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JP7816484B2 - 駐車支援方法及び駐車支援装置 - Google Patents
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JP7816484B2 - 駐車支援方法及び駐車支援装置 - Google Patents

駐車支援方法及び駐車支援装置

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Description

本発明は、駐車支援方法及び駐車支援装置に関する。
下記特許文献1には、駐車開始位置において自車両周囲の検出範囲内の障害物の位置を検出し、駐車開始位置から障害物を回避しつつ駐車目標位置までの移動する移動経路を生成し、移動経路に沿った移動を支援する駐車支援装置が記載されている。
特開2016-60223号公報
駐車開始位置から目標駐車位置まで車両が移動できる経路に制約(例えば固定の障害物や車両の可動範囲の限定)がある場合には、目標駐車位置に対する駐車開始位置の相対位置に基づいて駐車開始位置から目標駐車位置へ至る目標走行軌道を生成しても、車両が実際に目標走行軌道に沿って移動できないことがある。
本発明は、駐車開始位置から目標駐車位置まで車両が移動できる経路に制約があっても、駐車開始位置から目標駐車位置まで車両が移動できる目標走行軌道を算出することを目的とする。
本発明の一態様の駐車支援方法では、手動運転により車両を駐車する時に車両が開始点から目標駐車位置まで移動する実際の軌道を実走行軌道として記憶し、実走行軌道の開始点と目標駐車位置との相対位置に基づいて算出された、開始点から目標駐車位置まで至る軌道である第1目標走行軌道を算出し、実走行軌道のうち第1目標走行軌道と第1所定距離以上乖離している部分を含んだ範囲である乖離範囲を算出し、乖離範囲内にある地点を目標中間位置として設定し、目標駐車位置への車両の駐車を支援する際に、駐車を開始する時点の車両の位置である駐車開始位置から、目標中間位置を介して目標駐車位置へ至る軌道である第2目標走行軌道を算出し、第2目標走行軌道に沿った車両の移動を支援する駐車支援制御を実行する。
本発明によれば、駐車開始位置から目標駐車位置まで車両が移動できる経路に制約があっても、駐車開始位置から目標駐車位置まで車両が移動できる目標走行軌道を算出できる。
本発明の目的及び利点は、特許請求の範囲に示した要素及びその組合せを用いて具現化され達成される。前述の一般的な記述及び以下の詳細な記述の両方は、単なる例示及び説明であり、特許請求の範囲のように本発明を限定するものでないと解するべきである。
駐車支援装置の概略構成例を示す図である。 実施形態の駐車支援方法の一例の説明図である。 実施形態の駐車支援方法の一例の説明図である。 図1のコントローラの機能構成の一例のブロック図である。 目標中間位置の設定例の説明図である。 目標中間位置の設定例の説明図である。 目標走行軌道の算出例の説明図である。 目標走行軌道の算出例の説明図である。 手動運転による駐車が行われた際に実行される処理の一例のフローチャートである。 駐車支援実施時の処理の一例のフローチャートである。
(構成)
図1を参照する。車両1は、目標駐車位置への車両1の駐車を支援する駐車支援装置10を備える。駐車支援装置10は、車両1の現在位置から目標駐車位置までの目標走行軌道に沿って走行することを支援する。駐車支援装置10による駐車支援には様々な形態がある。例えば、車両1の目標走行軌道に沿って目標駐車位置まで走行するように車両1を制御する自動運転を行ってもよい。車両1の目標走行軌道に沿って目標駐車位置まで走行するように車両1を制御する自動運転とは、車両の操舵角、駆動力、制動力の全て、あるいは一部を制御して、車両1の目標走行軌道に沿った走行の全てあるいは一部を自動的に実施する制御を意味する。また、目標走行軌道と車両1の現在位置とを車両1の乗員が視認可能な表示装置に表示することによって、車両1の駐車を支援してもよい。
測位装置11は、車両1の現在位置を測定する。測位装置11は、例えば全地球型測位システム(GNSS)受信機を備える。GNSS受信機は、例えば地球測位システム(GPS)受信機等であってよい。
ヒューマンマシンインタフェース(HMI)12は、駐車支援装置10と乗員との間で情報を授受するインタフェース装置である。HMI12は、車両1の乗員が視認可能な表示装置や、スピーカやブザーや、操作子(ボタンやスイッチ、レバー、ダイヤル、タッチパネルなど)を備える。
外界センサ14は、車両1から所定距離範囲の物体を検出する。外界センサ14は、車両1の周囲に存在する物体と車両1との相対位置、車両1と物体との距離、物体が存在する方向などの車両1の周囲環境を検出する。外界センサ14は、例えば車両1の周囲環境を撮影するカメラを含んでよい。カメラは、例えば車両1の周囲を撮影して、俯瞰画像(アラウンドビューモニター画像)に変換される撮像画像を生成するアラウンドビューモニターカメラであってもよい。外界センサ14は、ソナーや、レーザレンジファインダ、レーダ、LiDAR(Light Detection and Ranging)のレーザレーダなどの測距装置を含んでもよい。
車両センサ15は、車両1の様々な情報(車両情報)を検出する。車両センサ15は、例えば、車両1の走行速度を検出する車速センサ、車両1が備える各タイヤの回転速度を検出する車輪速センサ、車両1の3軸方向の加速度(減速度を含む)を検出する3軸加速度センサ(Gセンサ)、ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサ、転舵輪の転舵角を検出する転舵角センサ、車両1の角速度を検出するジャイロセンサ、ヨーレイトを検出するヨーレイトセンサを含んでよい。
コントローラ16は、車両1の駐車支援制御を行う電子制御ユニットである。コントローラ16は、プロセッサ20と、記憶装置21等の周辺部品とを含む。プロセッサ20は、例えばCPUやMPUであってよい。記憶装置21は、半導体記憶装置や、磁気記憶装置、光学記憶装置等を備えてよい。以下に説明するコントローラ16の機能は、例えばプロセッサ20が、記憶装置21に格納されたコンピュータプログラムを実行することにより実現される。なお、コントローラ16を、以下に説明する各情報処理を実行するための専用のハードウエアにより形成してもよい。
ステアリングアクチュエータ18aは、コントローラ16の制御信号に応じて車両1の操舵機構の操舵方向及び操舵量を制御する。アクセルアクチュエータ18bは、コントローラ16の制御信号に応じて、エンジンや駆動モータである駆動装置のアクセル開度を制御する。ブレーキアクチュエータ18cは、コントローラ16の制御信号に応じて制動装置を作動させる。
次に、駐車支援装置10による駐車支援制御を説明する。駐車支援制御において駐車支援装置10は、目標駐車位置Ptに対する駐車開始位置の相対位置を算出する。駐車開始位置は、目標駐車位置Ptへの駐車支援制御を開始する時点における車両1の位置である。駐車支援装置10は、目標駐車位置Ptに対する駐車開始位置の相対位置に基づいて、駐車開始位置から目標駐車位置Ptまで車両1を移動させる目標走行軌道Ttを算出する。駐車支援装置10は、目標走行軌道Ttに沿った車両1の移動を支援する駐車支援制御を実行する。目標走行軌道Ttは、特許請求の範囲の「第2目標走行軌道」の一例である。
目標駐車位置Ptに対する駐車開始位置の相対位置は、例えば、目標駐車位置Ptの周囲の物標の特徴点及び特徴量を予め記憶しておき、記憶した特徴点及び特徴量と、車両1の周囲で検出される物標の特徴点と特徴量とに基づいて算出してもよい。
例えば駐車支援装置10は、手動運転により車両1を目標駐車位置Ptに駐車する時に、目標駐車位置Ptの周囲の物標の特徴点と特徴量とを検出し、目標駐車位置Ptに対する特徴点の位置と特徴量とを記憶装置21に記憶する。このように、駐車支援装置10が物標の特徴点の位置と特徴量とを記憶装置21に記憶する動作モードを「物標学習モード」と表記する。
一方で、目標駐車位置Ptへの車両1の駐車を支援する動作モードを「駐車支援モード」と表記する。駐車支援モードにおいて駐車支援装置10は、記憶した目標駐車位置Ptの周囲の物標の特徴点位置と特徴量と、車両1の周囲で検出される物標の特徴点の位置と特徴量とに基づいて目標駐車位置Ptに対する駐車開始位置の相対位置を算出し、算出した相対位置に基づいて目標走行軌道Ttを算出し、目標走行軌道Ttに沿った車両1の移動を支援する駐車支援制御を実行する。
なお本明細書の記載は、目標駐車位置Ptに対する駐車開始位置の相対位置の算出方法によって本発明の技術的範囲を限定することを意図するものではない。本発明は、駐車開始位置から目標駐車位置Ptまでの目標走行軌道を算出する方法に広く適用可能である。すなわち、目標駐車位置Ptに対する駐車開始位置の相対位置は、様々な方法で取得できる。例えば、車両1の周囲の駐車枠線や駐車スペースを外界センサ14のカメラで検出することにより目標駐車位置Ptを検出して、目標駐車位置Ptに対する駐車開始位置を算出してもよい。
上記のとおり、駐車支援モードでは、駐車開始位置から目標駐車位置Ptまで車両1を移動させる軌道である目標走行軌道Ttを算出する。しかしながら、駐車開始位置から目標駐車位置Ptまで車両が移動できる経路には、制約があることがある。
例えば、駐車開始位置と目標駐車位置Ptまでの間に柱や樹木などの固定の障害物があったり、車両が移動できる空間(すなわち可動範囲)が制限されることがある。このような場合には、目標駐車位置Ptに対する駐車開始位置の相対位置に基づいて目標走行軌道を生成しても、車両が目標走行軌道に沿って移動できないことがある。
また、上記の障害物や制限を回避するために、駐車開始位置から目標駐車位置Ptまでの移動中に目標走行軌道を修正すると、円滑な目標走行軌道を生成できないことがある。
そこで実施形態の駐車支援装置10は、手動運転により車両1を駐車する時に車両1が目標駐車位置Ptまで移動する実際の軌道(以下、「実走行軌道」と表記する)を記憶する。図2Aを参照する。実線Taは、開始点(開始位置)Psから目標駐車位置Ptまで手動運転により車両1を移動させた実走行軌道を示す。
駐車支援装置10は、実走行軌道Taに基づいて、駐車開始位置から目標駐車位置Ptまで移動する途中で車両1を経由させる目標中間位置(図2Aの例では位置Pi1)を設定する。
駐車支援装置10は、目標中間位置を設定するために、実走行軌道Taの開始点Psから目標駐車位置Ptまで至る軌道を実走行軌道Taの開始点Psと目標駐車位置Ptとの相対位置に基づいて算出する。目標中間位置の設定のために算出する軌道を「生成軌道」と表記する。生成軌道は、特許請求の範囲の「第1目標走行軌道」や「第3目標走行軌道」の一例である。例えば図2Aには生成軌道Tc1(破線)が示されている。
駐車支援装置10は、実走行軌道Taのうち、生成軌道と第1所定距離d1以上乖離している部分を含んだ範囲である乖離範囲を算出する。例えば図2Aには、実走行軌道Taのうち、生成軌道Tc1と第1所定距離d1以上乖離している部分を含む乖離範囲R1が示されている。
以下の説明において用語「乖離量」は、実走行軌道Taからの生成軌道の乖離量を表すために使用される。例えば乖離量は、実走行軌道Taの法線方向における実走行軌道Taと生成軌道との間の距離として定義してよい。例えば図2Aには、実走行軌道Taからの生成軌道Tc1の乖離量dd1が示されている。また図2Bは、実走行軌道Taに沿った位置に対する乖離量dd1を示している。地点P1は、乖離量dd1が最も大きくなる実走行軌道Ta上の地点である。
また、実走行軌道Taのうち、生成軌道と第1所定距離d1以上乖離している部分を「乖離部分」と表記する。例えば、実走行軌道Ta上のある地点における乖離量が第1所定距離d1であり、その前後で乖離量が第1所定距離d1未満である場合、乖離部分は実走行軌道Ta上の単一の地点となる。また例えば、実走行軌道Ta上の2つの地点における乖離量が第1所定距離d1であり、これら2つの地点に挟まれた実走行軌道Ta上の区間において連続して乖離量が第1所定距離d1より大きい場合には、これら2つの地点に挟まれた区間が単一の乖離部分となる。なお、第1所定距離d1とは手動運転により車両1を駐車する時に、車両1の運転者が障害物を回避するために軌道を修正したと判定される程度の距離であり、予め定められた距離である。手動運転により車両1を駐車する時の軌道は運転者毎に、ある程度のばらつきを持っているため、第1所定距離d1は実験やシミュレーション等で得られた、運転者毎の走行軌道のばらつきを考慮した上で予め設定することができる。
駐車支援装置10は、乖離部分の一部又は全てを含む範囲を乖離範囲として算出してよい。例えば、乖離部分に含まれる実走行軌道Ta上の単一の地点を乖離範囲として算出してよい。例えば、非零の長さを有する乖離部分において、乖離量が最も大きくなる実走行軌道Ta上の地点を乖離範囲として算出してもよい。例えば、図2Aの地点P1を乖離範囲として算出してよい。
また例えば、乖離部分に含まれる実走行軌道Ta上の複数の地点を乖離範囲として算出してよい。例えば、非零の長さを有する乖離部分に含まれる複数の地点を乖離範囲として算出してもよい。
また例えば、非零の長さを有する乖離部分の一部又は全部の区間を乖離範囲として算出してよい。
また、乖離部分が複数存在する場合には、これらの乖離部分のうちいずれかに含まれる単一の地点、複数の地点、区間を乖離範囲として設定してもよい。例えば、これらの乖離部分のうち任意に選択した乖離部分に含まれる単一の地点、複数の地点、区間を乖離範囲として設定してもよい。これらの乖離部分のうち乖離量が最も大きな乖離部分に含まれる単一の地点、複数の地点、区間を乖離範囲として設定してもよい。
また、例えば乖離範囲として、これら単一の地点、複数の地点、区間から第2所定距離d2以内の範囲を乖離範囲R1として指定してもよい。第2所定距離d2は、第1所定距離d1よりも短くなるように適宜設定してよい。
駐車支援装置10は、乖離範囲内に目標中間位置を設定する。目標中間位置は乖離範囲内に任意に設定してもよい。例えば図2Aには、乖離範囲R1内に設定された目標中間位置Pi1が示されている。目標中間位置Pi1は地点P1と等しい位置に設定してもよい。すなわち、目標中間位置は、乖離範囲毎に、乖離範囲内の実走行軌道Ta上の点であって生成軌道との間の乖離が最も長い地点に設定してもよい。
目標中間位置Pi1は、地点P1と異なる位置に設定してもよい。すなわち、目標中間位置は、乖離範囲毎に、乖離範囲内の実走行軌道Ta上の点であって生成軌道との間の乖離が最も長い地点と異なる位置に設定してもよい。図2Aの例では、地点P1から第2所定距離d2以内の範囲に設定してもよい。
駐車支援装置10は、駐車開始位置から目標中間位置(図2Aの例では目標中間位置Pi1)を介して目標駐車位置Ptへ至る軌道を、目標走行軌道Tt(一点鎖線)として算出する。
このように、手動運転により開始点Psから目標駐車位置Ptまで実際に車両1が移動した実走行軌道Taに基づいて目標中間位置を設定し、駐車開始位置から目標中間位置を介して目標駐車位置Ptへ至る目標走行軌道Ttを算出することで、車両1が移動できる経路に制約があっても車両1が走行できる目標走行軌道を生成できる。
また、駐車開始位置から目標駐車位置Ptまでの移動を開始する前に、目標中間位置Pi1を経由する軌道を生成できるので、円滑な目標走行軌道を生成できる。
以下、コントローラ16の機能構成についてより詳しく説明する。図3を参照する。コントローラ16は、画像変換部40、自己位置算出部41、特徴点検出部42、地図データ生成部43、実軌道取得部44、中間位置設定部46、相対位置算出部47、目標軌道生成部48、操舵制御部49、車速制御部50、及び支援画像生成部51として機能する。
画像変換部40は、外界センサ14のカメラの撮像画像を、車両1の真上の仮想視点から見た俯瞰画像(アラウンドビューモニター画像)に変換する。以下、画像変換部40による変換後の俯瞰画像を「周囲画像」と表記することがある。
自己位置算出部41は、車両センサ15から出力される車両情報に基づくデッドレコニング等により固定座標系上の車両1の現在位置を演算する。固定座標系とは、特定の地点を座標原点とする座標系(例えば地図座標系)である。自己位置算出部41は、演算した現在位置を、外界センサ14で検出した車両1の周囲の物標位置と、既知の物標位置や高精度地図情報と、の間のマップマッピング等によって補正してもよい。
特徴点検出部42は、画像変換部40から出力される周囲画像から車両1の周囲の物標の特徴点を検出するとともに、特徴点の特徴量を算出する。周囲画像の特徴点とは、例えば周囲画像におけるエッジ点などの物標として特徴を持つ点であり、また、特徴量とは画像上の輝度などの特徴点における特徴を表す情報である。周囲画像から検出される特徴点の位置は、車両1の現在位置を基準とする座標系(以下「車両座標系」と表記する)上の座標で表される。特徴点の検出や画像特徴量の算出には、例えばSIFT、SURF、ORB、BRIAK、KAZE、AKAZE等の手法を利用できる。なお、特徴点検出部42が特徴点を検出するタイミングは特に限定されず、例えば、駐車支援装置10の動作モードが物標学習モードや駐車支援モードであるか否かに関係なく常に実施されていてもよい。
さらに特徴点検出部42は、車両1の現在位置を自己位置算出部41から受信する。特徴点検出部42は、検出した特徴点の位置及びその特徴量と、特徴点を検出した時点の車両1の現在位置とを含んだ特徴点データを生成する。特徴点検出部42は、特徴点データを地図データ生成部43と相対位置算出部47に出力する。なおここで、特徴点検出部42は、少なくとも特徴点の位置を検出できれば良い。すなわち、特徴点データとしては少なくとも特徴点の位置と車両1の現在位置を含んでいればよく、特徴量の検出は必ずしも必要ではない。
駐車支援装置10の動作モードが物標学習モードである場合、地図データ生成部43は、特徴点検出部42が生成した特徴点データを記憶装置21に記憶する。以下、記憶装置21に記憶された特徴点を「学習済特徴点」と表記することがある。さらに地図データ生成部43は、目標駐車位置Ptの位置を記憶装置21に記憶する。例えば、車両1が目標駐車位置Ptに位置する時に、車両1の使用者がHMI12を操作することで車両1の現在位置を目標駐車位置Ptであることを入力してよい。また、物標学習モードにおいて、使用者が車両1のシフトポジションをパーキングレンジに切り替えたり、パーキングブレーキをかけたときに、車両1の現在位置を目標駐車位置Ptとして検出してもよい。このように車両座標系上の学習済特徴点の位置と、学習済特徴点を検出した時の車両1の固定座標系上の位置と、固定座標系上の目標駐車位置Ptとを記憶することにより、学習済特徴点と目標駐車位置Ptとの相対位置関係を記憶できる。
なお、学習済特徴点と目標駐車位置Ptとの相対位置関係を記憶する形態は、上記の形態に限定されるものではなく、例えば、目標駐車位置Ptを基準とする相対座標系における学習済特徴点の位置を記憶してもよい。
実軌道取得部44は、手動運転により車両1を目標駐車位置Ptに駐車する間に、車両1が目標駐車位置Ptまで移動する実際の軌道である実走行軌道Taを取得する。例えば実軌道取得部44は、手動運転により車両1を目標駐車位置Ptに駐車する間に、自己位置算出部41から出力される車両1の現在位置を連続して受信することにより、移動中の車両1の現在位置の点列に基づいて実走行軌道Taを取得してよい。
なお、実軌道取得部44は、物標学習モードで特徴点を学習するために手動運転により車両1を目標駐車位置Ptに駐車する機会に、実走行軌道Taを取得してもよい。または、単に手動運転により車両1を目標駐車位置Ptに駐車するときに、特徴点を学習せずに実走行軌道Taを取得してもよい。例えば、車両1の使用者は、HMI12を操作することで実走行軌道Taの取得の開始を指示してもよい。
実軌道取得部44は、手動運転による車両1の駐車の完了を検出したときに、実走行軌道Taの取得を完了する。実軌道取得部44は、取得した実走行軌道Taを記憶装置21に記憶する。例えば、車両1の使用者は、HMI12を操作することで実走行軌道Taの取得の完了を指示してもよい。また実軌道取得部44は、使用者が車両1のシフトポジションをパーキングレンジに切り替えたり、パーキングブレーキをかけたとき、又は車両1の現在位置が目標駐車位置Ptに到達したときに、手動運転による車両1の駐車の完了を検出してもよい。
手動運転による車両1の駐車が完了した場合、中間位置設定部46は、実走行軌道Taに基づいて目標中間位置を設定する。図4Aを参照する。最初の目標中間位置Pi1を設定する場合、中間位置設定部46は、実走行軌道Taの開始点Psから目標駐車位置Ptまで至る生成軌道Tc1を算出する。例えば中間位置設定部46は、開始点Psと目標駐車位置Ptとを接続するクロソイド曲線を生成軌道Tc1として算出してよい。中間位置設定部46は、実走行軌道Taのうち、生成軌道Tc1と第1所定距離d1以上乖離している乖離部分が存在するか否かを判定する。乖離部分が存在しない場合には、中間位置設定部46は最初の目標中間位置Pi1を設定しない。この場合には目標中間位置は設定されない。乖離部分が存在する場合、中間位置設定部46は、乖離部分を含む乖離範囲R1を算出する。乖離部分が複数存在する場合は、これらの乖離部分のうちいずれか1つを含む乖離範囲R1を算出する。例えば、これらの乖離部分のうち任意に選択した乖離部分や乖離量が最も大きな乖離部分を含むように乖離範囲R1を設定してもよい。
中間位置設定部46は、乖離範囲R1内に目標中間位置Pi1を設定する。なお、目標中間位置Pi1を設定する際に中間位置設定部46は、目標中間位置Pi1を介して開始点Psから目標駐車位置Ptへ至る軌道を算出し、算出した軌道上を車両1が移動できるか否かを判定してもよい。算出した軌道上を車両1が移動できないと判定した場合に、目標中間位置Pi1を乖離範囲R1内の他の地点に設定し直してもよい。中間位置設定部46は、車両1が移動できる軌道を算出できるまで、乖離範囲R1内に目標中間位置Pi1を設定し直す処理を繰り返してもよい。
目標中間位置Pi1を設定すると、中間位置設定部46は、開始点Psから目標中間位置Pi1を介して目標駐車位置Ptまで至る生成軌道Tc2を算出する。生成軌道Tc2は特許請求の範囲の「第3目標走行軌道」の一例である。例えば中間位置設定部46は、開始点Psと目標中間位置Pi1とを接続するクロソイド曲線と、目標中間位置Pi1と目標駐車位置Ptとを接続するクロソイド曲線と、を接続して生成軌道Tc2を算出してよい。中間位置設定部46は、実走行軌道Taのうち生成軌道Tc2と第1所定距離d1以上乖離している乖離部分が存在するか否かを判定する。すなわち、開始点Psから目標駐車位置Ptまでに亘って実走行軌道Taからの生成軌道Tc2の乖離量dd2が第1所定距離d1未満であるか否かを判定する。乖離部分が存在しない場合には中間位置設定部46は2つめの目標中間位置を設定しない。この場合は目標中間位置Pi1のみ設定される。乖離部分が存在する場合、中間位置設定部46は、乖離部分を含む乖離範囲R2を算出し、乖離範囲R2内に追加の目標中間位置Pi2を設定する。地点P2は、乖離量dd2が最も大きくなる実走行軌道Ta上の地点である。
中間位置設定部46は、複数の目標中間位置Pi1、Pi2を設定した場合、実走行軌道Taに沿って目標駐車位置Ptから遠い順に(すなわち開始点Psから近い順に)、目標中間位置Pi1、Pi2の順序(以下の説明において「中間位置順序」と表記する)を設定する。以下の説明において目標中間位置に設定した順序を「中間位置順序」と表記する。
中間位置設定部46は、開始点Psから目標中間位置Pi1及びPi2を介して目標駐車位置Ptまで至る生成軌道Tc3を算出する。生成軌道Tc3は、特許請求の範囲の「第3目標走行軌道」の一例である。このとき中間位置設定部46は、中間位置順序にしたがって目標中間位置Pi1及びPi2を通過するように生成軌道Tc3を算出する。すなわち、開始点Psから開始し、実走行軌道Taに沿う順序で開始点Psから近い順に目標中間位置Pi1及びPi2を通過して、目標駐車位置Ptまで至る生成軌道Tc3を算出する。例えば図4Bの例では、目標中間位置Pi1、Pi2の順に通過する生成軌道Tc3を算出する。例えば中間位置設定部46は、開始点Psと目標中間位置Pi1とを接続するクロソイド曲線と、目標中間位置Pi1と目標中間位置Pi2とを接続するクロソイド曲線と、目標中間位置Pi2と目標駐車位置Ptとを接続するクロソイド曲線と、を接続して生成軌道Tc3を算出してよい。
中間位置設定部46は、実走行軌道Taのうち、生成軌道Tc3と第1所定距離d1以上乖離している乖離部分が存在するか否かを判定する。乖離部分が存在しない場合は、中間位置設定部46は3つめの目標中間位置を設定しない。この場合は目標中間位置Pi1、Pi2のみ設定される。乖離部分が存在する場合、中間位置設定部46は、2つ目の目標中間位置Pi2を設定した方法と同様の方法で3つ目の目標中間位置を追加する。以下、実走行軌道Taと第1所定距離d1以上乖離している部分がない生成軌道を生成できるまで目標中間位置を追加する。実走行軌道Taと第1所定距離d1以上乖離している部分がない生成軌道を生成できた場合、中間位置設定部46は、目標中間位置の設定を完了して、設定した目標中間位置を記憶装置21に記憶する。
なお、目標駐車位置Ptまで車両が移動できる経路の制約(例えば可動範囲の制約や障害物)が一時的な制約であることがある。この場合には、目標中間位置が不要である場合がある。したがって、中間位置設定部46は、設定された目標中間位置のうちいずれかを車両1の使用者が選択する選択入力を受け付け、選択された目標中間位置のみを記憶装置21に記憶してもよい。
例えば、中間位置設定部46は設定された複数個の目標中間位置をHMI12の表示装置に表示して、表示された目標中間位置のうち記憶すべき目標中間位置をHMI12の操作子を用いて選択する選択入力を受け付ける。選択入力は、例えば登録対象の目標中間位置を指定する入力であってもよく、不要な目標中間位置を指定する入力であってもよい。
また、例えばN個の目標中間位置が設定された場合に、これらN個の目標中間位置の中から1~N個の目標中間位置を取り出す全ての組合せを設定し、組合せに含まれる目標中間位置を介して開始点Psから目標駐車位置Ptまで至る軌道をHMI12の表示装置に表示し、表示された軌道のいずれかを指定する入力を受け付けてもよい。この場合、中間位置設定部46は、指定された軌道が通過する目標中間位置を記憶装置21に記憶してもよい。
図3を参照する。目標駐車位置Ptへの車両1の駐車を支援する駐車支援制御を開始するには、駐車支援装置10の動作モードを駐車支援モードに切り替える。例えば、駐車支援装置10は、車両1が目標駐車位置Pt付近に位置するときに動作モードを駐車支援モードに切り替えてもよい。このとき、シフトポジションがドライブレンジからリバースレンジに切り替わったり、リバースレンジからドライブレンジに切り替わった場合に、動作モードを駐車支援モードに切り替えてもよい。また、HMI12に用意された「駐車支援起動スイッチ」が操作されたときに動作モードを駐車支援モードに切り替えてもよい。動作モードを駐車支援モードに切り替える条件は任意に設定できる。
駐車支援装置10の動作モードが駐車支援モードに切り替わると、相対位置算出部47は、目標駐車位置Ptへの駐車支援制御を開始する時点における車両1の現在位置を駐車開始位置Ppsとして設定する。また相対位置算出部47は、記憶装置21に記憶されている学習済特徴点と、特徴点検出部42から出力されている特徴点データの特徴点とをマッチングして、同一の特徴点どうしを対応付ける。以下の説明において、駐車支援装置10の動作モードが駐車支援モードである場合に特徴点検出部42が車両1の周囲で検出した特徴点を「周囲特徴点」と表記する。
相対位置算出部47は、周囲特徴点と車両1との間の相対位置関係と、周囲特徴点に対応付けられた学習済特徴点と目標駐車位置Ptとの間の相対位置関係に基づいて、目標駐車位置Ptに対する駐車開始位置Ppsの相対位置を算出する。例えば、周囲特徴点を(x,y)と表記し、周囲特徴点(x,y)にそれぞれ対応付けられた学習済特徴点を(xmi,ymi)と表記する(i=1~N)。相対位置算出部47は、最小二乗法に基づいて次式によりアフィン変換行列Maffineを算出する。
重み付け最小二乗法を用いて次式のように列ベクトル(a,a,a,aを算出してもよい。
相対位置算出部47は、次式により記憶装置21に記憶された固定座標系上の目標駐車位置Ptの位置(targetx,targety)を、車両座標系の位置(targetx,targety)に変換する。
車両座標系における目標駐車位置Ptの位置(targetx,targety)は、目標駐車位置Ptに対する駐車開始位置Ppsの相対位置を表している。相対位置算出部47は、目標駐車位置Ptに対する駐車開始位置Ppsの相対位置を目標軌道生成部48に出力する。
目標軌道生成部48は、目標駐車位置Ptに対する駐車開始位置Ppsの相対位置と、目標中間位置とに基づいて目標走行軌道Ttを算出する。図5Aを参照する。目標軌道生成部48は、中間位置順序にしたがって目標中間位置Pi1及びPi2を通過するように目標走行軌道Ttを算出する。すなわち、駐車開始位置Ppsから開始し、中間位置順序にしたがって目標中間位置Pi1及びPi2を通過して(すなわち実走行軌道Taに沿う順序で目標駐車位置Ptから遠い順に目標中間位置Pi1及びPi2を通過して)、目標駐車位置Ptまで至る目標走行軌道Ttを算出する。目標走行軌道Ttの算出には、自動駐車装置に採用されている周知の手法を適用することができる。例えば、駐車開始位置Ppsから目標中間位置Pi1及びPi2を経由して目標駐車位置Ptまでクロソイド曲線で接続することによって算出することができる。
図5Bを参照する。記憶装置21に記憶された全ての目標中間位置Pi1及びPi2を通過するように目標走行軌道Ttを算出できない場合がある。例えば、ある目標中間位置(図5Bの例では目標中間位置Pi1)よりも駐車開始位置Ppsが目標駐車位置Ptに近い場合、この目標中間位置を通過するように目標走行軌道Ttを算出できない。このような状況は、例えば運転者が手動運転による駐車を途中まで行い、実走行軌道Taの開始点Psよりも目標駐車位置Ptに近い位置で駐車支援制御を開始した場合などに発生しうる。
この場合に目標軌道生成部48は、記憶装置21から読み出した目標中間位置Pi1及びPi2のうち、中間位置順序にしたがって(すなわち、実走行軌道Taに沿って目標駐車位置Ptから遠い順に)目標中間位置を順々に除去し、除去されなかった目標中間位置を介して駐車開始位置Ppsから目標駐車位置Ptへ至る目標走行軌道Ttを算出する。図5Bの例では、目標中間位置Pi1を除き、目標中間位置Pi2を介して駐車開始位置Ppsから目標駐車位置Ptへ至る目標走行軌道Ttを算出している。
さらに、目標軌道生成部48は、車両1が目標走行軌道Ttを走行する目標車速プロファイルを算出する。例えば目標車速プロファイルは、駐車開始位置Ppsから予め定められた設定速度まで加速した後に、目標駐車位置Ptの手前で減速して目標駐車位置Ptで停車する車速プロファイルであってよい。設定速度は、算出した目標走行軌道の曲率に基づいて、曲率が大きいほど低い速度となるように設定してもよい。
図3を参照する。目標軌道生成部48は、目標走行軌道Ttと目標車速プロファイルをそれぞれ操舵制御部49と車速制御部50へ出力する。
操舵制御部49は、車両1が目標走行軌道Ttに沿って車両1を走行するようにステアリングアクチュエータ18aを制御する。車速制御部50は、車両1の車速が目標車速プロファイルに従って変化するように、アクセルアクチュエータ18bとブレーキアクチュエータ18cを制御する。これにより、目標走行軌道Ttに沿って走行するように車両1が制御される。支援画像生成部51は、目標走行軌道Ttと車両1の現在位置を表す駐車支援画像を生成する。例えば駐車支援画像は、車両1の周囲を上方から見た鳥瞰画像や俯瞰画像に目標走行軌道Ttと車両1の現在位置とを重畳した画像であってよい。支援画像生成部51は、HMI12の表示装置に駐車支援画像を表示する。
(動作)
図6は、手動運転による駐車が行われた際に実行される処理の一例のフローチャートである。ステップS1において特徴点検出部42は、車両1の周囲の物標の特徴点を学習済特徴点として記憶装置21に記憶する。ステップS2において実軌道取得部44は、実走行軌道Taを取得して記憶装置21に記憶する。ステップS3において駐車支援装置10は、車両1が目標駐車位置Ptに到達したか否かを判定する。車両1が目標駐車位置Ptに到達してない場合(ステップS3:N)に処理はステップS1へ戻る。車両1が目標駐車位置Ptに到達した場合(ステップS3:Y)に処理はステップS4へ進む。
ステップS4において中間位置設定部46は、生成軌道を算出する。ステップS5において中間位置設定部46は、実走行軌道Taの開始点Psから目標駐車位置Ptまでに亘って実走行軌道Taからの生成軌道の乖離量が第1所定距離d1未満であるか否かを判定する。乖離量が第1所定距離d1未満でない(ステップS5:N)に処理はステップS6へ進む。乖離量が第1所定距離d1未満である場合(ステップS5:Y)に処理はステップS7へ進む。ステップS6において中間位置設定部46は、乖離範囲に目標中間位置を設定する。処理ループS4~S6においてステップS6が2回以上実行される場合には、2回目以降は追加の目標中間位置を設定する。その後に処理はステップS4へ戻る。ステップS7において設定済み目標中間位置を記憶装置21に記憶する。その後に処理は終了する。
図7は、駐車支援実施時の処理の一例のフローチャートである。ステップS10において相対位置算出部47は、駐車支援制御を開始する時点における車両1の現在位置である駐車開始位置Ppsに対する目標駐車位置Ptの相対位置を算出する。すなわち目標駐車位置Ptに対する駐車開始位置Ppsの相対位置を算出する。ステップS11において目標軌道生成部48は、目標中間位置を記憶装置21から読み込む。ステップS12において目標軌道生成部48は、読み込んだ目標中間位置を介して駐車開始位置Ppsから目標駐車位置Ptまで至る目標走行軌道Ttの算出を試みる。
ステップS13において目標軌道生成部48は、目標走行軌道Ttを算出できたか否かを判定する。目標走行軌道Ttを算出できない場合(ステップS13:N)に処理はステップS14へ進む。目標走行軌道Ttを算出できた場合(ステップS13:Y)に処理はステップS15へ進む。
ステップS14において目標軌道生成部48は、目標中間位置のうち、実走行軌道Taに沿って目標駐車位置Ptから最も遠い目標中間位置を除去する。その後に処理はステップS12へ戻る。
ステップS15において目標軌道生成部48は、車両1が目標走行軌道Ttを走行する目標車速プロファイルを算出する。操舵制御部49は、車両1が目標走行軌道Ttに沿って車両1を走行するようにステアリングアクチュエータ18aを制御する。車速制御部50は、車両1の車速が目標車速プロファイルに従って変化するように、アクセルアクチュエータ18bとブレーキアクチュエータ18cを制御する。車両1が目標駐車位置Ptに到達すると処理は終了する。
(実施形態の効果)
(1)コントローラ16は、手動運転により車両1を駐車する時に車両1が目標駐車位置Ptまで移動する実際の軌道を実走行軌道Taとして記憶し、実走行軌道Taの開始点Psから目標駐車位置Ptまで至る軌道である第1目標走行軌道を実走行軌道Taの開始点Psと目標駐車位置Ptとの相対位置に基づいて算出し、実走行軌道Taのうち第1目標走行軌道と第1所定距離以上乖離している部分を含んだ範囲である乖離範囲を算出し、乖離範囲内にある地点を目標中間位置として設定し、目標駐車位置Ptへの車両1の駐車を支援する場合に、駐車を開始する時点の車両1の位置である駐車開始位置Ppsから、目標中間位置を介して目標駐車位置Ptへ至る軌道である第2目標走行軌道を算出し、第2目標走行軌道に沿った車両1の移動を支援する駐車支援制御を実行する。このように、実走行軌道Taに基づいて目標中間位置を設定し、駐車開始位置から目標中間位置を介して目標駐車位置Ptへ至る目標走行軌道を算出することで、車両が移動できる経路に制約があっても車両が走行できる目標走行軌道を算出できる。また、駐車開始位置Ppsから目標駐車位置Ptまでの移動を開始する前に、目標中間位置を経由する軌道を生成できるので、円滑な目標走行軌道を生成できる。
(2)コントローラ16は、乖離範囲毎に、乖離範囲内の実走行軌道Ta上の点であって第1目標走行軌道との間の距離が最も長い地点から第2所定距離範囲内の地点を、目標中間位置として設定してもよい。
コントローラ16により算出された第1目標走行軌道と実走行軌道Taとが最も乖離する地点は、車両1が移動できる経路の制約の影響を受けた地点と推定できる。このような地点の付近に設定された目標中間位置を経由する軌道を算出することにより、移動可能な経路の制約を満たす目標走行軌道を算出できる。
(3)コントローラ16は、(a1)目標中間位置を介して開始点Psから目標駐車位置Ptへ至る軌道を算出し、(b1)算出した軌道上を車両1が移動できるか否かを判定し、(c1)算出した軌道上を車両1が移動できないと判定した場合に、目標中間位置を乖離範囲内の他の地点に設定し直してもよい。コントローラ16は、算出した軌道上を車両1が移動できると上記の(b1)で判定するまで(a1)~(c1)を繰り返してもよい。これにより、実際に車両1が移動できるように第2目標走行軌道を算出できる。
(4)コントローラ16は、(a2)目標中間位置を介して開始点Psから目標駐車位置Ptへ至る軌道である第3目標走行軌道を算出し、(b2)開始点Psから目標駐車位置Ptまでの範囲に亘って実走行軌道Taからの第3目標走行軌道の乖離量が第1所定距離未満であるか否かを判定し、(c2)開始点Psから目標駐車位置Ptまでの範囲に亘って乖離量が第1所定距離未満でない場合に、実走行軌道Taのうち第3目標走行軌道と第1所定距離以上乖離している部分を含んだ乖離範囲内に追加の目標中間位置を設定してもよい。コントローラ16は、上記の(b2)において開始点Psから目標駐車位置Ptまでの範囲に亘って乖離量が第1所定距離未満であると判定するまで(a2)~(c2)を繰り返してもよい。
これにより、実走行軌道Taとの乖離量が第1所定距離未満となるように第2目標走行軌道を算出できる。
(5)コントローラ16は、複数設定された目標中間位置のうちいずれかを車両1の使用者が選択する選択入力を受け付け、使用者に選択された目標中間位置を介して駐車開始位置Ppsから目標駐車位置Ptへ至る第2目標走行軌道を算出することで、不要な目標中間位置の設定を回避してよい。
(6)コントローラ16は、複数の目標中間位置を介して駐車開始位置Ppsから目標駐車位置Ptへ至る第2目標走行軌道を算出できない場合に、実走行軌道Taに沿って目標駐車位置Ptから遠い順から目標中間位置を除去し、複数の目標中間位置のうち除去されなかった目標中間位置を介して駐車開始位置Ppsから目標駐車位置Ptへ至る第2目標走行軌道を算出してもよい。これにより、実走行軌道Taの途中の地点付近から駐車支援制御を開始しても、目標駐車位置Ptへ至る第2目標走行軌道を算出できる。
(7)コントローラ16は、車両1が駐車開始位置Ppsから目標駐車位置Ptまで第2目標走行軌道に沿って移動するように車両1を制御してもよく、第2目標走行軌道及び車両1の位置を車両1の使用者が視認可能な表示装置に表示してもよい。これにより車両1の駐車を支援できる。
(8)コントローラ16は、駐車開始位置Ppsと目標中間位置との間、目標中間位置と目標駐車位置Ptとの間をそれぞれクロソイド曲線で接続して、第2目標走行軌道を算出してもよい。これにより、円滑な第2目標走行軌道を算出できる。
ここに記載されている全ての例及び条件的な用語は、読者が、本発明と技術の進展のために発明者により与えられる概念とを理解する際の助けとなるように、教育的な目的を意図したものであり、具体的に記載されている上記の例及び条件、並びに本発明の優位性及び劣等性を示すことに関する本明細書における例の構成に限定されることなく解釈されるべきものである。本発明の実施例は詳細に説明されているが、本発明の精神及び範囲から外れることなく、様々な変更、置換及び修正をこれに加えることが可能であると解すべきである。
1…車両、10…駐車支援装置、11…測位装置、12…ヒューマンマシンインタフェース、14…外界センサ、15…車両センサ、16…コントローラ、18a…ステアリングアクチュエータ、18b…アクセルアクチュエータ、18c…ブレーキアクチュエータ、20…プロセッサ、21…記憶装置、40…画像変換部、41…自己位置算出部、42…特徴点検出部、43…地図データ生成部、44…実軌道取得部、46…中間位置設定部、47…相対位置算出部、48…目標軌道生成部、49…操舵制御部、50…車速制御部、51…支援画像生成部

Claims (10)

  1. コントローラが、
    手動運転により車両を駐車する時に前記車両が開始点から目標駐車位置まで移動する実際の軌道を実走行軌道として記憶し、
    前記実走行軌道の開始点と前記目標駐車位置との相対位置に基づいて算出された、前記開始点から前記目標駐車位置まで至る軌道である第1目標走行軌道を算出し、
    前記実走行軌道のうち前記第1目標走行軌道と第1所定距離以上乖離している部分を含み、かつその部分から第2所定距離以内の範囲である乖離範囲を算出し、
    前記乖離範囲内にある地点を目標中間位置として設定し、
    前記目標駐車位置への前記車両の駐車を支援する場合に、駐車を開始する時点の前記車両の位置である駐車開始位置から、前記目標中間位置を介して前記目標駐車位置へ至る軌道である第2目標走行軌道を算出し、
    前記第2目標走行軌道に沿った前記車両の移動を支援する駐車支援制御を実行する、
    ことを特徴とする駐車支援方法。
  2. 前記コントローラは、前記乖離範囲毎に、前記乖離範囲内の前記実走行軌道上の点であって前記第1目標走行軌道との間の距離が最も長い地点から前記第2所定距離範囲内の地点を、前記目標中間位置として設定することを特徴とする請求項1に記載の駐車支援方法。
  3. 前記コントローラは、
    (a1)前記目標中間位置を介して前記開始点から前記目標駐車位置へ至る軌道を算出し、
    (b1)算出した前記軌道上を前記車両が移動できるか否かを判定し、
    (c1)前記算出した軌道上を前記車両が移動できないと判定した場合に、前記目標中間位置を前記乖離範囲内の他の地点に設定し直し、
    前記(b1)において前記算出した軌道上を前記車両が移動できると判定されるまで、前記(a1)~(c1)を繰り返すことを特徴とする請求項1又は2に記載の駐車支援方法。
  4. 前記コントローラは、
    (a2)前記目標中間位置を介して前記開始点から前記目標駐車位置へ至る軌道である第3目標走行軌道を算出し、
    (b2)前記開始点から前記目標駐車位置までの範囲に亘って前記実走行軌道からの前記第3目標走行軌道の乖離量が前記第1所定距離未満であるか否かを判定し、
    (c2)前記開始点から前記目標駐車位置までの範囲に亘って前記乖離量が前記第1所定距離未満でない場合に、前記実走行軌道のうち前記第3目標走行軌道と第1所定距離以上乖離している部分を含んだ乖離範囲内に追加の前記目標中間位置を設定し、
    前記(b2)において前記開始点から前記目標駐車位置までの範囲に亘って前記乖離量が前記第1所定距離未満であると判定されるまで、前記(a2)~(c2)を繰り返すことを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載の駐車支援方法。
  5. 前記コントローラは、
    前記目標中間位置を前記乖離範囲に複数設定し、
    前記複数設定された前記目標中間位置のうちいずれかを前記車両の使用者が選択する選択入力を受け付け、
    前記使用者に選択された前記目標中間位置を介して前記駐車開始位置から前記目標駐車位置へ至る前記第2目標走行軌道を算出する、
    ことを特徴とする請求項1~4のいずれか一項に記載の駐車支援方法。
  6. 前記コントローラは、
    前記目標中間位置を前記乖離範囲に複数設定し、
    前記複数の前記目標中間位置を介して前記駐車開始位置から前記目標駐車位置へ至る前記第2目標走行軌道を算出できない場合に、前記実走行軌道に沿って前記目標駐車位置から遠い順から前記目標中間位置を除去し、前記複数の目標中間位置のうち除去されなかった前記目標中間位置を介して前記駐車開始位置から前記目標駐車位置へ至る前記第2目標走行軌道を算出することを特徴とする請求項1~5のいずれか一項に記載の駐車支援方法。
  7. 前記コントローラは、前記車両が前記駐車開始位置から前記目標駐車位置まで前記第2目標走行軌道に沿って移動するように前記車両を制御することを特徴とする請求項1~6のいずれか一項に記載の駐車支援方法。
  8. 前記コントローラは、前記第2目標走行軌道及び前記車両の位置を前記車両の使用者が視認可能な表示装置に表示することを特徴とする請求項1~7のいずれか一項に記載の駐車支援方法。
  9. 前記コントローラは、前記駐車開始位置と前記目標中間位置との間、前記目標中間位置と前記目標駐車位置との間をそれぞれクロソイド曲線で接続して、前記第2目標走行軌道を算出する、ことを特徴とする請求項1~8のいずれか一項に記載の駐車支援方法。
  10. 手動運転により車両を駐車する時に前記車両が開始点から目標駐車位置まで移動する実際の軌道を実走行軌道として記憶し、前記実走行軌道の開始点と前記目標駐車位置との相対位置に基づいて算出された、前記開始点から前記目標駐車位置まで至る軌道である第1目標走行軌道を算出し、前記実走行軌道のうち前記第1目標走行軌道と第1所定距離以上乖離している部分を含み、かつその部分から第2所定距離以内の範囲である乖離範囲を算出し、前記乖離範囲内にある地点を目標中間位置として設定し、前記目標駐車位置への前記車両の駐車を支援する場合に、駐車を開始する時点の前記車両の位置である駐車開始位置から、前記目標中間位置を介して前記目標駐車位置へ至る軌道である第2目標走行軌道を算出し、前記第2目標走行軌道に沿った前記車両の移動を支援する駐車支援制御を実行する、コントローラを備えることを特徴とする駐車支援装置。
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