JP5412985B2 - 車両走行支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、自車両の自己位置を逐次推定し、この推定結果を利用して車両の走行支援を行う車両走行支援装置に関する。

従来より、自動制御などを用いて車両を目標位置へと誘導するといった走行支援装置が知られている。この類の装置では、微小区間毎の車両の移動量を通じて自己位置を逐次推定しており、当該推定を行うために車両に関する状態量を検出する種々のセンサを搭載している。例えば、ステアリングの回転角を通じて前輪の転舵角を検出する舵角センサがある。しかしながら、車両の積載加重が変化したり、その他の車両特性が変化したりした場合、サスペンションのジオメトリが変化するため、ステアリングホイール角に対する車輪の転舵角が変化してしまうことがある。

例えば、特許文献１に開示された手法では、サスペンションジオメトリに変化が生じても車両の移動軌跡を真値と一致させるため、左右前輪の各移動距離の関係が所定の関係にあるか否かを調べている。そして、所定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。また、特許文献２にもセンサ情報のずれを補正する概念が開示されている。

特開２００１−６３５９９号公報 特開２００４−３３８６３７号公報

しかしながら、特許文献１，２に開示された手法によれば、サスペンションジオメトリ変化によるステアリングの回転角に対する転舵角の変化や、その他の車両特性の変化の影響を予め解析して補正項を明示的に算出しているため、車両毎の車両パラメータのばらつき等に柔軟に対応することができないという問題がある。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両特性の変化を直接的に解析することなく、車両移動量の推定精度の向上を図ることである。

かかる課題を解決するために、本発明は、算出手段が、第１の検出手段によって検出された車両の車輪速に基づいて車両の走行軌跡の曲率を算出するとともに第２の検出手段によって検出された車両の車輪の転舵角に基づいて曲率を算出する。また、評価手段は、算出手段が算出した各曲率の信頼度をそれぞれ評価し、この評価結果に基づいて所定区間の曲率を決定する。そして、推定手段は、評価手段によって決定された所定区間の曲率に基づいて自車両の自己位置を推定する。

本発明によれば、それぞれ異なる検出手段によって検出された状態量から算出される同一の物理量（車両の移動量）を互いに比較することで、各検出手段の検出情報の信頼性を評価することができる。これにより、検出情報の信頼性に応じて、個々の検出情報から演算される車両の移動量を利用することが可能となるので、車両特性の変化を直接的に解析する必要もなく、車両の移動量を精度よく決定することができる。そのため、この決定された曲率に基づいて自己位置を推定することにより、その推定精度の向上を図ることができる。

駐車支援の概念説明図 センサ情報より車両軌跡の曲率を演算する際の各パラメータを説明する説明図 車両走行支援装置１の構成を示すブロック図 経路演算部１２を構成する機能的な要素を示すブロック図 センサ情報の信頼度の評価方法の手順を示すフローチャート 駐車支援処理の手順を示すフローチャート

以下、本発明の実施形態にかかる車両走行支援装置について説明する。この車両走行支援装置は、自車両の自己位置を逐次推定し、この推定結果を利用して車両の走行支援を行う装置である。本実施形態における走行支援は、目標位置へと至る目標誘導経路を追従するように、自車両の自己位置に基づいて車両を誘導する支援であり、例えば、所定の駐車位置へと車両を誘導する駐車支援である。まず、車両走行支援装置の具体的なシステム構成および動作の説明に先立ち、図１を参照し、本実施形態にかかる駐車支援の概念について簡略的に説明する。

車両走行支援装置は、駐車開始の初期位置Ｏと、初期位置Ｏに対して車両を駐車させたい相対的な目標位置（目標駐車位置）Ｐと、目標駐車位置Ｐに対して自車両を後進駐車するために初期位置Ｏから発進してハンドルの切り返しを行う目標位置（目標切返位置）Ｒとに基づいて駐車支援を行う。具体的には、車両走行支援装置は、初期位置Ｏから目標切返位置Ｒに至るまで経路（目標誘導経路）を算出し、この目標誘導経路に沿って車両を誘導する。また、車両走行支援装置は、目標切返位置Ｒに自車両が到達したと判断したら、目標切返位置Ｒから目標駐車位置Ｐへと至る経路（目標誘導経路）に算出し、この目標誘導経路に沿って車両を誘導する。そして、車両走行支援装置は、目標駐車位置Ｐに到達したと判断されるまで、上述した一連の動作を繰り返す。なお、本明細書において、初期位置Ｏ、目標駐車位置Ｐおよび目標切返位置Ｒに関する「位置」という用語は、車両の位置とともの車両の姿勢（向き）も含むこととする。

車両誘導を行う場合、車両走行支援装置は、車両に搭載されたセンサから得られるセンサ情報を用いて自己位置を逐次推定し、目標誘導経路と推定した自己位置との差に基づいてフィードバック制御を行うことにより、目標誘導経路に対する誘導を行う。ところで、このようなフィードバック制御を行う場合には、自己位置を精度よく推定する必要があるため、その前提となるセンサ情報の信頼性が重要となる。

本実施形態では、異種のセンサ情報に基づいて、微小時間毎にそれぞれ算出した同一の物理量を相互に比較することで、個々のセンサ情報の信頼度を評価する。本実施形態では、同一の物理量として車両の走行軌跡の曲率を算出することとし、第１のセンサ情報として車輪速センサからのセンサ情報（左右の車輪速）を用いるとともに、第２のセンサ情報として舵角センサからのセンサ情報（前輪の転舵角）を用いることとする。

図２は、センサ情報より車両軌跡の曲率を演算する際の各パラメータを説明する説明図である。同図において、（ａ）は前輪転舵角δより曲率ρstを求めるケースを示し、（ｂ）は左右の後輪車輪速Ｖｌ，Ｖｒより曲率ρｖを求めるケースを示す。まず、（ａ）を参照するに、舵角センサからのセンサ情報である前輪転舵角δより算出される曲率ρstは、ヨーレートω（ω＝ｄθ／ｄt）および車速Ｖ（Ｖ＝ｄL／ｄt（L：走行距離））より、下式で表すことができる。

数式１において、車両速度のＸ軸方向速度ｄx/ｄt、車両速度のＹ軸方向速度ｄy/ｄt、および、ｄθ/ｄtは、下式で示される。

数式２において、Ｌｗは、車両のホイールベースである。数式１から分かるように、舵角センサのセンサ情報から得られる曲率ρstには、車輪速に関わる項がない。そのため、車輪速センサのセンサ情報に不確かさがあるようなシーンであっても、この曲率ρstの演算結果に直接的な影響が生じる虞がない。一方で、サスペンションジオメトリが変化した場合には、ステアリングホイール角に対する前輪の転舵角は変化する。そのため、このようなシーンでは、舵角センサのセンサ情報から得られる曲率ρstは不確かさを含むことがある。

また、同図（ｂ）を参照するに、車輪速センサより得られる左右後輪の車輪速Ｖｌ，Ｖｒより算出される曲率ρｖは、下式で表すことができる。

ここで、ｂは、後輪のトレッド長２ｂを表すパラメータである。また、車速Ｖ（後輪車軸の中心速度）は、（Ｖｒ＋Ｖｌ）／２であり、ヨーレートωは、（Ｖｒ−Ｖｌ）／２ｂである。数式３から分かるように、車輪速センサのセンサ情報から得られる曲率ρｖは、左右後輪の車輪速Ｖｌ，Ｖｒに依存する。車輪速は、車輪速センサが発生するパルス信号を用いて生成されるため、低速時には誤差が生じやすいという傾向を有している。そのため、低速シーンでは、車輪速センサのセンサ情報から得られる曲率ρｖは不確かさを含むことがある。

そこで、本実施形態では、各センサ情報の確からしさを評価するために、これらのセンサ情報から得られる同一の物理量である曲率ρst，ρｖの信頼度を評価するための評価関数を定義する。そして、評価関数を閾値で評価し、これにより、各センサ情報の確からしさ評価する。このように、自己位置推定の際に用いるセンサ情報（あるいは、曲率）に、信頼度が高いと評価されたセンサ情報（あるいは、曲率）を用いることで、自己位置の推定精度の向上を図ることができる。

図３は、本実施形態にかかる車両走行支援装置１の構成を示すブロック図である。この車両走行支援装置１は、駐車支援コントロールユニット１０と、検出系と、各種のアクチュエータとを主体に構成されている。

駐車支援コントロールユニット１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏインターフェースを主体に構成されたマイクロコンピュータを用いることができる。駐車支援コントロールユニット１０は、検出系によって検出された各種のセンサ情報に基づいて各種のアクチュエータを制御することにより、所定の駐車位置へと車両を誘導する駐車支援を行う。この駐車支援コントロールユニット１０には、各種センサやコントロールユニットなどからの情報が入力されている。

駐車支援コントロールユニット１０は、車両のブレーキ状態を統合的に制御するブレーキコントロールユニット２０と相互に通信を行うことにより、ブレーキコントロールユニット２０が各センサ２０，２１を通じて検出したセンサ情報（左右後輪の車輪速など）を取得することができる。車輪速センサ２１は、左右の後輪にそれぞれ設けられており、個々の車輪速センサ２１は、車輪の回転速度を検出する。例えば、車輪速センサ２１は、車輪の中心に取り付けられた歯車の回転を磁気センサによって検出することにより、回転状態に応じたパルスを時系列的に出力する。また、加速度センサ２２は、前後方向の加速度を検出する。ブレーキコントロールユニット２０は、各車輪速センサ２１からの検出信号に基づいて左右後輪の車輪速をそれぞれ検出することができるとともに、加速度センサ２２からの検出信号に基づいて前後方向の加速度を検出することができる。

シフトセンサ２３は、シフトギヤ４３の位置、すなわち、シフトポジションを検出する。カメラ２４は、車両の周囲の複数箇所、例えば、前後左右の４箇所に設置されている。個々のカメラ２４は、車両の周囲を撮像して、撮像画像を駐車支援コントロールユニット１０へ出力する。入力装置２５は、スイッチ類を備える操作パネル、リモコン、モニタ４７に設置されたタッチパネルなどを用いることができる。ソナーセンサ２６は、車両の周囲の複数箇所に設置されており、車両周囲に存在する障害物の方向およびその位置を検出する。ソナーセンサ２６は、例えば、ピエゾ圧電素子を利用したトランスミッタから超音波を発射し、この超音波が障害物に当たって反射する反射波を同一のピエゾ圧電素子を利用したレシーバで検知する。通信装置２７は、駐車場などにインフラとして設けられた通信装置（図示せず）と無線通信を行うことにより、駐車場において駐車可能な駐車枠の情報などを取得することができる。舵角センサ２８は、ステアリング４６に取り付けられており、ステアリングホイールの回転角に対応する前輪の転舵角を検出する。

駐車支援コントロールユニット１０は、ブレーキコントロールユニット２０と通信することにより、このブレーキコントロールユニット２０を通じてブレーキアクチュエータ４０を制御し、これにより、車輪に設けられたブレーキ４１の動作を制御することができる。ブレーキコントロールユニット２０としては、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏインターフェースを主体に構成されたマイクロコンピュータを用いることができる。ブレーキアクチュエータ４０は、例えば、車両のホイールシリンダに供給される制動液圧を制御するアクチュエータであり、このブレーキアクチュエータ４０を制御することにより、車輪に制動力を発生させて車両の制動動作を行うことができる。

また、駐車支援コントロールユニット１０は、シフトギヤアクチュエータ４２を制御することにより、シフトギヤ４３の位置を変更することができる。駐車支援コントロールユニット１０は、エンジンコントロールユニット４４と通信することができる。この、エンジンコントロールユニット４４は、エンジン運転における電気的な制御を総合的に行うためのコントローラであり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏインターフェースを主体に構成されたマイクロコンピュータを用いることができる。駐車支援コントロールユニット１０は、このエンジンコントロールユニット４４を通じてエンジン等の駆動源（図示せず）の状態（例えば、アクセル開度）を制御することができる。

また、駐車支援コントロールユニット１０は、ステアリングアクチュエータ４５を制御することにより、ステアリング４６の回転角を調整することができる。ステアリングアクチュエータ４５は、例えば、ハンドルにアシストトルクを付与する電動アクチュエータであり、このステアリングアクチュエータ４５を制御することにより、ステアリング４６の回転角、すなわち、車輪に任意の転舵角を付与させて車両の操舵動作を行うことができる。さらに、駐車支援コントロールユニット１０は、必要な情報をモニタ４７に表示したり、スピーカ４８を介して報知することができる。

駐車支援コントロールユニット１０は、これを機能的に捉えた場合、処理部１１と、経路演算部１２と、制駆動制御部１３と、操舵制御部１４とを有している。

処理部１１は、カメラ２４から得られた情報やソナーセンサ２６などから得られる情報を１つ以上用いて、自車両の周囲の環境を認識（検出）する。処理部１１は、この環境認識により、駐車枠の位置および姿勢、障害物の相対位置などを検出し、この検出結果に基づいて、初期位置Ｏの認識、目標駐車位置Ｐおよび目標切返位置Ｒに関する演算、目標誘導経路に関する演算を行う。また、処理部１１は、目標誘導経路と、経路演算部１２によって演算される自己位置の推定結果とに基づいて、当該目標誘導経路に沿って車両を誘導するための制御指令を演算する。

経路演算部１２は、車輪速センサ２１から得られる車輪速センサ情報Ｖ、具体的には、左右後輪の各々の車輪速と、舵角センサ２８から得られる舵角センサ情報δ、具体的には、前輪の転舵角と、シフトセンサ２３から得られるシフトセンサ情報Ｐ、具体的には、シフトポジションとに基づいて車両の走行軌跡を求める、所謂、デッドレコニングにより、自車両の現在位置（自己位置）を逐次推定する。

図４は、経路演算部１２を構成する機能的な要素を示すブロック図である。経路演算部１２は、これを機能的に捉えた場合、走行距離演算部１２ａと、第１の曲率演算部１２ｂと、第２の曲率演算部１２ｃと、信頼度評価部１２ｄと、走行方向判別部１２ｅと、自己位置推定部１２ｆとを有している。

走行距離演算部１２ａは、車輪速センサ情報Ｖに基づいて、走行距離（例えば、後輪車軸の中心の走行距離）を算出する。第１の曲率演算部１２ｂは、車輪速センサ情報Ｖに基づいて、車両の走行軌跡の曲率ρstを算出する。第２の曲率演算部１２ｃは、舵角センサ情報δに基づいて、車両の走行軌跡の曲率ρｖを算出する。各曲率演算部１２ｂ，１２ｃは、所定の微小時間毎に、当該微小時間内の走行軌跡に対応する曲率ρst，ρｖをそれぞれ算出する。信頼度評価部１２ｄは、第１および第２の曲率演算部１２ｃが算出した各曲率ρst，ρに基づいて、車輪速センサ情報Ｖと舵角センサ情報δとの信頼度を評価し、この評価結果に基づいて信頼するに足りる曲率を決定する。決定された曲率は、自己位置推定部１２ｆに対して出力される。走行方向判別部１２ｅは、シフトセンサ情報Ｐに基づいて、車両の進行方向を判別する。自己位置推定部１２ｆは、走行距離演算部１２ａにおいて演算された走行距離と、走行方向判別部１２ｅで判別した車両の進行走行方向と、信頼度評価部１２ｄで決定した曲率とに基づいて微小時間における車両の走行軌跡を求め、これにより、自己位置を推定する。自己位置は、数式２を逐次数値積分することにより推定することができるが、カメラ２４やソナーセンサ２６により得られた情報、すなわち、自車両周囲にある障害物の相対位置などの情報をさらに含めて自己位置を推定してもよい。

再び図３を参照するに、制駆動制御部１３は、処理部１１からの制御指令に基づいて、車両が目標誘導経路を追従するように、エンジンコントロールユニット４４にアクセル開度を指令する。また、制駆動制御部１３は、目標切返位置Ｒや目標駐車位置Ｐに近づいた場合やソナーセンサ２６などが障害物を検知した場合などに、ブレーキコントロールユニット２０に制動指令を与える。また、制駆動制御部１３は、シフトチェンジが必要な地点においてシフトギヤアクチュエータ４２を制御してシフトギヤ４３を自動で所望のギヤに入れる。

操舵制御部１４は、舵角センサ２８によって検出される前輪の転舵角をモニタリングしつつ、処理部１１からの制御指令に基づいて、自車両が目標誘導経路を追従するように、ステアリングアクチュエータ４５を制御する。

図５は、本実施形態にかかるセンサ情報の信頼度の評価方法の手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、後述する駐車支援処理の期間中において所定の周期で呼び出され、経路演算部１２によって実行される。

まず、ステップ１（Ｓ１）において、第１の曲率演算部１２ｂは、数式３に示すように、車輪速センサ２１によって検出される左右後輪の車輪速Ｖｌ，Ｖｒに基づいて、微小時間における車両の走行軌跡の曲率ρｖ（以下「車輪速に基づく曲率ρｖ」という）を算出する。一方、ステップ２（Ｓ２）において、第２の曲率演算部１２ｃは、数式１に示すように、舵角センサ２８によって検出される前輪転舵角δに基づいて、微小時間における車両の走行軌跡の曲率ρst（以下「転舵角に基づく曲率ρst」という）を算出する。

ステップ３（Ｓ３）において、信頼度評価部１２ｄは、舵角センサ情報および車輪速センサ情報の信頼度（確からしさ）を評価するために、同一の物理量である各曲率ρst，ρｖに関する信頼度を評価する。本実施形態では、評価関数Ｊ（Ｊ＝｜ρｖ−ρst｜）を定義する。この評価関数Ｊにより、車輪速に基づく曲率ρｖと転舵角に基づく曲率ρstとの差が評価基準として算出され、この評価基準を閾値Ｔｈで評価する。信頼度評価部１２ｄは、評価基準が閾値Ｔｈ以上の場合には、転舵角に基づく曲率ρstの方が車輪速に基づく曲率ρｖよりも信頼度が高いと算出する。換言すれば、舵角センサ情報の方が車輪速センサ情報よりも信頼度が高いと評価されることとなる。一方、信頼度評価部１２ｄは、評価基準が閾値Ｔｈよりも小さい場合には、車輪速に基づく曲率ρｖの方が転舵角に基づく曲率ρstよりも信頼度が高いと算出する。換言すれば、車輪速センサ情報の方が舵角センサ情報よりも信頼度が高いと評価されることとなる。ここで、信頼度評価部１２ｄは、微小時間毎の各曲率ρst，ρｖの変化量（Δρst，Δρｖ）の差（｜Δρst−Δρｖ｜）を基準に、上述した閾値Ｔｈを設定することが好ましい。

ステップ４（Ｓ４）において、信頼度評価部１２ｄは、ステップ３において評価結果に基づいて、信頼度の高い一方のセンサ情報を選択する。そして、信頼度評価部１２ｄは、選択されたセンサ情報に基づいて算出された曲率を最終的な曲率として決定した上で、これを自己位置推定部１２ｆに対して出力する。

図６は、本実施形態にかかる駐車支援処理の手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、ドライバーによる入力装置２５の操作を通じて入力される駐車支援の開始指示の信号をトリガーとして、駐車支援コントロールユニット１０によって実行される。また、この駐車支援処理は、目標駐車位置Ｐ（図１参照）に自車両が到達するまで、あるいは、目標駐車位置へ１回の切返し軌道で到達することができないと判定されるまで、ドライバーによる入力装置２５の操作を通じて駐車支援の終了指示の信号が入力されるまで、駐車支援コントロールユニット１０により実行され続ける。

まず、ステップ１０（Ｓ１０）において、処理部１１は、車両の初期位置Ｏに対する目標駐車位置Ｐを算出する。具体的には、処理部１１は、駐車開始の初期位置Ｏに対する相対的な目標駐車位置Ｐを算出（または指定）する。例えば、処理部１１は、カメラ２４やソナーセンサ２６などのセンサ情報を用いて、駐車枠を示す白線や駐車壁などの検出し、この検出情報から自車が停車可能な領域を目標駐車位置Ｐとして算出する。また、処理部１１は、通信装置２７を介してインフラ設備と通信可能な場合には、インフラ設備からの情報を用いて駐車可能な駐車枠の情報を得ることができる場合には、この情報に基づいて目標駐車位置Ｐを算出してもよい。また、処理部１１は、センサ情報またはインフラ設備からの情報をモニタに表示し、モニタ上の表示画面を用いて目標駐車位置Ｐをドライバに指定させてもよい。

そして、処理部１１は、この目標駐車位置Ｐに対して駐車可能であるか否かを判定する。初期位置Ｏが目標駐車位置Ｐに対して駐車不可能な位置関係にある場合には、処理部１１は、モニタ４７およびスピーカ４８を通じて、初期位置Ｏの変更または目標駐車位置Ｐの再指定を促す。一方、初期位置Ｏが目標駐車位置Ｐに対して駐車可能な位置関係にあると場合には、処理部１１は、この算出された目標駐車位置Ｐを最終的な目標駐車位置として決定する（ステップ１１（Ｓ１１））。

ステップ１２（Ｓ１２）において、処理部１１は、目標切返位置Ｒを演算する。具体的には、処理部１１は、ある切返姿勢での切返可能領域を算出し、モニタ４７にこれを提示する。ここで、ドライバーが入力装置２５を通じて所望の切返点における姿勢角を選択すると、処理部１１は、ドライバーの選択に合わせて切返可能領域がモニタ４７に提示させる。ドライバーが入力装置２５を通じて提示された切返可能領域から任意に１点の切返点を選択すると、処理部１１は、ドライバーによって選択された切返点を目標切返位置Ｒとして設定する。つぎに、処理部１１は、初期位置Ｏから目標切返位置Ｒに至るまで経路（目標誘導経路）と、目標切返位置Ｒから目標駐車位置Ｐへと至る経路（目標誘導経路）とを算出する。

そして、ステップ１２（Ｓ１２）において、処理部１１は、算出された目標誘導経路をモニタ４７に提示し、これにより、ドライバーが入力装置２５を通じて目標誘導経路を選択することにより、駐車支援が開始される。一方、ドライバーが目標誘導経路を選択しない場合には、ステップ１０〜１２の処理に戻り目標駐車位置Ｐまたは目標誘導経路を再度設定する。

ステップ１４（Ｓ１４）において、経路演算部１２（具体的には、自己位置推定部１２ｆ）は、走行距離演算部１２ａにおいて演算された走行距離と、走行方向判別部１２ｅで判別した車両の進行走行方向と、信頼度評価部１２ｄで算出した曲率とに基づいて、現在の自己位置を推定する。自己位置は、数式２を逐次数値積分することにより推定する。また、処理部１１は、目標誘導経路と、経路演算部１２によって演算された自己位置の推定結果とに基づいて、目標誘導経路に沿って車両を誘導するための制御指令を演算する。そして、制駆動制御部１３は、処理部１１によって演算される制御指令に基づいて、エンジンコントロールユニット４４、ブレーキコントロールユニット２０またはシフトギヤアクチュエータ４２に対して必要な制御信号を出力する。また、操舵制御部１４は、舵角センサ２８によって検出される前輪の転舵角をモニタリングしつつ、処理部１１によって演算される制御指令に基づいて、ステアリングアクチュエータ４５に対して必要な制御信号を出力する。これにより、算出した目標誘導経路に沿って車両が自動制御される。なお、車両の自動制御中にカメラ２４やソナーセンサ２６などの検出情報により車両と接触する危険性のある障害物を検出した場合、処理部１１は、エンジンコントロールユニット４４にアクセル開度を減少させる指令を与え、ブレーキコントロールユニット２０に制動指令を与える。処理部１１は、自動制御による走行中は常にデットレコニングを行い、目標誘導経路との誤差をフィードバックさせて、目標誘導経路と実走行経路との差異が最小となるように制御を行う。

ステップＳ１５（Ｓ１５）において、処理部１１は、自己位置が目標誘導経路から大きく外れるといったような異常を検知したか否かを判断し、異常が存在する場合には、後述するステップ１９（Ｓ１９）の処理に進む。一方、異常が存在しない場合には、処理部１１は、ステップ１６（Ｓ１６）の処理に進む。

ステップ１６において、処理部１１は、自車両が目標切返位置Ｒへ到達し、ギヤチェンジが必要か否かを判断する。このステップ１６において肯定判定された場合、すなわち、ギヤチェンジが必要な場合には、処理部１１は、制駆動制御部１３を通じてブレーキコントロールユニット２０に制動指令を与え、停車させるとともに、シフトギヤアクチュエータ４２を駆動してシフトギヤ４３を所望のレンジに変更した上で、ステップ１７に進む。一方、ステップ１６において否定判定された場合、すなわち、ギヤチェンジが必要ではない場合には、ステップ１４の処理に戻る。

ステップ１７（Ｓ１７）において、処理部１１は、自車両が目標駐車位置Ｐに到達したか否かを判断する。このステップ１７において肯定判定された場合、すなわち、自車両が目標駐車位置Ｐに到達した場合には、処理部１１は、制駆動制御部１３を通じてブレーキコントロールユニット２０に制動指令を与え、停車させるととも、シフトギヤアクチュエータ４２を駆動してシフトギヤ４３をパーキングレンジに変更した上で、ステップ１８（Ｓ１８）に進む。そして、ステップ１８において、処理部１１は、モニタ４７に駐車支援を終了する旨を提示し、走行支援を終了する。一方、ステップ１７において否定判定された場合、すなわち、自車両が目標駐車位置Ｐに到達していない場合には、ステップ１４の処理に戻る。

ステップ１９において、処理部１１は、モニタ４７またはスピーカ４８を介して異常をドライバーに報知する。そして、ステップ２０において、処理部１１は、目標駐車位置Ｐへと至る経路へ復帰可能か否かを判断する。このステップ２０において肯定判定された場合、すなわち、経路へ復帰可能な場合には、ステップ１２の処理に戻る。一方、ステップ２０において否定判定された場合、すなわち、経路へ復帰が不可能な場合には、ステップ２１（Ｓ２１）に進む。そして、ステップ２１において、処理部１１は、モニタ４７に駐車支援を中止する旨を提示し、走行支援を終了する。

このように本実施形態によれば、それぞれが同一の物理量である、車輪速に基づく曲率ρｖと転舵角に基づく曲率ρstとを互いに比較することで、車輪速センサ情報または舵角センサ情報の信頼性を評価することができる。センサ情報の信頼性に応じて、そのセンサ情報から演算された曲率ρst，ρｖを利用することができるでの、それぞれのセンサ情報を単体で用いた場合よりも曲率を精度よく決定することができる。また、信頼性に応じて複数のセンサ情報を利用することで、相互補完関係でこれらを利用することができるので、車両特性の変化を直接的に解析する必要もない。そのため、この決定された曲率に基づいて自己位置を推定することにより、その推定精度の向上を図ることができる。

また、本実施形態によれば、センサ情報から得られた各曲率ρst，ρｖの差を評価基準として、この評価基準と閾値Ｔｈとの比較でセンサ情報の信頼性を容易に評価することができる。また、閾値Ｔｈは、所定区間毎の各曲率ρst，ρｖの変化量の差を基準に設定すればよく、シミュレーションおよび実験により求めるが、多次元ベクトル量ではなく、閾値Ｔｈとなるスカラー量を一つ決定すればよいので、閾値の決定方法が容易である。

なお、本発明にかかる車両走行支援装置は、上述した実施形態に記載したものに限定されず、その発明の範囲において種々の変更が可能である。例えば、各曲率ρst，ρｖの信頼度の評価は、上述した評価関数Ｊに限らず、各検出手段（車輪速センサ２１、舵角センサ２８）により得られるセンサ情報の信頼度を示す統計量に基づいて評価してもよい。かかる手法によれば、２種類のセンサ情報の切換のみではなく、任意の複数センサ情報に対しても信頼性の評価を行うことができるので、曲率を精度よく決定することができる。そのため、この決定された曲率に基づいて自己位置を推定することにより、その推定精度の向上を図ることができる。

また、上述した実施形態では、各曲率ρｖ，ρstのうち信頼度が高いと評価された方の曲率を微小時間の曲率として決定しているが、これ以外にも、各曲率の信頼度に応じて重み付けを行った加重平均を用いることにより、各曲率ρｖ，ρstに基づいての曲率を決定してもよい。これにより、センサ情報を単体で用いた場合よりも曲率を精度よく決定することができる。そのため、この決定された曲率に基づいて自己位置を推定することにより、その推定精度の向上を図ることができる。

また、上述した実施形態では、自自車両を自動制御する手法を説明したが、本発明は、運転手が指示された経路どおりにハンドルを操作するような運転支援にも適用可能である。例えば、初期位置Ｏにおけるステアリング４６の回転角と、目標切返位置Ｒおよびその目標切返位置Ｒから目標駐車位置Ｐまでのステアリング４６の回転角を指定し、ステアリング４６、ブレーキ４１およびシフトは運転手に操作してもらうといった如くである。

また、上述した実施形態では、微小時間毎に曲率を演算することで自己位置を推定する手法である。しかしながら、曲率の演算単位は時間に限らず、微小距離毎に演算してもよい。この場合、上述した各数式は、走行距離に関する微分の式としてもよい。このように、本発明において、センサ情報に基づいて演算される曲率は、所定区間毎に演算されるのであれば、その区間の時間をベースに規定されても、距離をベースに規定されるものであってもよい。

また、上述した実施形態では、比較する物理量として走行軌跡の曲率を挙げたが、本発明はこれに限定されず、走行軌跡の曲率を含み、車両の移動量を表す種々のパラメータについて適用することができる。

１…車両走行支援装置
１０…駐車支援コントロールユニット
１１…処理部
１２…経路演算部
１２ａ…走行距離演算部
１２ｂ…第１の曲率演算部
１２ｃ…第２の曲率演算部
１２ｄ…信頼度評価部
１２ｅ…走行方向判別部
１２ｆ…自己位置推定部
１３…制駆動制御部
１４…操舵制御部
２０…ブレーキコントロールユニット
２１…車輪速センサ
２２…加速度センサ
２３…シフトセンサ
２４…カメラ
２５…入力装置
２６…ソナーセンサ
２７…通信装置
２８…舵角センサ
４０…ブレーキアクチュエータ
４１…ブレーキ
４２…シフトギヤアクチュエータ
４３…シフトギヤ
４４…エンジンコントロールユニット
４５…ステアリングアクチュエータ
４６…ステアリング
４７…モニタ
４８…スピーカ

Claims (7)

1. 自車両の自己位置を逐次推定し、当該推定結果を利用して車両の走行支援を行う車両走行支援装置において、
   車両の車輪速を検出する第１の検出手段と、
   前記車両の車輪の転舵角を検出する第２の検出手段と、
   所定区間毎に、前記車輪速に基づいて前記車両の走行軌跡の曲率を算出するとともに前記車輪の転舵角に基づいて前記曲率を算出する算出手段と、
   前記算出手段が算出した各曲率の信頼度をそれぞれ評価し、当該評価結果に基づいて前記所定区間の曲率を決定する評価手段と、
   前記評価手段によって決定された前記所定区間の曲率に基づいて自車両の自己位置を推定する推定手段と
   を有することを特徴とする車両走行支援装置。
2. 前記評価手段は、前記車輪速に基づく曲率と前記車輪の転舵角に基づく曲率との差を評価基準として算出し、当該評価基準が閾値以上の場合には、前記車輪の転舵角に基づく曲率の方が前記車輪速に基づく曲率よりも信頼度が高いと算出し、前記評価基準が閾値よりも小さい場合には、前記車輪速に基づく曲率の方が前記車輪の転舵角に基づく曲率よりも信頼度が高いと算出することを特徴とする請求項１に記載された車両走行支援装置。
3. 前記評価手段は、前記所定区間毎の各曲率の変化量の差を基準に前記閾値を設定することを特徴とする請求項２に記載された車両走行支援装置。
4. 前記評価手段は、前記車輪速に基づく曲率と、前記車輪の転舵角に基づく曲率との信頼度を、各検出手段により得られる検出情報の信頼度を示す統計量に基づいて評価することを特徴とする請求項１に記載された車両走行支援装置。
5. 前記評価手段は、各曲率のうち信頼度が高いと評価された方の曲率を、前記所定区間の曲率として決定することを特徴とする請求項１に記載された車両走行支援装置。
6. 前記評価手段は、各曲率の信頼度に応じて重み付けを行った加重平均を用いることにより、各曲率に基づいて前記所定区間の曲率を決定することを特徴とする請求項１に記載された車両走行支援装置。
7. 自車両周囲にある障害物の相対位置を検出する障害物検出手段をさらに有し、
   前記評価手段は、前記車輪速に基づく曲率と、前記車輪の転舵角に基づく曲率と、前記障害物検出手段の検出結果とに基づいて、前記所定区間の曲率を決定することを特徴とする請求項１に記載された車両走行支援装置。

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