JP6996161B2 - 駐車支援装置、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、駐車支援装置、及びプログラムに関する。

従来から、車両を制御して、駐車領域に駐車させる駐車支援装置が知られている。駐車支援装置は、駐車領域までの移動経路を算出し、当該移動経路に従って車両を操舵することで、車両を駐車領域まで案内している。

近年、駐車支援装置が、車両を駐車領域まで案内する際に、操舵制御に加えて、ブレーキ制御や加減速制御も行う自動駐車支援制御も提案されている。

特開２０１５－８１０２２号公報

従来からの自動駐車支援における、車両を駐車領域まで案内するための加減速制御では、加速度及び減速度が予め設定された値の場合が多い。加速度及び減速度が予め定められた値である場合、細かい速度調整が難しいため、精度良く駐車領域に停止させるのは難しい。例えば、自動駐車支援において、所定の制御周期毎に加速・減速を切り替え可能にした場合であっても、予め設定された加速度及び減速度を用いた加減速制御では、当該加速度及び減速度による停止位置と、目標としている駐車位置と、のずれの調整ができないため、精度良く駐車領域に停止させるのは難しい。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、車両を駐車領域内に精度良く停止させる駐車支援装置、及びプログラムを提供する。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、実施形態の駐車支援装置は、車両を駐車領域に駐車させる際に、駐車支援を行う駐車支援装置であって、車両を駐車領域に含まれる目標位置まで移動するまでの目標距離と、車両の車速度の目標として設定される目標車速度を算出する周期を示した制御周期と、駐車支援時に車両が出力可能に設定されている加速度および第１の減速度と、に基づいて、当該制御周期毎に、第１の目標車速度を算出する速度算出部と、車両が、当該制御周期毎に、算出された目標車速度にする制御を行う制御部と、を備える。速度算出部は、車両の前記第１の減速度と、制御周期と、に基づいて、車両の減速時における前記車両が停止するまでの移動距離を算出し、目標距離と移動距離との差に基づいて、目標距離で停止させるために車両の車速度を調整する車速度オフセット量を算出し、当該車速度オフセット量と第１の減速度と制御周期とに基づいて、第１の目標車速度を算出し、前記制御周期毎に、前記第１の目標車速度と、駐車支援時に出力可能な最大車速度と、前記速度算出部により前記制御周期前に算出された目標車速度と駐車支援時に出力可能な加速度とに基づいて算出された加速時上限車速度と、のうち最も小さい車速度を、前記制御部が制御に用いる前記目標車速度として設定する。上記構成により、例えば、算出された第１の目標車速度にする制御が行われることで、車両を駐車領域内に精度良く停止させることができる。

また、上記構成により、例えば、算出された第１の目標車速度にする制御が行われることで、車両を駐車領域内に精度良く停止させることができる。

また、上記構成により、例えば、目標距離と移動距離との差を考慮して算出された第１の目標車速度にする制御が行われることで、車両を駐車領域内に精度良く停止させることができる。また、上記構成により、例えば、車両の状況に応じた車速度が設定されるため、車両を駐車領域内に精度良く停止させることができる。

実施形態の駐車支援装置は、速度算出部は、制御周期と目標距離と第１の減速度と、に基づいて、車両が目標位置に移動するまでの間に、目標車速度を算出する回数を算出し、回数と制御周期と第１の減速度とに基づいて算出される車速度と、車速度オフセット量とを加算することで、第１の目標車速度を算出する。上記構成により、例えば、目標車速度を算出する回数と、車速度オフセット量と、を考慮して第１の目標車速度にする制御が行われることで、車両を駐車領域内に精度良く停止させることができる。

実施形態のプログラムは、車両を駐車領域に駐車させる際に、当該車両を駐車領域に含まれる目標位置まで移動するまでの目標距離と、車両の車速度の目標として設定される目標車速度を算出する周期を示した制御周期と、駐車支援時に前記車両が出力可能に設定されている加速度および第１の減速度と、に基づいて、当該制御周期毎に、第１の目標車速度を算出する速度算出ステップと、車両が、当該制御周期毎に、算出された目標車速度にする制御を行う制御ステップと、をコンピュータに実行させる。速度算出ステップは、車両の前記第１の減速度と、制御周期と、に基づいて、車両の減速時における前記車両が停止するまでの移動距離を算出し、目標距離と移動距離との差に基づいて、目標距離で停止させるために車両の車速度を調整する車速度オフセット量を算出し、当該車速度オフセット量と第１の減速度と制御周期とに基づいて、第１の目標車速度を算出し、前記制御周期毎に、前記第１の目標車速度と、駐車支援時に出力可能な最大車速度と、前記速度算出部により前記制御周期前に算出された目標車速度と駐車支援時に出力可能な加速度とに基づいて算出された加速時上限車速度と、のうち最も小さい車速度を、前記制御部が制御に用いる前記目標車速度として設定する。上記構成により、例えば、目標距離と移動距離との差を考慮して算出された第１の目標車速度にする制御が行われることで、車両を駐車領域内に精度良く停止させることができる。また、上記構成により、例えば、算出された第１の目標車速度にする制御が行われることで、車両を駐車領域内に精度良く停止させることができる。また、上記構成により、例えば、目標距離と移動距離との差を考慮して算出された第１の目標車速度にする制御が行われることで、車両を駐車領域内に精度良く停止させることができる。また、上記構成により、例えば、車両の状況に応じた車速度が設定されるため、車両を駐車領域内に精度良く停止させることができる。

図１は、実施形態の車両の車室の一部が透視された状態が示された例示的な斜視図である。 図２は、実施形態の車両の例示的な平面図（俯瞰図）である。 図３は、実施形態による車両の内部の構成を示した概略的かつ例示的なブロック図である。 図４は、実施形態による駐車支援装置の機能的構成を示した例示的なブロック図である。 図５は、実施形態の駐車支援装置により生成された移動経路を例示した図である。 図６は、従来の駐車支援装置が設定する目標車速度と、経過時間と、の関係を例示した図である。 図７は、図６で示された目標車速度に従って車両を移動させた場合における移動距離を例示した図である。 図８は、車両の減速時における車速度の変化を例示した図である。 図９は、従来の駐車支援装置が設定する目標車速度と、経過時間と、の関係を例示した図である。 図１０は、図９で示された目標車速度に従って車両を移動させた場合における移動距離を例示した図である。 図１１は、車両の減速時における、車速度オフセット量を例示した図である。 図１２は、実施形態の駐車支援装置における駐車支援制御の手順を示すフローチャートである。 図１３は、実施形態の駐車支援装置における目標車速度の算出処理の手順を示すフローチャートである。 図１４は、車両の駐車支援開始時の状況を例示した図である。 図１５は、車両の駐車支援の定常区間（時刻Ｔ1）における状況を例示した図である。 図１６は、車両の駐車支援の減速時（時刻Ｔ2）における状況を例示した図である。

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。以下に記載する実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および結果（効果）は、あくまで一例であって、以下の記載内容に限られるものではない。

まず、図１および図２を用いて、実施形態による車両１の概略的な構成について説明する。図１は、実施形態による車両１の車室２ａの一部が透視された状態を示した概略的かつ例示的な斜視図である。また、図２は、実施形態による車両１の上方から見た外観を示した概略的かつ例示的な平面図（鳥瞰図）である。

図１に示されるように、実施形態による車両１は、ユーザとしての運転者を含む乗員が乗車する車室２ａを有している。車室２ａ内には、ユーザが座席２ｂから操作可能な状態で、操舵部４や、加速操作部５、制動操作部６、変速操作部７などが設けられている。

操舵部４は、ダッシュボード（インストルメントパネル）から突出したステアリングホイールである。加速操作部５は、運転者の足下に設けられたアクセルペダルである。制動操作部６は、運転者の足下に設けられたブレーキペダルである。変速操作部７は、センターコンソールから突出したシフトレバーである。

車室２ａ内には、各種の画像を出力可能なディスプレイ８と、各種の音を出力可能な音声出力装置９と、を有する表示装置（モニタ装置）１１が設けられている。表示装置１１は、車室２ａ内のダッシュボードの車幅方向（左右方向）の中央部に設けられている。ディスプレイ８は、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）やＯＥＬＤ（有機エレクトロルミネセンスディスプレイ）などで構成され、たとえば、車両１の周囲の状況を表す周辺画像を表示可能に構成されている。周辺画像の具体的内容については後述するが、周辺画像の一例としては、たとえば、車両１の周辺の状況を上から俯瞰で見た俯瞰画像が挙げられる。

ここで、実施形態によるディスプレイ８における画像が表示される領域、すなわち表示画面には、当該表示画面内において指やスタイラスなどの指示体が近接（接触を含む）した位置の座標を検出可能なタッチパネル１０が設けられている。これにより、ユーザ（運転者）は、ディスプレイ８の表示画面に表示される画像を視認することができるとともに、タッチパネル１０上で指示体を用いた入力操作（たとえばタッチ（タップ）操作）を行うことで、各種の操作入力を実行することができる。

なお、実施形態では、表示装置１１が、スイッチや、ダイヤル、ジョイスティック、押しボタンなどといった、各種の物理的な操作入力部を有していてもよい。また、実施形態では、車室２ａ内における表示装置１１の位置とは異なる位置に、他の音声出力装置が設けられていてもよい。この場合、音声出力装置９および他の音声出力装置の両方から、各種の音情報を出力することができる。また、実施形態では、表示装置１１が、ナビゲーションシステムやオーディオシステムなどの各種システムに関する情報を表示可能に構成されていてもよい。

また、図１および図２に示されるように、実施形態による車両１は、左右２つの前輪３Ｆと、左右２つの後輪３Ｒと、を有した四輪の自動車である。以下では、簡単化のため、前輪３Ｆおよび後輪３Ｒを、総称して車輪３と記載することがある。実施形態では、４つの車輪３の一部または全部の横滑り角が、操舵部４の操舵などに応じて変化（転舵）する。

車両１は、複数（図１および図２の例では４つ）の撮像部１５ａ～１５ｄを有する。撮像部１５ａは、車体２の後側の端部２ｅ（たとえば、リヤトランクのドア２ｈの下方）に設けられ、車両１の後方の領域を撮像する。また、撮像部１５ｂは、車体２の右側の端部２ｆのドアミラー２ｇに設けられ、車両１の右側方の領域を撮像する。また、撮像部１５ｃは、車体２の前側の端部２ｃ（たとえば、フロントバンパー）に設けられ、車両１の前方の領域を撮像する。また、撮像部１５ｄは、車体２の左側の端部２ｄのドアミラー２ｇに設けられ、車両１の左側方の領域を撮像する。以下では、簡単化のため、撮像部１５ａ～１５ｄを、総称して撮像部１５と記載することがある。

撮像部１５は、たとえば、ＣＣＤ（電荷結合素子）やＣＩＳ（ＣＭＯＳ（相補性金属酸化膜半導体）イメージセンサ）などといった撮像素子を有したいわゆるデジタルカメラである。撮像部１５は、所定のフレームレートで車両１の周囲の撮像を行い、当該撮像によって得られた撮像画像の画像データを出力する。

撮像部１５により得られる画像データは、フレーム画像として動画像を構成することが可能である。また、撮像部１５により得られる画像データは、車両１の周囲に存在する立体物を検出するために用いることが可能である。なお、ここで言及している立体物には、駐車している他の車両などの静止した物体や、移動している歩行者などの移動体などが含まれる。さらに、撮像部１５により得られる画像データは、車両１が駐車可能な駐車領域を検出するために用いることも可能である。駐車領域は、車両１が駐車するのに十分な大きさを持った領域であれば、白線などの駐車枠によって明示的に区画された領域であってもよいし、白線などにより明示的に区画されていない領域であってもよい。

なお、実施形態では、車両１の周囲の状況をセンシングするための構成として、上述した撮像部１５に加えて、車両１の周囲に存在する立体物までの距離を検出（算出、特定）する測距センサが設けられていてもよい。このような測距センサとしては、たとえば、レーザ光などの光を出射し、車両１の周囲に存在する立体物から反射された光を受光するレーザ測距センサなどが用いられる。

次に、図３を用いて、実施形態による車両１の内部構成について説明する。図３は、実施形態による車両１の内部の構成を示した概略的かつ例示的なブロック図である。

図３に示されるように、実施形態による車両１には、表示装置１１と、操舵システム１３と、撮像部１５と、ブレーキシステム１８と、舵角センサ１９と、アクセルセンサ２０と、シフトセンサ２１と、車輪速センサ２２と、ＥＣＵ（エレクトロニックコントロールユニット）２４と、が設けられている。

上述した各種の構成（表示装置１１、操舵システム１３、ブレーキシステム１８、舵角センサ１９、アクセルセンサ２０、シフトセンサ２１、車輪速センサ２２、およびＥＣＵ２４）は、車載ネットワーク２３を介して電気的に接続されている。なお、車載ネットワーク２３とは、たとえばＣＡＮ（コントローラエリアネットワーク）によって構成される電気通信回線である。

操舵システム１３は、電動パワーステアリングシステムやＳＢＷ（ステアバイワイヤ）システムなどである。操舵システム１３は、アクチュエータ１３ａと、トルクセンサ１３ｂと、を有する。操舵システム１３は、後述するＥＣＵ２４などの制御のもとでアクチュエータ１３ａを動作させることで、車輪３の一部または全部を転舵する。トルクセンサ１３ｂは、運転者による操舵部４の操作に応じて発生するトルクを検出し、検出結果をＥＣＵ２４に送信する。

ブレーキシステム１８は、ＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）や、横滑り防止装置（ＥＳＣ）、電動ブレーキシステム、ＢＢＷ（ブレーキバイワイヤ）などを含む。ブレーキシステム１８は、アクチュエータ１８ａと、ブレーキセンサ１８ｂと、を有する。ブレーキシステム１８は、後述するＥＣＵ２４などの制御のもとでアクチュエータ１８ａを動作させることで、車輪３に制動力を付与する。ブレーキセンサ１８ｂは、制動操作部６における可動部としてのブレーキペダルの位置（変位）を検出し、検出結果をＥＣＵ２４に送信する。

舵角センサ１９は、運転者による操舵部４の操作量を検出するセンサである。たとえば、舵角センサ１９は、ホール素子などによって構成され、操舵部４の回転部分の回転角度を操舵量として検出し、検出結果をＥＣＵ２４に送信する。また、アクセルセンサ２０は、加速操作部５における可動部としてのアクセルペダルの位置（変位）を検出し、検出結果をＥＣＵ２４に送信する。

シフトセンサ２１は、変速操作部７におけるシフトレバーなどの可動部の位置を検出し、検出結果をＥＣＵ２４に送信する。また、車輪速センサ２２は、車輪３の回転量や、単位時間当たりの車輪３の回転数などを検出し、検出結果をＥＣＵ２４に送信する。

ＥＣＵ２４は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）２４ａや、ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）２４ｂ、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）２４ｃ、表示制御部２４ｄ、音声制御部２４ｅ、ＳＳＤ（ソリッドステートドライブ）２４ｆなどといった、通常のコンピュータと同様のハードウェア構成を有している。

ＣＰＵ２４ａは、車両１全体を制御する制御部である。ＣＰＵ２４ａは、ＲＯＭ２４ｂやＳＳＤ２４ｆなどの記憶装置に記憶されたプログラムを読み出し、当該プログラムに含まれる指令に従って動作することで、各種の処理を実行する。ＲＡＭ２４ｃは、たとえば、ＣＰＵ２４ａが各種の処理を実行する際の作業領域として用いられる。

表示制御部２４ｄは、ディスプレイ８を介した画像出力を制御する。また、音声制御部２４ｅは、音声出力装置９を介した音声出力を制御する。

なお、実施形態によるＥＣＵ２４において、ＣＰＵ２４ａ、ＲＯＭ２４ｂおよびＲＡＭ２４ｃは、１つの集積回路に搭載されていてもよい。また、実施形態によるＥＣＵ２４では、車両１全体を制御する制御部として、ＣＰＵ２４ａに替えて、ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）などのプロセッサや論理回路などが設けられていてもよい。また、実施形態では、ＣＰＵ２４ａにより実行されるプログラムなどを記憶する主記憶装置として、ＳＳＤ２４ｆに替えて（またはＳＳＤ２４ｆに加えて）、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）が設けられていてもよい。さらに、実施形態では、ＥＣＵ２４に接続される外部装置が、主記憶装置としてのＳＳＤ２４ｆを有していてもよい。

以上の構成により、ＥＣＵ２４は、車載ネットワーク２３を介して車両１の各部へ制御信号を送信することで、車両１の各部を統括的に制御する。この際、ＥＣＵ２４は、撮像部１５から得られる画像データや、車載ネットワーク２３を介して取得される各種のセンサの検出結果などを、制御に利用することが可能である。各種のセンサとは、上述したトルクセンサ１３ｂや、ブレーキセンサ１８ｂ、舵角センサ１９、アクセルセンサ２０、シフトセンサ２１、車輪速センサ２２などである。また、ＥＣＵ２４は、車載ネットワーク２３を介して取得される、タッチパネル１０を用いた入力操作に関する情報も、制御に利用することが可能である。

本実施形態において、ＥＣＵ２４は、操舵システム１３、ブレーキシステム１８、及び変速操作部７を制御することで、駐車領域まで車両１の駐車動作を実現可能に構成されている。例えばＥＣＵ２４は、撮像部１５から得られる画像データに基づいて車両１の周辺の路面に存在する駐車領域を取得し、当該駐車領域内に駐車目標位置を設定する。そして、ＥＣＵ２４は、駐車目標位置まで車両１を、操舵、ブレーキ、及び加減速制御を行うことで、車両１を駐車目標位置まで移動させる自動駐車支援制御を行う。

図４は、実施形態による駐車支援装置４００の機能的構成を示した例示的なブロック図である。駐車支援装置４００は、ＥＣＵ２４のＣＰＵ２４ａがＲＯＭ２４ｂやＳＳＤ２４ｆなどに記憶された所定のソフトウェア（制御プログラム）を実行した結果としてＥＣＵ２４内に実現される機能モジュール群である。なお、実施形態では、図４に示された機能モジュール群の一部または全部が専用のハードウェア（回路）によって実現されてもよい。

図４に示されるように、駐車支援装置４００は、操作受付部４０１と、画像取得部４０２と、駐車領域特定部４０３と、経路生成部４０４と、距離算出部４０５と、目標車速度算出部４０６と、位置算出部４０７と、移動制御部４０８と、を有している。

操作受付部４０１は、タッチパネル１０などを介したユーザの操作入力を受け付ける。例えば、操作受付部４０１は、タッチパネル１０を介して、タッチパネル１０上の位置（領域）をタッチするタッチ操作や、当該タッチ操作を所定時間以上継続して行う長押し操作などを受け付ける。これにより、操作受付部４０１は、車両１の駐車支援開始操作や、駐車領域が複数存在する場合に、選択操作を受け付ける。

さらには、操作受付部４０１は、ブレーキセンサ１８ｂからブレーキペダルが押下されているか否かの操作入力を受け付ける。

画像取得部４０２は、車両１の周辺を撮像する複数の撮像部１５から出力された撮像画像データを取得する。

駐車領域特定部４０３は、画像取得部４０２により取得された撮像画像データに基づいて、撮像画像データに写っている白線等を検出する。そして、駐車領域特定部４０３は、検出された白線等から検出可能な駐車枠、及び車両１の大きさを考慮して、車両１が駐車可能な駐車領域を特定すると共に、当該駐車領域に車両１を誘導するための目標となる駐車目標位置を特定する。

経路生成部４０４は、車両１の現在位置から駐車領域に含まれる駐車目標位置に車両１を誘導するための移動経路を生成する。なお、本実施形態においては、経路生成部４０４が、駐車領域に含まれる駐車目標位置まで車両１を誘導するための移動経路を生成する例について説明するが、車両１が駐車目標位置に移動するまでの間に、後退から前進又は前進から後退に車両１を折り返させる折り返し位置等が含まれても良い。

距離算出部４０５は、経路生成部４０４により生成された、車両１の現在位置から駐車目標位置までの移動経路上の距離を表した目標距離を算出する。

図５は、本実施形態の駐車支援装置４００により生成された移動経路を例示した図である。図５は、駐車領域特定部４０３が、画像取得部４０２により取得された撮像画像データに基づいて、白線１０２を検出する。そして、駐車領域特定部４０３が、当該白線１０２の検出結果から、駐車領域Ｍを特定した後、当該駐車領域Ｍに駐車させるための駐車目標位置Ｎを特定する。本実施形態は、例えば、車両１の左右の後輪３Ｒを結ぶ線の中央位置を基準位置Ｇとし、当該基準位置Ｇが到達する位置を駐車目標位置Ｎとする。

そして、経路生成部４０４は、車両１の基準位置Ｇを、駐車目標位置Ｎまで誘導するための移動経路５０１を生成する。そして、距離算出部４０５は、移動経路５０１の目標距離を算出する。本実施形態においては、駐車支援装置４００が、算出された目標距離だけ車両１を移動させるように、操舵、ブレーキ、及び加減速制御を行う。本実施形態においては、ブレーキ及び加減速制御を主に説明するが、車両１の移動した距離に応じた操舵制御も行われているものとする。

本実施形態においては、目標車速度算出部４０６が、移動距離等に基づいて、目標車速度を算出し、移動制御部４０８が当該目標車速度になるよう車両１を制御することで、算出された目標距離だけ移動させる制御を行う。目標車速度とは、当該制御周期毎に算出される車速度であって、当該制御周期内で車両の目標として設定される車速度とする。

図６は、従来の駐車支援装置が設定する目標車速度と、経過時間と、の関係を例示した図である。図６に示される例は、目標距離８ｍとし、制御周期Ｔｓ＝１秒とする。そして、目標車速度算出部４０６は、制御周期Ｔｓ（１秒）毎に、目標車速度を算出する。

図６に示される例では、車両１の設定加速度ａ_plus＝０．１、設定減速度ａ_minus＝－０．１とし、車両１の駐車支援制御時における最大車速度Ｖ_maxとする。設定加速度ａ_plus及び設定減速度ａ_minusは、駐車支援時に出力可能に設定されている加速度、減速度とする。

図６に示される例では、駐車支援装置は、車両の加速時に、制御周期Ｔｓ（１秒）毎に、設定加速度ａ_plus（０．１m/sec）に従って、目標車速度を増加させる。その後、駐車支援装置は、最大車速度Ｖ_maxを目標車速度とし、当該目標車速度で車両を移動させる。その後、駐車支援装置は、車両の減速時に、制御周期Ｔｓ（１秒）毎に、駐車支援時に出力可能な設定減速度ａ_minus（－０．１m/sec）に従って、目標車速度を減少させる。

図７は、図６で示された目標車速度に従って車両を移動させた場合における移動距離を例示した図である。図７に示される例では、図６に示された目標車速度（図６に示される車速度変化６０１で示される階段状の波形の面積）を積分することで移動距離を算出できる。そして、図７に示される例は、図６で示された目標車速度で移動させる制御を行うことで、目標距離（８ｍ）まで到達できることを示している。

図８は、車両の減速時における車速度の変化を例示した図である。図８に示されるような、車両の減速時における、現在の車両位置から車両が停止するまでの移動距離Ｄは、式（１）で算出される。

Ｄ＝１／２（ａ_minus・Ｔｓ²ｎ（ｎ＋１）……（１）

回数ｎは、制御周期Ｔｓ毎に、設定減速度ａ_minusに基づいた減速が行われている場合に、移動距離Ｄを進むまでに、車速度を調整可能な回数とする。回数ｎは、式（１）から導出された式（２）で算出できる。つまり、車両が駐車目標位置までの目標距離Ｄ₀が算出された場合に、式（２）から回数ｎを算出できる。なお、回数ｎは整数とする。

式（２）は、小数部分を取り除いて、整数部分を抽出する床関数とする。式（２）で算出された回数ｎで設定減速度ａ_minusによる減速を行って、車両を停止させるための目標車速度Ｖ₁は、式（３）で算出される。

Ｖ₁＝ａ_minus・Ｔｓ・ｎ……（３）

本実施形態においては、説明を容易にするために、制御周期Ｔｓ（１秒）毎に目標車速度を算出する例について説明するが、制御周期Ｔｓの時間は特に制限されるものではない。例えば、制御周期Ｔｓが、数十m/sec単位とすることが考えられる。

ところで、本実施形態においては、制御周期毎にしか目標車速度を更新できない制限(離散化)がある。このため、設定加速度ａ_plus＝０．１、設定減速度ａ_minus＝－０．１で回数ｎで加減速を行って、目標車速度を調整した場合に、車両１を目標距離Ｄ₀ちょうどに停止させるのは難しい。換言すれば、式（２）において小数部分を取り除いていることから、式（３）で算出された目標車速度Ｖ₁で移動を開始させたとしても、目標距離Ｄ₀ちょうどで停止させるのは難しい。次に、目標距離Ｄ₀と車両１の実際の停車位置とのずれについて説明する。

図９は、従来の駐車支援装置が設定する目標車速度と、経過時間と、の関係を例示した図である。図９に示される例では、目標車速度について、第１の車速度変化９０１と、第２の車速度変化９０２と、を示している。第１の車速度変化９０１は、１８周期目から減速した例であり、第２の車速度変化９０２は、１９周期目から減速した例とする。

図１０は、図９で示された目標車速度に従って車両を移動させた場合における移動距離を例示した図である。図１０には、第１の車速度変化９０１で示される目標車速度を積分することで算出された移動距離１００１と、第２の車速度変化９０２で示される目標車速度を積分することで算出された移動距離１００２と、が示されている。

移動距離１００１の最終位置では、目標距離１０１０に到達せず、移動距離１００２の最終位置では、目標距離１０１０を超過している。このように、制御周期Ｔｓ毎に、設定加速度ａ_plus＝０．１、及び設定減速度ａ_minus＝－０．１単位で目標車速度を調整すると、駐車目標位置と、車両の実際の停車位置と、の間にずれが生じる。

また、減速している間に、加速反転をすることで、より駐車目標位置に近づけることはできるが、乗員に不安感や違和感を与えてしまうため、好ましくない。また、加速反転を行う場合でも、車両１を駐車目標位置ちょうどに停止させるのは難しい。

そこで、本実施形態の目標車速度算出部４０６は、車両１が駐車目標位置に移動するまでの目標距離と、車両１の目標車速度を算出する周期を示した制御周期Ｔｓと、駐車支援時に車両が出力可能に設定されている設定加速度（例えば、設定加速度ａ_plus＝０．１、及び設定減速度ａ_minus＝－０．１を含む）と、に基づいて、制御周期Ｔｓ毎に目標車速度を算出することとした。図９及び図１０に示される例では、制御周期Ｔｓ毎に、設定加速度ａ_plus＝０．１、及び設定減速度ａ_minus＝－０．１に基づいて目標車速度を算出していたため、駐車目標位置と、車両の実際の停車位置と、の間にずれが生じていた。これに対して、本実施形態では、目標車速度算出部４０６は、制御周期Ｔｓ及び設定加速度のみならず、目標距離を考慮して目標車速度を算出しているので、駐車目標位置ちょうどに停止させることを可能とした。

本実施形態の目標車速度算出部４０６は、駐車目標位置ちょうどに停止させることができるように、設定減速度ａ_minusで減速していった場合の車両１の移動距離と、目標距離と、の差に基づいて、目標車速度を調整する車速度オフセット量を算出する。換言すれば、本実施形態は、従来と比べて目標距離を考慮して目標車速度を調整することで、駐車目標位置ちょうどに停止させることを可能とした。

図１１は、車両１の減速時における、車速度オフセット量を例示した図である。図１１に示される例では、制御周期Ｔｓと、設定減速度ａ_minusと、に基づいて算出される車速度に、車速度オフセット量を、加算することで、駐車目標位置ちょうどに停止させることを実現したことを示している。

つまり、目標車速度算出部４０６は、車速度変化１１０１に示されるように、制御周期Ｔｓ毎に、設定減速度ａ_minusに従って減速させている場合に、制御周期Ｔｓと、設定減速度ａ_minusと、に基づいて、車両１が停止するまでに移動可能な移動距離Ｄ1を算出する。図１１に示される例では、車速度変化１１０１の積分値が移動距離となる。

移動距離Ｄ1を算出するために、目標車速度算出部４０６は、現在の車両１の位置から駐車目標位置までの目標距離Ｄ₀と、設定減速度ａ_minusと、制御周期Ｔｓと、に基づいて、式（２）から回数ｎを算出する。

そして、目標車速度算出部４０６は、設定減速度ａ_minusによる回数ｎの調整で車速度を減速させた場合に式（１）に基づいた停止するまでの移動距離Ｄと、目標距離Ｄ₀との差を示した、オフセット距離Ｄ_ofsを、式（４）から算出する。

Ｄ_ofs＝Ｄ₀－１／２（ａ_minus・Ｔｓ²ｎ（ｎ＋１）……（４）

そして、本実施形態の目標車速度算出部４０６は、オフセット距離Ｄ_ofsを調整するための車速度オフセット量ｖ_ofsを算出する。そして、目標車速度算出部４０６は、当該車速度オフセット量ｖ_ofsを、減速時における仮目標車速度Ｖ₀の算出に用いることとした。車速度オフセット量ｖ_ofsは、下記の式（５）から算出する。

そして、目標車速度算出部４０６は、減速時において、設定減速度ａ_minusに制御周期Ｔｓと回数ｎとに基づいて算出される車速度に、車速度オフセット量ｖ_ofsを加算して、仮目標車速度Ｖ₀を算出する。仮目標車速度Ｖ₀は、下記の式（６）から算出する。仮目標車速度Ｖ₀は、車両１が減速時に目標車速度として設定される候補となる車速度とする。

Ｖ₀＝ａ_minus・Ｔs・ｎ＋ｖ_ofs……（６）

本実施形態の目標車速度算出部４０６は、上述した手法で、減速時における仮目標車速度Ｖ₀を算出する。つまり、本実施形態の目標車速度算出部４０６は、制御周期毎に、目標距離に基づいて（算出された車速度オフセット量ｖ_ofsで）、仮目標車速度を調整するため、従来と比べて、車両１を駐車領域内に精度良く停止させることができる。

仮目標車速度Ｖ₀は、制御周期Ｔｓ毎に一定減速を行う場合（換言すれば、減速している場合）に、目標距離Ｄ₀ちょうどに到達するための初速度である。換言すれば、仮目標車速度Ｖ₀は、現在の車両１の現在の車速や、駐車支援時における最大車速度Ｖ_maxを考慮せずに算出した速度である。現在の車両１の速度と、仮目標車速度Ｖ₀と、の差が大きい場合、仮目標車速度Ｖ₀をそのまま目標車速として用いるのは望ましくない。

そこで、本実施形態においては、車両１の加速時や定常区間における目標車速度も算出する必要がある。

そこで、本実施形態の目標車速度算出部４０６は、減速時における仮目標車速度Ｖ₀のみを算出するものではなく、加速時や定常区間における目標車速度も算出する。

例えば、目標車速度算出部４０６は、加速時において、（駐車支援時に上限として出力可能な）設定加速度ａ_plusから定められる車速度（以下、加速時上限車速度Ｖ_limと称す）を、下記の式（７）から算出する。なお、目標車速度算出部４０６により前回（換言すれば、制御周期Ｔｓ前に）算出された目標車速度Ｖ_oldとする。

Ｖ_lim＝Ｖ_old＋ａ_plusＴｓ……（７）

また、定常区間においては、（車両１の駐車支援制御時における）最大車速度Ｖ_maxが、目標車速度となる。そして、加速時上限車速度Ｖ_lim、最大車速度Ｖ_max、及び仮目標車速度Ｖ₀から、車両１の状況に応じた目標車速度Ｖｒが選択される。本実施形態においては、目標車速度算出部４０６は、下記の式（８）から、目標車速度Ｖｒを導出する。

Ｖｒ＝min（Ｖ₀，Ｖ_max，Ｖ_lim）……（８）

つまり、車両１の加速区間において、（前回の目標車速度Ｖ_oldから算出される）加速時上限車速度Ｖ_limが最も小さくなるため、加速時上限車速度Ｖ_limを、目標車速度Ｖｒに設定する。そして、加速時上限車速度Ｖ_limが、最大車速度Ｖ_maxより大きくなった時に、最大車速度Ｖ_maxを、車両１の目標車速度Ｖｒに設定する。そして、定常区間において最大車速度Ｖ_maxで走行した後、最大車速度Ｖ_maxより仮目標車速度Ｖ₀が小さくなった時に、減速が必要と判断し、減速区間において仮目標車速度Ｖ₀を、車両１の目標車速度Ｖｒに設定する。なお、詳細な状況については後述する。

位置算出部４０７は、算出された目標車速度Ｖｒになるよう制御した場合における、次の制御周期Ｔｓ後における車両１の位置を示した目標位置を算出する。

さらに、位置算出部４０７は、車輪速センサ２２から入力された信号に基づいて、制御周期Ｔｓ後における車両１の実際の位置を取得する。本実施形態においては、駐車支援を開始した地点を原点として、車両１の位置を算出する例とするが、車両１の位置を算出するための基準位置を制限するものでない。

移動制御部４０８は、制御周期Ｔｓ毎に、当該制御周期Ｔｓで算出された目標車速度Ｖｒになるよう制御する。さらに、移動制御部４０８は、算出された現在位置と、実際の位置と、の違いに基づいてＰＩＤ制御を行う。これにより、車両１の移動制御の際の誤差を抑止できる。

次に、本実施形態の駐車支援装置４００における駐車支援制御について説明する。図１２は、本実施形態の駐車支援装置４００における上述した処理の手順を示すフローチャートである。

まず、駐車領域特定部４０３は、撮像部１５から入力された撮像画像データに基づいて、車両１が駐車可能な駐車領域を特定すると共に、当該駐車領域に車両１を誘導するための目標となる駐車目標位置を特定する（Ｓ１２０１）。

次に、経路生成部４０４は、車両１の現在位置から駐車領域に含まれる駐車目標位置に車両１を誘導するための移動経路を生成する（Ｓ１２０２）。

そして、距離算出部４０５は、経路生成部４０４により生成された、車両１の現在位置から駐車目標位置までの移動経路における、目標距離を算出する（Ｓ１２０３）。

そして、操作受付部４０１は、ブレーキセンサ１８ｂからの信号に従って、ブレーキペダルがＯＦＦ（足が離された）か否かを判定する（Ｓ１２０４）。ブレーキペダルがＯＦＦではない（足で押し込まれている）と判定された場合（Ｓ１２０４：Ｎｏ）、再びＳ１２０４から処理を行う。

そして、操作受付部４０１は、ブレーキセンサ１８ｂからの信号に従って、ブレーキペダルがＯＦＦ（足が離された）であると判定された場合（Ｓ１２０４：Ｙｅｓ）、目標車速度算出部４０６は、車両１の目標車速度を算出する（Ｓ１２０５）。

そして、移動制御部４０８は、算出された目標車速度になるよう制御する（Ｓ１２０６）。

位置算出部４０７は、算出された目標車速度Ｖｒになるよう制御した場合における、制御周期Ｔｓ後における車両１の位置を示した目標位置を算出する（Ｓ１２０７）。本実施形態においては、目標車速度Ｖｒの変化を積分することで目標位置を算出する。

さらに、位置算出部４０７は、車輪速センサ２２からの信号に基づいて、制御周期Ｔｓ後における車両１の実際の位置を取得する（Ｓ１２０８）。

そして、位置算出部４０７は、算出された目標位置と、車両１の実際の位置と、の差を示した位置誤差を算出する（Ｓ１２０９）。

そして、移動制御部４０８は、Ｓ１２０９で生じた位置誤差を抑止するよう、ＰＩＤ制御を行う（Ｓ１２１０）。具体的には、移動制御部４０８は、ＰＩＤ制御で位置誤差を抑止するための適切な操作量を導出し、当該操作量を、ＣＡＮ通信でブレーキシステム１８等に送信する。

その後、駐車支援装置４００は、車両１が駐車目標位置に到着したか否かを判定する（Ｓ１２１１）。駐車目標位置に到着していないと判定した場合（Ｓ１２１１：Ｎｏ）、次の制御周期における目標車速度の算出から開始される（Ｓ１２０５）。

一方、駐車支援装置４００は、駐車目標位置に到着したと判定した場合（Ｓ１２１１：Ｙｅｓ）、処理を終了する。

本実施形態においては、駐車支援装置４００により操舵、アクセル及びブレーキの自動制御によって、車両１が駐車目標位置まで移動制御が行われる。なお、上述したフローチャートでは、操舵制御は、従来と同様の制御が行われるものとして説明を省略する。

次に、Ｓ１２０５における目標車速度の算出手法について説明する。図１３は、本実施形態の駐車支援装置４００における目標車速度の算出処理の手順を示すフローチャートである。

まず、距離算出部４０５は、経路生成部４０４により生成された移動経路と、車両１の現在位置と、に基づいて、車両１の現在位置から駐車目標位置までの移動経路における、目標距離Ｄ₀を算出する（Ｓ１３０１）。

次に、目標車速度算出部４０６が、目標距離Ｄ₀と、設定減速度ａ_minusと、制御周期Ｔｓと、に基づいて、上述した式（２）から加減速を実行可能な回数ｎを算出する（Ｓ１３０２）。

また、目標車速度算出部４０６が、目標距離Ｄ₀と、設定減速度ａ_minusと、制御周期Ｔｓと、回数ｎとに基づいて、上述した式（４）からオフセット距離Ｄ_ofsを算出した後、オフセット距離Ｄ_ofsと回数ｎと制御周期Ｔｓとに基づいて、上述した式（５）から車速度オフセット量ｖ_ofsを算出する（Ｓ１３０３）。

また、目標車速度算出部４０６は、設定減速度ａ_minusと、回数ｎと、制御周期Ｔｓと、車速度オフセット量ｖ_ofsと、に基づいて、上述した式（６）から、仮目標車速度Ｖ₀を算出する（Ｓ１３０４）。

次に、目標車速度算出部４０６は、前回（換言すれば、制御周期Ｔｓ前に）算出された目標車速度Ｖ_oldと、設定加速度ａ_plusと、制御周期Ｔｓと、に基づいて、上述した式（７）から、加速時上限車速度Ｖ_limを算出する（Ｓ１３０５）。

目標車速度算出部４０６は、仮目標車速度Ｖ₀、加速時上限車速度Ｖ_lim、及び最大車速度Ｖ_maxのうち、加速時上限車速度Ｖ_limが最も小さいか否かを判定する（Ｓ１３０６）。

加速時上限車速度Ｖ_limが最も小さいと判定した場合（Ｓ１３０６：Ｙｅｓ）、目標車速度算出部４０６は、加速時上限車速度Ｖ_limを、目標車速度Ｖｒに設定する（Ｓ１３０７）。

一方、加速時上限車速度Ｖ_limが最も小さいと判定しなかった場合（Ｓ１３０６：Ｎｏ）、目標車速度算出部４０６は、仮目標車速度Ｖ₀、及び最大車速度Ｖ_maxのうち、最大車速度Ｖ_maxが小さいか否かを判定する（Ｓ１３０８）。

最大車速度Ｖ_maxが小さいと判定した場合（Ｓ１３０８：Ｙｅｓ）、目標車速度算出部４０６は、最大車速度Ｖ_maxを、目標車速度Ｖｒに設定する（Ｓ１３０９）。

最大車速度Ｖ_maxが小さくない（換言すれば、仮目標車速度Ｖ₀が小さい）と判定した場合（Ｓ１３０８：Ｎｏ）、目標車速度算出部４０６は、仮目標車速度Ｖ₀を、目標車速度Ｖｒに設定する（Ｓ１３１０）。

本実施形態においては、上述した処理を行うことで、車両１の状況に応じた目標車速度Ｖｒが設定される。次に、車両１の状況に応じた目標車速度の設定について説明する。

図１４は、車両１の駐車支援開始時の状況を例示した図である。図１４に示される例では、最大車速度Ｖ_maxを示す基準線１４０１と、仮目標車速度Ｖ₀の変化１４０２と、目標車速度Ｖｒの変化１４０３と、が示されている。また、仮目標車速度Ｖ₀の変化１４０２は、時刻の経過と共に減速していく。

図１４に示される例では、目標車速度Ｖｒの変化１４０３から算出される加速時上限車速度Ｖ_lim、最大車速度Ｖ_max及び仮目標車速度Ｖ₀のうち、加速時上限車速度Ｖ_limが最も小さい値となる。このため、車両１の加速時においては、加速時上限車速度Ｖ_limが、目標車速度Ｖｒとして設定される。

つまり、仮目標車速度Ｖ₀は、一定の減速制御を行う場合に、ちょうど駐車目標位置に到達する初速度のため、車両１の現在の状況が考慮されていない。このため、駐車支援開始時には、車両１を仮目標車速度Ｖ₀にすることは難しい。そこで、駐車支援開始時には、車両１が出力可能な設定加速度ａ_plusで加速する制御が行われる。

図１５は、車両１の駐車支援の定常区間（時刻Ｔ1）における状況を例示した図である。図１５に示される例では、目標車速度Ｖｒの変化１５１０と、最大車速度Ｖ_maxを示す基準線１５０１と、仮目標車速度Ｖ₀の変化１５０２と、加速時上限車速度Ｖ_limを示す基準線１５０３と、が示されている。図１５に示される例では、加速時上限車速度Ｖ_lim、最大車速度Ｖ_max及び仮目標車速度Ｖ₀のうち、最大車速度Ｖ_maxが最も小さい値となる。このため、定常区間においては、最大車速度Ｖ_maxが、目標車速度Ｖｒとして設定される。

上述したように、仮目標車速度Ｖ₀は車両１の現在の状況を考慮されていない。図１５に示される例では、仮目標車速度Ｖ₀が、車両１が駐車支援時に出力可能な最大車速度Ｖ_maxより大きい場合とする。このような場合には、定常区間として、車両１が最大車速度Ｖ_maxで移動するよう制御する。

図１６は、車両１の駐車支援の減速時（時刻Ｔ2）における状況を例示した図である。図１６に示される例では、目標車速度Ｖｒの変化１６１０と、最大車速度Ｖ_maxを示す基準線１６０１と、仮目標車速度Ｖ₀の変化１６０２と、加速時上限車速度Ｖ_limを示す基準線１６０３と、が示されている。図１６に示される例では、時刻Ｔ2で、加速時上限車速度Ｖ_lim、最大車速度Ｖ_max及び仮目標車速度Ｖ₀のうち、仮目標車速度Ｖ₀が最も小さい値となる。そこで、時刻Ｔ2以降は、仮目標車速度Ｖ₀が、目標車速度Ｖｒとして設定される。換言すれば、最大車速度Ｖ_maxより仮目標車速度Ｖ₀が小さくなった時刻から、車両１の減速が開始される。

本実施形態においては、位置の誤差の調整等にＰＩＤ制御を用いる例について説明したが、ＰＩＤ制御を用いる手法に制限するものではなく、ＰＩ制御等他の制御手法を用いても良い。

また、本実施形態においては、駐車支援開始前に生成した移動経路に従って駐車目標位置まで車両１を案内する例について説明した。しかしながら、移動経路の生成を駐車支援開始前に制限するものではない。例えば、撮像部１５により撮像された撮像画像データから検出された駐車領域に案内するための移動経路を制御周期Ｔｓ毎に更新し続けても良い。この場合、制御周期Ｔｓ毎に移動経路を生成することで、時間が経過するに従ってより正確な移動経路が生成されることになる。これにより、駐車目標位置により正確に停止させることができる。

また、上述した実施形態においては、加速する際には加速時上限車速度を設けて、加速に制限を加える例について説明した。同様に減速する際には減速時下限加速度を設けて、減速に制限を加えるようにしても良い。

本実施形態の駐車支援装置４００においては、ブレーキ、及びアクセルを含めて車両１を自動制御する方式において、目標距離で停止するよう目標車速度Ｖｒを制御周期毎に算出した上で、自動制御を行うこととした。そして、本実施形態の駐車支援装置４００は、車両１の状況に応じた目標車速度を設定する。これにより車両１の状況に応じた速度制御を実現できる。

さらに、上述した実施形態においては、制御周期毎に、目標距離に基づいて、仮目標車速度を調整するため、従来と比べて、車両１を駐車領域内に精度良く停止させることができる。また、目標距離を考慮して、仮目標車速度を調整しているため、減速時に加速反転を行わずとも駐車領域内に精度よく停止させることができる。また、加速反転等の制御を行わないため、搭乗者に違和感や恐怖感を与えないような制御を実現できる。

本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、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。この新規な実施形態は、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ともに、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。

１…車両、４００…駐車支援装置、４０１…操作受付部、４０２…画像取得部、４０３…駐車領域特定部、４０４…経路生成部、４０５…距離算出部、４０６…目標車速度算出部、４０７…位置算出部、４０８…移動制御部。

Claims (3)

1. 車両を駐車領域に駐車させる際に、駐車支援を行う駐車支援装置であって、
   前記車両を前記駐車領域に含まれる目標位置まで移動するまでの目標距離と、前記車両の車速度の目標として設定される目標車速度を算出する周期を示した制御周期と、駐車支援時に前記車両が出力可能に設定されている加速度および第１の減速度と、に基づいて、当該制御周期毎に、第１の目標車速度を算出する速度算出部と、
   前記車両が、当該制御周期毎に、算出された目標車速度にする制御を行う制御部と、を備え、
   前記速度算出部は、
   前記車両の前記第１の減速度と、前記制御周期と、に基づいて、前記車両の減速時における前記車両が停止するまでの移動距離を算出し、前記目標距離と前記移動距離との差に基づいて、前記目標距離で停止させるために前記車両の車速度を調整する車速度オフセット量を算出し、当該車速度オフセット量と前記第１の減速度と前記制御周期とに基づいて、前記第１の目標車速度を算出し、
   前記制御周期毎に、前記第１の目標車速度と、駐車支援時に出力可能な最大車速度と、前記速度算出部により前記制御周期前に算出された目標車速度と駐車支援時に出力可能な加速度とに基づいて算出された加速時上限車速度と、のうち最も小さい車速度を、前記制御部が制御に用いる前記目標車速度として設定する、
   駐車支援装置。
2. 前記速度算出部は、前記制御周期と前記目標距離と前記第１の減速度と、に基づいて、前記車両が前記目標位置に移動するまでの間に、前記目標車速度を算出する回数を算出し、前記回数と前記制御周期と前記第１の減速度とに基づいて算出される車速度と、前記車速度オフセット量と、を加算することで、前記第１の目標車速度を算出する、
   請求項１に記載の駐車支援装置。
3. 車両を駐車領域に駐車させる際に、当該車両を前記駐車領域に含まれる目標位置まで移動するまでの目標距離と、前記車両の車速度の目標として設定される目標車速度を算出する周期を示した制御周期と、駐車支援時に前記車両が出力可能に設定されている加速度および第１の減速度と、に基づいて、当該制御周期毎に、第１の目標車速度を算出する速度算出ステップと、
   前記車両が、当該制御周期毎に、算出された目標車速度にする制御を行う制御ステップと、をコンピュータに実行させ、
   前記速度算出ステップは、
   前記車両の前記第１の減速度と、前記制御周期と、に基づいて、前記車両の減速時における前記車両が停止するまでの移動距離を算出し、前記目標距離と前記移動距離との差に基づいて、前記目標距離で停止させるために前記車両の車速度を調整する車速度オフセット量を算出し、当該車速度オフセット量と前記第１の減速度と前記制御周期とに基づいて、前記第１の目標車速度を算出し、
   前記制御周期毎に、前記第１の目標車速度と、駐車支援時に出力可能な最大車速度と、前記速度算出部により前記制御周期前に算出された目標車速度と駐車支援時に出力可能な加速度とに基づいて算出された加速時上限車速度と、のうち最も小さい車速度を、前記制御部が制御に用いる前記目標車速度として設定する、
   プログラム。

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