JP2015095255A - 無人走行車両の最適駐車経路を生成する方法、及びその方法を採用した無人走行車両 - Google Patents

Abstract

【課題】無人走行車両の最適駐車経路を生成する方法、及びその方法を採用した無人走行車両を提供する。【解決手段】無人走行車両内の制御部によって、該無人走行車両の最適駐車経路を生成する方法において、制御部は、基準駐車経路の段階動作それぞれの移動距離を変化させながら、少なくとも１つの経路周辺障害物と、無人走行車両との平均距離である平均障害物距離が最長である駐車経路を求め、また、該制御部は、最長である平均障害物距離が、設定制限距離より長ければ、最長である平均障害物距離を有した駐車経路を最適駐車経路として設定する。【選択図】図６

Description

本発明は、無人走行車両の最適駐車経路を生成する方法、及びその方法を採用した無人走行車両に係り、さらに詳細には、無人走行車両内の制御部によって、該無人走行車両の最適駐車経路を生成する方法、及びその方法を採用した無人走行車両に関する。

無人走行車両、例えば、無人走行ロボットは、基本的に、センサ部、現在位置推定部、周辺地図生成部、制御部、駆動部、器具部及び無線通信部を含む。

各種センサを含んだセンサ部は、位置関連情報及び周辺障害物情報を発し、発せられる位置関連情報及び周辺障害物情報を、現在位置推定部、周辺地図生成部及び制御部にそれぞれ入力する。

現在位置推定部は、センサ部からの位置関連情報及び周辺障害物情報によって、現在位置を推定し、推定結果の現在位置情報を制御部に入力する。

周辺地図生成部は、基準地図情報及びセンサ部からの位置関連情報によって、周辺地図を生成し、生成結果の周辺地図情報を制御部に入力する。

制御部は、無線通信部を介してユーザ端末機と通信しながら、センサ部、現在位置推定部及び周辺地図生成部から入力された情報によって、駆動部の動作を制御する。

駆動部は、制御部からの制御信号によって動作しながら、器具部を駆動する。

前記のような無人走行車両の駐車経路を生成する方法において、従来の無人走行車両は、ユーザが遠隔制御によって指定した目標到着位置に向かい、部分的に駐車経路を生成しながら移動する。

従って、従来の駐車経路生成方法によれば、駐車成功確率が低く、駐車に成功したとしても、駐車するのに所要時間が長くなるという問題点がある。

従って、無人走行車両の最適駐車経路をまず生成した後、生成された最適駐車経路によって移動する必要性が叫ばれている。

しかし、最適駐車経路の生成において最大の問題点は、無人走行車両の現在位置と、目標到着位置との間に非常に多くの候補駐車経路が存在するという点である。すなわち、非常に多くの候補駐車経路をいずれも知ることができないという問題点がある。

従って、たとえ候補駐車経路をいずれも知ることができるとしても、多数の候補経路それぞれについて、障害物との衝突いかんの判断には、長い計算時間が必要となってしまう。

なお、関連先行文献としては、特許文献１がある。

特開２００９−１５７４３０号公報（出願人：トヨタ自動車（株）、「座標補正方法、座標補正プログラム及び自律移動ロボット」）

本発明が解決しようとする課題は、無人走行車両の現在位置と目標到着位置との間に、測り知れない多くの候補駐車経路が存在するにもかかわらず、効率的であって迅速に最適駐車経路を生成する方法を提供するものである。

本発明が解決しようとする課題はまた、前記最適駐車経路の生成方法を採用した無人走行車両を提供するものである。

本発明の一側面によれば、無人走行車両内の制御部によって、前記無人走行車両の最適駐車経路を生成する方法において、段階（ａ）ないし（ｃ）を含む。

前記段階（ａ）において、前記制御部は、前方直進、後方直進、前方左折、後方左折、前方右折及び後方右折の段階動作を選択的に組み合わせて基準駐車経路を生成する。

前記段階（ｂ）において、前記制御部は、前記基準駐車経路の段階動作それぞれの移動距離を変化させながら、少なくとも１つの経路周辺障害物と、前記無人走行車両との平均距離である平均障害物距離が最長である駐車経路を求める。

前記段階（ｃ）において、前記制御部は、前記最長である平均障害物距離が、設定制限距離より長ければ、前記最長である平均障害物距離を有した駐車経路を、前記最適駐車経路として設定する。

本発明の他の側面による無人走行車両は、前記最適駐車経路の生成方法を採用する。

本発明の無人走行車両の最適駐車経路を生成する方法、及びその方法を採用した無人走行車両によれば、該無人走行車両の制御部は、基準駐車経路の段階動作それぞれの移動距離を変化させながら、少なくとも１つの経路周辺障害物と、該無人走行車両との平均距離である平均障害物距離が最長である駐車経路を求める。

従って、前記基準駐車経路の段階動作それぞれの移動距離が変化しながら、最適駐車経路が検索されるので、無人走行車両の現在位置と目標到着位置との間に測り知れない多くの候補駐車経路が存在するにもかかわらず、効率的であって迅速に最適駐車経路が生成される。

例えば、制御部は、前記平均障害物距離の増大方向に、前記段階動作それぞれの移動距離を縮小させたり延長させながら、前記平均障害物距離が収斂（convergence）するいずれか１つの駐車経路を最適駐車経路として設定することができる。

本発明の一実施形態の最適駐車経路の生成方法を採用した無人走行車両の内部構成を示す図面である。 図１の制御部の駐車関連動作を示すフローチャートである。 図１の制御部が、右側目標地点に後方駐車（head−out parking）命令を受けた場合、図２の段階（ａ）の遂行によって生成された基準駐車経路の一例を示す図面である。 図１の制御部が、左側目標地点に後方駐車命令を受けた場合、図２の段階（ａ）の遂行によって生成された基準駐車経路の一例を示す図面である。 図１の制御部が、右側目標地点に平行駐車（parallel parking）命令を受けた場合、図２の段階（ａ）の遂行によって生成された基準駐車経路の一例を示す図面である。 図１の制御部が、左側目標地点に平行駐車命令を受けた場合、図２の段階（ａ）の遂行によって生成された基準駐車経路の一例を示す図面である。 図１の制御部が、右側目標地点に前方駐車（head−in parking）命令を受けた場合、図２の段階（ａ）の遂行によって生成された基準駐車経路の一例を示す図面である。 図１の制御部が、左側目標地点に前方駐車命令を受けた場合、図２の段階（ａ）の遂行によって生成された基準駐車経路の一例を示す図面である。 図２の段階（ａ）及び段階（ｂ）で、無人走行車両が回転移動したと仮想した場合、無人走行車両のｘ軸座標（ｘ１）、ｙ軸座標（−ｙ１）及び指向方位角度（θ１）が回転角度（δ）の回転移動による仮想円を使用して求められることを示す図面である。 図９の無人走行車両が一定回転角度（δ）として、Ａ地点からＢ地点に回転移動した場合、Ｂ地点のｘ軸座標（ｘ２）、ｙ軸座標（ｙ２）及び指向方位角度（θ２）を求める方法を説明するための図面である。 図２の段階（ｂ）において、いずれか１つの駐車経路に対して、少なくとも１つの経路周辺障害物と、無人走行車両との平均距離を求める過程について説明するための図面である。 図２の段階（ｂ）の詳細過程を示すフローチャートである。 図１２の段階（ｂ２）の第１例について説明するための図面である。 図１３の例において、段階動作それぞれの共通的移動距離の変化状態を示す図面である。 図１２の段階（ｂ２）の第２例について説明するための図面である。 図１５の例において、段階動作それぞれの共通的移動距離の変化状態を示す図面である。 図１２の段階（ｂ２）の詳細過程を示すフローチャートである。

以下の説明及び添付図面は、本発明による動作を理解するためのものであり、本技術分野の当業者が容易に具現することができる部分は省略する。
また、本明細書及び図面は、本発明を制限するための目的で提供されたものではなく、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって決まるのである。本明細書で使用された用語は、本発明の最適のために、本発明の技術的思想に符合する意味及び概念に解釈されなければならない。

以下、添付された図面を参照しながら、本発明の望ましい実施形態について詳細に説明する。また、本明細書及び図面において、実質的に同一な機能構成を有する構成要素については、同一符号を付することにより、重複説明を省略する。

図１は、本発明の一実施形態の最適駐車経路の生成方法を採用した無人走行車両１の内部構成を示す。

図１を参照すれば、本実施形態の最適駐車経路の生成方法を採用した無人走行車両１、例えば、無人走行ロボットは、センサ部１０１、現在位置推定部１０２、周辺地図生成部１０３、制御部１０４、駆動部１０５、器具部１０６及び無線通信部１０７を含む。

各種センサを含んだセンサ部１０１は、位置関連情報及び周辺障害物情報を発し、発せられる位置関連情報及び周辺障害物情報を、現在位置推定部１０２、周辺地図生成部１０３及び制御部１０４にそれぞれ入力する。

現在位置推定部１０２は、センサ部１０１からの位置関連情報及び周辺障害物情報によって現在位置を推定し、推定結果の現在位置情報を制御部１０４に入力する。

周辺地図生成部１０３は、基準地図情報及びセンサ部１０１からの位置関連情報によって周辺地図を生成し、生成結果の周辺地図情報を制御部１０４に入力する。

制御部１０４は、無線通信部１０７を介してユーザ端末機と通信しながら、センサ部１０１、現在位置推定部１０２及び周辺地図生成部１０３から入力された情報によって、駆動部１０５の動作を制御する。

駆動部１０５は、制御部１０４からの制御信号によって動作しながら、器具部１０６を駆動する。

図２は、図１の制御部１０４の駐車関連動作を示す。図１及び図２を参照し、制御部１０４の駐車関連動作について説明すれば、次の通りである。

ユーザ端末機から、無線通信部１０７を介して、駐車命令信号が入力されれば（段階Ｓ２０１）、制御部１０４は、前方直進、後方直進、前方左折、後方左折、前方右折及び後方右折の段階動作を選択的に組み合わせ、基準駐車経路を生成する（段階（ａ））。

前記段階（ａ）において、基準駐車経路は、経路周辺障害物（near-to-path obstacle）がないと仮定した状態で、最短距離の経路として生成される。

次に、制御部１０４は、前記基準駐車経路の段階動作それぞれの移動距離を変化させながら、少なくとも１つの経路周辺障害物と、無人走行車両１との平均距離である平均障害物距離（average obstacle distance）が最長である駐車経路を求める（段階（ｂ））。

前記段階（ａ）及び前記段階（ｂ）において、前方左折、後方左折、前方右折及び後方右折で、同一の回転角度が適用される。従って、各段階動作の変数として、単に移動距離のみ適用される。

次に、制御部１０４は、前記最長である平均障害物距離Ｄ_ＬＯＡが、設定制限距離Ｄ_ＬＩＡより長ければ（段階（ｃ１））、前記最長である平均障害物距離Ｄ_ＬＯＡを有した駐車経路を最適駐車経路として設定する（段階（ｃ２））。また、制御部１０４は、設定された最適駐車経路によって駆動部１０５を動作させる（段階Ｓ２０７）。

前記段階（ｃ１）において、前記最長である平均障害物距離Ｄ_ＬＯＡが、設定制限距離Ｄ_ＬＩＡほど長くなければ、制御部１０４は、駐車不可能を知らせる信号を、無線通信部１０７を介して、ユーザ端末機に伝送する（段階Ｓ２０６）。

前記のような駐車関連動作によれば、制御部１０４は、基準駐車経路の段階動作それぞれの移動距離を変化させながら、少なくとも１つの経路周辺障害物と、無人走行車両との平均距離である平均障害物距離が最長である駐車経路を求める。

従って、基準駐車経路の段階動作それぞれの移動距離が変化しながら、最適駐車経路が検索されるので、無人走行車両１の現在位置と目標到着位置との間に、測り知れない多くの候補駐車経路が存在するにもかかわらず、効率的であって迅速に最適駐車経路が生成される。

例えば、制御部１０４は、平均障害物距離の増大方向に、段階動作それぞれの移動距離を縮小させたり延長させながら、平均障害物距離が収斂（convergence）するいずれか１つの駐車経路を最適駐車経路として設定することができる。

図３は、図１の制御部１０４が、右側目標地点に後方駐車（head−out parking）命令を受けた場合、図２の段階（ａ）の遂行によって生成された基準駐車経路の一例を示す。

図３で、参照符号３０１ないし３０３は、経路周辺障害物を示す。

本実施形態の場合、無人走行車両１は、前方２つのタイヤ３１１，３１２と、後方２つのタイヤ３２１，３２２とを具備する。また、無人走行車両１の位置基準点Ｆは、後方２タイヤの中間地点に設定されている。そして、基準駐車経路は、経路周辺障害物がないと仮定した状態で、最短距離の経路として生成される。

図３を参照すれば、制御部１０４が、右側目標地点に後方駐車命令を受けた場合、次の５段階動作が順に設定されることにより、基準駐車経路が生成される。

１．前方（または後方）直進→２．後方右折→３．前方左折→４．後方右折→５．後方直進。

前記後方右折、前方左折及び後方右折で、同一の回転角度が適用される。従って、各段階動作の変数として、単に移動距離のみ適用される。例えば、次のような基準駐車経路が生成される。

１．前方（または後方）直進０ｍ（meter）→２．後方右折０．５ｍ→３．前方左折０．５ｍ→４．後方右折４．５ｍ→５．後方直進２ｍ。

１．前方（または後方）直進０ｍは、省略された段階動作を意味するということは言うまでもない。前記例の基準駐車経路は、負数を利用して、次のように簡略に適用されもする。

１．直進０ｍ→２．右折−０．５ｍ→３．左折０．５ｍ→４．右折−４．５ｍ→５．直進−２ｍ。

図４は、図１の制御部１０４が、左側目標地点に後方駐車命令を受けた場合、図２の段階（ａ）の遂行によって生成された基準駐車経路の一例を示す。図４で、図３と同一な参照符号は、同一機能の対象を示す。図４で、参照符号４０１ないし４０３は、経路周辺障害物を示す。

図４を参照すれば、制御部１０４が、左側目標地点に後方駐車命令を受けた場合、次の５段階動作が順に設定されることにより、基準駐車経路が生成される。

１．前方（または後方）直進→２．後方左折→３．前方右折→４．後方左折→５．後方直進。

前記後方左折、前方右折及び後方左折で、同一の回転角度が適用される。従って、各段階動作の変数として、単に移動距離のみ適用される。例えば、次のような基準駐車経路が生成される。

１．前方（または後方）直進０ｍ→２．後方左折０．５ｍ→３．前方右折０．５ｍ→４．後方左折４．５ｍ→５．後方直進２ｍ。

１．前方（または後方）直進０ｍは、省略された段階動作を意味するということは言うまでもない。前記例の基準駐車経路は、負数を利用して、次のように簡略に適用されもする。

１．直進０ｍ→２．左折−０．５ｍ→３．右折０．５ｍ→４．左折−４．５ｍ→５．直進−２ｍ。

図５は、図１の制御部１０４が、右側目標地点に平行駐車（parallel parking）命令を受けた場合、図２の段階（ａ）の遂行によって生成された基準駐車経路の一例を示す。図５で、図３及び図４と同一な参照符号は、同一機能の対象を示す。図５で、参照符号５０１及び５０２は、経路周辺障害物を示す。

図５を参照すれば、制御部１０４が、右側目標地点に平行駐車命令を受けた場合、次の５段階動作が順に設定されることにより、基準駐車経路が生成される。

１．前方（または後方）直進→２．後方右折→３．後方左折→４．前方右折→５．前方（または後方）直進。

前記後方右折、後方左折及び前方右折で、同一の回転角度が適用される。従って、各段階動作の変数として、単に移動距離のみ適用される。例えば、次のような基準駐車経路が生成される。

１．前方（または後方）直進０ｍ→２．後方右折２．５ｍ→３．後方左折２．５ｍ→４．前方右折０．５ｍ→５．前方（または後方）直進０ｍ。

１．及び５．の前方（または後方）直進０ｍは、省略された段階動作を意味するということは言うまでもない。前記例の基準駐車経路は、負数を利用して、次のように簡略に適用されもする。

１．直進０ｍ→２．右折−２．５ｍ→３．左折−２．５ｍ→４．右折０．５ｍ→５．直進０ｍ。

図６は、図１の制御部１０４が、左側目標地点に平行駐車命令を受けた場合、図２の段階（ａ）の遂行によって生成された基準駐車経路の一例を示す。図６で、図３ないし図５と同一な参照符号は、同一機能の対象を示す。図６で、参照符号６０１及び６０２は、経路周辺障害物を示す。

図６を参照すれば、制御部１０４が、左側目標地点に平行駐車命令を受けた場合、次の５段階動作が順に設定されることにより、基準駐車経路が生成される。

１．前方（または後方）直進→２．後方左折→３．後方右折→４．前方左折→５．前方（または後方）直進。

前記後方左折、後方右折及び前方左折で、同一の回転角度が適用される。従って、各段階動作の変数として、単に移動距離のみ適用される。例えば、次のような基準駐車経路が生成される。

１．前方（または後方）直進０ｍ→２．後方左折２．５ｍ→３．後方右折２．５ｍ→４．前方左折０．５ｍ→５．前方（または後方）直進０ｍ。

１．及び５．の前方（または後方）直進０ｍは、省略された段階動作を意味するということは言うまでもない。前記例の基準駐車経路は、負数を利用して、次のように簡略に適用されもする。

１．直進０ｍ→２．左折−２．５ｍ→３．右折−２．５ｍ→４．左折０．５ｍ→５．直進０ｍ。

図７は、図１の制御部１０４が、右側目標地点に前方駐車（head−in parking）命令を受けた場合、図２の段階（ａ）の遂行によって生成された基準駐車経路の一例を示す。図７で、図３ないし図６と同一な参照符号は、同一機能の対象を示す。図７で、参照符号７０１及び７０２は、経路周辺障害物を示す。

図７を参照すれば、制御部１０４が、右側目標地点に前方駐車命令を受けた場合、次の５段階動作が順に設定されることにより、基準駐車経路が生成される。

１．前方（または後方）直進→２．前方右折→３．後方左折→４．前方右折→５．前方直進。

前記前方右折、後方左折及び前方右折で、同一の回転角度が適用される。従って、各段階動作の変数として、単に移動距離のみ適用される。例えば、次のような基準駐車経路が生成される。

１．前方（または後方）直進０ｍ→２．前方右折１ｍ→３．後方左折１ｍ→４．前方右折１ｍ→５．前方直進５ｍ。

１．前方（または後方）直進０ｍは、省略された段階動作を意味するということは言うまでもない。前記例の基準駐車経路は、負数を利用して、次のように簡略に適用されもする。

１．直進０ｍ→２．右折１ｍ→３．左折−１ｍ→４．右折１ｍ→５．直進５ｍ。

図８は、図１の制御部１０４が、左側目標地点に前方駐車命令を受けた場合、図２の段階（ａ）の遂行によって生成された基準駐車経路の一例を示す。図８で、図３ないし図７と同一な参照符号は、同一機能の対象を示す。図８で、参照符号８０１及び８０２は、経路周辺障害物を示す。

図８を参照すれば、制御部１０４が、左側目標地点に前方駐車命令を受けた場合、次の５段階動作が順に設定されることにより、基準駐車経路が生成される。

１．前方（または後方）直進→２．前方左折→３．後方右折→４．前方左折→５．前方直進。

前記前方左折、後方右折及び前方左折で、同一の回転角度が適用される。従って、各段階動作の変数として、単に移動距離のみ適用される。例えば、次のような基準駐車経路が生成される。

１．前方（または後方）直進０ｍ→２．前方左折１ｍ→３．後方右折１ｍ→４．前方左折１ｍ→５．前方直進５ｍ。

１．前方（または後方）直進０ｍは、省略された段階動作を意味するということは言うまでもない。前記例の基準駐車経路は、負数を利用して、次のように簡略に適用されもする。

１．直進０ｍ→２．左折１ｍ→３．右折−１ｍ→４．左折１ｍ→５．直進５ｍ。

図９は、図２の段階（ａ）及び段階（ｂ）において、無人走行車両が回転移動したと仮想した場合、無人走行車両のｘ軸座標（ｘ１）、ｙ軸座標（−ｙ１）及び指向方位角度θ１が、回転角度δの回転移動による仮想円１００１（図１０）を使用して求められるということを示す。

図１０は、図９の無人走行車両が一定回転角度δでもって、Ａ地点からＢ地点に回転移動した場合、Ｂ地点のｘ軸座標（ｘ２）、ｙ軸座標（ｙ２）及び指向方位角度θ２を求める方法について説明するための図面である。

図９及び図１０で、図３ないし図８と同一な参照符号は、同一機能の対象を示す。図９及び図１０で、参照符号ｘ（−ｘ）は、ｘ座標軸を、ｙ（−ｙ）は、ｙ座標軸を、θは、指向方位角度を、δは、共通回転角度を、（ｘ_Ｒ，ｙ_Ｒ）は、仮想円１００１の中心座標を、Ｒは、仮想円１００１の半径を、ｌは、前後タイヤ間隔を、ｘ（ｎ）は、第ｎ ｘ軸座標を、−ｙ（ｎ）は、第ｎ ｙ軸座標を、θ（ｎ）は、第ｎ指向方位角度を、ｘ１は、第１ ｘ軸座標を、ｙ１は、第１ ｙ軸座標を、θ１は、第１指向方位角度を、ｘ２は、第２ ｘ軸座標を、ｙ２は、第２ ｙ軸座標を、θ２は、第２指向方位角度を、ｍは、回転移動距離を、そしてαは、回転移動角度をそれぞれ示す。

図９及び図１０を参照すれば、図２の段階（ａ）及び段階（ｂ）において、前方左折、後方左折、前方右折及び後方右折で、同一の回転角度δが適用される。

また、図２の段階（ｂ）において、駐車経路それぞれを無人走行車両１が移動すると仮定し、無人走行車両１が、単位移動距離を仮想的に移動するたびに、無人走行車両１の後方２タイヤの中間地点Ｆのｘ軸座標（ｘ（ｎ））、ｙ軸座標（−ｙ（ｎ））及び指向方位角度θ（ｎ）が計算される。

ここで、前方左折、後方左折、前方右折及び後方右折のうちいずれか１つの動作によって、後方２タイヤの中間地点Ｆが、第１ ｘ軸座標（ｘ１）、第１ ｙ軸座標（ｙ１）及び第１指向方位角度θ１から、第２ ｘ軸座標（ｘ２）、第２ ｙ軸座標（ｙ２）及び第２指向方位角度θ２に回転移動すると仮定する。その場合、第２ ｘ軸座標（ｘ２）、第２ ｙ軸座標（ｙ２）及び第２指向方位角度θ２は、回転角度δの回転移動による仮想円１００１を使用して求められる。これについて詳細に説明すれば、次の通りである。

第２指向方位角度θ２は、下記数式１によって求められる。

前記数学式１でαは、回転移動角度を、そしてθ１は、すでに求められている第１指向方位角度をそれぞれ示す。回転移動方向が逆時計回り方向である場合、前記数式１での回転移動角度αは、−αに置き換えられるということは言うまでもない。前記数式１での回転移動角度αは、下記数式２によって求められる。

前記数式２でｍは、無人走行車両１の回転移動距離を、そしてＲは、回転移動による仮想円１００１の半径をそれぞれ示す。

前記数式２での半径Ｒは、下記数式３によって求められる。

前記数式３でｌは、無人走行車両１の前後タイヤ間隔を、そしてδは、一定回転角度をそれぞれ示す。

従って、前記数式１ないし数式３によって、第２指向方位角度θ２が求められる。

一方、前記第２ ｘ軸座標（ｘ２）は、下記数式４によって求められる。

前記数式４で＊は、乗算記号を、θ２は、前記数式１の第２指向方位角度を、Ｒは、前記数式３の半径を、そしてｘ_Ｒは、仮想円１００１のｘ軸中心座標をそれぞれ示す。前記数式４での仮想円１００１のｘ軸中心座標ｘ_Ｒは、下記数式５によって求められる。

前記数式５で＊は、乗算記号を、θ１は、すでに求められている第１指向方位角度を、Ｒは、前記数式３の半径を、そしてｘ１は、すでに求められている第１ ｘ軸座標をそれぞれ示す。

一方、前記第２ ｙ軸座標（ｙ２）は、下記数式６によって求められる。

前記数式６で＊は、乗算記号を、θ２は、前記数式１の第２指向方位角度を、Ｒは、前記数式３の半径を、そしてｙ_Ｒは、仮想円１００１のｙ軸中心座標をそれぞれ示す。前記数式６での仮想円１００１のｙ軸中心座標ｙ_Ｒは、下記数式７によって求められる。

前記数式７で＊は、乗算記号を、θ１は、すでに求められている第１指向方位角度を、Ｒは、前記数式３の半径を、そしてｙ１は、すでに求められている第１ ｙ軸座標をそれぞれ示す。

図１１は、図２の段階（ｂ）において、いずれか１つの駐車経路に対して、少なくとも１つの経路周辺障害物１１０１，１１０２と、無人走行車両１との平均距離を求める過程について説明するための図面である。

図１１を参照すれば、図２の段階（ｂ）において、いずれか１つの駐車経路に対して、２個の経路周辺障害物１１０１，１１０２と、無人走行車両１との平均距離を求めるために、制御部１０４（図１）は、前記いずれか１つの駐車経路に沿って、無人走行車両１が重畳的に配置されたと仮定する。図１１で、参照符号ＬＣ１ないしＬＣｎは、重畳的な配置位置を、ｄ（１−１）は、第１配置位置ＬＣ１での第１経路周辺障害物１１０１との最短距離を、ｄ（１−２）は、第１配置位置ＬＣ１での第２経路周辺障害物１１０２との最短距離を、ｄ（ｎ−１）は、第ｎ配置位置ＬＣｎでの第１経路周辺障害物１１０１との最短距離を、そしてｄ（ｎ−２）は、第ｎ配置位置ＬＣｎでの第２経路周辺障害物１１０２との最短距離をそれぞれ示す。

制御部１０４（図１）は、前記仮定状態のそれぞれの位置ＬＣ１ないしＬＣｎでの無人走行車両１に対して、それぞれの経路周辺障害物１１０１，１１０２との最短距離ｄ（１−１）ないしｄ（ｎ−２）を計算する。次に、制御部１０４は、計算結果のそれぞれの最短距離ｄ（１−１）ないしｄ（ｎ−２）を合算し、合算の結果値を、前記平均距離として設定する。

前記仮定状態でのそれぞれの無人走行車両１に対して、それぞれの経路周辺障害物１１０１，１１０２との最短距離を計算するにあたり、いずれか１つの経路周辺障害物１１０２が、いずれか１つの位置ＬＣ１の無人走行車両１の内部に存在する場合、無人走行車両１の外面と、経路周辺障害物１１０２との最短距離として、負数の値を有する。

図１２は、図２の段階（ｂ）の詳細過程を示す。図１３は、図１２の段階（ｂ２）の第１例について説明するための図面である。図１４は、図１３の例において、段階動作それぞれの共通的移動距離の変化状態を示す。図１５は、図１２の段階（ｂ２）の第２例について説明するための図面である。図１６は、図１５の例において、段階動作それぞれの共通的移動距離の変化状態を示す。図１３ないし図１６で、図３ないし図８と同一な参照符号は、同一機能の対象を示す。

図１３ないし図１６で、参照符号１３０１，１３０２，１５０１及び１５０２は、経路周辺障害物を、Ｐ１は、基準駐車経路を、Ｐｒ１は、第１縮小経路を、Ｐｅ１は、第１延長経路を、Ｐ２は、第１駐車経路を、Ｐｒ２は、第２縮小経路を、Ｐｅ２は、第２延長経路を、Ｐ３は、第２駐車経路を、Ｄｒｅは、基準設定距離を、Ｓ１ａは、第１ａ段階を、Ｓ１ｂは、第１ｂ段階を、Ｓ２は、第２段階を、Ｓ３ａは、第３ａ段階を、Ｓ３ｂは、第３ｂ段階を、そしてＳ４は、第４段階をそれぞれ示す。

図１２ないし図１６を参照し、図２の段階（ｂ）の詳細過程について説明すれば、次の通りである。

まず、制御部１０４（図１）は、基準駐車経路Ｐ１において、経路周辺障害物１３０１，１３０２，１５０１，１５０２と、無人走行車両１との平均距離である基準平均障害物距離を計算する（段階（ｂ１））。

次に、制御部１０４は、基準駐車経路Ｐ１での段階動作（図３ないし図８での１．ないし５．）それぞれの移動距離を変化させながら、経路周辺障害物１３０１，１３０２，１５０１，１５０２と、無人走行車両１との平均距離である平均障害物距離を計算し、前記基準平均障害物距離より長い第１平均障害物距離を有した第１駐車経路Ｐ２を求める（段階（ｂ２））。

次に、制御部１０４は、前記基準平均障害物距離と、前記第１平均障害物距離との差Ｄｐｅ１が、設定収斂距離Ｄｃｏｎより小さければ（段階（ｂ３ａ））、前記第１駐車経路Ｐ２を、前記最長である平均障害物距離を有した駐車経路として設定する（段階（ｂ３ｂ））。

前記基準平均障害物距離と、前記第１平均障害物距離との差Ｄｐｅ１が、設定収斂距離Ｄｃｏｎほど小さくなければ（段階（ｂ３ａ））、制御部１０４は、以下の段階（ｂ４）及び段階（ｂ５）を遂行する。

制御部１０４は、前記第１駐車経路Ｐ２を、新たな基準駐車経路として設定する（段階（ｂ４））。また、制御部１０４は、前記新たな基準駐車経路を、前記段階（ｂ１）ないし（ｂ３ｂ）での基準駐車経路と見なし、前記段階（ｂ１）ないし（ｂ４）を遂行する（段階（ｂ５））。

そのような連続的検索過程において、設定収斂距離Ｄｃｏｎが利用されるので、最長である平均障害物距離を有した駐車経路を迅速に求めることができる。

本実施形態の場合、前記段階（ｂ２）において、前記第１駐車経路を求める追加的条件は、次の通りである。すなわち、前記段階（ｂ２）の遂行によって求められた前記第１駐車経路は、次の３つの条件を満足する。

第１に、仮想到着地点での無人走行車両１のｘ軸座標と、目標到着地点でのｘ軸座標のとの偏差が、設定制限値より小さい。

第２に、仮想到着地点での無人走行車両１のｙ軸座標と、目標到着地点でのｙ軸座標との偏差が、設定制限値より小さい。

第３に、仮想到着地点での無人走行車両１の指向方位角度と、目標到着地点での指向方位角度との偏差が、設定制限値より小さい。

図１７は、図１２の段階（ｂ２）の詳細過程を示す。図１３ないし図１７を参照し、図１２の段階（ｂ２）の詳細過程について説明すれば次の通りである。

まず、制御部１０４（図１）は、基準駐車経路Ｐ１での段階動作（図３ないし図８での１．ないし５．）それぞれの移動距離を基準設定距離Ｄｒｅほど縮小させた結果の縮小経路Ｐｒ１において、経路周辺障害物１３０１，１３０２，１５０１，１５０２と、無人走行車両１との平均距離である縮小経路Ｐｒ１の平均障害物距離を計算する（段階（ｂ２ａ））。

前記段階（ｂ２ａ）において、図１２の段階（ｂ５）により、図１２の段階（ｂ２）が再び遂行される場合、基準駐車経路は、図１３ないし図１６でのＰ２であり、その縮小経路は、Ｐｒ２である。

次に、制御部１０４は、基準駐車経路Ｐ１での段階動作（図３ないし図８での１．ないし５．）それぞれの移動距離を、前記基準設定距離Ｄｒｅほど延長させた結果の延長経路Ｐｅ１において、経路周辺障害物１３０１，１３０２，１５０１，１５０２と、無人走行車両１との平均距離である延長経路Ｐｅ１の平均障害物距離を計算する（段階（ｂ２ｂ））。

前記段階（ｂ２ｂ）において、図１２の段階（ｂ５）により、図１２の段階（ｂ２）が再び遂行される場合、基準駐車経路は、図１３ないし図１６でのＰ２であり、その延長経路は、Ｐｅ２である。

次に、制御部１０４は、縮小経路Ｐｒ１の平均障害物距離と、延長経路Ｐｅ１の平均障害物距離との比較結果によって、前記段階動作（図３ないし図８での１．ないし５．）それぞれの移動距離を変化させながら、経路周辺障害物１３０１，１３０２，１５０１，１５０２と、無人走行車両１との平均距離である平均障害物距離を計算し、基準平均障害物距離より長い第１平均障害物距離を有した第１駐車経路Ｐ２を求める（段階（ｂ２ｃ））。

前記段階（ｂ２ｃ）において、図１２の段階（ｂ５）により、図１２の段階（ｂ２）が再び遂行される場合、基準駐車経路は、図１３ないし図１６でのＰ２であり、第１駐車経路は、Ｐ３であり、前記基準平均障害物距離は、前記第１平均障害物距離に置き換わる。

前記段階（ｂ２ｃ）において、縮小経路Ｐｒ１の平均障害物距離が、延長経路Ｐｅ１の平均障害物距離より長ければ、縮小経路Ｐｒ１での前記段階動作（図３ないし図８での１．ないし５．）それぞれの移動距離を縮小させながら、経路周辺障害物１３０１，１３０２，１５０１，１５０２と、無人走行車両１との平均距離である平均障害物距離を計算し、基準平均障害物距離より長い前記第１平均障害物距離を有した第１駐車経路Ｐ２を求める。すなわち、第１駐車経路Ｐ２の存在確率が高い方向に検索が行われるので、所望の第１駐車経路Ｐ２を迅速に求めることができる。

さらに、前記段階（ｂ２ｃ）で、縮小経路Ｐｒ１での前記段階動作（図３ないし図８での１．ないし５．）それぞれの移動距離を縮小させるにあたり、移動距離の縮小比率は、縮小経路Ｐｒ１の平均障害物距離と、延長経路Ｐｅ１の平均障害物距離との差に比例する。なぜならば、縮小経路Ｐｒ１の平均障害物距離と、延長経路の平均障害物距離Ｐｅ１との差が大きいほど、基準駐車経路Ｐ１と、第１駐車経路Ｐ２との平均間隔が長くなる確率が高いからである。従って、所望の第１駐車経路Ｐ２をさらに迅速に求めることができる。

それと同様に、前記段階（ｂ２ｃ）において、延長経路Ｐｅ１の平均障害物距離が、縮小経路Ｐｒ１の平均障害物距離より長ければ、延長経路Ｐｅ１での前記段階動作（図３ないし図８での１．ないし５．）それぞれの移動距離を延長させながら、経路周辺障害物１３０１，１３０２，１５０１，１５０２と、無人走行車両１との平均距離である平均障害物距離を計算し、前記基準平均障害物距離より長い前記第１平均障害物距離を有した前記第１駐車経路Ｐ２を求める。すなわち、前記第１駐車経路Ｐ２の存在確率が高い方向に検索が行われるので、所望の第１駐車経路Ｐ２を迅速に求めることができる。

さらに、前記段階（ｂ２ｃ）において、前記延長経路Ｐｅ１での前記段階動作（図３ないし図８での１．ないし５．）それぞれの移動距離を延長させるにおいて、移動距離の延長比率は、縮小経路Ｐｒ１の平均障害物距離と、延長経路Ｐｅ１の平均障害物距離との差に比例する。なぜならば、縮小経路Ｐｒ１の平均障害物距離と、延長経路の平均障害物距離Ｐｅ１との差が大きいほど、基準駐車経路Ｐ１と、第１駐車経路Ｐ２との平均間隔が長くなる確率が高いからである。従って、所望の第１駐車経路Ｐ２をさらに迅速に求めることができる。

一方、前記段階（ｂ２ｃ）において、制御部１０４は、縮小経路Ｐｒ１での前記段階動作（図３ないし図８での１．ないし５．）それぞれの移動距離を縮小させる代わりに、基準駐車経路Ｐ１での前記段階動作（図３ないし図８での１．ないし５．）それぞれの移動距離を縮小させることもできる。また、制御部１０４は、延長経路Ｐｅ１での前記段階動作（図３ないし図８での１．ないし５．）それぞれの移動距離を延長させる代わりに、基準駐車経路Ｐ１での前記段階動作（図３ないし図８での１．ないし５．）それぞれの移動距離を延長させることもできる。

前述のように、前記段階（ｂ２ａ）ないし（ｂ２ｃ）において、図１２の段階（ｂ５）により、図１２の段階（ｂ２）が再び遂行される場合、前記基準駐車経路は、図１３ないし図１６でのＰ２あり、その縮小経路は、Ｐｒ２であり、その延長経路は、Ｐｅ２であり、そして前記第１駐車経路は、Ｐ３である。前記基準平均障害物距離は、前記第１平均障害物距離に置き換わりもする。

前述のように、本発明の実施形態の無人走行車両の最適駐車経路を生成する方法、及びその方法を採用した無人走行車両によれば、無人走行車両の制御部は、基準駐車経路の段階動作それぞれの移動距離を変化させながら、少なくとも１つの経路周辺障害物と、無人走行車両との平均距離である平均障害物距離が最長である駐車経路を求める。

従って、基準駐車経路の段階動作それぞれの移動距離が変化しながら、最適駐車経路が検索されるので、無人走行車両の現在位置と目標到着位置との間に、測り知れない多くの候補駐車経路が存在するにもかかわらず、効率的であって迅速に最適駐車経路が生成される。

例えば、制御部は、平均障害物距離の増大方向に、段階動作それぞれの移動距離を縮小させたり延長させながら、平均障害物距離が収斂するいずれか１つの駐車経路を最適駐車経路として設定することができる。

以上、本発明について、望ましい実施形態を中心に説明した。本発明が属する技術分野で当業者であるならば、本発明の本質的な特性からはずれない範囲で変形された形態で、本発明を具現することができるということを理解するであろう。

従って、前記開示された実施形態は、限定的な観点ではなく、説明的な観点から考慮されなければならない。本発明の範囲は、前述の説明ではなく、特許請求の範囲に示されており、特許請求の範囲によって請求された発明、及び請求された発明と均等な発明は、本発明に含まれたものであると解釈されなければならない。

本発明の無人走行車両の最適駐車経路を生成する方法、及びその方法を採用した無人走行車両は、例えば、車両駐車関連の技術分野に効果的に適用可能である。

１ 無人走行車両
１０１ センサ部
１０２ 現在位置推定部
１０３ 周辺地図生成部
１０４ 制御部
１０５ 駆動部
１０６ 器具部
１０７ 無線通信部
３０１，３０２，３０３，４０１，４０２，４０３，５０１，５０２，６０１，６０２，７０１，７０２，８０１，８０２，１１０１，１１０２，１３０１，１３０２，１５０１，１５０２ 経路周辺障害物
３１１，３１２ 前方タイヤ
３２１，３２２ 後方タイヤ
Ｆ 無人走行車両の位置基準点

Claims (19)

1. 無人走行車両内の制御部によって、前記無人走行車両の最適駐車経路を生成する方法において、
   （ａ）前方直進、後方直進、前方左折、後方左折、前方右折及び後方右折の段階動作を選択的に組み合わせ、基準駐車経路を生成する段階と、
   （ｂ）前記基準駐車経路の段階動作それぞれの移動距離を変化させながら、少なくとも１つの経路周辺障害物と、前記無人走行車両との平均距離である平均障害物距離が最長である駐車経路を求める段階と、
   （ｃ）前記最長である平均障害物距離が、設定制限距離より長ければ、前記最長である平均障害物距離を有した駐車経路を、前記最適駐車経路として設定する段階と、を含むことを特徴とする最適駐車経路の生成方法。
2. 前記段階（ａ）での前記基準駐車経路は、
   前記経路周辺障害物がないと仮定した状態で生成された最短駐車経路であることを特徴とする請求項１に記載の最適駐車経路の生成方法。
3. 前記段階（ａ）及び前記段階（ｂ）において、
   前記前方左折、前記後方左折、前記前方右折及び前記後方右折で、同一の回転角度δが適用されることを特徴とする請求項１に記載の最適駐車経路の生成方法。
4. 前記無人走行車両は、前方２タイヤ及び後方２タイヤを具備し、
   前記段階（ｂ）において、
   前記駐車経路それぞれを、前記無人走行車両が移動すると仮定し、前記無人走行車両が単位移動距離を仮想的に移動するたびに、前記無人走行車両の前記後方２タイヤの中間地点のｘ軸座標、ｙ軸座標及び指向方位角度が計算されることを特徴とする請求項３に記載の最適駐車経路の生成方法。
5. 前記段階（ｂ）において、
   前記前方左折、前記後方左折、前記前方右折及び前記後方右折のうちいずれか１つの動作によって、前記後方２タイヤの中間地点が、第１ ｘ軸座標（ｘ１）、第１ ｙ軸座標（ｙ１）及び第１指向方位角度θ１から、第２ ｘ軸座標（ｘ２）、第２ ｙ軸座標（ｙ２）及び第２指向方位角度θ２に回転移動した場合、
   前記第２ ｘ軸座標（ｘ２）、第２ ｙ軸座標（ｙ２）及び第２指向方位角度θ２は、前記回転角度δの回転移動による仮想円を使用して求められることを特徴とする請求項４に記載の最適駐車経路の生成方法。
6. 前記段階（ｂ）において、いずれか１つの駐車経路に対して、前記少なくとも１つの経路周辺障害物と、前記無人走行車両との平均距離を求める過程は、
   前記いずれか１つの駐車経路に沿って、前記無人走行車両が重畳的に配置されたと仮定する段階と、
   仮定状態のそれぞれの位置での前記無人走行車両に対して、前記少なくとも１つの経路周辺障害物との最短距離を計算し、計算結果のそれぞれの最短距離を合算し、前記合算の結果値を前記平均距離として設定する段階とを含むことを特徴とする請求項１に記載の最適駐車経路の生成方法。
7. 前記仮定状態でのそれぞれの前記無人走行車両に対して、前記少なくとも１つの経路周辺障害物との最短距離を計算するにあたり、
   いずれか１つの経路周辺障害物が、いずれか１つの位置の前記無人走行車両の内部に存在する場合、前記無人走行車両の外面と、前記いずれか１つの経路周辺障害物との最短距離として負数の値を有することを特徴とする請求項６に記載の最適駐車経路の生成方法。
8. 前記段階（ｂ）は、
   （ｂ１）前記基準駐車経路で、前記少なくとも１つの経路周辺障害物と、前記無人走行車両との平均距離である基準平均障害物距離を計算する段階と、
   （ｂ２）前記基準駐車経路での前記段階動作それぞれの移動距離を変化させながら、前記少なくとも１つの経路周辺障害物と、前記無人走行車両との平均距離である平均障害物距離を計算し、前記基準平均障害物距離より長い第１平均障害物距離を有した第１駐車経路を求める段階と、
   （ｂ３）前記基準平均障害物距離と、前記第１平均障害物距離との差が、設定収斂距離より小さければ、前記第１駐車経路を、前記最長である平均障害物距離を有した駐車経路として設定する段階と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の最適駐車経路の生成方法。
9. 前記段階（ｂ）は、
   （ｂ４）前記基準平均障害物距離と、前記第１平均障害物距離との差が、設定収斂距離ほど小さくなければ、前記第１駐車経路を新たな基準駐車経路として設定する段階と、
   （ｂ５）前記新たな基準駐車経路を、前記段階（ｂ１）ないし（ｂ３）での基準駐車経路と見なし、前記段階（ｂ１）ないし（ｂ４）を遂行する段階と、をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の最適駐車経路の生成方法。
10. 前記段階（ｂ２）において、前記第１駐車経路を求める追加的条件は、
    仮想到着地点での前記無人走行車両のｘ軸座標と、目標到着地点でのｘ軸座標のとの偏差が設定制限値より小さく、
    仮想到着地点での前記無人走行車両のｙ軸座標と、目標到着地点でのｙ軸座標との偏差が設定制限値より小さく、
    仮想到着地点での前記無人走行車両の指向方位角度と、目標到着地点での指向方位角度との偏差が設定制限値より小さいことを特徴とする請求項９に記載の最適駐車経路の生成方法。
11. 前記段階（ｂ２）は、
    （ｂ２ａ）前記基準駐車経路での前記段階動作それぞれの移動距離を、基準設定距離ほど縮小させた結果の縮小経路で、前記少なくとも１つの経路周辺障害物と、前記無人走行車両との平均距離である縮小経路の平均障害物距離を計算する段階と、
    （ｂ２ｂ）前記基準駐車経路での前記段階動作それぞれの移動距離を、前記基準設定距離ほど延長させた結果の延長経路で、前記少なくとも１つの経路周辺障害物と、前記無人走行車両との平均距離である延長経路の平均障害物距離を計算する段階と、
    （ｂ２ｃ）前記縮小経路の平均障害物距離と、前記延長経路の平均障害物距離との比較結果によって、前記段階動作それぞれの移動距離を変化させながら、前記少なくとも１つの経路周辺障害物と、前記無人走行車両との平均距離である平均障害物距離を計算し、前記基準平均障害物距離より長い前記第１平均障害物距離を有した前記第１駐車経路を求める段階と、を含むことを特徴とする請求項９に記載の最適駐車経路の生成方法。
12. 前記段階（ｂ２ｃ）において、
    前記縮小経路の平均障害物距離が、前記延長経路の平均障害物距離より長ければ、前記縮小経路での前記段階動作それぞれの移動距離を縮小させながら、前記少なくとも１つの経路周辺障害物と、前記無人走行車両との平均距離である平均障害物距離を計算し、前記基準平均障害物距離より長い前記第１平均障害物距離を有した前記第１駐車経路を求めることを特徴とする請求項１１に記載の最適駐車経路の生成方法。
13. 前記段階（ｂ２ｃ）において、前記縮小経路での前記段階動作それぞれの移動距離を縮小させるにあたり、
    前記移動距離の縮小比率は、
    前記縮小経路の平均障害物距離と、前記延長経路の平均障害物距離との差に比例することを特徴とする請求項１２に記載の最適駐車経路の生成方法。
14. 前記段階（ｂ２ｃ）において、
    前記延長経路の平均障害物距離が、前記縮小経路の平均障害物距離より長ければ、前記延長経路での前記段階動作それぞれの移動距離を延長させながら、前記少なくとも１つの経路周辺障害物と、前記無人走行車両との平均距離である平均障害物距離を計算し、前記基準平均障害物距離より長い前記第１平均障害物距離を有した前記第１駐車経路を求めることを特徴とする請求項１１に記載の最適駐車経路の生成方法。
15. 前記段階（ｂ２ｃ）において、前記延長経路での前記段階動作それぞれの移動距離を延長させるにあたり、
    前記移動距離の延長比率は、
    前記縮小経路の平均障害物距離と、前記延長経路の平均障害物距離との差に比例することを特徴とする請求項１４に記載の最適駐車経路の生成方法。
16. 制御部を具備し、自体の最適駐車経路を生成する無人走行車両において、前記制御部は、
    前方直進、後方直進、前方左折、後方左折、前方右折及び後方右折の段階動作を選択的に組み合わせ、基準駐車経路を生成し、
    前記基準駐車経路の段階動作それぞれの移動距離を変化させながら、少なくとも１つの経路周辺障害物と、前記無人走行車両との平均距離である平均障害物距離が最長である駐車経路を求め、
    前記最長である平均障害物距離が、設定制限距離より長ければ、前記最長である平均障害物距離を有した駐車経路を、前記最適駐車経路として設定する無人走行車両。
17. 前記制御部は、
    前記前方左折、前記後方左折、前記前方右折及び前記後方右折で、同一の回転角度δを適用することを特徴とする請求項１６に記載の無人走行車両。
18. 前方２タイヤ及び後方２タイヤが具備され、
    前記制御部は、
    前記駐車経路それぞれを、前記無人走行車両が移動すると仮定して、前記無人走行車両が単位移動距離を仮想的に移動するたびに、前記無人走行車両の前記後方２タイヤの中間地点のｘ軸座標（ｘ）、ｙ軸座標（ｙ）及び指向方位角度（θ）を計算することを特徴とする請求項１７に記載の無人走行車両。
19. 前記制御部がいずれか１つの駐車経路に対して、前記少なくとも１つの経路周辺障害物と、前記無人走行車両との平均距離を求めるにあたり、
    前記いずれか１つの駐車経路に沿って、前記無人走行車両が重畳的に配置されたと仮定し、
    仮定状態のそれぞれの位置での前記無人走行車両に対して、少なくとも１つの経路周辺障害物との最短距離を計算し、
    計算結果のそれぞれの最短距離を合算し、前記合算の結果値を、前記平均距離として設定することを特徴とする請求項１６に記載の無人走行車両。

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