JP2007168545A - 走行支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者が障害物の位置を容易に設定することができる走行支援装置を提供すること。
【解決手段】走行支援装置である駐車支援装置１００は、車両周辺を撮像した画像を表示するモニタ３４と、モニタ３４上に表示された障害物（前車両２０１）に対して、該障害物の端点位置を設定するための回避目印２２０を操作者に提示する画像処理部１０Ａと、回避目印２２０の設定位置に基づいて車両の走行を支援する走行支援部２０とを備える。回避目印２２０は所定の設定許容領域を有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、設定条件に基づいて車両の走行を支援する走行支援装置に関する。

周辺車両や障害物との接触を避けつつ縦列駐車や車庫入れを行うために、操舵量指示や自動操舵等によって目標位置までの走行を支援する走行支援装置が知られている。このような走行支援装置では、車内のモニタにおいて、自車両周辺の画像に目標移動位置として設定する駐車枠や操作用タッチスイッチを重畳表示させて、運転者が駐車枠の位置調整等の必要な設定を行う。また、駐車枠の設定とは別に、走行支援の条件として、目標位置まで移動する際に回避する回避箇所、すなわち周辺車両等の障害物の位置を設定するため、モニタに細い竿状の目印（以下、回避ポールという）を重畳表示させて、運転者がタッチスイッチを操作することで回避ポールの位置を調整する（特許文献１参照）。
特開２００４−２８４５３１号公報

特許文献１に記載の走行支援装置は、細い竿状の回避ポールが回避箇所の端点（例えば、周辺車両の後端）にほぼ接するように設定されることで、縦列駐車等に必要なスペースや移動軌跡を正確に把握して、車両の移動を支援することができる。しかしながら、運転者の操作習熟度などによっては、モニタ上の回避ポールを障害物の端点に正確にあわせることが難しい場合があり、設定に時間がかかってしまうことがあった。

そこで、本発明は、運転者が障害物の位置を容易に設定することができる走行支援装置の提供を目的とする。

本発明に係る走行支援装置は、車両周辺を撮像した画像を表示する表示手段と、表示手段上に表示された障害物に対して、該障害物の端点位置を設定するための目印を操作者に提示する目印提示手段と、目印の設定位置に基づいて車両の走行を支援する走行支援手段と、を備え、目印は所定の設定許容領域を有する。

本発明によれば、表示手段上に表示された障害物に対して、設定許容領域を有する目印を運転者に提示するため、運転者は障害物の端点位置を容易に設定することができる。

また、走行支援手段は、目印の設定位置に基づいて設定される路面上の領域を回避するように運転者による車両の操舵を支援するような構成としてもよい。このように構成することで、障害物の端点位置の設定だけでなく、障害物を回避するための操舵や周辺の目視による確認作業に起因する運転者の負担を軽減することができる。従って、運転者は、障害物を回避しつつ、車両を円滑かつ安全に走行させることができる。

また、上記走行支援装置は、目印の設定位置に基づいて設定される路面上の領域を回避して目標駐車位置まで移動するように目標移動軌跡を算出する算出手段を更に備え、走行支援手段は、算出手段により算出された目標移動軌跡に基づいて車両の走行を支援するように構成してもよい。このように構成することで、障害物の端点位置の設定だけでなく、目標駐車位置までの移動に必要な操舵や車速調整等に起因する運転者の負担を軽減することができる。従って、運転者は車両を円滑かつ安全に目標駐車位置まで走行させることができる。

本発明によれば、表示手段上に表示された障害物に対して、設定許容領域を有する目印を運転者に提示するため、運転者が障害物の端点位置を容易に設定することができる。

以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

以下、本発明に係る走行支援装置として駐車支援装置を例に説明する。図１は、本発明の実施形態である駐車支援装置１００のブロック構成図である。駐車支援装置１００は、駐車位置等の設定された目標に基づいて車両２００（図２等参照）の走行を支援する走行支援部２０を備えており、駐車支援電子制御ユニット１（以下、駐車支援ＥＣＵ１と呼ぶ）により制御される。なお、この駐車支援装置１００による、車両２００の走行支援動作については、後に詳説する。

駐車支援ＥＣＵ１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入力信号回路、出力信号回路、電源回路などにより構成され、機能的な構成要素として、駐車支援ＥＣＵ１における各種の処理を行なう部分である処理部１０と、走行支援部２０による制御を行う部分である走行支援制御部１１（走行支援手段）とを備えている。なお、駐車支援ＥＣＵ１内で、処理部１０と走行支援制御部１１とはそれぞれハード的に区分されていてもよいが、共通のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を用い、ソフト的に区分されていてもよい。

この駐車支援ＥＣＵ１には、走行支援にあたって運転者の操作入力を受け付ける入力手段３１と、車両２００の後部に配置されるとともに、後方を中心とする車両２００の周辺を撮像した画像を取得して画像信号を出力する後方カメラ３２と、音声により情報を運転者に対して提示するスピーカ３３と、後方カメラ３２によって車両２００の周辺を撮像した画像等の情報を表示するモニタ３４（表示手段）と、が接続されている。また、走行支援制御部１１には、各輪に配置されてその車輪速を検出する車輪速センサ４１と、車両の加速度を検出する加速度センサ４２とが接続され、各センサの出力が入力される。

処理部１０は、車両２００の周辺を撮像した画像等について画像処理を行なう画像処理部１０Ａ（目印提示手段）と、現在位置から目標駐車位置まで移動するように目標移動軌跡を算出して、経路設定の処理を行なう算出処理部１０Ｂ（算出手段）と、車両２００の走行状態や走行支援部２０の動作状態等の情報を運転者に通知するための処理を行なう通知処理部１０Ｃ（走行支援手段）とを有している。

画像処理部１０Ａは、後方カメラ３２の出力信号である画像信号の入力を受けて、後方カメラ３２からの画像に、図４に示されるように、障害物（車両２０１）の端点位置を設定するための回避目印２２０、目標駐車位置である駐車スペース２３０、カーソル３１０及び確定ボタン３２０等を画像処理によって重畳する。このように構成することで、画像処理部１０Ａは、モニタ３４上に表示された障害物に対して、該障害物の端点位置を設定する回避目印２２０を駐車支援装置１００の操作者である運転者に提示する。また、回避目印２２０は所定の設定許容領域を有しており、モニタ３４上で所定の大きさを有する図形（図４では平行四円形）または記号として表示される。この設定許容領域については、後に詳説する。

算出処理部１０Ｂは、回避目印２２０の設定位置に基づいて設定される路面上の領域を回避して目標駐車位置である駐車スペース２３０まで移動するように目標移動軌跡を算出して、経路設定の処理を行なう。走行支援制御部１１は、この算出処理部１０Ｂにより算出された目標移動軌跡に基づいて車両２００の走行を支援する。経路設定処理のための算出処理部１０Ｂにおける目標移動軌跡の算出については、後に詳説する。

通知処理部１０Ｃは、走行支援制御部１１及び走行支援部２０における処理、車輪速センサ４１及び加速度センサ４２からの入力等に基づいて、スピーカ３３からの音声やモニタ３４に表示される画像を介して、車両２００の走行状態や走行支援部２０の動作状態等の情報を運転者に通知する。この通知処理部１０Ｃは所定条件（例えば、操舵量、速度、障害物までの距離に関する条件）が満たされたと判断した場合、車両２００の走行状態等が危険であると判断して、運転者に対して警報を通知するように構成されている。このように構成することで、通知処理部１０Ｃは、回避目印２２０の設定位置に基づいて設定される路面上の領域を回避するように運転者による車両２００の操舵を支援することができる。

走行支援部２０の走行支援制御部１１は、運転者によって設定された回避目印２２０の位置等に基づいて車両２００の操舵を支援する部分である。この走行支援制御部１１は、操舵に関する制御を行なう操舵制御部１１Ａと、駆動に関する制御を行なう駆動制御部１１Ｂと、制動に関する制御を行なう制動制御部１１Ｃとを備えている。

走行支援部２０において、ステアリングホイール２２の動きを転舵輪７０に伝えるステアリングシャフト２１には、ステアリングシャフト２１の操舵量を検出する操舵角センサ２３と、操舵力を付与する操舵アクチュエータ２４が接続されている。ここで、操舵アクチュエータ２４は、走行支援時に操舵力を付与するほか、運転者の操舵時にアシスト操舵力を付与するパワーステアリング装置を兼ねてもよい。操舵制御部１１Ａは、操舵アクチュエータ２４の駆動を制御するとともに、操舵角センサ２３からの出力信号を受ける。

また、運転者によるアクセルペダル２５の踏込量に応じてエンジンの回転数を増減させるアクセル装置８０には、アクセル装置８０のアクセル量を検出するアクセルセンサ２６と、駆動制御部１１Ｂからの出力信号を受けて、走行支援時にアクセル量を調節するアクセルコントローラ２７が接続されている。駆動制御部１１Ｂは、アクセルコントローラ２７を制御するとともに、アクセルセンサ２６からの出力信号を受ける。

また、運転者によるブレーキペダル２８の踏込量に応じてブレーキ量を増減させるブレーキ装置９０には、ブレーキ装置９０のブレーキ量を検出するブレーキセンサ２９と、制動制御部１１Ｃからの出力信号を受けて、走行支援時にブレーキ量を調節するブレーキコントローラ３０が接続されている。制動制御部１１Ｃは、ブレーキコントローラ３０を制御するとともに、ブレーキセンサ２９からの出力信号を受ける。

なお、操舵制御部１１Ａ、駆動制御部１１Ｂ及び制動制御部１１Ｃはいずれも、車輪速センサ４１と、加速度センサ４２の出力が入力されるように構成されている。

次に、この駐車支援装置１００における支援動作のいくつかを具体的に説明する。以下、図２に示されるように、道路２１１の脇に駐車している車両２０１（以下、前車両と呼ぶ。）と車両２０２（以下、後車両と呼ぶ。）の間の駐車スペース２３０に自車両２００を後退により到達させる縦列駐車の場合を例に説明する。図３は、算出処理部１０Ｂにおける経路設定処理の第１の処理形態のフローチャートである。この制御は、運転者が入力手段３１を操作して、駐車支援制御の開始を駐車支援ＥＣＵ１に指示してから、指示した目標駐車位置近傍へ到達するまで、あるいは、目標駐車位置へ１回の後退で到達することができないと判定されるまで、運転者が入力手段３１から支援動作をキャンセルしない限り駐車支援ＥＣＵ１により実行され続ける。

具体的には、運転者は、任意の駐車支援の開始位置（前車両２０１の右側前方）へと車両２００を移動させ、モニタ３４に表示されている後方カメラ３２で撮像した後方画像中で目標位置である駐車スペース２３０を確認した後、入力手段３１を操作して、この駐車支援制御を開始する。駐車スペース２３０がモニタ３４の表示画像中で確認できない場合には、確認可能な位置へと車両を移動させて支援をスタートさせる。以下、この駐車支援の開始位置における車両２００の基準点（以下の説明では、車両の後輪の車軸中心を基準点として説明する。もちろん、他の位置、例えば、車両の後端の中心や重心、片側の前端あるいは後端等を基準点にとってもよい。）をＡ点とし、この位置での車両を２００ａで表すものとする。

駐車支援をスタートさせたら、運転者はモニタ３４に表示されている後方カメラ３２で撮像した画像を見ながら、入力手段３１を操作することにより、目標位置と回避箇所の設定を行う（ステップＳ１）。図４はこのときのモニタ３４の表示画像例である。モニタ３４には、あたかもルームミラーで後方を見ているかのように左右を反転させた状態で車両２００の後方の画像が表示される。そして、画面上に表示されている駐車スペース２３０を示す駐車枠（車両２００より前後左右に余裕距離分だけ大きな矩形枠として設定されている。）を動かして、目標駐車位置へと移動させることにより目標駐車位置の設定を行う。あわせて、画面上に表示されている回避目印２２０を移動させることによって回避箇所の位置を設定する。例えば、モニタ３４上で回避目印２２０を設定する位置は、前車両２０１の後端近傍に設定される。なお、図４では、入力手段３１として、タッチパネルを用い、カーソル３１０と確定ボタン３２０を画面内に表示する場合を示している。

回避目印２２０は、モニタ３４上に表示された障害物（前車両２０１）に対して、駐車支援で参照する該障害物の端点位置を設定するために運転者へ提示するものであり、所定の設定許容領域を有する。この設定許容領域とは、駐車支援装置１００（具体的には、算出処理部１０Ｂ及び通知処理部１０Ｃ）において回避箇所の位置に関する制御の基準点となる回避点２２０Ａが、該設定許容領域に対応する道路２１１の路面上に設定されることを許容する領域である。なお、回避目印２２０は、道路２１１の路面に対して略垂直の状態に対応するようにモニタ３４上で表示される。

モニタ３４上で回避目印２２０を設定する位置を、上述のように前車両２０１の後端近傍に設定した場合、図４に示されるように、回避目印２２０の設定許容領域において最も自車両に近い位置の下部を回避点２２０Ａとして用いることができる。ただし、回避点２２０Ａの位置はこれに限定されず、設定許容領域に対応する路面上の線分２２０Ｂ（図４の例では、回避目印２２０の設定許容領域の下端に相当）であればよい。

モニタ３４上における設定許容領域の大きさは、モニタ３４に表示される障害物（前車両２０１）の端点を内側に位置させることができる幅を有していれば、高さは特に限定されない。このような設定許容領域を有する回避目印２２０を用いることで、運転者は障害物の端点が回避目印２２０の内側に入るように回避目印２２０を移動させるだけで、障害物の端点位置を容易に特定して、回避箇所の設定をすることができる。

モニタ３４上における回避目印２２０の設定許容領域の幅は、例えば、実際の路面上では６０ｃｍに相当する幅や、駐車支援装置１００の各センサの検出許容誤差以下の幅とすることができる。設定許容領域がこれらのような幅を有するようにした場合、設定許容領域に対応する道路２１１の路面上に回避点２２０Ａを設定する限りは、算出処理部１０Ｂによる目標移動軌跡の算出等の駐車支援装置１００における処理に大きな影響を与えない。

特許文献１に記載されるような細い竿状の目印である回避ポールの場合、回避ポールは制御基準点そのものを示すため、駐車支援装置１００が有する制御精度を超えて、障害物の端点にほぼ接するように回避ポールを正確に設定する必要があるとの印象を運転者に持たせてしまう場合があった。その結果として、運転者の操作習熟度などによっては、回避ポールの設定に時間がかかってしまうことがあった。しかしながら、本実施形態では、回避目印２２０は上述のような設定許容領域を有するため、障害物の端点にほぼ接する程度まで設定許容領域を正確に設定する必要がないとの印象を運転者に持たせることが可能となり、運転者の操作習熟度などによらず、運転者は不安なく、障害物の位置を容易に設定することができる。

駐車支援ＥＣＵ１は、画像認識処理により目標駐車位置における車両位置２００ｇ、具体的には、基準点となる目標位置Ｇの位置と、その位置における車両の方向および回避点２２０Ａの位置を求める（ステップＳ２）。このＧ点および回避点２２０Ａの位置は、例えば現在の車両位置における基準点Ａに対する相対座標として求めればよい。

次に、現在位置Ａから目標位置Ｇまでの経路を設定する（ステップＳ３）。具体的な経路設定について図５、図６を参照して説明する。図５は、経路設定に用いられる２円モデルの概念図であり、図６は２円モデルによる経路から実際の誘導に用いられる経路への変換を説明する図である。

実際の誘導経路は、円弧、直線とクロソイド曲線とを組み合わせて設定されるが、その演算は複雑な計算を伴う。そこで、切り返し位置を簡単に求めるため、それぞれの経路が円弧によって形成されているものとモデル化して取り扱い、その計算結果を基にして誘導経路の生成を行う。

この２円モデルでは、図５に示されるように、初期経路からＯ₁（Ｘ_A，Ｚ₀）を中心とする半径Ｒ_Aの円弧を辿って切換位置Ｃ（Ｘ_C，Ｚ_C）に到達し、そこからは、Ｏ₂（Ｘ_B，０）を中心とする半径Ｒ_minの円弧を辿って目標位置Ｇ（０，０）へと到達する。ここで、切換位置からは、経路設定において使用可能な最小旋回半径Ｒ_minで移動するものとする。なお、このＲ_minは、車両特有の最小旋回半径と一致させてもよいが、２円モデルと仮定することによる実際の経路との誤差が存在することから、この車両特有の最小旋回半径より若干大きな値に設定して余裕をもたせることが好ましい。

図５から明らかなように、

が成立する。これを解くと、

であり、切換位置Ｃの座標と、この位置における偏向角θ_maxを求めることができる。

この経路（２円軌道と称する。）は、図６（ａ）に示されるように、曲率γ_A（＝１／Ｒ_A）でＣ点まで移動し、そこから曲率−γ_B（＝１／Ｒ_min）で目標位置Ｇまで移動する経路である。なお、曲率がプラスの場合は、左旋回であることを示し、マイナスの場合には右旋回であることを示す。そして、走行距離−曲率線図におけるそれぞれの面積（曲率の走行距離による積分値に相当する。）θ_1A、θ_1Bは偏向角の変化量に等しい。したがって、初期偏向角が０であれば、θ_1A＝θ_1B＝θ_maxである。

この経路は、切換位置で最大舵角から逆の最大舵角まで据え切りを行う必要があり、現実的でない。そこで、この経路を基にして、図６（ｂ）に示されるようなクロソイド軌道を算出する。このクロソイド軌道は、初期位置から走行距離に対する曲率の変化速度（以下、曲率速度と呼ぶ。）を一定にして所定の曲率まで到達し、一定期間、この所定の曲率で維持した後に、曲率速度を一定にして曲率を減少させ、切換位置で曲率を０にし、そこから曲率速度を一定にして曲率を減少させて負の所定の曲率まで達し、その状態で目標位置Ｇへと至る。

クロソイド軌道の算出に際しては、２円軌道とクロソイド軌道において、切換位置までおよび全体の経路長は同一とし、最大曲率も同一とし、クロソイド軌道において直線区間は存在しないものと仮定する。

第２旋回円の円弧区間長の差Ｌ_ｃは、切換地点における偏向角がほぼ等しいと仮定すると、最大操舵速度をωmaxとすると、

で表せる。

また、この区間における偏向角変化量θ_2Dは、

と仮定できる。

各クロソイド区間を相似変換により生成するものとし、θ_2A＝θ_2C＝θ_2Dが成立するものとすると、θ_maxの修正値Δθ_maxは、

こうして設定したθ_max2と、中間位置Ｃの位置を用いて、経路を設定する。そして、経路生成に成功したか否かを判定する（ステップＳ４）。設定できなかったと判定した場合には、ステップＳ５０へと移行して、現在位置Ａからは目標位置Ｇに到達できない旨をモニタ３４やスピーカ３３を用いて運転者に報知し、処理を終了する。運転者は、必要であれば、車両２００を移動させて再度駐車支援動作を作動させればよい。

経路が設定できたら、ステップＳ５へと移行する。ここでは、まず、現在位置（初期位置）と回避点２２０Ａの位置から余裕距離を設定する。図７〜図９は、この余裕距離についての説明である。駐車支援処理における自車位置の推定は、車輪速センサ４１から得られるパルス信号（車輪パルス）の数と、操舵角センサ２３の出力であるハンドル舵角δに基づいて行われる。図７はこの自車位置推定について説明する図である。

すなわち、車輪パルス数から車輪の回転数を求め、これにタイヤの円周長さを乗じることで走行距離ｐを求める。一方、操舵角センサ２３の出力から得られたハンドル舵角δと曲率γの関係から、現在の曲率γが得られる。偏向角θは曲率γの走行距離に対する積分値として、自車位置Ｘ、Ｚは、それぞれｓｉｎθ、ｃｏｓθの走行距離に対する積分値として得られる。このようにいずれも走行距離に対する積分値であることから、タイヤ荷重半径、旋回半径特性、モニタ上での回避地点の設定などのばらつきに起因する駐車軌道のずれは、走行距離が長くなるほど大きくなる。図８はこのような軌道のずれと走行距離の関係を示している。

そこで、本実施形態では、走行距離（具体的には、図９に示されるように回避点２２０Ａに最接近する地点Ｃ_１、Ｃ_２までの初期位置Ａ_１、Ａ_２からの走行距離）が長くなるほど、前車両２０１との間の余裕距離Ｍや回避点２２０Ａと維持すべき余裕半径γ_１を大きく設定する。この走行距離は前述した基準点、好ましくは後輪車軸の中心点とすることが好ましい。これは、車両の旋回中心は、後輪車軸上に設定され、また、後輪車軸の中心点から、この車両の旋回中心までの距離は、左旋回時も右旋回時も舵角が同一のときは同一となるため、経路計算が単純化されるからである。

なお、図４に示されるように回避目印２２０を実際の道路上で平板に相当する形状としてモニタ３４上に表示した場合、道路２１１の路面の鉛直上方から回避目印２２０を路面に対して投射した時に示される線分（設定許容領域）の長さの１／２（図４の場合、線分２２０Ｂの１／２の長さ）を余裕半径γ_１としてもよい。このように余裕半径γ_１を設定することで、走行支援制御部１１は、回避目印２２０の設定位置に基づいて設定される路面上の領域を回避するように運転者による車両２００の操舵を支援する。

ステップＳ６では、設定した経路を通過する際の干渉判定を行う。これは、設定した経路を車両がたどった場合の車両２００の左前端部ＦＬ₁の通過軌跡Ｐ_FL1を求め、この通過軌跡が余裕距離Ｍと余裕半径γ_１以上の位置を保って通過可能か否かを判定すればよい。

さらに、図１０に示されるように、車両の複数の箇所（例えば、左前端部ＦＬに加えて、後輪車軸の左端部ＢＬ）について別々の余裕半径γ_FL、γ_BLを設定し、それぞれについて干渉判定を行ってもよい。このように干渉判定を行うことで、車両の箇所によって回避点２２０Ａに最接近する位置が異なってくることができる。例えば、車両２００の初期位置が、図１０の位置より左側（前車両２０１寄り）にあり、かつ目標位置Ｇが下に位置する（前車両２０１よりさらに離れている）ような場合、位置ＢＬは更に回避点２２０Ａに近接するが、車両の先端部ＦＬは、回避点２２０Ａから十分に離れた位置を通過する。どの箇所でも同じ余裕半径を用いると、このような場合に、位置ＢＬが干渉すると判定するおそれがあるが、本発明では、箇所別に余裕半径を設定することで、このような場合にも干渉が起こらないことを確実に判定でき、目標位置へと車両を確実に誘導することができる。

なお、図４に示されるように回避目印２２０を実際の道路上で平板に相当する形状としてモニタ３４上に表示した場合、道路２１１の路面の鉛直上方から路面に対して回避目印２２０を投射した時に示される線分（設定許容領域）の長さの１／２（図４の場合、線分２２０Ｂの１／２の長さ）を余裕半径γ_FL又はγ_BLとしてもよい。このように余裕半径余裕半径γ_FL又はγ_BLを設定することで、走行支援制御部１１は、回避目印２２０の設定位置に基づいて設定される路面上の領域を回避するように運転者による車両２００の操舵を支援する。

ステップＳ７では、ステップＳ６の干渉判定の結果を判定する。干渉ありと判定した場合には、ステップＳ５０へと移行して、現在位置Ａからでは回避点２２０Ａへ接触する可能性がある旨をモニタ３４やスピーカ３３を用いて運転者に報知し、処理を終了する。運転者は、必要であれば、車両２００を移動させて再度駐車支援動作を作動させればよい。

干渉しないと判定した場合には、実際の誘導制御へと移行する。ここで、駐車支援ＥＣＵ１は、シフトレバーが後退位置に設定されたら、駆動制御部１１Ｂを介して駆動系に対して、エンジンのトルクアップ制御を行うよう指示することが好ましい。トルクアップ制御とは、エンジンを通常のアイドル時より高い回転数で回転させることで、駆動力の高い状態（トルクアップ状態）に移行させるものである。これにより、運転者がアクセル操作を行うことなく、ブレーキペダルのみで調整できる車速範囲が拡大し、車両のコントロール性が向上する。運転者がブレーキペダルを操作すると、そのペダル開度に応じて各輪に付与される制動力を調整することで車速の調整を行う。このとき、制動制御部１１Ｃを介して、車輪速センサ４１で検出している車速が上限車速を超えないよう各車輪に付与する制動力を制御することで上限車速のガードを行うことが好ましい。

誘導制御においては、まず、車両の現在位置の判定を行う（ステップＳ８）。この現在位置判定は、後方カメラ３２で撮像している画像における特徴点の移動を基に判定することも可能であるし、車輪速センサ４１や加速度センサ４２の出力を基にした走行距離変化と操舵角センサ２３の出力を基にした舵角変化を基にして判定を行うこともできる。

そして、この現在位置（走行距離）を基に先に設定した走行距離−曲率の設定経路に基づいて実際の舵角制御を行う（ステップＳ９）。具体的には、操舵制御部１１Ａは、操舵角センサ２３の出力を監視しながら、操舵アクチュエータ２４を制御してステアリングシャフト２１を駆動し、設定した曲率を実現しうる転舵輪７０の舵角が得られるよう制御する。

こうして設定した経路に沿った移動が行われるので、運転者は進路上の安全確認と車速調整に専念することができる。進路上に障害物や歩行者等が存在した場合は、運転者がブレーキペダルを踏み込むと、それに応じた制動力が各車輪へと付与されるので安全に減速、停止することができる。

舵角制御後は、現在位置が目標経路上からずれていないかを判定し、ずれが大きい場合には経路修正を要すると判定する（ステップＳ１０）。この目標経路からのずれは、目標位置と現在の位置のずれ、あるいは、目標操舵量と実際の操舵量のずれを走行距離に対して積算すること等により求めることができる。経路修正を要する場合には、ステップＳ３へと移行することで、経路を設定し直す。

一方、目標経路とのずれが小さい場合には、ステップＳ１１へと移行し、目標位置Ｇの近傍に到達したか否かを判定する。目標駐車位置へ到達していない場合には、ステップＳ８へと戻ることで、支援制御を継続する。目標駐車位置へと到達したと判定された場合には、ステップＳ１２へと移行し、モニタ３４、スピーカ３３により運転者に目標駐車位置へと到達した旨を報知して処理を終了する。

このように、干渉判定における余裕距離を初期位置に合わせて変更することで、過度の干渉警告の発生を抑制するので、経路設定の自由度が増し、支援装置の使い勝手が向上する。

以上の説明では、干渉の可能性がある場合に誘導を中止する例を説明したが、本発明はこれに限られるものではない。図１１は、算出処理部１０Ｂにおける経路設定処理の第２の処理形態のフローチャートである。この第２の処理形態は、第１の処理形態と異なり、回避箇所に基づいて駐車可能な位置を算出し、干渉しない駐車位置を運転者に設定させるものである。

駐車支援をスタートさせると、まず、運転者に入力手段３１によりモニタ３４に表示されている後方カメラ３２で撮像されている画像中において回避点２２０Ａの位置を設定させる（図４参照、ステップＳ２１）。次に、駐車支援ＥＣＵ１は、画像中の回避点２２０Ａ位置から、車両に対する回避点２２０Ａの位置を求める（ステップＳ２２）。ここで求める回避点２２０Ａの位置は、例えば現在の車両位置における基準点Ａに対する相対座標として求めればよい。

次に、初期位置と回避点２２０Ａの位置関係に基づいて駐車スペースと回避点２２０Ａの位置（前車両２０１でもよい。）との間に設定すべき余裕距離を算出する（ステップＳ２３）。そして、モニタ３４上にこの余裕距離以上離れた位置を設定可能目標位置として表示する（ステップＳ２４）。運転者はこの設定可能目標位置内において、画面上に表示されている駐車スペース２３０を示す駐車枠を動かして、目標駐車位置へと移動させることにより目標駐車位置の設定を行う（ステップＳ２５）。

駐車支援ＥＣＵ１は、画像認識処理により目標駐車位置における車両位置２００ｇ、具体的には、基準点となる目標位置Ｇの位置と、その位置における車両の方向を求める（ステップＳ２６）。このＧ点の位置は、例えば現在の車両位置における基準点Ａに対する相対座標として求めればよい。目標位置算出後の処理は、基本的に第１の処理形態と同一であるので、説明を省略する。

この処理形態によれば、予め干渉しない範囲で目標駐車位置を設定することができるため、障害物等と接触することなく、確実に目標位置へと車両を誘導することができるので、経路設定の自由度が増し、支援装置の使い勝手が向上する。特に、経路設定後に干渉警告により誘導不能となることがなくなるので、支援装置の使い勝手がさらに向上する。

また、第１の処理形態において、干渉が判定された場合には、別の目標軌道を生成するようにしてもよい。図１２は、この別の目標軌道の設定処理例を示すフローチャートである。まず、上述した２円モデルに基づいて切換位置における偏向角θ_maxを設定する（ステップＳ３１）。

次に、θ_max修正を行って（つまり、上述したθ_max2を用いて）、目標軌道を生成する（ステップＳ３２）。その後、干渉判定を行い（ステップＳ３３、Ｓ３４）、干渉なしと判定された場合には、ステップＳ３２で判定された経路を用いて誘導を行う。一方、干渉ありと判定された場合には、θ_max修正を行わずに（つまり、ステップＳ３１で求めたθ_maxの値をそのまま用いて）、経路設定を行い、誘導を行う。

θ_max修正を行った場合、切換点Ｍまでの経路は、図１３に示されるように曲率変化が緩やかな経路として設定される。一方、θ_max修正を行わない場合には、切換点Ｍまでの経路は、図１４に示されるように、曲率変化が急で、その前後に直線経路を付与した経路として設定される。回避点２２０Ａとの距離に余裕がある場合には、曲率変化が緩やかな図１３の経路のほうが、舵角変化が緩やかなため、操舵負荷が小さくなり、好ましい。一方、曲率変化が急な図１４の経路では、回避点２２０Ａから大きく離れることができるため、図１３の経路では、回避点２２０Ａとの距離が余裕距離を下回るような初期位置からも十分な余裕距離を保って誘導を行うことができる。このように、回避位置との干渉判定結果に応じて経路を切り替えることで、障害物との接触を確実に防止しうる最適な経路を選択することが可能となる。

以上の実施形態では、回避点２２０Ａを後方カメラ３２で撮像した画像中に配置することで、その位置設定を行っている。ところで、カメラには、その光学系に起因する画像の歪みが存在する。例えば、図１５（ａ）に示される方眼を撮影した場合でも、図１５（ｂ）に示されるように樽形に歪んだり、図１５（ｃ）に示されるように糸巻形に歪んだりする。あるいは、これらを組み合わせた陣笠形の歪みが生ずる場合もある。このように画像が歪んでいると、設定される回避点２２０Ａや駐車スペース２３０の位置にもずれが生ずる。そこで、この歪みを補正する必要がある。

この歪み量は、撮像画像の真ん中より端によるほど大きくなる（図１６参照）。そこで、モニタ座標に対応するカメラ歪み量を把握しておき、カメラ歪み量の大きな位置に目標位置または、回避目印の設定位置が存在する場合ほど干渉判定に用いる余裕距離を大きく設定する。これにより、カメラ歪み量に起因する軌道のずれを考慮した余裕距離の設定が可能となる。

上述した駐車軌道のずれの要因となるタイヤ動荷重半径のばらつき、旋回半径特性のばらつき、回避地点の位置判定のばらつきは、経路の誤差に累積的に作用する。しかしながら、目標位置を再設定した場合には、回避すべき障害物等の位置も再判定でき、そこまでに累積した駐車軌道のずれはリセットされる。そのため、このように目標位置を再設定した場合には、余裕距離も再設定するとよい。これにより、再設定時の経路設定の自由度を高めることができる。

なお、回避目印２２０等の車両が回避すべき位置の判定は、運転者が設定を行うほか、画像処理等により、自動判別してもよい。また、以上の説明では、２円モデルを用いて切換位置を求める手法を説明したが、駐車支援ＥＣＵ１の計算能力に余裕がある場合には、目標位置から逆算することによって切換位置を求めてもよい。切換位置から目標位置までの経路においては、経路長を短くして、前車両２０１と後車両２０２の間隔が短く場合でも駐車支援を可能とするため、曲率の走行距離に対する変化速度の絶対値は最大速度にすることが好ましい。また、縦列駐車に限らず、車庫入れ等にも適用可能である。さらに、障害物が複数存在し、回避すべき箇所が複数存在する場合にも適用できる。この場合には、回避すべき箇所に応じて余裕距離を変更すればよい。

また、以上の説明では、自動操舵機能を有する駐車支援装置における実施例を説明してきたが、操舵を自動的に行う技術だけでなく、運転者に対して適切な操舵量を指示する操舵ガイダンスを行う技術においても同様に用いることができる。また、駐車支援装置に限らず、障害物等の存在する状況で車両の移動を誘導する走行支援装置、レーンキープシステム等にも適用可能である。更に、駐車支援装置１００の操作者が車両２００の運転者である場合を例として説明してきたが、運転者に代わって、助手席等に座っている他者が駐車支援装置１００を操作してもよいことは言うまでもない。

以上説明した本実施形態に係る走行支援装置である駐車支援装置１００について作用及び効果を説明する。

本実施形態に係る駐車支援装置１００は、車両２００の周辺を撮像した画像を表示するモニタ３４と、モニタ３４上に表示された障害物（前車両２０１）に対して、該障害物の端点位置を設定するための回避目印２２０を操作者（運転者）に提示する画像処理部１０Ａと、回避目印２２０の設定位置に基づいて車両２００の走行を支援する走行支援制御部１１及び通知処理部１０Ｃと、を備え、回避目印２２０は所定の設定許容領域を有する。

本発明によれば、モニタ３４上に表示された前車両２０１に対して、設定許容領域を有する回避目印２２０を運転者に提示するため、運転者は障害物（前車両２０１）の端点位置を容易に設定することができる。従って、駐車支援装置１００の操作に慣れていない運転者であっても設定に要する時間を少なくすることができる。

また、走行支援制御部１１及び通知処理部１０Ｃは、回避目印２２０の設定位置に基づいて設定される道路２１１の路面上の領域を回避するように運転者による車両の操舵を支援するような構成としてもよい。このように構成することで、障害物（前車両２０１）の端点位置の設定だけでなく、障害物を回避するための操舵や周辺の目視による確認作業に起因する運転者の負担を軽減することができる。従って、運転者は、障害物を回避しつつ、車両を円滑かつ安全に走行させることができる。

また、駐車支援装置１００は、回避目印２２０の設定位置に基づいて設定される道路２１１の路面上の領域を回避して目標駐車位置まで移動するように目標移動軌跡を算出する算出手段を更に備え、走行支援手段は、算出手段により算出された目標移動軌跡に基づいて車両２００の走行を支援するように構成してもよい。このように構成することで、障害物（前車両２０１）の端点位置の設定だけでなく、目標駐車位置までの移動に必要な操舵や車速調整等に起因する運転者の負担を軽減することができる。従って、運転者は車両２００を円滑かつ安全に目標駐車位置まで走行させることができる。

本発明の実施形態である駐車支援装置のブロック構成図である。 図１の装置の支援処理の一例である縦列駐車を説明する図である。 図１の装置における経路設定処理の第１の処理形態のフローチャートである。 図３の処理時のモニタへの表示画像例である。 経路設定に用いられる２円モデルの概念図である。 ２円モデルによる経路から実際の誘導に用いられる経路への変換を説明する図である。 自車位置推定についての説明図である。 軌道のずれと走行距離の関係を示す図である。 初期位置からの走行経路と回避点との関係を示す図である。 車両の複数の箇所に対する干渉判定を説明する図である。 図１の装置における経路設定処理の第２の処理形態のフローチャートである。 別の目標軌道の設定処理例を示すフローチャートである。 図１２の処理で設定される経路を示す図である。 図１２の処理で設定される別の経路を示す図である。 カメラ画像の歪みを説明する図である。 モニタ画像中の歪みの関係を説明する図である。

符号の説明

１…駐車支援ＥＣＵ、１０…処理部、１０Ａ…画像処理部、１０Ｂ…算出処理部、１０Ｃ…通知処理部、１１…走行支援制御部、１１Ａ…操舵制御部、１１Ｂ…駆動制御部、１１Ｃ…制動制御部、２０…走行支援部、２１…ステアリングシャフト、２２…ステアリングホイール、２３…操舵角センサ、２４…操舵アクチュエータ、２５…アクセルペダル、２６…アクセルセンサ、２７…アクセルコントローラ、２８…ブレーキペダル、２９…ブレーキセンサ、３０…ブレーキコントローラ、３１…入力手段、３２…後方カメラ、３３…スピーカ、３４…モニタ、４１…車輪速センサ、４２…加速度センサ、７０…転舵輪、８０…アクセル装置、９０…ブレーキ装置、１００…駐車支援装置、２００…自車両、２００…車両、２０１…前車両、２０２…後車両、２１１…道路、２２０…回避目印、２２０Ａ…回避点、２２０Ｂ…線分、２３０…駐車スペース。

Claims (3)

1. 車両周辺を撮像した画像を表示する表示手段と、
   前記表示手段上に表示された障害物に対して、該障害物の端点位置を設定するための目印を操作者に提示する目印提示手段と、
   前記目印の設定位置に基づいて前記車両の走行を支援する走行支援手段と、を備え、
   前記目印は所定の設定許容領域を有することを特徴とする走行支援装置。
2. 前記走行支援手段は、前記目印の設定位置に基づいて設定される路面上の領域を回避するように運転者による前記車両の操舵を支援することを特徴とする請求項１に記載の走行支援装置。
3. 前記目印の設定位置に基づいて設定される路面上の領域を回避して目標駐車位置まで移動するように目標移動軌跡を算出する算出手段を更に備え、
   前記走行支援手段は、前記算出手段により算出された目標移動軌跡に基づいて前記車両の走行を支援することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の走行支援装置。

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