CN112313128A

CN112313128A - 车辆控制装置

Info

Publication number: CN112313128A
Application number: CN201980031407.1A
Authority: CN
Inventors: 深泽至贵; 清宫大司; 松田聪; 坂口知靖; 小暮佑介
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2018-06-22
Filing date: 2019-05-08
Publication date: 2021-02-02
Also published as: JP7005757B2; US20210070283A1; JPWO2019244490A1; WO2019244490A1; DE112019002309T5

Abstract

本发明解决提供一种能在自动驻车控制中迅速获得用于到达再识别出的目标驻车位置的路径的车辆控制装置这一课题，为此，本发明的车辆控制装置具备：目标路径生成部(32)，其生成用于使车辆(1)从驻车开始位置(41)移动至目标驻车框(44)的目标驻车位置(44a)的目标路径(47)；连接路径生成部(33)，其生成用于使车辆从车辆的位置移动至在目标路径上移动中由识别部(31)再识别出的目标驻车框的目标驻车位置的连接路径(48)；以及模式切换部，其以生成了连接路径(48)这一情况为条件从车辆(1)在目标路径(47)上移动的第一模式切换至在连接路径(48)上移动的第二模式。

Description

车辆控制装置

技术领域

本发明涉及搭载于汽车上而检测车辆的周围环境来进行驻车控制的车辆控制装置。

背景技术

有利用外界识别传感器来识别驻车框、生成到驻车框的驻车路径并控制加速、制动、转向、换挡而使自身车辆移动至驻车框的自动驻车系统。

专利文献1中展示了一种将用于使自身车辆的行驶路径在车辆前方的前方注视点附近落在目标线上的目标行驶路径设为圆弧、在前方注视点上使横向位置偏差变为零的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2016-64799号公报

发明内容

发明要解决的问题

作为确保驻车位置的精度的技术，考虑不仅在自动驻车控制的开始时进行驻车空间的识别，在通过自动驻车控制在驻车路径上移动中也进行驻车空间的识别。例如，作为在通过自动驻车控制再接近驻车空间时再识别驻车框来提高驻车精度的方法，可列举将驻车路径的运算从头再做一遍来再生成驻车路径的方法和不使用驻车路径而通过反馈控制使车辆朝目标驻车位置移动的方法。

然而，驻车路径的再生成使得ECU的计算负荷较高而且耗时，难以在自动驻车控制中实时地加以实施。此外，通过反馈控制使车辆移动的方法中，控制的目标值会根据车辆的运动而急剧变动，因此车辆的运动变得不自然，此外，有自身车辆的位置收敛不到目标驻车位置之虞。

本发明是鉴于上述问题而成，其目的在于提供一种能在自动驻车控制中迅速获得用于到达再识别出的目标驻车位置的路径的车辆控制装置。

解决问题的技术手段

解决上述问题的本发明的车辆控制装置的特征在于，具备：识别部，其识别目标驻车框；目标路径生成部，其生成用于使车辆从驻车开始位置移动至所述目标驻车框的目标驻车位置的目标路径；位置推断部，其推断所述车辆的位置；连接路径生成部，其生成用于使所述车辆从所述车辆的位置移动至在所述目标路径上移动中由所述识别部再识别出的所述目标驻车框的目标驻车位置的连接路径；以及模式切换部，其以生成了所述连接路径这一情况为条件从所述车辆在所述目标路径上移动的第一模式切换至所述车辆在所述连接路径上移动的第二模式。

发明的效果

根据本发明，能在自动驻车控制中迅速获得用于到达再识别出的目标驻车位置的路径。

根据本说明书的记述、附图，将明确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为本发明的一实施方式的车辆控制装置的车辆构成图。

图2为本发明的一实施方式的车辆控制装置的功能框图。

图3为表示本发明的一实施方式的车辆控制装置的动作的一例的说明图。

图4为表示本发明的一实施方式的车辆控制装置的动作的流程图。

图5为表示本发明的一实施方式的车辆控制装置的动作的一例的说明图。

具体实施方式

下面，根据附图，对本发明的车辆控制装置的一实施方式进行详细说明。

图1为本发明的一实施方式的车辆控制装置的车辆构成图。在图1的车辆的构成图中，图示例的车辆1是配备有作为行驶用动力源的例如缸内喷射式汽油发动机11、能与该发动机11接触分离的自动变速器12、传动轴13、差速器14、驱动轴15、4个车轮16、具备轮速传感器的液压式制动器21以及电动助力方向盘23的普通构成的后轮驱动车。

车辆1上设置有掌管其上搭载配备的装置、执行器、设备类的控制的车辆控制装置18。车辆控制装置18以及包括后文叙述的传感器类在内的装置、执行器及设备类可以通过车内LAN或CAN通信来进行信号、数据的授受。车辆控制装置18从后文叙述的传感器类获得车辆1外部的信息而将用于实现先行车辆跟随、白线中央维持、车道保持、自动驻车等控制的指令值发送至发动机11、制动器21、电动助力方向盘23以及自动变速器12。轮速传感器21根据车轮的转动来生成脉冲波形并发送至车辆控制装置18。

在车辆1的前方、后方、侧方配备有单目摄像机17、声呐24。这些传感器构成检测车辆周围的障碍物的行驶状态、道路环境并将检测结果供给至车辆控制装置18的外界识别传感器。车辆控制装置18使用单目摄像机17或声呐24来感测车辆周围。

再者，图示的车辆1是可以运用本发明的车辆的一例，并不限定可以运用本发明的车辆的构成。例如，也可为采用无级变速器(CVT)代替所述自动变速器12的车辆。此外，也可为以马达或者发动机和马达为行驶用动力源来代替身为行驶用动力源的发动机11的车辆。

图2为本发明的一实施方式的车辆控制装置的功能框图。

识别部31根据传感器的检测结果来识别目标驻车框，并将识别出的目标驻车框的目标驻车位置送至目标路径生成部32。识别部31例如从单目摄像机17拍摄到的驻车框的拍摄图像中识别目标驻车框。

目标路径生成部32生成用于使车辆1从驻车开始时的车辆1的位置(驻车开始位置)移动至目标驻车框内的目标驻车位置的目标路径。目标驻车位置是设定在目标驻车框内的位置，在本实施例中，是将车辆停驻到目标驻车框内时与车辆的后轮车轴中心位置一致的位置。

连接路径生成部33生成用于使车辆1移动至在目标路径上移动中由识别部31再识别出的目标驻车框的目标驻车位置的连接路径。目标路径生成部32及连接路径生成部33考虑车辆1的最小回旋半径等制约条件而将直线前进区间、一边转打方向盘一边前进的区间、进行原地打盘的区间加以组合来分别生成目标路径及连接路径。

位置推断部34根据轮速传感器21输出的轮速脉冲来推断自身车辆位置。位置推断部34可以推断车辆1相对于识别部31识别出的目标驻车框的相对位置。

模式切换部35进行以生成了连接路径这一情况为条件从车辆1在目标路径上移动的第一模式切换至车辆1在连接路径上移动的第二模式的处理。在模式切换部35中，在满足规定条件的情况下将目标路径生成部32输出的目标路径切换至连接路径生成部33输出的连接路径而输出至路径跟随部36。路径跟随部36以车辆1能够跟随目标路径或连接路径的方式向制动器21、发动机11、电动助力方向盘23以及自动变速器12发送指令值。车辆控制装置18按每一控制来周期性地执行上述动作。

接着，使用图3、图4、图5，对上述的连接路径生成部33和模式切换部35中执行的连接路径运算和模式切换进行说明。

图3为表示本发明的一实施方式的车辆控制装置的动作的一例的说明图，图4为表示本发明的一实施方式的车辆控制装置的动作的流程图。

在图3所示的例子中，有能后向停驻车辆的目标驻车框45，在目标驻车框45的框宽度方向两侧并排驻停有成为障碍物46的其他车辆。车辆通过自动驻车控制来进行如下动作：从驻车开始位置41一边左转弯一边前进到反打点42，从反打点42一边右转弯一边后退到目标驻车框45，从而停驻至目标驻车框45的目标驻车位置。再者，图3设想记载的是将车辆向后停驻至目标驻车框45这一情况，而在面向前方停驻车辆的情况下，车辆控制装置18也是以相同控制内容进行活动。

图3所示的虚线框是车辆位于驻车开始位置41时识别出的目标驻车框44，图3所示的实线框是车辆在目标路径47上移动中再识别出的目标驻车框45。并且，图3所示的位置43是在目标路径47上移动中识别部31再识别出目标驻车框45的位置。

首先，在驻车开始位置41上由识别部31识别出目标驻车框44，并由目标路径生成部32生成用于使车辆从驻车开始位置41移动至目标驻车框44的目标驻车位置44a的目标路径47。继而，由路径跟随部36进行使车辆1沿目标路径47移动的控制。

继而，在图4的步骤S101中，模式切换部35判定车辆1是否通过车辆控制装置18正去往驻车框而不是反打点，也就是说，是否正从目标驻车框44正前方的反打点42去往目标驻车框44。继而，在判定正从目标驻车框44正前方的反打点42朝目标驻车框44移动(是)的情况下，识别部31执行目标驻车框44的再识别处理。由于车辆1移动而接近目标驻车框44，所以识别部31能识别出目标驻车框的准确位置。因而，在本实施方式中，是在车辆1正从目标驻车框44正前方的反打点42朝目标驻车框44移动的情况下进行目标驻车框44的再识别。

在步骤S102中，确认由识别部31执行目标驻车框44的再识别处理的结果是否再识别出了目标驻车框45。在识别部31将目标驻车框45的整个框也就是目标驻车框45的前端、后端以及左右两端全部识别出来的情况下，判断识别出了驻车框。其中，若能识别出目标驻车框45的左右端，则能求出目标驻车框的横向的位置偏移、横摆方向的方向偏移，因此，也可为在识别出目标驻车框45的左右端的情况下判断识别出了目标驻车框45。

在步骤S102中判断再识别出了目标驻车框45(是)的情况下，转移至步骤S103，运算驻车框位置的变动量。所谓驻车框位置的变动量，是车辆1在驻车开始位置41上识别出的目标驻车框44的目标驻车位置44a与步骤S102中再识别出的目标驻车框45的目标驻车位置45a的横向偏移(偏差)。

继而，当运算出驻车框位置的变动量时，转移至步骤S104，判断有无驻车框位置的变动，也就是说，生成目标路径47时识别出的目标驻车框44的目标驻车位置44a与在目标路径47上移动中再识别出的目标驻车框45的目标驻车位置45a之间是否存在偏差(偏差掌握部)。继而，在存在偏差的情况下，判断驻车框位置的变动量是否在车辆控制的容许范围内。

此处，在驻车框位置的变动量比车辆控制的容许范围大的情况下(步骤S104中为否)，无法在车辆到达目标驻车位置45a前修正横向偏移，会以相对于目标驻车框45而言带有横摆角的状态停车，因此转移至步骤S111而选择第一模式，执行使用目标路径47的跟随控制。在第一模式下，将驻车开始时由目标路径生成部32生成的目标路径47从模式切换部35输出至路径跟随部36，通过路径跟随部36、以车辆1跟随目标路径47的方式进行车辆控制。

再者，在步骤S101中判定不是从目标驻车框44正前方的反打点42去往目标驻车框44的移动中(否)的情况、或者步骤S102中判断识别部31未能再识别出目标驻车框(否)的情况下，也转移至步骤S111而选择第一模式，执行使用目标路径47的跟随控制。

另一方面，在有驻车框位置的变动、其变动量在车辆控制的容许范围内的情况下(步骤S104中为是)，转移至步骤S105以运算连接路径48。

在步骤S105中，由连接路径生成部33进行生成连接路径48的处理。连接路径48是在目标路径47上移动中识别部31再识别出目标驻车框45时的车辆1的位置成为路径起点43、从该路径起点43到达再识别后的目标驻车框45的目标驻车位置45a用的路径。连接路径生成部33生成包含圆弧形状的曲线区间48a的简易路径作为连接路径48，所述圆弧形状的曲线区间48a从再识别出目标驻车框45的位置43连到连结目标驻车框45的正面宽度的中心45b和目标驻车位置45a的直线。

图5为表示本发明的一实施方式的车辆控制装置的动作的一例的说明图。图5中，以再识别出的目标驻车框45的目标驻车位置45a为坐标原点、以通过目标驻车框45的正面宽度的中心45b和目标驻车位置45a的框前后方向的轴为X轴、以通过目标驻车位置45a并与X轴正交的框宽度方向的轴为Y轴来进行说明。

如图5所示，连接路径48包含圆弧形状的曲线区间48a和直线形状的直线区间48b。直线区间48b是设定在通过目标驻车框45的正面宽度的中心45b和目标驻车位置45a的直线上(X轴上)的区间。曲线区间48a具有通过路径起点43连到连结目标驻车框45的正面宽度的中心45b和目标驻车框45的目标驻车位置45a的直线(X轴)的圆弧形状。连接路径48的曲线区间48a的回旋半径R通过下式(1)来运算。

[数式1]

上述式(1)的ΔY是驻车框位置的Y轴方向的变动量(横向偏移)，L'是连接路径48的曲线区间48a的X轴方向的长度(以下记作曲线区间生成距离)。连接路径48的曲线区间48a与直线区间48b以平滑地连续的方式在连接点48c上相连。

曲线区间生成距离L'的长度由连接点48c的设定位置决定。例如，在将连接点48c的位置设定成与目标驻车框45的正面宽度的中心45b一致的位置的情况下，在使车辆1沿连接路径48移动时，可以在车辆1的一部分不超出目标驻车框45而横穿侧方的框线的情况下将车辆1驶入目标驻车框45。

连接点48c的设定位置可根据车辆1周围的状况来决定。例如，在像图3所示那样在目标驻车框45左右存在其他车辆等障碍物46的情况下，在车辆1去往目标驻车框45时，若车辆1的一部分超出目标驻车框45而横穿侧方的框线，则有接触到障碍物46之虞。因而，优选将连接点48c的位置设定为与目标驻车框45的正面宽度的中心45b一致的位置，避免车辆1的一部分超出目标驻车框45。

另一方面，在目标驻车框45左右没有其他车辆等障碍物46的情况下，即便车辆1的一部分超出目标驻车框45也没有问题，可横穿目标驻车框45的左框线或右框线。因而，在目标驻车框45左右没有障碍物46的情况下，可以像图5所示那样设定为目标驻车框45的正面宽度的中心45b与目标驻车位置45a之间的位置。如此，连接点48c的位置可在连接路径48上根据是否容许车辆1横穿目标驻车框45的左框线或右框线来加以决定。

在步骤S106中，确认连接路径48的曲线区间48a内的回旋半径R的大小是否为车辆1的最小回旋半径以上。继而，在步骤S106中判断回旋半径R的大小为最小回旋半径以上的情况下(步骤S106中为是)，转移至步骤S108，以从车辆1在目标路径47上移动的第一模式切换至车辆1在连接路径48上移动的第二模式。

在步骤S108中，从模式切换部35向路径跟随部36输出连接路径48，以车辆1跟随连接路径48的方式由路径跟随部36执行跟随控制。也就是说，通过模式切换部35从车辆1在目标路径47上移动的第一模式切换至车辆1在连接路径48上移动的第二模式。在第二模式下，车辆1沿连接路径48的曲线区间48a移动，然后沿直线区间48b移动。

在步骤S106中判断连接路径48的曲线区间48b的回旋半径R的大小比车辆1的最小回旋半径小的情况下(步骤S106中为否)，判断车辆无法跟随连接路径48，从而转移至步骤S107之后。在步骤S107之后，进行如下处理：判断能否使车辆1沿离开目标驻车框45的方向移动来重新生成能跟随的连接路径。再者，本实施方式是以面向后方驻车的情况为例来进行的说明，因此在以下的说明中是以离开目标驻车框45的方向为前进，而在面向前方驻车的情况下为后退。

首先，在步骤S107中判断前进距离是否在预先设定的容许前进距离以内。此处，在判断前进距离在容许前进距离以内的情况下(步骤S107中为是)，转移至步骤S109，中止连接路径48的路径跟随而使车辆从连接路径48的路径起点43前进。

在步骤S109中，从模式切换部35向路径跟随部36指示车辆1的前进，在下一控制周期之后进行连接路径的生成。继而，使车辆1前进直至步骤S106的判定变为是为止(步骤S109)。通过该步骤S109，得以进行使车辆1朝离开目标驻车框45的方向移动来生成新的连接路径的处理。

也就是说，在步骤S104～S106中，判断车辆的位置是否是无法生成连接路径的位置，在车辆的位置是无法生成连接路径的位置的情况下，在步骤S109中进行连接路径的再生成，即，使车辆朝离开目标驻车框45的方向移动(本实施方式中为前进)，并以移动后的位置为路径起点来生成新的连接路径。

在通过步骤S109使车辆前进而结果在步骤S107中前进距离变得比容许前进距离大的情况下(步骤S107中为否)，判断无法进行连接路径的再生成而中止连接路径的生成。继而，转移至步骤S110来中止驻车控制。

本实施方式的车辆控制装置18具有连接路径生成部33，在目标路径47上移动中再识别出目标驻车框45的情况下，所述连接路径生成部33生成用于使车辆1从再识别出的位置43移动至再识别后的目标驻车框45的连接路径48。连接路径生成部33生成包含圆弧形状的曲线区间48a的简易路径作为连接路径48，所述曲线区间48a从再识别出目标驻车框45的位置43连到连结目标驻车框45的正面宽度的中心45b和目标驻车位置45a的直线(X轴)。因而，能在自动驻车控制中简单且迅速地获得用于到达再识别出的目标驻车框45的目标驻车位置45a的路径即连接路径48。因而，可以减少车辆控制装置18的计算负荷。

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。

符号说明

31…识别部、32…目标路径生成部、33…连接路径生成部、34…位置推断部、35…模式切换部、36…路径跟随部、41…驻车开始位置、42…反打点、43…连接路径的路径起点、44…驻车开始时识别出的目标驻车框的位置、45…在目标路径上移动中再识别出的目标驻车框的位置、46…其他车辆(障碍物)、47…目标路径、48…连接路径、48a…曲线区间、48b…直线区间。

Claims

1.一种车辆控制装置，其特征在于，具备：

识别部，其识别目标驻车框；

目标路径生成部，其生成用于使车辆从驻车开始位置移动至所述目标驻车框的目标驻车位置的目标路径；

位置推断部，其推断所述车辆的位置；

连接路径生成部，其生成连接路径，所述连接路径用于使所述车辆从所述车辆的位置移动至在所述目标路径上移动中由所述识别部再识别出的所述目标驻车框的目标驻车位置；以及

模式切换部，其以生成了所述连接路径这一情况为条件，从所述车辆在所述目标路径上移动的第一模式切换至所述车辆在所述连接路径上移动的第二模式。

2.根据权利要求1所述的车辆控制装置，其特征在于，

具备偏差掌握部，所述偏差掌握部掌握生成所述目标路径时识别出的所述目标驻车框的目标驻车位置与在所述目标路径上移动中再识别出的所述目标驻车框的目标驻车位置之间是否存在偏差，

在通过所述偏差掌握部判断存在所述偏差的情况下，所述连接路径生成部生成所述连接路径。

3.根据权利要求2所述的车辆控制装置，其特征在于，

所述连接路径包含通过所述目标驻车框的正面宽度的中心和所述目标驻车位置的直线上的直线区间和与所述直线区间连接的曲线区间。

4.根据权利要求3所述的车辆控制装置，其特征在于，

以所述车辆在所述目标路径上移动中所述识别部再识别出所述目标驻车框的位置为所述连接路径的路径起点，

在所述第二模式下，使所述车辆沿所述曲线区间移动，然后沿所述直线区间移动。

5.根据权利要求4所述的车辆控制装置，其特征在于，

所述直线区间与所述曲线区间相连接的位置为所述目标驻车框的所述正面宽度的中心。

6.根据权利要求4所述的车辆控制装置，其特征在于，

所述直线区间与所述曲线区间相连接的位置为所述目标驻车框的所述正面宽度的中心与所述目标驻车框的所述目标驻车位置之间的位置。

7.根据权利要求4所述的车辆控制装置，其特征在于，

所述直线区间与所述曲线区间相连接的位置在所述连接路径上根据是否容许所述车辆横穿所述目标驻车框的左框线或右框线来加以决定。

8.根据权利要求1所述的车辆控制装置，其特征在于，

所述连接路径生成部判断所述车辆的位置是否是无法生成所述连接路径的位置，在所述车辆的位置是无法生成所述连接路径的位置的情况下，使所述车辆朝离开所述目标驻车框的方向移动来进行所述连接路径的再生成。

9.根据权利要求8所述的车辆控制装置，其特征在于，

在判断无法进行所述连接路径的再生成的情况下，所述连接路径生成部中止所述连接路径的生成。

10.根据权利要求1所述的车辆控制装置，其特征在于，

所述连接路径生成部根据在从所述目标驻车位置正前方的反打点朝所述目标驻车位置移动中由所述识别部再识别出的所述目标驻车框的所述目标驻车位置来生成所述连接路径。

11.根据权利要求1所述的车辆控制装置，其特征在于，

在通过所述识别部再识别出所述目标驻车框的整个框的情况下，所述连接路径生成部生成所述连接路径。

12.根据权利要求1所述的车辆控制装置，其特征在于，

在通过所述识别部识别出所述目标驻车框的左右端的情况下，所述连接路径生成部生成所述连接路径。

13.根据权利要求4所述的车辆控制装置，其特征在于，

所述连接路径的所述曲线区间为圆弧形状。

14.根据权利要求1至12中任一项所述的车辆控制装置，其特征在于，

使所述车辆面向前方停驻至所述目标驻车框。

15.根据权利要求1至12中任一项所述的车辆控制装置，其特征在于，

使所述车辆面向后方停驻至所述目标驻车框。

16.根据权利要求1所述的车辆控制装置，其特征在于，

所述连接路径生成部生成包含圆弧形状的曲线区间的路径作为所述连接路径，所述曲线区间从再识别出所述目标驻车框的位置连到连结所述目标驻车框的正面宽度的中心和所述目标驻车位置的直线。

17.根据权利要求16所述的车辆控制装置，其特征在于，

所述连接路径的曲线区间的回旋半径通过下式(1)来运算：

[数式1]

其中，ΔY为所述目标路径的所述目标驻车位置与所述连接路径的所述目标驻车位置的偏差，L'为所述连接路径的所述曲线区间的长度。