CN110214097B

CN110214097B - 驻车辅助装置

Info

Publication number: CN110214097B
Application number: CN201680057271.8A
Authority: CN
Inventors: 长谷岛范安; 田川晋也
Original assignee: Clarion Co Ltd
Current assignee: Faurecia Clarion Electronics Co Ltd
Priority date: 2015-10-27
Filing date: 2016-08-31
Publication date: 2021-10-01
Anticipated expiration: 2036-08-31
Also published as: CN110214097A; US11407406B2; EP3369627A4; US20200148199A1; EP3369627B1; WO2017073159A1; US20180297589A1; EP3786002B1; JP6594736B2; EP3786002A1; US10562525B2; JP2017081398A; EP3369627A1

Abstract

本发明的驻车辅助装置(1)具有：反向路径运算部(11)，其根据驻车空间和自身车辆行为的制约条件来运算使自身车辆(21)从目标驻车位置(B)出库的反向路径；接续候选位置存储部(12)，其在反向路径上设定多个接续候选位置(D)；正向路径运算部(13)，其运算能从自身车辆(21)的当前位置(A)到达至多个接续候选位置(D)中的一个的正向路径；以及驻车路径设定部，其将反向路径与正向路径相接而作为驻车路径。

Description

驻车辅助装置

技术领域

本发明涉及一种车辆的驻车辅助装置。

背景技术

专利文献1中揭示了一种驻车辅助装置的技术，其算出用以使车辆驻车的包括来回转向在内的引导路径、以车辆沿该引导路径到达至目标位置的方式进行辅助。

现有技术文献

专利文献

专利文献1日本专利特开2010-208392号公报

发明内容

【发明要解决的问题】

在专利文献1所示的技术中，是根据开始驻车辅助的初始位置与驻车的目标位置的位置关系以及车辆姿态的关系来算出引导路径，因此，例如在自身车辆的初始位置为无法引导至目标驻车位置的位置的情况下，便无法进行驻车辅助。

本发明是鉴于上述问题而成，其目的在于提供一种驻车辅助装置，该驻车辅助装置能够不依赖于开始驻车辅助的初始位置、车辆姿态地运算用以将车辆引导至驻车的目标位置的包括来回转向在内的驻车路径，使车辆以端正的车辆姿态驻车至驾驶员期望的位置。

【解决问题的技术手段】

解决上述问题的本发明的驻车辅助装置运算从自身车辆的当前位置起到目标驻车位置为止的驻车路径，该驻车辅助装置的特征在于，具有：反向路径运算部，其根据驻车空间和自身车辆行为的制约条件来运算使所述自身车辆从所述目标驻车位置出库的反向路径；接续候选位置存储部，其在该反向路径上设定多个接续候选位置；正向路径运算部，其运算能从所述自身车辆的当前位置到达至所述多个接续候选位置中的一个的正向路径；以及驻车路径设定部，其将所述反向路径与所述正向路径相接而作为驻车路径。

【发明的效果】

根据本发明，能够不依赖于开始驻车辅助的开始位置、车辆姿态地运算用以将车辆引导至驻车的目标位置的包括来回转向在内的驻车路径，使车辆以端正的车辆姿态驻车至驾驶员期望的位置。再者，上述以外的课题、构成及效果将通过以下实施方式的说明来加以明确。

附图说明

图1为本发明的实施方式的驻车辅助装置的功能框图。

图2为表示运算向后垂直驻车的反向路径的方法的一例的图。

图3为表示运算向前垂直驻车的反向路径的方法的一例的图。

图4为表示向后垂直驻车的情况下的反向路径上的接续候选位置的图。

图5为表示向前垂直驻车的情况下的反向路径上的接续候选位置的图。

图6为说明运算反向路径上的接续候选位置的方法的流程图。

图7为到达可能判定的处理流程。

图8A为说明单侧转舵下的到达可能判定的一例的图。

图8B为说明单侧转舵下的到达可能判定的一例的图。

图8C为说明单侧转舵下的到达可能判定的一例的图。

图8D为说明S字转舵下的到达可能判定的一例的图。

图8E为说明S字转舵下的到达可能判定的一例的图。

图9为说明单侧转舵下的正向路径的生成方法的图。

图10为说明S字转舵下的正向路径的生成方法的图。

图11为说明S字转舵下的正向路径的生成方法的图。

图12为说明S字转舵下的正向路径的生成方法的图。

具体实施方式

接着，使用附图，对本发明的实施方式进行说明。

图1为本发明的实施方式的驻车辅助装置的功能框图。

本发明的驻车辅助装置1运算用以将车辆从自身车辆的当前位置引导至目标驻车位置的驻车路径，并以车辆沿该运算出的驻车路径移动的方式进行驻车辅助，尤其适于对需要2次以上的来回转向这样的狭窄空间内的驻车动作进行辅助。

驻车辅助装置1具有：反向路径运算部11，其根据驻车空间和自身车辆行为的制约条件来运算使自身车辆从目标驻车位置出库的反向路径；接续候选位置存储部12，其在反向路径上设定多个接续候选位置；正向路径运算部13，其运算能从自身车辆的当前位置到达至多个接续候选位置中的一个的正向路径；以及驻车路径设定部14，其将反向路径与正向路径相接而作为驻车路径。

如图1所示，对反向路径运算部11输入目标驻车空间信息、目标驻车位置信息及自身车辆信息。目标驻车空间信息内包含到周围的墙壁、其他车辆等为止的距离等成为驻车空间的制约条件的信息，目标驻车位置信息内包含目标驻车位置的形状、与自身车辆的相对位置等信息，自身车辆信息内包含自身车辆的回转半径等成为自身车辆行为的制约条件的信息。

对正向路径运算部13输入自身车辆位置信息。对驻车路径设定部14输入来自操作输入部15的信息、例如由用户从多个驻车框当中选出的驻车框的信息等。路径显示部16是驾驶员能在车内观看的车载监视器，能以重合于来自摄像机的影像中的方式显示驻车路径。驾驶员可以通过按照车载监视器上显示的驻车路径来操作车辆而驻车至目标驻车位置。此外，也可做成如下***：从驻车辅助装置1输出驻车路径的信息来自动操作车辆而驻车至目标驻车位置。

＜反向路径运算部＞

反向路径运算部11根据驻车框周边的障碍物等目标驻车空间信息、驻车框的形状、位置等目标驻车位置信息、以及自身车辆的大小、最小回转半径等车辆规格的自身车辆信息来运算反向路径。目标驻车空间的信息例如可以从自身车辆中搭载的超声波传感器的检测信号、来自车载摄像机的影像当中获取。此外，也可获取驻车场的基础设施信息。

所谓反向路径，是指推断自身车辆从驻车在目标驻车位置的状态到出库为止的路径而得的假想移动路径。反向路径不受自身车辆的当前位置拘束，其运算与当前位置完全无关。反向路径包含使自身车辆前后来回转向的多个来回转向位置。

反向路径是根据驻车空间和自身车辆行为的制约条件加以运算的。并且，在向后垂直驻车中，在以目标驻车位置为原点时，生成设想沿与当前位置上的自身车辆的朝向相同的方向出库的路径，在向前垂直驻车中，在以目标驻车位置为原点时，生成设想沿与当前位置上的自身车辆的朝向相反的方向出库的反向路径。

例如，在实现目标驻车位置上的车辆的姿态状态为向后的向后垂直驻车的情况下，运算使车辆从目标驻车位置直线前进而到达至作为车辆的左右后轮的中间位置即基准点(后面称为基准点)从驻车框出来的位置为止的路径、通过以朝与当前位置上的自身车辆的朝向相同的方向出库的方式转舵并前进而使得自身车辆到达至相对于前方的障碍物而言能够到达的极限位置的前进路径、以及通过相对于自身车辆笔直地回正前轮并后退而使得自身车辆到达至相对于后方的障碍物而言能够到达的极限位置的后退路径。继而，进行交替运算前进路径和后退路径的反向路径的运算直至满足规定的结束条件为止。再者，所谓能够到达的极限位置，是指与障碍物之间具有规定间隙而隔开的位置。规定间隙具有以与障碍物不接触的方式考虑了误差等的裕度，优选尽可能小，例如设定为1cm～50cm左右。

另一方面，在实现目标驻车位置上的自身车辆的姿态状态为向前的向前垂直驻车的情况下，运算使自身车辆从目标驻车位置笔直地后退而到达至自身车辆的基准点离开驻车框规定距离程度的位置为止的路径、通过以朝与当前位置上的自身车辆的朝向相反的方向出库的方式转舵并后退而使得自身车辆到达至相对于后方的障碍物而言能够到达的极限位置的后退路径、以及通过相对于车辆笔直地回正前轮并前进而使得自身车辆到达至相对于前方的障碍物而言能够到达的极限位置的前进路径。继而，进行交替运算前进路径和后退路径的反向路径的运算直至满足规定的结束条件为止。

反向路径运算部11进行反向路径的运算直至满足例如作为规定的结束条件的第1条件、第2条件及第3条件中的至少一方为止，所述第1条件为反向路径上的自身车辆的朝向相对于目标驻车位置上的自身车辆的朝向而言达到90度，所述第2条件为自身车辆到达至在横向上已离开目标驻车位置规定距离Hmax程度的地点，所述第3条件为反向路径上的来回转向次数达到规定次数。

图2和图3为表示按照预先设定的条件来运算车辆的反向路径的方法的一例的图，图2为表示向后垂直驻车的情况的图，图3为表示向前垂直驻车的情况的图。

关于反向路径，例如在图2所示的向后垂直驻车的例子中，使自身车辆21从驻车在驻车框S的目标驻车位置的状态(a)直线前进而到达至自身车辆21的基准点22从驻车框S出来的位置(b)，从此处向左转舵并前进，由此使得自身车辆21到达至相对于前方的障碍物32而言能够到达的极限位置(c)，在该位置相对于自身车辆21笔直地回正前轮并后退，由此使得自身车辆21到达至相对于后方的障碍物33而言能够到达的极限位置(d)。继而，运算经过向左转舵的前进路径(e)、笔直地后退的后退路径(f)、向左转舵的前进路径(g)、笔直地后退的后退路径(h)而达到自身车辆21的朝向相对于目标驻车位置上的自身车辆21的朝向而言已达到90度的状态(i)的路径。

同样地，例如在图3所示的向前垂直驻车的例子中，使自身车辆21从驻车在驻车框S的目标驻车位置的状态(a)笔直地后退而到达至自身车辆21的基准点22从驻车框31出来而离开规定距离程度的位置(b)，从此处向右转舵并后退，由此使得自身车辆21到达至相对于后方的障碍物32而言能够到达的极限位置(c)，在该位置相对于自身车辆21而笔直地回正前轮并前进，由此使得自身车辆21到达至相对于前方的障碍物33而言能够到达的极限位置(d)。继而，运算经过向右转舵的后退路径(e)、笔直地前进的前进路径(f)、向右转舵的后退路径(g)、笔直地前进的前进路径(h)而达到自身车辆21的朝向相对于目标驻车位置上的自身车辆21的朝向而言已达到90度的状态(i)的路径。

再者，反向路径的运算方法不仅仅限定于上述方法，也可通过其他条件进行运算。此外，也可从预先设定的多个条件当中选择适于目标驻车空间的条件来进行运算。

＜接续候选位置存储部＞

接续候选位置存储部12在通道G上隔出规定间隔地设定多个接续候选线PL，将在反向路径上自身车辆21的基准点22与这些接续候选线PL交叉的位置、以及该位置上的自身车辆21的朝向作为接续候选位置D加以存储。

接续候选线PLn(n为数字)是以在目标驻车位置B的前方跨及通道G的宽度方向而延伸的方式设定，是以从驻车框31朝向左方而在通道G上隔出规定间隔的方式设定，在本实施例中，是以目标驻车位置B为基准而每隔横向1.5m至0.5m加以设定的。并且，将在反向路径上基准点22通过接续候选线PL的位置、和该位置上的自身车辆的朝向的信息作为接续候选位置D加以存储。再者，图中，符号A表示当前位置，符号B表示驻车目标位置，符号C表示能够到达的极限位置，符号E表示到达位置。

接续候选线PL是以在目标驻车位置B的前方跨及通道G的宽度方向而延伸的方式设定，在本实施例中，是沿通道G每隔0.5m加以设定的。并且，将在反向路径上基准点22通过接续候选线PL的位置、和该位置上的自身车辆的朝向的信息作为接续候选位置D加以存储。

图6为说明运算反向路径上的接续候选位置的方法的流程图。

首先，按照规定的规则来进行使自身车辆21沿从目标驻车位置出库的方向假想移动的运算(S101)，并判断是否会与障碍物发生碰撞(S102)。继而，在判断会发生碰撞时，判断从该位置朝近前离开规定间隙程度的位置为能够到达的极限位置C，并以从前进转为后退或者从后退转为前进的方式切换档位(S107)。

继而，判断自身车辆21是否已到达规定的接续候选位置D(S103)，在自身车辆21的基准点22通过了接续候选线PL时，判断已到达接续候选位置D，将这时的位置和该位置上的自身车辆21的朝向的信息加以保存(S108)。继而，判断作为第1条件的自身车辆的角度是否已相对于驻车框而达到90[deg](S104)，在已达到90[deg]的情况下，视为满足第1条件而结束本例程。

另一方面，在自身车辆21的朝向未达到90[deg]的情况下，判断是否已移动并离开了规定距离Hmax以上(S105)。在本实施例中，规定距离Hmax设定为7米。在自身车辆21已移动规定距离Hmax以上时，视为满足第2条件而结束本例程。

＜正向路径运算部＞

正向路径运算部13运算能从自身车辆21的当前位置A到达至多个接续候选位置D中的一个的正向路径。所谓正向路径，是指无须切换前进与后退、仅靠前进和后退中的某一方即可从自身车辆21的当前位置到达至接续候选位置D的路径。该运算是根据自身车辆位置信息和自身车辆的规格信息来进行的，从来回转向次数较少而且离自身车辆的当前位置较近的接续候选位置起依序进行运算。继而，选择能从自身车辆的当前位置到达而且离自身车辆最近的接续候选位置D，将该接续候选位置D作为到达位置E来运算从当前位置A起的正向路径。

自身车辆21只要能从当前位置以规定朝向配置到反向路径上的接续候选位置上，之后便能通过沿反向路径反向前进而使车辆移动至目标驻车位置。因而，在正向路径运算部13中，选择反向路径上的多个接续候选位置当中能从当前位置以规定朝向配置车辆的接续候选位置。继而，选择距当前位置的移动距离较短的接续候选位置，以尽可能缩短驻车所需的时间。

图7为到达可能判定的处理流程。

该处理流程会与接续候选位置数量相应地加以循环(S111)，首先，判断是否能通过单侧转舵来到达(S112)。所谓单侧转舵，是指仅向左右某一侧转动方向盘的操作。继而，在判断无法通过单侧转舵来到达至接续候选位置时，判断是否能通过S字转舵来到达(S116)。所谓S字转舵，是指向左右两侧转动方向盘的操作。

继而，在判断可以通过单侧转舵或S字转舵来到达至接续候选位置D的情况下，选择该接续候选位置D作为到达位置E，并生成从自身车辆21的当前位置起到到达位置E为止的正向路径(S113)。

继而，判定自身车辆21是否会在正向路径上与障碍物接触(S114)，在判断不会发生接触的情况下，将接续OK标记设为ON并存储生成的正向路径，结束循环(S117)。另一方面，在判断无法通过单侧转舵和S字转舵来到达至接续候选位置的情况(S112和S116中的“否”)或者在接触判定中判定会发生接触的情况下(S114中的“是”)，结束对该接续候选位置D的判断，进行对剩下的接续候选位置的判断。继而，在判断对所有接续候选位置D都无法到达的情况下，将接续OK标记设为OFF(S115)，结束处理流程。

图8A～图8C为说明单侧转舵下的到达可能判定的一例的图，图8D、图8E为说明S字转舵下的到达可能判定的一例的图。

在S112的单侧转舵下的到达可能判定中，在以下的条件(a1)～(a3)全部成立的情况下判定能够到达(还受角度差和位置的限制)。

(a1)自身车辆21的当前位置A上的轴线A2与到达位置E上的轴线E2交叉。

(a2)当前位置A上的回转圆A1与到达位置E的轴线E2不交叉。

(a3)到达位置E上的回转圆E1与当前位置A的轴线A2不交叉。

再者，所谓回转圆，是指考虑了回旋曲线的回转侧的圆弧(最小回转轨迹)。

在图8A所示的例子中，轴线A2与E2在交叉位置F1发生交叉，因此满足上述条件(a1)。因而，判定可以通过单侧转舵来到达。另一方面，在图8B中，回转圆E1与当前位置的轴线A2发生交叉，因此不满足上述条件(a3)。并且，在图8C所示的例子中，当前位置上的回转圆A1与到达位置E的轴线E2发生交叉，因此不满足上述条件(a2)。因而，在图8B及图8C所示的例子中，判定无法通过单侧转舵来到达，从而转移至是否能够利用S字转舵的判定。

在S116的S字转舵下的到达可能判定中，在以下的条件(a4)成立的情况下判定能够到达(还受角度差和位置的限制)。

(a4)当前位置A上的回转圆A1与到达位置E的回转圆E1不交叉。

在图8D所示的例子中，回转圆A1与回转圆E1不交叉，因此满足条件。因而，判定可以通过S字转舵来到达。另一方面，在图8E所示的例子中，回转圆A1与回转圆E1发生交叉，因此不满足条件，从而判定无法通过S字转舵来到达。

图9为说明单侧转舵下的正向路径的生成方法的图。

要生成从当前位置A起到到达位置E为止的单侧转舵下的路径，首先，如图9的(a)所示，分别算出轴线A2与轴线E2的交点K与当前位置A之间的距离Ls、交点K与到达位置E之间的距离Le，并选择较短一方的距离(在图中所示的例子中，选择距离Le)。继而，如图9的(b)所示，以将2条轴线A2、E2都保持为切线的方式描绘通过与交点K相隔较短一方的距离程度的位置的圆，并通过几何计算、利用下述式(1)算出半径R。

【数式1】

由此，能够生成组合直线与圆弧而成的正向路径。

图10为说明S字转舵下的正向路径的生成方法的图，是说明当轴线E2在到达位置E的后方与当前位置A的轴线E2即X轴不相交的情况下的生成方法的图。

此处，算出用以描绘S字的半径相同的共通圆的半径R。只要求出圆的切点，便能组合回转圆A1的圆弧与回转圆E1的圆弧而生成S字的正向路径。

关于共通圆的半径，由于可以求出各个圆的中心坐标，因此可以根据中心坐标间的距离来求出。

【数式2】

【数式3】

其中，θ＝0时如下：

【数式4】

从图10的(a)所示的状态起到图10的(b)所示的交点F7的位置为止可以通过上述计算公式算出。

根据图10的(c)所示的公式，S字的各个回转角度

和弧长b₁、b₂可以通过以下计算公式求出。

【数式5】

【数式6】

【数式7】

【数式8】

图11为说明S字转舵下的正向路径的生成方法的图，是说明当轴线E2在到达位置E的后方与当前位置A的轴线A2即X轴相交的情况下的生成方法的图。

此处，算出用以描绘S字的半径相同的共通的回转圆E1、A1的半径R。继而，只要求出圆的切点，便能组合回转圆A1的圆弧与回转圆E1的圆弧而生成S字的正向路径。

【数式9】

【数式10】

根据图10的(c)所示的公式，S字的各个回转角度

和弧长b₁、b₂可以通过以下计算公式求出。

【数式11】

【数式12】

【数式13】

【数式14】

图12为说明S字转舵下的正向路径的生成方法的图，是说明当轴线E2在到达位置E的后方与当前位置A的轴线A2即X轴相交的情况下的生成方法的图。

此处，算出用以描绘S字的半径相同的共通圆E1、A1的半径R。继而，只要求出圆的切点，便能组合回转圆A1的圆弧与回转圆E1的圆弧而生成S字的正向路径。

【数式15】

【数式16】

根据图10的(c)所示的公式，S字的各个回转角度

和弧长b₁、b₂可以通过以下计算公式求出。

【数式17】

【数式18】

【数式19】

【数式20】

＜驻车路径设定部＞

驻车路径设定部14使用从目标驻车位置起到由正向路径运算部13选择的接续候选位置为止的反向路径的信息、和从自身车辆位置信息起到接续候选位置为止的正向路径的信息来设定驻车路径。

根据本发明，根据目标驻车位置B来运算反向路径，选择设定在反向路径上的多个接续候选位置D当中能从自身车辆的当前位置A到达而且最近的接续候选位置作为到达位置E，使用从目标驻车位置B起到到达位置E为止的反向路径和从自身车辆的当前位置A起到到达位置E为止的正向路径来设定驻车路径，因此，能够不依赖于开始驻车辅助的开始位置、车辆姿态而运算用以将自身车辆21引导至目标驻车位置B的包括来回转向在内的驻车路径，使车辆以端正的车辆姿态驻车至驾驶员期望的位置。

以上，对本发明的实施方式进行了详细叙述，但本发明并不限定于所述实施方式，可以在不脱离权利要求书中记载的本发明的精神的范围内进行各种设计变更。例如，所述实施方式是为了以易于理解的方式说明本发明所作的详细说明，并非一定限定于具备说明过的所有构成。此外，可以将某一实施方式的构成的一部分替换为其他实施方式的构成，此外，也可以对某一实施方式的构成加入其他实施方式的构成。进一步地，可以对各实施方式的构成的一部分进行其他构成的追加、删除、替换。

符号说明

1 驻车辅助装置

11 反向路径运算部

12 接续候选位置存储部

13 正向路径运算部

14 驻车路径设定部

15 操作输入部

16 路径显示部

21 自身车辆

22 基准点

31 驻车框

32、33 障碍物

A 当前位置

B 目标驻车位置

C 能够到达的极限位置

D 接续候选位置

E 到达位置

G 通道

PLn 接续候选线。

Claims

1.一种驻车辅助装置，其运算从通道上的自身车辆的当前位置起到目标驻车位置为止的垂直驻车路径，该驻车辅助装置的特征在于，具有：

反向路径运算部，其根据所述目标驻车位置周边的空间和自身车辆行为的制约条件来运算使所述自身车辆从所述目标驻车位置出库至满足规定条件的位置为止的反向路径；

接续候选位置存储部，其在所述目标驻车位置周边的通道的规定范围内以隔出规定间隔的方式设定多条线，并存储该线与由所述反向路径运算部运算出的反向路径交叉得到的多个接续候选位置；

正向路径运算部，其运算能从所述自身车辆的当前位置到达至所述多个接续候选位置中的一个的正向路径；以及

驻车路径设定部，其将在所述正向路径运算部中运算出的正向路径、与从所述目标驻车位置起、到该正向路径能够到达的接续候选位置为止的所述反向路径相接而作为垂直驻车路径。

2.根据权利要求1所述的驻车辅助装置，其特征在于，

所述规定条件是指第1条件、第2条件及第3条件中的至少一方，所述第1条件为所述反向路径上的自身车辆的朝向相对于所述目标驻车位置上的自身车辆的朝向而言达到90度，所述第2条件为所述自身车辆到达至在横向上已离开所述目标驻车位置规定距离程度的地点，所述第3条件为所述反向路径上的来回转向次数达到规定次数。

3.根据权利要求1所述的驻车辅助装置，其特征在于，

在向后垂直驻车的情况下，所述反向路径运算部运算通过向左右某一方向转舵并前进而使得所述自身车辆到达至相对于前方的障碍物而言能够到达的极限位置的前进路径、和通过相对于所述自身车辆笔直地回正前轮并后退而使得所述自身车辆到达至相对于后方的障碍物而言能够到达的极限位置的后退路径。

4.根据权利要求1所述的驻车辅助装置，其特征在于，

在向前垂直驻车的情况下，所述反向路径运算部运算通过向左右某一方向转舵并后退而使得所述自身车辆到达至相对于后方的障碍物而言能够到达的极限位置的后退路径、和通过相对于所述自身车辆笔直地回正前轮并前进而使得所述自身车辆到达至相对于前方的障碍物而言能够到达的极限位置的前进路径。

5.根据权利要求1所述的驻车辅助装置，其特征在于，

所述正向路径运算部从来回转向次数较少而且离所述自身车辆的当前位置较近的接续候选位置起依序进行运算。