JP2017077811A

JP2017077811A - 駐車経路算出装置、駐車支援装置および駐車経路算出方法

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Publication number: JP2017077811A
Application number: JP2015207112A
Authority: JP
Inventors: 達紀原井; Tatsunori Harai
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2015-10-21
Filing date: 2015-10-21
Publication date: 2017-04-27
Anticipated expiration: 2035-10-21
Also published as: CN108136988A; EP3366525A4; CN108136988B; EP3366525A1; US10449969B2; WO2017068969A1; EP3366525B1; US20180312169A1; JP6642820B2

Abstract

【課題】駐車経路の算出自由度を向上できる駐車経路算出装置、駐車支援装置および駐車経路算出方法を提供する。
【解決手段】駐車経路算出部51は、自車位置から駐車完了位置まで最小旋回半径で後退したときに駐車完了位置と所定の位置関係にある仮想駐車位置を算出し、仮想駐車位置と駐車完了位置との位置関係に応じて、自車の誘導時に操舵輪が中立位置を跨いで操舵される駐車経路を算出する。
【選択図】図３

Description

本発明は、駐車経路算出装置、駐車支援装置および駐車経路算出方法に関する。

従来の駐車経路算出装置では、並列駐車の駐車経路を１方向操舵に基づく曲線としている。上記説明の技術に関係する一例は、特許文献１に記載されている。

特開2008-201177号公報

上記従来の駐車経路算出装置において、駐車経路の算出自由度をより高めて欲しいとのニーズがある。
本発明の目的は、駐車経路の算出自由度を向上できる駐車経路算出装置、駐車支援装置および駐車経路算出方法を提供することにある。

本発明では、自車位置から駐車完了位置まで最小旋回半径で誘導したときに駐車完了位置と所定の位置関係にある仮想駐車位置を算出し、仮想駐車位置と駐車完了位置との位置関係に応じて、自車の誘導時に操舵輪が中立位置を跨いで操舵される駐車経路を算出する。

よって、駐車経路の算出自由度を向上できる。

駐車支援装置を適用した車両の構成図である。駐車支援装置の構成図である。駐車支援の制御の構成図である。車速制御部55の制御ブロック図である。操舵角制御部56の制御ブロック図である。駐車枠PA内に設定された駐車完了位置Peを原点Oとし、原点Oから駐車完了位置Peにおける自車の前後方向にY軸を設定し、Y軸と直交する方向にX軸を設定した２次元座標である。仮想X距離Xv≦原点O、かつ、仮想Y距離Yv≧原点Oの場合の駐車経路PTの一例である。仮想X距離Xv＜原点O、かつ、仮想Y距離Yv＜原点Oの場合の駐車経路PTの一例である。仮想X距離Xv＞原点O、かつ、仮想Y距離Yv＞原点Oの場合の駐車経路PTの一例である。駐車経路算出部51における駐車経路算出処理を示すフローチャートである。駐車経路を１方向操舵に基づく曲線とした場合の走行距離と舵角と0の関係を示す図である。駐車経路をS字曲線とした場合の走行距離と舵角との関係を示す図である。

〔実施例１〕
［車両の構成］
図１は、駐車支援装置を適用した車両の構成図である。
運転者はシフトレバー8によって車両の前進、後退、停止を指示し、アクセルペダル6によって駆動モータ1の駆動力を指示する。駆動モータ1はエンジンとしてもよい。駆動モータ1は運転者のアクセルペダル操作、シフト操作とは無関係に駆動力、制動力を発生可能である。
ブレーキペダル7の踏力はブレーキブースタ15によって倍力され、その力に応じた油圧がマスタシリンダ16に発生する。発生した油圧は、電動油圧ブレーキ2を介してホイルシリンダ21〜24に供給される。このように、運転者はブレーキペダル7によって制動力を制御する。電動油圧ブレーキ2はモータで駆動するポンプや電磁弁等を内蔵し、運転者のブレーキペダル操作とは無関係に４輪の制動力（ホイルシリンダ21〜24の油圧）を独立に制御可能である。なお、運転者のブレーキペダル操作による４輪の制動力に左右差はない。
電動パワーステアリング3は、運転者がステアリングホイール9を介して入力した操舵トルクに応じたアシストトルクを発生し、運転者の操舵トルクと電動パワーステアリング3のアシストトルクによって左右前輪（操舵輪）41,42が操舵され、車両走行中には車両が旋回する。また、電動パワーステアリング3は運転者のステア操作とは無関係にステアトルクを発生し、左右前輪41,42を操舵可能である。
また、車両周辺を撮影し、車両周辺の対象物を認識する４つのカメラ11〜14が車両の前後左右に取り付けられている。４つのカメラ11〜14の映像は合成され、車両と車両周辺を上方から見下ろした俯瞰図としてタッチパネル18に表示される。運転者は駐車支援の制御によらず、この俯瞰図を見ながら駐車を行うこともできる。

実施例１の駐車支援装置では、カメラ11〜14の映像上の駐車枠や他の駐車車両の位置に基づいて駐車位置を認識し、認識した駐車位置に車両が到達するように駆動モータ1、電動油圧ブレーキ2、電動パワーステアリング3を自動制御する。俯瞰図が表示されたタッチパネル18を用いて、運転者が駐車位置を指示することも可能である。
また、駐車経路を制御するため、操舵角センサ4と車輪速センサ31〜34が取り付けられている。電動油圧ブレーキ2は、前後加速度、横加速度、ヨーレートを検出する車両運動検出センサ17と操舵角センサ4と車輪速センサ31〜34からのセンサ信号によって、車両の横滑り防止やアンチロックブレーキ制御を行うが、操舵角センサ4と車輪速センサ31〜34の信号は駐車支援の制御と共用される。
以上挙げた電動装置は全て電子制御ユニット5によって制御され、各センサ信号も全て電子制御ユニット5に入力される。各センサ信号には運転者の操作量である、アクセルペダル操作量、ブレーキペダル操作量、シフト位置、操舵トルクも含まれる。また、電子制御ユニット5の機能を分割し、各電動装置に電子制御ユニットを取り付け、各電子制御ユニット間で必要な情報を通信する構成とすることもできる。
駆動モータ1、電動油圧ブレーキ2、各ホイルシリンダ21〜24、各車輪41〜44および電子制御ユニット5により、車速を自動的にコントロールする自動車速制御装置が構成される。また、電動パワーステアリング3、および電子制御ユニット5により、左右前輪41,42を自動的に操舵する自動操舵制御装置が構成される。

［駐車支援装置の構成］
図２は、駐車支援装置の構成図である。
駐車動作中は車両動作が駆動モータ1、電動油圧ブレーキ2、電動パワーステアリング3によって自動的に制御されるが、運転者操作量は監視されており、運転者のオーバーライドが可能である。運転者がブレーキペダル7を操作した場合は車両を一時停止させ、運転者がブレーキを解除した後に自動制御による駐車動作を再開する。これにより、駐車経路上に障害物が進入した場合には、運転者のブレーキ操作を優先し、障害物との接触を回避できる。その後、ブレーキペダル7の操作が解除された場合は、自動制御による駐車動作を再開する。これにより、障害物が駐車経路から離れた場合は、自動的に駐車支援を再開できる。また、運転者がシフト位置を変更するか、運転者の操舵トルクが所定値以上になった場合は自動制御による駐車動作を中止する。これにより、運転者のシフト操作またはステア操作を優先して車両を走行させることができる。なお、タッチパネル18に自動制御中止ボタンを表示し、この自動制御中止ボタンを押すことで自動制御を中止することもできる。

［駐車支援制御］
図３は、電子制御ユニット5における駐車支援の制御の構成図である。
電子制御ユニット5は、駐車支援の制御を実現する構成として、駐車経路算出部51、移動距離計算部52、車速計算部53、経路制御部54、車速制御部（車両制御部）55および操舵角制御部（車両制御部）56を備える。
まず、駐車動作開始位置でカメラ11〜14によって駐車位置を認識する。駐車位置は前述の通り、俯瞰図が表示されたタッチパネル18によって運転者が指定してもよい。次に、駐車位置を基に駐車経路算出部51で駐車経路を算出する。駐車経路の算出は駐車動作開始時に行われる。駐車経路は、駐車動作中逐次補正される。駐車経路の算出および補正については後述する。
車輪速センサ31〜34は車輪１回転に付き複数回の車輪速パルスを発生する。この車輪速パルスの発生回数を積算し、移動距離計算部52にて車両の移動距離を計算する。また、車輪速パルスの発生周期を用いて、車速計算部53で車速Vを計算する。実施例１では、移動距離と車速Vは後輪車軸中心の移動距離と車速とするので、左右後輪43,44の移動距離と車輪速の平均値を、求める移動距離と車速Vとする。
経路制御部54は駐車経路と車両の移動距離から車速指令（車速の目標値）V^*と操舵角指令（操舵角の目標値）δ_h ^*を求める。誘導としての前進、後退中の車速指令V^*はそれぞれ一定とする。
車速制御部55は車速指令V^*と車速Vを基に車速制御を行い、操作量として駆動モータ1への駆動トルク指令T_ac ^*と電動油圧ブレーキ2への液圧指令P_wc ^*を求める。駆動モータ1と電動油圧ブレーキ2はこれらの指令によって駆動力と制動力を発生する。駆動力と制動力は共に駆動モータ1のみで発生させてもよいし、駆動力は駆動モータ1で発生させ、制動力は電動油圧ブレーキ2で発生させるというように分担させてもよい。駆動モータ1をエンジンに置き換えた場合は後者の方法を採ればよい。実施例１ではエンジンではなく駆動モータ1を用いているが、駆動力は駆動モータ1、制動力は電動油圧ブレーキ2で発生させる。
操舵角制御部56は操舵角指令δ_h ^*と操舵角センサ4で計測した操舵角δ_hを基に操舵角制御を行い、操作量としてステアトルク指令T_st ^*を求める。電動パワーステアリング3はこの指令によってステアトルクを発生する。

［車速制御］
図４は、車速制御部55の制御ブロック図である。
減算器100は、車速指令V^*から車速Vを減じた車速偏差(V^*-V)を出力する。
乗算器101は、車速偏差に比例ゲインKp_aを乗じる。
積分器102は、車速偏差を積分する。
乗算器103は、車速偏差の積分値に積分ゲインKi_aを乗じる。
加算器104は、両乗算器101,103の出力の和を駆動トルク指令T_ac ^*として出力する。
乗算器105は、車速偏差の正負を反転させる。
乗算器106は、正負反転後車速偏差に比例ゲインKp_bを乗じる。
積分器107は、正負反転後車速偏差を積分する。
乗算器108は、正負判定後偏差の積分値に積分ゲインKi_bを乗じる。
加算器109は、両乗算器106,108の出力の和を液圧指令P_wc ^*として出力する。
判定器110は、車速偏差が0以上である場合にはリンク運転選択指令＝1(true)を出力し、0未満である場合にはリンク運転選択指令＝0(false)を出力する。
スイッチ111は、判定器110から出力されたリンク運転選択指令が１のときは駆動トルク指令T_ac ^*を出力し、0のときは液圧指令P_wc ^*を出力する。
プラントモデル（車両モデル）112は、駆動トルク指令T_ac ^*または液圧指令P_wc ^*を入力し、車速Vを出力する。
以上のように、車速制御部55は、PI制御により、車速偏差(V^*-V)の正負によって駆動モータ1と電動油圧ブレーキ2を使い分ける。車速偏差が0以上の場合には、比例ゲインKp_a、積分ゲインKi_aを用いて演算した駆動トルク指令T_ac ^*により駆動モータ1を駆動し、駆動モータ1による駆動力で車速Vを車速指令V^*に近付ける。このとき、電動油圧ブレーキ2への液圧指令P_wc ^*は0として制動力を発生させない。一方、車速偏差が0未満の場合には、比例ゲインKp_b、積分ゲインKi_bを用いて演算した液圧指令P_wc ^*により電動油圧ブレーキ2を駆動し、電動油圧ブレーキ2による制動力で車速Vを車速指令V^*に近付ける。このとき、駆動モータ1への駆動トルク指令T_ac ^*は0として駆動力を発生させない。

［操舵角制御］
図５は、操舵角制御部56の制御ブロック図である。外乱dを打ち消す外乱オブザーバを用いた二自由度制御であり、目標応答Gによって操舵角応答を自由に設定できる。
減算器120は、操舵角指令δ_h ^*から操舵角δ_hを減じた操舵角偏差(δ_h ^*-δ_h)を出力する。
モデルマッチング補償器121は、操舵角偏差を入力し、あらかじめ与えた所望の目標応答Gに一致させる理想ステアトルクを出力するフィードバック補償器である。
減算器122は、理想ステアトルクから外乱推定トルクを減じたステアトルク指令T_st ^*として出力する。
加算器123は、ステアトルク指令T_st ^*に外乱dを加算する。
プラントモデル（車両モデル）124は、外乱を含むステアトルク指令を入力し、操舵角δ_hを出力する。
ノイズフィルタ部125は、ステアトルク指令T_st ^*をローパスフィルタでフィルタ処理する。
逆プラントモデル126は、操舵角δ_hを得るステアトルク指令をノイズフィルタ部125のローパスフィルタと同一のローパスフィルタでフィルタ処理する。
減算器127は、逆プラントモデル126の出力からノイズフィルタ部125の出力を減じて外乱推定トルクを出力する。

［駐車経路の算出］
次に、並列駐車における駐車経路の算出および逐次補正について説明する。図６は、駐車枠PA内に設定された駐車完了位置（駐車位置）Peを原点Oとし、原点Oから駐車完了位置Peにおける自車の前後方向にY軸を設定し、Y軸と直交する方向にX軸を設定した２次元座標である。X軸を挟んで自車位置（駐車開始位置Ps）側をY軸正方向位置、反対側をY軸負方向位置とし、Y軸を挟んで自車位置（駐車開始位置Ps）側をX軸負方向位置、反対側をX軸正方向位置とする。
駐車開始時、駐車経路算出部51は、カメラ11〜14の映像から周囲の障害物、駐車開始位置Ps、駐車枠PAの位置および形状を２次元座標上で認識し、駐車枠PAの中央位置に駐車完了位置Peを設定する。なお、駐車開始位置Psや駐車完了位置Peは、各位置での後輪車軸中心の位置（座標）とする。続いて、駐車経路算出部51は、仮想駐車位置算出部51aにより、駐車開始位置Psから駐車完了位置Pe側に向かって最大舵角（最小旋回半径R）で後退したときに自車のヨー角が0（略0でもよい。）となる仮想駐車位置Pvを算出する。ここで、ヨー角とは、駐車完了位置Peにおいて自車が向く方向（Y軸正方向）と自車位置（駐車開始時は駐車開始位置Ps）において自車が向く方向とがなす角度であり、カメラ11〜14の映像またはデッドレコニング情報等から検出可能である。また、最大舵角は、操舵角制御部56において操舵角指令δ_h ^*を上限値としたときの左右前輪41,42の舵角である。なお、上限値が設定されていない場合には、ラックストッパーによる左右前輪41,42の物理的な上限舵角とする。

次に、駐車経路算出部51は、仮想駐車位置Pvと原点Oとの比較結果に基づき、駐車開始位置Psから駐車完了位置Peまで自車を後退させる駐車経路PTを算出する。以下、比較結果別に説明する。
(I) 仮想X距離Xv≦原点O、かつ、仮想Y距離Yv≧原点Oの場合
仮想駐車位置PvのX座標である仮想X距離Xvが原点OのX座標0以下、かつ、仮想駐車位置PvのY座標である仮想Y距離Yvが原点OのY座標0以上の場合には、図７に示すような駐車経路PTを算出する。図７の駐車経路PTは、駐車開始位置Psから駐車完了位置Peに向かって順に、X軸に平行な直線L1と最小旋回半径Rの曲線L2とY軸に平行な直線L3とを組み合わせたものである。なお、最小旋回半径Rよりも大きな旋回半径の曲線とY軸に平行な直線とを組み合わせてもよい。
(II) 仮想X距離Xv＜原点O、かつ、仮想Y距離Yv＜原点Oの場合
仮想X距離Xvが原点OのX座標0よりも小さく、かつ、仮想Y距離Yvが原点OのY座標0よりも小さい場合には、図８に示すような駐車経路PTを算出する。図８の駐車経路PTは、駐車開始位置Psから駐車完了位置Peに向かって順に、第１S字曲線L1とX軸に平行な直線L2と最小旋回半径Rの曲線L3とY軸に平行な直線L4と第２S字曲線L5とY軸に平行な直線L6とを組み合わせたものである。第１S字曲線L1は、右操舵に基づく第１曲線l11と左操舵に基づく第２曲線l12とを組み合わせたものであり、両曲線l11,l12が直線で接続されていてもよい。第２S字曲線L5は、左操舵に基づく第２曲線l22と右操舵に基づく第１曲線l21とを組み合わせたものであり、両曲線l21,l22が直線で接続されていてもよい。
(III) 仮想X距離Xv＞原点O、かつ、仮想Y距離Yv＞原点Oの場合
仮想X距離Xvが原点OのX座標０よりも大きく、かつ、仮想Y距離Yvが原点OのY座標よりも大きい場合には、図９に示すような駐車経路PTを算出する。図９の駐車経路PTは、駐車開始位置Psから駐車完了位置Peに向かって順に、最小旋回半径Rの曲線L1とS字曲線L2とY軸に平行な直線L3とを組み合わせたものである。S字曲線L2は、左操舵に基づく第１曲線l21と右操舵に基づく第２曲線l22とを組み合わせたものであり、両曲線l21,l22が直線で接続されていてもよい。
なお、上記の各曲線は、円弧、クロソイド曲線または円弧とクロソイド曲線、または、クロソイド曲線または円弧とクロソイド曲線と直線を組み合わせた曲線とする。

駐車経路算出部51は、駐車動作開始から終了までの駐車動作中、カメラ11〜14の映像から２次元座標上における駐車枠PAの位置および形状を逐次監視し、新たに認識した駐車枠PAの位置および形状が記憶したものと異なる場合には、駐車枠PAの位置および形状を更新する。また、駐車経路算出部51は、駐車枠PAの位置および形状を更新した場合、駐車完了位置Peを再設定し、上記(I)〜(III)に示したロジックに従い駐車開始位置Psを現在の自車位置Pcに置き換えて駐車経路PTを再算出、更新する逐次補正を行う。
駐車経路算出部51は、上記ロジックに基づき駐車完了時の自車位置Pcが駐車完了位置Peと一致し、かつ、ヨー角θが0となる駐車経路PTを算出するが、ヨー角θが補正不能である場合には、駐車枠PA内で停車したときの自車位置PcのX座標またはY座標の少なくとも一方が駐車完了位置Peの座標と一致するような駐車経路PTを算出する。よって、この場合は駐車枠に対して自車が斜めに駐車される。

［駐車経路算出判断］
自車位置Pc（駐車開始時には駐車開始位置Ps）と駐車枠PAとの位置関係によっては、駐車経路PTの算出（補正を含む。）が不可能な場合がある。そこで、駐車経路算出部51は、駐車経路PTを算出する前に、駐車経路算出判断部51bにより自車位置Pcと駐車完了位置Peとの関係に基づき駐車経路PTが算出可能であるか否かを判断する。駐車経路算出部51は、駐車経路PTが算出可能と判断された場合には、上記ロジックに従い駐車経路PTを算出し、算出不可能と判断された場合には、自車位置Pc（駐車開始時には駐車開始位置Ps）から駐車経路PTを算出可能な位置まで自車を前進させる切り返し用の駐車経路PT'を算出し、経路制御部54へ出力する。以下、図６を用いて駐車経路PTが算出可能か否かの判断方法を説明する。
まず、ヨー角θに基づきテーブルを参照して自車位置Pcと仮想駐車位置PvとのX軸方向の距離である必要X距離Xnと、Y軸方向の距離である必要Y距離Ynとを算出する。テーブルは、最大舵角で後退したときのヨー角変更量に対する必要X距離Xnおよび必要Y距離Ynを予め実験等により求めたものが設定されている。仮想駐車位置Pvにおけるヨー角θは0であるから、自車位置Pcにおけるヨー角θをヨー角変更量としてテーブルを参照することにより必要X距離Xnおよび必要Y距離Ynが求まる。
続いて、自車位置Pcと原点OとのX軸方向の距離である相対X距離Xrと、自車位置Pcと原点OとのY軸方向の距離である相対Y距離Yrとを算出する（相対XY距離を算出）。
次に、必要X距離Xnと相対X距離Xrとの差分および必要Y距離Ynと相対Y距離Yrとの差分を求め、両差分が0よりも小さい場合には駐車経路PTが算出可能と判断し、両差分の少なくとも一方が0以下である場合には駐車経路PTが算出不可能と判断する。

［駐車経路算出処理］
図１０は、駐車経路算出部51における駐車経路算出処理を示すフローチャートである。このフローチャートは、駐車動作開始から終了まで所定の演算周期で繰り返される。
ステップS1では、駐車が完了したか否かを判定する。YESの場合はステップS２へ進み、NOの場合はリターンへ進む。
ステップS２では、駐車枠PAの位置および形状が更新されたか否かを判定する。YESの場合はステップS3へ進み、NOの場合はステップS1に戻る。
ステップS3では、ヨー角θを算出する。
ステップS4では、駐車経路算出判断部51bにおいて、ヨー角θに基づき必要X距離および必要Y距離を算出する（必要XY距離を算出）。
ステップS5では、駐車経路算出判断部51bにおいて、必要XY距離が相対XY距離よりも小さいか否かを判定する。YESの場合はステップS6へ進み、NOの場合はステップS12へ進む。
ステップS6では、仮想駐車位置算出部51aにおいて、仮想駐車位置Pvを算出する。
ステップS7では、仮想駐車位置PvのX座標である仮想X距離Xvが原点OのX座標0以下であるか否かを判定する。YESの場合はステップS8へ進み、NOの場合はステップS11へ進む。
ステップS8では、仮想駐車位置PvのY座標である仮想Y距離Yvが原点OのY座標0以上であるか否かを判定する。YESの場合はステップS9へ進み、NOの場合はステップS10へ進む。

ステップS9では、図７に示したような直線L1を含む駐車経路PTを算出する。
ステップS10では、図８に示したような第１S字曲線L1、第２S字曲線L5を含む駐車経路PTを算出する。
ステップS11では、図９に示したようなS字曲線L2を含む駐車経路PTを算出する。
ステップS12では、自車を前進させる（切り返し用）の駐車経路PT'を算出する。
ステップS13では、ステップS9〜S11で算出した駐車経路PTに沿って自車を走行させた場合の駐車枠内における停車位置と駐車完了位置Peとのズレ量が許容ズレ量以下であるか否かを判定する。YESの場合はステップS14へ進み、NOの場合はリターンへ進む。許容ズレ量は、X座標、Y座標、ヨー角θでそれぞれ設定し、例えば、X座標許容ズレ量＝0.1m、Y座標許容ズレ量＝0m、ヨー角ズレ量＝±2°とする。
ステップS14では、ステップS9〜S11で算出した駐車経路PTに沿って自車を走行させた場合の駐車枠内における停車位置と駐車完了位置Peとのズレ量が、現在の駐車経路PTに沿って自車を走行させた場合の駐車枠内における停車位置と駐車完了位置Peとのズレ量よりも小さいか否かを判定する。YESの場合はステップS15へ進み、NOの場合はリターンへ進む。
ステップS15では、駐車経路PTをステップS9〜S11で算出した駐車経路PTまたはステップS12で算出した駐車経路PT'に更新する。

［駐車経路の算出自由度の向上］
従来の駐車経路算出装置では、並列駐車の駐車経路を１方向操舵に基づく曲線としている。このため、駐車開始位置と駐車完了位置との位置関係によっては、車両を駐車枠と平行、かつ、駐車枠の中央に駐車するための駐車経路を算出できないことがあり、切り返しが必要となる。例えば、図８および図９に示したシーンにおいて、左方向操舵に基づく左曲がりの曲線のみでは、自車位置のY座標が原点OのY座標0と一致したときにヨー角θが0となる駐車経路を算出できず、切り返しが必要となる。
これに対し、実施例１では、駐車開始位置Psから駐車完了位置Peまで最大舵角（最小旋回半径R）で後退したときにヨー角θが0となる仮想駐車位置PvのXY座標である仮想X距離Xvおよび仮想Y距離Yvを算出する。そして、図８のように仮想X距離Xv＜原点O、かつ、仮想Y距離Yv＜原点Oの場合には、第１S字曲線L1と第２S字曲線L5とを含む駐車経路PTを算出する。また、図９のように仮想X距離Xv＞原点O、かつ、仮想Y距離Yv＞原点Oの場合には、S字曲線L2を含む駐車経路PTを算出する。

図８のように仮想X距離Xv＜原点O、かつ、仮想Y距離Yv＜原点Oとなる場合は、駐車開始位置Psと駐車完了位置PeとのY軸方向距離が、ヨー角θを0とするために必要なY軸方向距離よりも短いことを意味する。よって、駐車経路PTとして第１S字曲線L1を設定し、自車をY軸正方向へ移動させることにより、ヨー角θを0とするために必要なY軸方向距離が得られる。自車が算出された駐車経路PT上を移動すると、直線L4に到達したとき、ヨー角θは0となるが、自車のX座標は駐車完了位置PeのX座標に対してX軸正方向側にずれている。よって、自車のX座標を修正するための曲線（経路）が必要となる。このとき、左方向操舵に基づく左曲がりの曲線のみでは、図１１に示すように、走行経路を伸長した分だけヨー角の増大を伴うため、自車が原点Oに到達したときのヨー角を0とすることは不可能である。実施例１では、駐車経路PTに第２S軸曲線S５を設定することにより、図１２に示すように、左操舵に基づく第２曲線l22によるヨー角θの増大を右操舵に基づく第１曲線l21で打ち消すことができ、自車が原点Oに到達したときのヨー角θを0にできる。
図９のように仮想X距離Xv＞原点O、かつ、仮想Y距離Yv＞原点Oとなる場合は、上述のように左方向操舵に基づく左曲がりの曲線のみでは自車が原点Oに到達したときのヨー角を0とすることが不可能であることを意味する。よって、駐車経路PTとしてS字曲線L2を設定することにより、原点Oに到達したときのヨー角を0にできる。
以上のように、実施例１では、図８および図９のようなシーンにおいても並列駐車の駐車経路PTを算出できるため、従来の駐車経路算出装置と比較して駐車軌跡の算出自由度を向上でき、切り返しが必要となるシーンを低減できる。

［駐車動作中逐次補正による駐車経路算出精度の向上］
駐車枠はカメラ11〜14によってかなり遠方からでも発見しうるが、カメラ11〜14にはレンズ歪み等の問題があるため、遠距離から取得した駐車枠の座標は必ずしも精度が高くない。また、車両の後退誤差もある。例えば、精度の悪い駐車枠の座標に対して自車を後退すると、自車が駐車枠の一方に寄った状態や駐車枠に対して傾いた状態で駐車が完了する。一方、カメラ11〜14と駐車枠とが近接した際は駐車枠の座標を高精度に取得できる。駐車枠の座標の精度は、駐車完了時の自車位置および角度（ヨー角）を決めるため、出来るだけ高精度の座標を用いて自車を後退するのが望ましい。
そこで、実施例１では、駐車動作中も継続して駐車枠の座標を取得し、取得した座標がより高精度の座標であって、駐車経路PTを補正し得る場合には、より高精度の座標に基づき駐車経路PTを補正する。これにより、駐車完了位置Peまでの駐車経路PTの算出精度を向上できる。

実施例１にあっては、以下の効果を奏する。
(1) 自車位置Pcから最大舵角で誘導したときに認識された駐車位置と平行または略平行となる仮想駐車位置Pvを算出し、仮想駐車位置Pvと認識された駐車位置との位置関係に応じて、ステアリング装置の中立位置に対し第１方向操舵に基づく第１曲線および中立位置に対し第１方向操舵とは反対の操舵方向である第２方向操舵に基づく第２曲線（S字操舵）を用いて自車を誘導させる駐車経路PTを算出する駐車経路算出部51を備えた。
よって、駐車経路PTに上記第１方向操舵および第２方向操舵を用いたS字の曲線を含めることにより、自車位置Pcから認識された駐車位置までの並列駐車の駐車経路PTの算出自由度を向上できる。また、駐車動作中に駐車経路PTを算出することにより、自車位置Pcから認識された駐車位置までの並列駐車の駐車経路PTを高精度に算出、補正できる。
(2) 認識された駐車位置は、駐車完了位置Peである。
よって、駐車経路PTにS字の曲線を含めることにより、自車位置Pcから駐車完了位置Peまでの並列駐車の駐車経路PTの算出自由度を向上できる。また、駐車動作中に駐車経路PTを算出することにより、自車位置Pcから駐車完了位置Peまでの並列駐車の駐車経路PTを高精度に算出できる。
(3) 駐車経路算出部51は、仮想X距離Xvが原点OのX座標0よりも小さく、かつ、仮想Y距離Yvが原点OのY座標0よりも小さい場合、第１曲線l11と第２曲線l12とを組み合わせた第１S字曲線L1と、第１S字曲線L1と接続する第２曲線l22と第１曲線l21とを組み合わせた第２S字曲線L5とを用いて自車位置Pcから駐車完了位置Peまでの駐車経路を算出する。
よって、駐車経路PTに２つのS字曲線L1,L2を含めることにより、１方向操舵に基づく曲線のみでは並列駐車の駐車経路を算出できない上記シーンでも並列駐車の駐車経路PTを算出できるため、切り返しが不要であり、駐車完了に要する時間を短縮できる。

(4) 駐車経路算出部51は、仮想X距離Xvが原点OのX座標０より大きく、かつ、仮想Y距離Yvが原点OのY座標0よりも大きい場合、第２曲線l21と第１曲線l22とを組み合わせたS字曲線L2を用いて駐車経路PTを算出する。
よって、駐車経路PTにS字曲線L2を含めることにより、１方向操舵に基づく曲線のみでは並列駐車の駐車経路を算出できない上記シーンでも並列駐車の駐車経路PTを算出できるため、切り返しが不要であり、駐車完了に要する時間を短縮できる。
(5) 駐車経路算出部51は、自車位置Pcと認識された駐車位置との位置関係に基づき駐車経路PTが算出可能か否かを判断する駐車経路算出判断部51bを備えた。
よって、駐車経路PTが算出可能か否かを事前に判断することにより、不要な駐車経路PTの算出を抑制できる。
(6) 駐車経路算出判断部51bは、仮想駐車位置Pvと自車位置PcとのX軸方向およびY軸方向の距離である必要X距離Xnおよび必要Y距離Ynと、自車位置Pcと駐車完了位置PeとのX軸方向およびY軸方向の距離である相対X距離Xrおよび相対Y距離Yrとの関係に基づき、駐車経路PTが算出可能か否かを判断する。
よって、駐車経路PTが算出可能か否かを容易かつ正確に判断できる。
(7) 駐車経路算出部51は、クロソイド曲線、円弧、クロソイド曲線と円弧、または、クロソイド曲線または円弧とクロソイド曲線と直線の組み合わせを用いて駐車経路PTを算出する。
クロソイドを用いることによって、滑らかで運転者が予期しやすい車両動作となり、運転者に与える違和感を軽減できる。

(8) 自車が自車位置Pcから最小旋回半径Rで誘導したときに駐車完了位置Peと所定の位置関係にある仮想駐車位置Pvを算出する仮想駐車位置算出部51aと、算出された仮想駐車位置Pvと駐車完了位置Peとの位置関係に応じて、左右前輪41,42の中立位置に対して一方側の操舵方向の第１方向操舵に基づく第１曲線と中立位置を跨ぎ第１方向操舵とは反対の操舵方向の第２方向操舵に基づく第２曲線とを組み合わせて自車を誘導させる駐車経路PTを算出する駐車経路算出部51と、算出された駐車経路PTに沿って自車を移動させる車速制御部55および操舵角制御部56と、を備えた。
よって、駐車経路PTにS字の曲線（第１方向操舵および第２方向操舵を用いた曲線）を含めることにより、自車位置Pcから認識された駐車位置までの並列駐車の駐車経路PTの算出自由度を向上できる。また、駐車動作中に駐車経路PTを算出することにより、自車位置Pcから認識された駐車位置までの並列駐車の駐車経路PTを高精度に算出、補正できる。
(9) 自車が自車位置Pcから最小旋回半径Rで誘導したときに駐車完了位置Peと所定の位置関係にある仮想駐車位置Pvを算出し、仮想駐車位置Pvと駐車完了位置Peとの位置関係に応じて、自車の誘導時に左右前輪41,42が中立位置を跨いで操舵される駐車経路PTを算出する。
よって、駐車経路PTにS字の曲線（第１方向操舵および第２方向操舵を用いた曲線）を含めることにより、自車位置Pcから認識された駐車位置までの並列駐車の駐車経路PTの算出自由度を向上できる。また、駐車動作中に駐車経路PTを算出することにより、自車位置Pcから認識された駐車位置までの並列駐車の駐車経路PTを高精度に算出、補正できる。

〔他の実施例〕
以上、本発明を実施するための形態を実施例に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は実施例に示した構成に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、実施例では、駐車経路PTを算出する際、仮想駐車位置PvのY座標と原点OのY座標0とを比較したが、駐車枠PAの左右に他車が駐車している場合、すなわち、原点Oよりも手前で車両ヨー角を一致させる必要性のある場合は、仮想駐車位置Pvと比較する予定駐車位置Peを、ヨー角を一致させるべき点、例えば車両前端が向いている方向の駐車枠前端としてもよい。このとき、駐車経路PTが算出可能か否かを判断するための相対Y距離Yrも、自車位置Pcとヨー角が一致する点、たとえば駐車枠前端とする。さらに、実施例１では、誘導として自車の後退を例に説明したが、誘導として自車を前進させてもよい。

以下に、実施例から把握される他の技術的思想について説明する。
(a) 上記駐車支援装置において、
駐車完了位置に対応する座標を原点とし、前記駐車完了位置における前記自車の前後方向をY軸、前記Y軸と直交する方向をX軸とする２次元座標を設定し、前記X軸を挟んで前記自車位置側をY軸正方向位置、反対側をY軸負方向位置、前記Y軸を挟んで前記自車位置側をX軸負方向位置、反対側をX軸正方向位置と定義したとき、
前記駐車経路算出部は、前記仮想駐車位置の座標がX軸負方向位置、かつ、Y軸負方向位置にある場合、前記第１曲線と前記第２曲線とを組み合わせた第１S字曲線と、前記第１S字曲線と接続する前記第２曲線と前記第１曲線とを組み合わせた第２S字曲線とを用いて前記自車位置に対応する座標から前記駐車完了位置に対応する座標までの駐車経路を算出することを特徴とする駐車経路算出装置。
よって、駐車経路に２つのS字曲線を含めることにより、１方向操舵に基づく曲線のみでは並列駐車の駐車経路を算出できない上記シーンでも並列駐車の駐車経路を算出できるため、切り返しが不要であり、駐車完了に要する時間を短縮できる。
(b) 上記駐車支援装置において、
駐車完了位置に対応する座標を原点とし、前記駐車完了位置における前記自車の前後方向をY軸、前記Y軸と直交する方向をX軸とする２次元座標を設定し、前記X軸を挟んで前記自車位置側をY軸正方向位置、反対側をY軸負方向位置、前記Y軸を挟んで前記自車位置側をX軸負方向位置、反対側をX軸正方向位置と定義したとき、
前記駐車経路算出部は、前記仮想駐車位置の座標がX軸正方向位置、かつ、Y軸正方向位置にある場合、前記第２曲線と前記第１曲線とを組み合わせたS字曲線を用いて前記駐車経路を算出することを特徴とする駐車経路算出装置。
よって、駐車経路にS字曲線を含めることにより、１方向操舵に基づく曲線のみでは並列駐車の駐車経路を算出できない上記シーンでも並列駐車の駐車経路を算出できるため、切り返しが不要であり、駐車完了に要する時間を短縮できる。

(c) 上記駐車経路算出方法において、
駐車完了位置に対応する座標を原点とし、前記駐車完了位置における前記自車の前後方向をY軸、前記Y軸と直交する方向をX軸とする２次元座標を設定し、前記X軸を挟んで前記自車位置側をY軸正方向位置、反対側をY軸負方向位置、前記Y軸を挟んで前記自車位置側をX軸負方向位置、反対側をX軸正方向位置と定義したとき、
前記仮想駐車位置の座標がX軸負方向位置、かつ、Y軸負方向位置にある場合、前記第１曲線と前記第２曲線とを組み合わせた第１S字曲線と、前記第１S字曲線と接続する前記第２曲線と前記第１曲線とを組み合わせた第２S字曲線とを用いて前記自車位置に対応する座標から前記駐車完了位置に対応する座標までの駐車経路を算出することを特徴とする駐車経路算出方法。
よって、駐車経路に２つのS字曲線を含めることにより、１方向操舵に基づく曲線のみでは並列駐車の駐車経路を算出できない上記シーンでも並列駐車の駐車経路を算出できるため、切り返しが不要であり、駐車完了に要する時間を短縮できる。
(d) 上記駐車経路算出方法において、
駐車完了位置に対応する座標を原点とし、前記駐車完了位置における前記自車の前後方向をY軸、前記Y軸と直交する方向をX軸とする２次元座標を設定し、前記X軸を挟んで前記自車位置側をY軸正方向位置、反対側をY軸負方向位置、前記Y軸を挟んで前記自車位置側をX軸負方向位置、反対側をX軸正方向位置と定義したとき、
前記仮想駐車位置の座標がX軸正方向位置、かつ、Y軸正方向位置にある場合、前記第２曲線と前記第１曲線とを組み合わせたS字曲線を用いて前記駐車経路を算出することを特徴とする駐車経路算出方法。
よって、駐車経路にS字曲線を含めることにより、１方向操舵に基づく曲線のみでは並列駐車の駐車経路を算出できない上記シーンでも並列駐車の駐車経路を算出できるため、切り返しが不要であり、駐車完了に要する時間を短縮できる。

41,42 左右前輪（操舵輪）
51 駐車経路算出部
51a 仮想駐車位置算出部
51b 駐車経路算出判断部
55 車速制御部（車両制御部）
56 操舵角制御部（車両制御部）
O 原点
Pc 自車位置
Pe 駐車完了位置（認識された駐車位置）
PT 駐車経路
Pv 仮想駐車位置
Xn 必要X距離
Xr 相対X距離
Yn 必要Y距離
Yr 相対Y距離

Claims

自車が駐車可能な駐車位置を認識し、自車位置から前記認識された駐車位置までの駐車経路を算出する駐車経路算出装置であって、
前記自車位置から最大舵角で誘導したときに前記認識された駐車位置と略平行となる仮想駐車位置を算出し、前記仮想駐車位置と前記認識された駐車位置との位置関係に応じて、ステアリング装置の中立位置に対し第１方向操舵に基づく第１曲線および前記中立位置に対し前記第１方向操舵とは反対の操舵方向である第２方向操舵に基づく第２曲線を用いて前記自車を誘導させる駐車経路を算出する駐車経路算出部を備えたことを特徴とする駐車経路算出装置。
請求項１に記載の駐車経路算出装置において、
前記認識された駐車位置は、駐車完了位置であることを特徴とする駐車経路算出装置。
請求項２に記載の駐車経路算出装置において、
前記駐車完了位置に対応する座標を原点とし、前記駐車完了位置における前記自車の前後方向をY軸、前記Y軸と直交する方向をX軸とする２次元座標を設定し、前記X軸を挟んで前記自車位置側をY軸正方向位置、反対側をY軸負方向位置、前記Y軸を挟んで前記自車位置側をX軸負方向位置、反対側をX軸正方向位置と定義したとき、
前記駐車経路算出部は、前記仮想駐車位置の座標がX軸負方向位置、かつ、Y軸負方向位置にある場合、前記第１曲線と前記第２曲線とを組み合わせた第１S字曲線と、前記第１S字曲線と接続する前記第２曲線と前記第１曲線とを組み合わせた第２S字曲線とを用いて前記自車位置に対応する座標から前記駐車完了位置に対応する座標までの駐車経路を算出することを特徴とする駐車経路算出装置。
請求項３に記載の駐車経路算出装置において、
前記駐車経路算出部は、前記仮想駐車位置の座標がX軸正方向位置、かつ、Y軸正方向位置にある場合、前記第２曲線と前記第１曲線とを組み合わせたS字曲線を用いて前記駐車経路を算出することを特徴とする駐車経路算出装置。
請求項２に記載の駐車経路算出装置において、
駐車完了位置に対応する座標を原点とし、前記駐車完了位置における前記自車の前後方向をY軸、前記Y軸と直交する方向をX軸とする２次元座標を設定し、前記X軸を挟んで前記自車位置側をY軸正方向位置、反対側をY軸負方向位置、前記Y軸を挟んで前記自車位置側をX軸負方向位置、反対側をX軸正方向位置と定義したとき、
前記駐車経路算出部は、前記仮想駐車位置の座標がX軸正方向位置、かつ、Y軸正方向位置にある場合、前記第２曲線と前記第１曲線とを組み合わせたS字曲線を用いて前記駐車経路を算出することを特徴とする駐車経路算出装置。
請求項１に記載の駐車経路算出装置において、
前記駐車経路算出部は、前記自車位置と前記認識された駐車位置との位置関係に基づき前記駐車経路が算出可能か否かを判断する駐車経路算出判断部を備えたことを特徴とする駐車経路算出装置。
請求項６に記載の駐車経路算出装置において、
前記駐車完了位置に対応する座標を原点とし、前記駐車完了位置における前記自車の前後方向をY軸、前記Y軸と直交する方向をX軸とする２次元座標を設定したとき、
前記駐車経路算出判断部は、前記仮想駐車位置に対応する座標と前記自車位置に対応する座標とのX軸方向およびY軸方向の距離である必要X距離および必要Y距離と、前記自車位置に対応する座標と前記駐車完了位置に対応する座標とのX軸方向およびY軸方向の距離である相対X距離および相対Y距離との関係に基づき、前記駐車経路が算出可能か否かを判断することを特徴とする駐車経路算出装置。
請求項１に記載の駐車経路算出装置において、
前記駐車経路算出部は、クロソイド曲線、円弧、またはクロソイド曲線と円弧との組み合わせを用いて前記駐車経路を算出することを特徴とする駐車経路算出装置。
設定された駐車完了位置へ自車を駐車するための駐車経路を算出する駐車支援装置であって、
前記自車が自車位置から最小旋回半径で誘導したときに前記駐車完了位置と所定の位置関係にある仮想駐車位置の座標を算出する仮想駐車位置算出部と、
前記算出された仮想駐車位置と前記駐車完了位置との位置関係に応じて、操舵輪の中立位置に対して一方側の操舵方向の第１方向操舵に基づく第１曲線と前記中立位置を跨ぎ前記第１方向操舵とは反対の操舵方向の第２方向操舵に基づく第２曲線とを組み合わせて前記自車を誘導させる駐車経路を算出する駐車経路算出部と、
前記算出された駐車経路に沿って前記自車を移動させる車両制御部と、
を備えたことを特徴とする駐車支援装置。
自車が自車位置から最小旋回半径で誘導したときに前記駐車完了位置と所定の位置関係にある仮想駐車位置を算出し、前記仮想駐車位置と前記駐車完了位置との位置関係に応じて、前記自車の誘導時に操舵輪が中立位置を跨いで操舵される駐車経路を算出することを特徴とする駐車経路算出方法。