JP2019214379A - 駐車支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駐車支援を開始する初期位置や車両姿勢に依存せずに、駐車の目標位置に車両を誘導するための切り返しを含む駐車経路を演算して、ドライバの意図する位置に正しい車両姿勢で車両を駐車させることができる駐車支援装置を得ること。【解決手段】本発明の駐車支援装置１は、駐車空間と自車挙動の制約条件に基づいて自車両２１を目標駐車位置Ｂから出庫させる逆方向経路を演算する逆方向経路演算部１１と、逆方向経路上に複数の接続候補位置Ｄを設定する接続候補位置記憶部１２と、自車両２１の現在位置Ａから複数の接続候補位置Ｄのうちの一つに到達可能な順方向経路を演算する順方向経路演算部１３と、逆方向経路と順方向経路とを繋げて駐車経路とする駐車経路設定部を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、車両の駐車支援装置に関する。

特許文献１には、車両を駐車させるための切り返しを含む誘導経路を算出し、その誘導経路に沿って車両が目標位置に到達するように支援を行う駐車支援装置の技術が示されている。

特開２０１０−２０８３９２号公報

特許文献１に示す技術では、駐車支援を開始する初期位置と駐車の目標位置との位置関係及び車両姿勢の関係に基づいて誘導経路を算出するようにしているので、例えば自車の初期位置が目標駐車位置に誘導できない場所である場合には、駐車支援を行うことができない。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、駐車支援を開始する初期位置や車両姿勢に依存せずに、駐車の目標位置に車両を誘導するための切り返しを含む駐車経路を演算して、ドライバの意図する位置に正しい車両姿勢で車両を駐車させることができる駐車支援装置を提供することである。

上記課題を解決する本発明の駐車支援装置は、自車両の現在位置から目標駐車位置までの駐車経路を演算する駐車支援装置であって、駐車空間と自車挙動の制約条件に基づいて前記自車両を前記目標駐車位置から出庫させる逆方向経路を演算する逆方向経路演算部と、該逆方向経路上に複数の接続候補位置を設定する接続候補位置記憶部と、前記自車両の現在位置から前記複数の接続候補位置のうちの一つに到達可能な順方向経路を演算する順方向経路演算部と、前記逆方向経路と前記順方向経路とを繋げて駐車経路とする駐車経路設定部とを有することを特徴とする。

本発明によれば、駐車支援を開始する開始位置や車両姿勢に依存せずに、駐車の目標位置に車両を誘導するための切り返しを含む駐車経路を演算して、ドライバの意図する位置に正しい車両姿勢で車両を駐車させることができる。なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の実施形態に係わる駐車支援装置の機能ブロック図。 後ろ向き並列駐車の逆方向経路を演算する方法の一例を示す図。 前向き並列駐車の逆方向経路を演算する方法の一例を示す図。 後ろ向き並列駐車の場合の逆方向経路における接続候補位置を示す図。 前向き並列駐車の場合の逆方向経路における接続候補位置を示す図。 逆方向経路上の接続候補位置を演算する方法を説明するフローチャート。 到達可能判定の処理フロー。 片側転舵による到達可能判定の一例を説明する図。 片側転舵による到達可能判定の一例を説明する図。 片側転舵による到達可能判定の一例を説明する図。 Ｓ字転舵による到達可能判定の一例を説明する図。 Ｓ字転舵による到達可能判定の一例を説明する図。 片側転舵による順方向経路の生成方法を説明する図。 Ｓ字転舵による順方向経路の生成方法を説明する図。 Ｓ字転舵による順方向経路の生成方法を説明する図。 Ｓ字転舵による順方向経路の生成方法を説明する図。

次に、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
図１は、本発明の実施形態に係わる駐車支援装置の機能ブロック図である。
本発明の駐車支援装置１は、自車の現在位置から目標駐車位置まで車両を誘導するための駐車経路を演算し、その演算した駐車経路に沿って車両が移動するように駐車支援を行うものであり、特に、２回以上の切り返しが必要とされるような狭い空間での駐車動作を支援するのに適したものである。

駐車支援装置１は、駐車空間と自車挙動の制約条件に基づいて自車両を目標駐車位置から出庫させる逆方向経路を演算する逆方向経路演算部１１と、逆方向経路上に複数の接続候補位置を設定する接続候補位置記憶部１２と、自車の現在位置から複数の接続候補位置のうちの一つに到達可能な順方向経路を演算する順方向経路演算部１３と、逆方向経路と順方向経路とを繋げて駐車経路とする駐車経路設定部１４を有している。

図１に示すように、逆方向経路演算部１１には、目標駐車空間情報と目標駐車位置情報と自車両情報が入力される。目標駐車空間情報には、周囲の壁や他の車両等までの距離などの駐車空間の制約条件となる情報が含まれており、自車両情報には、自車両の旋回半径などの自車挙動の制約条件となる情報が含まれている。

順方向経路演算部１３には、自車位置情報が入力される。駐車経路設定部１４には、操作入力部１５からの情報、例えば複数の駐車枠の中からユーザが選択した駐車枠の情報などが入力される。経路表示部１６は、車内でドライバが見ることができる車載モニターであり、カメラからの映像に重ね合わせて駐車経路を表示することができる。ドライバは、車載モニターに表示される駐車経路にしたがって車両を操作することによって目標駐車位置に駐車することができる。また、駐車支援装置１から駐車経路の情報を出力して、車両を自動的に操作して目標駐車位置に駐車するシステムとしてもよい。

＜逆方向経路演算部＞
逆方向経路演算部１１は、駐車枠周辺の障害物等の目標駐車空間情報と、駐車枠の形状や位置等の目標駐車位置情報と、自車両の大きさや最小回転半径等の車両仕様の自車両情報とに基づいて逆方向経路を演算する。目標駐車空間の情報は、例えば自車両に搭載された超音波センサの検出信号や車載カメラからの画像から取得することができる。また、駐車場のインフラ情報を取得してもよい。

逆方向経路とは、自車両が目標駐車位置に駐車されている状態から出庫に至るまでの経路を推定した仮想的な移動経路である。逆方向経路は、自車両の現在位置に拘束されることなく、全く無関係に演算される。逆方向経路は、自車両を前後に切り返す切り返し位置を複数含む。

逆方向経路は、駐車空間と自車挙動の制約条件に基づいて演算される。そして、後ろ向き並列駐車では、目標駐車位置を原点としたときに現在位置における自車両の向きと同じ方向に出庫することを想定した経路が生成され、前向き並列駐車では、目標駐車位置を原点としたときに現在位置における自車両の向きと反対方向に出庫することを想定した逆方向経路が生成される。

例えば目標駐車位置における車両の姿勢状態が後ろ向きである後ろ向き並列駐車とする場合には、目標駐車位置から車両を直進させ、車両の左右の後輪の中間位置である基準点（以後、基準点と称する）が駐車枠から出るところまでに至る経路と、現在位置における自車両の向きと同一の方向に向かって出庫するように転舵して前進により自車両が前方の障害物に到達する到達可能限界位置に至る前進経路と、前輪を自車両に対してまっすぐに直して後退により自車両が後方の障害物に到達する到達可能限界位置に至る後退経路を演算する。そして、所定の終了条件を満たすまで、前進経路と後退経路を交互に演算する逆方向経路の演算を行う。

一方、目標駐車位置における自車両の姿勢状態が前向きである前向き並列駐車とする場合には、目標駐車位置から自車両をまっすぐ後退させ、自車両の基準点が駐車枠から所定距離だけ離れるところまでに至る経路と、現在位置における自車両の向きと反対の方向に向かって出庫するように転舵して後退により自車両が後方の障害物に到達する到達可能限界位置に至る後退経路と、前輪を車両に対してまっすぐに直して前進により自車両が前方の障害物に到達する到達可能限界位置に至る前進経路を演算する。そして、所定の終了条件を満たすまで、前進経路と後退経路を交互に演算する逆方向経路の演算を行う。

逆方向経路演算部１１は、例えば所定の終了条件として、逆方向経路における自車両の向きが目標駐車位置における自車両の向きに対して90度となる第１条件と、目標駐車位置から自車両が横方向に所定距離Ｈｍａｘだけ離れた地点に到達する第２条件と、逆方向経路における切り返し回数が所定回数に達する第３条件の少なくとも一つを満たすまで逆方向経路の演算を行う。

図２と図３は、予め設定された条件に従って車両の逆方向経路を演算する方法の一例を示す図であり、図２は、後ろ向き並列駐車の場合を示し、図３は、前向き並列駐車の場合を示す図である。

逆方向経路は、例えば図２に示す後ろ向き並列駐車の例では、自車両２１を駐車枠Ｓの目標駐車位置に駐車した状態（ａ）から直進させ、自車両２１の基準点２２が駐車枠Ｓから出るところに至り（ｂ）、そこから、左に転舵して前進により自車両２１が前方の障害物３２に到達する到達可能限界位置に至り（ｃ）、かかる位置で前輪を自車両２１に対してまっすぐに直して後退により自車両２１が後方の障害物３３に到達する到達可能限界位置に至る（ｄ）。そして、左に転舵する前進経路（ｅ）、まっすぐ後退する後退経路（ｆ）、左に転舵する前進経路（ｇ）、まっすぐに後退する後退経路（ｈ）を経て、自車両２１の向きが目標駐車位置における自車両２１の向きに対して90度となった状態（ｉ）に至る経路が演算される。

同様に、例えば図３に示す前向き並列駐車の例では、自車両２１を駐車枠Ｓから目標駐車位置に駐車した状態（ａ）からまっすぐに後退させ、自車両２１の基準点２２が駐車枠３１から出て所定距離だけ離れるところに至り（ｂ）、そこから、右に転舵して後退により自車両２１が後方の障害物３２に到達する到達可能限界位置に至り（ｃ）、かかる位置で前輪を自車両２１に対してまっすぐに直して前進により自車両２１が前方の障害物３３に到達する到達可能限界位置に至る（ｄ）。そして、右に転舵する後退経路（ｅ）、まっすぐ前進する前進経路（ｆ）、右に転舵する後退経路（ｇ）、まっすぐ前進する前進経路（ｈ）を経て、自車両２１の向きが目標駐車位置における自車両２１の向きに対して90度となった状態（ｉ）に至る経路が演算される。

なお、逆方向経路の演算方法は、上記した方法のみに限定されるものではなく、他の条件により演算してもよい。また、予め設定された複数の条件の中から、目標駐車空間に適した条件を選択して演算してもよい。

＜接続候補位置記憶部＞
接続候補位置記憶部１２は、通路Ｇ上に所定間隔をおいて複数の接続候補ラインＰＬを設定し、逆方向経路において自車両２１の基準点２２がこれらの接続候補ラインＰＬと交差する位置、及びかかる位置における自車両２１の向きを接続候補位置Ｄとして記憶する。

図４は、後ろ向き並列駐車の場合の逆方向経路における接続候補位置を示す図である。
接続候補ラインＰＬｎ（ｎは数字）は、目標駐車位置Ｂの前方で通路Ｇの幅方向に亘って延在するように設定されており、駐車枠３１から左方向に向かって通路Ｇ上に所定間隔をおいて設定されており、本実施例では、目標駐車位置Ｂを基準として横方向１．５ｍから０．５ｍ刻みに設定されている。そして、逆方向経路上で基準点２２が接続候補ラインＰＬを通過する位置と、かかる位置における自車両の向きの情報が接続候補位置Ｄとして記憶される。なお、図中で符号Ａは現在位置、符号Ｂは駐車目標位置、符号Ｃは到達可能限界位置、符号Ｅは到達位置を示す。

図５は、前向き並列駐車の場合の逆方向経路における接続候補位置を示す図である。
接続候補ラインＰＬは、目標駐車位置Ｂの前方で通路Ｇの幅方向に亘って延在するように設定されており、本実施例では、通路Ｇに沿って０．５ｍ刻みに設定されている。そして、逆方向経路上で基準点２２が接続候補ラインＰＬを通過する位置と、かかる位置における自車両の向きの情報が接続候補位置Ｄとして記憶される。

図６は、逆方向経路上の接続候補位置を演算する方法を説明するフローチャートである。
まず、所定のルールに従って、自車両２１を目標駐車位置から出庫させる方向に仮想的に移動させる演算が行われ（Ｓ１０１）、障害物と衝突するか否かが判断される（Ｓ１０２）。そして、衝突すると判断されたときは、かかる位置が到達可能限界位置Ｃであると判断し、前進から後退、あるいは後退から前進に切り返すように、シフトを切り替える（Ｓ１０７）。

そして、所定の接続候補位置Ｄに自車両２１が到達しているか否かが判断され（Ｓ１０３）、自車両２１の基準点２２が接続候補ラインＰＬを通過したときに、接続候補位置Ｄに到達していると判断され、そのときの位置と、かかる位置における自車両２１の向きの情報が保存される（Ｓ１０８）。そして、第１条件である自車両の角度が駐車枠に対して９０［ｄｅｇ］になったか否かが判断され(Ｓ１０４）、９０［ｄｅｇ］になっている場合には、第１条件を満たすとして本ルーチンを終了する。

一方、自車両２１の向きが９０［ｄｅｇ］になっていない場合には、所定距離Ｈｍａｘ以上移動して離れたか否かが判断される（Ｓ１０５）。本実施例では、所定距離Ｈｍａｘは７メートルに設定されている。自車両２１が所定距離Ｈｍａｘ以上移動しているときは、第２条件を満たすとして本ルーチンを終了する。

＜順方向経路演算部＞
順方向経路演算部１３は、自車両２１の現在位置Ａから複数の接続候補位置Ｄのうちの一つに到達可能な順方向経路を演算する。順方向経路とは、前進と後退を切り替えることなく、前進と後退のいずれか一方のみで自車両２１の現在位置から接続候補位置Ｄに到達可能な経路である。かかる演算は、自車位置情報と自車両の仕様情報に基づいて行われ、切り返し回数が少なく且つ自車両の現在位置に近い方の接続候補位置から順に演算される。そして、自車両の現在位置から到達可能でかつ自車両に最も近い接続候補位置Ｄを選択し、かかる接続候補位置Ｄを到達位置Ｅとして現在位置Ａからの順方向経路を演算する。

自車両２１は、現在位置から逆方向経路上の接続候補位置に所定の向きで配置することができれば、後は、逆方向経路を逆方向に辿ることによって、目標駐車位置に車両を移動させることができる。したがって、順方向経路演算部１３では、逆方向経路上の複数の接続候補位置のうち、現在位置から所定の向きで車両を配置することができる接続候補位置を選択する。そして、駐車に要する時間をなるべく短くするために、現在位置からの移動距離が短い接続候補位置を選択する。

図７は、到達可能判定の処理フローである。
この処理フローは、接続候補位置の分だけループされ（Ｓ１１１）、まず、片側転舵で到達可能か否かが判断される（Ｓ１１２）。片側転舵とは、ステアリングを左右のいずれか一方の片側のみに転舵する操作である。そして、片側転舵では接続候補位置に到達できないと判断されたときは、Ｓ字転舵で到達可能か否かが判断される（Ｓ１１６）。Ｓ字転舵とは、ステアリングを左右両側に転舵する操作である。

そして、片側転舵あるいはＳ字転舵により接続候補位置Ｄに到達可能であると判断された場合には、かかる接続候補位置Ｄを到達位置Ｅとして選択し、自車両２１の現在位置から到達位置Ｅまでの順方向経路を生成する（Ｓ１１３）。

そして、順方向経路において自車両２１が障害物に接触するか否かの判定を行い（Ｓ１１４）、接触しないと判断された場合には、接続ＯＫフラグをＯＮにして生成した順方向経路を格納し、ループを終了する（Ｓ１１７）。一方、片側転舵とＳ字転舵では接続候補位置に到達できないと判断された場合（Ｓ１１２とＳ１１６でＮＯ）、あるいは、接触判定で接触すると判定された場合（Ｓ１１４でＹＥＳ）は、かかる接続候補位置Ｄに対する判断を終了し、残りの接続候補位置に対する判断を行う。そして、全ての接続候補位置Ｄに対して到達できないと判断された場合には、接続ＯＫフラグをＯＦＦにして（Ｓ１１５）、処理フローを終了する。

図８Ａ〜図８Ｃは、片側転舵による到達可能判定の一例を説明する図、図８Ｄ、図８Ｅは、Ｓ字転舵による到達可能判定の一例を説明する図である。

Ｓ１１２の片側転舵による到達可能判定では、以下の（ａ１）〜（ａ３）の条件が全て成立した場合に、到達可能と判定される（角度差と位置でも制限する）。
（ａ１）自車両２１の現在位置Ａにおける軸線Ａ２と到達位置Ｅにおける軸線Ｅ２とが交差する。
（ａ２）現在位置Ａでの旋回円Ａ１と到達位置Ｅの軸線Ｅ２とが交差しない。
（ａ３）到達位置Ｅでの旋回円Ｅ１と現在位置Ａの軸線Ａ２とが交差しない。
なお、旋回円とは、クロソイドを考慮した旋回側の円弧（最小回転軌跡）とする。

図８Ａに示す例では、軸線Ａ２とＥ２とが交差位置Ｆ１で交差しているので、上記（ａ１）の条件を満たしている。したがって、片側転舵により到達可能と判定される。一方、図８Ｂでは、旋回円Ｅ１と現在位置の軸線Ａ２とが交差しているので、上記（ａ３）の条件を満たしていない。そして、図８Ｃに示す例では、現在位置での旋回円Ａ１と到達位置Ｅの軸線Ｅ２とが交差しているので、上記（ａ２）の条件を満たしていない。したがって、図８Ｂ及び図８Ｃに示す例では、片側転舵では到達不可能と判定され、Ｓ字転舵の利用が可能か否かの判定に移行する。

Ｓ１１６のＳ字転舵による到達可能判定では、以下の（ａ４）の条件が成立した場合に、到達可能と判定される（角度差と位置でも制限する）。
（ａ４）現在位置Ａでの旋回円Ａ１と到達位置Ｅの旋回円Ｅ１とが交差しない。

図８Ｄに示す例では、旋回円Ａ１と旋回円Ｅ１とが交差していないので、条件を満たしている。したがって、Ｓ字転舵により到達可能と判定される。一方、図８Ｅに示す例では、旋回円Ａ１と旋回円Ｅ１とが交差しているので、条件を満たしておらず、Ｓ字転舵による到達は不可能と判定される。

図９は、片側転舵による順方向経路の生成方法を説明する図である。
現在位置Ａから到達位置Ｅまでの片側転舵による経路を生成するには、まず、図９（ａ）に示すように、軸線Ａ２と軸線Ｅ２との交点Ｋと現在位置Ａとの間の距離Ｌｓと、交点
Ｋと到達位置Ｅとの間の距離Ｌｅをそれぞれ算出し、短い方の距離を選択する（図に示す例では、距離Ｌｅを選択）。そして、図９（ｂ）に示すように、２本の軸線Ａ２、Ｅ２を共通接線に持ち、交点Ｋから短い方の距離だけ離れた位置を通る円を描き、幾何計算から下記の式（１）により半径Ｒを算出する。

以上により、直線と円弧を組み合わせた順方向経路を生成することができる。
図１０は、Ｓ字転舵による順方向経路の生成方法を説明する図であり、到達位置Ｅよりも後方で軸線Ｅ２が現在位置Ａの軸線Ｅ２であるＸ軸と交わらない場合の生成方法を説明する図である。

ここでは、Ｓ字を描くための半径が同一の共通円の半径Ｒを算出する。円の接点を求めれば旋回円Ａ１の円弧と、旋回円Ｅ１の円弧とを組み合わせてＳ字の順方向経路を生成することができる。

共通円の半径はそれぞれの円の中心座標が求まるので、中心座標間の距離から求まる。
ただし、θ＝０の場合は

図１０（ａ）に示す状態から図１０（ｂ）に示す交点Ｆ７の位置までが上記した計算式により算出可能である。
図１０（ｃ）に示す公式からＳ字のそれぞれの旋回角度φ_１、φ_２と、弧長ｂ_１、ｂ_２は以下の計算式により求められる。

図１１は、Ｓ字転舵による順方向経路の生成方法を説明する図であり、到達位置Ｅよりも後方で軸線Ｅ２が現在位置Ａの軸線Ａ２であるＸ軸と交わる場合の生成方法を説明する図である。

ここでは、Ｓ字を描くための半径が同一となる共通の旋回円Ｅ１、Ａ１の半径Ｒを算出する。そして、円の接点を求めれば、旋回円Ａ１の円弧と、旋回円Ｅ１の円弧とを組み合わせてＳ字の順方向経路を生成することができる。
共通円の半径はそれぞれの円の中心座標が求まるので、中心座標間の距離から求まる。

図１０（ｃ）に示す公式からＳ字のそれぞれの旋回角度φ_１、φ_２と、弧長ｂ_１、ｂ_２は以下の計算式により求められる。

図１２は、Ｓ字転舵による順方向経路の生成方法を説明する図であり、到達位置Ｅよりも後方で軸線Ｅ２が現在位置Ａの軸線Ａ２であるＸ軸と交わる場合の生成方法を説明する図である。

ここでは、Ｓ字を描くための半径が同一となる共通円Ｅ１、Ａ１の半径Ｒを算出する。そして、円の接点を求めれば、旋回円Ａ１の円弧と、旋回円Ｅ１の円弧とを組み合わせてＳ字の順方向経路を生成することができる。

共通円の半径はそれぞれの円の中心座標が求まるので、中心座標間の距離から求まる。

図１０（ｃ）に示す公式からＳ字のそれぞれの旋回角度φ_１、φ_２と、弧長ｂ_１、ｂ_２は以下の計算式により求められる。

＜駐車経路設定部＞
駐車経路設定部１４は、目標駐車位置から順方向経路演算部１３によって選択された接続候補位置までの逆方向経路の情報と、自車位置情報から接続候補位置までの順方向経路の情報を用いて駐車経路を設定する。

本発明によれば、目標駐車位置Ｂから逆方向経路を演算し、逆方向経路上に設定された複数の接続候補位置Ｄのうち、自車の現在位置Ａから到達可能でかつ最も近い接続候補位置を到達位置Ｅとして選択し、目標駐車位置Ｂから到達位置Ｅまでの逆方向経路と、自車両の現在位置Ａから到達位置Ｅまでの順方向経路とを用いて駐車経路を設定するので、駐車支援を開始する開始位置や車両姿勢に依存せずに、目標駐車位置Ｂに自車両２１を誘導するための切り返しを含む駐車経路を演算して、ドライバの意図する位置に正しい車両姿勢で車両を駐車させることができる。

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、前記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。さらに、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１ 駐車支援装置
１１ 逆方向経路演算部
１２ 接続候補位置記憶部
１３ 順方向経路演算部
１４ 駐車経路設定部
１５ 操作入力部
１６ 経路表示部
２１ 自車両
２２ 基準点
３１ 駐車枠
３２、３３ 障害物
Ａ 現在位置
Ｂ 目標駐車位置
Ｃ 到達可能限界位置
Ｄ 接続候補位置
Ｅ 到達位置
Ｇ 通路
ＰＬｎ 接続候補ライン

Claims (1)

1. 自車両の現在位置から目標駐車位置までの駐車経路を演算する駐車支援装置であって、
   駐車空間と自車挙動の制約条件に基づいて前記自車両を前記目標駐車位置から出庫させる逆方向経路を演算する逆方向経路演算部と、
   該逆方向経路上に複数の接続候補位置を設定する接続候補位置記憶部と、
   前記自車両の現在位置から前記複数の接続候補位置のうちの一つに到達可能な順方向経路を演算する順方向経路演算部と、
   前記逆方向経路と前記順方向経路とを繋げて駐車経路とする駐車経路設定部と、
   を有することを特徴とする駐車支援装置。