JP5262855B2 - 駐車支援装置及び駐車支援方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両を駐車させるための切返しを含む誘導経路を算出し、こ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及び駐車支援方法に関する。

従来、車両の駐車動作を支援する技術として、切返しを含む誘導経路に沿って車両が前進及び後退走行して目標位置に到達するように操舵支援や自動操舵制御を行う技術が知られており、この技術を採用した駐車支援装置として、下記の非特許文献１に記載された駐車支援システムが実用化されている。

この非特許文献１に記載の駐車支援システムでは、車両ドライバが車両を駐車させたいと考える目標位置に対して予め定められた位置関係となる位置に車両を停止させ、駐車モードを選択して駐車支援を開始させると、まず、予め定められた誘導経路に沿って車両が現在位置（駐車支援を開始した初期位置）から前進して切返し位置に移動するように自動操舵制御を行い、切返し位置にてシフトギヤをリバースに切り替えるようにアナウンスした後、予め定められた誘導経路に沿って車両が切返し位置から目標位置へと移動するように自動操舵制御を行うようにしている。

"Ｌｉｆｅ Ｈｏｎｄａスマートパーキングアシストシステム オーナーズマニュアル"、［ｏｎｌｉｎｅ］、平成２０年１０月９日、本田技研工業株式会社、［平成２１年３月９日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.honda.co.jp/manual/life/2009/pdf/2009-life-pa-all.pdf＞

しかしながら、非特許文献１に記載の駐車支援システムでは、目標位置に対して予め定められた位置関係となる位置で駐車支援を開始させることを前提としており、駐車支援を開始する初期位置と目標位置との相対位置関係や車両姿勢の関係が一定であるものとして車両を目標位置へと誘導するための誘導経路を定めているため、システムで想定している位置や車両姿勢に対してずれた状態で駐車支援を開始させた場合には、駐車完了時の位置や姿勢が意図したものとは異なってしまうという問題があった。

本発明は、以上のような従来技術の問題を解決すべく創案されたものであって、駐車支援を開始する初期位置や車両姿勢に依存せずに、目標位置へと車両を誘導するための切返しを含む誘導経路を適切に算出して、ドライバの意図する位置に正しい姿勢で車両を適切に駐車させることができる駐車支援装置及び駐車支援方法を提供することを目的としている。

本発明は、駐車支援を開始する初期位置の基準点及び初期位置での車両姿勢を検出するとともに、車両を駐車させる目標位置の基準点及び目標位置での車両姿勢を特定し、車両が初期位置から目標位置に移動する過程で切返しを行う位置である切返し位置での車両姿勢を決定したら、初期位置での車両姿勢と切返し位置での車両姿勢とのなす角をθｎ、目標位置での車両姿勢と切返し位置での車両姿勢とのなすを角θｍとしたときに、初期位置の基準点を通って初期位置での車両姿勢に対してθｎ／２の傾きを持つ直線と、目標位置の基準点を通って目標位置での車両姿勢に対してθｍ／２の傾きを持つ直線との交点を求めて、この交点を基準点とした位置を切返し位置として算出する。そして、初期位置の基準点及び切返し位置の基準点を通る円弧と、目標位置の基準点及び切返し位置の基準点を通る円弧とを繋いだ経路を、車両を初期位置から切返し位置を経由して目標位置へと誘導するための誘導経路として算出する。

本発明によれば、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切返しを含む誘導経路を算出するようにしているので、目標位置に対して任意の位置、車両姿勢で駐車支援を開始しても、車両を目標位置へと誘導するための切返しを含む誘導経路を適切に算出することができる。したがって、駐車支援を開始するために車両ドライバが特定の位置に車両を正確に移動させるといった煩雑な運転操作を行う必要はなく、極めて簡便な操作で、ドライバの意図する位置に正しい姿勢で車両を適切に駐車させることができる。

本発明に係る駐車支援装置の基本構成を示すブロック図である。 図１の基本構成に対して経路表示部及び操作入力部を付加した構成を示すブロック図である。 図１の基本構成に対して障害物検知部を付加した構成を示すブロック図である。 図１の基本構成に対して角度範囲表示部及び操作入力部を付加した構成を示すブロック図である。 図１の基本構成に対して支援情報表示部を付加した構成を示すブロック図である。 図１の基本構成に対して操舵制御部を付加した構成を示すブロック図である。 図６の構成に対して制駆動制御部を付加した構成を示すブロック図である。 本発明に係る駐車支援装置による切返し位置及び誘導経路の算出原理を説明する図であり、初期位置及び初期姿勢と目標位置及び駐車姿勢との相対的な関係の具体例を例示する図である。 切返し位置が取り得る範囲を切返し前後の車両の操舵方向の組み合わせで区分けして示す図である。 車両が円弧軌道に沿って走行した場合の姿勢角に関する幾何学的な法則を説明する図である。 誘導経路を２つの円弧軌道の組み合わせと考えた場合の切返し位置の算出方法を説明する図である。 切返し位置及び誘導経路の具体的な算出方法を説明する図である。 本発明の一実施例である駐車支援システムの構成を示すブロック図である。 本発明の一実施例である駐車支援システムによる駐車支援の動作を示すフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

［本発明の概要］
まず、本発明の概要について説明する。本発明の駐車支援装置は、駐車支援を開始する初期位置から駐車の目標となる目標位置まで車両を誘導するための誘導経路として、経路の途中に切返しのポイントを１箇所だけ持つ経路を算出して、算出した誘導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、誘導経路を算出するための機能構成として、図１に示すように、初期位置検出部１と、目標位置特定部２と、切返し姿勢決定部３と、切返し位置算出部４と、誘導経路算出部５と、を備えることを基本とする。

初期位置検出部１は、駐車支援を開始する初期位置（現在位置）の基準点及び当該初期位置における車両姿勢（以下、初期姿勢という。）を検出する。初期位置の基準点は、駐車支援を開始する際の車両の現在位置において、例えば２つの後輪の間の中間点を初期位置の基準点とすればよい。また、初期姿勢は、駐車支援を開始する際の車両の向きをそのまま初期姿勢とすればよい。

目標位置特定部２は、駐車の目標となる目標位置の基準点及び当該目標位置における車両姿勢（以下、駐車姿勢という。）を特定する。目標位置の基準点及び駐車姿勢は、初期位置の基準点及び初期姿勢に対する相対的な位置・姿勢として特定され、例えば、車載カメラやソナーなどの各種センサ情報を用いて駐車枠を示す白線の検出や駐車車両或いは壁の検出などの統合により駐車可能なスペースを検知し、そのスペースに車両を駐車したときの基準点及び車両姿勢を初期位置の基準点及び初期姿勢との関係で特定すればよい。また、空いている駐車スペースの情報を提供するインフラ設備からの情報を取得して、目標位置の基準点及び駐車姿勢を特定するようにしてもよいし、車載カメラで撮影した画像を表示して、この画像の中で車両ドライバにより指定された位置及び方向をもとに目標位置の基準点及び駐車姿勢として特定するようにしてもよい。

切返し姿勢決定部３は、車両が初期位置から目標位置に移動する過程で切返しを行う位置である切返し位置での車両姿勢（以下、切返し姿勢という。）を決定する。この切返し姿勢は、例えば、初期姿勢に対する相対的な姿勢角θｎを指定することにより決定される。切返し姿勢の決定は、姿勢角θｎを自動で内部計算する構成であってもよいし、切返し姿勢の選択可能な角度範囲を車両ドライバに提示し、その範囲内で選択された角度から姿勢角θｎを計算するようにしてもよい。

切返し位置算出部４は、初期姿勢と切返し姿勢とのなす角θｎと、駐車姿勢と切返し姿勢とのなす角θｍとを用い、初期位置の基準点を通って初期姿勢に対してθｎ／２の傾きを持つ直線と、目標位置の基準点を通って駐車姿勢に対してθｍ／２の傾きを持つ直線との交点を求めて、この交点を基準点とした位置を切返し位置として算出する。なお、この切返し位置算出の具体的手法については、詳細を後述する。

誘導経路算出部５は、初期位置の基準点及び切返し位置の基準点を通る円弧と、目標位置の基準点及び切返し位置の基準点を通る円弧とを繋いだ経路を誘導経路として算出する。なお、この誘導経路算出の具体的手法についても、切返し位置算出の手法と合わせて詳細を後述する。

本発明の駐車支援装置では、切返し姿勢を指定することで切返し位置が特定されてその切返し位置を経由する誘導経路が算出されるので、切返し姿勢の候補を複数指定しておけば複数通りの誘導経路を算出することができる。したがって、図２に示すように、上述した基本構成に対して、誘導経路算出部５で算出された誘導経路を表示する経路表示部６と、車両ドライバが操作入力を行うための操作入力部７とを付加した構成とすれば、複数の誘導経路をこの経路表示部６に表示し、そのうちで車両ドライバが操作入力部７を用いて選択した誘導経路を最終的な誘導経路として確定するといった形態も可能となる。なお、誘導経路表示部６としては、一般的に車両に設けられているナビゲーション用の液晶ディスプレイなどのモニタを利用することができる。また、操作入力部７としては、ジョイスティックや操作スイッチ、タッチパネルなど、車両に既設の各種操作入力デバイスが利用可能である。また、車両に既設のスピーカを用いて、車両ドライバに各種の操作入力を促す音声案内を行うようにしてもよい。

また、図３に示すように、上述した基本構成に対して、車両周辺の障害物を検知する障害物検知部８を付加した構成とすれば、誘導経路算出部５で算出された誘導経路が障害物と干渉する場合に車両ドライバにその旨を報知して再設定を促すといった形態や、障害物を回避する誘導経路が算出されるまで切返し姿勢を変更しながら誘導経路の算出を繰り返し、１回の切返しで目標位置に到達する経路が算出できない場合に車両ドライバにその旨を報知するといった形態も可能となる。なお、障害物検知部８としては、例えば、車載カメラで撮影した画像に対して画像処理を行って物体を検知する構成、あるいはソナーセンサなどを用いて車両周囲の物体を検知する構成などが考えられる。

また、図４に示すように、上述した基本構成に対して、切返し姿勢の選択可能な角度範囲を表示する角度範囲表示部９と、車両ドライバが操作入力を行うための操作入力部７とを付加した構成とすれば、車両ドライバが角度範囲表示部９に表示された角度範囲内で操作入力部７を用いて選択した角度をもとに姿勢角θｎを計算して切返し姿勢を決定するといった形態も可能となる。なお、角度範囲表示部９としては、図２に示した経路表示部６と同様に、一般的に車両に設けられているナビゲーション用の液晶ディスプレイなどのモニタを利用することができる。

本発明の駐車支援装置は、誘導経路算出部５で算出した誘導経路に沿って車両が目標位置に到達するように駐車支援を行う。例えば、図５に示すように、上述した基本構成に対して、車両の現在位置を明示する図形や目標位置及び切返し位置を表す枠図形、初期位置や切返し位置でのハンドル角を指示する情報などといったように、車両ドライバが駐車時の運転操作を行う上で有用な各種支援情報を表示する支援情報表示部１０を付加した構成とすれば、ドライバによる運転操作を支援することができる。なお、支援情報表示部１０としては、図２に示した経路表示部６や図４に示した角度範囲表示部９と同様に、一般的に車両に設けられているナビゲーション用の液晶ディスプレイなどのモニタを利用することができる。また、このとき、車両に既設のスピーカを用いて、車両が誘導経路に沿って移動するように操舵方向などをガイドする音声案内を行うようにすれば、よりきめ細かな駐車支援が可能となる。

また、図６に示すように、上述した基本構成に対して、誘導経路算出部５で算出した誘導経路に沿って車両が移動するように車両の操舵を自動制御する操舵制御部１１を付加した構成とすれば、この操舵制御部１１による自動操舵制御により、駐車動作時におけるドライバの操作負担をより低減させることができる。さらに、図７に示すように、図６の構成に対して、車両の制動及び駆動を制御する制駆動制御部１２を付加した構成とすれば、車両を全自動で誘導経路に沿って移動させて目標位置へと駐車させることができ、ドライバの操作負担をさらに低減させることができる。

［切返し位置及び誘導経路算出の原理］
次に、切返し位置及び誘導経路を算出する具体的手法について、切返し位置にて接する２つの円弧の組み合わせとして描かれる経路を誘導経路として求める場合を例に挙げて、さらに詳しく説明する。

まず、初期位置の基準点Ｏの位置座標及び初期姿勢Ｖｏの情報と、目標位置の基準点Ｐの位置座標及び駐車姿勢Ｖｐの情報とを取得する。ここでは、初期位置の基準点Ｏ及び初期姿勢Ｖｏに対する目標位置の基準点Ｐ及び駐車姿勢Ｖｐの相対的な関係が、図８に示すような関係にあるものとする。なお、この図８において、Ｃ１は車両が初期位置から右方向に旋回する場合の最小旋回円、Ｃ２は車両が目標位置から左方向に旋回する場合の最小旋回円である。ここで、最小旋回円Ｃ１と最小旋回円Ｃ２との中心間距離がこれら最小旋回円Ｃ１，Ｃ２の半径の２倍以上であることが、円弧軌道を用いて切返しを含む誘導経路を算出する必要条件であるので、仮にこのような条件に満たない場合には、初期位置または目標位置の再設定を促す。

次に、切返し姿勢Ｖｒの決定を行う。この切返し姿勢Ｖｒは、上述したように、初期姿勢Ｖｏに対する相対的な姿勢角θｎを指定することにより決定される。ここで、切返し姿勢Ｖｒの角度範囲は、最小旋回円Ｃ１と最小旋回円Ｃ２の双方に接する２本の共通接線に挟まれる範囲α（図８参照。）なので、切返し姿勢Ｖｒがこの範囲α内となるようにθｎを指定する。つまり、θｎを自動で内部計算する場合は、切返し姿勢Ｖｒが図８の範囲α内に収まるようにθｎを計算する。また、切返し姿勢Ｖｒを車両ドライバに指定させるインターフェースを持つ場合は、後述する計算方法を用いて、図９に示す領域Ａ〜Ｃのいずれかの領域に切返し位置が設定されるように、切返し姿勢Ｖｒの角度範囲αを表示などによってドライバに提示して、その範囲内で切返し姿勢Ｖｒを選択させるようにする。なお、図９（ａ）は初期姿勢Ｖｏのベクトルが最小旋回円Ｃ２と交点を持たない場合の切返し位置が取り得る範囲を示しており、図９（ｂ）は初期姿勢Ｖｏのベクトルが最小旋回円Ｃ２と交点を持つ場合の切返し位置が取り得る範囲を示している。また、図中の領域Ａ〜Ｃは、切返し前後の車両の操舵方向の組み合わせで切返し位置が取り得る範囲を区分けしたものであり、領域Ａ内に切返し位置が設定されると、初期位置から右転舵で前進して切返し位置に到達した後、切返し位置から左転舵で後退走行して目標位置に到達することを示し、図中の領域Ｂ内に切返し位置が設定されると、初期位置から右転舵で前進して切返し位置に到達した後、切返し位置から右転舵で後退走行して目標位置に到達することを示し、図中の領域Ｃに切返し位置が設定されると、初期位置から左転舵で切返し位置に到達した後、切返し位置から左転舵で目標位置に到達することを示している。

以上のように、初期姿勢Ｖｏに対する相対的な姿勢角θｎを指定することによって切返し姿勢Ｖｒが決定されると、車両を所望の姿勢角とするための円弧を用いて算出した基本経路を相似拡大することにより、誘導経路を算出することができる。以下、その計算方法を図１０乃至図１２を用いて説明する。

図１０は、初期位置の基準点Ｏを通る半径ｒの円弧軌道上で、初期姿勢Ｖｏに対する姿勢角が所望の姿勢角θとなる点Ｒを示した図である。この図１０に示すように、初期位置の横方向をＸ軸、直進の進行方向（初期姿勢Ｖｏの方向）をＹ軸としたときに、Ｙ軸と直線ＯＲとのなす角（行程角）φと姿勢角θとの間には次式の関係が成り立つ。
θ＝２φ

この幾何学原理を用い、初期位置から切返し位置を経由して目標位置に至る一連の誘導経路を、図１１に示すように、初期位置の基準点Ｏから切返し位置の基準点Ｒまでの円弧軌道Ｌ１の経路と、切返し位置の基準点Ｒから目標位置の基準点Ｐまでの円弧軌道Ｌ２の経路の組み合わせと考えると、切返し位置の基準点Ｒは、２つの円弧Ｌ１，Ｌ２の接点の位置となる。また、初期姿勢Ｖｏに対する駐車姿勢Ｖｐの相対角度θｏｐと、初期姿勢Ｖｏと切返し姿勢Ｖｒとのなす角θｎ、駐車姿勢Ｖｐと切返し姿勢Ｖｒとのなす角θｍとの関係は次式で表せる。
θｏｐ＝θｎ＋θｍ
したがって、初期姿勢Ｖｏと切返し姿勢Ｖｒとのなす角θｎをある値に定めることにより、駐車姿勢Ｖｐと切返し姿勢Ｖｒとのなす角θｍが一意に決まることになる。

次に、以上の原理に基づいて具体的な円弧の経路を求めることを考える。まず、図１２に示すように、初期位置の基準点Ｏを始点として最小旋回円Ｃ１上の軌道に沿って車両が走行した場合に姿勢角がθｎとなる点Ｑと、目標位置の基準点Ｐを始点として最小旋回円Ｃ２上の軌道に沿って車両が走行した場合に姿勢角がθｍとなる点Ｓとを算出する。ここで、線分ＯＱは、図１０に示した幾何学原理から、初期位置の基準点Ｏを通って初期姿勢Ｖｏに対してθｎ／２の傾きを持つ行程角φ１の直線であることが分かる。また、線分ＰＳは、同様の原理から、目標位置の基準点Ｐを通って駐車姿勢Ｖｐに対してθｍ／２の傾きを持つ行程角φ２の直線であることが分かる。そして、線分ＯＱの延長線と線分ＰＳの延長線とが交わる交点を求めると、この交点が切返し位置の基準点Ｒとなる。

次に、線分ＯＱの長さと線分ＯＲの長さの比をα１、線分ＰＳの長さと線分ＰＲの長さの比α２として、円弧Ｃ１を初期位置の基準点Ｏを基点としてα１倍に相似拡大した円弧Ｃ１'、 円弧Ｃ２を目標位置の基準点Ｐを基点としてα２倍に相似拡大した円弧Ｃ２'を描くと、これら円弧Ｃ１‘と円弧Ｃ２’とは点Ｒで接することになる。つまり、円弧Ｃ１‘が初期位置の基準点Ｏから切返し位置の基準点Ｒまでの円弧軌道Ｌ１となり、円弧Ｃ２’が切返し位置の基準点Ｒから目標位置の基準点Ｐまでの円弧軌道Ｌ２となる。したがって、これらの円弧を組み合わせた経路が、初期位置から切返し位置を経由して目標位置に至る一連の誘導経路として算出される。

以上により、車両の初期姿勢Ｖｏに対する相対的な駐車姿勢Ｖｐの姿勢角θｏｐと、初期姿勢Ｖｏに対する相対的な切返し姿勢Ｖｒの姿勢角θｎが決まれば、切返し位置を一意に特定することができ、初期位置から切返し位置までの円弧軌道Ｌ１の経路と、切返し位置から目標位置までの円弧軌道Ｌ２の経路の組み合わせを、誘導経路として算出することができる。また、先に図８で示した角度範囲αの範囲内で切返し姿勢Ｖｒを選択することで切返し位置を任意の位置に選択することができ、これと同時に初期位置から切返し位置を経由して目標位置に至る誘導経路も得られる。

以上のように、本発明の原理を利用すれば、円弧の組み合わせにより、任意の初期位置から任意の目標位置に至る誘導経路を円弧の組み合わせで適切に算出することが可能となる。また、車両が切返しを行う切返し位置は、姿勢角θｎを指定することによって一意に求められるが、姿勢角θｎの決め方は、車両ドライバに所望の切返し姿勢Ｖｒを選択させてその切返し姿勢Ｖｒから計算してもよいし、車両ドライバに所望の切返し位置を選択させて切返し位置から計算することも可能である。

また、車載カメラにより得られる画像やソナーなどの各種センサにより車両周囲の障害物を検出し、その障害物に干渉することなく目標位置へ至る誘導経路を自動で算出するようにしてもよい。また、障害物がなく、誘導経路の選択範囲に余裕がある場合には、円弧軌道Ｌ１，Ｌ２が緩やかなカーブの組み合わせになるように、切返し姿勢Ｖｒを初期姿勢Ｖｏと駐車姿勢Ｖｒとの中間の姿勢にする、つまりθｎ＝θｍ＝θｏｐ／２に設定して誘導経路を算出するようにしてもよい。

また、以上の説明では、車両が右転舵で前進して切返し位置に到達した後、左転舵で後退走行して目標位置に至る軌道の誘導経路を求める場合を示しているが、図９に示したように、右転舵角の組み合わせで描かれる軌道の誘導経路や左転舵角の組み合わせで描かれる軌道の誘導経路についても、同様の原理で適切に算出することができる。また、以上の説明では、初期位置に対して車両の左側に目標位置が設定されている場合を例示したが、初期位置に対して車両の右側に目標位置が設定されている場合には、転舵角の方向を反対にするだけで適用できる。また、以上の説明では、車両を並列駐車させる場合を例示したが、同様の原理を応用すれば、縦列駐車に対しても適用可能である。

さらに、以上の説明では、初期位置が目標位置に対して比較的近い位置にある場合を想定して、円弧軌道Ｌ１，Ｌ２の組み合わせとして描かれる経路を誘導経路として求める場合を例示したが、初期位置と目標位置とが比較的離れた位置関係にある場合には、円弧軌道Ｌ１や円弧軌道Ｌ２に直線を付加した経路を誘導経路として求めるようにしてもよい。この場合には、例えば、初期位置から初期姿勢Ｖｏに沿って所定距離だけ前進した車両位置の基準点を仮想的に初期位置の基準点Ｏと考えて円弧軌道Ｌ１を求め、その円弧軌道Ｌ１に対して仮想的な初期位置の基準点と実際の初期位置の基準点とを結ぶ直線を付加する、或いは、目標位置から駐車姿勢Ｖｐに沿って所定距離だけ前進した車両位置の基準点を仮想的に初期位置の基準点Ｐと考えて円弧軌道Ｌ２を求め、その円弧軌道Ｌ２に対して仮想的な駐車位置の基準点と実際の駐車位置の基準点とを結ぶ直線を付加する、といった計算を実施すればよい。このような方法で誘導経路を求めるようにすれば、初期位置と目標位置とが比較的離れた位置関係にある場合でも、円弧軌道Ｌ１，Ｌ２の組み合わせのみで描かれる経路を誘導経路として求めるよりも誘導経路の広がりを抑えることができ、車両が移動できるスペースに制約がある場合にも対応可能となる。なお、以上の方法で誘導経路を求めた場合には、円弧軌道Ｌ１，Ｌ２とこれに繋がる直線軌道との接続点で操舵角が不連続になるが、この不連続性がスムーズな駐車動作を妨げることが懸念される場合には、操舵角が不連続になる点において操舵角を滑らかにつなぐ経路を挿入するようにしてもよい。

［実施例］
次に、本発明の具体的な実施例について説明する。

図１３は、本発明の一実施例である駐車支援システム１００の構成を示すブロック図である。この駐車支援システム１００は、誘導経路に沿った車両移動を自動制御する機能を有しており、誘導経路の算出及び車両移動のための各種の処理が、駐車支援ＥＣＵ１１０によって統括的に制御される構成となっている。

駐車支援ＥＣＵ１１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力回路、電源回路などにより構成され、画像やセンサ信号を処理する画像・信号処理部１１１と、経路の演算を行う経路演算部１１２と、自動運転のための制御を行う制駆動制御部１１３及び操舵制御部１１４を有している。なお、ここではこれらの各構成部１１１〜１１４が駐車支援ＥＣＵ１１０内部の機能構成として共通のハードウェア・ソフトウェアで構成される例を例示するが、これらの各機能部１１１〜１１４は、個別のハードウェア・ソフトウェアで各々構成されていてもよい。

駐車支援ＥＣＵ１１０は、ブレーキＥＣＵ１２０と、シフトギア１３２を駆動するシフトギアアクチュエータ１３２と、エンジンＥＣＵ１４０と、ステアリング１５２を駆動するステアリングアクチュエータ１５１とに接続されている。ブレーキ１２２を駆動するブレーキアクチュエータ１２１は、ブレーキＥＣＵ１２０に接続されている。

駐車支援ＥＣＵ１１０には、ブレーキＥＣＵ１２０を介して車輪速センサ１０１や加速度センサ１０２の信号が入力される。また、駐車支援ＥＣＵ１１０には、シフトセンサ１０３の信号、車載カメラ１０４の画像、ソナーセンサ１０８の信号、駐車場の空きスペースなどの情報提供を行う外部インフラ１０９の情報、ステアリング１５２の操舵量を検出するロータリエンコーダ１５３の信号などが、それぞれ入力される。さらに、駐車支援ＥＣＵ１１０には、車両乗員が操作入力を行うための操作入力デバイス１０５、各種の情報を表示するモニタ１０６、各種の情報を音声出力するスピーカ１０７などのユーザインターフェースが接続されている。

画像・信号処理部１１１は、車載カメラ１０４で撮影された画像や、ソナーセンサ１０８や外部インフラ１０９からの情報、操作入力デバイス１０５からの入力情報などの各種情報を１つ以上用いて信号処理し、駐車支援を開始するの初期位置や初期姿勢、目標位置、駐車姿勢、障害物の検知など、車両周囲の環境認識を行う。

経路演算部１１２は、画像・信号処理部１１１で検出した初期位置の基準点の座標及び初期姿勢、目標位置の基準点の座標及び駐車姿勢、障害物の有無などの情報を用い、上述した経路算出のロジックに従って、モニタ１０６への情報表示やスピーカ１０７からの音声出力、操作入力デバイス１０５からの入力の受付けなどを随時行いながら、初期位置から切返し位置を経由して目標位置へと到達する一連の誘導経路を算出する。

また、経路演算部１１２は、ロータリエンコーダ１５３や車輪速センサ１０１、加速度センサ１０２などのセンサ信号を用いてデッドレコニングを行い、誘導経路を移動中の車両の位置・姿勢を随時推定する。なお、この経路演算部１１２による位置・姿勢の推定は、車載カメラ１０４で撮影された画像を用いて行うようにしてもよい。

制駆動制御部１１３は、経路演算部１１２で算出した誘導経路及びデッドレコニングの結果と、車輪速センサ１０１からのセンサ信号とを基に、誘導経路に沿って車両を最適速度で移動させるためのアクセル開度をエンジンＥＣＵ１４０に指令し、車両が切返し位置や目標位置に近付いた場合や、ソナーセンサ１０８などが障害物を検知した場合などに、ブレーキＥＣＵ１２０に制動指令を与えて自動で制動制御を行う。また、制駆動制御部１１３は、シフトチェンジが必要な地点においてシフトギアアクチュエータ１３１を制御して、シフトギア１３２を自動で所望のギア位置に切り替える。

操舵制御部１１４は、経路演算部１１２で算出した誘導経路及びデッドレコニングの結果と、ロータリエンコーダ１５３で検出される現在のステアリング１５２の操舵量を基に、誘導経路に沿って車両を移動させるための最適な操舵量を算出して、ステアリングアクチュエータ１５１を制御する。なお、パワーステアリング装置を備える車両では、このパワーステアリング装置の制御に連動した操舵制御を行えばよい。

図１４は、以上のように構成される駐車支援システム１００による駐車支援の動作を示すフローチャートである。この図１４に示す駐車支援の動作フローは、車両ドライバが操作入力デバイス１０５を用いて駐車支援の開始を指示する入力を行うことで開始され、駐車支援動作をキャンセルする指示が入力されない限り、駐車動作が完了するまで継続される。

車両ドライバにより駐車支援開始の指示入力がなされると、まず、ステップＳ１０１において、初期位置（現在位置）の基準点の座標及び初期姿勢を検出するとともに、ステップＳ１０２において、駐車の目標位置の基準点の座標及び駐車姿勢を、初期位置に対する相対的な位置、姿勢として特定する。そして、ステップＳ１０３において、初期位置から駐車位置まで１回の切返しで駐車が可能か否かを判定する。ここで、初期位置から駐車位置まで１回の切返しで駐車が不可能な場合には、ステップＳ１０４において、モニタ１０６への情報表示やスピーカ１０７からの音声出力により、車両ドライバに対して車両を移動させる旨の指示を行う。そして、初期位置と目標位置との位置関係が１回の切返しで駐車可能な位置関係になるまでステップＳ１０１〜ステップＳ１０３の処理を繰り返し、初期位置から駐車位置まで１回の切返しで駐車可能と判定した場合に、ステップＳ１０５に進む。

次に、ステップＳ１０５において、初期姿勢と駐車姿勢との関係から、切返し姿勢として選択可能な角度範囲をモニタ１０６への表示などにより車両ドライバに提示する。そして、ステップＳ１０６において、モニタ１０６に表示した角度範囲から車両ドライバによって切返し姿勢の角度が選択されたか否かを判定し、車両ドライバにより所望の角度が選択された場合には、その角度の初期姿勢に対する相対角度を切返し姿勢の姿勢角θｎとし、ステップＳ１０８に進む。一方、車両ドライバにより角度が選択されない場合には、ステップＳ１０７において、上記の角度範囲内で任意の角度を選択して切返し姿勢の姿勢角θｎを求め、ステップＳ１０８に進む。

次に、ステップＳ１０８において、初期姿勢に対する駐車姿勢の姿勢角とステップＳ１０６或いはステップＳ１０７で求めた切返し姿勢の姿勢角θｎとに基づいて、切返し位置を算出する。具体的には、初期姿勢と駐車姿勢とのなす角θｏｐからθｎを減算することで、駐車姿勢と切返し姿勢とのなす角θｍを求める。そして、初期位置の基準点を通って初期姿勢に対してθｎ／２の傾きを持つ直線と、目標位置の基準点を通って駐車姿勢に対してθｍ／２の傾きを持つ直線との交点を求め、この交点を基準点とした位置を切返し位置として算出する。

次に、ステップＳ１０９において、ステップＳ１０１、ステップＳ１０２、ステップＳ１０８でそれぞれ求めた初期位置、目標位置、切返し位置の基準点に基づいて、車両を初期位置から切返し位置を経由して目標位置へと誘導するための誘導経路を算出する。具体的には、初期位置の基準点と切返し位置の基準点とを通る円弧軌道Ｌ１の経路と、目標位置の基準点と切返し位置の基準点とを通る円弧軌道Ｌ２の経路とを求め、これら円弧軌道Ｌ１の経路と円弧軌道Ｌ２の経路とを繋いだ一連の経路を誘導経路として算出する。

次に、ステップＳ１１０において、ステップＳ１０９で算出した誘導経路をモニタ１０６に表示する。そして、ステップＳ１１１において、モニタ１０６に表示した誘導経路が最終的な誘導経路として確定されたかどうかを確認する。ここでは、車両ドライバが誘導経路の変更を適宜行えるようにするために、切返し姿勢の角度を再設定する車両ドライバの操作入力を受け付けるようにし（ステップＳ１１２）、切返し姿勢の角度を再設定する操作入力がなされた（ステップＳ１１２でＹＥＳの判定）ときはステップＳ１０８に戻って切返し位置及び誘導経路を新たに算出し、新なに算出した誘導経路をモニタ１０６に表示する。そして、モニタ１０６に表示した誘導経路が最終的な誘導経路として確定すると、ステップＳ１１３に進む。

次に、ステップＳ１１３において、ステップＳ１１１で確定した誘導経路に沿って車両が初期位置から切返し位置へと移動するように、車両の自動制御（経路追従制御）を行う。このステップＳ１１３での経路追従制御は、ステップＳ１１４において車両が切返し位置に到達したと判定されるまで継続される。このステップＳ１１３の経路追従制御では、車両位置や姿勢を常にデッドレコニングしてその結果をフィードバックし、ステップＳ１１１で確定した誘導経路と実際の車両の移動経路との差異が最小となるように、ステアリングアクチュエータ１５１などを制御する。また、切返し位置に近付くと、エンジンＥＣＵ１４０にアクセル開度を減少させる指令を与えるとともにブレーキＥＣＵ１２０に制動指令を与えて、車両を切返し位置に停止させる。なお、経路追従制御を行っている間に、車載カメラ１０４やソナーセンサ１０８などからの情報により車両と接触する可能性のある障害物を検知した場合にも、エンジンＥＣＵ１４０にアクセル開度を減少させる指令を与えるとともにブレーキＥＣＵ１２０に制動指令を与えて、車両を停止させる。また、切返し位置にて車両を停止させたときには、シフトギアアクチュエータ１３１を駆動制御して、車両の進行方向が反転するようにシフトギア１３２のギア位置を切り替える。

ステップＳ１１４で車両が切返し位置に到達したと判定すると、次に、ステップＳ１１５において、デッドレコニングの結果をもとに、ステップＳ１１１で確定した誘導経路における切返し位置及び切返し姿勢と、実際の車両位置及び車両姿勢との間の誤差が所定値以上となっているか否かを判定する。ここで、誤差が所定値以上である場合には、ステップＳ１１６において、実際の車両位置から目標位置までの経路を再計算し、ステップＳ１１７において、ステップＳ１１６で再計算した経路に沿って車両が目標位置へと移動するように、車両の自動制御（経路追従制御）を行う。一方、誤差が所定値未満であれば、ステップＳ１１７において、ステップＳ１１１で算出した誘導経路に沿って車両が目標位置へと移動するように、車両の自動制御（経路追従制御）を行う。このステップＳ１１７での経路追従制御は、ステップＳ１１８において車両が目標位置に到達したと判定されるまで継続される。このステップＳ１１７の経路追従制御では、ステップＳ１１３での経路追従制御と同様に、車両位置や姿勢を常にデッドレコニングしてその結果をフィードバックし、ステップＳ１１１で確定した誘導経路またはステップＳ１１６で再計算した経路と実際の車両の移動経路との差異が最小となるように、ステアリングアクチュエータ１５１などを制御する。また、目標位置に近付くと、エンジンＥＣＵ１４０にアクセル開度を減少させる指令を与えるとともにブレーキＥＣＵ１２０に制動指令を与えて、車両を目標位置に停止させる。なお、経路追従制御を行っている間に、車載カメラ１０４やソナーセンサ１０８などからの情報により車両と接触する可能性のある障害物を検知した場合にも、エンジンＥＣＵ１４０にアクセル開度を減少させる指令を与えるとともにブレーキＥＣＵ１２０に制動指令を与えて、車両を停止させる。また、目標位置にて車両を停止させたときには、シフトギアアクチュエータ１３１を駆動制御して、シフトギア１３２のギア位置をパーキングレンジに切り替える。

ステップＳ１１８で車両が目標位置に到達したと判定すると、ステップＳ１１９において、モニタ１０６への情報表示やスピーカ１０７からの音声出力により、駐車支援が終了したことを車両ドライバに報知して、一連の駐車支援動作を終了する。

以上説明した本実施例の駐車支援システム１００は、誘導経路に沿った車両移動を自動制御する構成であるが、本発明は、上述したように、車両ドライバの運転操作を支援するための各種支援情報を提示することで駐車支援を行う構成の駐車支援システムにおいても有効に適用可能である。この場合、誘導経路として算出される経路が円弧の組み合わせであるため、例えば、初期位置でのハンドル角と、切返し位置及びその切返し位置から目標位置までのハンドル角を音声ガイドやモニタ表示などにより指定して、ハンドルとブレーキ、シフトを車両ドライバに操作させるようにすれば、車両を誘導経路に沿って移動させて目標位置に到達させることができる。また、上述したように円弧に対して直線を付加した経路を誘導経路として算出した場合には、誘導経路の軌道が直線から円弧に切り替わる地点を車両ドライバに報知し、その都度ハンドル角を指定することが望ましい。

［効果］
以上、具体的な例を挙げながら詳細に説明したように、本実施形態の駐車支援装置によれば、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切返しを含む誘導経路を算出するようにしているので、目標位置に対して任意の位置、車両姿勢で駐車支援を開始しても、車両を目標位置へと誘導するための切返しを含む誘導経路を適切に算出することができる。したがって、駐車支援を開始するために車両ドライバが特定の位置に車両を正確に移動させるといった煩雑な運転操作を行う必要はなく、極めて簡便な操作で、ドライバの意図する位置に正しい姿勢で車両を適切に駐車させることができる。

すなわち、従来技術では、駐車支援を開始する初期位置や初期姿勢が目標位置や駐車姿勢との関係で予め定められており、初期位置や初期姿勢の調節を車両ドライバが行わなければならなず、煩雑である。また、駐車完了後の位置や姿勢精度はドライバの運転操作によってどれだけ正確な位置、姿勢で駐車支援を開始させたかに依存するため、初期位置や初期姿勢がシステムで想定している位置、姿勢からずれていれば、所望の位置、姿勢で駐車を完了させることができない。そのため、車両ドライバが再度駐車完了後の位置や姿勢を調整する必要があり、車両ドライバの操作がさらに煩雑なものとなる。その上、事前に算出された規定の経路に沿って車両を誘導するため、狭い駐車場や経路上に障害物が存在する場合には対応できないという課題がある。これに対して、本実施形態の駐車支援装置によれば、任意の位置、姿勢で駐車支援を開始させることができるので、駐車支援を開始する初期位置や初期姿勢の調節を車両ドライバが行う必要が無く、また、駐車完了後の位置や姿勢精度が駐車支援開始時における車両ドライバの運転操作に依存しないので、所望の位置、姿勢で車両を適切に駐車させることができる。また、狭い駐車場や経路上に障害物が存在する場合にも、経路および切返し位置を調節することにより、周囲の駐車車両との位置関係などの制約も緩和できるため、駐車支援を利用可能な場面も広げることが可能となる。

また、本実施形態の駐車支援装置によれば、誘導経路の候補となる複数通りの経路を算出して車両ドライバに提示し、これら複数の経路のうちでドライバにより選択された経路を最終的な誘導経路として確定して、この誘導経路に沿って駐車支援を行うことにより、ドライバの意思を反映させて車両の駐車動作をより適切に支援することができる。

また、本実施形態の駐車支援装置によれば、車両周囲の障害物を検知して、検知した障害物を避ける誘導経路を自動で算出することにより、周囲環境に対応させた適切な駐車支援をより効果的に実施することができる。

また、本実施形態の駐車支援装置によれば、切返し姿勢として選択可能な角度範囲を車両ドライバに提示して、その範囲内でドライバにより選択された角度をもとに切返し姿勢を決定することにより、ドライバの意思を反映させて車両の駐車動作をより適切に支援することができる。

また、本実施形態の駐車支援装置によれば、円弧軌道に直線を付加した経路を誘導経路として求めることにより、初期位置と目標位置とが比較的離れた位置関係にあり、且つ、車両が移動できるスペースに制約がある場合であっても、そのような環境に対応した適切な駐車支援を行うことが可能となる。

なお、以上説明した実施形態は、本発明の一適用例を例示したものであり、本発明の技術的範囲が以上の実施形態で説明した内容に限定されることを意図するものではない。つまり、本発明の技術的範囲は、以上の実施形態で開示した具体的な技術事項に限らず、この開示から容易に導きうる様々な変形、変更、代替技術なども含むものである。

１ 初期位置検出部
２ 目標位置特定部
３ 切返し姿勢決定部
４ 切返し位置算出部
５ 誘導経路算出部
６ 経路表示部
７ 操作入力部
８ 障害物検知部
９ 角度範囲表示部
１０ 支援情報表示部
１１ 操舵制御部
１２ 制駆動制御部
１００ 駐車支援システム
１１０ 駐車支援ＥＣＵ
１１１ 画像・信号処理部
１１２ 経路演算部
１１３ 制駆動制御部
１１４ 操舵制御部

Claims (9)

1. 駐車支援を開始する初期位置の基準点及び初期位置での車両姿勢を検出する初期位置検出手段と、
   車両を駐車させる目標位置の基準点及び目標位置での車両姿勢を特定する目標位置特定手段と、
   車両が前記初期位置から前記目標位置に移動する過程で切返しを行う位置である切返し位置での車両姿勢を決定する切返し姿勢決定手段と、
   前記初期位置での車両姿勢と前記切返し位置での車両姿勢とのなす角をθｎ、前記目標位置での車両姿勢と前記切返し位置での車両姿勢とのなすを角θｍとしたときに、前記初期位置の基準点を通って初期位置での車両姿勢に対してθｎ／２の傾きを持つ直線と、前記目標位置の基準点を通って目標位置での車両姿勢に対してθｍ／２の傾きを持つ直線との交点を求め、この交点を基準点とした位置を前記切返し位置として算出する切返し位置算出手段と、
   前記初期位置の基準点及び前記切返し位置の基準点を通る円弧と、前記目標位置の基準点及び前記切返し位置の基準点を通る円弧とを繋いだ経路を、車両を前記初期位置から前記切返し位置を経由して前記目標位置へと誘導するための誘導経路として算出する誘導経路算出手段と、を備えることを特徴とする駐車支援装置。
2. 前記誘導経路算出手段により算出された経路を車両ドライバに提示する経路提示手段をさらに備え、
   前記誘導経路算出手段は、前記誘導経路の候補となる複数の経路を算出して前記経路提示手段により車両ドライバに提示させ、当該複数の経路のうち車両ドライバにより選択された経路を前記誘導経路として決定することを特徴とする請求項１に記載の駐車支援装置。
3. 車両周辺の障害物を検知する障害物検知手段をさらに備え、
   前記誘導経路算出手段は、前記障害物検知手段により検知された障害物を回避する誘導経路を算出することを特徴とする請求項１に記載の駐車支援装置。
4. 前記切返し位置での車両姿勢の選択可能な角度範囲を車両ドライバに提示する角度範囲提示手段をさらに備え、
   前記切返し姿勢決定手段は、前記角度範囲内で車両ドライバにより選択された角度に基づいて前記切返し位置での車両姿勢を決定することを特徴とする請求項１に記載の駐車支援装置。
5. 前記誘導経路算出手段は、実際の初期位置よりも車両直進方向の前方にある位置を仮想の初期位置とし、当該仮想の初期位置の基準点及び前記切返し位置の基準点を通る円弧に対して実際の初期位置と仮想の初期位置とを結ぶ直線を付加して前記誘導経路を算出することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の駐車支援装置。
6. 前記誘導経路算出手段は、実際の目標位置よりも車両直進方向の前方にある位置を仮想の目標位置とし、当該仮想の目標位置の基準点及び前記切返し位置の基準点を通る円弧に対して実際の目標位置と仮想の目標位置とを結ぶ直線を付加して前記誘導経路を算出することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の駐車支援装置。
7. 前記誘導経路算出手段により算出された誘導経路に沿った車両の移動を支援するための支援情報を車両ドライバに提示する支援情報提示手段をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の駐車支援装置。
8. 前記誘導経路算出手段により算出された誘導経路に沿って車両が移動するように、車両の操舵を制御する操舵制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の駐車支援装置。
9. 駐車支援を開始する初期位置の基準点及び初期位置での車両姿勢を検出するステップと、
   車両を駐車させる目標位置の基準点及び目標位置での車両姿勢を特定するステップと、
   車両が前記初期位置から前記目標位置に移動する過程で切返しを行う位置である切返し位置での車両姿勢を決定するステップと、
   前記初期位置での車両姿勢と前記切返し位置での車両姿勢とのなす角をθｎ、前記目標位置での車両姿勢と前記切返し位置での車両姿勢とのなすを角θｍとしたときに、前記初期位置の基準点を通って初期位置での車両姿勢に対してθｎ／２の傾きを持つ直線と、前記目標位置の基準点を通って目標位置での車両姿勢に対してθｍ／２の傾きを持つ直線との交点を求め、この交点を基準点とした位置を前記切返し位置として算出するステップと、
   前記初期位置の基準点及び前記切返し位置の基準点を通る円弧と、前記目標位置の基準点及び前記切返し位置の基準点を通る円弧とを繋いだ経路を、車両を前記初期位置から前記切返し位置を経由して前記目標位置へと誘導するための誘導経路として算出するステップと、を有することを特徴とする駐車支援方法。

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