速区间缓和曲线31a短，在后退区间41内，使减速区间缓和曲线41c的距离比加速区间缓和曲线41a短。缓和曲线运算部11以减速区间缓和曲线的距离比加速区间缓和曲线的距离短的方式运算加速区间缓和曲线和减速区间缓和曲线。

自身车辆V在缓和曲线上行驶的距离S通过下述式(1)来计算。通过在加速区间和减速区间内分开计算下述式(1)中的行驶速度V，可以在加速区间和减速区间内改变缓和曲线的距离。此外，关于转舵速度ω，加速时、减速时都设定为相同速度。

【数式1】

图8为表示自身车辆在缓和曲线上行驶的情况下的相对移动位置的图。行驶了通过上述式(1)的方法运算出的行驶距离的情况下的相对位置Xc、Yc、θc通过式(2)、式(3)、式(4)求出。此外，相对位置Xc、Yc、θc在加速区间和减速区间内分别加以运算，并保存为加速区间相对位置Xac、Yac、θac、减速区间相对位置Xbc、Ybc、θbc。

【数式2】

【数式3】

【数式4】

在本实施方式中，设定为减速区间目标车辆速度比加速区间目标车辆速度快。因而，在前进区间31内，减速区间缓和曲线31c的距离比加速区间缓和曲线31a短，在后退区间41内，减速区间缓和曲线41c的距离比加速区间缓和曲线41a短。

＜连接候选位置设定部＞

连接候选位置设定部12根据目标泊车位置信息181、目标泊车空间信息182、自身车辆信息183、缓和曲线运算部11运算出的加速区间相对位置Xac、Yac、θac以及减速区间相对位置Xbc、Ybc、θbc来运算出库路径，并在出库路径算出时一并运算连接候选位置。

出库路径是推断自身车辆V从准确地配置在泊车空间20内的目标泊车位置P1的状态出库的路径得到的假想的移动路径。出库路径不受自身车辆V的初始位置P0约束，其运算与初始位置P0完全无关。连接候选位置设定部12在运算出库路径时不使用自身车辆位置信息。出库路径不限定于一个，也可运算多个。

根据目标泊车空间的信息和自身车辆行为的制约条件来运算出库路径。于是，在向后泊车中，生成设想在以目标泊车位置P1为原点时朝与初始位置P0上的自身车辆V的朝向相同的方向出库的路径。

例如，在采取目标泊车位置P1上的自身车辆V的姿势状态向后的向后泊车的情况下，运算使自身车辆V从目标泊车位置P1起笔直地前进直至自身车辆V的左右后轮的中间位置即基准点Vo(后面记作自身车辆的位置Vo)从泊车空间20出来为止的路径、向朝与初始位置P0上的自身车辆V的朝向相同的方向出库的方向转舵并通过前进使自身车辆V到达相对于前方的障碍物的可到达极限位置的前进路径、以及在相对于自身车辆V而言保持前轮笔直的状态下后退或者朝与前进时相反的方向转舵并后退而使得自身车辆V到达相对于后方的障碍物的可到达极限位置的后退路径。

继而，进行交替运算前进路径和后退路径的出库路径的运算直至满足规定的结束条件为止。再者，所谓可到达极限位置，是指与障碍物之间具有规定间隙而分开的位置。规定间隙具有以与障碍物不接触的方式考虑了规定误差等的余量，优选尽可能小，例如设定为1cm～5cm左右。在本实施方式中，设定在自身车辆V外周具有规定间隙的假想框，将假想框接触到障碍物的位置判断为可到达极限位置。

连接候选位置设定部12例如进行出库路径的运算直至满足作为规定的结束条件的第1条件、第2条件及第3条件中的至少一个为止，所述第1条件是出库路径上的自身车辆V的车辆方位Vf相对于泊车方位26而言达到90°[deg]而且变为与通道方位25平行且朝向相同，所述第2条件是自身车辆V从目标泊车位置P1起沿通道方位25到达离开规定距离Hmax程度的地点，所述第3条件是出库路径上的返转次数达到规定次数。

图9为表示运算向后泊车的出库路径的方法的一例的图。关于出库路径，例如在图9所示的向后泊车的例子中运算如下路径，即，使自身车辆V从停驻在泊车空间20内的状态(a)起直线前进直至自身车辆V的位置Vo从泊车空间20出来为止(b)，从此处向左转舵并通过前进使自身车辆V到达至相对于前方的障碍物22的可到达极限位置(c)，在该位置处将前轮沿自身车辆V的车辆方位恢复笔直并通过后退使自身车辆V到达至相对于后方的障碍物24的可到达极限位置(d)。继而，经过向左转舵的前进路径(e)、笔直地后退的后退路径(f)、向左转舵的前进路径(g)、笔直地后退的后退路径(h)，自身车辆V的车辆方位Vf相对于泊车空间20的泊车方位26而言达到90°[deg]而且达到与通道方位25平行且朝向相同的状态(i)。

此处，在图9的(b)→(c)的变化的部分导入减速区间缓和曲线，在即将达到图9的(c)之前导入加速区间缓和曲线。

图10为详细说明图9的(a)～(c)的路径的构成的图。在图9的(b)到(c)的变化时导入减速区间缓和曲线的原因在于，泊车空间的周围存在障碍物23、24，使自身车辆V减速的必然性较高。此外，在即将达到图9(c)之前导入加速区间缓和曲线的原因在于，运算的出库路径最终会设定为反方向路径，因此，自身车辆V实际上是朝离开障碍物22的方向移动，作为车辆的动作，相当于切换后的加速区间。

再者，出库路径的运算方法并不仅仅限定于上述方法，也可利用其它条件来进行运算。此外，也可从预先设定的多个条件中选择适于目标泊车空间的条件来进行运算。例如，图9所示的例子是以笔直地后退的情况为例来进行的说明，但也可一边朝与前进时相反那一侧转舵一边后退。此外，也可前进时笔直地前进、仅在后退时一边转舵一边后退。加速区间缓和曲线及减速区间缓和曲线仅在转舵时导入，在笔直地移动时不导入。

连接候选位置设定部12在出库路径的运算过程中设定多个连接候选位置。连接候选位置是用于判断能否使自身车辆V从初始位置P0起前进而到达的候选位置。

图11为表示向后泊车的情况下的出库路径上的连接候选位置的图。作为设定连接候选位置的方法之一，例如在通道21上沿通道21的通道方位25空出规定间隔而设定多个连接候选线PLn(n为数字)，将自身车辆V的位置Vo在出库路径上与这些连接候选线PL交叉的位置设定为连接候选位置Pcn(n为数字)，并与该位置处的自身车辆V的车辆方位Vf关联来加以存储。

连接候选线PLn以较目标泊车位置P1而言在通道21的通道方位前方跨及通道21的宽度方向而延伸的方式、从泊车空间20向左方在通道21上空出规定间隔加以设定。在本实施方式中，是以目标泊车位置P1为基准而以每10度单位的间隔来设定目标泊车位置P1与返转位置的相对角度。

此处，连接候选位置Pcn是根据一个出库路径B运算的位置，而鉴于驾驶员的行为，有许多进行使自身车辆V靠近通道侧障碍物22的动作的事例。因此，本实施方式采取的是如下构成，即，根据出库路径B上设定的连接候选位置Pcn，在靠通道侧障碍物22侧的位置处也设定连接候选位置Pcn'、Pcn”。再者，图中，符号P1表示目标泊车位置，符号B表示从目标泊车位置P1出库的出库路径的例子，符号Pcn表示出库路径B上设定的连接候选位置的例子，符号Pcn'、Pcn”表示根据符号Pcn运算出的连接候选位置的例子。

图12为说明增加连接候选位置的方法的图。在本实施方式中，为了在通道侧障碍物22侧增加连接候选位置Pcn'、Pcn”，对从目标泊车位置P1起直线前进的距离附加了距离D。具体而言，如图12的(1)所示，运算连接候选位置Pc1上最接近通道侧障碍物22那个角起到通道侧障碍物22为止的距离D。继而，如图12的(2)所示，将运算出的距离D加到从目标泊车位置P1起直线前进的距离中，由此在通道侧障碍物22侧设定新的连接候选位置Pc1'。此时，连接候选位置Pc1'上的车辆V的车辆方位Vf成为以与作为基准的出库路径B上的连接候选位置Pc1上的车辆V的车辆方位Vf相同的角度相对于泊车方位26而倾斜的朝向。

继而，运算出的距离D的一半即距离D/2加到从目标泊车位置P1起直线前进的距离中，由此，如图11所示，在通道侧障碍物22侧设定新的连接候选位置Pc1”。继而，对于连接候选位置Pc2、Pc3、Pc4，也以相同方式使用距离D和D/2来设定连接候选位置Pc2'、Pc2”、Pc3'、Pc3”、Pc4'、PC4”。

在本实施方式中，如图12的(1)所示，采用的是加上连接候选位置Pc1的最接近通道侧那个角起到通道侧障碍物22为止的距离D即最大限度直线前进量来运算连接候选位置Pc1'的模式和加上它的一半即距离D/2来运算连接候选位置Pc1”的方法，但加上的直线前进距离只要在到通道侧障碍物为止的距离最大值以下，便可取任一值。此外，距离D的分割数可以任意设定。

图13为说明决定考虑了加速区间缓和曲线的连接候选位置的方法的图。

如图13所示，通道21上以规定间隔设定的连接候选位置Pcn设定为具有加速区间缓和曲线。即，在本实施方式中，在对圆弧上的移动位置(包括角度)附加加速区间相对位置Xac、Yac、θac而得的位置达到规定间隔(与目标泊车位置的相对角度达到每10度单位)的情况下，设定为连接候选位置Pcn并加以保存。

连接候选位置设定部12考虑减速区间缓和曲线61c和加速区间缓和曲线61a来运算出库路径，并设定连接候选位置Pcn。连接候选位置设定部12使用缓和曲线运算部11运算出的减速区间缓和曲线61c和圆弧曲线61b来运算使自身车辆V从目标泊车位置P1出库的出库路径。继而，使用缓和曲线运算部11运算出的加速区间缓和曲线61a在出库路径上设定至少一个以上的连接候选位置Pcn。

连接候选位置设定部12接着目标泊车位置P1起的直线区间61d而连接减速区间缓和曲线61c，并接着减速区间缓和曲线61c而连接圆弧曲线61b。继而，考虑加速区间缓和曲线61a来设定连接候选位置Pcn。

在本实施方式中，减速区间缓和曲线61c的距离及相对位置是根据目标转舵速度和减速区间目标车辆速度来预先运算好的，加速区间缓和曲线61a的距离及相对位置是根据目标转舵速度和加速区间目标车辆速度来预先运算好的(参考图8)。并且，圆弧曲线61b是以具有固定曲率半径(本实施方式中为最小转弯半径)的方式加以设定。并且，连接候选位置Pcn是以目标泊车位置P1上的车辆方位Vf为基准而目标泊车位置P1与返转位置处的车辆方位Vf的相对角度达到每10度单位的方式加以设定。

因而，通过在直线区间61d的顶端位置64接着连接减速区间缓和曲线61c来决定减速区间缓和曲线61的顶端63的位置。继而，在减速区间缓和曲线61的顶端63接着连接圆弧曲线61b，在圆弧曲线61b上接着连接加速区间缓和曲线61a。加速区间缓和曲线61a分别配置在变更圆弧曲线61b的长度而使得加速区间缓和曲线61a的顶端处的切线的方位与目标泊车位置P1的方位的相对角度达到每10度单位的位置。继而，将这些加速区间缓和曲线61a的顶端设定为连接候选位置Pc1、Pc2、...、Pcn。

图14为说明运算出库路径上的连接候选位置的方法的一例的流程图。

首先，按照规定规则来进行使自身车辆V沿从目标泊车位置P1出库的方向作假想移动的运算(S101)。此处，对自身车辆V的假想框附加从目标泊车位置P1笔直地移动的直线区间相对位置(S102)，并接着直线区间相对位置附加减速区间相对位置Xbc、Ybc、θbc(S103)。继而，接着减速区间相对位置附加具有固定曲率半径的圆弧区间相对位置，并接着该圆弧区间相对位置附加加速区间相对位置Xac、Yac、θac(S104)，判断自身车辆V的假想框是否与障碍物接触(S105)。

继而，在判断不接触时(S105为否)，判断自身车辆V是否已到达规定的连接候选位置Pcn(S106)。继而，在自身车辆V的位置Vo通过连接候选线PLn时，将该位置设定为连接候选位置Pcn，并存储该位置处的自身车辆V的车辆方位Vf(S110)。

继而，判断是否已达到第1条件即自身车辆V的角度相对于泊车方位26而言达到90°[deg]而且车辆方位Vf已达到与通道方位25平行的状态(S107)，在自身车辆V的角度相对于泊车方位26而言达到90°[deg]而且车辆方位Vf已达到与通道方位25平行且朝向相同的状态的情况下(S107为是)，认为满足第1条件，从而结束本例程。

另一方面，在自身车辆V的车辆方位Vf相对于泊车方位26而言尚未达到90°[deg]的情况下，判断是否已移动而离开规定距离Hmax以上(S108)。在本实施例中，规定距离Hmax设定为7米。在自身车辆V已移动规定距离Hmax以上时，认为满足第2条件，从而结束本例程。

作为设定连接候选位置的其他方法，连接候选位置设定部12例如也可在使自身车辆V沿出库路径朝出库方向移动的情况下每当自身车辆V的车辆方位Vf发生规定的相对指定角度程度的变化时(例如每5°[deg])将该位置设定为连接候选位置。由此，自身车辆V的车辆方位Vf相对于泊车方位26而言达到5°、10°、15°、...、90°时的自身车辆V的位置Vo被设定为连接候选位置A。

此外，在判断自身车辆V的假想框与障碍物接触时(S105为是)，判断该位置为可到达极限位置，从而将自身车辆V的挡位从D挡切换至R挡或者从R挡切换至D挡，将自身车辆V的行进方向从前进返转至后退或者从后退返转至前进(S109)。继而，判断自身车辆V的假想框是否与障碍物接触(S111)。

继而，在判断为不接触时(S111为否)，判断是否已移动规定距离(S112)。此处，在尚未移动规定距离时(S112为否)，返回至步骤S111，继续判断自身车辆V的假想框是否接触到障碍物。此外，在已移动规定距离时(S112为是)，视为失败而结束处理。

另一方面，在判断位接触时(S111为是)，判断该位置为可到达极限位置，从而将自身车辆V的挡位从D挡切换至R挡或者从R挡切换至D挡，将自身车辆V的行进方向从前进返转至后退或者从后退返转至前进(S113)。继而，对可到达极限位置加上减速区间相对位置，再次返回循环(S114)。

＜连接路径运算部＞

连接路径运算部13运算可以从自身车辆V的初始位置P0到达多个连接候选位置Pcn中的至少一个的连接路径。

根据自身车辆V的位置Vo及车辆方位Vf来判断能否到达，在自身车辆V的位置Vo与连接候选位置Pcn一致而且自身车辆V的车辆方位Vf与通过连接候选位置设定部12的运算而与连接候选位置Pcn关联加以存储的车辆方位Vf一致的情况下，判断能够到达。

只要能使自身车辆V从初始位置P0移动而在任一连接候选位置Pcn上以规定的车辆方位Vf进行配置，之后便可以通过沿反方向跟随出库路径而使自身车辆V移动至泊车空间20内。因而，连接路径运算部13将出库路径上的多个连接候选位置Pcn当中可以从初始位置P0起以规定的车辆方位Vf配置自身车辆V的连接候选位置Pcn设定为泊出位置Pe，从而运算初始位置P0起到泊出位置Pe为止的连接路径。

图15为可到达判定的处理流程。

该处理流程作连接候选位置Pcn的合计值的数量程度的循环(S121)，首先，判断能否通过单侧转舵下的移动从初始位置P0到达最近的连接候选位置Pcn(S122)。所谓单侧转舵，是指仅朝自身车辆V的左右任一单侧旋转自身车辆V的方向盘的操作，相对于车辆方位Vf而言，操舵轮仅朝左侧和右侧中的任一方摆动。继而，在判断仅靠单侧转舵无法到达连接候选位置Pcn时，判断能否通过S形转舵下的移动来到达(S126)。所谓S形转舵，是指朝自身车辆V的左右两侧旋转自身车辆V的方向盘的操作，相对于车辆方位Vf而言，操舵轮朝左侧和右侧两方摆动。

继而，在判断通过单侧转舵或S形转舵能够到达的情况下，选择该连接候选位置Pcn作为泊出位置Pe，并生成能从自身车辆V的初始位置P0起到达泊出位置Pe为止的连接路径(S123)。

继而，判定连接路径上自身车辆V的假想框是否会接触障碍物(S124)，在判断不会接触的情况下，将连接OK标记设为ON并将生成的连接路径存放至存储单元，结束循环(S127)。另一方面，在判断单侧转舵和S形转舵下无法到达连接候选位置Pcn的情况下(S122和S126为否)或者接触判定中判定会发生接触的情况下(S124为是)，结束针对该连接候选位置Pcn的判断，进行针对剩下的连接候选位置Pcn的判断。继而，在判断所有连接候选位置Pcn都无法到达的情况下，将连接OK标记设为OFF(S125)，结束处理流程。

图16A～图16C为说明单侧转舵下的可到达判定的一例的图，图16D、图16E为说明S形转舵下的可到达判定的一例的图。

在S122的单侧转舵下的可到达判定中，在以下条件(1)～(3)全部成立的情况下，判定能够到达(角度差和位置处都有限制)。

(1)自身车辆V的当前位置Pa(初始位置P0)上的轴线a2(车辆方位Vf)与连接候选位置Pcn上的轴线c2(车辆方位Vf)相交叉。

(2)当前位置Pa上的转弯圆a1与连接候选位置Pcn的轴线c2不交叉。

(3)连接候选位置Pcn上的转弯圆c1与当前位置Pa的轴线a2不交叉。

再者，所谓转弯圆，是指考虑了回旋曲线的转弯侧的圆弧(最小转弯轨迹)。

在图16A所示的例子中，由于轴线a2与c2在交叉位置f1上交叉，因此满足上述条件(1)。并且，也满足上述条件(2)、(3)。因而，判定通过单侧转舵能够到达。另一方面，图16B中，由于转弯圆c1与轴线a相交叉，因此不满足上述条件(3)。继而，在图16C所示的例子中，由于转弯圆a1与轴线c2相交叉，因此不满足上述条件(2)。因而，在图16B及图16C所示的例子中，判定单侧转舵下无法到达，从而转移至能否利用S形转舵的判定。

在S126的S形转舵下的可到达判定中，在以下条件(4)成立的情况下，判定能够到达(角度差和位置处都有限制)。

(4)当前位置Pa上的转弯圆a1与连接候选位置Pcn的转弯圆c1不交叉。

在图16D所示的例子中，由于转弯圆a1与转弯圆c1未交叉，因此满足上述条件(4)。因而，判定通过S形转舵能够到达。另一方面，在图16E所示的例子中，由于转弯圆a1与转弯圆c1相交叉，因此不满足上述条件(4)，从而判定通过S形转舵无法到达。

图17为说明单侧转舵下的使用缓和曲线的连接路径的生成方法的图。要生成自身车辆V的当前位置Pa起到连接候选位置Pcn为止的单侧转舵下的路径，首先，如图17的(1)所示，根据自身车辆信息183来生成加上加速区间缓和曲线81a、圆弧曲线81b及减速区间缓和曲线81c而成的基准单侧转舵曲线81。如图17的(2)所示，基准单侧转舵曲线81是根据当前位置Pa上的自身车辆V的车辆方位Vf与连接候选位置Pcn上的自身车辆V的车辆方位Vf所成的相对角度θt来决定。

加速区间缓和曲线81a和减速区间缓和曲线81c是根据目标转舵速度和目标车辆速度来运算。圆弧曲线81b设定的是自身车辆V的最小转弯半径，其长度以加速区间缓和曲线81a的端部上的车辆方位Vf与当前位置Pa的车辆方位Vf平行配置的方式加以设定。继而，算出从连接候选位置Pcn使用基准单侧转舵连接曲线81到达的基准到达位置82。

接着，如图17的(3)所示，在以当前位置Pa为原点的坐标系中算出与连接候选位置Pcn的Y坐标的横轴方向距离ΔPcy以及与基准到达位置82的Y坐标的横轴方向距离ΔKy，根据ΔPcy/ΔKy来算出倍率。将该倍率称为Y坐标到达倍率。将根据Y坐标到达倍率对基准到达位置82的X坐标及Y坐标的值进行Y坐标到达倍率的加倍而得的位置称为放大到达位置83。此外，将对基准单侧转舵曲线81进行Y坐标到达倍率的加倍而得的曲线称为放大曲线84。

连接路径运算部13根据自身车辆V的当前位置Pa起到连接候选位置Pcn为止的横轴方向距离ΔPcy与基准单侧转舵曲线81的横轴方向距离ΔKy的比来运算Y坐标到达倍率。继而，运算根据Y坐标到达倍率使基准曲线呈相似状地放大变形而得的放大曲线84。此处，圆弧曲线及回旋曲线利用了在进行了相似放大的情况下其到达位置处的切线的斜率相同这一特性。

最后，如图17的(4)所示，在以当前位置Pa为原点的坐标系中算出到放大到达位置83的X坐标为止的距离Δx，作为直线85的距离。将该直线85与放大曲线84相连可以得到连接路径86。放大曲线84构成连接路径86的一部分。通过使用本方法来生成单侧转舵下的使用缓和曲线的连接路径86。多个连接候选位置Pcn当中通过连接路径运算部13生成了连接路径86的连接候选位置Pcn被设定为泊出位置Pe。

图18为说明S形转舵下的使用缓和曲线的连接路径的生成方法的图。

运算从当前位置Pa起到达连接候选位置Pcn为止的行驶路径的方法基本上与图17所示的单侧转舵下的使用缓和曲线的连接路径生成的方法相同。不同之处在于，如图18的(1)所示，基准S形转舵曲线91由加速区间缓和曲线91a、圆弧曲线91b、加速区间缓和曲线91c、圆弧曲线91d、减速区间缓和曲线91e形成，而且，相对角度的差是以各组中以相同角度进行变化为前提。

要生成自身车辆V的当前位置Pa起到连接候选位置Pcn为止的S形转舵下的路径，首先，如图18的(1)所示，根据自身车辆信息183来生成加上加速区间缓和曲线91a、圆弧曲线91b、加速区间缓和曲线91c、圆弧曲线91d及减速区间缓和曲线91e而成的基准S形转舵曲线91。如图18的(2)所示，基准S形转舵曲线91是根据当前位置Pa上的自身车辆V的车辆方位Vf和连接候选位置Pcn上的自身车辆V的车辆方位Vf来运算。

加速区间缓和曲线91a、91c和减速区间缓和曲线91e是根据目标转舵速度和目标车辆速度来运算。圆弧曲线91b、91d设定的是自身车辆V的最小转弯半径，它们的长度是以自身车辆V的右转弯与左转弯的转弯角度相同的方式相互设定相同长度。继而，算出从连接候选位置Pcn使用基准S形转舵曲线91到达的基准到达位置92。

接着，如图18的(3)所示，在以当前位置Pa为原点的坐标系中算出与连接候选位置Pcn的Y坐标的横轴方向距离ΔPcy以及与基准到达位置92的Y坐标的横轴方向距离ΔKy，根据ΔPcy/ΔKy来算出Y坐标到达倍率。继而，将根据Y坐标到达倍率对基准到达位置92的X坐标及Y坐标的值进行Y坐标到达倍率的加倍而得的位置设定为放大到达位置93，将对基准S形转舵曲线91进行Y坐标到达倍率的加倍而得的曲线设定为放大曲线94。

连接路径运算部13根据自身车辆V的当前位置Pa起到连接候选位置Pcn为止的横轴方向距离ΔPcy与基准S形转舵曲线91的横轴方向距离ΔKy的比来运算Y坐标到达倍率。并且，对圆弧曲线及回旋曲线利用在进行了相似放大的情况下其到达位置处的切线的斜率相同这一特性，运算根据Y坐标到达倍率使基准曲线呈相似状地放大变形而得的放大曲线94。

最后，如图18的(4)所示，在以当前位置Pa为原点的坐标系中算出到放大到达位置93的X坐标为止的距离Δx，作为直线95的距离。将该直线95与放大曲线94相连可以得到连接路径96。放大曲线94构成连接路径96的一部分。通过使用本方法来生成S形转舵下的使用缓和曲线的连接路径96。多个连接候选位置Pcn当中通过连接路径运算部13生成了连接路径96的连接候选位置Pcn被设定为泊出位置Pe。

再者，在所述方法中，由于转弯半径过小，因此Y坐标方向上变得较大，很多时候无法运算连接路径。在本实施例中，在该情况下采用如下方法，即，使用日本专利特开2017-081398号公报等当中公开的公知方法而以几何方式运算转弯半径及变更角度，之后利用该转弯半径的值附近的值而一边变更转弯半径一边网罗性地探索连接路径。

根据本实施方式的泊车控制装置1，使用加速区间目标车辆速度来运算加速区间缓和曲线，使用减速区间目标车辆速度来运算减速区间缓和曲线。加速区间目标车辆速度和减速区间目标车辆速度设定成减速区间目标车辆速度比加速区间目标车辆速度快的速度，减速区间缓和曲线的距离比加速区间缓和曲线短。因而，加速时操舵角相对于距离的变化量的斜率比较平缓，所以能抑制转舵速度变得过快。此外，减速时操舵角相对于距离的变化量的斜率比较陡峭，所以能抑制转舵速度变慢而导致方向盘的动作变得缓慢。并且，由于减速区间的长度比加速区间短，因此能使泊车路径的距离比以往短。

再者，上述实施方式以向后泊车的情况为例进行了说明，但也能运用于前向泊车的情况。前向泊车的情况也具有从初始位置起加速的加速区间、以固定速度转弯的恒速区间、以及减速直至目标泊车位置为止的减速区间，使用加速区间目标车辆速度加以运算的加速区间缓和曲线和使用减速区间目标车辆速度加以运算的减速区间缓和曲线设定成减速区间目标车辆速度比加速区间目标车辆速度快的速度，减速区间缓和曲线的距离比加速区间缓和曲线短。因而，加速时操舵角相对于距离的变化量的斜率比较平缓，所以能抑制转舵速度变得过快。此外，减速时操舵角相对于距离的变化量的斜率比较陡峭，所以能抑制转舵速度变慢而导致方向盘的动作变得缓慢。并且，由于减速区间的长度比加速区间短，因此能使泊车路径的距离比以往短。

以上，对本发明的实施方式进行了详细叙述，但本发明并不限定于所述实施方式，可以在不脱离权利要求书记载的本发明的精神的范围内进行各种设计变更。例如，所述实施方式是为了以易于理解的方式说明本发明所作的详细说明，并非一定限定于具备说明过的所有构成。此外，可以将某一实施方式的构成的一部分替换为其他实施方式的构成，此外，也可以对某一实施方式的构成加入其他实施方式的构成。进而，可以对各实施方式的构成的一部分进行其他构成的追加、删除、替换。

再者，本实施例对进行自动泊车的情况进行了说明，但在例如自动驾驶中的方向盘操作中也能运用本发明。在该情况下，构成为设置目标车辆位置代替目标泊车位置、设置移动路径代替出库路径、设置行驶路径代替泊车路径来运算到目标车辆位置为止的行驶路径。

符号说明

1 泊车控制装置(自动驾驶控制装置)

11 缓和曲线运算部

12 连接候选位置设定部

13 连接路径运算部

14 泊车路径生成部(行驶路径生成部)

15 车辆控制装置

16 显示部

20 泊车空间

21 通道

22、23、24 障碍物

25 通道方位

26 泊车方位

V 自身车辆

Vo 基准点(自身车辆的位置)

P0 初始位置

P1 目标泊车位置(目标车辆位置)

Pa 当前位置

Pcn 连接候选位置

Pe 泊出位置

B 出库路径(移动路径)

D 加上的直线前进距离。

Claims (10)

1.一种自动驾驶控制装置，其运算自动驾驶的驾驶路径，该自动驾驶控制装置的特征在于，具有：

加速区间缓和曲线运算部，其根据预先设定的目标转舵速度和加速区间目标车辆速度来运算加速区间缓和曲线；以及

减速区间缓和曲线运算部，其根据所述目标转舵速度和减速区间目标车辆速度来运算减速区间缓和曲线，

将所述减速区间目标车辆速度设定为比所述加速区间目标车辆速度快的速度来运算行驶路径。

2.根据权利要求1所述的自动驾驶控制装置，其特征在于，具有：

连接候选位置设定部，其使用所述减速区间缓和曲线来运算使自身车辆从目标车辆位置起移动的移动路径，使用所述加速区间缓和曲线在所述移动路径上设定连接候选位置；

连接路径运算部，其使用所述加速区间缓和曲线和所述减速区间缓和曲线来运算能够从自身车辆的初始位置到达所述连接候选位置的连接路径；以及

行驶路径生成部，其将所述移动路径与所述连接路径相连来生成所述行驶路径。

3.根据权利要求2所述的自动驾驶控制装置，其特征在于，

所述行驶路径使用了圆弧曲线，设定所述自身车辆的最小转弯半径来作为该圆弧曲线的曲率半径。

4.根据权利要求2所述的自动驾驶控制装置，其特征在于，

所述连接路径运算部根据所述自身车辆的位置处的车辆方位与所述连接候选位置处的车辆方位的相对角度，来运算包含所述加速区间缓和曲线和所述减速区间缓和曲线的基准曲线，

在以所述自身车辆的位置为原点的坐标系中，根据所述自身车辆的位置起到所述连接候选位置为止的横轴方向距离与所述基准曲线的横轴方向距离的比，来运算使所述基准曲线呈相似状地放大变形而得的放大曲线，

使用该放大曲线来运算所述连接路径。

5.根据权利要求2所述的自动驾驶控制装置，其特征在于，

所述连接路径具有的所述加速区间缓和曲线和所述减速区间缓和曲线中，所述减速区间缓和曲线的长度比所述加速区间缓和曲线短。

6.根据权利要求2所述的自动驾驶控制装置，其特征在于，

所述移动路径具有的所述加速区间缓和曲线和所述减速区间缓和曲线中，所述减速区间缓和曲线的长度比所述加速区间缓和曲线短。

7.一种自动驾驶路径运算方法，其运算包含加速区间缓和曲线和减速区间缓和曲线的行驶路径，该自动驾驶路径运算方法的特征在于，

根据预先设定的目标转舵速度和加速区间目标车辆速度来运算加速区间缓和曲线，而且，根据所述目标转舵速度和设定为比所述加速区间目标车辆速度快的速度的减速区间目标车辆速度来运算减速区间缓和曲线。

8.根据权利要求7所述的自动驾驶路径运算方法，其特征在于，包括：

第1步骤，运算使自身车辆从目标车辆位置起移动的移动路径；

第2步骤，运算从所述自身车辆的初始位置起连接至所述移动路径上设定的连接候选位置为止的连接路径；以及

第3步骤，使用所述移动路径和所述连接路径来运算使所述自身车辆从所述初始位置起移动至所述目标车辆位置为止的行驶路径；

在所述第1步骤中，

使用所述加速区间缓和曲线、所述减速区间缓和曲线以及圆弧曲线来运算所述移动路径。

9.根据权利要求8所述的自动驾驶路径运算方法，其特征在于，

在所述第1步骤中，

通过变更所述圆弧曲线的长度而在所述移动路径上设定多个所述连接候选位置。

10.根据权利要求8或9所述的自动驾驶路径运算方法，其特征在于，

在所述第2步骤中，

使用所述加速区间缓和曲线、所述减速区间缓和曲线以及所述圆弧曲线来运算基准曲线，使该基准曲线呈相似状地放大变形来作为所述连接路径的一部分。

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