JP2019171938A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】操舵装置を自動操舵して目標位置に自車両を駐車する際に、駐車経路の最適化を図り円滑な駐車を行うことができる車両制御装置を提供する。【解決手段】車両制御装置は、目標位置を認識する目標位置認識部と、目標位置までの駐車経路を生成する駐車経路生成部と、自車両が駐車経路を追従するように操舵装置を自動操舵する自動操舵部と、を備える。駐車経路生成部は、目標位置を駐車経路の旋回内側方向に横移動させた仮目標位置までの駐車経路である第一経路と、第一経路の途中の指定位置から目標位置までの駐車経路である第二経路と、を生成するように構成される。自動操舵部は、自車両が指定位置に到達するまで第一経路を追従し、指定位置から目標位置に到達するまで第二経路を追従するように操舵装置を自動操舵する。【選択図】図２

Description

本発明は、車両制御装置に係り、特に、ドライバに代わって車両の駐車を支援する車両制御装置に関する。

特許文献１には、目標位置への走行軌跡を求めて、この走行軌跡を車両が追従するように車両走行の支援を行う車両用走行支援装置に関する技術が開示されている。この技術では、初期の段階では車両固有の最小旋回半径よりも大きな旋回半径を用いて目標位置への走行軌跡を設定し、その後の再設定を可能な構成としている。これにより、走行軌跡を再設定する際の自由度が増すので、目標位置への確実な誘導が可能になるとしている。

特開２００４−３５２１１０号公報

上記特許文献１の技術では、自車両の位置或いは目標位置にずれが生じた場合を想定して、旋回半径に余裕を持たせた走行軌跡を設定している。このため、上記特許文献１の技術では、自車両の操舵性能を最大限に活用することができず、狭い場所での駐車が困難となることが課題となる。

本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたもので、操舵装置を自動操舵して目標位置に自車両を駐車する際に、駐車経路の最適化を図り円滑な駐車を行うことができる車両制御装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、第１の発明は、操舵装置を自動操舵して目標位置に自車両を駐車する車両制御装置を対象としている。車両制御装置は、目標位置を認識する目標位置認識部と、目標位置までの駐車経路を生成する駐車経路生成部と、自車両が駐車経路を追従するように操舵装置を自動操舵する自動操舵部と、を備えている。駐車経路生成部は、目標位置を駐車経路の旋回内側方向に横移動させた仮目標位置までの駐車経路である第一経路と、第一経路の途中の指定位置から目標位置までの駐車経路である第二経路と、を生成するように構成される。そして、自動操舵部は、自車両が指定位置に到達するまで第一経路を追従し、指定位置から目標位置に到達するまで第二経路を追従するように操舵装置を自動操舵する。

第２の発明は、第１の発明において、更に以下の特徴を有する。
仮目標位置は、障害物に対して一定距離以上離間した位置とされる。

第３の発明は、第１又は第２の発明において、更に以下の特徴を有する。
目標位置認識部は、自車両が第一経路を追従している間に目標位置を更新するように構成されている。そして、駐車経路生成部は、更新後の目標位置を用いて第二経路を生成するように構成されている。

第４の発明は、第３の発明において、更に以下の特徴を有する。
駐車経路生成部は、目標位置を更新したときの自車両の位置を指定位置とするように構成されている。

車両の特性上、旋回内側方向への駐車経路の修正は、旋回外側方向への修正に比べて自由度が低い。第１の発明によれば、自動操舵部は、指定位置に到達するまでは第一経路を追従し、当該指定位置から目標位置に到達するまでは第二経路を追従するように操舵装置を自動操舵する。これにより、自車両は、指定位置までは目標位置に対して旋回内側方向となる駐車経路を追従するので、目標位置又は自車両の位置にずれが生じたとしても駐車経路の修正が容易となる。これにより、駐車経路の最適化を図ることができるので、円滑な駐車支援を行うことが可能となる。

第２の発明によれば、仮目標位置は障害物に対して一定距離以上離間した位置とされる。これにより、自車両の障害物への干渉を防ぐことができる。

第３の発明によれば、目標位置は、自車両が第一経路を追従している間に更新される。これにより、より正確な目標位置を用いて第二経路が生成されるので、自車両を目標位置へと正確に駐車することが可能となる。

第４の発明によれば、目標位置を更新したときの自車両の位置が指定位置とされる。これにより、指定位置での目標位置を正確に把握することができるので、より正確な目標位置を用いて第二経路を生成することが可能となる。

従来の車両制御装置による駐車支援制御を説明するための概念図である。 実施の形態１の車両制御装置による駐車支援制御を説明するための概念図である。 実施の形態１の車両制御装置の概略構成を示す図である。 目標位置を認識する動作を説明するための図である。 仮目標位置を認識する動作を説明するための図である。 第一経路を生成する動作を説明するための図である。 第二経路を生成する動作を説明するための図である。 実施の形態１において実行される駐車支援制御のルーチンを示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。ただし、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造やステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。

実施の形態１．
１．車両制御装置による駐車支援制御の概要
車両制御装置は車両に搭載されるものであり、ドライバに代わって駐車を支援する駐車支援制御を実施する。以下の説明では、車両制御装置が搭載された車両を「自車両」と称し、自車両が目標とする駐車位置を「目標位置」と称し、駐車を開始する開始位置から目標位置までの経路を「駐車経路」と称する。

図１は、従来の車両制御装置による駐車支援制御を説明するための概念図である。この駐車支援制御では、車両制御装置は、ドライバに代わって操舵装置を自動で操作することにより、自車両を目標位置へと駐車させる。その際、車両制御装置は、先ずカメラやソナー等から取得される自車両の周辺情報に基づいて他車両等の障害物を認識し、駐車可能な目標位置を認識する。次に、車両制御装置は、駐車を開始する開始位置から目標位置までの駐車経路を生成する。そして、車両制御装置は、自車両が当該駐車経路を追従するように、操舵装置を自動操舵する。

ここで、本願発明者は、上述の従来の駐車支援制御に関して、次のような課題を認識した。それは、車両の特性上旋回内側方向への駐車経路の修正が困難であることである。このため、上述の従来の駐車支援制御では、実際の駐車経路が旋回外側方向に膨らんだ場合、目標位置に自車両を導くことが困難となるおそれがある。また、上述の従来の駐車支援制御では、例えば車両が駐車経路を追従する過程で、目標位置が旋回内側方向の位置へと更新された場合、更新後の目標位置に自車両を導くことが困難となるおそれがある。

そこで、実施の形態１に係る車両制御装置は、以下の駐車支援制御によって上記の課題を解決することとした。図２は、実施の形態１の車両制御装置による駐車支援制御を説明するための概念図である。図２に示すように、本実施の形態に係る車両制御装置は、先ず、目標位置を認識した後に仮目標位置を認識する。仮目標位置は、障害物（図２では他車両）に干渉しない範囲で、目標位置を自車両の旋回内側方向（図中の＋Ｘ方向）に所定量横移動させた位置である。

次に、車両制御装置は、開始位置から仮目標位置へ自車両を導くための駐車経路を生成する。以下、この駐車経路を「第一経路」と称する。次に、車両制御装置は、第一経路の途中の所定の指定位置から目標位置まで自車両を導くための駐車経路を生成する。以下、この駐車経路を「第二経路」と称する。ここでの指定位置は、第一経路上の位置であって、自車両が障害物に干渉することなく目標位置へと操舵可能な位置である。なお、指定位置は、目標位置に極力接近した位置とし、そこで得られた最新の周辺情報から目標位置を更新することが望ましい。

車両制御装置は、開始位置から指定位置まで第一経路を追従するように操舵装置を自動操舵する。そして、自車両が指定位置に到達すると、車両制御装置は、指定位置から目標位置まで第二経路を追従するように操舵装置を自動操舵する。このような駐車支援制御によれば、自車両が追従する駐車経路が、第一経路の途中から当該第一経路よりも旋回外側方向となる第二経路へと変更される。

このように、本実施の形態に係る車両制御装置によれば、自車両が駐車経路を追従する過程で、駐車経路が旋回内側方向に変更されることが防がれる。これにより、旋回自由度の低い旋回内側方向への操舵の修正が防がれるので、円滑且つ正確な駐車支援を行うことが可能となる。

２．車両制御装置の構成例
次に、上述した駐車支援制御を実行する車両制御装置の構成例について説明する。図３は、実施の形態１の車両制御装置の概略構成を示す図である。図３に示す車両制御装置は車両に搭載されるものであり、自車両を目標位置へと駐車する際に自動で操舵を行う駐車支援制御を実施する。図３では、目標位置に自車両を駐車した場合の後輪車軸の中央位置を座標の原点とし、目標位置に駐車した自車両の進行方向を＋Ｙ方向とし、右方向を＋Ｘ方向と定義する。この座標系の定義は、後述する他の図でも同様である。

図３に示すように、車両制御装置は自車両に搭載される車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０を含んで構成されている。また、車両制御装置は、車両ＥＣＵ１０の入力側に接続されるカメラ１、ソナー２、及び車両状態検出センサ３を含んで構成されている。さらに車両制御装置は、車両ＥＣＵ１０の出力側に接続される操舵装置２１を含んで構成されている。

カメラ１は、例えば自車両の前方の画像を撮像する前方カメラや、自車両の左右後方の画像を撮像する左後方カメラ及び右後方カメラのように、自車両の周辺情報を取得する情報取得手段として機能するものである。カメラ１によって撮像された画像は、随時車両ＥＣＵ１０に画像データとして送信され、車両ＥＣＵ１０において各画像データに対して画像処理される。カメラ１で取得される周辺情報は、例えば電柱、建物、人、他車両等を含む障害物の位置情報や、白線情報等の道路情報である。

ソナー２は、例えば超音波等によって自車両の周辺情報を取得する情報取得手段として機能するものである。ソナー２は、自車両の前方及び後方にそれぞれ超音波等を送出し、その反射波を受信することで自車両の周辺情報を取得する。ソナー２で取得される周辺情報は、例えば障害物の有無情報や障害物までの距離、角度等である。ソナ−２により検出された各情報は、随時車両ＥＣＵ１０に送信される。

車両状態検出センサ３は、自車両の位置、向き、及び走行状態を検出する。車両状態検出センサ３としては、各輪に設けられた車輪速センサ、車速センサ、加速度センサなどが例示される。車両状態検出センサ３で検出された情報は、車両ＥＣＵ１０に送信される。

操舵装置２１は、ステアリングとステアリングアクチュエータとから構成され、ドライバのステアリング操作に係わらず自動的に操舵角を制御するものである。ステアリングは、ドライバによる操舵操作に応じて車輪の向きを変える一般的な操舵装置である。ステアリングアクチュエータは、ドライバによる操舵操作とは別に、車両ＥＣＵ１０からの指令に基づいて、自動操舵として車輪の向きを変更するものである。

３．車両ＥＣＵの機能の説明
車両ＥＣＵ１０は、各種演算処理を実行するＣＰＵ、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたＲＯＭ、ＣＰＵでの演算結果等が一時的に記憶されるＲＡＭ、外部との間で信号を入出力するための入出力ポート等を備えたコンピュータである。

実施の形態１の車両ＥＣＵ１０では、自車両を目標位置へと駐車するための駐車支援制御が実施される。車両ＥＣＵ１０は、上記の駐車支援制御又はそれに付随した制御を実現するための機能ブロックとして、目標位置認識部１１、仮目標位置認識部１２、駐車経路生成部１３、及び自動操舵部１４を有している。

目標位置認識部１１は、カメラ１及びソナー２から伝達される周辺情報に基づき、自車両を駐車する目標位置を認識するための機能ブロックである。図４は、目標位置を認識する動作を説明するための図である。この図に示す例では、目標位置認識部１１は、障害物である２台の他車両で挟まれた中間の位置を目標位置として認識している。なお、目標位置認識部１１は、自車両が駐車経路を追従している間に目標位置を更新することが好ましい。目標位置認識部１１が実行する具体的な更新動作については、後述するフローチャートに沿って詳細に説明する。目標位置認識部１１における認識結果は、仮目標位置認識部１２、及び駐車経路生成部１３に伝達される。

仮目標位置認識部１２は、カメラ１及びソナー２から伝達される周辺情報と目標位置認識部１１から伝達された認識結果を用いて、仮目標位置を認識するための機能ブロックである。図５は、仮目標位置を認識する動作を説明するための図である。この図に示すように、仮目標位置認識部１２は、自車両の旋回方向内側に存在する障害物から一定距離以上離間するように横移動した位置を、仮目標位置として認識する。目標位置認識部１１における認識結果は、駐車経路生成部１３に伝達される。

駐車経路生成部１３は、カメラ１及びソナー２から伝達される周辺情報、及び車両状態検出センサ３から伝達される車両状態に基づき、障害物に干渉せずに自車両を目標位置に駐車するための駐車経路を生成するための機能ステップである。駐車経路生成部１３は、具体的には、第一経路生成部１３１と、第二経路生成部１３２とを含んでいる。第一経路生成部１３１は、仮目標位置認識部１２から伝達された認識結果を用いて、自車両を現在位置から仮目標位置へと駐車するための駐車経路である第一経路を生成する。図６は、第一経路を生成する動作を説明するための図である。この図では、一端左前方に前進した後に右後方に後退する駐車経路を例示している。第一経路は、自車両が最小旋回半径で旋回する駐車経路を含むようにすることが好ましい。

また、第二経路生成部１３２は、目標位置認識部１１から伝達された認識結果を用いて、自車両を第一経路の途中から目標位置へと駐車するための修正駐車経路である第二経路を生成する。図７は、第二経路を生成する動作を説明するための図である。この図では、第一経路上の所定の指定位置から目標位置へと後退する駐車経路を例示している。所定の指定位置は、実現可能な第二経路を生成し得る位置であればよい。図に示す例では、座標原点から自車両の後輪車軸の中央位置までの＋Ｙ方向の距離が所定距離（例えば５０００〜６０００ｍｍ）以上となる位置を指定位置としている。

なお、指定位置は、目標位置を精度良く認識可能な位置とすることが好ましい。すなわち、目標位置は、自車両が第一経路を追従する途中で得られる最新の周辺情報を用いて更に精度高い値に更新することができる。そこで、指定位置は、例えば目標位置の更新動作において目標位置を精度良く認識できた位置とすることができる。これにより、第二経路生成部１３２は、正確な目標位置へと向かう第二経路を生成することができる。

自動操舵部１４は、自車両が第一経路を追従するように操舵装置２１を自動操舵する。そして、自動操舵部１４は、自車両が第一経路上の指定位置に到達した場合、自車両が第二経路を追従するように操舵装置２１を自動操舵する。

４．駐車支援制御の具体的処理
次に、フローチャートを参照して、上述した構成を備える実施の形態１の車両制御装置において実行される駐車支援制御の具体的処理について説明する。図８は、本実施の形態において実行される駐車支援制御のルーチンを示すフローチャートである。なお、図８に示すルーチンは、自車両に対して駐車を行う要求が出された場合に、車両ＥＣＵ１０によって実行される。

図８に示すルーチンが開始されると、先ず、目標位置認識部１１は、カメラ１及びソナー２から伝達される周辺情報に基づき、自車両を駐車する目標位置を認識する（ステップＳ１００）。次に、仮目標位置認識部１２は、カメラ１及びソナー２から伝達される周辺情報と目標位置認識部１１から伝達された認識結果を用いて、仮目標位置を認識する（ステップＳ１０２）。次に、駐車経路生成部１３の第一経路生成部１３１は、仮目標位置認識部１２から伝達された認識結果を用いて、自車両を現在位置から仮目標位置へと駐車するための第一経路を生成する（ステップＳ１０４）。次に、自動操舵部１４は、自車両が第一経路を追従するように操舵装置２１を自動操舵する（ステップＳ１０６）。

次に、目標位置認識部１１は、目標位置を更新する更新動作を行う（ステップＳ１０８）。ここでは、具体的には、目標位置認識部１１は、自車両が第一経路を追従している途中で、カメラ１及びソナー２から伝達される周辺情報を取得する。そして、目標位置認識部１１は、取得した最新の周辺情報に基づいて認識した目標位置を最新の目標位置として更新する。

次に、目標位置認識部１１は、目標位置を確定したか否かを判定する（ステップＳ１１０）。ここでは、目標位置認識部１１は、カメラ１及びソナー２から伝達される最新の周辺情報によって正確な目標位置を認識できたか否かを判定する。例えば、目標位置認識部１１は、カメラ１によって路面の駐車用の白線の全体を認識できた場合や、ソナー２によって障害物の距離及び方向を高い精度で認識できた場合に、正確な目標位置を認識できたと判断することができる。

ステップＳ１１０の処理の結果、判定の成立が認められない場合には、ステップＳ１０６の処理に再度移行する。そして、自動操舵部１４は、自車両が第一経路を追従するように操舵装置２１を制御する。つまり、図８に示すルーチンでは、ステップＳ１１０の判定の成立が認められるまで、ステップＳ１０６からＳ１１０の処理が繰り返し実行される。

一方、ステップＳ１１０の処理の結果、判定の成立が認められた場合には、正確な目標位置を認識できたと判断されて、次のステップへと移行し、第二経路が生成される（ステップＳ１１２）。ここでは、駐車経路生成部１３の第二経路生成部１３２は、ステップＳ１１０の判定が成立したときの自車両の現在位置を指定位置として、当該指定位置から目標位置までの駐車経路を第二経路として生成する。

次に、自動操舵部１４は、自車両が第二経路を追従するように操舵装置２１を自動操舵する（ステップＳ１１４）。これにより、自車両は、第一経路から第二経路へと駐車経路を変更して目標位置へと自動操舵される。これにより、自車両は、指定位置までは目標位置に対して旋回内側方向となる経路を追従するので、目標位置又は自車両の位置にずれが生じたとしても、自車両を目標位置に駐車することができる。

５．本実施の形態に係る車両制御装置の変形例
本実施の形態に係る車両制御装置は、以下のように変形した構成を適用することができる。

目標位置の更新動作は必須ではない。目標位置の更新動作を行わない場合には、図８に示すルーチンにおいて、ステップＳ１０６の処理の後にステップＳ１０８とＳ１１０の処理をスキップする。そして、次のステップＳ１１２の処理では、ステップＳ１００にて認識した目標位置を用いて第二経路を生成すればよい。

目標位置を確定したときの自車両の位置と指定位置とは必ずしも一致させる必要はない。すなわち、第二経路を生成できるのであれば、更に第一経路を追従した後の位置を指定位置としてもよい。

駐車支援制御は、上述の操舵装置２１の自動操舵に加えてエンジン等の駆動装置やブレーキ等の制動装置を自動で操作する走行支援を行うこととしてもよい。

１ カメラ
２ ソナー
３ 車両状態検出センサ
１０ 車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）
１１ 目標位置認識部
１２ 仮目標位置認識部
１３ 駐車経路生成部
１３１ 第一経路生成部
１３２ 第二経路生成部
１４ 自動操舵部
２１ 操舵装置

Claims (4)

1. 操舵装置を自動操舵して目標位置に自車両を駐車する車両制御装置であって、
   前記目標位置を認識する目標位置認識部と、
   前記目標位置までの駐車経路を生成する駐車経路生成部と、
   前記自車両が前記駐車経路を追従するように前記操舵装置を自動操舵する自動操舵部と、を備え、
   前記駐車経路生成部は、
   前記目標位置を前記駐車経路の旋回内側方向に横移動させた仮目標位置までの駐車経路である第一経路と、
   前記第一経路の途中の指定位置から前記目標位置までの駐車経路である第二経路と、
   を生成するように構成され、
   前記自動操舵部は、
   前記自車両が前記指定位置に到達するまで前記第一経路を追従し、前記指定位置から前記目標位置に到達するまで前記第二経路を追従するように前記操舵装置を自動操舵する
   ように構成されることを特徴とする車両制御装置。
2. 前記仮目標位置は、障害物に対して一定距離以上離間した位置であることを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記目標位置認識部は、前記自車両が前記第一経路を追従している間に前記目標位置を更新するように構成され、
   前記駐車経路生成部は、更新後の前記目標位置を用いて前記第二経路を生成するように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両制御装置。
4. 前記駐車経路生成部は、前記目標位置を更新したときの前記自車両の位置を前記指定位置とすることを特徴とする請求項３に記載の車両制御装置。

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