JP2022133181A - 駐車支援装置および駐車支援方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】教師走行に基づく走行経路を車両が自動走行する場合に、当該車両の挙動を、自動運転による走行に適した状態にすることができる駐車支援装置および駐車支援方法を提供する。【解決手段】本開示に係る駐車支援装置は、運転者による教師走行に基づいて、車両の自動走行を行う。駐車支援装置は、学習部と、変更部とを備える。学習部は、運転者による教師走行に基づいて、駐車位置に車両を駐車させる走行経路および教師走行時の車両の速度、操舵角、および制動動作を学習する。変更部は、車両の自動走行に関する規定、車両の周囲の環境に関する環境情報、または車両の周囲の道路状況に関する地理情報のいずれかに基づいて、車両の自動走行における速度、操舵角、または制動動作を、教師走行における速度、操舵角、または制動動作から変更する。【選択図】図5

Description

本開示は、駐車支援装置および駐車支援方法に関する。
従来、車両の駐車の際に自動運転により車両を移動させる駐車支援の技術が知られている。このような駐車支援の1つに、運転者による教師走行に基づいて走行経路を学習し、当該学習結果を利用して、駐車支援を行う技術がある。当該技術は例えば運転者の自宅または勤務先等の駐車場など、決まった駐車位置への駐車を繰り返し行なう場合に利用される。
特許第6022447号公報
しかしながら、教師走行は運転者による手動運転であるため、教師走行時の車速および転舵動作が必ずしも自動運転に適しているとは限らない。
本開示は、教師走行に基づく走行経路を車両が自動走行する場合に、当該車両の挙動を、自動運転による走行に適した状態にすることができる駐車支援装置および駐車支援方法を提供する。
本開示に係る駐車支援装置は、運転者による教師走行に基づいて、車両の自動走行を行う。駐車支援装置は、学習部と、変更部とを備える。学習部は、運転者による教師走行に基づいて、駐車位置に車両を駐車させる走行経路および教師走行時の車両の速度、操舵角、および制動動作を学習する。変更部は、車両の自動走行に関する規定、車両の周囲の環境に関する環境情報、または車両の周囲の道路状況に関する地理情報のいずれかに基づいて、車両の自動走行における速度、操舵角、または制動動作を、教師走行における速度、操舵角、または制動動作から変更する。
本開示に係る駐車支援装置および駐車支援方法によれば、教師走行に基づく走行経路を車両が自動走行する場合に、当該車両の挙動を、自動運転による走行に適した状態にすることができる。
図1は、第1の実施形態に係る駐車支援装置を備える車両の一例を示す図である。 図2は、第1の実施形態に係る車両の運転席近傍の構成の一例を示す図である。 図3は、第1の実施形態に係る駐車支援装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 図4は、第1の実施形態に係る駐車支援の一例について説明する図である。 図5は、第1の実施形態に係る駐車支援装置が備える機能一例を示すブロック図である。 図6は、第1の実施形態に係る報知の一例を示す図である。 図7は、第1の実施形態に係る駐車支援装置で実行される駐車支援処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図8は、第1の実施形態に係る駐車支援装置で実行される走行経路修正および自動運転処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図9は、第2の実施形態に係る走行経路情報の変更処理の流れの一例を示すフローチャートである。
以下、図面を参照しながら、本開示に係る駐車支援装置および駐車支援方法の実施形態について説明する。
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る駐車支援装置100を備える車両1の一例を示す図である。図1に示すように、車両1は、車体12と、車体12に所定方向に沿って配置された2対の車輪13とを備える。2対の車輪13は、1対のフロントタイヤ13f及び1対のリアタイヤ13rを備える。
図1に示すフロントタイヤ13fは、本実施形態における第1の車輪の一例である。また、リアタイヤ13rは、本実施形態における第2の車輪の一例である。なお、図1に示す車両1は、4つの車輪13を備えるが、車輪13の数はこれに限定されるものではない。例えば、車両1は2輪車であっても良い。
車体12は、車輪13に結合され、車輪13によって移動可能である。この場合、2対の車輪13が配置される所定方向が車両1の走行方向(移動方向)となる。車両1は、不図示のギアの切り替え等により前進または後退することができる。また、車両1は、操舵により右左折することもできる。
また、車体12は、フロントタイヤ13f側の端部である前端部Fと、リアタイヤ13r側の端部である後端部Rを有する。車体12は上面視で略矩形をしており、略矩形状の4つの角部を端部と呼ぶ場合もある。また、図1では図示を省略するが、車両1は、表示装置、スピーカ、および操作部を備える。
車体12の前後端部F,Rであって、車体12の下端付近には1対のバンパー14が設けられている。1対のバンパー14のうち、フロントバンパー14fは車体12の下端部付近の前面全体と側面の一部を覆う。1対のバンパー14のうち、リアバンパー14rは車体12の下端部付近の後面全体と側面の一部を覆う。
車体12の所定の端部には、超音波等の音波の送受波を行う送受波部15f,15rが配置される。例えば、フロントバンパー14fには1つ以上の送受波部15fが配置され、リアバンパー14rには1つ以上の送受波部15rが配置される。以下、送受波部15f,15rを特に限定しない場合には、単に送受波部15という。また、送受波部15の数および位置は、図1に示す例に限定されるものではない。例えば、車両1は、左右の側方に送受波部15を備えても良い。
本実施形態においては、超音波を使用したソナーを送受波部15の一例として説明するが、送受波部15は、電磁波を送受波するレーダーであっても良い。あるいは、車両1は、ソナーとレーダーの両方を備えても良い。また、送受波部15を単にセンサと称しても良い。
より詳細には、送受波部15は、超音波等の音波、または電磁波を送波する送波部と、送波部から送波された音波または電磁波が物体に反射された反射音波を受波する受波部とを備える。送受波部15は、音波または電磁波の送受結果に基づいて、車両1の周囲の障害物を検出する。また、送受波部15は、音波または電磁波の送受結果に基づいて、車両1の周囲の障害物と車両1との距離を計測する。
また、車両1は、車両1の前方を撮像する第1の撮像装置16a、車両1の後方を撮像する第2の撮像装置16b、車両1の左側方を撮像する第3の撮像装置16c、および車両1の右側方を撮像する第4の撮像装置を備える。第4の撮像装置は図示を省略する。
以下、第1の撮像装置16a、第2の撮像装置16b、第3の撮像装置16c、および第4の撮像装置を特に区別しない場合には単に撮像装置16という。撮像装置の位置及び数は図1に示す例に限定されるものではない。例えば、車両1は、また、第1の撮像装置16aおよび第2の撮像装置16bの2台のみを備えても良い。あるいは、車両1は、上述の例の他に、さらに他の撮像装置を有しても良い。
撮像装置16は、車両1の周囲の映像を撮像可能であり、例えば、カラー画像を撮像するカメラである。なお、撮像装置16が撮像する撮像画像は、動画でも良いし、静止画でも良い。また、撮像装置16は、車両1に内蔵されたカメラであっても良いし、車両1に後付けされたドライブレコーダのカメラ等であっても良い。
また、車両1には、駐車支援装置100が搭載される。駐車支援装置100は、運転者による教師走行に基づいて、車両1の自動走行を行う。駐車支援装置100は、車両1に搭載可能な情報処理装置であり、例えば、車両1の内部に設けられたECU(Electronic Control Unit)、もしくはOBU(On Board Unit)である。あるいは、駐車支援装置100は、車両1のダッシュボード付近に設置された外付けの装置であっても良い。なお、駐車支援装置100はカーナビゲーション装置等を兼ねても良い。
次に、本実施形態の車両1の運転席近傍の構成について説明する。図2は、第1の実施形態に係る車両1の運転席130a近傍の構成の一例を示す図である。
図2に示すように、車両1は運転席130a、および助手席130bを備える。また、運転席130aの前方にはフロントガラス180、ダッシュボード190、ステアリングホイール140、表示装置120、および操作ボタン141が設けられる。
表示装置120は、車両1のダッシュボード190に設けられたディスプレイである。表示装置120は、一例として、図2に示すようにダッシュボード190の中央に位置する。表示装置120は例えば液晶ディスプレイまたは有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイである。また、表示装置120は、タッチパネルを兼ねても良い。
またフロントガラス180は、不図示の投影装置によって画像が投影されることにより、画像を表示可能なヘッドアップディスプレイとなる。表示装置120、およびヘッドアップディスプレイは、本実施形態における表示部の一例である。
また、ステアリングホイール140は、運転席130aの正面に設けられ、運転者によって操作可能である。ステアリングホイール140の回転角度、つまり操舵角は、操舵輪であるフロントタイヤ13fの向きの変化と電気的または機械的に連動する。なお、操舵輪はリアタイヤ13rでも良いし、フロントタイヤ13fとリアタイヤ13rの両方が操舵輪であっても良い。
操作ボタン141は、ユーザによる操作を受け付け可能なボタンである。なお、本実施形態においてユーザは、例えば車両1の運転者である。操作ボタン141は、運転手からの押下を受け付けることにより、運転手から例えば駐車支援の開始の操作を受け付ける。なお、操作ボタン141の位置は図2に示す例に限定されるものでなく、例えばステアリングホイール140に設けられても良い。操作ボタン141は、本実施形態における操作部の一例である。また、表示装置120がタッチパネルを兼ねる場合は、表示装置120が操作部の一例であっても良い。また、不図示のリモートコントローラまたは電子キー等の、車両1の外部から車両1に対して信号を送信可能な操作端末を、操作部の一例としても良い。
次に、駐車支援装置100のハードウェア構成について説明する。図3は、第1の実施形態に係る駐車支援装置100のハードウェア構成の一例を示す図である。図3に示すように、駐車支援装置100は、CPU(Central Processing Unit)11A、ROM(Read Only Memory)11B、RAM(Random Access Memory)11C、I/F(インタフェース)11D、HDD(Hard Disk Drive)11E等がバス11Fにより相互に接続されており、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成となっている。
CPU11Aは、ECU全体を制御する演算装置である。なお、CPU11Aは、本実施形態の駐車支援装置100におけるプロセッサの一例であり、他のプロセッサまたは処理回路がCPU11Aの代わりに設けられても良い。ROM11Bは、CPU11Aによる各種処理を実現するプログラム等を記憶する。RAM11Cは、例えば駐車支援装置100の主記憶装置であり、CPU11Aによる各種処理に必要なデータを記憶する。I/F11Dは、データを送受信するためのインタフェースである。また、I/F11Dは、車両1内のCAN(Controller Area Network)等を介して車両1に搭載された他のECUとの間で情報の送受信をしても良い。
次に、本実施形態の車両1が備える機能について説明する。本実施形態の車両1は、運転者による教師走行に基づいて走行経路を学習し、当該学習結果を利用して、駐車支援を行う。このような駐車支援は例えば運転者の自宅の車庫、集合住宅の契約駐車位置、または勤務先等の駐車場内の規定の駐車位置等、決まった駐車位置への駐車を繰り返し行なう場合に、運転者の駐車の手間を低減するために有効である。このため、このような駐車支援は、ホームゾーンパーキングと呼ばれる。
図4は、第1の実施形態に係る駐車支援の一例について説明する図である。図4に示す走行経路80は、走行開始位置900から駐車位置910まで車両1が移動する経路である。
駐車位置910は、例えば、車両1の運転者の自宅7の車庫920内に位置するが、これに限定されるものではない。図4に示す例では、走行開始位置900は車道40上にある。車道40は、公道であるものとする。また、車庫920の出入り口は、歩道41に面している。また、車道40と歩道41の境目には、段差45がある。車両1が車道40から車庫920へ移動する際には、段差45および歩道41を通過する。
本実施形態の駐車支援装置100は、走行経路80の学習、および学習した走行経路80に基づいて車両1を駐車位置910に駐車させるホームゾーンパーキングを実行する。駐車位置910は、ホームゾーンパーキングによる走行経路のゴールであり、目標位置ともいう。なお、図4に示す走行経路80は一例であり、本実施形態のホームゾーンパーキングが適用可能な環境はこれに限定されるものではない。
次に、本実施形態の駐車支援装置100の機能の詳細について説明する。図5は、第1の実施形態に係る駐車支援装置100が備える機能一例を示すブロック図である。
図5に示すように、本実施形態の駐車支援装置100は、取得部101、抽出部102、学習部103、推定部104、判定部105、変更部106、出力制御部107、車両制御部108、受付部109、および記憶部110を備える。
記憶部110は、例えばROM11B、RAM11C、またはHDD11Eによって構成される。なお、図5では1つの記憶部110が駐車支援装置100に含まれるように記載したが、複数の記憶媒体が記憶部110として機能しても良い。
記憶部110は、駐車支援装置100で実行される各種の処理で使用されるプログラムおよびデータを記憶する。例えば、本実施形態の駐車支援装置100で実行されるプログラムは、上述した各部(取得部101、抽出部102、学習部103、推定部104、判定部105、変更部106、出力制御部107、車両制御部108、および受付部109)を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはCPU11Aが記憶部110からプログラムを読み出して実行することにより上記各部がRAM11C上にロードされ、取得部101、抽出部102、学習部103、推定部104、判定部105、変更部106、出力制御部107、車両制御部108、および受付部109がRAM11C上に生成されるようになっている。
本実施形態の駐車支援装置100で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでCD-ROM、フレキシブルディスク(FD)、CD-R、DVD(Digital Versatile Disk)等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。
また、本実施形態の駐車支援装置100で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施形態の駐車支援装置100で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。また、本実施形態の駐車支援装置100で実行されるプログラムを、ROM11B等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。
また、記憶部110は、車両1の自動走行に関する規定、および地図情報を記憶する。
車両1の自動走行に関する規定は、車両1が自動走行する場合に適用される車両1の速度、操舵角、または一時停止の要否に関する規定である。車両1の自動走行に関する規定は、例えば法令または規格により定められる。より詳細には、車両1の自動走行に関する規定は、ISO20900(2019 Intelligent transport systems--Partially automated parking systems:PAPS)等の国際基準、または各国の法令等により定められる。一例として、PAPSでは、部分的自動駐車時の車速は概ね時速10km/h以下と定められている。
また、車両1の自動走行に関する規定は、自動運転特有の規定に限らず、車両1の走行全般に関する規定であってもよい。例えば、車両1の走行全般に関する規定は、道路交通法によって定められた一時停止の位置を含む。
また、車両1の自動走行に関する規定は、法令または規約だけではなく、車両1の自動走行時における搭乗者の乗り心地または車両1の周囲の者に与える影響に基づいて定められた規定であっても良い。例えば、法令または規格により定められる車速以下であっても、車両1の搭乗者の乗り心地の面では車速が速すぎる場合がある。車両1の周囲の者に与える影響とは、例えば、車両1が自動運転で走行している場合に、周囲の者を驚かせる、または周囲の者に危険であるような印象を与えることである。
本実施形態では、記憶部110は、車両1の搭乗者の乗り心地および車両1の周囲の者の安心感を向上させるために、法令または規格により定められる速度よりも遅い速度を、自動走行時の車速の閾値として記憶する。なお、当該閾値は、駐車支援装置100の出荷時に予め登録されていても良いし、ユーザが設定可能であっても良い。
また、速度が閾値以下であっても、操舵角の大きさまたは変更頻度によっては乗り心地が低下する場合がある。例えば、自動運転によって速度を落とした状態で大きなステアリング操作が行われると、車体12の揺れが大きくなり、乗り心地が悪化することがある。このため、本実施形態では、記憶部110は、速度と操舵角の組み合わせの条件を、車両1の自動走行に関する規定の1つとして記憶する。
また、法令等は改正される場合があるため、記憶部110に記憶された車両1の自動走行に関する規定は、定期的に更新されるものとする。
地図情報は、車両1の周囲の道路の情報を含むデジタルマップである。なお、地図情報は駐車支援装置100内に記憶されていなくとも、使用時にインターネット上から取得されても良い。地図情報は、本実施形態における車両1の周囲の道路状況に関する地理情報の一例である。
取得部101は、車両1に搭載された撮像装置16、送受波部15、各種センサ、または他のECUから、車両情報、および環境情報を取得する。
車両情報は、車両1の挙動に関する情報である。車両情報は、例えば、車両1の速度、操舵角、および制動動作に関する情報を含む。制動動作に関する情報は、例えば、車両1でブレーキが掛けられた時刻、およびブレーキの強度に関する情報である。
環境情報は、車両1の周囲の環境に関する情報である。例えば、環境情報は、車両1の周囲の障害物の有無、および車両1と障害物との距離を含む。より詳細には、取得部101は、送受波部15によって検出された障害物の有無、および送受波部15によって計測された車両1の周囲の障害物と車両1との距離を取得する。
なお、環境情報は、さらに他の情報を含んでも良い。例えば、車両1の周囲が撮像された画像も、環境情報に含まれても良い。取得部101は、撮像装置16から、車両1の周囲が撮像された画像を取得する。以下、当該画像を周辺画像という。より詳細には、取得部101は、車両1が教師走行に基づく走行経路の学習をする際、および、車両1が学習された走行経路に基づく自動走行をする際に、複数の周辺画像を取得する。
また、取得部101は、インターネット等のネットワークを介して車両1の自動走行に関する規定を取得し、記憶部110に保存する。当該処理は、例えば定期的に実行されるものとしても良いし、取得部101が法改正等の通知を取得した場合に実行されても良い。
抽出部102は、周辺画像から特徴点を抽出する。抽出部102による特徴点の抽出の手法は特に限定されるものではなく、公知の手法を適用してよい。例えば、抽出部102は、FAST(Features from Accelerated Segment Test)またはORB (Oriented FAST and Rotated BRIEF)等の手法により特徴点を抽出する。また、抽出部102は、走行経路80の学習の際は、抽出した特徴点のうち、規定の条件を満たす特徴点を、優先的に記録しても良い。例えば、時系列で連続する複数の周辺画像のうち、撮像中に車両1が移動した距離が長いものから抽出された特徴点ほど、優先して特徴点として選定しても良い。
学習部103は、運転者による教師走行に基づいて、駐車位置910に車両1を駐車させる走行経路80および教師走行時の車両1の速度、操舵角、および制動動作を学習する。また、学習部103は、走行経路80の学習の際、教師走行中に撮像された複数の周辺画像から抽出された特徴点の変化に基づいて、車両1の位置の変化を学習する。また、学習部103は、教師走行中の車両1の車両1の速度、操舵角、および制動動作を学習する。
本実施形態の教師走行は、運転者が手動運転によって駐車位置外の走行開始位置900から駐車位置910まで車両1を移動させる走行である。本実施形態においては、学習部103は、教師走行における走行開始位置900を、走行経路80の開始位置として学習する。なお、走行開始位置900から駐車位置910までの距離は例えば50m程度とするが、これに限定されるものではない。
例えば、運転者は、駐車位置910とは異なる位置、例えば車庫920の外の所望の位置で車両1が停止している状態から教師走行を開始し、車両1を後進させて車庫920内の駐車位置910まで走行させる。なお、教師走行は後進に限定されず、前進であっても良い。
当該教師走行中に、上述の取得部101は、周辺画像および車両情報を取得する。また、当該教師走行中に、上述の抽出部102は、取得部101によって取得された周辺画像から特徴点を抽出する。学習部103は、抽出された特徴点と、当該特徴点が抽出された周辺画像が撮像された時点における車両情報とに基づいて、車両1が手動運転によって走行した経路を走行経路80として記録する。具体的には、運転者が後進によって車両1を駐車位置910に駐車させる教師走行を行った場合、走行経路80も、車両1が後進によって駐車位置910に駐車する経路となる。また、本実施形態においては、教師走行が開始された位置が、走行経路80の走行開始位置900となる。学習部103は、記録した走行経路80を定義する走行経路情報を記憶部110に保存する。
走行経路情報は、例えば、教師走行中の車両1の速度、操舵角、制動動作、および教師走行中に車両1の移動と共に撮像された複数の周辺画像から抽出された特徴点を時系列に対応付けた情報として記憶部110に保存される。なお、走行経路80の学習の手法、および走行経路の定義の態様は当該例に限定されるものではない。
推定部104は、周辺画像に基づいて、車両1の位置を推定する。
より詳細には、推定部104は、後述の受付部109によって運転者によってホームゾーンパーキングの開始の操作が受け付けられた場合に、記憶部110から走行経路80を読み出す。そして、推定部104は、走行経路80と、抽出部102によって周辺画像から抽出された特徴点とに基づいて、車両1の位置と、走行経路80の走行開始位置900とを推定する。
推定部104は、走行経路80の学習時における周辺画像の特徴点と、ホームゾーンパーキングの開始の操作が受け付けられた時点の周辺画像の特徴点とを比較する。推定部104は、これらの特徴点の差異に基づいて、ホームゾーンパーキングの開始の操作が受け付けられた時点の車両1の位置および向きを推定する。なお、推定部104は、走行開始位置900と車両1の現在位置を、絶対位置として特定しなくとも良く、走行開始位置900と車両1の現在位置の相対的な位置関係を特定すれば良いものとする。なお、推定部104による車両1の位置と走行開始位置900の推定の手法は当該例に限定されるものではない。
推定部104は、推定した車両1の位置と、走行開始位置900とを後述の出力制御部107に送出する。
また、推定部104は、車両1が後述の車両制御部108によって自動走行している間も、走行経路情報に含まれる特徴点と、自動走行中に取得された周辺画像から抽出された特徴点とに基づいて、車両1の位置を推定する。推定部104は、推定した車両1の位置を、車両制御部108に送出する。
判定部105は、車両1の自動走行に関する規定、環境情報、または地理情報のいずれかに基づいて、学習部103によって学習された走行経路80および教師走行時の車両1の挙動が車両1の自動走行に関する規定を満たすか否かを判定する。本実施形態においては、判定部105は、走行経路80に基づく自動運転が開始される場合に、当該判定を実行する。教師走行時の車両1の挙動は、車両1の速度、操舵角、および制動動作である。なお、判定部105は、車両1の自動走行に関する規定、環境情報、および地理情報のうちのいずれか1つまたは2つに基づいて判定処理を実行しても良いし、車両1の自動走行に関する規定、環境情報、および地理情報のすべてに基づいて判定処理を実行しても良い。
より詳細には、判定部105は、ホームゾーンパーキングの開始の操作が受付部109によって受け付けられた場合に、記憶部110から走行経路情報を読み出す。判定部105は、読み出した走行経路情報が、車両1の自動走行に関する規定を満たすか否かを判定する。判定部105は、走行経路80が車両1の自動走行に関する規定を満たさないと判定した場合に、走行経路80が満たさない規定を変更部106に送出する。
変更部106は、車両1の自動走行に関する規定、車両1の周囲の環境に関する環境情報、および車両1の周囲の道路状況に関する地理情報に基づいて、車両1の自動走行における速度、操舵角、または制動動作を、教師走行における速度、操舵角、または制動動作から変更する。すなわち、変更部106は、記録された教師走行をそのまま再現するのではなく、車両1の自動走行に関する規定を満たすように補正する。本実施形態においては、変更部106は、走行経路80に基づく自動運転が開始される場合に、速度、操舵角、または制動動作の変更を実行する。
より詳細には、変更部106は、判定部105によって走行経路80または教師走行時の車両1の挙動が車両1の自動走行に関する規定を満たさないと判定された場合に、走行経路80または速度、操舵角、または制動動作を変更する。
例えば、変更部106は、教師走行時の速度が閾値以上の場合、閾値以下の速度となるように速度を変更する。なお、この場合、走行経路80の軌跡は教師走行と同一でもよい。
また、変更部106は、教師走行時の速度と操舵角の組み合わせが、車両1の自動走行に関する規定を満たさない場合、速度と操舵角の組み合わせを変更することにより走行経路80を滑らかにする。
また、変更部106は、教師走行時に一時停止していない箇所であっても、車両1の自動走行に関する規定によって一時停止が求められる場合は、一時停止をするように制動動作を変更する。規定によって一時停止が求められる場所は、例えば車道40と車庫920との間に存在する歩道41等である。
運転者が教師走行を行った時に、歩道41を横切る際に一時停止をしなかった場合、変更部106は自動運転においては歩道41を横切る際に一時停止をするように制動動作を変更する。走行経路80上に歩道41があるか否かについては、取得部101によって取得された環境情報、または記憶部110に保存された地図情報に基づいて上述の判定部105が判定しても良い。例えば、車道40と歩道41の境目には、段差45がある。当該段差が送受波部15または周辺画像により検出される場合、判定部105は、走行経路80が歩道41に進入する位置を特定し、教師走行時に記録された車両1の挙動において当該位置で制動動作が行われているか否かを判定する。
また、変更部106は、環境情報に基づいて、教師走行時に記録された車両1の挙動を変更しても良い。環境情報は、上述のように、車両1の周囲の有無、および車両1の周囲の障害物と車両1との距離を含む。例えば、走行経路80の近傍に他の車両等の障害物が存在する場合には、変更部106は、車両1を一時停止させる、または当該障害物から離れるように走行経路80を変更しても良い。
なお、本実施形態においては、判定部105と変更部106とを分けて説明したが、これらの機能は1つの機能部が備えても良い。
出力制御部107は、変更部106が速度、操舵角、または制動動作を変更した場合に、教師走行と異なる挙動をすることを車両1の搭乗者に報知する。また、出力制御部107は、車両1が自動走行中に一時停止した場合に、運転者に対して周囲の確認を促す通知をしても良い。
図6は、第1の実施形態に係る報知の一例を示す図である。図6に示すように、出力制御部107は、表示装置120に「法令により一時停止します 周囲をご確認ください」等のメッセージを表示させる。また、出力制御部107は、ヘッドアップディスプレイに注意を意味する記号または図形等を表示させることにより、教師走行と異なる挙動をすることを車両1の搭乗者に報知しても良い。なお、出力制御部107による報知の手法は表示に限定されるものではなく、出力制御部107は、車両1のスピーカから音声でメッセージを出力させても良い。
図5に戻り、車両制御部108は、走行経路80に基づく自動運転により駐車位置910に車両1を移動させる。車両制御部108は、車両1の操舵、制動、および加減速を制御することにより、車両1を自動走行させる。本実施形態においては、車両制御部108は、学習された走行経路80に沿って車両1を自動走行させる。このような走行制御の手法は、走行経路80を再生する、ともいう。
また、変更部106によって速度、操舵角、または制動動作が変更された場合には、車両制御部108は、変更された速度、操舵角、または制動動作に基づく自動運転により駐車位置910に車両1を移動させる。
なお、本実施形態においては、車両制御部108の自動走行中は運転者が車両1の運転席130aに着座していても良いし、車両1から降車していても良い。
また、車両制御部108は、車両1が走行経路80から外れた場合に、フィードバック制御により、車両1を走行経路80に戻すように移動させる。例えば、車両制御部108は、推定部104によって推定された車両1の位置に基づいて、車両1の位置と走行経路80との差異を推定し、当該差異を小さくするように車両1を走行させる。
また、図5では駐車支援装置100が車両制御部108を備えるものとして図示しているが、車両制御部108は、駐車支援装置100外の他のECUによって実現されても良い。
受付部109は、運転者からの各種の操作を受け付ける。例えば、受付部109は、例えば、操作ボタン141が押下された場合に、駐車支援の開始の操作を受け付ける。また、表示装置120がタッチパネルである場合に、当該タッチパネル上の画像ボタンが押下された場合に、駐車支援の開始の操作を受け付けても良い。
次に、以上のように構成された本実施形態の駐車支援装置100で実行される駐車支援処理の流れについて説明する。
図7は、第1の実施形態に係る駐車支援装置100で実行される駐車支援処理の流れの一例を示すフローチャートである。図7では、自動運転が開始するまでの処理について説明する。このフローチャートの処理は、例えば、受付部109によって駐車支援の開始操作が受け付けられた場合に開始する。なお、このフローチャートの処理が実行される前に、学習部103によって教師走行に基づく走行経路80が学習されているものとする。
まず、取得部101は、撮像装置16から、周辺画像を取得する(S1)。
そして、抽出部102は、取得部101によって取得された周辺画像から特徴点を抽出する(S2)。
次に、推定部104は、記憶部110から走行経路情報を読み出し、当該走行経路情報に定義された走行経路80と、抽出部102によって周辺画像から抽出された特徴点とに基づいて、車両1の位置を推定する(S3)。
また、推定部104は、走行経路80と、抽出部102によって周辺画像から抽出された特徴点とに基づいて、自動駐車の走行開始位置900を推定する(S4)。
また、車両1が走行開始位置900まで移動する間、取得部101は、撮像装置16から周辺画像を継続して取得する。また、抽出部102は取得された周辺画像からの特徴点の抽出を行う。また、取得部101は、車両情報および車両1の周囲の障害物の有無および障害物までの距離を取得する。推定部104は、周辺画像から抽出された特徴点の移動または車両情報に基づいて、車両1の走行によって変化する車両1の位置を推定する。
そして、車両制御部108は、車両1が走行開始位置900で停止したか否かを判定する(S7)。車両1が走行開始位置900まで到達していない場合(S5“No”)、車両制御部108は、車両1が走行開始位置900まで到達して停止することを待機する。
そして、車両1が走行開始位置900まで到達して停止した場合(S5“Yes”)、走行経路修正および自動運転処理が開始する(S6)。
図8は、第1の実施形態に係る駐車支援装置100で実行される走行経路修正および自動運転処理の流れの一例を示すフローチャートである。
まず、判定部105は、記憶部110から走行経路情報を読み出す(S601)。また。判定部105は、さらに、記憶部110から地図情報を読み出しても良い。
また、取得部101は、車両1に搭載された送受波部15から、環境情報を取得する(S602)。
また、取得部101は、車両1に搭載された各種センサ、または他のECUから、車両情報を取得する(S603)。
次に、判定部105は、走行経路情報が車両1の自動走行に関する規定を満たしているか否かを判定する。
具体的には、判定部105は、走行経路情報が法令または規格を遵守しているか否かを判定する(S604)。例えば、判定部105は、地図情報に基づいて、走行経路情報に定義された走行経路80が歩道41上を通る位置を特定する。そして、判定部105は、走行経路情報に含まれる制動動作の記録と、走行経路80が歩道41上を通る位置とを比較して、走行経路情報に含まれる制動動作が法令に定められた一時停止を遵守しているか否かを判定する。また、判定部105は、一時停止の有無に限らず、走行経路情報が記憶部110に記憶された車両1の自動走行に関する各種の規定を遵守しているか否かを判定する。
そして、判定部105は、走行経路情報が車両1の自動走行に関する規定を遵守していないと判定した場合(S604“No”)、走行経路80が満たさない規定を変更部106に送出する。
この場合、変更部106は、判定部105によって満たさないと判定された規定を満たすように、走行経路情報を変更する(S605)。例えば、変更部106は、走行経路80が歩道41を横切る前に、一時停止する制動動作を追加する。
また、判定部105は、走行経路情報が車両1の自動走行に関する規定を遵守していると判定した場合(S604“Yes”)、走行経路情報に含まれる速度が、閾値以下であるか否かを判定する(S606)。
そして、判定部105は、走行経路情報に含まれる速度が、閾値よりも速いと判定した場合(S606“No”)、速度が閾値よりも速いことを変更部106に通知する。
この場合、変更部106は、走行経路情報に含まれる速度を閾値以下に変更する(S607)。
また、判定部105は、走行経路情報に含まれる速度が、閾値以下であると判定した場合(S606“Yes”)、走行経路情報に含まれる速度と操舵角との組み合わせが規定の条件を満たすか否かを判定する(S608)。
そして、判定部105は、走行経路情報に含まれる速度と操舵角との組み合わせが規定の条件を満たしていないと判定した場合(S608“No”)、走行経路80上で速度と操舵角との組み合わせが規定の条件を満たさない範囲を、変更部106に通知する。
この場合、変更部106は、走行経路情報に含まれる速度と操舵角とが規定の条件を満たすように変更する(S609)。
そして、変更部106は、変更後の走行経路情報を車両制御部108に送出する。また、教師走行に基づく走行経路情報が全ての規定を満たしていた場合は、変更部106は、走行経路情報に変更点がないことを車両制御部108に通知する。
次に、車両制御部108は、自動走行を開始する(S610)。変更部106によって走行経路情報が変更された場合には、車両制御部108は、変更後の走行経路情報に基づいて車両1を制御する。また、走行経路情報に変更点がない場合は、車両制御部108は、記憶部110に記憶された走行経路情報に基づいて車両1を制御する。
また、自動走行中、取得部101は、継続的に、周辺画像を取得する(S611)。そして、抽出部102は、周辺画像から特徴点を抽出する(S612)。
そして、推定部104は、抽出された特徴点に基づいて、車両1の位置を推定する(S613)。また、取得部101は、自動走行中、継続的に環境情報および車両情報を取得しても良い。
また、判定部105は、車両1が一時停止する必要があるかを判定する(S614)。例えば、判定部105は、推定部104によって推定された車両1の現在の位置が、走行経路情報で定義された一時停止の位置である場合、車両1が一時停止する必要があると判定する。また、判定部105は、環境情報および車両情報に基づいて、車両1の周囲に他の車両等の障害物がある場合等にも、車両1が一時停止する必要があると判定する。
判定部105が一時停止の必要があると判定した場合(S614“Yes”)、車両制御部108は、車両1を一時停止させる(S615)。
そして、出力制御部107は、車両1が一時停止することを報知する報知画面を表示装置120に表示させる(S616)。出力制御部107は車両1の一時停止が終了するまで(S617“No”)、報知画面の表示を継続させて待機する。
そして、車両1の一時停止が終了すると(S617“Yes”)、車両制御部108は、自動運転による走行を再開する(S618)。
そして、出力制御部107は、推定部104によって推定された車両1の位置に基づいて、車両1が駐車位置910に到達したか否かを判定する(S619)。車両1が駐車位置910に到達していないと判定された場合(S619“No”)、S160の処理に戻って車両1を駐車位置910に移動させる処理が継続する。また、車両1が駐車位置910に到達したと判定された場合(S619“Yes”)、走行経路修正および自動運転処理が終了する。
なお、図8では一時停止の際に報知画面が表示される例を説明したが、報知画面の表示タイミングは一時停止時に限定されるものではなく、自動運転時の操舵角または車速が教師走行とは異なる場合に、報知しても良い。
なお、図7および図8のフローチャートでは、車両1が走行開始位置900で停止した後、自動運転による移動を開始する前に走行経路情報の変更が実行されるものとしたが、走行経路情報の変更のタイミングはこれに限定されない。車両1が走行開始位置900で停止する前に、走行経路情報の変更が実行されても良い。また、車両1が自動運転による移動を開始した後に、車両1進行に伴って走行経路情報の変更が実行されても良い。
また、図8のフローチャートでは、判定部105が判定をするごとに変更部106が走行経路情報の変更をしているが、全ての判定の終了後に、変更部106が走行経路情報を変更しても良い。
また、車両1の周囲の障害物等の存在の検出に基づく一時停止等の動的な判定処理は、判定部105ではなく車両制御部108が実行しても良い。
このように、本実施形態の駐車支援装置100は、運転者による教師走行に基づいて、駐車位置910に車両1を駐車させる走行経路80および教師走行時の車両1の速度、操舵角、および制動動作を学習し、その後、車両1の自動走行に関する規定、環境情報、または地理情報のいずれかに基づいて、車両1の自動走行における速度、操舵角、または制動動作を、教師走行における速度、操舵角、または制動動作から変更する。このため、本実施形態における駐車支援装置100によれば、教師走行に基づく走行経路80を車両1が自動走行する場合に、当該車両1の挙動を、自動運転による走行に適した状態にすることができる。
また、車両1の自動走行に関する規定は、車両1が自動走行する場合に適用される車両1の速度、操舵角、または一時停止の要否に関する規定である。本実施形態における駐車支援装置100によれば、これらの規定を満たすように教師走行における速度、操舵角、または制動動作から変更することにより、教師走行時に運転者がこれらの規定を遵守していない場合であっても、自動運転の際には車両1に規定を遵守した挙動をさせることができる。また、駐車支援装置100がこのような修正機能を備えることにより、運転者は、教師走行をする際に、無理に自動運転の規定に合わせた低速で運転をしなくとも、手動運転が容易な速度で運転をすることができる。
また、車両1の自動走行に関する規定は、法令または規格により定められる。このため、本実施形態における駐車支援装置100によれば、車両1が法令または規格に準拠した走行をすることを支援することができる。
また、車両1の自動走行に関する規定は、車両1の自動走行時における搭乗者の乗り心地または車両1の周囲の者に与える影響に基づいて定められた規定である。このため、本実施形態における駐車支援装置100によれば、車両1が自動走行する際の搭乗者の乗り心地の向上および周囲の者への安心感の向上を支援することができる。
(第2の実施形態)
この第1の実施形態では、駐車支援装置100は、自動運転による駐車支援の実行の際に加えて、教師走行による走行経路80の学習の際にも、走行経路情報の変更を行う。
本実施形態の車両1の構成は、図1および図2で説明した第1の実施形態の構成と同様である。また、本実施形態の駐車支援装置100のハードウェア構成および機能ブロックは、図3および図5で説明した第1の実施形態と同様である。本実施形態の駐車支援装置100は、第1の実施形態と同様に、取得部101、抽出部102、学習部103、推定部104、判定部105、変更部106、出力制御部107、車両制御部108、受付部109、および記憶部110を備える。
本実施形態の判定部105は、第1の実施形態と同様の構成に加えて、学習部103によって教師走行に基づいて走行経路80を含む走行経路情報が生成された場合に、当該走行経路情報が車両1の自動走行に関する規定を満たすか否かを判定する。
本実施形態の変更部106は、第1の実施形態と同様の構成に加えて、学習部103によって教師走行に基づいて走行経路80を含む走行経路情報が生成された場合に、速度、操舵角、または制動動作の変更を実行する。
図9は、第2の実施形態に係る走行経路情報の変更処理の流れの一例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、例えば、運転者が走行経路情報の登録の開始操作をした場合に開始される。
まず、取得部101は、撮像装置16から、周辺画像を取得する(S101)。
そして、抽出部102は、取得部101によって取得された周辺画像から特徴点を抽出する(S102)。
また、取得部101は、車両情報を取得する(S103)。
また、受付部109は、操舵ボタン141等から教師走行終了の操作を受け付けたか否かを判定する(S104)。教師走行終了の操作を受け付けるまで(S104“No”)、S101~S104の処理を繰り返す。
教師走行終了の操作を受け付けた場合(S104“Yes”)、学習部103は、記録した教師走行の走行経路80、速度、操作角、および制動動作を、走行経路情報として記憶部110に保存する(S105)。
次に、判定部105は、走行経路情報が車両1の自動走行に関する規定を満たしているか否かを判定する。
S106の走行経路情報が法令または規格を遵守しているか否かの判定から、S111の走行経路情報の速度と操舵角とを変更する処理までは、図8で説明した第1の実施形態のフローチャートのS604からS609の処理と同様である。
なお、本実施形態においては、学習の際に車両1の自動走行に関する規定を満たすように走行経路情報を修正済みであるが、判定部105は、自動走行による駐車支援が実行される場合に、走行経路情報が最新の車両1の自動走行に関する規定を満たすか否かの判定を再度実施するものとする。当該処理の流れについては第1の実施形態と同様である。
このように、本実施形態の駐車支援装置100は、教師走行に基づいて走行経路80が生成された場合に、車両1の自動走行に関する規定、環境情報、および地理情報に基づいて、教師走行で記録された速度、操舵角、または制動動作の変更を実行する。このため、本実施形態の駐車支援装置100によれば、第1の実施形態と同様の機能を備えた上で、予め規定を満たす状態に更新された走行経路情報が記憶部110に記憶されるため、自動運転による駐車支援の実行の際の変更量が低減し、それに伴って駐車支援の実行の際の走行経路情報の更新にかかる処理負荷が低減される。
(変形例1)
上述の各実施形態では、変更部106は、教師走行から学習された速度、操舵、および制動動作を変更可能であるものとしたが、これらの全てを変更可能でなくとも良い。変更部106は、少なくとも速度を変更であれば良い。
(変形例2)
また、上述の第2の実施形態では、教師走行に基づく学習の際に走行経路情報を変更する例について説明したが、走行記録情報の変更のタイミングはこれに限定されない。例えば、判定部105は走行経路情報が記憶部110に保存された後、当該走行経路情報が最新の車両1の自動走行に関する規定を満たすか否かを判定しても良い。この場合、判定部105の判定結果に応じて、変更部106が、記憶部110に保存された走行経路情報を更新する。
(変形例3)
また、車両制御部108による自動走行中に運転者が車両1から降車する場合、リモートコントローラまたは電子キー等の操作端末に設けられた画面が表示部の一例であっても良い。この場合、出力制御部107は、車両1が自動運転中に教師走行と異なる挙動をすることを操作端末に設けられた画面に表示させても良い。
(変形例4)
また、変更部106は、地図情報と停止位置とが学習された学習済みモデルに基づいて、車両1の自動走行における速度、操舵角、または制動動作を、教師走行における速度、操舵角、または制動動作から変更しても良い。学習済みモデルは、例えばディープラーニングまたはその他の機械学習によって生成される。
(変形例5)
また、変更部106は、教師走行に基づく走行経路情報に不要な一時停止が含まれる場合には、当該一時停止をしないように、走行経路情報の制動動作を変更しても良い。
(変形例6)
また、上述の各実施形態では、駐車支援装置100は、学習時の教師走行における走行経路を、ホームゾーンパーキングにおける自動走行用の走行経路80として使用していた。しかしながら、学習の手法はこれに限定されるものではない。
例えば、教師走行は、運転者が手動運転によって駐車位置910から駐車位置外の教師走行終了位置まで車両1を移動させる走行であっても良い。この場合、学習部103は、教師走行の経路を逆方向に再生することにより、ホームゾーンパーキング用の走行経路80を生成する。
例えば、運転者は、車庫920内の駐車位置910に車両1が停止している状態から教師走行を開始し、車両1を前進させて車庫920から出庫させる。そして、運転者は、車庫920から出庫した車両1をさらに前進によって所望の教師走行終了位置まで走行させて、車両1を停止させる。そして、学習部103は、教師走行時における操舵、制動、加減速、および周辺画像から抽出された特徴点に基づいて当該教師走行を記録する。学習部103は、記録した教師走行に基づいて、教師走行終了位置から車両1が後進して車庫920内の駐車位置910まで走行する走行経路80を生成する。当該手法においては、教師走行終了位置が自動走行の走行開始位置900となる。このような手法は、走行経路を逆再生する、ともいう。
一般に、手動運転においては、車両1を車庫920に入庫させるよりも、車両1を車庫920から出庫させる方が容易である。仮に、このような学習手法であれば、運転者が車両1を後進させて車庫920に入庫させることが不得意な場合でも、運転者が車両1を前進させて車庫920から出庫させる教師走行により、ホームゾーンパーキング用の走行経路80が生成可能となる。なお、本変形例では教師走行において運転者が車両1を前進させる場合を例として説明したが、教師走行において運転者が車両1を後進させてもよい。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
1 車両
40 車道
41 歩道
45 段差
80 走行経路
100 駐車支援装置
101 取得部
102 抽出部
103 学習部
104 推定部
105 判定部
106 変更部
107 出力制御部
108 車両制御部
109 受付部
110 記憶部
120 表示装置
900 走行開始位置
910 駐車位置
920 車庫

Claims (14)

  1. 運転者による教師走行に基づいて、車両の自動走行を行う駐車支援装置であって、
    前記教師走行に基づいて、駐車位置に車両を駐車させる走行経路および前記教師走行時の前記車両の速度、操舵角、および制動動作を学習する学習部と、
    前記車両の自動走行に関する規定、前記車両の周囲の環境に関する環境情報、または前記車両の周囲の道路状況に関する地理情報のいずれかに基づいて、前記車両の自動走行における前記速度、前記操舵角、または前記制動動作を、前記教師走行における前記速度、前記操舵角、または前記制動動作から変更する変更部と、
    を備える駐車支援装置。
  2. 前記車両の自動走行に関する規定は、前記車両が自動走行する場合に適用される前記車両の速度、操舵角、または一時停止の要否に関する規定である、
    請求項1に記載の駐車支援装置。
  3. 前記車両の自動走行に関する規定は、法令または規格により定められる、
    請求項1または2に記載の駐車支援装置。
  4. 前記車両の自動走行に関する規定は、前記車両の自動走行時における搭乗者の乗り心地または前記車両の周囲の者に与える影響に基づいて定められた規定である、
    請求項1または2に記載の駐車支援装置。
  5. 前記環境情報は、前記車両の周囲の障害物の有無、および前記車両と前記障害物との距離を含む、
    請求項1から4のいずれか1項に記載の駐車支援装置。
  6. 前記環境情報は、地図情報を含む、
    請求項1から5のいずれか1項に記載の駐車支援装置。
  7. 前記変更部が前記速度、前記操舵角、または前記制動動作を変更した場合に、前記教師走行と異なる挙動をすることを前記車両の搭乗者に報知する出力制御部、をさらに含む、
    請求項1から6のいずれか1項に記載の駐車支援装置。
  8. 前記変更部によって変更された前記速度、前記操舵角、または前記制動動作に基づく自動運転により前記駐車位置に前記車両を移動させる車両制御部、をさらに含む、
    請求項1から7のいずれか1項に記載の駐車支援装置。
  9. 前記変更部は、前記走行経路に基づく自動運転が開始される場合に、前記速度、前記操舵角、または前記制動動作の変更を実行する、
    請求項1から8のいずれか1項に記載の駐車支援装置。
  10. 前記変更部は、前記教師走行に基づいて前記走行経路が生成された場合に、前記速度、前記操舵角、または前記制動動作の変更を実行する、
    請求項1から9のいずれか1項に記載の駐車支援装置。
  11. 前記変更部は、地図情報と停止位置とが学習された学習済みモデルに基づいて、前記車両の自動走行における前記速度、前記操舵角、または前記制動動作を、前記教師走行における前記速度、前記操舵角、または前記制動動作から変更する、
    請求項1から10のいずれか1項に記載の駐車支援装置。
  12. 前記教師走行は、前記運転者が手動運転によって前記駐車位置外の走行開始位置から前記駐車位置まで前記車両を移動させる走行であり、
    前記学習部は、前記教師走行における走行開始位置を、前記走行経路の開始位置として学習する、
    請求項1から11のいずれか1項に記載の駐車支援装置。
  13. 前記教師走行は、前記運転者が手動運転によって前記駐車位置から前記駐車位置外の教師走行終了位置まで前記車両を移動させる走行であり、
    前記学習部は、前記教師走行終了位置を前記走行経路の開始位置とし、前記車両が前記教師走行とは逆方向に走行する経路を前記走行経路として学習する、
    請求項1から11のいずれか1項に記載の駐車支援装置。
  14. 教師走行に基づいて、駐車位置に車両を駐車させる走行経路および前記教師走行時の前記車両の速度、操舵角、および制動動作を学習する学習ステップと、
    前記車両の自動走行に関する規定、前記車両の周囲の環境に関する環境情報、または前記車両の周囲の道路状況に関する地理情報のいずれかに基づいて、前記車両の自動走行における前記速度、前記操舵角、または前記制動動作を、前記教師走行における前記速度、前記操舵角、または前記制動動作から変更する変更ステップと、
    を含む駐車支援方法。
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