CN117207956A - 驾驶辅助装置和驾驶辅助方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种驾驶辅助装置和驾驶辅助方法。具备：教师数据生成部，存储车辆在教师行驶模式下通过用户的驾驶操作进行了行驶时的移动路径，并基于移动路径生成与在自动行驶模式下使车辆自动行驶时的目标路径相关的教师数据；位置估计部，基于周围传感器的传感器信息，估计车辆的当前位置；车辆控制部，基于自动行驶模式开始时的车辆的初始位置，使车辆向目标路径的起点到终点之间的各目标位置中的进入开始目标位置移动后，使车辆从目标路径的进入开始目标位置起沿着目标路径行驶，其中，车辆控制部在自动行驶模式下，以比车辆在教师行驶模式下进行了行驶时的车速低的车速使车辆行驶。

Description

驾驶辅助装置和驾驶辅助方法
申请是申请日为2020年12月2日、申请号为202080095074.1、发明名称为“驾驶辅助装置、车辆及驾驶辅助方法”的申请的分案申请。
技术领域
本公开涉及驾驶辅助装置、车辆及驾驶辅助方法。
背景技术
一般而言，住宅的停车空地中狭窄的地方较多，有时使得停车很困难，因此对通过自动驾驶进行停车或出库的需求较高。
已知有各种各样的驾驶辅助装置用于实现这种自动驾驶。这种驾驶辅助装置例如进行如下的自动驾驶：当驾驶员将车辆停在预定的初始停止位置时，自动辅助从初始停止位置至目标停车位置为止的停车行驶。而且，这种驾驶辅助装置通过搭载于车辆的各种传感器自动识别停车空间和该车辆的位置，并自动进行转向操作、加速操作以及制动操作等。
专利文献1中公开了如下技术：为了实现这种自动驾驶，通过乘坐车辆的用户(以下简称为“用户”)的驾驶操作，使车辆从停车场外的预定位置行驶至目标停车位置，将此时的移动路径作为教师数据而存储，从而在之后的停车场景中，使车辆沿着该移动路径自动行驶。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017-138664号公报
非专利文献
非专利文献1：Mikael Persson et al.“Lambda Twist：An Accurate FastRobust Perspective Three Point(P3P)Solver.”，ECCV 2018，pp 334-349，published in2018，http：//openaccess.thecvf.com/content_ECCV_2018/papers/Mikael_Persson_Lambda_Twist_An_ECCV_2018_paper.pdf
发明内容
本公开的目的在于，提供能够进行更优选的停车辅助或出库辅助的驾驶辅助装置、车辆及驾驶辅助方法。
解决问题的方案
本公开的一个方式是一种驾驶辅助装置，辅助车辆的驾驶，该驾驶辅助装置具备：
教师数据生成部，存储所述车辆在教师行驶模式下通过用户的驾驶操作进行了行驶时的移动路径，并生成与目标路径相关的教师数据，该目标路径是将所述移动路径反转为从终点侧朝向起点侧而得的目标路径；
位置估计部，基于对所述车辆的周围环境进行监视的周围传感器的传感器信息，估计所述车辆的当前位置；以及
车辆控制部，在受理了自动行驶模式的执行指令的情况下，基于所述位置估计部所估计的所述车辆的当前位置和所述目标路径的各目标位置对所述车辆进行反馈控制，以使得所述车辆沿着所述目标路径行驶。
另外，本公开的一个方式在另一方面是具备上述驾驶辅助装置的车辆。
另外，本公开的一个方式在另一方面是一种驾驶辅助方法，是辅助车辆的驾驶的驾驶辅助方法，该驾驶辅助方法包括以下处理：
第一处理，存储所述车辆在教师行驶模式下通过用户的驾驶操作进行了行驶时的移动路径，并生成与目标路径相关的教师数据，该目标路径是将所述移动路径反转为从终点侧朝向起点侧而得的目标路径；
第二处理，基于对所述车辆的周围环境进行监视的周围传感器的传感器信息，估计所述车辆的当前位置；以及
第三处理，在受理了自动行驶模式的执行指令的情况下，基于通过所述第二处理所估计的所述车辆的当前位置和所述目标路径的各目标位置对所述车辆进行反馈控制，以使得所述车辆沿着所述目标路径行驶。
附图说明
图1是表示车辆的整体结构的一例的框图。
图2A是表示驾驶辅助装置的功能块(教师行驶模式时)的一例的图。
图2B是表示驾驶辅助装置的功能块(自动行驶模式时)的一例的图。
图3A是表示车辆在教师行驶模式下进行了行驶时的移动路径的一例的图。
图3B是表示车辆在自动行驶模式下受到行驶控制的移动路径的一例的图。
图4A是表示教师行驶模式下的行驶方式的图。
图4B是表示自动行驶模式下的行驶方式的图。
图5是表示教师数据生成部所生成的教师数据的一例的图。
图6是表示教师数据生成部所生成的地图数据的一例的图。
图7是说明位置估计部的处理的一例的图。
图8是表示不进行以车辆的当前位置为基准的反馈控制的情况下(在此，只通过航位推算进行控制的情况下)的车辆的移动路径的一例的图。
图9是说明车辆控制部的更优选的方式的图。
图10是表示驾驶辅助装置在教师行驶模式时执行的动作的一例的流程图。
图11是表示驾驶辅助装置在自动行驶模式时执行的动作的一例的流程图。
图12是表示变形例的驾驶辅助装置在自动行驶模式时执行的动作的一例的流程图。
具体实施方式
根据现有技术(例如，专利文献1)的驾驶辅助装置，若通过用户的驾驶操作执行一次教师行驶(是指为了生成教师数据而通过用户的驾驶操作进行的行驶。下同)，则后来能够自动执行停车动作或出库动作，因此，可以说这种技术的便利性很高。
然而，当在狭窄的停车空地使车辆无浪费地进行停车动作或者在用户平时愿意停车的地方(例如，想靠墙停车以确保通行的地方)使车辆进行停车动作的情况下，往往难以进行驾驶操作，教师行驶本身可能是很困难的，或可能包括不必要的前进后退切换。
根据本公开的驾驶辅助装置，能够提供解决了上述课题的停车辅助或出库辅助。
下面，参照附图对本公开的优选的实施方式进行详细说明。应予说明，在本说明书和附图中，对实质上具有相同功能的构成要素，标以相同的附图标记，省略重复说明。
[车辆的整体结构]
下面，参照图1，对一实施方式的车辆的结构的一例进行说明。
图1是表示车辆1的整体结构的一例的框图。
车辆1具备驾驶辅助装置10、车辆驱动装置20、车载传感器30、车载摄像机40、外部存储装置50及HMI(Human Machine Interface，人机界面)60。
车辆驱动装置20是实现车辆1的行驶所需的驱动、制动、转弯运动的装置，例如，构成为包括驱动电动机、动力传递机构、制动装置和转向装置等以及控制这些装置的电子驾驶辅助装置。在车辆驱动装置20中，例如由驱动电动机生成动力，并将该动力经由动力传递机构(传动轴、差动齿轮及驱动轴等)传递到车轮，从而使车辆1行驶。应予说明，在本实施方式的车辆驱动装置20中，在自动行驶模式时由驾驶辅助装置10进行动作控制。
车载传感器30是搭载于车辆1且对车辆1的行驶状态进行检测的各种传感器。车载传感器30例如包括：检测加速器开度的加速器开度传感器、检测转向装置的转向角的转向角传感器、检测作用于车辆1的前后方向的加速度的加速度传感器、检测作用于车辆1的车轮与驱动电动机之间的动力传递机构的扭矩的扭矩传感器以及检测车辆1的车速的车速传感器、轮速传感器等。车载传感器30将自己检测得到的传感器信息输出至驾驶辅助装置10。
车载摄像机40(相当于本发明的“周围传感器”)是搭载于车辆1且对车辆1的周围环境进行监视的周围传感器。在本实施方式中，车载摄像机40例如用于检测存在于车辆1周围的物体(典型地为固定于地上的物体)，并根据车辆1与存在于车辆1周围的物体之间的位置关系估计车辆1的存在位置。车载摄像机40例如由以能够拍摄车辆1的前方、后方、左方及右方这4个方向的方式配设的4个摄像机构成。车载摄像机40将自己生成的摄像机图像输出至驾驶辅助装置10。
应予说明，作为用于估计车辆1的自身位置的周围传感器，也可以使用LiDAR、雷达或超声波传感器等来代替车载摄像机40。
外部存储装置50例如是HDD(Hard Disk Drive，硬盘驱动器)、SSD(Solid StateDrive，固态硬盘)或闪存存储器等辅助存储装置。在外部存储装置50中，例如储存在教师行驶模式下进行了行驶时由驾驶辅助装置10生成的教师数据D1和地图数据D2。
HMI60是触摸面板、指令器、按钮或操作键等受理乘坐车辆1的用户的输入操作的用户界面。HMI60例如构成为能够受理执行教师行驶模式时的执行指令或执行自动行驶模式时的执行指令等输入操作。HMI60将与从用户受理的输入操作相关的信息输出至驾驶辅助装置10。
驾驶辅助装置10是对车辆1的各部分进行整体控制的电子控制单元。驾驶辅助装置10一边参照来自车载传感器30的传感器信息，一边控制车辆驱动装置20，以使车辆1的行驶状态最优化。另外，驾驶辅助装置10构成为能够控制车辆驱动装置20以使车辆1自动行驶。
驾驶辅助装置10例如构成为包括：CPU(Central Processing Unit，中央处理器)10a、ROM(Read Only Memory，只读存储器)10b、RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)10c、输入端口(未图示)及输出端口(未图示)等。而且，驾驶辅助装置10所具有的后述的各功能例如通过由CPU10a参照RAM10c和ROM10b中所存储的控制程序和各种数据来实现。
另外，驾驶辅助装置10与车辆驱动装置20、车载传感器30、车载摄像机40、外部存储装置50及HMI60经由车载网络(例如，遵循CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)通信协议的通信网络)相互连接，能够相互收发所需的数据和控制信号。
[驾驶辅助装置的结构]
接下来，参照图2A～图9对驾驶辅助装置10的结构的一例进行说明。应予说明，本实施方式的驾驶辅助装置10例如用于使车辆1自动停放在停车场。
驾驶辅助装置10构成为能够基于用户的输入操作来切换教师行驶模式和自动行驶模式。教师行驶模式是用于登记使车辆1以自动行驶模式自动行驶时的目标路径的模式。在教师行驶模式下，通过用户的驾驶操作对车辆1进行行驶控制。另一方面，自动行驶模式是使车辆1按照在教师行驶模式下登记的目标路径自动行驶的模式(但是，使车辆1从教师行驶模式下的移动路径的终点侧向起点侧行驶。细节将在后文中说明)。在自动行驶模式下，由驾驶辅助装置10自动进行车辆1的行驶控制，而无需用户的驾驶操作。
图2A、图2B是表示本实施方式的驾驶辅助装置10的功能块的一例的图。应予说明，在图2A中只记载了车辆1在教师行驶模式下发挥功能的功能部，图2B中只记载了车辆1在自动行驶模式下发挥功能的功能部。
图3A是表示车辆1在教师行驶模式下进行了行驶时的移动路径(实线箭头的路径)的一例的图，图3B是表示车辆1在自动行驶模式下受到行驶控制的移动路径(实线箭头的路径)的一例的图。应予说明，在图3A中示出了在教师行驶模式下，通过用户的驾驶操作执行了从目标停车位置(以下也称为“第一位置”)P1到停车场外的所希望的位置(以下也称为“第二位置”)P2为止的出库动作的方式，图3B中示出了在自动行驶模式下通过自动行驶执行了从第二位置P2到第一位置P1为止的入库动作的方式。
图4A、图4B是表示教师行驶模式与自动行驶模式的关系的图，图4A是示出教师行驶模式下的行驶方式的图，图4B是示出自动行驶模式下的行驶方式的图。
<执行教师行驶模式时>
首先，对在执行教师行驶模式时发挥功能的驾驶辅助装置10的功能结构进行说明。
在驾驶辅助装置10中，在执行教师行驶模式时，车辆信息获取部110、航位推算部120及教师数据生成部130发挥功能(参照图2A)。
车辆信息获取部110从车载传感器30获取表示车辆1的行驶状态的传感器信息。然后，车辆信息获取部110将获取到的传感器信息发送至航位推算部120。
航位推算部120基于检测车辆1的行驶状态的车载传感器30的传感器值的随时间的变化，估计车辆1的当前位置。航位推算部120例如基于车载传感器30所示的车速及偏航率的随时间的变化计算出从基准位置(例如，开始教师行驶模式时的行驶开始位置)起的车辆1的移动量，并基于该移动量估计车辆1的当前位置。
在航位推算部120中估计出的车辆1的当前位置是车辆1的粗略当前位置，由航位推算部120进行的位置估计的估计精度较低，因此，在本实施方式的驾驶辅助装置10中，基于车载摄像机40所生成的摄像机图像修正车辆1的实际的当前位置。应予说明，作为航位推算部120进行的位置估计的估计精度较低的理由，例如可举出：难以构建完整的运动学模型(例如，关于轮胎直径、轮距)；在车载传感器30的观测值中一定会包含噪声；以及无法由车载传感器30观测的外部因素(例如，轮胎的打滑)大幅影响到位置估计。另外，在由航位推算部120进行的位置估计中，这些所引起的误差会积累。
教师数据生成部130存储教师行驶时的移动路径，并根据该移动路径生成与在自动行驶模式下使车辆1自动行驶时的目标路径相关的教师数据D1。教师数据生成部130例如以来自用户的教师行驶模式开始指令为契机，开始存储移动路径，且以来自用户的教师行驶模式结束指令为契机，结束移动路径的存储。典型地，教师数据生成部130从车辆1在停车目标位置(第一位置)P1停止的状态开始存储移动路径，且在车辆1在停车场外的所希望的位置(第二位置)P2停止的状态下结束移动路径的存储。应予说明，教师数据生成部130所生成的教师数据D1被储存于外部存储装置50。
图5是表示教师数据生成部130所生成的教师数据D1的一例的图。图5所示的数据D1a是表示在教师行驶时依次存储的、车辆1实际进行了行驶的移动路径和该移动路径中的各位置处的行驶方式的数据，而根据该教师行驶时的数据D1a生成教师数据D1。
教师数据D1例如包括：以自动行驶模式行驶时的目标路径、目标路径的各目标位置处的车辆1的方位(即，朝向)、目标路径的各目标位置处的车辆1的行驶方向(即，前进或后退)以及目标路径中的各目标位置处的参考行驶信息。
教师数据D1中的目标路径是通过将教师行驶时的移动路径反转为从终点侧朝向起点侧来生成的。也就是说，教师数据D1的目标路径的各目标位置是通过将车辆1在教师行驶时从第一位置P1行驶至第二位置P2时估计出的车辆1的各位置，反转为从第二位置P2侧朝向第一位置P1侧来生成的。
教师数据D1中所存储的目标路径中的各目标位置处的车辆1的方位与教师行驶时的各位置处的车辆1的朝向相同。另外，教师数据D1中所存储的目标路径中的各目标位置处的车辆1的行驶方向与教师行驶模式下的行驶方向相反。
另外，教师数据D1中所存储的目标路径中的各目标位置处的参考行驶信息例如是车辆1在教师行驶模式下进行了行驶时在移动路径中的各位置处检测到的行驶信息(例如，转向角和车速)。该参考行驶信息成为在执行自动行驶时的移动路径的各位置处由车辆控制部160对车辆驱动装置20(例如，转向装置的转向角)进行控制时的基准。但是，在使车辆1自动行驶时，车辆控制部160以目标路径中的各目标位置为目标值，对车辆驱动装置20(例如，转向装置的转向角)进行反馈控制，以使得车辆1不偏离教师数据D1所示的目标路径(细节将在后文中说明)。
应予说明，教师数据生成部130还可以将与在教师行驶时所存储的、车辆1实际进行了行驶的移动路径相关的数据D1a储存于外部存储装置50，以使得再现教师行驶(参照后述的变形例)。
在此，教师数据生成部130例如在制成地图数据D2的同时，生成教师数据D1，该地图数据D2用于根据车载摄像机40的摄像机图像估计车辆1的当前位置。该技术也称为SLAM(Simultaneous Localization and Mapping，同步定位与建图)法。
图6是表示教师数据生成部130所生成的地图数据D2的一例的图。应予说明，在图6中，用俯视图表示存储于地图数据D2的实景中的特征点Q的实际空间中的位置。
地图数据D2是针对实景中的多个特征点的每一个将实际空间中的该特征点的三维位置与根据在制成地图数据D2时拍摄到的摄像机图像得到的该特征点的特征量关联起来存储的数据。作为地图数据D2而存储的特征点例如是在实景中可成为标记的物体(例如，树木、墙壁或柱子等)的摄像机图像中的、可以得到有特征的图像图案的部分(例如，拐角部)。应予说明，地图数据D2的多个特征点例如通过识别编号，以能够单独识别的方式存储。
地图数据D2中所存储的特征点的实际空间中的三维位置用三维的正交坐标系(X、Y、Z)表示。
作为地图数据D2中所存储的特征点的特征量，除了使用摄像机图像上的亮度和浓度之外，还使用SIFT(Scale Invariant Feature Transform，尺度不变特征变换)特征量或SURF(Speeded Up Robust Features，加速稳健特征)特征量等。应予说明，对于存储于地图数据D2的特征点的特征量数据，即使是相同的三维位置的特征点，也可以按照拍摄到该特征点时的摄像机的拍摄位置或拍摄方向的不同而分别存储。另外，存储于地图数据D2的特征点的特征量数据也可以与具有该特征点的物体的图像关联起来存储。
教师数据生成部130例如基于立体摄影测量确定实景中的特征点的坐标。具体而言，教师数据生成部130读出在不同时刻生成的多个摄像机图像，并将在这些多个摄像机图像中都拍摄有的相同的特征点相互对应起来。然后，教师数据生成部130例如从航位推算部120获取与生成了这些多个摄像机图像时的车辆1的假定位置相关的信息，根据三角测量的原理来确定实景中的特征点的暂定坐标。然后，教师数据生成部130例如将车辆1的假定位置和实景中的特征点的暂定坐标用作参考信息，进行光束平差法，以使对所有的摄像机图像投影实景中的各特征点时的重投影误差最小化的方式，计算车辆1的正式位置以及实景中的特征点的正式坐标。然后，教师数据生成部130将车辆1的正式位置作为表示教师行驶时的车辆1的位置的数据D1a而存储。另外，教师数据生成部130将实景中的特征点的正式坐标作为地图数据D2而存储于外部存储装置50。
应予说明，地图数据D2也可以不通过SLAM法，而事先使用LIDAR(Light Detectionand Ranging，光检测和测距)、立体摄像机来测定。但是，在生成地图数据D2时，因其测定方法而包含失真的情况较多，所以从抑制地图数据D2自身的失真所引起的位置估计精度的下降的观点来看，优选使用SLAM法。
<执行自动行驶模式时>
接下来，对在执行自动行驶模式时发挥功能的驾驶辅助装置10的功能结构进行说明。
在驾驶辅助装置10中，在执行自动行驶模式时，车辆信息获取部110、航位推算部120、位置估计部140、目标路径读出部150以及车辆控制部160发挥功能(参照图2B)。
车辆信息获取部110和航位推算部120的结构与上述的结构相同，所以在此省略说明。
位置估计部140基于地图数据D2和车载摄像机40的摄像机图像估计车辆1的当前位置。
图7是说明位置估计部140的处理的一例的图。图7中的点R1、R2、R3表示从车载摄像机40的摄像机图像抽取出的3个特征点，点Q1、Q2、Q3表示存储于地图数据D2的特征点R1、R2、R3的实际空间中的三维位置。另外，RP1表示车载摄像机40的摄像面。另外，点P1表示根据从车载摄像机40的摄像机图像抽取出的3个特征点R1、R2、R3和存储于地图数据D2的点Q1、Q2、Q3求出的车载摄像机40的位置(即，车辆1的位置)。
例如，位置估计部140首先使用图案匹配和特征量搜寻等，将从车载摄像机40的摄像机图像抽取出的特征点与存储于地图数据D2的特征点进行对比。然后，位置估计部140随机地选择从车载摄像机40的摄像机图像抽取出的特征点中与存储于地图数据D2的特征点一致的特征点中的几个(例如，3个～6个)特征点，并基于这几个特征点的摄像机图像内的位置和存储于地图数据D2的、该几个特征点在实际空间中的三维位置，来估计车辆1在实际空间中的位置。此时，位置估计部140例如通过使用Lambda Twist等公知的方法(例如，参照非专利文献1)解决PnP问题，由此计算车辆1的位置。
应予说明，位置估计部140在将从车载摄像机40的摄像机图像抽取出的特征点与存储于地图数据D2的特征点进行对比时，例如，也可以以由航位推算部120估计出的车辆1的当前位置为基准，锁定存储于地图数据D2的特征点中的、要与从车载摄像机40的摄像机图像中抽取的特征点进行对比的对象的特征点。
与位置估计部140估计出的车辆1的当前位置相关的信息被发送至车辆控制部160。应予说明，与位置估计部140估计的车辆1的当前位置相关的信息例如包括与实际空间中的车辆1的二维位置相关的信息(X坐标、Y坐标)以及与车辆1的朝向相关的信息。
目标路径读出部150从外部存储装置50读出用于使车辆1移动的教师数据D1，并发送至车辆控制部160。应予说明，在将驾驶辅助装置10构成为能够执行顺方向自动行驶模式和逆方向自动行驶模式作为自动行驶模式的情况下，目标路径读出部150基于来自HMI60的用户的指令信号，作为从外部存储装置50读出的对象选择顺方向自动行驶模式的目标路径和逆方向自动行驶模式的目标路径中的一者，并将其发送至车辆控制部160(参照后述的变形例)。
车辆控制部160在受理了来自用户的自动行驶模式的执行指令的情况下，一边识别车辆1的当前位置，一边使车辆1沿着从目标路径读出部150接收到的教师数据D1所示的目标路径移动。即，车辆控制部160在从用户受理了自动行驶模式的执行指令的情况下，使车辆1沿着教师数据D1所示的目标路径从第二位置P2到第一位置P1向与教师行驶模式下的行驶方向相反的方向自动行驶。而且，车辆控制部160使车辆1停止于与教师行驶时的起点相对应的第一位置P1。
在此，车辆控制部160基于由位置估计部140估计的车辆1的当前位置和教师数据D1所示的目标路径中的各目标位置，对车辆1进行反馈控制。进行这样的控制的理由是因为有时开始自动行驶模式时的车辆1的初始位置不与教师数据D1所示的目标路径的初始位置(在此，第二位置P2)完全一致。另外，在仅基于航位推算的移动路径的再现方法中，特别是在低速区域或要进行前进后退切换的移动路径中误差容易变大。而且，当使车辆1的行驶速度在教师行驶时与自动行驶时之间不同的情况下，用于使车辆1在教师行驶时和自动行驶时沿着相同的移动路径行驶的车辆1的转向角本身也会发生变化。
图8是表示不进行以车辆1的当前位置为基准的反馈控制的情况下(在此，仅通过航位推算进行控制的情况下)的车辆1的移动路径的一例的图。在图8中示出开始自动行驶模式时的车辆1的实际的初始位置(在此，车辆1的朝向)P2’与教师数据D1所示的目标路径的初始位置P2偏离的情况下的车辆1的移动路径。在这样的情况下，如图8的路径L’所示，车辆1大幅偏离教师数据D1所示的目标路径而移动。应予说明，即使车辆1的朝向的误差只有1度，若行驶50m，则在最终目标位置P1’处会产生与目标路径的最终目标位置P1的0.87m的位置偏差。
关于这一点，如本实施方式的车辆控制部160的控制方法那样，基于由位置估计部140估计的车辆1的当前位置和教师数据D1所示的目标路径中的各目标位置对车辆1进行反馈控制，由此能够使车辆1沿着目标路径准确地行驶。应予说明，此时，典型地，车辆控制部160对车辆1的转向装置的转向角进行反馈控制，从而抑制这种位置偏差。
另外，车辆控制部160在使车辆1自动行驶时，不一定要使其从教师数据D1所示的目标路径的起点的位置开始自动行驶，也可以使其从教师数据D1所示的目标路径的起点与终点之间的位置进行自动行驶。
图9是说明车辆控制部160的更优选的方式的图。优选地，如图9所示，车辆控制部160基于自动行驶模式开始时的车辆1的初始位置P2a，决定教师数据D1所示的目标路径L的起点到终点之间的各目标位置中的进入开始目标位置Pt，并在使车辆1从初始位置P2a向进入开始目标位置Pt移动后，使其从进入开始目标位置Pt沿着目标路径L行驶。此时，车辆控制部160例如使用规定的评价函数，根据自动行驶模式开始时的车辆1的初始位置P2a和朝向，决定教师数据D1所示的目标路径L的起点到终点之间的各目标位置中最容易进入的目标位置即可。由此，即使在自动行驶模式开始时的车辆1的初始位置P2a偏离目标路径L的起点的位置P2的情况下，也能够使车辆1更顺畅地到达目标路径。
另外，作为另一个其他方式，也可以是，在自动行驶模式开始时的车辆1的初始位置P2a偏离目标路径L的起点的位置P2的情况下，车辆控制部160计算用于使车辆1接近教师数据D1所示的目标路径L中的任一个目标位置的追加目标路径，在使车辆1沿着该追加目标路径行驶后，使其沿着目标路径L行驶。应予说明，追加目标路径例如可以基于车辆1的初始位置P2a、目标路径L中的各目标位置、车辆1的车体信息(车辆1的尺寸和转弯时的最小旋转半径等)及车辆1周围的障碍物信息(即，可从车载摄像机40的摄像机图像中得到的周围信息)等计算。
另外，优选地，在以自动行驶模式使车辆1自动行驶时，车辆控制部160以比车辆1在教师行驶下进行了行驶时的车速低的车速使车辆1行驶。由此，能够提高使车辆1自动行驶时的安全性。典型地，在教师行驶时，用户使车辆1以较高的车速进行前进行驶，因此，如果在自动行驶时使车辆1以与教师行驶时相同的车速行驶，则车辆1会以较高的车速进行后退行驶。以较高的车速进行后退行驶的车辆1有可能给车辆1周围的行人产生恐惧感，或引起与车辆1周围的行人的碰撞。
另外，优选地，若在以自动行驶模式使车辆1自动行驶时收到了来自用户的停止指令，车辆控制部160则结束使车辆1自动行驶的控制。由此，还可以应对用户想要在更早阶段切换到手动驾驶的愿望。应予说明，作为来自用户的停止指令，例如可以是用户针对车辆1进行的加速操作、制动操作或转向操作等。例如，也可以是，在用户进行了加速操作的情况下，直接解除自动行驶模式来转移到手动行驶，而无需使车辆1停止。
[驾驶辅助装置的动作流程]
图10是示出驾驶辅助装置10在教师行驶模式时执行的动作的一例的流程图。图10所示的流程图例如是驾驶辅助装置10按照计算机程序以规定间隔(例如，100ms间隔)反复执行的处理。
在步骤S1中，驾驶辅助装置10判断是否从用户收到了教师行驶模式的开始指令。此时，驾驶辅助装置10在未收到教师行驶模式的开始指令的情况下(S1：“否”)，不进行任何特定处理，而结束图10的动作流程；在收到了教师行驶模式的开始指令的情况下(S1：“是”)，将处理向步骤S2推进。
在步骤S2中，驾驶辅助装置10从车载摄像机40获取摄像机图像，并基于该摄像机图像制成地图数据D2，并且估计车辆1的位置。然后，驾驶辅助装置10将地图数据D2和车辆1的位置存储于RAM10c。此时，车辆1的位置按时间顺序存储，该按时间顺序的位置数据成为表示教师行驶时的移动路径的数据。
应予说明，在该步骤S2中，驾驶辅助装置10通过航位推算把握车辆1的假定位置，将该假定位置用作参考信息，进行地图数据D2的制成处理和车辆1的位置的估计处理。
在步骤S3中，驾驶辅助装置10判断是否从用户收到了教师行驶模式的结束指令。此时，驾驶辅助装置10在未收到教师行驶模式的结束指令的情况下(S3：“否”)，返回到步骤S2，并再次执行地图数据D2的制成处理和车辆1的位置的估计处理；在收到了教师行驶模式的结束指令的情况下(S3：“是”)，将处理向步骤S4推进。
在步骤S4中，驾驶辅助装置10将教师行驶时的移动路径的起点侧和终点侧反转，生成在自动行驶模式时参照的目标路径，且生成用于将教师行驶反向再现的教师数据D1。然后，驾驶辅助装置10将地图数据D2和教师数据D1储存于外部存储装置50。
图11是表示驾驶辅助装置10在自动行驶模式时执行的动作的一例的流程图。图11所示的流程图例如是驾驶辅助装置10按照计算机程序以规定间隔(例如，100ms间隔)反复执行的处理。
在步骤S11中，驾驶辅助装置10判断是否从用户收到了自动行驶模式的开始指令。此时，驾驶辅助装置10在未收到自动行驶模式的开始指令的情况下(S11：“否”)，不进行任何特定处理，结束图11的动作流程；在收到了自动行驶模式的开始指令的情况下(S11：“是”)，将处理向步骤S12推进。
在步骤S12中，驾驶辅助装置10从外部存储装置50读出教师数据D1。
在步骤S13中，驾驶辅助装置10从车载摄像机40获取摄像机图像，并基于该摄像机图像和存储于外部存储装置50的地图数据D2估计车辆1的位置。应予说明，在该步骤S13中，驾驶辅助装置10通过航位推算把握车辆1的假定位置，将该假定位置用作参考信息，进行车辆1的位置的估计处理。
在步骤S14中，驾驶辅助装置10以目标路径中的各目标位置与车辆1的当前位置之间的偏差为基准，对车辆1的转向装置的转向角进行反馈控制，以使得车辆1沿着教师数据D1所示的目标路径行驶。
在步骤S15中，驾驶辅助装置10判断车辆1是否已到达教师数据D1所示的目标路径的最终目标位置。此时，驾驶辅助装置10在车辆1未到达最终目标位置的情况下(S15：“否”)，返回到步骤S13，再次执行相同的处理；在车辆1已到达最终目标位置的情况下(S15：“是”)，使车辆1停止，并结束图11的动作流程。
[效果]
如上所述，根据本实施方式的驾驶辅助装置10，能够以反向再现教师行驶的方式使车辆1自动行驶，并使其在适当的位置停车。由此，用户能够通过驾驶操作比较容易的前进行驶来执行教师行驶。由此，能够防止在作为教师数据D1存储的目标路径中插入不必要的前进后退切换，或作为教师数据D1存储的最终的目标停车位置成为不适当的位置。
特别是，本实施方式的驾驶辅助装置10在自动行驶模式时一边利用周围传感器(在本实施方式中，车载摄像机40)估计车辆1的当前位置，一边基于车辆1的当前位置和作为教师数据D1存储的目标路径的各目标位置，对车辆1进行反馈控制。由此，即使在车辆1的初始位置不与目标路径的起点的位置(即，教师行驶时的终点的位置)完全一致的情况下，也能够使车辆1顺畅地沿着目标路径行驶。
(变形例)
驾驶辅助装置10也可以在自动停车模式下，能够使车辆1沿着车辆1以教师行驶模式进行了行驶时的移动路径自动行驶。应予说明，在此将使车辆1沿着车辆1以教师行驶模式进行了行驶时的移动路径自动行驶的自动驾驶模式称为“顺方向自动行驶模式”，并将使车辆1沿着如下的移动路径自动行驶的自动驾驶模式(在上述实施方式中说明过的自动驾驶模式)称为“逆方向自动行驶模式”，该移动路径是将车辆1以教师行驶模式进行了行驶时的移动路径反转为从终点侧朝向起点侧而得的移动路径。
应予说明，典型地，驾驶辅助装置10在顺方向自动行驶模式下使车辆1向与使车辆1以教师行驶模式进行了行驶时的行驶方向相同的行驶方向行驶。而且，驾驶辅助装置10在顺方向自动行驶模式下，使车辆1沿着以教师行驶模式进行了行驶时的移动路径行驶，并在与该移动路径的终点相对应的位置使其停止。
若将逆方向自动行驶模式当作自动停车模式，则顺方向自动行驶模式与自动出库模式对应。也就是说，这使得通过一次教师行驶，停车和出库这两种自动驾驶都能够执行。
驾驶辅助装置10为了能够执行顺方向自动行驶模式，在教师行驶模式结束后，也将与以教师行驶模式进行了行驶时生成的移动路径相关的数据D1a(参照图5)作为顺方向自动行驶用的教师数据储存于外部存储装置50。而且，驾驶辅助装置10在执行自动行驶模式时，例如根据用户的选择操作，决定执行顺方向自动行驶模式和逆方向自动行驶模式中的哪种模式。应予说明，驾驶辅助装置10也可以在执行自动行驶模式时根据车辆1的当前位置，决定执行顺方向自动行驶模式和逆方向自动行驶模式中的哪种模式。
图12是表示本变形例的驾驶辅助装置10在自动行驶模式时执行的动作的一例的流程图。步骤S11、S13～S15的处理与利用图11的流程图说明过的处理相同，该流程图与图11的流程图不同之处在于步骤S12的处理改变为步骤S12a～S12d。
步骤S12a是在从用户收到了自动行驶模式的执行指令的情况下进行的处理，在该处理中，驾驶辅助装置10等待用户进行模式选择操作(S12a：“否”)；在进行了模式选择操作的情况下(S12a：“是”)，将处理向步骤S12b推进。
在步骤S12b中，驾驶辅助装置10判断用户是否选择了顺方向自动行驶模式。然后，在用户选择了顺方向自动行驶模式的情况下(S12b：“是”)，驾驶辅助装置10从外部存储装置50读出顺方向自动行驶用的教师数据D1a(步骤S12c)；在用户未选择顺方向自动行驶模式的情况下(S12b：“否”)，从外部存储装置50读出逆方向自动行驶用的教师数据D1(步骤S12d)。
在进行了上述处理后，驾驶辅助装置10与利用图11的流程图说明过的处理同样地，对车辆1进行控制，以使得车辆1沿着所读出的教师数据D1或D1a所示的路径行驶。
如上所述，根据本实施方式的驾驶辅助装置10，可以通过一次教师行驶，使得停车和出库这两种自动驾驶都能够执行。
(其他实施方式)
本发明不限于上述实施方式，可以考虑各种变形方式。
例如，在上述实施方式中，示出了驾驶辅助装置10用于使车辆1自动停放在停车场的方式，但本发明的驾驶辅助装置10也可以用于使车辆1从停车场自动出库。
另外，在上述实施方式中，示出了通过基于CPU10a的处理实现驾驶辅助装置10的各功能的方式，但驾驶辅助装置10的各功能的一部分或全部也可以通过由基于DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理器)、专用硬件电路(例如，ASIC或FPGA)的处理来代替基于CPU10a的处理而实现，或由基于DSP、专用硬件电路的处理及基于CPU10a的处理来实现。
以上，对本发明的具体例子进行了详细说明，但这些不过是例示，并非对权利要求书进行限定。在权利要求书所述的技术中，包括对以上所例示的具体例子进行的各种变形和变更。
在2020年2月4日提出的日本专利申请特愿2020-017242号中包含的说明书、附图及说明书摘要的公开内容全部引用于本申请。
工业实用性
根据本公开的驾驶辅助装置，能够进行更优选的停车辅助或出库辅助。
附图标记说明
1 车辆
10 驾驶辅助装置
20 车辆驱动装置
30 车载传感器
40 车载摄像机
50 外部存储装置
60HMI
110 车辆信息获取部
120 航位推算部
130 教师数据生成部
140 位置估计部
150 目标路径读出部
160 车辆控制部
D1 教师数据
D2 地图数据
P1 第一位置
P2 第二位置

Claims (28)

1.一种驾驶辅助装置，辅助车辆的驾驶，所述驾驶辅助装置具备：
教师数据生成部，存储所述车辆在教师行驶模式下通过用户的驾驶操作进行了行驶时的移动路径，并基于所述移动路径生成与在自动行驶模式下使所述车辆自动行驶时的目标路径相关的教师数据；
位置估计部，基于对所述车辆的周围环境进行监视的周围传感器的传感器信息，估计所述车辆的当前位置；以及
车辆控制部，基于所述自动行驶模式开始时的所述车辆的初始位置，使所述车辆向所述目标路径的起点到终点之间的各目标位置中的进入开始目标位置移动后，使所述车辆从所述目标路径的所述进入开始目标位置起沿着所述目标路径行驶，
其中，所述车辆控制部在所述自动行驶模式下，以比所述车辆在所述教师行驶模式下进行了行驶时的车速低的车速使所述车辆行驶。
2.如权利要求1所述的驾驶辅助装置，其中，
所述周围传感器是对所述车辆的周围进行拍摄的摄像机。
3.如权利要求2所述的驾驶辅助装置，其中，
所述教师数据生成部在根据所述摄像机的摄像机图像制成用于估计所述车辆的当前位置的地图数据的同时，生成所述教师数据。
4.如权利要求2或3所述的驾驶辅助装置，其中，
还具备航位推算部，该航位推算部基于对所述车辆的行驶状态进行检测的车载传感器的传感器值的随时间的变化，估计所述车辆的当前位置，
所述位置估计部以对所述航位推算部所估计的所述车辆的当前位置进行修正的方式进行动作。
5.如权利要求1～4中的任一项所述的驾驶辅助装置，其中，
所述车辆控制部在受理了第一自动行驶模式的执行指令的情况下，使所述车辆沿着所述目标路径行驶，并在与所述移动路径的起点相对应的位置，使所述车辆停止。
6.如权利要求1～5中的任一项所述的驾驶辅助装置，其中，
所述车辆控制部在受理了第一自动行驶模式的执行指令的情况下，使所述车辆向与所述教师行驶模式下的行驶方向相反的方向沿着所述目标路径行驶。
7.如权利要求1～6中的任一项所述的驾驶辅助装置，其中，
当所述车辆控制部在第一自动行驶模式下使所述车辆自动行驶时收到了来自所述用户的自动行驶停止指令的情况下，所述车辆控制部结束使所述车辆自动行驶的控制。
8.如权利要求1～7中的任一项所述的驾驶辅助装置，其中，
所述车辆控制部在受理了第二自动行驶模式的执行指令的情况下，基于所述位置估计部所估计的所述车辆的当前位置以及所述移动路径的各位置对所述车辆进行反馈控制，以使得所述车辆沿着所述移动路径行驶。
9.如权利要求1～8中的任一项所述的驾驶辅助装置，其中，
所述车辆控制部在受理了第二自动行驶模式的执行指令的情况下，使所述车辆沿着所述移动路径行驶，并在与所述移动路径的终点相对应的位置使所述车辆停止。
10.如权利要求8或9所述的驾驶辅助装置，其中，
所述车辆控制部在受理了第二自动行驶模式的执行指令的情况下，使所述车辆向与所述教师行驶模式下的行驶方向相同的方向沿着所述移动路径行驶。
11.如权利要求8～10中的任一项所述的驾驶辅助装置，其中，
当所述车辆控制部在第二自动行驶模式下使所述车辆自动行驶时收到了来自所述用户的自动行驶停止指令的情况下，所述车辆控制部结束使所述车辆自动行驶的控制。
12.如权利要求1～11中的任一项所述的驾驶辅助装置，其中，
所述车辆控制部使所述车辆从所述教师数据所示的所述目标路径的起点与终点之间的位置进行自动行驶。
13.如权利要求1～12中的任一项所述的驾驶辅助装置，其中，
所述驾驶辅助装置基于所述用户的选择操作来决定执行顺方向自动行驶模式和逆方向自动行驶模式中的哪种模式，其中，所述顺方向自动行驶模式用于使所述车辆沿着所述移动路径自动行驶，所述逆方向自动行驶模式用于使所述车辆沿着将所述移动路径反转为从终点侧朝向起点侧而得的移动路径自动行驶。
14.如权利要求1～13中的任一项所述的驾驶辅助装置，其中，
所述驾驶辅助装置基于所述车辆的当前位置来决定执行顺方向自动行驶模式和逆方向自动行驶模式中的哪种模式，其中，所述顺方向自动行驶模式用于使所述车辆沿着所述移动路径自动行驶，所述逆方向自动行驶模式用于使所述车辆沿着将所述移动路径反转为从终点侧朝向起点侧而得的移动路径自动行驶。
15.一种驾驶辅助方法，是辅助车辆的驾驶的驾驶辅助方法，该驾驶辅助方法包括以下步骤：
教师数据生成步骤，存储所述车辆在教师行驶模式下通过用户的驾驶操作进行了行驶时的移动路径，并基于所述移动路径生成与在自动行驶模式下使所述车辆自动行驶时的目标路径相关的教师数据；
位置估计步骤，基于对所述车辆的周围环境进行监视的周围传感器的传感器信息，估计所述车辆的当前位置；以及
车辆控制步骤，基于所述自动行驶模式开始时的所述车辆的初始位置，使所述车辆向所述目标路径的起点到终点之间的各目标位置中的进入开始目标位置移动后，使所述车辆从所述目标路径的所述进入开始目标位置起沿着所述目标路径行驶，
其中，在所述车辆控制步骤中，在所述自动行驶模式下，以比所述车辆在所述教师行驶模式下进行了行驶时的车速低的车速使所述车辆行驶。
16.如权利要求15所述的驾驶辅助方法，其中，
所述周围传感器是对所述车辆的周围进行拍摄的摄像机。
17.如权利要求16所述的驾驶辅助方法，其中，
在所述教师数据生成步骤中，在根据所述摄像机的摄像机图像制成用于估计所述车辆的当前位置的地图数据的同时，生成所述教师数据。
18.如权利要求16或17所述的驾驶辅助方法，其中，
还包括航位推算步骤，在所述航位推算步骤中，基于对所述车辆的行驶状态进行检测的车载传感器的传感器值的随时间的变化，估计所述车辆的当前位置，
在所述位置估计步骤中，以对通过所述航位推算步骤估计的所述车辆的当前位置进行修正的方式进行动作。
19.如权利要求15～18中的任一项所述的驾驶辅助方法，其中，
在所述车辆控制步骤中，在受理了第一自动行驶模式的执行指令的情况下，使所述车辆沿着所述目标路径行驶，并在与所述移动路径的起点相对应的位置，使所述车辆停止。
20.如权利要求15～19中的任一项所述的驾驶辅助方法，其中，
在所述车辆控制步骤中，在受理了第一自动行驶模式的执行指令的情况下，使所述车辆向与所述教师行驶模式下的行驶方向相反的方向沿着所述目标路径行驶。
21.如权利要求15～20中的任一项所述的驾驶辅助方法，其中，
在所述车辆控制步骤中，当在第一自动行驶模式下使所述车辆自动行驶时收到了来自所述用户的自动行驶停止指令的情况下，结束使所述车辆自动行驶的控制。
22.如权利要求15～21中的任一项所述的驾驶辅助方法，其中，
在所述车辆控制步骤中，在受理了第二自动行驶模式的执行指令的情况下，基于通过所述位置估计步骤估计的所述车辆的当前位置以及所述移动路径的各位置对所述车辆进行反馈控制，以使得所述车辆沿着所述移动路径行驶。
23.如权利要求15～22中的任一项所述的驾驶辅助方法，其中，
在所述车辆控制步骤中，在受理了第二自动行驶模式的执行指令的情况下，使所述车辆沿着所述移动路径行驶，并在与所述移动路径的终点相对应的位置使所述车辆停止。
24.如权利要求22或23所述的驾驶辅助方法，其中，
在所述车辆控制步骤中，在受理了第二自动行驶模式的执行指令的情况下，使所述车辆向与所述教师行驶模式下的行驶方向相同的方向沿着所述移动路径行驶。
25.如权利要求22～24中的任一项所述的驾驶辅助方法，其中，
在所述车辆控制步骤中，当在第二自动行驶模式下使所述车辆自动行驶时收到了来自所述用户的自动行驶停止指令的情况下，结束使所述车辆自动行驶的控制。
26.如权利要求15～25中的任一项所述的驾驶辅助方法，其中，
在所述车辆控制步骤中，使所述车辆从所述教师数据所示的所述目标路径的起点与终点之间的位置进行自动行驶。
27.如权利要求15～26中的任一项所述的驾驶辅助方法，其中，
在所述驾驶辅助方法中，基于所述用户的选择操作来决定执行顺方向自动行驶模式和逆方向自动行驶模式中的哪种模式，其中，所述顺方向自动行驶模式用于使所述车辆沿着所述移动路径自动行驶，所述逆方向自动行驶模式用于使所述车辆沿着将所述移动路径反转为从终点侧朝向起点侧而得的移动路径自动行驶。
28.如权利要求15～27中的任一项所述的驾驶辅助方法，其中，
在所述驾驶辅助方法中，基于所述车辆的当前位置来决定执行顺方向自动行驶模式和逆方向自动行驶模式中的哪种模式，其中，所述顺方向自动行驶模式用于使所述车辆沿着所述移动路径自动行驶，所述逆方向自动行驶模式用于使所述车辆沿着将所述移动路径反转为从终点侧朝向起点侧而得的移动路径自动行驶。
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