JP4263534B2 - 車両用走行支援装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、目標位置への走行軌跡を求めて、この走行軌跡に車両が追従するよう車両走行の支援を行う車両用走行支援装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動操舵や操舵指示を用いて、車両を目標位置へと誘導する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。例えば、車両の積載重量が変化すると、サスペンションのジオメトリーが変化するため、ステアリングホイールの転舵角に対する車輪の切れ角が変化してしまう。このようなサスペンションのジオメトリー変化が起こっても常に車両の移動軌跡を一致させるため、特許文献1の技術では、左右前輪それぞれの移動距離の関係が所定の関係にあるか否かを調べ、所定の関係を満たさない場合には、そのずれに応じて移動軌跡を修正することで、車両を目標位置へ正しく導くことができると記載されている。
【0003】
【特許文献1】
特開2001−63599号公報(段落0021〜0032、図4、図9)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この技術は、左右輪の移動距離の関係から判定を行っているため、サスペンションジオメトリーの変化には対応することができるが、その他の車両特性の変化によってステアリングホイールの転舵角に対する車輪の切れ角が変化した場合に対応することができない。これらの車両特性の変化を直接精度良く検出するのは困難であり、また、コストアップになる。
【0005】
本発明は、車両特性の変化にかかわらずに車両を目標位置へ正確に誘導することを可能とした車両用走行支援装置を提供することを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る車両用走行支援装置は、目標位置までの誘導経路を算出して、該誘導経路に沿って車両を誘導する車両用走行支援装置において、予め設定または推定した車両に装着されているタイヤの動荷重半径、操舵量に対する車両の旋回特性のいずれの車両特性パラメータにもよらずに車両の移動位置、移動距離、車両速度、偏向角あるいは旋回曲率により表される車両状態量を算出する第1の車両状態量算出手段と、この第1の車両状態量算出手段で算出される車両状態量と同一の車両状態量であって誘導経路に沿った車両誘導に用いる車両状態量をこれら車両特性パラメータの少なくともいずれか一つに基づいて算出する第2の車両状態量算出手段と、第1の車両状態量算出手段と、第2の車両状態量算出手段がそれぞれ算出した対応する車両状態量の偏差に基づいて第2の車両状態量算出手段において車両状態量算出に用いる車両特性パラメータを補正する補正手段と、を備えていることを特徴とする。
【0007】
あるいは、本発明に係る車両用走行支援装置は、目標位置までの誘導経路を算出して、該誘導経路に沿って車両を誘導する車両用走行支援装置において、目標位置までの誘導経路を算出して、該誘導経路に沿って車両を誘導する車両用走行支援装置において、予め設定または推定した車両に装着されているタイヤの動荷重半径、操舵量に対する車両の旋回特性のいずれの車両特性パラメータにもよらずに車両の移動位置、移動距離、車両速度、偏向角あるいは旋回曲率により表される車両状態量を算出する第1の車両状態量算出手段と、第1の車両状態量算出手段で算出される車両状態量と同一の車両状態量を車両特性パラメータの少なくともいずれか一つに基づいて算出する第2の車両状態量算出手段と、第1の車両状態量算出手段と、第2の車両状態量算出手段がそれぞれ算出した対応する車両状態量を比較して、その偏差が所定以上の場合には、車両の誘導中止を指示する指示手段と、を備えていることを特徴とする。
【0008】
走行距離、旋回曲率等の車両状態量は、車両に装着されているタイヤの動荷重半径、操舵量に対する車両の旋回特性等の車両特性パラメータの変化に起因して変動する可能性がある。このため、これらの車両特性パラメータに基づいて第2の車両状態量算出手段が算出した車両状態量は、対応する車両特性パラメータの変化に起因して変動し得る。これに対して、第1の車両状態量算出手段で、車両特性パラメータによらずに算出した車両状態量は、車両特性パラメータの変化により変動することがない。そのため、第1と第2の車両状態量算出手段で算定した対応する車両状態量を比較することで、それらの偏差が大きい場合には、車両特性パラメータに変化があると判定し得る。このように車両特性パラメータに変化が生じた場合には、制御に用いる車両特性パラメータを補正するか、制御を中止することにより、目標経路からの逸脱を防止し、目標位置への誘導精度を向上させることができる。
【0009】
第1の車両状態量算出手段は、車両に配置され、所定方向の画像を撮像する撮像手段と、撮像手段で取得した画像に基づいて車両状態量を算出する画像処理手段と、を備えていることを特徴とする。
【0010】
車両に配置した撮像手段で取得した画像を基に車両状態量を算出することで、車両特性パラメータに影響を受けることなく、精度良く車両状態量を算出することができる。
【0011】
第2の車両状態量算出手段は、操舵情報を検出する手段と、車速情報を検出する手段と、検出した操舵情報、車速情報の変化に基づいて車両状態量を算出する手段と、を備えていることを特徴とする。
【0012】
操舵情報と車速情報から車両状態量を算出することで、第2の車両状態量算出手段で算出した車両状態量は、操舵に関する車両特性パラメータと車速に関する車両特性パラメータの影響を受ける。このため、これらの車両特性パラメータの補正が可能となる。
【0015】
路面勾配を検出する手段をさらに備えており、路面勾配変動が所定量以上の場合には、補正手段による車両特性パラメータの補正量をそれ以外の場合に比べて小さくするか補正自体を禁止するか、車両状態量の偏差が所定以上の場合であっても指示手段による車両誘導中止の指示を行わないことが好ましい。
【0016】
路面勾配が大きく変動している場合には、撮像手段等を利用した自車両の位置検出精度が低下する可能性が高い。このような場合には、補正または中止の指示を禁止または変更することで、精度が低下する方向への車両特性パラメータの変更を回避し、誘導制御の継続を図ることで制御性を維持する。
【0017】
第1の車両状態量算出手段が、撮像手段で撮像した画像により車両状態量を算出するものであるときは、撮像手段の向きが通常より所定量以上ずれている場合には、補正手段による車両特性パラメータの補正量をそれ以外の場合に比べて小さくするか補正自体を禁止するか、車両状態量の偏差が所定以上の場合であっても指示手段による車両誘導中止の指示を行わないことが好ましい。
【0018】
撮像手段の向きがずれている場合には、車両状態量の算出精度が低下してしまう。したがって、このような場合には、補正または中止の指示を禁止または変更することで、精度が低下する方向への車両特性パラメータの変更を回避し、誘導制御の継続を図ることで制御性を維持する。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の参照番号を附し、重複する説明は省略する。
【0020】
以下、本発明に係る走行支援装置として駐車支援装置を例に説明する。図1は、本発明の実施形態である駐車支援装置100のブロック構成図である。この駐車支援装置100は、自動操舵装置20を備えており、制御装置である駐車支援ECU1により制御される。駐車支援ECU1は、CPU、ROM、RAM、入力信号回路、出力信号回路、電源回路などにより構成され、後述する後方カメラ32で取得された画像を処理する画像処理部10と、自動操舵装置の制御を行う操舵制御部11を有している。この画像処理部10と操舵制御部11とは駐車支援ECU1内でハード的に区分されていてもよいが、共通のCPU、ROM、RAM等を用い、ソフト的に区分されていてもよい。
【0021】
ステアリングホイール22の動きを転舵輪25に伝えるステアリングシャフト21には、ステアリングシャフト21の操舵量を検出する操舵角センサ23と、操舵力を付与する操舵アクチュエータ24が接続されている。ここで、操舵アクチュエータ24は、自動操舵時に操舵力を付与するほか、運転者の操舵時にアシスト操舵力を付与するパワーステアリング装置を兼ねてもよい。操舵制御部11は、操舵アクチュエータ24の駆動を制御するとともに、操舵角センサ23の出力信号が入力される。
【0022】
また、操舵制御部11には、演算手段12が設けられ、操舵角センサ23の出力のほか、各輪に配置されてその車輪速を検出する車輪速センサ41と、車両の加速度を検出する加速度センサ42の出力が入力されている。これら車輪速センサ41、加速度センサ42、操舵角センサ23、演算手段12が本発明にかかる第2の車両状態量算出手段40を構成する。
【0023】
駐車支援ECU1の前述した画像処理部10には、車両後部に配置されて、後方画像を取得する後方カメラ32の出力信号である画像信号が入力される。この後方カメラ32と画像処理部10とは、本発明に係る第1の車両状態量算出手段30を構成する。また、駐車支援ECU1には、このほか、駐車支援にあたって運転者の操作入力を受け付ける入力手段31と、車両前部と後部のそれぞれの車高を検出する車高センサ51の各出力信号が入力されるとともに、運転者に対して画像により情報を表示するモニタ34と、音声により情報を提示するスピーカー33が接続されている。
【0024】
次に、この駐車支援装置における支援動作を具体的に説明する。以下では、図2に示されるように、道路210に面して設けられた車庫220内に、後退によって車両200を収容する、いわゆる車庫入れを行う場合の支援動作を説明する。図3は、この支援動作の制御フローチャートであり、図4は、この制御における設定走行軌跡(経路)を説明するグラフである。
【0025】
図3に示される制御は、運転者が入力手段16を操作して、駐車支援制御の開始を駐車支援ECU1に指示してから、指示した目標駐車位置近傍へ到達するまで、あるいは、目標駐車位置へ1回の後退で到達することができないと判定されるまで、運転者が入力手段16から支援動作をキャンセルしない限り駐車支援ECU1により実行され続ける。後述するカウンタ値IR、ISは、イグニッションオン時に0にリセットされる。
【0026】
具体的には、運転者は、車両200の重心が図2のA点に一致するよう車両200を移動させた後、入力手段31により駐車支援動作の開始を指示する。そして、運転者はモニタ34に表示されている後方カメラ32で撮像した画像を見ながら、入力手段31を操作することにより、画面上に表示されている駐車枠を動かして目標駐車位置へと移動させることにより目標駐車位置Gの設定を行う(ステップS2)。
【0027】
駐車支援ECU1は、画像認識処理によりG点の位置を求める(ステップS4)。このG点の位置は、例えば現在の車両位置Aを原点とする相対座標として求めればよい。次に、目標駐車位置Gへと至る経路(走行軌跡)Pを算出する(ステップS6)。この走行軌跡Pは、図4に示されるように、走行距離に対する操舵角(旋回曲率=旋回半径の逆数)として設定される。このとき設定される軌跡の代表例は、まず、A点からB点まで舵角0(旋回曲率0)で直進後退し、そこからC点まで操舵角の走行距離に対する変化速度を一定として操舵角を増大させていき(舵を切る)、C点で操舵角、旋回曲率が設定最大値で、旋回半径が設定最小旋回半径(Rmin)となる状態に移行し、D点まではこの操舵角(旋回曲率、旋回半径)を維持し、D点からは逆に操舵角の走行距離に対する変化速度を一定として操舵角を減少させて(舵を戻す)、E点で舵角0の中立状態へと移行し、E点から目標駐車位置G点までは舵角0で直進後退する軌跡を算出する。この結果、走行軌跡Pは、AB間とEG間が直線となり、CD間は半径Rminの円弧であり、BC間、DE間は、それぞれ一端が曲率1/Rmin、他端が曲率0のクロソイド曲線となる。
【0028】
なお、開始位置A点と目標駐車位置G点が接近し、その偏向角(現在位置における車両の前後方向軸と目標駐車位置における車両の前後方向のなす角度)θが大きい場合には、直線区間や円弧区間、一方のクロソイド曲線区間が存在しない場合もありうる。
【0029】
このように、走行距離−操舵角の対応として目標走行軌跡を設定することで、目標走行軌跡が車両の速度、加速度に依存しないため、制御が簡略化できる。
【0030】
ステップS8では、経路が設定できたか否かを判定する。最大旋回曲率を維持しても現在位置A点から目標位置G点に到達できず、経路設定不能と判定した場合には、ステップS50に移行し、現在位置Aからは目標位置G点に到達できない旨をモニタ34やスピーカー33を用いて運転者に報知し、処理を終了する。運転者は、必要であれば、車両200を移動させて再度駐車支援動作を作動させればよい。
【0031】
目標経路が設定できた場合には、ステップS10に移行して、実際の支援制御へと移行する。ここで、駐車支援ECU1は、シフトレバーが後退位置に設定されたら、図示していない駆動系に対して、エンジンのトルクアップ制御を行うよう指示することが好ましい。トルクアップ制御とは、エンジンを通常のアイドル時より高い回転数で回転させることで、駆動力の高い状態(トルクアップ状態)に移行させるものである。。これにより、運転者がアクセル操作を行うことなく、ブレーキペダルのみで調整できる車速範囲が拡大し、車両のコントロール性が向上する。運転者がブレーキペダルを操作すると、そのペダル開度に応じて各輪に付与される制動力を調整することで車速の調整を行う。このとき、車輪速センサ32で検出している車速が上限車速を超えないよう各車輪に付与する制動力を制御することで上限車速のガードを行うことが好ましい。
【0032】
誘導制御においては、まず、車両の実移動量の判定を行う(ステップS10、S12)。具体的には、ステップS10では、まず、後方カメラ32で撮像している画像における特徴点の移動を基にして車両の移動量を判定する。図5は、この原理を説明する図である。
【0033】
後方カメラ32の撮像面をS、その投影中心をOとし、光学系に歪みや収差がない理想的な光学系を考えると、路上に存在するブロック等R1、R2の投影面S上のイメージI1、I2は、R1、R2とOを結ぶ直線(L11、L12、L21、L22等)と投影面Sの交点に投影される(射影変換)。これは3次元から2次元の変換であり、投影されたイメージI1、I2の実際の位置はL11、L12、L21、L22等のいずれの位置にあるかは明らかではない。しかしながら、地表面に位置する物体であれば、後方カメラ32の設置位置(高さ、方向)情報から地表面PG位置が既知であり、この地表面PGと前述した直線(L11、L12、L21、L22等)の交点位置からイメージI1、I2の実際の位置を推定することができる。図5では、推定位置をE1、E2で表している。車両200がR1、R2に接近するときには、投影面S上のイメージI1、I2は、図5に示される投影面S上で下側に移動し、車両200がR1、R2から遠ざかるときには、上に移動する。また、車両200が右または左に旋回する場合には、投影面S上のイメージI1、I2は、投影面S上で逆方向の左または右方向に移動することになる。
【0034】
実際の車両の移動量の判定は、画像処理部10が、後方カメラ32で取得した画像データからエッジ抽出等の手法により特徴点を抽出し、逆射影変換によって設定した特徴点の地表面PG上における位置を算出し、その位置の移動量を基にして車両の移動量を算出すればよい。計算を簡略化するため、投影面Sの画素位置それぞれと地表面PGにおける位置との対応をマップとして保存しておき、特徴点の画素位置から地表面PGにおける位置への逆射影変換を行ってもよい。これにより、車両特性パラメータによらずに車両状態量として車両の移動量を算出することができる。移動量以外の車両状態量としては、車両位置のほか、所定時点からの移動距離、現在の車両速度、車両の向き(偏向角)、旋回曲率などがある。例えば、移動距離は、タイムステップを十分に短くとると、現在の車両位置と前回の車両位置との距離を積算した値である。また、車両速度は、単位時間あたりの移動距離として求めることができる。また、今回のタイムステップと前回のタイムステップの間で曲率γが一定と仮定し、図2に示されるようにx軸、z軸をとり、単位時間あたりの走行距離をΔpとすると、単位時間あたりの偏向角変化量Δθ、自車両のx軸方向、z軸方向の単位時間あたりの移動量Δx、Δzは、それぞれΔθ=∫γdp、Δx=∫sin(Δθ)dp、Δz=∫cos(Δθ)dpにより与えられる。これらから曲率γを求めることができる。以下、ここで求めた車両の移動量を実移動量、車両状態量を実車両状態量と称する。
【0035】
一方、ステップS12では、主として車輪速センサ41、操舵角センサ23の出力に基づいて移動量算出を行う。ここで、車輪速センサ41のパルス出力(車輪が所定角度回転する毎に1パルスが出力される)から求めたタイヤ回転数をnとし、操舵角センサ23の出力であるステアリングホイール22の操舵角をδとする。走行距離pは、タイヤの動荷重半径をRとすると、p=2πRnで計算できる。また、旋回曲率γは、操舵角δに対する車両の旋回特性を表す関数fにより、γ=f(δ)により求めることができる。図6は、この旋回特性の一例を示す図である。ここでは、左旋回の場合がプラス、右旋回の場合がマイナスになる。旋回曲率γを走行距離に対して積分することで、車両の向き(偏向角)θの変動量が求まる。上述の実移動量の場合と同様に、図2に示されるようにx軸、z軸をとると、x方向、z方向の移動量は、それぞれ、x=∫sinθdp、z=∫cosθdpで表せる。ここで求めた車両の移動量は、車両特性パラメータ(タイヤ動荷重半径、旋回特性)に影響されるものであることから、以下、ここで求めた車両の移動量を推定移動量、車両状態量を推定車両状態量と称して、前述した実移動量、実車両状態量と区別する。
【0036】
まず、操舵中であるか否かを判定する(ステップS14)。これは、操舵角センサ23で検出したステアリングホイール22の操舵角δの絶対値がδth以下であるか否かによって判定できる。操舵角センサ23による操舵検出に代えて、図示していないヨーレート検出手段や、横加速度検出手段を用いて直進状態か否かを検出することにより、判定を行ってもよい。
【0037】
操舵角δの絶対値がδth以下であり、直進中と判定された場合には、実車両状態量と推定車両状態量のうち、移動距離情報を比較する(ステップS16)。実車両状態量(実移動距離)と推定車両状態量(推定移動距離)の偏差Dpがしきい値Dpthより大きい場合には、推定移動距離算出の基礎となっているタイヤの動荷重半径Rに変動があるものと判定し、偏差量に基づいてタイヤの動荷重半径Rを補正する(ステップS18)。このタイヤの動荷重半径Rは、タイヤの製品ごとのばらつきや、磨耗によって変化するほか、応急タイヤを取り付けている場合にも変化する。
【0038】
そして、動荷重半径Rの有効カウンタ値IRを0にリセット(ステップS20)した後、修正したタイヤの動荷重半径Rが予想変動範囲内にあるか否かを判定する(ステップS22)。予想変動範囲を超えている場合には、実移動距離算出に問題があるか、車輪速検出に問題が生じている可能性があるため、駐車支援動作をキャンセルする。具体的には、ステップS50へと移行して、実車両状態量の推定を行う第1の車両状態量算出手段30か、推定車両状態量の算出を行う第2の車両状態量算出手段40に問題がある旨をモニタ34やスピーカー33を用いて運転者に報知し、処理を終了する。
【0039】
修正したタイヤの動荷重半径Rが予想範囲内である場合には、修正したタイヤの動荷重半径Rに基づいて推定車両状態量を算出し直し(ステップS24)、ステップS16へと戻るループ処理を実行する。
【0040】
実移動距離と推定移動距離の偏差Dpがしきい値Dpth以内である場合には、ステップS26へと移行し、動荷重半径Rの有効カウンタ値IRを1増加させ、操舵中カウンタIsをリセットする。ステップS26終了後は、後述するステップS40へと移行する。
【0041】
ステップS14で操舵角δの絶対値がδthを超えており、操舵中と判定された場合には、ステップS28へと移行して、操舵中カウンタIsを1増加させた後、動荷重半径Rの有効カウンタ値IRがしきい値IRth以上で、かつ、操舵中カウンタIsがしきい値Isth以下であるか否かを判定する(ステップS30)。これは、実車両状態量と推定車両状態量が所定範囲内で一致する状態が所定時間以上継続し、かつ、その状態からの経過時間が所定時間以内であることを意味する。この場合には、旋回特性の補正条件を満たしていると判定し、ステップS32へと移行する。一方、条件が満たされていない場合には、旋回曲率の補正処理をスキップしてステップS50へと移行することで、支援制御をキャンセルする。
【0042】
ステップS32では、実車両状態量と推定車両状態量のうち、旋回曲率情報を比較する。実車両状態量(実曲率)と推定車両状態量(推定曲率)の偏差Drがしきい値Drthより大きい場合には、推定曲率算出の基礎となっている旋回特性に誤差があるものと判定し、偏差量に基づいて旋回特性の関数fを補正する(ステップS34)。この補正は、例えば、図6に示されるδ−γの特性線図をマップ形式で複数保持しておき、これを切り替えてもよいし、あるいは、基本の特性線図に補正係数を乗じて修正を行ってもよい。この旋回特性、つまり、操舵角に対する実旋回曲率、実旋回半径の変動は、車重変化に伴うサスペンションジオメトリーの変化や車高変化により変動しうる。
【0043】
そして、修正した旋回特性が予想変動範囲内にあるか否かを判定する(ステップS36)。予想変動範囲を超えている場合には、実車両状態量推定に問題があるか、操舵角センサ23の出力に問題が生じている可能性があるため、駐車支援動作をキャンセルする。具体的には、ステップS50へと移行して、実車両状態量の推定を行う第1の車両状態量算出手段30か、推定車両状態量の算出を行う第2の車両状態量算出手段40に問題がある旨をモニタ34やスピーカー33を用いて運転者に報知し、処理を終了する。
【0044】
修正した旋回特性が予想範囲内である場合には、修正したタイヤの動荷重半径Rに基づいて推定車両状態量を算出し直し(ステップS38)、ステップS32へと戻るループ処理を実行する。
【0045】
こうして、パラメータを修正し、実車両状態量と推定車両状態量との偏差Dp、Drが十分に小さくなったら、ステップS32からステップS40へと移行し、算出した現在位置(走行距離)を基に先に設定した走行距離−操舵角の設定軌跡に基づいて実際の舵角制御を行う。具体的には、操舵制御部11は、操舵角センサ23の出力を監視しながら、操舵アクチュエータ24を制御してステアリングシャフト21を駆動し、転舵輪25の舵角が設定した舵角変位に合致するよう制御する。
【0046】
こうして設定した経路に沿った移動が行われるので、運転者は進路上の安全確認と車速調整に専念することができる。進路上に障害物や歩行者等が存在した場合は、運転者がブレーキペダルを踏み込むと、それに応じた制動力が各車輪へと付与されるので安全に減速、停止することができる。
【0047】
舵角制御後は、現在位置が目標経路上からずれていないかを判定し、ずれが大きい場合には経路修正を要すると判定する(ステップS42)。この目標経路からのずれは、目標位置と現在の位置のずれ、あるいは、目標操舵量と実際の操舵量のずれを走行距離に対して積算すること等により求めることができる。経路修正を要する場合には、ステップS6へと移行することで、経路を設定し直す。
【0048】
一方、目標経路とのずれが小さい場合には、ステップS44へと移行し、目標駐車位置G点近傍に到達したか否かを判定する。目標駐車位置へ到達していない場合には、ステップS10へと戻ることで、支援制御を継続する。目標駐車位置へと到達したと判定された場合には、ステップS46へと移行し、モニタ34、スピーカー33により運転者に目標駐車位置へと到達した旨を報知して処理を終了する。
【0049】
このように、駐車精度に影響を与える車両特性パラメータであるタイヤの動荷重半径や車両旋回特性を、それらの影響を含む形式で推定した車両状態量(走行距離、旋回曲率)と、車両特性に影響を受けない形式で測定した車両状態量とを比較することにより、車両特性パラメータの検定を行い、その補正を行うことにより、駐車精度が向上する。
【0050】
ここでは、タイヤ動荷重半径が正しい状態にある場合にのみ旋回特性パラメータを修正する例を説明したが、これは、タイヤ動荷重半径の変化が、旋回曲率の推定精度を低下させる可能性があるためである。これにより、旋回曲率のパラメータ補正を精度良く行うことができる。なお、ここでは、旋回特性の補正条件が満たされない場合には、支援制御をキャンセルしたが、この場合に、実移動量と推定移動量の旋回曲率の偏差が小さい場合には、旋回曲率のパラメータが正確であると判定して、制御を行い、偏差が大きい場合のみ、支援制御をキャンセルしてもよい。
【0051】
以上の説明では、実車両状態量と推定車両状態量の偏差が大きい場合には、車両特性パラメータを修正する例を説明したが、実車両状態量と推定車両状態量の偏差が大きい場合には、支援制御をキャンセルすることで、支援を禁止してもよい。図7は、この処理フローを示す図である。
【0052】
この制御は、図3に示される制御フローのうち、ステップS14〜S38を変更したものである。具体的には、まず、操舵中であるか否かを判定し(ステップS14a)、操舵中でない場合には、実移動距離と推定移動距離の偏差Dpをしきい値Dpthと比較する(ステップS16a)。一方、ステップS14aで、操舵中と判定された場合には、ステップS32aへと移行し、実曲率と推定曲率の偏差Drをしきい値Drthと比較する。ステップS16aで偏差Dpがしきい値Dpth以下の場合と、ステップS32aで偏差Drがしきい値Drth以下の場合には、ステップS40へと移行して舵角制御を行う。逆に、ステップS16aで偏差Dpがしきい値Dpthを超えているの場合と、ステップS32aで偏差Drがしきい値Drthを超えている場合には、ステップS50へ移行して、駐車支援制御をキャンセルする。
【0053】
このように、実車両状態量と推定車両状態量のずれが大きい場合には、駐車支援制御を禁止することで、実車両状態量と推定車両状態量のずれが大きい、つまり、車両の特性パラメータが大きく変動している可能性がある場合には、駐車支援制御を禁止することで、車両の特性パラメータの変動による駐車位置のずれが増大する状況下では駐車支援を行わないので、支援装置の信頼性を確保することができる。
【0054】
ここで、実移動量算出においては、地表面PGが車両200のタイヤの接地面を延長した水平方向に延在するものとみて算出を行っている。したがって、後方カメラ32で撮像している領域内の路面勾配が一律でなく、地表面PGがタイヤの接地面を延長した方向に存在していない場合(図8に示されるような状態)には、実移動量の算出自体に誤差を生ずる。このような場合には、実移動量を利用したパラメータ補正や駐車支援制御の禁止処理を抑制または禁止することが好ましい。
【0055】
具体的には、移動中に加速度センサ42の出力を基にして路面勾配の変化を算出し、路面勾配が一定でなく変化量が大きいような場合には、路面勾配が一様でないとして算出を禁止し、これによる推定車両状態量の検定、パラメータ補正、駐車支援制御の禁止等を行わない。なお、変化量が所定範囲内の場合には、路面勾配が一様な場合に比べて、補正ないし制御禁止を行う実車両状態量と推定車両状態量の偏差のしきい値を大きく設定して、補正を抑制してもよい。また、補正を行う場合の補正量への実車両状態量の反映度合いを小さくしてもよい。ここで、この加速度センサ42の出力を基にした路面勾配の測定は、駐車支援中だけでなく、それに先立って車両200を図2に示される車庫220の前からA点に移動させる際にも行っておくことが好ましい。これにより、経路の大部分について路面勾配を予め検出することが可能となる。
【0056】
この路面勾配の算出手法はこの加速度センサ42による手法に限られない。例えば、後方カメラ32で撮像している画像中の無限遠(水平線、地平線等)位置を基に判定してもよいし、画像中において位置の異なる複数の特徴点を選択し、それぞれに基づく車両状態量が所定範囲内で合致しているか否かによって判定を行うこともできる。
【0057】
また、後方カメラ32の光軸の向きが所定の方向に合致していない場合には、同様に実車両状態量の算出自体に誤差を生ずる。このような場合には、実車両状態量を利用したパラメータ補正や駐車支援制御の禁止処理を抑制または禁止することが好ましい。具体的には、車高センサ51の出力を基にして後方カメラ32の光軸向きを推定し、そのずれが所定範囲を超えている場合には、実車両状態量の算出を禁止し、これによる推定車両状態量の検定、パラメータ補正、駐車支援制御の禁止等を行わない。なお、ずれ量が所定範囲内の場合には、ずれのない場合に比べて、補正ないし制御禁止を行う実車両状態量と推定車両状態量の偏差のしきい値を大きく設定して、補正を抑制してもよい。また、補正を行う場合の補正量への実車両状態量の反映度合いを小さくしてもよい。
【0058】
この後方カメラ32の光軸のずれの検出は、この車高センサ51による手法に限られない。例えば、前述した路面勾配の検出時と同様に、後方カメラ32で撮像している画像中の無限遠(水平線、地平線等)位置を基に判定してもよいし、画像中において位置の異なる複数の特徴点を選択し、それぞれに基づく車両状態量が所定範囲内で合致しているか否かによって判定を行うこともできる。また、車両200側から所定の方向に光(赤外線等)を投影し、地面の照射位置を後方カメラ32で撮像することにより光軸のずれを検出することもできる。
【0059】
車両状態量の一つである実移動量算出は、後方カメラ32による画像処理に限られるものではなく、車両の前方や側方等を撮像する撮像手段と画像処理手段を組み合わせた構成においても移動量を算出することができる。つまり、撮像手段は、移動方向に必ずしも向けられている必要はなく、車両下部に地表面に向けて設置されていてもよい。その他、周囲の障害物を検出し、その障害物との距離から移動量を算出したり、磁気、電波等を発するマーカーや基地局により、移動距離を算出するようにしてもよい。
【0060】
以上の説明では、自動操舵機能を有する駐車支援装置における実施例を説明してきたが、操舵を自動的に切り替えるのではなく、運転者に対して適切な操舵量を指示する操舵ガイダンスを行う駐車支援装置でも同様に用いることができる。また、後退駐車だけでなく、前進での駐車支援にも適応可能であるし、駐車支援装置に限らず、経路に応じた移動を誘導する走行支援装置、レーンキープシステム等にも適用可能である。
【0061】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、駐車精度に影響を与える車両特性パラメータの変動の有無を、これらの車両特性パラメータに基づいて算出した車両状態量と、車両特性パラメータによらずに算出した車両状態量とを比較することにより、検証できる。検証結果に応じて、車両特性パラメータの補正、ないし、誤差の大きな車両特性パラメータを利用した車両走行支援を禁止することにより、駐車支援精度の向上を図ることができ、あるいは、精度の低い状態での駐車支援を禁止することでその信頼性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態である駐車支援装置のブロック構成図である。
【図2】図1の駐車支援装置における支援動作の支援経路を説明する図である。
【図3】図2の支援動作の制御フローチャートである。
【図4】図2の支援動作における設定走行軌跡(経路)を説明するグラフである。
【図5】後方カメラによる実移動量算出原理を説明する図である。
【図6】車両の旋回特性の一例を示す図である。
【図7】図3の制御フローの変形例を示すフローチャートである。
【図8】路面勾配が一様でない状態を示す説明図である。
【符号の説明】
1…駐車支援ECU、10…画像処理部、11…操舵制御部、12…演算手段、20…自動操舵装置、21…ステアリングシャフト、22…ステアリングホイール、23…操舵角センサ、24…操舵アクチュエータ、25…転舵輪、30…第1の車両状態量算出手段、31…入力手段、32…後方カメラ、33…スピーカー、34…モニタ、40…第2の車両状態量算出手段、41…車輪速センサ、43…加速度センサ、51…車高センサ、100…駐車支援装置。
Claims (8)
- 目標位置までの誘導経路を算出して、該誘導経路に沿って車両を誘導する車両用走行支援装置において、
予め設定または推定した車両に装着されているタイヤの動荷重半径、操舵量に対する車両の旋回特性のいずれの車両特性パラメータにもよらずに車両の移動位置、移動距離、車両速度、偏向角あるいは旋回曲率により表される車両状態量を算出する第1の車両状態量算出手段と、
前記第1の車両状態量算出手段で算出される車両状態量と同一の車両状態量であって前記誘導経路に沿った車両誘導に用いる車両状態量を前記車両特性パラメータの少なくともいずれか一つに基づいて算出する第2の車両状態量算出手段と、
前記第1の車両状態量算出手段と、前記第2の車両状態量算出手段がそれぞれ算出した対応する車両状態量の偏差に基づいて前記第2の車両状態量算出手段において車両状態量算出に用いる車両特性パラメータを補正する補正手段と、
を備えていることを特徴とする車両用走行支援装置。 - 目標位置までの誘導経路を算出して、該誘導経路に沿って車両を誘導する車両用走行支援装置において、
予め設定または推定した車両に装着されているタイヤの動荷重半径、操舵量に対する車両の旋回特性のいずれの車両特性パラメータにもよらずに車両の移動位置、移動距離、車両速度、偏向角あるいは旋回曲率により表される車両状態量を算出する第1の車両状態量算出手段と、
前記第1の車両状態量算出手段で算出される車両状態量と同一の車両状態量を前記車両特性パラメータの少なくともいずれか一つに基づいて算出する第2の車両状態量算出手段と、
前記第1の車両状態量算出手段と、前記第2の車両状態量算出手段がそれぞれ算出した対応する車両状態量を比較して、その偏差が所定以上の場合には、車両の誘導中止を指示する指示手段と、
を備えていることを特徴とする車両用走行支援装置。 - 前記第1の車両状態量算出手段は、
車両に配置され、所定方向の画像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段で取得した画像に基づいて前記車両状態量を算出する画像処理手段と、
を備えていることを特徴とする請求項1または2に記載の車両用走行支援装置。 - 前記第2の車両状態量算出手段は、
操舵情報を検出する手段と、
車速情報を検出する手段と、
検出した操舵情報、車速情報に基づいて前記車両状態量を算出する演算手段と、
を備えていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の車両用走行支援装置。 - 路面勾配を検出する手段をさらに備えており、路面勾配の変動が所定量以上の場合には、前記補正手段による車両特性パラメータの補正量をそれ以外の場合に比べて小さくするか補正自体を禁止する請求項1記載の車両用走行支援装置。
- 路面勾配を検出する手段をさらに備えており、路面勾配の変動が所定量以上の場合には、前記車両状態量の偏差が所定以上の場合であっても前記指示手段による車両誘導中止の指示を行わない請求項2記載の車両用走行支援装置。
- 前記第1の車両状態量算出手段は、
車両に配置され、所定方向の画像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段で取得した画像に基づいて前記車両状態量を算出する画像処理手段と、
を備えており、
前記撮像手段の向きが通常より所定量以上ずれている場合には、前記補正手段による車両特性パラメータの補正量をそれ以外の場合に比べて小さくするか補正自体を禁止する請求項1記載の車両用走行支援装置。 - 前記第1の車両状態量算出手段は、
車両に配置され、所定方向の画像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段で取得した画像に基づいて前記車両状態量を算出する画像処理手段と、
を備えており、
前記撮像手段の向きが通常より所定量以上ずれている場合には、前記車両状態量の偏差が所定以上の場合であっても前記指示手段による車両誘導中止の指示を行わない請求項2記載の車両用走行支援装置。
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