JP2019182154A - 駐車支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自動駐車では、駐車開始に先立って駐車開始位置から目標駐車位置までの経路を演算するが、外界認識装置により遠方や死角となった障害物を検知できない場合があり、このような場合、実際に自動駐車した場合に円滑な駐車が妨げられる。【解決手段】ステップＳ１１０１で、駐車開始位置１２０１から切り返し位置方向に仮想的に車両を移動して、駐車経路１２０５上に切り返し位置１２０６を算出する。ステップＳ１１０３で、切り返し位置１２０６で切り返した場合の目標駐車位置１２０７までの予備経路を算出する。次のステップＳ１１０４で、予備経路の生成が可能であったかを判定し、予備経路が所定の条件を満たしていた場合に、候補経路演算部５０１で算出した経路を自動駐車の経路として採用する。【選択図】図１１

Description

本発明は、駐車支援装置に関する。

車両を自動操舵によって目標駐車位置に自動駐車する駐車支援装置がある。この駐車支援装置は、外界認識装置によって車両の周辺領域を認識し、駐車開始位置から目標駐車位置までの経路および操舵角量を幾何的に演算することで駐車経路を生成し、運転者はステアリング操作なしで自動駐車を行う。このような駐車支援装置として、特許文献１には、目標駐車位置に近づくに従って、より正確な駐車支援を行う技術が開示されている。

特開２０１７−３０５６７号公報

一般に自動駐車では、駐車開始に先立って駐車開始位置から目標駐車位置までの経路を演算するが、外界認識装置により遠方や死角となった障害物を検知できない場合があり、このような場合、実際に自動駐車した場合に円滑な駐車が妨げられる課題があった。

本発明の駐車支援装置は、外界情報に基づいて認識される車両の走行可能な領域に基づいて、前記車両の現在位置から目標駐車位置までの候補経路を生成する候補経路演算部と、前記候補経路演算部によって生成された候補経路上の所定の位置に切り返し位置を設ける切り返し位置算出部と、前記切り返し位置から前記目標駐車位置までの予備経路を生成する予備経路演算部と、を備え、前記予備経路演算部で前記予備経路の生成が可能であった前記候補経路を自動駐車の駐車経路とする。

本発明によれば、円滑な自動駐車が可能になる。

一般的な自動駐車を説明する図である。 一般的な自動駐車を説明する図である。 駐車支援装置を搭載した車両の構成図である。 車両制御装置のブロック構成図である。 経路生成部のブロック構成図である。 候補経路演算部の処理手順を示すフローチャートである。 出庫経路を説明する図である。 片側転舵接続を示す図である。 Ｓ字転舵接続を示す図である。 後退経路を説明する図である。 予備経路生成の処理手順を示すフローチャートである。 駐車経路と切り返し位置を示す図である。 変形例の駐車経路と切り返し位置を示す図である。 第２実施形態における経路生成部のブロック構成図である。 第２実施形態における予備経路生成の処理手順を示すフローチャートである。 第２実施形態における入出力装置の表示例を示す図である。 第３実施形態における車両制御装置のブロック構成図である。 第３実施形態における自動駐車中止・中断判定部の処理手順を示すフローチャートである。 第３実施形態における自動駐車中止・中断判定部における駐車経路を示す図である。 変形例における駐車経路を示す図である。

［第１実施形態］
実施形態の説明に先立って、図１、図２を参照して、一般的な自動駐車について説明する。
図１に示すように、車両１０１に設置されているカメラや超音波センサなどの外界認識装置に基づいて、駐車車両などの障害物１０２の位置情報１０３を基に、車両１０１が走行可能な領域１０４（図中、ハッチングで示す）を駐車開始位置において計算する。次に、計算された走行可能な領域１０４を基に、目標駐車位置１０６までの駐車経路１０５（点線）を計算し、経路探索が成功した場合、その駐車経路１０５に従って車両１０１を移動制御する。

しかし、図２（ａ）に示すように、領域１０４から外れた障害物２０２については、駐車開始位置において、これを検知できない場合がある。このような場合、図２（ｂ）に示すように、障害物２０２を検知できる地点まで車両１０１を移動したときに、その位置からの切り返し経路などの駐車経路を補正しなければならない。その際、車両１０１の移動可能な空間が狭い場合は、補正量が限定され、衝突を回避するために大きな旋回では後退できず、膨らんだ補正経路２０３になったり、駐車が行き詰まるなど、円滑な駐車が妨げられる。本実施形態では、以下に説明するように、このような事態が生じないようにして、円滑な駐車を可能にする。

図３は、本発明の一実施形態に係る駐車支援装置を搭載した車両３００の構成図である。
車両３００は、動力源である駆動力発生機構３１０と、車両３００を制動するブレーキ３１１と、駆動力発生機構３１０により発生させた駆動力を切り換えて前進・後退させるギアを有する変速機３１２とを備えている。駆動力発生機構３１０による駆動力が変速機３１２を介して左右の車輪３１４を回転させることで、車両３００を走行させる。また、ブレーキ３１１を制御することで、制動力が発生し、車両３００を減速させる。ここで、駆動力発生機構３１０は、エンジンあるいは、エンジンとモータのハイブリッド機構、さらには、モータ単体でもよい。

車両３００には、ステアリング３１３が備わっており、ステアリング３１３を回すことで車輪３１４の向きが変化し、車両３００が旋回する。

駆動力制御装置３２０は、駆動力発生機構３１０で発生させる駆動力を制御する。ブレーキ制御装置３２１は、ブレーキ３１１で所定の制動力が発生するように制御する。ステアリング制御装置３２２は、自動駐車の場合に、運転者によるステアリング３１３の操作がなくても、所定の車輪角度になるようにステアリング３１３を制御する。変速機制御装置３２３は、変速機３１２に対して車両３００の前進後退を切り換える制御を実施している。さらに、車両３００には、車両３００周辺の外界情報を取得し、これに基づいて車両３００の走行可能な領域を認識する外界認識装置３２５や、車両３００の速度情報を取得する車速センサ３２６が取り付けられている。外界認識装置３２５は、車両３００の前後および左右側面に設置され、例えば、外界情報として車両３００周辺の撮影画像を取得するカメラや、外界情報として車両３００周辺の障害物までの距離情報を取得するソナーなどで構成される。また、車両３００の速度情報を取得する車速センサ３２６としては、車輪速パルス情報に限定されず、モータのレゾルバ回転数センサ、変速機３１２の回転数センサなどを用いて間接的に算出してもよい。

車両制御装置３２４は、外界認識装置３２５や車速センサ３２６の情報を基に、駆動力制御装置３２０、ブレーキ制御装置３２１、ステアリング制御装置３２２、変速機制御装置３２３へ指令値を送信する。さらに、自動駐車に関わる情報について、運転者からの入力情報および運転者への出力情報を入出力する入出力装置３２８が備わっている。具体的には、入力情報としては、駐車位置の決定、自動駐車の開始などがあり、出力情報としては、駐車枠、経路情報、切り返し位置、自動駐車中の自車周辺の映像を合成した俯瞰図などがある。

以下では、本発明の一実施形態に係る駐車支援装置の適用例である車両制御装置３２４の詳細を説明する。図４は、車両制御装置３２４のブロック構成図である。
車両制御装置３２４は、駐車目標候補提示部４０１、自己位置推定部４０２、経路生成部４０３、目標操舵角演算部４０４、目標車速演算部４０５、目標制駆動力演算部４０６、前進・後退切替判断部４０７を備える。

駐車目標候補提示部４０１は、外界認識装置３２５から得られた障害物の位置や白線の位置などを基に駐車可能な空間を算出し、駐車目標候補として運転者に提示する。具体的には、駐車目標候補は、入出力装置３２８を構成するナビゲーションシステムなどの画面に表示され、運転者が駐車目標候補の中から駐車したい駐車目標位置を選択する。

自己位置推定部４０２は、自動駐車が開始されたときに、車速センサ３２６から取得した車速情報およびステアリング３１３から取得した舵角情報を基に車両３００の自己位置、具体的には座標や走行距離などを算出する。

経路生成部４０３は、駐車目標位置および障害物の位置を基に、駐車開始位置から駐車目標位置まで、障害物等にぶつからずに移動可能な経路を算出する。経路が生成できたときには、走行距離に対する曲率情報や切り返し位置などを出力する。また、検知した段差の高さが乗り越えられる高さと判断したときは、障害物とせず、乗り越えられない段差と判断したときは、障害物とする。

目標操舵角演算部４０４は、経路生成部４０３の出力結果である走行距離に対する曲率情報を基に目標操舵角を算出し、ステアリング制御装置３２２へ送信する。ここで、目標操舵角は、経路生成部４０３の出力結果に限定されず、自動駐車中に駐車枠や障害物との相対関係がずれたときに操舵量の補正値を加えたものを目標操舵角としてもよい。

目標車速演算部４０５は、経路生成部４０３の出力結果である曲率の大きさや障害物の位置などを基に、実際の駆動制御における目標車速を決定する。このとき、駆動制御時の目標車速が変化する際は加速度、さらには加加速度を考慮して、目標車速を補正することで滑らかな加減速を実現する。ここで、自動駐車が開始された後に、外界認識装置３２５によって、駐車経路上に段差や輪留めなどを検知したときは、目標車速を下げる。これにより、段差や輪留め衝突時に、運転者に不快なショックを与えずに駐車を行うことができる。

目標制駆動力演算部４０６は、目標車速と車速情報との差を基に必要な制駆動力を演算する。このとき、制動力を発生させる場合は、ブレーキトルクをブレーキ制御装置３２１に送信し、駆動力を発生させる場合は、駆動トルクを駆動力制御装置に１２０に送信する。ここで、外界認識装置３２５によって、勾配や段差などを検知したときは、駆動力を補正する。具体的には、上り勾配であれば駆動力が大きくなりように、下り勾配であれば、駆動力が小さくなるように補正する。また、段差を検知したときは、段差が高いほど、駆動力が大きくなるように補正する。これにより、目標車速への追従性を向上することができる。

前進・後退切替判断部４０７は、経路生成部４０３の出力結果である前進・後退切り替え情報を基に、前進・後退切り替えを変速機制御装置３２３に送信する。

図５は、経路生成部４０３のブロック構成図である。図５に示すように、経路生成部４０３は、候補経路演算部５０１、切り返し位置算出部５０２、予備経路演算部５０３、候補経路採否判定部５０４を備える。

候補経路演算部５０１は、駐車開始位置で認識できている障害物の位置情報を基に、障害物に衝突せずに、駐車開始位置から目標駐車位置までの移動可能な候補経路を演算する。候補経路演算部５０１の具体的な処理について、図６を参照して後述する。

切り返し位置算出部５０２は、図１１を参照して後述するが、候補経路演算部５０１で出力された候補経路上で所定の位置に切り返し位置を設定する。
予備経路演算部５０３は、設定した切り返し位置で切り返した場合の経路（予備経路）を算出する。
候補経路採否判定部５０４は、予備経路の生成が可能であったかを判定し、候補経路もしくは予備経路のいずれかを出力する。

図６は、候補経路演算部５０１のフローチャートである。なお、このフローチャートで示したプログラム、および後述するフローチャートで示したプログラムを、ＣＰＵ、メモリなどを備えたコンピュータにより実行することができる。全部の処理、または一部の処理をハードロジック回路により実現してもよい。更に、このプログラムは、予め車両制御装置３２４の記憶媒体に格納して提供することができる。あるいは、独立した記録媒体にプログラムを格納して提供したり、ネットワーク回線によりプログラムを車両制御装置３２４の記憶媒体に記録して格納することもできる。データ信号（搬送波）などの種々の形態のコンピュータ読み込み可能なコンピュータプログラム製品として供給してもよい。

図６を参照して候補経路演算部５０１の処理手順について説明する。
ステップＳ６０１では、基準車速パターン演算を行う。まず、経路を走行する際の基準車速パターンVbaseを算出する。具体的には、駐車空間に対して上限の車速Vmaxを基準とし、車速を所定間隔Vdで刻み、次式（１）に示すように、基準車速パターンVbaseを生成する。

駐車空間に対して設定される速度の上限値は本実施の形態では次のとおりである。道路幅が狭くなるほど上限の車速Vmaxを小さく設定する。また、障害物との距離が近くなるほど、上限の車速Vmaxを小さく設定する。具体的には、候補経路演算部５０１は、道路幅が狭くなるほど、あるいは、障害物との距離が近くなるほど基準車速を小さく設定する。たとえば、道路幅が１０ｍであれば上限の車速Vmaxを設定し、６ｍであればVmax-2Vdを設定する。あるいは、障害物までの距離が３ｍであれば上限の車速Vmaxを設定し、０．５ｍであればVmax-3Vdを設定する。これにより、道路が狭い状況や障害物との距離が近いときに速度を遅くすることができ、運転者の恐怖感を緩和することができる。

また、上限の車速Vmaxについて、前進よりも後退の方を小さく設定することで、運転者が確認しづらい後退時の速度を遅くすることができ、運転者の恐怖感を緩和することができる。

さらに、同一の曲率でも、車速が速いほど横加速度が大きくなるため、曲率が大きいほど基準車速を小さく設定する。これにより、運転者に過剰な横加速度を与えず、運転性が向上する。

さらにまた、運転者が車両周辺状況を視認しづらい環境下では、速度を低下させる。具体的には、照度センサや外界認識装置３２５の情報を基に、周辺環境が暗い状況を検知したときや、ワイパー信号や外界認識装置３２５により雨滴を検知したときには速度を遅く設定する。運転者が周辺状況を認識しづらい状況下で速度を下げることで、運転者の恐怖感を抑制することができる。

ステップＳ６０２では、自動駐車制御演算で使用する基準車速選択を行う。具体的には、基準車速パターンの内、経路生成処理を行っていない基準車速を一つ選択し、その基準車速を基に、ステップＳ６０３以降に示す候補経路生成処理を実行する。たとえば、道路幅に基づき設定された第１上限車速、障害物までの距離に基づき設定された第２上限車速、経路の曲率に基づき設定された第３上限車速、および周辺環境の明るさに基づき設定された第４上限車速が設定されている場合、第１〜第４上限速度を用いて経路生成処理が行われる。したがって、基準車速パターンのVmaxは、周辺環境で決定される上限車速である。そして、この上限車速Vmaxを基準として、Vmax-Vd、Vmax-2×Vd……のように候補経路演算時の基準車速が変更される。

たとえば、基準車速をVmax-VdとVmax-2×Vdの２つとしたり、Vmax、Vmax−Vd、 Vmax-2×Vdの3つとして経路生成処理を行うことができる。

ステップＳ６０３では、出庫経路の演算を行う。図７は出庫経路を説明する図である。図７には、車両が駐車枠７０２内に正確に配置されている状態から、左右の障害物７０３（駐車車両など）に接触せずに、出庫可能な経路７０４〜７０７を示している。

ここで、経路長を短くするため、旋回時には最小旋回半径を基準として出庫経路を逐次演算したほうが望ましいが、旋回時の半径を大きくして出庫経路を演算してもよい。

さらには、駐車枠７０２の前方の道路幅が広いほど、旋回時の半径を大きくしてもよい。これにより、駐車空間が広いときには、緩やかな旋回になり、運転性が向上する。

ステップＳ６０３では、所定の終了条件が成立するまで出庫経路を演算する。ここで、終了条件としては、出庫後の車両の向きが、駐車枠７０２の駐車方位に対して直角となり通路方位と平行で、かつ、駐車開始位置７０１の車両の向きと同じ向きになる条件や、出庫した車両が駐車枠７０２から所定距離Wth離れた地点に到達する条件など、少なくとも一つを満たすまで、出庫経路の演算を行う。

次に、ステップＳ６０４へ進み、片側転舵による接続経路の生成を行う。具体的には、図７に示す駐車開始位置７０１から出庫経路に沿って移動した車両の出庫完了位置７０７に、片側転舵で接続可能かを判定し、接続可能な場合にはその経路情報を格納する。ここで、片側転舵とは、自車両のステアリング３１３を左右いずれか一方の片側のみに切る操作（片側転舵）である。接続可能な経路情報とは、片側転舵で駐車開始位置７０１から出庫完了位置７０７まで障害物と干渉せずに移動可能な経路を意味する。

図８は片側転舵接続を示す図である。図８に示すように駐車開始位置Ａから到達目標位置Ｔまでの片側転舵による経路（入庫準備経路）を生成するためには、以下の（１）〜（３）の演算処理を実行する。

（１）駐車開始位置Ａにおける車両の軸線Ｌ１と到達目標位置Ｔにおける車両の軸線Ｌ２との交点Ｘを求める。
（２）そして、交点Ｘと駐車開始位置Ａとの間の距離Ｌｓと、交点Ｘと到達目標位置Ｔとの間の距離Ｌｅをそれぞれ算出し、短い方の距離を選択する。
（３）図８に示す例では、距離Ｌｅを選択する。そして、２本の軸線Ｌ１、Ｌ２を共通接線に持つ円Ｃを描く。その際の円Ｃの半径Ｒは次式（２）により算出する。

ここでθは、円Ｃにおいて、円Ｃと軸線Ｌ１との接点、および円Ｃと軸線Ｌ２との接点のなす角度である。

このようにして、直線と円弧を組み合わせて、駐車開始位置Ａから到達目標位置Ｔへの経路を生成する。ここで、片側転舵による接続は直線と円弧に限定されず、クロソイドなどの緩和曲線を用いて経路生成してもよい。

ステップＳ６０３の出庫経路の演算で求めた出庫経路と、ステップＳ６０４の片側転舵による接続経路の生成で求めた入庫準備経路とを合成して第１駐車経路としてメモリへ格納する。

ステップＳ６０５では、Ｓ字転舵による接続経路の生成処理が実行される。このステップＳ６０５では、図７に示す駐車開始位置７０１から出庫経路で算出した出庫完了位置７０７に、Ｓ字転舵で接続可能かを判定し、接続可能な場合にはその経路情報を格納する。

図９は、Ｓ字転舵接続を示す図である。図９に示すように、駐車開始位置Ａから到達目標位置Ｔまで、Ｓ字転舵による経路を生成するためには、Ｓ字を描くための半径を算出する。ここで、Ｓ字転舵の旋回半径を同一の半径Ｒとすることで演算を容易にすることが可能だが、異なる半径を用いてＳ字転舵による接続経路を生成してもよい。異なる半径にすることでよりＳ字転舵による経路の自由度が増し、到達しやすくなる。ここでは、同一の半径Ｒの際について説明する。駐車開始位置Ａの座標をＡ（０、０）、到達目標位置Ｔの座標をＴ（Ｘｅ、Ｙｅ）とし、到達目標位置Ｔに対する角度、すなわち、駐車開始位置Ａの車両の向きを０度としたときの到達目標位置Ｔの車両の向きを示す角度θとすると、共通円の半径Ｒはそれぞれの円の中心座標C1、C2が求まるので、中心座標間の距離から次式（３）が成立し、次式（４）でＲが求まる。

算出した旋回半径Ｒを使用して、Ｓ字転舵による接続経路を生成する。ここで、Ｓ字による接続は円弧に限定されず、クロソイドなどの緩和曲線を用いて経路生成してもよい。このように、片側転舵だけでなく、Ｓ字転舵も用いて接続経路を生成することで、自由度が増し、接続経路を生成しやすくなる。

ステップＳ６０３の出庫経路の演算で求めた出庫経路と、ステップＳ６０５のＳ字転舵による接続経路の生成で求めた入庫準備経路とを合成して第２駐車経路としてメモリへ格納する。

次にステップＳ６０６の後退開始による経路生成処理の終了判定に移行する。このステップＳ６０６では、後退開始による生成処理を実施していなければ、ステップＳ６０７の後退開始による経路生成へ移行し、既に後退開始による生成処理を実施していれば、ステップＳ６０８の全基準車速パターンによる経路生成の終了判定に移行する。

ステップＳ６０７では、後退開始による経路生成を行う。図１０は、後退開始による経路生成を示す図である。図１０に示すように、駐車開始時の自車位置１００１が駐車枠を通りすぎているとき、片側転舵およびＳ字転舵で出庫可能な経路７０４〜７０８と接続することは難しく、接続経路１００２に示すように、駐車枠７０２から離れた出庫可能な経路７０８にしか接続ができず、運転者に違和感を与える。そこで、後退経路１００３に示すように、所定量後退した自車位置１００４から出庫可能な経路７０４〜７０８への接続経路を探索する。これにより、駐車経路がコンパクトになり、運転者への違和感を低減することができる。

ここで、後退位置は側方の障害物７０３から所定値以内、あるいは自車の車両前方位置が側方の障害物７０３より右側の位置とする。これにより、後退による運転者の違和感を低減する。

さらに、駐車開始時の自車位置１００１が道路に対して、平行になっていない場合は、平行になるように、後退時に車両角度を調整する。これにより、次回前進時に、出庫可能な経路７０４〜７０８への接続経路の探索に成功しやすくなる。

ステップＳ６０７において、駐車開始時の自車位置１００１から車両を自車位置１００４まで後退させる後退経路を生成した後に、ステップＳ６０４の片側転舵による接続経路の生成、ステップＳ６０５のＳ字転舵による接続経路の生成を実行して、いずれの経路生成にも成功した場合は、片側転舵による入庫準備経路を含む第１駐車経路と後退経路とを合成した経路を第1候補経路、およびＳ字転舵による入庫準備経路を含む第２駐車経路と後退経路を合成した経路を第２候補経路としてメモリに格納する。

ステップＳ６０８では、全基準車速パターンによる経路生成の終了判定を行う。このステップＳ６０８で、各基準車速に対して経路生成が全て終了していれば、候補経路の生成を終了し、終了していなければステップＳ６０２の処理へ戻る。

候補経路演算部５０１は、以上のように図６に示すフローチャートの処理を実行し、複数の候補経路を生成する。これにより、片側転舵による入庫準備経路とＳ字転舵による入庫準備経路とを用いた候補経路演算を行って、複数の経路形状に基づく複数の駐車パターン、すなわち基準車速は同じで経路形状が異なる自動駐車方式を演算できる。

図１１は、予備経路生成の処理手順を示すフローチャートであり、切り返し位置算出部５０２、予備経路演算部５０３、候補経路採否判定部５０４による処理である。
ステップＳ１１０１では、候補経路演算部５０１で生成された候補経路を読み取る。次のステップＳ１１０２で、切り返し位置算出部５０２は、駐車経路上で所定の位置に切り返し位置を設定する。切り返し位置の設定について図１２を参照して説明する。

図１２は、駐車経路と切り返し位置を示す図である。車両１０１に設置されている外界認識装置３２５に基づいて、駐車車両などの障害物１０２の位置情報１０３を基に、車両１０１が走行可能な領域１２０２（図中、ハッチングで示す）を駐車開始位置１２０１において計算する。次に、計算された走行可能な領域１２０２を基に、目標駐車位置１２０７までの駐車経路１２０５（点線）を計算する。切り返し位置算出部５０２は、駐車開始位置１２０１から切り返し点１２０３の方向へ仮想的に車両を移動して、駐車経路１２０５上に切り返し位置１２０６を算出する。

切り返し位置１２０６としては、駐車開始位置１２０１において外界認識装置３２５で検出された車両が走行可能な領域１２０２の境界と、駐車経路１２０５の切り返し点１２０３の間に少なくとも１つ以上設定する。これは、外界認識装置３２５で検出された走行可能な領域１２０２までは駐車開始位置１２０１からでも障害物がないことが保障されるが、この領域１２０２から離れた障害物は検知できておらず、車両がこの領域１２０２を超えた経路を走行中に切り返しが必要になる可能性があるためである。一例として、車両が駐車経路１２０５上を移動したと仮定し、その車両の一部が領域１２０２外となる位置１２０４のとき、そのときの位置を切り返し位置１２０６として設定する。

図１１のステップＳ１１０３では、予備経路演算部５０３により、切り返し位置１２０６で切り返した場合の予備経路を算出する。具体的な処理内容としては、切り返し位置１２０６を初期位置として、図６で示したのと同様の後退開始処理（ステップＳ６０７）を実施する。後退開始処理で経路生成できた場合、後退した位置から片側転舵による接続経路生成（ステップＳ６０４）およびＳ字転舵による接続経路生成（ステップＳ６０５）を実施し、出庫経路との接続経路を算出することで、目標駐車位置１２０７までの経路を算出する。

次のステップＳ１１０４で、候補経路採否判定部５０４により、予備経路の生成が可能であったかを判定する。候補経路採否判定部５０４では、算出した予備経路が所定の条件を満たしていた場合に、候補経路演算部５０１で算出した候補経路を自動駐車の駐車経路として採用し、満たしていない場合は、候補経路生成失敗とする。ここで、所定の条件を満たしていた場合の例として、予備経路が切り返し位置から目標の駐車位置まで生成可能であることが挙げられる。所定の条件を満たしていない場合の例として、予備経路によって、駐車開始位置１２０１よりも後退して、目標駐車位置から離れるような経路が挙げられる。これは、駐車開始を指示した位置よりも後退した位置を通る経路を引くと、運転者は違和感を覚えるためである。

ステップＳ１１０４で予備経路の生成が可能であれば、ステップＳ１１０５へ進み、当初の駐車経路１２０５に沿って自動駐車を開始する。ステップＳ１１０４で、予備経路の生成が可能でなかった場合は、この駐車経路１２０５は採用せず、図１１に示す処理を繰り返すことにより、ステップＳ１１０１において候補経路演算部５０１で生成された次の候補経路を読み取り、予備経路の生成が可能な候補経路を求める。このような候補経路により、万一、外界認識装置３２５の検知領域外よりも少し先に障害物があった場合でも、駐車が行き詰まることなく予備経路で駐車可能となるため、円滑な自動駐車が可能になる。

切り返し位置１２０６は車両の一部が外界認識装置３２５の検知領域外となる位置１２０４に限定せず、その他には、外界認識装置３２５が取得する外界情報の距離精度が低いと判定された位置に設定してもよい。これは、駐車開始位置１２０１において、外界情報に基づいて検出された障害物までの距離精度が悪いまま、自動駐車を開始し、その障害物に接近したときに想定していた位置よりも近い位置に障害物があった場合は、駐車経路が再計算できない可能性がある。そこで、外界認識装置３２５が取得する外界情報の距離精度が低いと判定された場所に、切り返し位置１２０６を設けることで、駐車経路の再計算が失敗することを抑制することができる。

図１３は、駐車経路と切り返し位置を示す図であり、変形例を示す。車両１０１に設置されている外界認識装置３２５に基づいて、駐車車両などの障害物１０２の位置情報１０３を基に、車両１０１が走行可能な領域１３０８（図中、ハッチングで示す）を駐車開始位置１３０１において計算する。次に、計算された走行可能な領域１３０８を基に、目標駐車位置１３０７までの駐車経路１３０５（点線）を計算する。駐車経路１３０５における車両の最終の切り返し点１３０６は図１３に示す位置になる。切り返し位置算出部５０２は、駐車開始位置１３０１から切り返し点１３０６まで駐車経路１３０５上を所定の間隔で切り返し位置１３０２、１３０３、１３０４を設け、各切り返し位置１３０２、１３０３、１３０４で切り返した場合に、目標駐車位置１３０７までの予備経路が生成可能か否かを算出する。各々の位置において、切り返しにより、予備経路が生成できる位置１３０２（白丸）、１３０４（白丸）と、予備経路が生成できない位置１３０３（黒丸）かを判断し、切返し点１３０６に最も近い、予備経路が生成できる位置１３０４を切り返し位置として設定する。これにより、駐車経路１３０５において、切り返しによる予備経路が生成できない位置を事前に把握しておくことで、自動駐車の信頼性を向上することができる。

また、車両１０１は、予備経路の生成ができなかった切り返し位置１３０３付近、もしくは切り返し位置１３０４より奥の位置を通過するときには、切り返し位置１３０４よりも手前を通過するときに比べ、車両１０１の速度を低下させるように制御してもよい。車両１０１の車速が速い状態では切り返し位置１３０２、１３０４を通過する速度が早くなるため、外界認識装置３２５で新しく障害物を検知したときには制動距離が伸び、経路生成できない切り返し位置１３０３まで車両１０１が進行して停止する可能性もある。そのため、予備経路の生成ができなくなる可能性がある切り返し位置１３０４付近およびその奥を走行するときは、手前の切り返し位置１３０２を走行するときよりも速度を低下させる。これにより、制動距離が短くなり、経路生成ができない点に至る前に停止することが可能となり、自動駐車の信頼性が向上する。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図１４〜図１６を参照して説明する。なお、第１実施形態で説明した、図３の駐車支援装置を搭載した車両の構成図、図４の車両制御装置のブロック構成図は、第２実施形態でも同様である。第２実施形態では第１実施形態で示した経路生成部４０３の構成が異なる。

図１４は、第２実施形態における経路生成部１４０３のブロック構成図である。図１４に示すように、経路生成部１４０３は、候補経路演算部５０１、切り返し位置算出部５０２、予備経路演算部５０３、経路選択部１４０１、第二候補経路演算部１４０２を備える。

候補経路演算部５０１によって出力された候補経路１に対しては、第１実施形態で説明したように、切り返し位置算出部５０２で算出した切り返し位置を基に、予備経路演算部５０３で予備経路を算出する。

図１５は、予備経路生成の処理手順を示すフローチャートであり、候補経路演算部５０１、切り返し位置算出部５０２、予備経路演算部５０３、経路選択部１４０１、第二候補経路演算部１４０２による処理である。

ステップＳ１５０１では、候補経路演算部５０１により空きスペースを最大限に活用して候補経路を演算し、これを候補経路１とする。候補経路演算部５０１による候補経路の演算は、第１実施形態と同様である。

次に、ステップＳ１５０２で、生成された候補経路１を読み取る。そして、ステップＳ１５０３で、切り返し位置算出部５０２は、駐車経路上で所定の位置に切り返し位置を設定する。次に、ステップＳ１５０４で、予備経路演算部５０３により、切り返し位置で切り返した場合の予備経路を算出する。ステップＳ１５０２〜ステップＳ１５０４の処理は、第１実施形態で説明したステップＳ１１０１〜ステップＳ１１０３の処理と同様であるので、その詳細を省略する。

次のステップＳ１５０５で、予備経路の生成が可能であったかを判定する。予備経路演算部５０３は、算出した予備経路が所定の条件を満たしていた場合に、ステップＳ１５０６で、算出した候補経路１を自動駐車の駐車経路として採用し、満たしていない場合は、候補経路１を採用しないで、ステップＳ１５０７へ進む。ここで、所定の条件を満たしていた場合の例として、予備経路が切り返し位置から目標の駐車位置まで生成可能であることが挙げられる。所定の条件を満たしていない場合の例として、予備経路によって、駐車開始位置よりも後退して、目標駐車位置から離れるような経路が挙げられる。

ステップＳ１５０７では、第二候補経路演算部１４０２により、外界認識装置３２５の外界情報の取得範囲に対応する領域内を車両の走行可能領域として候補経路を演算し、これを候補経路２とする。具体的には、第二候補経路演算部１４０２は、例えば、図１に示すように外界認識装置３２５が外界情報を取得可能な領域内かつ、障害物が無い領域を走行可能領域１０４として、駐車経路１０５を生成し、候補経路２として出力する。これにより、空きスペースを最大限に活用して算出した候補経路１であっても予備経路が生成できない候補経路1を採用するよりも、第二候補経路演算部１４０２で算出した候補経路２を採用して自動駐車を行う方がより確実に自動駐車を実施できる場合に対応できる。

次に、ステップＳ１５０８で、経路選択部１４０１は、候補経路1の予備経路と候補経路２との経路の優劣である経路評価を行う。経路評価とは、切り返し回数、経路長、駐車時間の少なくとも１つ以上の指標を基に算出する。ここで、駐車時間は、算出した経路の長さとその経路を通過する速度を基に経路通過時間と、車両の前進・後退の切り替えや車両が停止した状態で操舵（以下、据え切り）して、所定の操舵角度まで変化させるために必要な状態切り替え時間を足し合わせることで算出する。切り返し回数が少なく、駐車時間が短い、あるいは、経路長が短いほど、経路評価が高くなり、切り返し回数が多く、駐車時間が長い、あるいは、経路長が長いほど、経路評価は低くなる。また、経路評価は運転者の嗜好性を考慮して、指標の重み付けを設定してもよい。具体的には、運転者が入力装置３２８を操作して予め優先すべき指標を設定してもよい。

ステップＳ１５０９では、経路選択部１４０１は、候補経路1の予備経路が候補経路２よりも経路評価が高いか、もしくは等しいかを判定し、高いか、もしくは等しければステップＳ１５１０へ進み、高くなければステップＳ１５１１へ進む。ステップＳ１５１０では、候補経路１の予備経路で自動駐車を開始し、ステップＳ１５１１では、候補経路２で自動駐車を開始する。これは、候補経路１が候補経路２よりも経路評価が高い場合であっても、候補経路１の予備経路の評価が候補経路２よりも低い場合は、候補経路２の方が円滑に自動駐車できる可能性が高いためである。これにより、円滑な自動駐車が妨げられることを抑制できる。

経路評価の他の例について図１６を参照して説明する。図１６は、入出力装置３２８の表示例を示す図である。図１６に示すように、入出力装置３２８は、候補経路を表示する経路表示領域３２８１と候補経路のデータを表示するデータ表示領域３２８２を有する。経路表示領域３２８１には、外界認識装置３２５に基づいて、駐車車両などの障害物１０２と、車両１０１が走行可能な領域１０４（図中、ハッチングで示す）と、目標駐車位置１０６までの候補経路１の予備経路と候補経路２が表示される。データ表示領域３２８２には、各候補経路の切り返し回数と駐車時間が表示される。この際、予備経路の評価が候補経路２の評価よりも低い場合は、候補経路１を表示させず、候補経路２のみを表示させてもよい。これにより、候補経路１を選び、実際は切り返しが発生したため、切り返し回数が増大したとき、運転者が自動駐車へ不信感を抱くことを抑制することができる。表示されたこれらの情報の中から運転者は所望の候補経路を選択する。車両は選択された候補経路で自動駐車を開始する。

以上の経路生成を実現することで、空きスペースがあった場合でも、従来の経路よりも、経路評価が低くなる可能性がある場合は、空きスペースを使用しない経路を選択することで、自動駐車の信頼性を向上することができる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について、図１７〜図２０を参照して説明する。なお、第１実施形態で説明した、図３の駐車支援装置を搭載した車両の構成図は、第２実施形態でも同様である。第２実施形態では第１実施形態で示した車両制御装置３２４の構成が異なる。

図１７は、本実施形態における車両制御装置１７２４のブロック構成図である。第１実施形態で示した車両制御装置３２４と同一の部分には同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分について説明する。

車両制御装置１７２４は、第１実施形態における車両制御装置３２４の構成に加えて、自動駐車中止・中断判定部１７０１を備えている。

自動駐車中止・中断判定部１７０１は、障害物や目標駐車位置が駐車開始位置で認識した距離と、実際に自動駐車を開始して認識した距離とが異なり、自動駐車の継続が困難になったときに、中止、あるいは中断する。ここで、中止は自動駐車を停止し、運転者に制御を移譲することを示し、中断は一時的に自動駐車の処理を止め、運転者からの再開要求（例えば、再開ボタンを押す、シフトを切り替えるなど）、進行方向経路上の障害物などが無くなった際に移動を再開する。

図１８は、自動駐車中止・中断判定部１７０１の処理手順を示すフローチャートである。ステップＳ１８０１では、駐車経路上に障害物が存在するか否かを判定し、障害物なしと判断されたときは、ステップＳ１８０２に進み、駐車経路での自動駐車を継続する。一方、障害物ありと判定された場合は、ステップＳ１８０３へ進む。

ステップＳ１８０３では、障害物を検知したとき、自車が切り返し位置を通過しているか否かを判定する。具体的には図１９に示すように、障害物１９０３を検知したとき、自車位置が切り返し位置１９０１よりも手前の位置１９０２であれば通過していないと判断し、ステップＳ１８０４に進み、自動駐車を中断する。ここで、自車位置が切り返し位置１９０１より手前のときに、障害物への衝突判定がされるまで障害物に近づかず、自動駐車を中断することで、予備経路での駐車経路生成の可能性を上げることができる。

次のステップＳ１８０５では、運転者からの再開要求がある、あるいは、障害物がいなくなったと判定されたときは、駐車経路に従い、自動駐車を再開する。

一方、ステップＳ１８０３で、切り返し位置１９０１よりも奥の位置１９０４であれば切り返し位置１９０１を通過していると判断し、ステップＳ１８０６に進む。

ステップＳ１８０６では、運転者から後退要求があった場合、ステップＳ１８０７に進み、予備経路が生成可能な切り返し位置まで後退する。運転者から後退要求がない場合は、ステップＳ１８０８に進み、自動駐車を中止させ、運転者に制御を移譲する。

ステップＳ１８０９では、切り返し位置まで後退させ、駐車経路を予備経路に更新することで、予備経路を使用して自動駐車を再開する。これにより、障害物１９０３が現れても可能な限り、自動駐車を継続させることができ、自動駐車の信頼性が向上する。

なお、第１実施形態〜第３実施形態の車両制御装置３２４、１７２４は駐車開始位置で切り返し位置を求めて、自動駐車を開始する例で説明した。しかしこれに限定されず、自動駐車を開始し、車両を移動中に逐次切り返し位置を求めてもよい。具体的には、図２０（ａ）に示すように駐車開始位置２００１では、予備経路が生成可能な切り返し位置２００２が算出される。そして、車両の駐車経路上の移動に伴って走行可能な領域を逐次更新する。そして、更新した走行可能な領域を基に、図２０（ｂ）に示すように、切り返し位置２００４を更新して生成可能な予備経路も同時に計算する。そして、予備経路が生成可能な場合には、自動駐車を継続し、予備経路が生成できない位置を予め検知できた場合は、その位置に到達する前に予備経路に切り替え、予め検知できなかった場合には、自動駐車を中止する。これにより、図２０（ｂ）に示す位置２００５に車両が移動したときには、最終的には予備経路が生成可能な切り返し位置２００２に移動する。これにより、自動駐車の信頼性が向上する。また、このような処理を第３実施形態で説明した自動駐車の中止・中断判定に用いると、予備経路が生成できない位置を走行しながら事前に検知できるため、自動駐車が中止となるような状況を限りなく減らすことができ、自動駐車の信頼性が向上する。

以上説明した実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）駐車支援装置は、外界認識装置３２５において外界情報に基づいて認識される車両の走行可能な領域に基づいて、車両の現在位置から目標駐車位置までの候補経路を生成する候補経路演算部５０１と、候補経路演算部５０１によって生成された候補経路上の所定の位置に切り返し位置を設ける切り返し位置算出部５０２と、切り返し位置から目標駐車位置までの予備経路を生成する予備経路演算部５０３と、を備え、予備経路演算部５０３で予備経路の生成が可能であった候補経路を自動駐車の駐車経路とする。これにより、円滑な自動駐車が可能になる。

本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の特徴を損なわない限り、本発明の技術思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。また、上述の実施形態を組み合わせた構成としてもよい。

１０１ 車両
１０２ 障害物
１０３ 障害物位置情報
１０４ 走行可能領域
１０５ 駐車経路
１０６ 目標駐車位置
３１０ 駆動力発生機構
３１１ ブレーキ
３１２ 変速機
３１３ ステアリング
３１４ 車輪
３２０ 駆動力制御装置
３２１ ブレーキ制御装置
３２２ ステアリング制御装置
３２３ 変速機制御装置
３２４ 車両制御装置
３２５ 外界認識装置
３２６ 車速センサ
４０１ 駐車目標候補提示部
４０２ 自己位置推定部
４０３ 経路生成部
４０４ 目標操舵角演算部
４０５ 目標車速演算部
４０６ 目標制駆動力演算部
４０７ 前進・後退切替判断部
５０１ 候補経路演算部
５０２ 切り返し位置算出部
５０３ 予備経路演算部
５０４ 候補経路採否判定部
１４０１ 経路選択部
１４０２ 第二候補経路演算部
１７０１ 自動駐車中止・中断判定部

Claims (15)

1. 外界情報に基づいて認識される車両の走行可能な領域に基づいて、前記車両の現在位置から目標駐車位置までの候補経路を生成する候補経路演算部と、
   前記候補経路演算部によって生成された候補経路上の所定の位置に切り返し位置を設ける切り返し位置算出部と、
   前記切り返し位置から前記目標駐車位置までの予備経路を生成する予備経路演算部と、を備え、
   前記予備経路演算部で前記予備経路の生成が可能であった前記候補経路を自動駐車の駐車経路とする駐車支援装置。
2. 請求項１に記載の駐車支援装置において、
   前記切り返し位置算出部は、前記車両の走行可能な前記領域の境界までの前記候補経路上に、少なくとも１つ以上の前記切り返し位置を設ける駐車支援装置。
3. 請求項１に記載の駐車支援装置において、
   前記切り返し位置算出部は、前記外界情報の距離精度が低いと判定された位置までの前記候補経路上に、少なくとも１つ以上の前記切り返し位置を設ける駐車支援装置。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の駐車支援装置において、
   前記切り返し位置算出部は、前記候補経路上における前記車両の最終の切り返し点に近い位置であって、前記予備経路が生成可能な位置に前記切り返し位置を設ける駐車支援装置。
5. 請求項１に記載の駐車支援装置において、
   前記外界情報の取得範囲に基づく領域内で前記車両の現在位置から前記目標駐車位置までの第二候補経路を生成する第二候補経路演算部を備え、
   前記予備経路演算部で前記予備経路の生成が不可能であった場合に、前記第二候補経路を自動駐車の駐車経路とする駐車支援装置。
6. 請求項５に記載の駐車支援装置において、
   前記予備経路と前記第二候補経路との経路の優劣である経路評価を行う経路選択部を備え、
   前記経路選択部による経路評価に基づいて、前記予備経路もしくは前記第二候補経路を自動駐車の駐車経路とする駐車支援装置。
7. 請求項６に記載の駐車支援装置において、
   前記経路選択部は、切り返し回数、駐車時間、経路長の少なくとも１つ以上の指標を用いて前記経路評価を行う駐車支援装置。
8. 請求項７に記載の駐車支援装置において、
   前記経路選択部は、前記経路評価の前記指標の重み付けを任意に設定する駐車支援装置。
9. 請求項５に記載の駐車支援装置において、
   前記予備経路および前記第二候補経路を表示する表示装置を備え、
   前記表示装置に表示された前記予備経路および前記第二候補経路に対して運転者の選択要求で選択された前記予備経路もしくは前記第二候補経路を自動駐車の駐車経路とする駐車支援装置。
10. 請求項５に記載の駐車支援装置において、
    前記予備経路と前記第二候補経路との経路の優劣である経路評価を行う経路選択部と、
    前記経路選択部による経路評価に基づいて、前記予備経路もしくは前記第二候補経路を表示する表示装置と、を備える駐車支援装置。
11. 請求項１または請求項５に記載の駐車支援装置において、
    前記自動駐車を一時的に中断するか判断する自動駐車中断判定部を備え、
    前記自動駐車中断判定部は、前記車両が前記駐車経路上を走行中に障害物を検知した場合に、前記車両が前記切り返し位置を通過していなければ前記自動駐車を一時的に中断する駐車支援装置。
12. 請求項１または請求項５に記載の駐車支援装置において、
    前記自動駐車を中止するか判断する自動駐車中止判定部を備え、
    前記自動駐車中止判定部は、前記車両が前記駐車経路上を走行中に障害物を検知した場合に、前記車両が前記切り返し位置を通過し、運転者からの後退要求がない場合は前記自動駐車を中止する駐車支援装置。
13. 請求項１２に記載の駐車支援装置において、
    前記車両が前記駐車経路上を走行中に障害物を検知した場合に、前記車両が前記切り返し位置を通過し、運転者から後退要求がある場合、前記切り返し位置まで後退し、前記予備経路により前記自動駐車を継続する駐車支援装置。
14. 請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の駐車支援装置において、
    前記切り返し位置算出部は、前記自動駐車による前記車両の走行中に、前記予備経路を逐次演算する駐車支援装置。
15. 請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の駐車支援装置において、
    前記車両は、前記予備経路の生成ができなかった前記切り返し位置付近、もしくは前記切り返し位置より奥の位置を通過するときには、前記切り返し位置よりも手前を通過するときに比べ、前記車両の速度を低下させる駐車支援装置。

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