JP2018122738A - 制御装置および制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】衛星航法での測位が行えない環境であっても、自動運転による駐車を行う事ができる制御装置および制御方法を提供すること。【解決手段】車両の走行を制御する制御装置は、グローバル地図での車両の位置に関する情報を検出する第１のセンサの検出結果を用いて、グローバル地図での車両の位置を推定し、位置推定結果を生成する位置推定部と、少なくとも位置推定結果を用いて、車両を駐車目標に向かって走行させる制御部と、駐車目標に駐車可能な空間が存在するか否かを判定する判定部と、を備え、制御部は、駐車目標に駐車可能な空間が存在する場合、位置推定結果の利用を停止し、車両の周囲の局所的な状況を検出する第２のセンサの検出結果を用いて車両を駐車可能な空間に駐車させる。【選択図】図１

Description

本発明は、車両の自動運転を制御する制御装置および制御方法に関する。

近年、車両の位置情報や周囲の障害物の位置情報などの情報を取得し、取得した情報に基づいて、車両の走行や駐車などを自動で行う運転制御装置が知られている。車両の位置情報には、ＧＰＳなどに代表される衛星を利用した衛星航法による位置情報や、ジャイロセンサ、車速センサ等の車両に設けられるセンサを利用した自立航法による位置情報が知られている。

例えば、自立航法での測位に誤差が生じる可能性がある位置において自装置の電源がオフになった場合、次の起動時に衛星航法の受信感度を制御することによって、測位誤差を低減させる方法が知られている。

特開２００７−５７２６１号公報

しかしながら、上記技術では、衛星航法での測位が行えない環境について考慮されていないため、自動運転に適用するには改善の余地があった。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、衛星航法での測位が行えない環境であっても、自動運転による駐車を行う事ができる制御装置および制御方法を提供する。

本発明の制御装置は、車両の走行を制御する制御装置であって、グローバル地図での前記車両の位置に関する情報を検出する第１のセンサの検出結果を用いて、前記グローバル地図での前記車両の位置を推定し、位置推定結果を生成する位置推定部と、少なくとも前記位置推定結果を用いて、前記車両を駐車目標に向かって走行させる制御部と、前記駐車目標に駐車可能な空間が存在するか否かを判定する判定部と、を備え、前記制御部は、前記駐車目標に駐車可能な空間が存在する場合、前記位置推定結果の利用を停止し、前記車両の周囲の局所的な状況を検出する第２のセンサの検出結果を用いて前記車両を前記駐車可能な空間に駐車させる。

本発明の制御方法は、車両の走行を制御する制御方法であって、グローバル地図での前記車両の位置に関する情報を検出する第１のセンサの検出結果を用いて、前記グローバル地図での前記車両の位置を推定し、位置推定結果を生成し、少なくとも前記位置推定結果を用いて、前記車両を駐車目標に向かって走行させ、前記駐車目標に駐車可能な空間が存在するか否かを判定し、前記駐車目標に駐車可能な空間が存在する場合、前記位置推定結果の利用を停止し、前記車両の周囲の局所的な状況を検出する第２のセンサの検出結果を用いて前記車両を前記駐車可能な空間に駐車させる。

本発明によれば、衛星航法での測位が行えない環境であっても、自動運転による駐車を行う事ができる。

本発明の実施形態１に係る運転制御システムの構成の一例を示すブロック図 本発明の実施形態１における自動駐車処理の一例を示すフローチャート 本発明の実施形態２における自動運転処理の一例を示すフローチャート

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する各実施形態は一例であり、本発明はこれらの実施形態により限定されるものではない。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る運転制御システム１の構成の一例を示すブロック図である。図１に示す運転制御システム１は、車両に設けられ、車両の自動運転を制御するシステムである。

図１に示すように、運転制御システム１は、センサ群１０、制御対象２０、および、電子コントロールユニット（Electronic Control Unit：以下、ＥＣＵ）３０を有する。

センサ群１０は、自動運転を制御するための各種情報を検出し、ＥＣＵ３０へ出力する。具体的に、センサ群１０は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信部１１、ＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging、あるいは、Laser Imaging Detection and Ranging）１２、カメラ１３、ソナー１４、車速センサ１５、ブレーキセンサ１６、操舵角センサ１７およびジャイロセンサ１８を有する。なお、センサ群１０には、これらのセンサ以外のセンサが含まれていても良い。

ＧＮＳＳ受信部１１は、衛星から信号を受信し、車両の位置を検出する。ＬｉＤＡＲ１２は、光を用いて、車両から遠距離に存在する障害物等の対象物までの距離を検出する。カメラ１３は、車両の周辺の映像を撮影する。ソナー１４は、音波を用いて、車両から近距離に存在する障害物等の対象物までの距離を検出する。車速センサ１５は、車両の速度（車速）を検出する。ブレーキセンサ１６は、車両の現在の制動力を検出する。操舵角センサ１７は、車両の現在の操舵角を検出する。ジャイロセンサ１８は、車両の姿勢（例えば、車両のＹａｗ角）を検出する。

制御対象２０は、自動運転を行う制御をＥＣＵ３０から受け付け、車両の挙動に係るパラメータの変更を行う。具体的に、制御対象２０は、ステアリングアクチュエータ２１、ブレーキアクチュエータ２２および駆動力制御部２３を有する。なお、制御対象２０には、他の制御対象が含まれていても良い。

ステアリングアクチュエータ２１は、車両の操舵角を制御する。ブレーキアクチュエータ２２は、車両の制動力を制御する。駆動力制御部２３は、車両の駆動力を制御する。

ＥＣＵ３０は、センサ群１０から取得した各種情報に基づき、制御対象２０を制御することにより、自動運転を行う。本実施の形態において、ＥＣＵ３０は、グローバル地図上での車両の位置を推定しながら走行を行う自動運転モードと、ローカル地図を用いて車両の駐車を行う自動駐車モードとを切替える。

具体的には、ＥＣＵ３０は、取得部３０ａ、位置推定部３０ｂ、判定部３０ｃ、車両制御部３０ｄ、および、記憶部３０ｅを有する。

取得部３０ａは、センサ群１０から各種情報を取得する。そして、取得部３０ａは、各種情報の一部または全部を位置推定部３０ｂ、判定部３０ｃおよび車両制御部３０ｄへ出力する。

位置推定部３０ｂは、センサ群１０のうち、グローバル地図での車両の位置に関する情報を検出する位置推定用センサ（例えば、ＧＮＳＳ受信部１１、ＬｉＤＡＲ１２）の検出結果を用いたグローバル地図での位置推定を行う。グローバル地図とは、測地系の基準点を原点とした絶対座標系で表される地図である。位置推定部３０ｂは、位置推定用センサの検出結果に基づいて、グローバル地図での車両の絶対位置を推定する。そして、位置推定部３０ｂは、位置推定結果を判定部３０ｃ、車両制御部３０ｄへ出力する。

判定部３０ｃは、位置推定部３０ｂから取得する位置推定結果およびセンサ群１０から取得する各種情報に基づき、自動運転モードから自動駐車モードへ切替えるか否かを判定する。判定部３０ｃは、判定結果を車両制御部３０ｄへ出力する。

自動運転モードとは、位置推定部３０ｂから取得した位置推定結果を用いて、自動運転を制御するモードである。自動駐車モードとは、位置推定部３０ｂから取得する位置推定結果を用いずに、ソナー１４等の車両の周囲の局所的な状況を検出するセンサの検出結果に基づくローカル地図を生成し、ローカル地図を用いて駐車を行うモードである。ローカル地図とは、車両の位置もしくは任意の点を原点とした座標系で表される地図である。自動駐車モードでは、ソナー１４等の検出結果により、原点（つまり、車両の位置）に対する障害物等の相対的な位置が推定される。

車両制御部３０ｄは、車速センサ１５、ブレーキセンサ１６および操舵角センサ１７からそれぞれ取得する現在の車速、制動力および操舵角から、車両を走行させるために必要な車速、制動力および操舵角を算出する。そして、車両制御部３０ｄは、必要な制動力、操舵角および車速に従い、ブレーキアクチュエータ２２、ステアリングアクチュエータ２１および駆動力制御部２３を制御する。

また、車両制御部３０ｄは、例えば、運転手から駐車を行う指示を受けた場合、自動運転モードで駐車目標へ向かう。そして、車両制御部３０ｄは、自動駐車モードへ切替えることを示す判定結果を判定部３０ｃから取得した場合、位置推定部３０ｂから取得する位置推定結果の利用を停止し、ローカル地図を用いた自動駐車モードへ切替える。そして、車両制御部３０ｄは、自動駐車モードで駐車する。

記憶部３０ｅは、自動運転を行うための地図データ等の各種データを保存する。

次に、本実施形態１における自動駐車処理について、図２を参照して説明する。

図２は、本実施形態１における自動駐車処理の一例を示すフローチャートである。図２に示す自動駐車処理は、例えば、車両の運転手から、駐車を行う指示を受けた場合に開始される。

車両制御部３０ｄは、自動運転モードで駐車目標へ走行する（Ｓ１０１）。その際、車両制御部３０ｄは、位置推定部３０ｂから取得する位置推定結果を利用している。

そして、判定部３０ｃは、駐車目標に駐車できるスペースを検出したか否かを判定する（Ｓ１０２）。

例えば、判定部３０ｃは、操舵角を変更することなく、駐車スペースまでの経路を走行することができる場合に、駐車目標に駐車できるスペースを検出したと判定する。あるいは、判定部３０ｃは、駐車場の入場ゲートの手前に到達した場合に、駐車目標に駐車できるスペースを検出したと判定する。あるいは、判定部３０ｃは、車両の位置が公道から外れた位置に到達した場合に、駐車目標に駐車できるスペースを検出したと判定する。あるいは、判定部３０ｃは、車両が機械式駐車場の建物内、または、地下駐車場内に進入した場合に、駐車目標に駐車できるスペースを検出したと判定しても良い。

駐車目標に駐車できるスペースを検出しなかった場合（Ｓ１０２にてＮＯ）、処理はＳ１０２に戻り、車両制御部３０ｄは、駐車できるスペースを検出するまで自動運転モードで走行する。

駐車目標に駐車できるスペースを検出した場合（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、車両制御部３０ｄは、位置推定部３０ｂから取得する位置推定結果の利用を停止する（Ｓ１０３）。

そして、車両制御部３０ｄは、ローカル地図を用いた自動駐車モードに切替える（Ｓ１０４）。

そして、車両制御部３０ｄは、自動駐車モードで駐車できるスペースに駐車する（Ｓ１０５）。そして、この処理は完了する。

以上説明したように、上記実施形態１では、車両制御部３０ｄは、駐車目標に駐車可能な空間が存在することを示す判定結果を判定部３０ｃから取得した場合、位置推定部３０ｂから取得する位置推定結果の利用を停止し、ローカル地図を用いた自動駐車モードへ切替える。そして、ローカル地図を用いた自動駐車モードにおいて、車両制御部３０ｄは、車両の周囲の局所的な状況を検出する第２のセンサの検出結果を用いて車両を駐車可能な空間に駐車させる。この構成により、衛星航法での測位が行えない環境、つまり、グローバル地図での車両の位置推定が行えない環境であっても、自動運転による駐車を行うことができる。

（実施形態２）
実施形態１では、車両制御部３０ｄがローカル地図を用いた自動駐車モードへ切替えて駐車を行う例について説明した。本実施形態２では、自動駐車モードへ切替えて駐車を行った後、走行を再開する例について説明する。

本実施形態２に係る運転制御システムのシステム構成は、図１に示した構成と同様であるが、車両制御部３０ｄの機能が実施形態１と異なる。

具体的には、車両制御部３０ｄは、車速センサ１５、ブレーキセンサ１６および操舵角センサ１７からそれぞれ取得する現在の車速、制動力および操舵角から、車両を走行させるために必要な車速、制動力および操舵角を算出する。そして、車両制御部３０ｄは、必要な制動力、操舵角および車速に従い、ブレーキアクチュエータ２２、ステアリングアクチュエータ２１および駆動力制御部２３を制御する。

また、車両制御部３０ｄは、例えば、運転者から駐車を行う指示を受けた場合、自動運転モードで駐車目標へ向かう。そして、車両制御部３０ｄは、自動駐車モードへ切替えることを示す判定結果を判定部３０ｃから取得した場合、位置推定部３０ｂから取得する位置推定結果の利用を停止し、ローカル地図を用いた自動駐車モードへ切替える。

その際、車両制御部３０ｄは、モードを切替えた地点における、位置推定部３０ｂから取得した位置推定結果、カメラ１３から取得した車両の周囲のカメラ映像、および、ジャイロセンサ１８から取得する車両の姿勢を示すＹａｗ角を記憶部３０ｅに保存する。

そして、車両制御部３０ｄは、自動駐車モードで駐車する。自動駐車モードで駐車する際、車両制御部３０ｄは、モードを切替えた地点から駐車可能な空間に駐車するまでに車両が通過した経路を記憶部３０ｅに保存する。

また、車両制御部３０ｄは、走行再開（出庫）の指示を受けた場合、記憶部３０ｅから読み出した経路に基づいて、車両を走行させる。

車両制御部３０ｄは、経路を用いて、モードを切替えた地点まで走行するが、入庫時におけるモードを切替えた地点と、出庫時におけるモードを切替えた地点とは、車両の向き、姿勢等による位置の誤差が生じる可能性がある。そこで、車両制御部３０ｄは、駐車（入庫）の際に保存したカメラ映像およびＹａｗ角と、出庫する際に取得するカメラ映像およびＹａｗ角とに基づいて、車両の姿勢およびグローバル地図での初期位置を決定する。そして、決定した情報に基づいて、車両制御部３０ｄは、自動運転モードでの走行を再開する。

図３は、本実施形態２における自動運転処理の一例を示すフローチャートである。図２に示す自動運転処理は、車両の駐車（入庫）を行う処理と、入庫した車両を出庫するまでの処理を含む。図３に示す自動運転処理は、例えば、車両の運転手から、駐車を行う指示を受けた場合に開始される。

車両制御部３０ｄは、自動運転モードで駐車目標へ走行する（Ｓ２０１）。その際、車両制御部３０ｄは、位置推定部３０ｂから取得する位置推定結果を利用している。

そして、判定部３０ｃは、駐車目標に駐車できるスペースを検出したか否かを判定する（Ｓ２０２）。

例えば、判定部３０ｃは、操舵角を変更することなく、駐車スペースまでの経路を走行することができる場合に、駐車目標に駐車できるスペースを検出したと判定する。あるいは、判定部３０ｃは、駐車場の入場ゲートの手前に到達した場合に、駐車目標に駐車できるスペースを検出したと判定する。あるいは、判定部３０ｃは、車両の位置が公道から外れた位置に到達した場合に、駐車目標に駐車できるスペースを検出したと判定する。あるいは、判定部３０ｃは、車両が機械式駐車場の建物内、または、地下駐車場内に進入した場合に、駐車目標に駐車できるスペースを検出したと判定しても良い。

駐車目標に駐車できるスペースを検出しなかった場合（Ｓ２０２にてＮＯ）、車両制御部３０ｄは、駐車できるスペースを検出するまで自動運転モードで走行する。

駐車目標に駐車できるスペースを検出した場合（Ｓ２０２にてＹＥＳ）、車両制御部３０ｄは、駐車できるスペースを検出した地点における、位置推定部３０ｂが推定したグローバル地図での車両の位置、車両の姿勢を示すＹａｗ角、車両の周囲のカメラ映像を記憶部３０ｅに保存する（Ｓ２０３）。

そして、車両制御部３０ｄは、グローバル地図での位置推定用センサの検出結果の利用を停止する（Ｓ２０４）。

次に、車両制御部３０ｄは、ローカル地図を用いた自動駐車モードに切替える（Ｓ２０５）。つまり、駐車できるスペースを検出した地点は、モードを切替えた地点になる。

そして、車両制御部３０ｄは、自動駐車モードで駐車できるスペースに駐車し、モードを切替えた地点から駐車した地点までの経路を示す経路情報を記憶部３０ｅに保存する（Ｓ２０６）。Ｓ２０６までの処理によって、車両の駐車（入庫）が完了する。

次に、車両制御部３０ｄは、走行再開（出庫）の指示を受けたか否かを判定する（Ｓ２０７）。走行再開は、例えば、車両の運転手により指示される。

走行再開の指示を受けなかった場合（Ｓ２０７にてＮＯ）、処理はＳ２０７に戻り、車両制御部３０ｄは、走行再開の指示を受けるまで待機する。

走行再開の指示を受けた場合（Ｓ２０７にてＹＥＳ）、車両制御部３０ｄは、記憶部３０ｅに保存した経路情報を用いて、モードを切替えた地点へ走行する（Ｓ２０８）。

そして、車両制御部３０ｄは、モードを切替えた地点における、車両の姿勢を示すＹａｗ角、車両の周囲のカメラ映像を取得する（Ｓ２０９）。

そして、車両制御部３０ｄは、Ｓ２０３にて記憶部３０ｅに保存した、グローバル地図での車両の位置、Ｙａｗ角、周囲のカメラ映像と、Ｓ２０９にて取得したＹａｗ角、周囲のカメラ映像とに基づいて、グローバル地図での初期位置および姿勢を決定する（Ｓ２１０）。

具体的には、車両制御部３０ｄは、Ｓ２１０の処理において、Ｓ２０３にて記憶部３０ｅに保存した情報（つまり、入庫時におけるモードを切替えた地点の情報）と、Ｓ２０９にて取得した情報（つまり、出庫時におけるモードを切替えた地点の情報）とを比較することによって、車両の姿勢およびグローバル地図上での初期位置を決定する。

そして、車両制御部３０ｄは、グローバル地図を用いた自動運転モードに切替える（Ｓ２１１）。その際、位置推定部３０ｂは、決定した初期位置および車両の姿勢を基準にして位置推定を再開し、位置推定結果を車両制御部３０ｄへ出力する。そして、この処理は完了する。

以上説明したように、上記実施形態２では、車両制御部３０ｄは、駐車目標に駐車可能な空間が存在することを示す判定結果を判定部３０ｃから取得した場合、位置推定部３０ｂから取得する位置推定結果の利用を停止し、ローカル地図を用いた自動駐車モードへ切替える。そして、ローカル地図を用いた自動駐車モードにおいて、車両制御部３０ｄは、車両の周囲の局所的な状況を検出する第２のセンサの検出結果を用いて車両を駐車可能な空間に駐車させる。この構成により、衛星航法での測位が行えない環境、つまり、グローバル地図での車両の位置推定が行えない環境であっても、自動運転による駐車を行うことができる。

また、上記実施形態２では、入庫時におけるモードを切替えた地点の情報と、出庫時におけるモードを切替えた地点の情報とを比較することによって、初期位置および姿勢を決定するため、出庫時に自動運転モードに切替えた際の自動運転が、効率よく行うことができる。

なお、上記実施形態２において、グローバル地図での初期位置および姿勢を決定する際に、カメラ映像と、Ｙａｗ角を用いる例について説明したが、本発明はこれに限定されない。カメラ映像と、Ｙａｗ角のいずれか一方であっても良いし、カメラ映像、Ｙａｗ角とは異なる、車両の周囲の局所的な状況を検出するセンサの検出結果であっても良い。

本発明は、車両の自動運転に用いるのに好適である。

１ 運転制御システム
１０ センサ群
１１ ＧＮＳＳ受信部
１２ ＬｉＤＡＲ
１３ カメラ
１４ ソナー
１５ 車速センサ
１６ ブレーキセンサ
１７ 操舵角センサ
１８ ジャイロセンサ
２０ 制御対象
２１ ステアリングアクチュエータ
２２ ブレーキアクチュエータ
２３ 駆動力制御部
３０ ＥＣＵ
３０ａ 取得部
３０ｂ 位置推定部
３０ｃ 判定部
３０ｄ 車両制御部
３０ｅ 記憶部

Claims (5)

1. 車両の走行を制御する制御装置であって、
   グローバル地図での前記車両の位置に関する情報を検出する第１のセンサの検出結果を用いて、前記グローバル地図での前記車両の位置を推定し、位置推定結果を生成する位置推定部と、
   少なくとも前記位置推定結果を用いて、前記車両を駐車目標に向かって走行させる制御部と、
   前記駐車目標に駐車可能な空間が存在するか否かを判定する判定部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記駐車目標に駐車可能な空間が存在する場合、前記位置推定結果の利用を停止し、前記車両の周囲の局所的な状況を検出する第２のセンサの検出結果を用いて前記車両を前記駐車可能な空間に駐車させる、
   制御装置。
2. 前記第２のセンサは、前記車両の周囲を撮影するカメラを含む、
   請求項１に記載の制御装置。
3. 前記位置推定結果の利用を停止した第１の地点の位置推定結果と、前記第１の地点における前記第２のセンサの検出結果と、前記第１の地点から前記駐車可能な空間に駐車するまでに前記車両が通過した経路とを記憶する記憶部を更に備え、
   前記駐車可能な空間に駐車後、前記車両の走行を再開させる場合に、
   前記制御部は、
   前記経路に基づいて、前記駐車可能な空間から第２の地点まで前記車両を走行させ、
   前記第２の地点における前記第２のセンサの検出結果と、前記第１の地点における前記第２のセンサの検出結果と、前記第１の地点の位置推定結果に基づいて、前記車両の姿勢および前記グローバル地図の前記車両の初期位置を決定し、
   前記初期位置に基づいて、前記位置推定結果を利用した前記車両の走行を開始させる、
   請求項２に記載の制御装置。
4. 前記第１の地点における第２のセンサは、前記第１の地点における周囲の映像を取得する、および／または、前記第１の地点における前記車両の姿勢を検出する、
   請求項３に記載の制御装置。
5. 車両の走行を制御する制御方法であって、
   グローバル地図での前記車両の位置に関する情報を検出する第１のセンサの検出結果を用いて、前記グローバル地図での前記車両の位置を推定し、位置推定結果を生成し、
   少なくとも前記位置推定結果を用いて、前記車両を駐車目標に向かって走行させ、
   前記駐車目標に駐車可能な空間が存在するか否かを判定し、
   前記駐車目標に駐車可能な空間が存在する場合、前記位置推定結果の利用を停止し、前記車両の周囲の局所的な状況を検出する第２のセンサの検出結果を用いて前記車両を前記駐車可能な空間に駐車させる、
   制御方法。

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