JP6644425B2 - 移動経路生成装置および移動経路生成方法 - Google Patents
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Description
ρ=ds/dθ ・・・(1)
を得ることができる。よって、曲率半径ρの逆数である曲率Kは、
K=dθ/ds ・・・(2)
となり、これを変形して
dθ=K・ds ・・・(3)
を得ることができる。よって、局所的には、曲率Kと弧長dsとの積が、その円弧の移動前位置における車両の進行方向に対して移動後位置における車両の進行方向が成す角度dθに等しくなる。
1)現在位置から目標位置までの走行軌跡に対応して生成されるグラフの面積Pが、角度算出部5により算出された角度θに等しくなること。
2)車両の制御可能な最大操舵角による走行軌跡がなす最大曲率を上限とすること。
1)現在位置Sから経由点Cまで一方向への操舵による走行軌跡に対応して生成される第1のグラフの面積P1が、角度算出部5により算出された第1の角度θ1に等しくなること。
2)経由点Cから目標位置Eまで逆方向への操舵による走行軌跡に対応して生成される第2のグラフの面積P2が、角度算出部5により算出された第2の角度θ2に等しくなること。
3)車両の制御可能な最大操舵角による走行軌跡がなす最大曲率を上限とすること。
2 指示受付部
3 パターン判定部
4 経由点設定部
5 角度算出部
6 グラフ生成部
7 経路設定部
8 逸脱検出部
10 第1パターン処理部
11 仮想面積算出部
12 面積比較部
13 グラフ算出部
20 第2パターン処理部
21 第1の仮想面積算出部
22 第1の面積比較部
23 第1のグラフ算出部
24 第2の仮想面積算出部
25 第2の面積比較部
26 第2のグラフ算出部
30 メッセージ出力部
100 移動経路生成装置
Claims (7)
- 現在位置における車両の進行方向に対して目標位置における車両の進行方向が成す角度を算出する角度算出部と、
上記車両の操舵角に応じた走行軌跡の曲率および上記車両の走行距離を2軸として、上記現在位置から上記目標位置までの走行軌跡に対応して生成されるグラフの面積が上記角度算出部により算出された角度に等しくなること、かつ、上記車両の制御可能な最大操舵角による走行軌跡がなす最大曲率を上限とすることを条件としてグラフを生成するグラフ生成部と、
上記グラフ生成部により生成されたグラフにより表される走行軌跡を上記車両の移動経路として設定する経路設定部とを備え、
上記グラフ生成部は、
上記現在位置から上記目標位置までの直線距離を最小距離とし、上記現在位置における上記車両の軸線に沿った前方半直線と上記目標位置における上記車両の軸線に沿った後方半直線とがなす交点を経由して上記現在位置から上記目標位置まで折れ線的に移動する場合の距離を最大距離として、上記現在位置から上記目標位置までの走行距離が上記最小距離から上記最大距離までの範囲内に収まるように、上記グラフを生成するものであり、
上記走行距離の軸上において上記現在位置と上記目標位置または上記最大距離との間に中点を仮想し、上記現在位置から上記中点まで上記曲率を直線的に上記最大曲率まで上げていき、上記中点から上記目標位置または上記最大距離まで上記曲率を直線的にゼロまで下げていく三角形の仮想グラフの面積である仮想面積を算出する仮想面積算出部と、
上記仮想面積算出部により算出された上記仮想面積と、上記角度算出部により算出された角度に等しい面積である実際面積とを大小比較する面積比較部と、
上記仮想面積が上記実際面積より大きいと上記面積比較部により判定された場合は、上記仮想グラフにより表される三角形と相似形で上記実際面積と等しくなるグラフを算出し、上記仮想面積が上記実際面積より小さいと上記面積比較部により判定された場合は、上記最大曲率を維持して走行する距離区間を有する台形で上記実際面積と等しくなるグラフを算出するグラフ算出部とを備えている
ことを特徴とする移動経路生成装置。 - 上記グラフ算出部が上記台形のグラフによっても上記実際面積と等しくなるグラフを算出することができない場合、エラーメッセージを出力するメッセージ出力部を更に備えたことを特徴とする請求項1に記載の移動経路生成装置。
- 現在位置における車両の進行方向に対して目標位置における車両の進行方向が成す角度を算出する角度算出部と、
上記車両の操舵角に応じた走行軌跡の曲率および上記車両の走行距離を2軸として、上記現在位置から上記目標位置までの走行軌跡に対応して生成されるグラフの面積が上記角度算出部により算出された角度に等しくなること、かつ、上記車両の制御可能な最大操舵角による走行軌跡がなす最大曲率を上限とすることを条件としてグラフを生成するグラフ生成部と、
上記グラフ生成部により生成されたグラフにより表される走行軌跡を上記車両の移動経路として設定する経路設定部と、
上記現在位置における上記車両の軸線と上記目標位置における上記車両の軸線との交点が上記現在位置と上記目標位置との間に存在するか否か、上記交点と上記目標位置との距離が所定値以下か否かによって、上記現在位置から上記目標位置まで一方向の操舵で移動する第1のパターン、または、上記現在位置から上記目標位置まで二方向の操舵で移動する第2のパターンの何れかを判定するパターン判定部と、
上記パターン判定部により上記第2のパターンであると判定された場合、上記現在位置と上記目標位置との間に経由点を設定する経由点設定部とを備え、
上記角度算出部は、上記パターン判定部により上記第2のパターンであると判定された場合、上記現在位置における車両の進行方向に対して上記経由点における車両の進行方向が成す第1の角度と、上記経由点における車両の進行方向に対して上記目標位置における車両の進行方向が成す第2の角度とを算出し、
上記グラフ生成部は、上記パターン判定部により上記第2のパターンであると判定された場合、上記現在位置から上記経由点まで一方向への操舵による走行軌跡に対応して生成される第1のグラフの面積が上記角度算出部により算出された第1の角度に等しくなること、上記経由点から上記目標位置まで逆方向への操舵による走行軌跡に対応して生成される第2のグラフの面積が上記角度算出部により算出された第2の角度に等しくなること、かつ、上記最大曲率を上限とすることを条件として上記第1のグラフおよび上記第2のグラフをそれぞれ生成し、
上記経路設定部は、上記パターン判定部により上記第2のパターンであると判定された場合、上記グラフ生成部により生成された上記第1のグラフおよび上記第2のグラフにより表される走行軌跡を上記車両の移動経路として設定し、
上記グラフ生成部は、上記パターン判定部により上記第1のパターンであると判定された場合、上記現在位置から上記目標位置までの直線距離を最小距離とし、上記現在位置における上記車両の軸線に沿った前方半直線と上記目標位置における上記車両の軸線に沿った後方半直線とがなす交点を経由して上記現在位置から上記目標位置まで折れ線的に移動する場合の距離を最大距離として、上記現在位置から上記目標位置までの走行距離が上記最小距離から上記最大距離までの範囲内に収まるように、上記グラフを生成するものであり、
上記走行距離の軸上において上記現在位置と上記目標位置または上記最大距離との間に中点を仮想し、上記現在位置から上記中点まで上記曲率を直線的に上記最大曲率まで上げていき、上記中点から上記目標位置または上記最大距離まで上記曲率を直線的にゼロまで下げていく三角形の仮想グラフの面積である仮想面積を算出する仮想面積算出部と、
上記仮想面積算出部により算出された上記仮想面積と、上記角度算出部により算出された角度に等しい面積である実際面積とを大小比較する面積比較部と、
上記仮想面積が上記実際面積より大きいと上記面積比較部により判定された場合は、上記仮想グラフにより表される三角形と相似形で上記実際面積と等しくなるグラフを算出し、上記仮想面積が上記実際面積より小さいと上記面積比較部により判定された場合は、上記最大曲率を維持して走行する距離区間を有する台形で上記実際面積と等しくなるグラフを算出するグラフ算出部とを備え、また、
上記グラフ生成部は、上記パターン判定部により上記第2のパターンであると判定された場合、上記現在位置から上記経由点までの直線距離を最小距離とし、上記現在位置における上記車両の軸線に沿った前方半直線と上記経由点における上記車両の軸線に沿った後方半直線とがなす交点を経由して上記現在位置から上記経由点まで折れ線的に移動する場合の距離を最大距離として、上記現在位置から上記経由点までの走行距離が上記最小距離から上記最大距離までの範囲内に収まるように、上記第1のグラフを生成するとともに、上記経由点から上記目標位置までの直線距離を最小距離とし、上記経由点における上記車両の軸線に沿った前方半直線と上記目標位置における上記車両の軸線に沿った後方半直線とがなす交点を経由して上記経由点から上記目標位置まで折れ線的に移動する場合の距離を最大距離として、上記経由点から上記目標位置までの走行距離が上記最小距離から上記最大距離までの範囲内に収まるように、上記第2のグラフを生成するものであり、
上記走行距離の軸上において上記現在位置と上記経由点との間に第1の中点を仮想し、上記現在位置から上記第1の中点まで上記曲率を直線的に上記最大曲率まで上げていき、上記第1の中点から上記経由点まで上記曲率を直線的にゼロまで下げていく三角形の第1の仮想グラフの面積である第1の仮想面積を算出する第1の仮想面積算出部と、
上記第1の仮想面積算出部により算出された上記第1の仮想面積と、上記角度算出部により算出された上記第1の角度に等しい面積である第1の実際面積とを大小比較する第1の面積比較部と、
上記第1の仮想面積が上記第1の実際面積より大きいと上記第1の面積比較部により判定された場合は、上記第1の仮想グラフにより表される三角形と相似形で上記第1の実際面積と等しくなる第1のグラフを算出し、上記第1の仮想面積が上記第1の実際面積より小さいと上記第1の面積比較部により判定された場合は、上記最大曲率を維持して走行する距離区間を有する台形で上記第1の実際面積と等しくなる第1のグラフを算出する第1のグラフ算出部と、
上記走行距離の軸上において上記経由点と上記目標位置または上記最大距離との間に第2の中点を仮想し、上記経由点から上記第2の中点まで上記曲率を直線的に上記最大曲率まで上げていき、上記第2の中点から上記目標位置または上記最大距離まで上記曲率を直線的にゼロまで下げていく三角形の第2の仮想グラフの面積である第2の仮想面積を算出する第2の仮想面積算出部と、
上記第2の仮想面積算出部により算出された上記第2の仮想面積と、上記角度算出部により算出された上記第2の角度に等しい面積である第2の実際面積とを大小比較する第2の面積比較部と、
上記第2の仮想面積が上記第2の実際面積より大きいと上記第2の面積比較部により判定された場合は、上記第2の仮想グラフにより表される三角形と相似形で上記第2の実際面積と等しくなる第2のグラフを算出し、上記第2の仮想面積が上記第2の実際面積より小さいと上記第2の面積比較部により判定された場合は、上記最大曲率を維持して走行する距離区間を有する台形で上記第2の実際面積と等しくなる第2のグラフを算出する第2のグラフ算出部と、
を備えたことを特徴とする移動経路生成装置。 - 上記第1のグラフ算出部または上記第2のグラフ算出部が上記台形のグラフによっても上記実際面積と等しくなるグラフを算出することができない場合、エラーメッセージを出力するメッセージ出力部を更に備えたことを特徴とする請求項3に記載の移動経路生成装置。
- 上記移動経路の設定を指示する操作が行われたときに、上記角度算出部、上記グラフ生成部および上記経路設定部の処理を実行することを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の移動経路生成装置。
- 上記移動経路の設定後、当該移動経路から車両位置が逸脱したことを検出する逸脱検出部を更に備え、
上記逸脱検出部により上記逸脱が検出されたときに、上記角度算出部、上記グラフ生成部および上記経路設定部の処理を再実行することを特徴とする請求項5に記載の移動経路生成装置。 - 移動経路生成装置の角度算出部が、現在位置における車両の進行方向に対して目標位置における車両の進行方向が成す角度を算出する第1のステップと、
上記移動経路生成装置のグラフ生成部が、上記車両の操舵角に応じた走行軌跡の曲率および上記車両の走行距離を2軸として、上記現在位置から上記目標位置までの走行軌跡に対応して生成されるグラフの面積が上記角度算出部により算出された角度に等しくなること、かつ、上記車両の制御可能な最大操舵角による走行軌跡がなす最大曲率を上限とすることを条件としてグラフを生成する第2のステップと、
上記移動経路生成装置の経路設定部が、上記グラフ生成部により生成されたグラフにより表される走行軌跡を上記車両の移動経路として設定する第3のステップとを有し、
上記第2のステップにおいて、上記グラフ生成部は、
上記現在位置から上記目標位置までの直線距離を最小距離とし、上記現在位置における上記車両の軸線に沿った前方半直線と上記目標位置における上記車両の軸線に沿った後方半直線とがなす交点を経由して上記現在位置から上記目標位置まで折れ線的に移動する場合の距離を最大距離として、上記現在位置から上記目標位置までの走行距離が上記最小距離から上記最大距離までの範囲内に収まるグラフを生成し、グラフの生成に際し、
仮想面積算出部により、上記走行距離の軸上において上記現在位置と上記目標位置または上記最大距離との間に中点を仮想し、上記現在位置から上記中点まで上記曲率を直線的に上記最大曲率まで上げていき、上記中点から上記目標位置または上記最大距離まで上記曲率を直線的にゼロまで下げていく三角形の仮想グラフの面積である仮想面積を算出し、
面積比較部により、上記仮想面積算出部により算出された上記仮想面積と、上記角度算出部により算出された角度に等しい面積である実際面積とを大小比較し、
グラフ算出部により、上記仮想面積が上記実際面積より大きいと上記面積比較部により判定された場合は、上記仮想グラフにより表される三角形と相似形で上記実際面積と等しくなるグラフを算出し、上記仮想面積が上記実際面積より小さいと上記面積比較部により判定された場合は、上記最大曲率を維持して走行する距離区間を有する台形で上記実際面積と等しくなるグラフを算出する
ことを特徴とする移動経路生成方法。
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