JP2021124898A - 運転支援装置、車両、及び、運転支援方法 - Google Patents

Abstract

【課題】より好適な駐車支援又は出庫支援が可能な運転支援装置を提供すること。
【解決手段】車両１の運転を支援する運転支援装置であって、教師走行モードにおいて、ユーザの運転操作により車両１が走行した際の移動経路を記憶し、移動経路を終点側から始点側に向かうように反転させた目標経路に係る教師データＤ１を生成する教師データ生成部１３０と、車両１の周囲環境を監視する周囲センサ４０のセンサ情報に基づいて、車両１の現在位置を推定する位置推定部１４０と、ユーザからの自動走行モードの実行指令を受け付けた場合、車両１が目標経路に沿って走行するように、車両１を、位置推定部１４０に推定される車両１の現在位置と、目標経路の各目標位置とに基づいて、フィードバック制御する車両制御部１６０と、を備える。
【選択図】図２Ｂ

Description

本開示は、運転支援装置、車両、及び、運転支援方法に関する。

一般に、家屋における駐車スペースは狭隘な箇所が多く、駐車が困難となる場合があるため、駐車や出庫を自動運転で行うことへのニーズが高い。

この種の自動運転を実現するため、様々な運転支援装置が知られている。この種の運転支援装置としては、例えば、ドライバが車両を所定の初期停止位置に停止させると、初期停止位置から目標駐車位置までの駐車走行を自動で支援する自動運転を行う。そして、かかる運転支援装置は、車両に搭載された各種センサにて駐車空間や当該車両の位置を自動認識し、ステアリング操作、アクセル操作、及びブレーキ操作等を自動的に行う。

特許文献１には、かかる自動運転を実現するため、車両に乗車するユーザ（以下、「ユーザ」と略称する）の運転操作により、駐車場外の所定位置から目標駐車位置まで車両を走行させ、その際の移動経路を教師データとして記憶しておくことで、その後の駐車シーンにおいて、車両を当該移動経路に沿って自動的に走行させる技術が開示されている。

特開２０１７−１３８６６４号公報

Mikael Persson et al."Lambda Twist: An Accurate Fast Robust Perspective Three Point (P3P) Solver.", ECCV 2018, pp 334-349,published in 2018, http://openaccess.thecvf.com/content_ECCV_2018/papers/Mikael_Persson_Lambda_Twist_An_ECCV_2018_paper.pdf

特許文献１に係る従来技術の運転支援装置によれば、ユーザの運転操作により、一回、教師走行（教師データを生成するためのユーザの運転操作による走行を意味する。以下同じ）を実行するだけで、その後は、自動的に駐車動作又は出庫動作を実行させることが可能となるため、かかる技術は、利便性が高いと言える。

しかしながら、狭隘な駐車スペースに無駄なく、もしくはユーザが日常的に好む場所（たとえば、通行のための場所を確保するために壁に寄せて駐車したい）に駐車動作させるための運転操作は、困難な場合が多く、教師走行自体が困難であったり、無用な切り返しを含んでしまう場合もある。

本開示は、上記問題点に鑑みてなされたもので、より好適な駐車支援又は出庫支援が可能な運転支援装置、車両、及び、運転支援方法を提供することを目的とする。

前述した課題を解決する主たる本開示は、
車両の運転を支援する運転支援装置であって、
教師走行モードにおいて、ユーザの運転操作により前記車両が走行した際の移動経路を記憶し、前記移動経路を終点側から始点側に向かうように反転させた目標経路に係る教師データを生成する教師データ生成部と、
前記車両の周囲環境を監視する周囲センサのセンサ情報に基づいて、前記車両の現在位置を推定する位置推定部と、
自動走行モードの実行指令を受け付けた場合、前記車両が前記目標経路に沿って走行するように、前記車両を、前記位置推定部に推定される前記車両の現在位置と、前記目標経路の各目標位置とに基づいて、フィードバック制御する車両制御部と、
を備える運転支援装置である。

又、他の局面では、
上記運転支援装置を備える車両である。

又、他の局面では、
車両の運転を支援する運転支援方法であって、
教師走行モードにおいて、ユーザの運転操作により前記車両が走行した際の移動経路を記憶し、前記移動経路を終点側から始点側に向かうように反転させた目標経路に係る教師データを生成する第１の処理と、
前記車両の周囲環境を監視する周囲センサのセンサ情報に基づいて、前記車両の現在位置を推定する第２の処理と、
自動走行モードの実行指令を受け付けた場合、前記車両が前記目標経路に沿って走行するように、前記車両を、前記第２の処理にて推定される前記車両の現在位置と、前記目標経路の各目標位置とに基づいて、フィードバック制御する第３の処理と、
を備える運転支援方法である。

本開示に係る運転支援装置によれば、より好適な駐車支援又は出庫支援が可能である。

車両の全体構成の一例を示すブロック図 運転支援装置の機能ブロック（教師走行モード時）の一例を示す図 運転支援装置の機能ブロック（自動走行モード時）の一例を示す図 教師走行モードで、車両が走行した際の移動経路の一例を示す図 自動走行モードで、車両が走行制御される移動経路の一例を示す図 教師走行モードにおける走行態様を示す図 自動走行モードにおける走行態様を示す図 教師データ生成部に生成される教師データの一例を示す図 教師データ生成部に生成される地図データの一例を示す図 位置推定部の処理の一例について、説明する図 車両の現在位置を基準にしたフィードバック制御を行わない場合（ここでは、デッドレコニングのみにより制御を行っている場合）の車両の移動経路の一例を示す図 車両制御部のより好ましい態様について、説明する図 運転支援装置が教師走行モード時に実行する動作の一例を示すフローチャート 運転支援装置が自動走行モード時に実行する動作の一例を示すフローチャート 変形例に係る運転支援装置が自動走行モード時に実行する動作の一例を示すフローチャート

以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施形態について詳細に説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

［車両の全体構成］
以下、図１を参照して、一実施形態に係る車両の構成の一例について説明する。

図１は、車両１の全体構成の一例を示すブロック図である。

車両１は、運転支援装置１０、車両駆動装置２０、車載センサ３０、車載カメラ４０、外部記憶装置５０、及び、ＨＭＩ（Human Machine Interface）６０を備えている。

車両駆動装置２０は、車両１の走行に必要な駆動、制動、旋回運動を実現する手段であって、例えば、駆動モータ、動力伝達機構、ブレーキ装置、及びステアリング装置等とそれらを制御する電子運転支援装置とを含んで構成される。車両駆動装置２０は、例えば、駆動モータで動力を生成し、当該動力を動力伝達機構（プロペラシャフト、デファレンシャルギヤ及びドライブシャフト等）を介して車輪に伝達して、車両１を走行させる。尚、本実施形態に係る車両駆動装置２０は、自動走行モード時には、運転支援装置１０によって動作制御が行われる。

車載センサ３０は、車両１に搭載され、車両１の走行状態を検出する各種センサである。車載センサ３０は、例えば、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ、ステアリング装置の操舵角を検出する操舵角センサ、車両１の前後方向に作用する加速度を検出する加速度センサ、車両１の車輪と駆動モータとの間の動力伝達機構に作用するトルクを検出するトルクセンサ、及び、車両１の車速を検出する車速センサ、車輪速センサ等を含む。車載センサ３０は、自身の検出により得られたセンサ情報を、運転支援装置１０に出力する。

車載カメラ４０（本発明の「周囲センサ」に相当）は、車両１に搭載され、車両１の周囲環境を監視する周囲センサである。本実施形態では、車載カメラ４０は、例えば、車両１の周囲に存在する物体（典型的には、地上に固定された物体）を検出し、車両１と車両１の周囲に存在する物体との位置関係から、車両１の存在位置を推定する用途に適用される。車載カメラ４０は、例えば、車両１の前方向、後方向、左方向、及び右方向の四方向を撮影し得るように配設された４個のカメラによって構成されている。車載カメラ４０は、自身が生成したカメラ画像を、運転支援装置１０へ出力する。

尚、車両１の自己位置を推定するための周囲センサとしては、車載カメラ４０に代えて、ＬｉＤＡＲ、レーダ、又は、超音波センサ等が用いられてもよい。

外部記憶装置５０は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、又は、フラッシュメモリ等の補助記憶装置である。外部記憶装置５０には、例えば、運転支援装置１０が教師走行モードで走行した際に生成される教師データＤ１、及び地図データＤ２が格納される。

ＨＭＩ６０は、タッチパネル、コマンダー、ボタン、又は操作キー等、車両１に乗車するユーザの入力操作を受け付けるユーザインタフェイスである。ＨＭＩ６０は、例えば、教師走行モードを実行させる際の実行指令や、自動走行モードを実行させる際の実行指令等の入力操作を受け付け可能に構成されている。ＨＭＩ６０は、ユーザから受け付けた入力操作に係る情報を、運転支援装置１０へ出力する。

運転支援装置１０は、車両１の各部を統括制御する電子制御ユニットである。運転支援装置１０は、車載センサ３０からのセンサ情報を参照しつつ、車両１の走行状態が最適になるように、車両駆動装置２０を制御する。又、運転支援装置１０は、車両駆動装置２０を制御して、車両１を自動的に走行させ得るように構成されている。

運転支援装置１０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０ａ、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０ｂ、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０ｃ、入力ポート（図示せず）、及び、出力ポート（図示せず）等を含んで構成される。そして、運転支援装置１０が有する後述する各機能は、例えば、ＣＰＵ１０ａがＲＡＭ１０ｃやＲＯＭ１０ｂに記憶された制御プログラムや各種データを参照することによって実現される。

又、運転支援装置１０は、車両駆動装置２０、車載センサ３０、車載カメラ４０、外部記憶装置５０、及びＨＭＩ６０と、車載ネットワーク（例えば、ＣＡＮ通信プロトコルに準拠した通信ネットワーク）を介して、相互に接続され、必要なデータや制御信号を相互に送受信可能となっている。

［運転支援装置の構成］
次に、図２Ａ〜図９を参照して、運転支援装置１０の構成の一例について、説明する。尚、本実施形態に係る運転支援装置１０は、例えば、車両１を駐車場に自動駐車する用途に適用されている。

運転支援装置１０は、ユーザの入力操作に基づいて、教師走行モードと自動走行モードとを切り替え可能に構成されている。教師走行モードは、自動走行モードで、車両１を自動走行させる際の目標経路を登録するためのモードである。教師走行モードにおいては、車両１は、ユーザの運転操作により、走行制御される。一方、自動走行モードは、教師走行モードで登録された目標経路に従って、車両１を自動走行させるモードである（但し、教師走行モードにおける移動経路の終点側から始点側に向かって、車両１を走行させる。詳細は後述）。自動走行モードにおいては、車両１は、ユーザの運転操作を要することなく、運転支援装置１０により、自動的に走行制御される。

図２Ａ、図２Ｂは、本実施形態に係る運転支援装置１０の機能ブロックの一例を示す図である。尚、図２Ａには、車両１が教師走行モード時に機能する機能部のみを記載し、図２Ｂには、車両１が自動走行モード時に機能する機能部のみを記載している。

図３Ａは、教師走行モードで、車両１が走行した際の移動経路（実線矢印の経路）の一例を示す図であり、図３Ｂは、自動走行モードで、車両１が走行制御される移動経路（実線矢印の経路）の一例を示す図である。尚、図３Ａでは、教師走行モードで、ユーザの運転操作により、目標駐車位置（以下、「第１位置」とも称する）Ｐ１から駐車場外の所望の位置（以下、「第２位置」とも称する）Ｐ２までの出庫動作が実行され、図３Ｂでは、自動走行モードで、自動走行により、第２位置Ｐ２から第１位置Ｐ１までの入庫動作が実行された態様を示している。

図４Ａ、図４Ｂは、教師走行モードと自動走行モードとの関係を示すものであり、図４Ａが教師走行モードにおける走行態様を示す図であり、図４Ｂが自動走行モードにおける走行態様を示す図である。

＜教師走行モード実行時＞
まず、教師走行モード実行時に機能する運転支援装置１０の機能構成について、説明する。

教師走行モード実行時には、運転支援装置１０においては、車両情報取得部１１０、デッドレコニング部１２０、及び、教師データ生成部１３０が機能する（図２Ａを参照）。

車両情報取得部１１０は、車載センサ３０から車両１の走行状態を示すセンサ情報を取得する。そして、車両情報取得部１１０は、取得したセンサ情報を、デッドレコニング部１２０に送出する。

デッドレコニング部１２０は、車両１の走行状態を検出する車載センサ３０のセンサ値の時間的変化に基づいて、車両１の現在位置を推定する。デッドレコニング部１２０は、例えば、車載センサ３０が示す車速及びヨーレートの時間的変化に基づいて、基準位置（例えば、教師走行モードを開始した際の走行開始位置）からの車両１の移動量を算出し、当該移動量に基づいて、車両１の現在位置を推定する。

デッドレコニング部１２０に推定された車両１の現在位置は、車両１のおおまかな現在位置であり、デッドレコニング部１２０による位置推定は推定精度が低いため、本実施形態に係る運転支援装置１０においては、車両１の実際の現在位置は、車載カメラ４０に生成されたカメラ画像に基づいて補正されることになる。尚、デッドレコニング部１２０による位置推定の推定精度が低い理由としては、完全な運動力学モデル（例えば、タイヤ径やトレッド幅）の構築が困難である点、車載センサ３０の観測値には必ずノイズが含まれている点、及び、車載センサ３０で観測できない外部要因（例えば、タイヤのスリップ）が位置推定に大きく影響する点等が挙げられる。又、デッドレコニング部１２０による位置推定においては、これらに起因した誤差が累積することになる。

教師データ生成部１３０は、教師走行時の移動経路を記憶し、当該移動経路から、自動走行モード時に車両１を自動走行させる際の目標経路に係る教師データＤ１を生成する。教師データ生成部１３０は、例えば、ユーザからの教師走行モード開始指令を契機として、移動経路の記憶を開始し、ユーザからの教師走行モード終了指令を契機として、移動経路の記憶を終了する。教師データ生成部１３０は、典型的には、車両１が駐車目標位置（第１位置）Ｐ１に停止した状態から移動経路の記憶を開始し、車両１が駐車場外の所望の位置（第２位置）Ｐ２に停止した状態で移動経路の記憶を終了する。尚、教師データ生成部１３０に生成された教師データＤ１は、外部記憶装置５０に格納される。

図５は、教師データ生成部１３０に生成される教師データＤ１の一例を示す図である。図５に示すデータＤ１ａは、教師走行時に順次記憶される車両１が実際に走行した移動経路及び当該移動経路中の各位置における走行態様を示すデータであり、教師データＤ１は、この教師走行時のデータＤ１ａから生成される。

教師データＤ１は、例えば、自動走行モードで走行させる際の目標経路、目標経路の各目標位置における車両１の方位（即ち、向き）、目標経路の各目標位置における車両１の走行方向（即ち、前進又は後進）、及び、目標経路中の各目標位置における参考走行情報を含む。

教師データＤ１の目標経路は、教師走行時の移動経路の終点側から始点側に向かうように反転させることで生成される。つまり、教師データＤ１の目標経路の各目標位置は、教師走行時に、車両１が第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２まで走行した際に推定された車両１の各位置を、第２位置Ｐ２側から第１位置Ｐ１側に向かうように反転させることで生成される。

教師データＤ１に記憶される目標経路中の各目標位置における車両１の方位は、教師走行時の各位置における車両１の向きと同一である。又、教師データＤ１に記憶される目標経路中の各目標位置における車両１の走行方向は、教師走行モードにおける走行方向とは逆向きとなっている。

又、教師データＤ１に記憶される目標経路中の各目標位置における参考走行情報は、例えば、教師走行モードにおいて、車両１が走行した際に、移動経路中の各位置で検出された走行情報（例えば、操舵角及び車速）である。この参考走行情報は、車両制御部１６０にて、自動走行を実行させる際の移動経路の各位置における、車両駆動装置２０（例えば、ステアリング装置の操舵角）を制御する際の基準となる。但し、車両制御部１６０は、車両１を自動走行させる際には、車両１が、教師データＤ１の示す目標経路から外れないように、目標経路中の各目標位置を目標値として、車両駆動装置２０（例えば、ステアリング装置の操舵角）をフィードバック制御する（詳細は後述）。

尚、教師データ生成部１３０は、教師走行を再現し得るように、教師走行時に記憶された車両１が実際に走行した移動経路に係るデータＤ１ａについても、外部記憶装置５０に格納しておいてもよい（後述する変形例を参照）。

ここで、教師データ生成部１３０は、例えば、車載カメラ４０のカメラ画像から車両１の現在位置を推定するための地図データＤ２を作成しながら、教師データＤ１を生成する。この技術は、ＳＬＡＭ (Simultaneous Localization and Mapping)法とも称される。

図６は、教師データ生成部１３０に生成される地図データＤ２の一例を示す図である。尚、図６には、地図データＤ２に記憶された実景中の特徴点Ｑの実空間上の位置を、鳥瞰図で表している。

地図データＤ２は、実景中の複数の特徴点各々について、実空間における当該特徴点の三次元位置と、地図データＤ２作成時に撮影されたカメラ画像から得られた当該特徴点の特徴量と、を関連付けて記憶するデータである。地図データＤ２として記憶される特徴点は、例えば、実景中において目印となり得る物体（例えば、樹木、壁、又は柱等）のカメラ画像から特徴的な画像パターンが得られる部分（例えば、コーナー部）である。尚、地図データＤ２の複数の特徴点は、例えば、識別番号によって各別に識別可能に記憶されている。

地図データＤ２に記憶される特徴点の実空間における三次元位置は、三次元の直交座標系（Ｘ、Ｙ、Ｚ）で表されている。

地図データＤ２に記憶される特徴点の特徴量としては、カメラ画像上の輝度や濃度の他、ＳＩＦＴ（Scale Invariant Feature Transform）特徴量、又はＳＵＲＦ（Speeded Up Robust Features）特徴量等が用いられる。尚、地図データＤ２に記憶される特徴点の特徴量データは、同一の三次元位置の特徴点であっても、当該特徴点を撮影したときのカメラの撮影位置や撮影方向毎に別個に記憶されていてもよい。又、地図データＤ２に記憶される特徴点の特徴量データは、当該特徴点を有する物体の画像と関連付けて記憶されていてもよい。

教師データ生成部１３０は、例えば、ステレオ写真測量に基づき、実景中の特徴点の座標を特定する。具体的には、教師データ生成部１３０は、異なるタイミングで生成された複数のカメラ画像を読み出し、それらの複数のカメラ画像に共通して写る同一の特徴点を対応付ける。そして、教師データ生成部１３０は、例えば、それらの複数のカメラ画像が生成されたときの車両１の仮位置に係る情報をデッドレコニング部１２０から取得し、三角測量の原理により、実景中の特徴点の仮座標を特定する。そして、教師データ生成部１３０は、例えば、車両１の仮位置及び実景中の特徴点の仮座標を参考情報として用いて、バンドル調整を行い、全てのカメラ画像に対して実景中の各特徴点を投影したときの再投影誤差が最小化するように、車両１の正式位置、及び、実景中の特徴点の正式座標を算出する。そして、教師データ生成部１３０は、車両１の正式位置を、教師走行時の車両１の位置を示すデータＤ１ａとして記憶する。又、教師データ生成部１３０は、実景中の特徴点の正式座標を地図データＤ２として、外部記憶装置５０に記憶する。

尚、地図データＤ２は、ＳＬＡＭ法によらず、事前に、ＬＩＤＡＲ(Light Detection and Ranging)やステレオカメラを用いて測定されてもよい。但し、地図データＤ２を生成する際には、その測定方法に依拠して歪みが含まれる場合が多いため、地図データＤ２自体の歪みに起因した位置推定精度の低下を抑制する観点から、ＳＬＡＭ法を用いるのが好ましい。

＜自動走行モード実行時＞
次に、自動走行モード実行時に機能する運転支援装置１０の機能構成について、説明する。

自動走行モード実行時には、運転支援装置１０においては、車両情報取得部１１０、デッドレコニング部１２０、位置推定部１４０、目標経路読み出し部１５０、及び、車両制御部１６０が機能する（図２Ｂを参照）。

車両情報取得部１１０及びデッドレコニング部１２０は、上記と同様の構成であるため、ここでの説明は省略する。

位置推定部１４０は、地図データＤ２と、車載カメラ４０のカメラ画像と、に基づいて、車両１の現在位置を推定する。

図７は、位置推定部１４０の処理の一例について、説明する図である。図７中の点Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は車載カメラ４０のカメラ画像から抽出された３個の特徴点を表し、点Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３は地図データＤ２に記憶された特徴点Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の実空間上の三次元位置を表している。又、ＲＰ１は、車載カメラ４０の撮像面を表している。又、点Ｐ１は、車載カメラ４０のカメラ画像から抽出された３個の特徴点Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３と、地図データＤ２に記憶された点Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３と、から求められた車載カメラ４０の位置（即ち、車両１の位置）を表している。

例えば、位置推定部１４０は、まず、パターンマッチングや特徴量探索等を用いて、車載カメラ４０のカメラ画像から抽出された特徴点と、地図データＤ２に記憶されている特徴点とを照合する。そして、位置推定部１４０は、車載カメラ４０のカメラ画像から抽出された特徴点で、かつ地図データＤ２に記憶されている特徴点と照合することができた特徴点のうち数個（例えば、３個〜６個）の特徴点をランダムに選択して、これらの数個の特徴点のカメラ画像内における位置と、当該数個の特徴点の地図データＤ２に記憶されている実空間における三次元位置と、に基づいて、実空間における車両１の位置を推定する。この際、位置推定部１４０は、例えば、Lambda Twist等の公知の手法（例えば、非特許文献１を参照）を用いて、ＰｎＰ問題を解くことによって、車両１の位置を算出する。

尚、位置推定部１４０は、車載カメラ４０のカメラ画像から抽出された特徴点と、地図データＤ２に記憶されている特徴点とを照合する際、例えば、デッドレコニング部１２０により推定された車両１の現在位置を基準として、地図データＤ２に記憶された特徴点のうち、車載カメラ４０のカメラ画像から抽出される特徴点と照合する対象の特徴点を絞り込んでもよい。

位置推定部１４０が推定した車両１の現在位置に係る情報は、車両制御部１６０に送出される。尚、位置推定部１４０が推定する車両１の現在位置に係る情報は、実空間における車両１の二次元位置に係る情報（Ｘ座標、Ｙ座標）、及び、車両１の向きに係る情報を含む。

目標経路読み出し部１５０は、車両１を移動させる教師データＤ１を、外部記憶装置５０から読み出し、車両制御部１６０に送出する。尚、運転支援装置１０を、自動走行モードとして、順方向自動走行モードと逆方向自動走行モードとを実行可能に構成する場合、目標経路読み出し部１５０は、ＨＭＩ６０からのユーザの指令信号に基づいて、外部記憶装置５０から読み出す対象を、順方向自動走行モードに係る目標経路か、又は、逆方向自動走行モードに係る目標経路かを選択して、車両制御部１６０に送出する（後述する変形例を参照）。

車両制御部１６０は、ユーザからの自動走行モードの実行指令を受け付けた場合、車両１の現在位置を認識しながら、車両１を、目標経路読み出し部１５０から受信した教師データＤ１が示す目標経路に沿って移動させる。即ち、車両制御部１６０は、ユーザから自動走行モードの実行指令を受け付けた場合、第２位置Ｐ２から第１位置Ｐ１まで教師データＤ１が示す目標経路に沿って、教師走行モードにおける走行方向とは逆向きに自動的に走行させる。そして、車両制御部１６０は、教師走行時の始点に相当する第１位置Ｐ１に、車両１を停止させる。

ここで、車両制御部１６０は、位置推定部１４０により推定される車両１の現在位置と、教師データＤ１が示す目標経路中の各目標位置と、に基づいて、車両１をフィードバック制御する。かかる制御を行う理由としては、自動走行モードを開始した際の車両１の初期位置が、教師データＤ１が示す目標経路の初期位置（ここでは、第２位置Ｐ２）と正確に一致しない場合があるためである。又、デッドレコニングのみによる移動経路の再現方法では、特に低速域や切り返しのある移動経路では誤差が大きくなりやすい。加えて、車両１の走行速度を教師走行時と自動走行時とで異ならせる場合には、教師走行時と自動走行時とで、車両１を同一の移動経路に沿って走行させるための車両１の操舵角自体も変化する。

図８は、車両１の現在位置を基準にしたフィードバック制御を行わない場合（ここでは、デッドレコニングのみにより制御を行っている場合）の車両１の移動経路の一例を示す図である。図８では、自動走行モードを開始した際の車両１の実際の初期位置（ここでは、車両１の向き）Ｐ２’が、教師データＤ１が示す目標経路の初期位置Ｐ２からずれている場合の車両１の移動経路を示している。このような場合、図８の経路Ｌ’に示すように、車両１は、教師データＤ１が示す目標経路から大きく外れて移動する。尚、仮に、車両１の向きの誤差が１度のみであっても、５０ｍ走行すると、ゴール位置Ｐ１’では、目標経路のゴール位置Ｐ１から０．８７ｍの位置ずれが発生してしまうことになる。

この点、本実施形態に係る車両制御部１６０の制御手法のように、位置推定部１４０により推定される車両１の現在位置と、教師データＤ１が示す目標経路中の各目標位置と、に基づいて、車両１をフィードバック制御することで、目標経路に沿って、車両１を正確に走行させることが可能となる。尚、このとき、車両制御部１６０は、典型的には、車両１のステアリング装置の操舵角をフィードバック制御することで、かかる位置ずれを抑制する。

又、車両制御部１６０は、車両１を自動走行させる際には、必ずしも教師データＤ１が示す目標経路の始点の位置から自動走行を開始させる必要はなく、教師データＤ１が示す目標経路の始点と終点の間の位置から自動走行させてもよい。

図９は、車両制御部１６０のより好ましい態様について、説明する図である。車両制御部１６０は、好ましくは、図９に示すように、自動走行モード開始時の車両１の初期位置Ｐ２ａに基づいて、教師データＤ１が示す目標経路Ｌの始点から終点までの間の各目標位置のうち進入開始目標位置Ｐｔを決定し、車両１を、初期位置Ｐ２ａから進入開始目標位置Ｐｔに向かって移動させた後、進入開始目標位置Ｐｔから目標経路Ｌに沿って走行させる。このとき、車両制御部１６０は、例えば、所定の評価関数を用いて、自動走行モード開始時の車両１の初期位置Ｐ２ａ及び向きから、教師データＤ１が示す目標経路Ｌの始点から終点までの間の各目標位置のうち、最も進入しやすい目標位置を決定すればよい。これによって、自動走行モード開始時の車両１の初期位置Ｐ２ａが目標経路Ｌの始点の位置Ｐ２からずれている場合でも、車両１を、より円滑に目標経路まで到達させることができる。

又、更なる他の態様として、車両制御部１６０は、自動走行モード開始時の車両１の初期位置Ｐ２ａが目標経路Ｌの始点の位置Ｐ２からずれている場合には、車両１を、教師データＤ１が示す目標経路Ｌ中のいずれかの目標位置に近づけるための追加目標経路を算出し、車両１を、当該追加目標経路に沿って走行させた後、目標経路Ｌに沿って走行させてもよい。尚、追加目標経路は、例えば、車両１の初期位置Ｐ２ａ、目標経路Ｌ中の各目標位置、車両１の車体情報（車両１のサイズ、及び、旋回時の最小回転半径等）、及び、車両１の周囲の障害物情報（即ち、車載カメラ４０のカメラ画像から得られる周囲情報）等に基づいて、算出され得る。

又、好ましくは、車両制御部１６０は、自動走行モードで車両１を自動的に走行させる際には、教師走行において車両１が走行したときの車速よりも低速で、車両１を走行させる。これによって、車両１を自動走行させる際の安全性を向上することが可能である。典型的には、教師走行時には、ユーザは、比較的速い車速で車両１を前進走行させるため、仮に、自動走行時に、教師走行時と同一の車速で車両１を走行させると、比較的速い車速で後進走行することになる。比較的速い車速で後進走行する車両１は、車両１の周囲の歩行者に危惧感を生じさせたり、車両１の周囲の歩行者との衝突を誘起するおそれがある。

又、好ましくは、車両制御部１６０は、自動走行モードで車両１を自動的に走行させているときに、ユーザからの停止指令があった場合、車両１を自動的に走行させる制御を終了する。これによって、より早期に手動運転に切り替えたい、というユーザの要望にも対応することが可能となる。尚、ユーザからの停止指令としては、例えば、ユーザにより行われた車両１に対するアクセル操作、ブレーキ操作、又はステアリング操作等であってもよい。例えば、ユーザによりアクセル操作が行われた場合には、車両１を停止させることなく、そのまま、自動走行モードを解除して、手動走行に移行してもよい。

［運転支援装置の動作フロー］
図１０は、運転支援装置１０が教師走行モード時に実行する動作の一例を示すフローチャートである。図１０に示すフローチャートは、例えば、運転支援装置１０がコンピュータプログラムに従って、所定間隔（例えば、１００ｍｓ間隔）で繰り返し実行する処理である。

ステップＳ１において、運転支援装置１０は、ユーザから教師走行モードの開始指令があったか否かを判定する。このとき、運転支援装置１０は、教師走行モードの開始指令がない場合（Ｓ１：ＮＯ）、特に処理を行うことなく、図１０の動作フローを終了し、教師走行モードの開始指令があった場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、ステップＳ２に処理を進める。

ステップＳ２において、運転支援装置１０は、車載カメラ４０からカメラ画像を取得して、当該カメラ画像に基づいて、地図データＤ２を作成すると共に、車両１の位置を推定する。そして、運転支援装置１０は、地図データＤ２と、車両１の位置とを、ＲＡＭ１０ｃに記憶する。このとき、車両１の位置は、時系列順に記憶され、この時系列順の位置データが、教師走行時の移動経路を示すデータとなる。

尚、このステップＳ２においては、運転支援装置１０は、デッドレコニングにより、車両１の仮位置を把握し、この仮位置を参考情報として用いて、地図データＤ２の作成処理及び車両１の位置の推定処理を行う。

ステップＳ３において、運転支援装置１０は、ユーザから教師走行モードの終了指令があったか否かを判定する。このとき、運転支援装置１０は、教師走行モードの終了指令がない場合（Ｓ３：ＮＯ）、ステップＳ２に戻って、再度、地図データＤ２の作成処理及び車両１の位置の推定処理を実行し、教師走行モードの終了指令があった場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、ステップＳ４に処理を進める。

ステップＳ４において、運転支援装置１０は、教師走行時の移動経路の始点側と終点側を反転させて、自動走行モード時に参照する目標経路を生成し、教師走行を逆再生するための教師データＤ１を生成する。そして、運転支援装置１０は、地図データＤ２及び教師データＤ１を、外部記憶装置５０に格納する。

図１１は、運転支援装置１０が自動走行モード時に実行する動作の一例を示すフローチャートである。図１１に示すフローチャートは、例えば、運転支援装置１０がコンピュータプログラムに従って、所定間隔（例えば、１００ｍｓ間隔）で繰り返し実行する処理である。

ステップＳ１１において、運転支援装置１０は、ユーザから自動走行モードの開始指令があったか否かを判定する。このとき、運転支援装置１０は、自動走行モードの開始指令がない場合（Ｓ１１：ＮＯ）、特に処理を行うことなく、図１１の動作フローを終了し、自動走行モードの開始指令があった場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、ステップＳ１２に処理を進める。

ステップＳ１２において、運転支援装置１０は、外部記憶装置５０から教師データＤ１を読み出す。

ステップＳ１３において、運転支援装置１０は、車載カメラ４０からカメラ画像を取得して、当該カメラ画像と、外部記憶装置５０に記憶された地図データＤ２とに基づいて、車両１の位置を推定する。尚、このステップＳ１３においては、運転支援装置１０は、デッドレコニングにより、車両１の仮位置を把握し、この仮位置を参考情報として用いて、車両１の位置の推定処理を行う。

ステップＳ１４において、運転支援装置１０は、教師データＤ１が示す目標経路に沿って、車両１が走行するように、目標経路中の各目標位置と車両１の現在位置との偏差を基準として、車両１のステアリング装置の操舵角をフィードバック制御する。

ステップＳ１５において、運転支援装置１０は、車両１が、教師データＤ１が示す目標経路のゴール位置に到達したか否かを判定する。このとき、運転支援装置１０は、車両１がゴール位置に到達していない場合（Ｓ１５：ＮＯ）、ステップＳ１３に戻って、再度同様の処理を実行し、車両１がゴール位置に到達した場合（Ｓ１５：ＹＥＳ）、車両１を停止させて、図１１の動作フローを終了する。

［効果］
以上のように、本実施形態に係る運転支援装置１０によれば、車両１を、教師走行を逆再生するように自動走行させ、適切な位置に駐車することが可能である。これによって、ユーザは、比較的運転操作が容易な前進走行にて、教師走行を実行することが可能となる。これにより、教師データＤ１として記憶される目標経路中に、不要な切り返しが挿入されたり、教師データＤ１として記憶される最終的な目標駐車位置が、不適切な位置となってしまうことを抑制することができる。

特に、本実施形態に係る運転支援装置１０は、自動走行モード時、周囲センサ（本実施形態では、車載カメラ４０）にて車両１の現在位置を推定しながら、車両１の現在位置と教師データＤ１として記憶される目標経路の各目標位置とに基づいて、車両１をフィードバック制御する。これによって、車両１の初期位置が、目標経路の始点の位置（即ち、教師走行時の終点の位置）と完全に一致しない場合でも、車両１を、円滑に目標経路に沿って走行させることが可能である。

（変形例）
運転支援装置１０は、自動駐車モードにおいて、教師走行モードで車両１が走行した際の移動経路に沿って、車両１を自動走行させることができるようになっていてもよい。尚、ここでは、教師走行モードで車両１が走行した際の移動経路に沿って、車両１を自動走行させる自動運転モードを、「順方向自動走行モード」と称し、教師走行モードで車両１が走行した際の移動経路を終点側から始点側に向かうように反転させた移動経路に沿って、車両１を自動走行させる自動運転モード（上記実施形態にて説明した自動運転モード）を、「逆方向自動走行モード」と称する。

尚、運転支援装置１０は、順方向自動走行モードにおいては、典型的には、車両１を、教師走行モードで走行させた際の走行方向と同一の走行方向にて、走行させる。そして、運転支援装置１０は、順方向自動走行モードにおいては、車両１を教師走行モードで走行させた際の移動経路に沿って走行させ、当該移動経路の終点に相当する位置で、停止させる。

逆方向自動走行モードが自動駐車モードとすると、順方向自動走行モードは、自動出庫モードに相当する。つまり、これによって、一回の教師走行によって、駐車と出庫のいずれの自動運転も実行することが可能となる。

運転支援装置１０は、順方向自動走行モードを可能とするため、教師走行モード終了後、教師走行モードで走行した際に生成される移動経路に係るデータＤ１ａ（図５を参照）についても、順方向自動走行用の教師データとして、外部記憶装置５０に格納する。そして、運転支援装置１０は、自動走行モード実行時、例えば、ユーザの選択操作に応じて、順方向自動走行モード又は逆方向自動走行モードのいずれを実行するかを決定する。尚、運転支援装置１０は、自動走行モード実行時、車両１の現在位置に応じて、順方向自動走行モード又は逆方向自動走行モードのいずれを実行するかを決定してもよい。

図１２は、本変形例に係る運転支援装置１０が自動走行モード時に実行する動作の一例を示すフローチャートである。ステップＳ１１、Ｓ１３〜Ｓ１５の処理は、図１１のフローチャートで説明した処理と同様であり、このフローチャートは、ステップＳ１２の処理が、ステップＳ１２ａ〜Ｓ１２ｄに変更されている点で、図１１のフローチャートと相違する。

ステップＳ１２ａは、ユーザから自動走行モードの実行指令があった場合に行われる処理であり、この処理では、運転支援装置１０は、ユーザがモード選択操作を行うのを待ち受け（Ｓ１２ａ：ＮＯ）、モード選択操作が行われた場合（Ｓ１２ａ：ＹＥＳ）、ステップＳ１２ｂに処理を進める。

ステップＳ１２ｂにおいては、運転支援装置１０は、ユーザが順方向自動走行モードを選択したか否かを判定する。そして、運転支援装置１０は、ユーザが順方向自動走行モードを選択した場合（Ｓ１２ｂ：ＹＥＳ）、外部記憶装置５０から順方向自動走行用の教師データＤ１ａを読み出し（ステップＳ１２ｃ）、ユーザが順方向自動走行モードを選択しなかった場合（Ｓ１２ｂ：ＮＯ）、外部記憶装置５０から逆方向自動走行用の教師データＤ１を読み出す（ステップＳ１２ｄ）。

かかる処理を行った後、運転支援装置１０は、図１１のフローチャートで説明した処理と同様に、車両１が読み出された教師データＤ１又はＤ１ａの示す経路に沿って走行するように、車両１を制御する。

以上のように、本実施形態に係る運転支援装置１０によれば、一回の教師走行によって、駐車と出庫のいずれの自動運転も実行することが可能となる。

（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態に限らず、種々に変形態様が考えられる。

例えば、上記実施形態では、運転支援装置１０を、車両１を駐車場に自動駐車する用途に適用される態様を示したが、本発明の運転支援装置１０は、車両１を駐車場から自動出庫する用途に適用されてもよい。

又、上記実施形態では、運転支援装置１０の各機能を、ＣＰＵ１０ａによる処理によって実現する態様を示したが、運転支援装置１０の各機能の一部又は全部は、ＣＰＵ１０ａによる処理に代えて、又は、これと共に、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）や、専用のハードウェア回路（例えば、ＡＳＩＣ又はＦＰＧＡ）による処理によって実現されてもよい。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

本開示に係る運転支援装置によれば、より好適な駐車支援又は出庫支援が可能である。

１ 車両
１０ 運転支援装置
２０ 車両駆動装置
３０ 車載センサ
４０ 車載カメラ
５０ 外部記憶装置
６０ ＨＭＩ
１１０ 車両情報取得部
１２０ デッドレコニング部
１３０ 教師データ生成部
１４０ 位置推定部
１５０ 目標経路読み出し部
１６０ 車両制御部
Ｄ１ 教師データ
Ｄ２ 地図データ
Ｐ１ 第１位置
Ｐ２ 第２位置

Claims (16)

1. 車両の運転を支援する運転支援装置であって、
   教師走行モードにおいて、ユーザの運転操作により前記車両が走行した際の移動経路を記憶し、前記移動経路を終点側から始点側に向かうように反転させた目標経路に係る教師データを生成する教師データ生成部と、
   前記車両の周囲環境を監視する周囲センサのセンサ情報に基づいて、前記車両の現在位置を推定する位置推定部と、
   第１の自動走行モードの実行指令を受け付けた場合、前記車両が前記目標経路に沿って走行するように、前記車両を、前記位置推定部に推定される前記車両の現在位置と、前記目標経路の各目標位置とに基づいて、フィードバック制御する車両制御部と、
   を備える運転支援装置。
2. 前記周囲センサは、前記車両の周囲を撮影するカメラである、
   請求項１に記載の運転支援装置。
3. 前記教師データ生成部は、前記カメラのカメラ画像から前記車両の現在位置を推定するための地図データを作成しながら、前記教師データを生成する、
   請求項２に記載の運転支援装置。
4. 前記車両の走行状態を検出する車載センサのセンサ値の時間的変化に基づいて、前記車両の現在位置を推定するデッドレコニング部を更に備え、
   前記位置推定部は、前記デッドレコニング部に推定される前記車両の現在位置を補正するように動作する、
   請求項２又は３に記載の運転支援装置。
5. 前記車両制御部は、前記第１の自動走行モードの実行指令を受け付けた場合、前記車両を前記目標経路に沿って走行させ、前記移動経路の始点に相当する位置で、前記車両を停止させる、
   請求項１乃至４のいずれか一項に記載の運転支援装置。
6. 前記車両制御部は、前記第１の自動走行モードの実行指令を受け付けた場合、前記車両を、前記目標経路に沿って、前記教師走行モードにおける走行方向とは逆向きに走行させる、
   請求項１乃至５のいずれか一項に記載の運転支援装置。
7. 前記車両制御部は、前記第１の自動走行モードにおいて、前記車両を自動的に走行させているときに、前記ユーザからの自動走行停止指令があった場合、前記車両を自動的に走行させる制御を終了する、
   請求項１乃至６のいずれか一項に記載の運転支援装置。
8. 前記車両制御部は、前記第１の自動走行モードにおいては、前記教師走行モードにおいて前記車両が走行したときの車速よりも低速で、前記車両を走行させる、
   請求項１乃至７のいずれか一項に記載の運転支援装置。
9. 前記車両制御部は、前記第１の自動走行モード開始時の前記車両の初期位置に基づいて、前記目標経路の始点から終点までの間の各目標位置のうち進入開始目標位置を決定し、前記車両を、前記進入開始目標位置に向かって移動させた後、前記目標経路の前記進入開始目標位置から前記目標経路に沿って走行させる、
   請求項１乃至８のいずれか一項に記載の運転支援装置。
10. 前記車両制御部は、第２の自動走行モードの実行指令を受け付けた場合、前記車両が前記移動経路に沿って走行するように、前記車両を、前記位置推定部に推定される前記車両の現在位置と、前記移動経路の各位置とに基づいて、フィードバック制御する、
    請求項１乃至９のいずれか一項に記載の運転支援装置。
11. 前記車両制御部は、前記第２の自動走行モードの実行指令を受け付けた場合、前記車両を前記移動経路に沿って走行させ、前記移動経路の終点に相当する位置で、前記車両を停止させる、
    請求項１０に記載の運転支援装置。
12. 前記車両制御部は、前記第２の自動走行モードの実行指令を受け付けた場合、前記車両を、前記移動経路に沿って、前記教師走行モードにおける走行方向と同じ向きに走行させる、
    請求項１０又は１１に記載の運転支援装置。
13. 前記車両制御部は、前記第２の自動走行モードにおいて、前記車両を自動的に走行させているときに、前記ユーザからの自動走行停止指令があった場合、前記車両を自動的に走行させる制御を終了する、
    請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載の運転支援装置。
14. 前記車両を、駐車場に駐車する用途又は駐車場から出庫する用途に適用される、
    請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の運転支援装置。
15. 請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の運転支援装置を備える車両。
16. 車両の運転を支援する運転支援方法であって、
    教師走行モードにおいて、ユーザの運転操作により前記車両が走行した際の移動経路を記憶し、前記移動経路を終点側から始点側に向かうように反転させた目標経路に係る教師データを生成する第１の処理と、
    前記車両の周囲環境を監視する周囲センサのセンサ情報に基づいて、前記車両の現在位置を推定する第２の処理と、
    自動走行モードの実行指令を受け付けた場合、前記車両が前記目標経路に沿って走行するように、前記車両を、前記第２の処理にて推定される前記車両の現在位置と、前記目標経路の各目標位置とに基づいて、フィードバック制御する第３の処理と、
    を備える運転支援方法。

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