JP6822302B2 - 駐車支援装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、駐車支援装置に関する。

従来、駐車目標領域までの経路を取得し、取得した経路に沿って車両を誘導する、駐車支援装置が知られている。

特開２０１０−２６９７０７号公報

駐車支援装置に関し、経路の取得にかかる計算コストを抑制することが要望される場合がある。

本発明の実施形態にかかる駐車支援装置は、車両の進行方向に沿って延びる第１の直線に接しかつ車両の位置を通る第１の円周を設定し、車両の駐車目標領域から出庫方向に延びる第２の直線に接しかつ駐車目標領域を通る第２の円周を設定し、第２の円周を第１の円周に接するまで第２の直線に沿って移動させた第３の円周を設定し、第１の円周の一部を車両を前進させる経路として含み、第３の円周の一部を車両を後退させる経路として含む、誘導経路を取得する経路取得部と、誘導経路に沿って車両を誘導する誘導制御部と、を備える。また、経路取得部は、第１の直線に接しかつ車両の位置を通るそれぞれ半径が異なる複数の第４の円周のうちの一である第５の円周と、第２の直線に接しかつ駐車目標領域を通るそれぞれ半径が異なる複数の第６の円周のうちの一である第７の円周と、の複数の第１の組み合わせのうちから、第７の円周の第２の直線に沿った移動によって第５の円周と第７の円周とが接触可能な第２の組み合わせを抽出し、第２の組み合わせを構成する第５の円周を第１の円周として設定し、第２の組み合わせを構成する第７の円周を第２の円周として設定する。また、経路取得部は、複数の第１の組み合わせのそれぞれが第２の組み合わせに該当するか否かを順次判定し、第２の組み合わせに該当すると最初に判定された第１の組み合わせを選択する。

よって、第１の円周と第２の円周とを設定することで誘導経路が決まるので、経路の取得にかかる計算コストが抑制される。また、検討すべき第１の組み合わせの数は最大で第４の円周の数と第６の円周の数との積であるが、第４の円周の数と第６の円周の数との積の数の組み合わせの全てを検討することなく第１の円周と第２の円周とを設定することができる場合が生じるので、経路の取得にかかる計算コストがさらに抑制される。

図１は、第１の実施形態の車両の車室の一部が透視された状態が示された例示的な斜視図である。 図２は、第１の実施形態の駐車支援システムの構成の例示的なブロック図である。 図３は、第１の実施形態のＥＣＵの駐車支援装置としての機能的構成を示すブロック図である。 図４は、第１の実施形態の車両が駐車する環境の一例を示す図である。 図５は、第１の実施形態の誘導経路の取得アルゴリズムを説明するための図である。 図６は、第１の実施形態の誘導経路の取得アルゴリズムを説明するための図である。 図７は、第１の実施形態の誘導経路の取得アルゴリズムを説明するための図である。 図８は、第１の実施形態の駐車支援装置としてのＥＣＵの動作の概略を説明するフローチャートである。 図９は、第１の実施形態の駐車支援装置としてのＥＣＵの、誘導経路を取得する処理Ｓ１０３を説明するフローチャートである。 図１０は、第１の実施形態の駐車支援装置としてのＥＣＵが円周Ｃ１＿ｉと円周Ｃ２＿ｊとが接触可能であるか否かを判定する方法の一例を説明するための図である。 図１１は、第２の実施形態の駐車支援装置としてのＥＣＵの動作の概略を説明するフローチャートである。

以下の例示的な実施形態および変形例には、同様の構成要素が含まれている。よって、以下では、同様の構成要素には共通の符号が付されるとともに、重複する説明が部分的に省略される。実施形態および変形例に含まれる部分は、他の実施形態および変形例の対応する部分と置き換えて構成されることができる。また、実施形態および変形例に含まれる部分の構成や位置等は、特に言及しない限りは、他の実施形態および変形例と同様である。

＜第１の実施形態＞
第１の実施形態の車両１は、例えば、不図示の内燃機関を駆動源とする自動車、すなわち内燃機関自動車であってもよいし、不図示の電動機を駆動源とする自動車、すなわち電気自動車や燃料電池自動車等であってもよいし、それらの双方を駆動源とするハイブリッド自動車であってもよいし、他の駆動源を備えた自動車であってもよい。また、車両１は、種々の変速装置を搭載することができるし、内燃機関や電動機を駆動するのに必要な種々の装置、例えばシステムや部品等を搭載することができる。また、車両１における車輪３の駆動に関わる装置の方式や、数、レイアウト等は、種々に設定することができる。

図１は、第１の実施形態の車両の車室の一部が透視された状態が示された例示的な斜視図である。

図１に例示されるように、車体２は、不図示の乗員が乗車する車室２ａを構成している。車室２ａ内には、乗員としての運転者の座席２ｂに臨む状態で、操舵部４、加速操作部５、制動操作部６、および変速操作部７等が設けられている。

操舵部４は、例えば、ダッシュボード１２から突出したステアリングホイールであり、加速操作部５は、例えば、運転者の足下に位置されたアクセルペダルであり、制動操作部６は、例えば、運転者の足下に位置されたブレーキペダルであり、変速操作部７は、例えば、センターコンソールから突出したシフトレバーである。なお、操舵部４、加速操作部５、制動操作部６、および変速操作部７は、これらには限定されない。

また、車室２ａ内には、表示画面８および音声出力装置９が設けられている。表示画面８は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）またはＯＥＬＤ（Organic Electroluminescent Display）等である。音声出力装置９は、例えば、スピーカである。また、表示画面８は、例えば、タッチパネル等、透明な操作入力部１０で覆われている。乗員は、操作入力部１０を介して表示画面８の表示画面に表示される画像を視認することができる。また、乗員は、表示画面８の表示画面に表示される画像に対応した位置において手指等で操作入力部１０を触れたり押したり動かしたりして操作することで、操作入力を実行することができる。

これら表示画面８、音声出力装置９、および操作入力部１０等は、例えば、ダッシュボード１２の車幅方向すなわち左右方向の中央部に位置されたモニタ装置１１に設けられている。モニタ装置１１は、スイッチ、ダイヤル、ジョイスティック、または押しボタン等の、不図示の操作入力部を有することができる。

なお、任意の位置（例えばダッシュボード１２の計器盤部）に、表示画面８と異なる別の表示画面が設けられ得る。

また、図１に例示されるように、車両１は、例えば、四輪自動車であり、左右二つの前輪３Ｆと、左右二つの後輪３Ｒとを有する。これら四つの車輪３は、いずれも転舵可能に構成され得る。

図２は、第１の実施形態の駐車支援システムの構成の例示的なブロック図である。図２に例示されるように、車両１は、少なくとも二つの車輪３を操舵する操舵システム１３を有している。操舵システム１３は、アクチュエータ１３ａと、トルクセンサ１３ｂとを有する。操舵システム１３は、ＥＣＵ１４等によって電気的に制御されて、アクチュエータ１３ａを動作させる。操舵システム１３は、例えば、電動パワーステアリングシステム、ＳＢＷ（Steer By Wire）システム等である。操舵システム１３は、アクチュエータ１３ａによって操舵部４にトルク、すなわちアシストトルクを付加して操舵力を補ったり、アクチュエータ１３ａによって車輪３を転舵したりする。この場合、アクチュエータ１３ａは、一つの車輪３を転舵してもよいし、複数の車輪３を転舵してもよい。また、トルクセンサ１３ｂは、例えば、運転者が操舵部４に与えるトルクを検出する。

また、図２に例示されるように、駐車支援システム１００では、モニタ装置１１、操舵システム１３、ＥＣＵ１４、等の他、シフトセンサ１５、舵角センサ１６、アクセルセンサ１７、ブレーキシステム１８、車輪速センサ１９等が、電気通信回線としての車内ネットワーク２０を介して電気的に接続されている。

車内ネットワーク２０は、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）として構成されている。ＥＣＵ１４は、車内ネットワーク２０を通じて制御信号を送ることで、操舵システム１３、ブレーキシステム１８等を制御することができる。また、ＥＣＵ１４は、車内ネットワーク２０を介して、トルクセンサ１３ｂ、シフトセンサ１５、舵角センサ１６、アクセルセンサ１７、ブレーキセンサ１８ｂ、および車輪速センサ１９等の検出結果、並びに操作入力部１０等の操作信号等を、受け取ることができる。

シフトセンサ１５は、例えば、変速操作部７の可動部の位置を検出するセンサである。シフトセンサ１５は、変速操作部７の可動部としての、レバー、アーム、またはボタン等の位置を検出することができる。シフトセンサ１５は、変位センサを含んでもよいし、スイッチとして構成されてもよい。

舵角センサ１６は、例えば、ステアリングホイール等の操舵部４の操舵量を検出するセンサである。舵角センサ１６は、例えば、ホール素子などを用いて構成される。ＥＣＵ１４は、運転者による操舵部４の操舵量、および自動操舵時の各車輪３の操舵量等を、舵角センサ１６から取得して各種制御を実行する。なお、舵角センサ１６は、操舵部４に含まれる回転部分の回転角度を検出する。舵角センサ１６は、角度センサの一例である。

アクセルセンサ１７は、例えば、加速操作部５の可動部の位置を検出するセンサである。アクセルセンサ１７は、可動部としてのアクセルペダルの位置を検出することができる。アクセルセンサ１７は、変位センサを含む。

ブレーキシステム１８は、例えば、ブレーキのロックを抑制するＡＢＳ（Anti-lock Brake System）、コーナリング時の車両１の横滑りを抑制する横滑り防止装置（ＥＳＣ：Electronic Stability Control）、ブレーキ力を増強させる（ブレーキアシストを実行する）電動ブレーキシステム、ＢＢＷ（Brake By Wire）等である。ブレーキシステム１８は、アクチュエータ１８ａを介して、車輪３ひいては車両１に制動力を与える。ブレーキセンサ１８ｂは、例えば、制動操作部６の可動部の位置を検出するセンサである。ブレーキセンサ１８ｂは、制動操作部６の可動部としてのブレーキペダルの位置を検出することができる。ブレーキセンサ１８ｂは、変位センサを含む。

車輪速センサ１９は、車輪３の単位時間当たりの回転数を検出するセンサである。車輪速センサ１９は、検出した回転数を示す車輪速パルス数をセンサ値として出力する。車輪速センサ１９は、例えば、ホール素子などを用いて構成され得る。ＥＣＵ１４は、車輪速センサ１９から取得したセンサ値に基づいて車両１の移動量などを演算し、各種制御を実行する。

ＥＣＵ１４は、駐車支援装置の一例である。ＥＣＵ１４は、例えば、ＣＰＵ１４ａ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ１４ｂ（Read Only Memory）、ＲＡＭ１４ｃ（Random Access Memory）、および、ＳＳＤ１４ｄ（Solid State Drive、フラッシュメモリ）等を有している。ＣＰＵ１４ａは、プログラムを実行することができる演算装置である。ＲＯＭ１４ｂ、ＲＡＭ１４ｃ、および、ＳＳＤ１４ｄは、プログラムおよびデータを記憶することができる記憶装置である。即ち、ＥＣＵ１４は、コンピュータと同様のハードウェア構成を備えている。

ＣＰＵ１４ａは、表示画面８で表示される画像に関連した画像処理、および車両１の制御等、各種の演算処理および制御を実行することができる。特に、ＣＰＵ１４ａは、ＲＯＭ１４ｂにインストールされ記憶された駐車支援プログラム１４０を実行することによって、駐車支援装置としての機能を実現する。

ＲＡＭ１４ｃは、ＣＰＵ１４ａでの演算で用いられる各種のデータを一時的に記憶する。ＳＳＤ１４ｄは、書き換え可能な不揮発性の記憶装置であって、ＥＣＵ１４の電源がオフされた場合にあってもデータを記憶することができる。ＣＰＵ１４ａ、ＲＯＭ１４ｂ、およびＲＡＭ１４ｃ等は、同一パッケージ内に集積され得る。また、ＥＣＵ１４は、ＣＰＵ１４ａに替えて、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等の他の論理演算プロセッサまたは論理回路等が用いられる構成であってもよい。また、ＳＳＤ１４ｄに替えてＨＤＤ（Hard Disk Drive）が設けられてもよいし、ＳＳＤ１４ｄまたはＨＤＤは、ＥＣＵ１４とは別に設けられてもよい。

駐車支援プログラム１４０は、ＲＯＭ１４ｂに替えてＳＳＤ１４ｄにインストールされていてもよい。駐車支援プログラム１４０は、コンピュータにインストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、またはフラッシュメモリ等の、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供され得る。

また、駐車支援プログラム１４０は、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、駐車支援プログラム１４０は、インターネット等のネットワーク経由で提供または配布され得る。

なお、上述した各種センサまたはアクチュエータの構成、配置、および電気的な接続形態等は、一例であって、種々に変更することができる。

図３は、第１の実施形態のＥＣＵ１４の駐車支援装置としての機能的構成を示すブロック図である。ＥＣＵ１４は、位置取得部１４１、経路取得部１４２、および誘導制御部１４３として機能する。ＣＰＵ１４ａは、ＲＯＭ１４ｂから駐車支援プログラム１４０を読み出して実行することによって、位置取得部１４１、経路取得部１４２、および誘導制御部１４３としての機能を実現する。なお、位置取得部１４１、経路取得部１４２、および誘導制御部１４３のうちの一部または全部は、ハードウェア回路によっても構成され得る。

位置取得部１４１は、駐車支援モードの開始時に、車両１を駐車させる領域（駐車目標領域３０１）を検出し、その位置を取得する。例えば図４に例示されるように、駐車場１０００内で車両１が前進して走行している際に、位置取得部１４１は、車両１の進行方向右側にある他の車両２００が駐車していない駐車可能領域３００を駐車目標領域３０１として検出し、駐車目標領域３０１の位置を取得する。

なお、駐車目標領域３０１を検出し、検出した駐車目標領域３０１の位置を取得する方法は、特定の方法に限定されない。位置取得部１４１は、既存の、または今後開発される任意の方法で、駐車目標領域３０１を検出し、検出した駐車目標領域３０１の位置を取得することができる。

一例では、車外の周辺環境を撮像する撮像部が車体２に設けられ、位置取得部１４１は、撮像部が出力する撮像画像データを逐次取得し、路面に示された駐車可能領域３００の区画線３０２が取得した撮像画像データに映っている場合に、位置取得部１４１は、当該区画線３０２を、画像認識によって検出する。そして、位置取得部１４１は、検出した区画線３０２によって区画される領域を、駐車目標領域３０１として特定する。位置取得部１４１は、撮像部の、光軸の向き、画角、および設置位置と、撮像画像データ上における区画線３０２が映っている位置と、に基づいて、３次元空間における車両１と駐車目標領域３０１との位置関係を演算する。

別の例では、車外の障害物までの距離およびその障害物が存在する方向を検出する測距装置が車体２に設けられ、位置取得部１４１は、測距装置からの出力データを逐次取得する。測距装置は、例えば、ソナー、レーザレンジスキャナ、またはステレオカメラ等である。図４の例に従えば、位置取得部１４１は、車両１が駐車場１０００を走行中に、測距装置が車両１の右側側面に他の車両２００に対応する距離を所定期間以上検出し、その後、車両１の右側側面に、車両１が駐車可能な領域として必要な最小幅に相当する長さ以上の期間、障害物を検出しない（障害物までの距離が、車両１の駐車に必要な車両前後方向の長さ、すなわち全長以上の場合を含む）場合に、障害物が検出されなかった領域を、駐駐車目標領域３０１として検出する。位置取得部１４１は、測距装置の設置位置および設置の方向と、検出した距離および方向と、に基づいて、３次元空間における車両１と駐車目標領域３０１との位置関係を演算する。

なお、以降の説明においては、駐車支援モードの開始時の車両１の位置を、初期位置と表記する。

さらに、位置取得部１４１は、駐車支援モードの実行中において、車両１の現在位置を略リアルタイムに取得する。車両１の現在位置の取得方法は、特定の方法に限定されない。一例では、位置取得部１４１は、車輪速センサ１９の検出データを逐次取得して、取得した検出データを用いたホイールオドメトリによって車両１の現在位置を演算する。別の例では、車両１にＧＰＳ（Global Positioning System）が設けられている場合に、位置取得部１４１は、ＧＰＳを用いて現在位置を取得する。さらに別の例では、位置取得部１４１は、周辺環境を撮像する撮像部が車体２に設けられている場合に、撮像部から逐次出力される撮像画像データを用いてオプティカルフローを作成し、作成したオプティカルフローに基づいて車両１の現在位置を演算する。

車両１の現在位置を表現するための基準（原点）は、特定の位置に限定されない。位置取得部１４１は、初期位置からの相対位置として車両１の現在位置を表現してもよいし、駐車目標領域３０１に含まれる位置（一例では後述の図５、６に示される駐車目標位置１０４）からの相対位置として車両１の現在位置を表現してもよい。

経路取得部１４２は、車両１が初期位置から位置取得部１４１によって検出された駐車目標領域３０１に至るまでの経路、即ち誘導経路を取得する。誘導経路を取得するとは、円周を選択して、当該円周を組み合わせることによって誘導経路を生成することである。円周を選択するとは、複数の円周の候補のうちから一を選択することを含む。また、円周を選択するとは、任意の方法で円周を決定することを含む。

図５〜図７は、第１の実施形態の誘導経路の取得アルゴリズムを説明するための図である。

経路取得部１４２は、初期位置１０１を通り、かつ、車両１の進行方向に沿って延びる第１の直線１０２に接する第１の円周Ｃ１を設定する。なお、ここでは、車両１の後輪軸の中心位置を車両１の位置として扱うが、車両１の位置の扱いはこれに限定されない。例えば、車両１の重心位置を車両１の位置として扱ってもよい。

続いて、経路取得部１４２は、駐車目標領域３０１から出庫方向に延びる第２の直線１０３に接し、かつ、駐車目標領域３０１を通る第２の円周Ｃ２を設定する。図５の例では、駐車目標領域３０１を通るとは、駐車目標領域３０１内の車両１の駐車目標位置１０４、即ち車両１が駐車した場合の車両１の後輪軸の中心位置、を通ることである。

以降、図５に例示されるように、第２の直線１０３をｙ軸とし、駐車目標位置１０４を通りかつｙ軸と直交する直線をｘ軸とする座標系を用いて説明する。車両１の出庫方向をｙ軸の正の方向とする。

続いて、経路取得部１４２は、第２の円周Ｃ２を第１の円周Ｃ１に接するまでｙ軸の正の方向に移動させることによって得られる第３の円周Ｃ３を設定する。図５に例示されるように、第１の円周Ｃ１と第３の円周Ｃ３とは、位置１０５において接している。

なお、第３の円周Ｃ３は、第２の直線１０３であるｙ軸に位置１０６において接する。第２の円周Ｃ２と第３の円周Ｃ３との距離、即ち第２の円周Ｃ２の移動量を移動量Ｌと表記すると、位置１０６の座標は、（０、Ｌ）で示される。

続いて、経路取得部１４２は、図６に例示されるように、初期位置１０１から位置１０５まで第１の円周Ｃ１に沿って車両１を前進させ、位置１０５から、第３の円周Ｃ３とｙ軸との接点である位置１０５まで第３の円周Ｃ３に沿って車両１を後退させ、位置１０５から駐車目標位置１０４までｙ軸に沿って車両１を後退させる経路１１０を誘導経路として生成する。

誘導経路１１０は、第１の円周Ｃ１の一部を車両１を前進させる経路として含み、第３の円周Ｃ３の一部を１車両を後退させる経路として含んでいる限り、種々の変形が可能である。例えば、図５、６に例示される位置１０５および位置１０６は、曲率が異なる２つの図形の接続部分であり、通過の際に舵角が急変する。経路取得部１４２は、このような接続部分に、例えばサイクロイドの形状の経路を挿入することによって、舵角の変化が緩やかになるように工夫してもよい。

上記した取得アルゴリズムによれば、第１の円周Ｃ１の半径と第２の円周Ｃ２の半径とが決まれば、誘導経路１１０が決まる。決定すべきパラメータが少ないので、少ない計算コストで誘導経路１１０を取得することができる。

第１の円周Ｃ１の半径と第２の円周Ｃ２の半径とを決定するアルゴリズムは、特定のアルゴリズムに限定されない。経路取得部１４２は、任意の関数、数式、またはテーブルを用いることで、第１の円周Ｃ１の半径と第２の円周Ｃ２の半径とを決定することができる。ここでは一例として、経路取得部１４２は、それぞれ半径が異なる複数の第１の円周の候補のうちから第１の円周Ｃ１を設定し、それぞれ半径が異なる複数の第２の円周の候補のうちから第２の円周Ｃ２を設定することとする。

例えば図７に示されるように、経路取得部１４２は、複数の第１の円周の候補として、５つの第１の円周の候補Ｃ１＿０〜Ｃ１＿４を設定する。第１の円周の候補Ｃ１＿０〜Ｃ１＿４のそれぞれの半径は、予め設定されている。第１の円周の候補Ｃ１＿０〜Ｃ１＿４は全て、第１の直線１０２に接し、かつ、初期位置１０１を通る。また、経路取得部１４２は、複数の第２の円周の候補として、４つの第２の円周の候補Ｃ２＿０〜Ｃ２＿３を設定する。第２の円周の候補Ｃ２＿０〜Ｃ２＿３のそれぞれの半径は、予め設定されている。第２の円周の候補Ｃ２＿０〜Ｃ２＿３は全て、第２の直線１０３に接し、かつ、駐車目標位置１０４を通る。経路取得部１４２は、５つの第１の円周の候補Ｃ１＿０〜Ｃ１＿４のうちの一と、４つの第２の円周の候補Ｃ２＿０〜Ｃ２＿３のうちの一と、からなる複数、つまり２０通り、の組み合わせのうちから、第１の円周Ｃ１と第２の円周Ｃ２との組み合わせを選択する。このように、検討すべき組み合わせの数が少ないので、誘導経路１１０を取得するための計算コストが抑制される。なお、第１の円周の候補の数および第２の円周の候補の数は上記した数に限定されない。

誘導制御部１４３は、位置取得部１４１が取得した車両１の現在位置と経路取得部１４２が取得した誘導経路との比較に基づき、車両１が誘導経路１１０に沿って移動するように車両１の誘導を行う。

誘導制御部１４３が行う誘導の手法は、特定の手法に限定されない。一例では、誘導制御部１４３は、進行方向、発進、制動、および変速操作部７のレンジの変更、などを、表示画面８への表示または音声出力装置９からの音声出力によって運転者に指示する。運転者は、指示に従って操舵部４、加速操作部５、制動操作部６、および変速操作部７を操作することができる。なお、運転者は、車両１の前進／後退の際には、加速操作部５の操作を行うことなくエンジンの駆動力が伝達されるクリーピングを利用することも可能である。

別の例では、誘導制御部１４３は、自動操舵を行う。具体的には、誘導制御部１４３は、操舵システム１３のアクチュエータ１３ａに指示を送ることによって、誘導経路１１０に沿って車両１が進行するように車輪３を転舵する。運転者は、操舵部４の操作を行う必要は無い。誘導制御部１４３は、発進、制動、および変速操作部７のレンジの変更、などを、表示画面８への表示または音声出力装置９からの音声出力によって運転者に指示する。

さらに別の例では、誘導制御部１４３は、自動操舵だけでなく、制動およびレンジの変更を自動で実行する。例えば、誘導制御部１４３は、車両１が誘導経路１１０上を切り返し位置（図５、６の位置１０５）または駐車目標位置１０４に近づいた場合に、アクチュエータ１８ａに指示を送ることによって、車両１の制動の操作を実行する。また、誘導制御部１４３は、車両１が切り返し位置に至った場合に、レンジの変更を自動で実行する。

ここでは、誘導制御部１４３は自動操舵を行う、として説明する。

図８は、第１の実施形態の駐車支援装置としてのＥＣＵ１４の動作の概略を説明するフローチャートである。

まず、駐車支援モードが開始すると（Ｓ１０１）、位置取得部１４１は、駐車目標領域３０１を検出し、駐車目標領域３０１の位置を取得する（Ｓ１０２）。すると、経路取得部１４２は、車両１の現在位置（初期位置１０１）から駐車目標領域３０１（駐車目標位置１０４）までの誘導経路を取得する（Ｓ１０３）。

図９は、第１の実施形態の駐車支援装置としてのＥＣＵ１４の、誘導経路を取得する処理Ｓ１０３を説明するフローチャートである。

まず、経路取得部１４２は、以降のループ処理で使用するループインデックスｉ、ｊをそれぞれ０にセットする（Ｓ２０１）。ループインデックスｉ、ｊは、それぞれ０以上の自然数をとりうる。

続いて、経路取得部１４２は、第１の円周Ｃ１の候補Ｃ１＿０〜Ｃ１＿ｎのうちから１つの円周Ｃ１＿ｉを選択し（Ｓ２０２）、第２の円周Ｃ２の候補Ｃ２＿０〜Ｃ２＿ｍのうちから１つの円周Ｃ２＿ｊを選択する（Ｓ２０３）。なお、ｎ、ｍはそれぞれ２以上の自然数である。図７の例に従えば、ｎは４に該当し、ｍは３に該当する。

続いて、経路取得部１４２は、円周Ｃ２＿ｊをｙ軸の正の方向に移動した場合、円周Ｃ１＿ｉと円周Ｃ２＿ｊとが接触可能であるか否かを判定する（Ｓ２０４）。円周Ｃ１＿ｉと円周Ｃ２＿ｊとが接触可能であるか否かを判定する方法は、特定の方法に限定されない。円周Ｃ１＿ｉと円周Ｃ２＿ｊとが接触可能であるか否かを判定する方法の例を以下に説明する。

図１０に例示されるように、円周Ｃ１＿ｉの中心の座標を（ＣＸ１、ＣＹ１）、円周Ｃ１＿ｉの半径をＲ１、円周Ｃ２＿ｊの中心の座標を（ＣＸ２、０）、円周Ｃ２＿ｊの半径をＲ２、円周Ｃ２＿ｊの移動量をＬ′と表記すると、移動後の円周Ｃ２＿ｊ（円周Ｃ２＿ｊ′と表記する）の中心の座標は、（ＣＸ２、Ｌ′）に該当する。なお、ＣＸ２は、Ｒ２と等しい。

円周Ｃ２＿ｊは、ｙ軸に接するので、円周Ｃ１＿ｉの中心のｘ座標値ＣＸ１に半径Ｒ１を加算して得られる値ＣＸ１＋Ｒ１が０以上の値である場合、円周Ｃ２＿ｊを何れかの位置まで移動した場合に円周Ｃ１＿ｉに接触する。よって、経路取得部１４２は、値ＣＸ１＋Ｒ１が０以上の値である場合、円周Ｃ１＿ｉと円周Ｃ２＿ｊとが接触可能であると判定し、値ＣＸ１＋Ｒ１が０未満の値である場合、円周Ｃ１＿ｉと円周Ｃ２＿ｊとは接触可能でないと判定する。

別の例では、経路取得部１４２は、双方の円周の中心のｘ座標間の距離ＣＸ２−ＣＸ１が双方の円周の半径の合計値Ｒ１＋Ｒ２以下の値である場合、円周Ｃ１＿ｉと円周Ｃ２＿ｊとが接触可能であると判定する。また、経路取得部１４２は、距離ＣＸ２−ＣＸ１が値Ｒ１＋Ｒ２を越える場合、円周Ｃ１＿ｉと円周Ｃ２＿ｊとは接触可能でないと判定する。

経路取得部１４２は、円周Ｃ１＿ｉと円周Ｃ２＿ｊとが接触可能であると判定した場合（Ｓ２０４、Ｙｅｓ）、円周Ｃ２＿ｊの移動量Ｌ′を演算する（Ｓ２０５）。

図１０に例示されるように、円周Ｃ１＿ｉの中心と円周Ｃ２＿ｊの中心とを結ぶ直線とｘ軸に並行な直線との角度をθと表記すると、下記の式（１）および式（２）が成立する。
ｃｏｓ（θ）＝（ＣＸ２−ＣＸ１）／（Ｒ１＋Ｒ２） ・・・（１）
ＣＹ１−Ｌ′＝（Ｒ１＋Ｒ２）＊ｓｉｎ（θ） ・・・（２）

式（１）および式（２）を変形することによって、下記の式（３）が導出される。
Ｌ′＝ＣＹ１−（Ｒ１＋Ｒ２）＊ｓｉｎ（ａｒｃｃｏｓ（（ＣＸ２−ＣＸ１）／（Ｒ１＋Ｒ２））） ・・・（３）

経路取得部１４２は、Ｓ２０５の処理において、式（３）を用いることによって円周Ｃ２＿ｊの移動量Ｌ′を演算することができる。なお、式（３）は、移動量Ｌ′を演算するためのアルゴリズムの一例である。

なお、円周Ｃ１＿ｉと円周Ｃ２＿ｊとの接点の座標（ＰＸ、ＰＹ）は、下記の式（４）、（５）によって導出できる。
ＰＸ＝ＣＸ２−Ｒ２＊（ＣＸ２−ＣＸ１）／（Ｒ１＋Ｒ２） ・・・（４）
ＰＹ＝Ｌ′＋Ｒ２＊ｓｉｎ（ａｒｃｃｏｓ（（ＣＸ２−ＣＸ１）／（Ｒ１＋Ｒ２））） ・・・（５）

Ｓ２０５の処理に続いて、経路取得部１４２は、円周Ｃ１＿ｉと円周Ｃ２＿ｊとの対を、移動量Ｌ′と対応付けて、例えばＲＡＭ１４ｃなどに記憶する（Ｓ２０６）。

経路取得部１４２は、Ｓ２０４の判定処理において、円周Ｃ１＿ｉと円周Ｃ２＿ｊとが接触可能であると判定した場合（Ｓ２０４、Ｎｏ）、次のＳ２０５、Ｓ２０６の処理をスキップする。

経路取得部１４２は、Ｓ２０４の判定処理においてＮｏと判定した後、またはＳ２０６の処理の後、ループインデックスｊはｍと等しいか否かを判定する（Ｓ２０７）。経路取得部１４２は、ループインデックスｊはｍと等しくないと判定した場合（Ｓ２０７、Ｎｏ）、ループインデックスｊを１だけインクリメントし（Ｓ２０８）、制御がＳ２０３に移行する。

経路取得部１４２は、ループインデックスｊはｍと等しいと判定した場合（Ｓ２０７、Ｙｅｓ）、ループインデックスｉはｎと等しいか否かを判定する（Ｓ２０９）。経路取得部１４２は、ループインデックスｉはｎと等しくないと判定した場合（Ｓ２０９、Ｎｏ）、ループインデックスｉを１だけインクリメントするとともにループインデックスｊを０にリセットし（Ｓ２１０）、制御がＳ２０２に移行する。

このように、経路取得部１４２は、Ｓ２０１〜Ｓ２１０の処理によって、第１の円周の候補（Ｃ１＿０〜Ｃ１＿ｎ）のうちの一と、第２の円周の候補（Ｃ２＿０〜Ｃ２＿ｍ）のうちの一と、からなる複数の組み合わせのうちから、円周Ｃ２＿ｊをｙ軸の正の方向に移動することによって円周Ｃ１＿ｉと円周Ｃ２＿ｊとが接触可能である組み合わせを抽出することができる。

経路取得部１４２は、ループインデックスｉはｎと等しいと判定した場合（Ｓ２０９、Ｙｅｓ）、記憶している円周Ｃ１＿ｉと円周Ｃ２＿ｊとの対のうちの、移動量Ｌ′が最小である対を、第１の円周Ｃ１と第２の円周Ｃ２との対として選択する（Ｓ２１１）。即ち、経路取得部１４２は、移動量Ｌ′が最小である対を構成する円周Ｃ１＿ｉを、第１の円周Ｃ１として設定し、移動量Ｌ′が最小である対を構成する円周Ｃ２＿ｊを、第２の円周Ｃ２として設定する。

なお、円周Ｃ２＿ｊをｙ軸の正の方向に移動することによって円周Ｃ１＿ｉと円周Ｃ２＿ｊとが接触可能である組み合わせが抽出できなかった場合、即ち、Ｓ２０９、Ｙｅｓと判定された時点において円周Ｃ１＿ｉと円周Ｃ２＿ｊとの対が全く記憶されていない場合、ＥＣＵ１４は、駐車支援モードの続行が不可能であると判断して、駐車支援モードを終了してもよい。

Ｓ２１１の処理に続いて、経路取得部１４２は、第２の円周Ｃ２を第１の円周Ｃ１に接するまでｙ軸の正の方向に移動した第３の円周Ｃ３を設定する（Ｓ２１２）。そして、経路取得部１４２は、第１の円周Ｃ１および第３の円周Ｃ３に基づいて誘導経路１１０を生成する（Ｓ２１３）。

経路取得部１４２は、第１の円周Ｃ１と第３の円周Ｃ３との接点である位置１０５の座標を、式（４）および式（５）と同様の演算によって求めることができる。第３の円周Ｃ３と第２の直線１０３との接点は、（０、Ｌ）である。Ｓ２１３の処理においては、経路取得部１４２は、初期位置１０１から位置１０５まで第１の円周Ｃ１に沿って車両１を前進させ、位置１０５から、第３の円周Ｃ３とｙ軸との接点である位置１０５まで第３の円周Ｃ３に沿って車両１を後退させ、位置１０５から駐車目標位置１０４までｙ軸に沿って車両１を後退させる誘導経路１１０を生成する。

Ｓ２１３の処理によって、誘導経路１１０を取得する処理Ｓ１０３が完了する。

図８に説明を戻す。誘導経路を取得する処理Ｓ１０３の後、誘導制御部１４３は、誘導経路１１０に沿って車両１を誘導する（Ｓ１０４）。例えば、誘導制御部１４３は、位置取得部１４１が取得する車両１の現在位置と誘導経路１１０との比較に基づいて舵角を決定し、決定した舵角をアクチュエータ１３ａに指示する。なお、前述したように、これは誘導の手法の一例である。誘導制御部１４３は、運転者に進行方向などを指示することによって車両１の誘導を行ってもよいし、自動操舵だけでなく加減速またはレンジの切り替えを自動で行ってもよい。

Ｓ１０４の処理に続いて、誘導制御部１４３は、車両１が駐車目標領域３０１、即ち誘導経路１１０の終点である駐車目標位置１０４、に至ったか否かを判定する（Ｓ１０５）。車両１が駐車目標領域３０１に至っていないと誘導制御部１４３によって判定された場合（Ｓ１０５、Ｎｏ）、Ｓ１０４の処理が継続される。車両１が駐車目標領域３０１に至ったと誘導制御部１４３によって判定された場合（Ｓ１０５、Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１４は、駐車支援モードを終了し（Ｓ１０６）、動作が完了する。

以上述べたように、第１の実施形態によれば、経路取得部１４２は、車両１の進行方向に沿って延びる第１の直線１０２に接しかつ車両１の位置（初期位置１０１）を通る第１の円周Ｃ１を設定する。また、経路取得部１４２は、駐車目標領域３０１から出庫方向に延びる第２の直線１０３に接しかつ駐車目標領域３０１を通る第２の円周Ｃ２を設定する。そして、経路取得部１４２は、第２の円周Ｃ２を第１の円周Ｃ１に接するまで第２の直線１０３に沿って移動させた第３の円周Ｃ３を設定する。そして、経路取得部１４２は、第１の円周Ｃ１の一部を車両１を前進させる経路として含み、第３の円周Ｃ３の一部を車両１を後退させる経路として含む、誘導経路１１０を取得する。

よって、第１の円周Ｃ１と第２の円周Ｃ２とを設定するだけで誘導経路１１０が決まるので、誘導経路１１０の取得に要する計算コストが抑制される。

また、経路取得部１４２は、第１の直線１０２に接しかつ車両１の位置（初期位置１０１）を通るそれぞれ半径が異なる複数の第１の円周の候補Ｃ１＿０〜Ｃ１＿ｎのうちの一である円周Ｃ１＿ｉと、第２の直線１０３に接しかつ駐車目標領域３０１を通るそれぞれ半径が異なる複数の第２の円周の候補Ｃ２＿０〜Ｃ２＿ｍのうちの一である円周Ｃ２＿ｊと、の複数の組み合わせのうちから、円周Ｃ２＿ｊの第２の直線１０３に沿った移動によって円周Ｃ１＿ｉと円周Ｃ２＿ｊとが接触可能な組み合わせを抽出する。そして、経路取得部１４２は、抽出された組み合わせを構成する円周Ｃ１＿ｉを第１の円周Ｃ１として設定し、抽出された組み合わせを構成する円周Ｃ２＿ｊを第２の円周Ｃ２として設定する。

よって、経路取得部１４２は、最大で（ｎ＋１）＊（ｍ＋１）個の組み合わせを検討するだけで第１の円周Ｃ１と第２の円周Ｃ２とを決定することが可能であるので、誘導経路１１０の取得に要する計算コストが抑制される。

また、経路取得部１４２は、円周Ｃ２＿ｊの第２の直線１０３に沿った移動によって円周Ｃ１＿ｉと円周Ｃ２＿ｊとが接触可能な組み合わせが複数、抽出された場合には、円周Ｃ２＿ｊの移動量Ｌ′が最小となる組み合わせを選択する。

円周Ｃ２＿ｊの移動量Ｌ′が小さいほど、ｙ軸成分の正の方向の最大到達位置が小さくなる傾向がある。よって、円周Ｃ２＿ｊの移動量Ｌ′が最小となる組み合わせが選択されることによって、駐車目標領域３０１に対向する位置に障害物（例えば構造物または他の駐車車両）が存在する場合に、車両１が当該障害物に衝突するリスクを低減することが可能となる。

なお、経路取得部１４２は、円周Ｃ２＿ｊの第２の直線１０３に沿った移動によって円周Ｃ１＿ｉと円周Ｃ２＿ｊとが接触可能な組み合わせが複数、抽出された場合には、円周Ｃ２＿ｊの移動量Ｌ′が最大となる組み合わせを選択してもよい。円周Ｃ２＿ｊの移動量Ｌ′が最大となる組み合わせが選択されることによって、誘導経路１１０において車両１が真後ろに後退する距離を長くすることができるので、駐車目標領域３０１に隣接する位置に障害物（例えば構造物または他の駐車車両）が存在する場合に、後退時に当該障害物を巻き込むリスクを低減することが可能となる。

また、経路取得部１４２は、Ｓ２０４の判定処理において、最初にＹｅｓと判定されたとき、即ち、円周Ｃ１＿ｉと円周Ｃ２＿ｊとが接触可能な組み合わせが最初に抽出されたとき、Ｓ２０２〜Ｓ２１０のループ処理を抜けて、当該最初に抽出された組み合わせを、第１の円周Ｃ１と第２の円周Ｃ２との組み合わせとして選択してもよい。即ち、経路取得部１４２は、円周Ｃ１＿ｉと円周Ｃ２＿ｊとの組み合わせが円周Ｃ１＿ｉと円周Ｃ２＿ｊとが円周Ｃ２＿ｊの移動によって接触可能な組み合わせに該当するか否かを順次判定し、円周Ｃ１＿ｉと円周Ｃ２＿ｊとが円周Ｃ２＿ｊの移動によって接触可能な組み合わせに該当すると最初に判定された円周Ｃ１＿ｉと円周Ｃ２＿ｊとの組み合わせを選択する。

よって、円周Ｃ１＿ｉと円周Ｃ２＿ｊとが接触可能な組み合わせが抽出された場合、（ｎ＋１）＊（ｍ＋１）個の組み合わせの全てを検討することなく第１の円周Ｃ１と第２の円周Ｃ２とを決定することができるので、誘導経路１１０の取得にかかる計算コストがさらに抑制される。

このように、第１の実施形態によれば、誘導経路１１０の取得にかかる計算コストが抑制される。誘導経路１１０の取得にかかる計算時間（処理負荷）が少なくなるため、ＥＣＵ１４において、駐車支援に関する処理が、駐車支援以外の処理（例えば操舵システム１３もしくはブレーキシステム１８の制御、または表示画面８で表示される画像に関連した画像処理、等）に与える影響が抑制される。よって、ＥＣＵ１４は、駐車支援に関する処理だけでなく駐車支援以外の処理をスムーズに実行することが可能となる。

＜第２の実施形態＞
車両１の誘導中に、運転者が、車両１が障害物（歩行者、他の車両、構造物など）に衝突する危険を察知した場合、運転者は、変速操作部７のレンジを手動で変更したり、誘導経路１１０に沿った向きとは異なる向きに手動で操舵したりすることがあり得る。そのような操作によって車両１の位置が誘導経路１１０から逸脱する場合、ＥＣＵ１４は、誘導経路１１０を再取得してもよい。

図１１は、第２の実施形態の駐車支援装置としてのＥＣＵ１４の動作の概略を説明するフローチャートである。

Ｓ３０１〜Ｓ３０３においては、Ｓ１０１〜Ｓ１０３と同様の処理が実行される。特に、Ｓ３０３において、誘導経路１１０が取得される。

なお、Ｓ３０３の処理に関し、誘導経路１１０を取得するアルゴリズムとして、第１の実施形態と同様のアルゴリズムが採用されなくてもよい。既存の任意のアルゴリズムまたは今後開発される任意のアルゴリズムが、Ｓ３０３における誘導経路１１０の取得のアルゴリズムとして採用され得る。

Ｓ３０３の処理に続いて、誘導制御部１４３は、誘導経路１１０に沿って車両１を誘導する（Ｓ３０４）。第１の実施形態と同様、誘導の手法は特定の手法に限定されない。

続いて、誘導制御部１４３は、車両１が駐車目標領域３０１、即ち誘導経路１１０の終点である駐車目標位置１０４、に至ったか否かを判定する（Ｓ３０５）。車両１が駐車目標領域３０１に至ったと誘導制御部１４３によって判定された場合（Ｓ３０５、Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１４は、駐車支援モードを終了し（Ｓ３０６）、動作が完了する。

誘導制御部１４３は、車両１が駐車目標領域３０１に至っていないと判定した場合（Ｓ３０５、Ｎｏ）、車両１が誘導経路１１０から逸脱するか否かを判定する（Ｓ３０７）。

車両１が誘導経路１１０から逸脱するか否かの判定の方法は、特定の方法に限定されない。一例では、車両１が切り返し位置（図５、６の位置１０５）に至る前に変速操作部７のレンジがドライブレンジからリバースレンジに変更する操作がシフトセンサ１５によって検出された場合に、誘導制御部１４３は、車両１が誘導経路１１０から逸脱する、と判定する。別の例では、誘導制御部１４３は、誘導経路１１０に沿った向きとは所定角度以上異なる向きに操舵する操作が舵角センサ１６によって検出された場合に、誘導制御部１４３は、車両１が誘導経路１１０から逸脱する、と判定する。さらに別の例では、位置取得部１４１によって取得された車両１の現在位置と誘導経路１１０とを比較し、車両１の現在位置と誘導経路１１０とが所定距離以上乖離した場合に、車両１が誘導経路１１０から逸脱する、と判定する。

車両１が誘導経路１１０から逸脱すると誘導制御部１４３によって判定された場合（Ｓ３０７、Ｙｅｓ）、経路取得部１４２は、図９に例示される手順に従って誘導経路１１０を再取得する（Ｓ３０８）。そして、制御がＳ３０４に移行する。車両１が誘導経路１１０から逸脱すると誘導制御部１４３によって判定されなかった場合（Ｓ３０７、Ｎｏ）、Ｓ３０８の処理はスキップされる。

このように、第１の実施形態において説明した誘導経路１１０の取得アルゴリズムは、計算コストが小さいため、上記第２の実施形態にて説明したように誘導経路１１０を再取得する際において採用された場合、迅速に誘導経路１１０を再取得することができる。

以上、本発明の実施形態を例示したが、上記実施形態および変形例はあくまで一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態および変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各実施形態および各変形例の構成および形状は、部分的に入れ替えて実施することも可能である。

１…車両、２…車体、２ａ…車室、２ｂ…座席、３…車輪、３Ｆ…前輪、３Ｒ…後輪、４…操舵部、５…加速操作部、６…制動操作部、７…変速操作部、８…表示画面、９…音声出力装置、１０…操作入力部、１１…モニタ装置、１２…ダッシュボード、１３…操舵システム、１３ａ…アクチュエータ、１３ｂ…トルクセンサ、１５…シフトセンサ、１６…舵角センサ、１７…アクセルセンサ、１８…ブレーキシステム、１８ａ…アクチュエータ、１８ｂ…ブレーキセンサ、１９…車輪速センサ、２０…車内ネットワーク、１００…駐車支援システム、１０１…初期位置、１０２…第１の直線、１０３…第２の直線、１０４…駐車目標位置、１０５，１０６…位置、１１０…誘導経路、１４０…駐車支援プログラム、１４１…位置取得部、１４２…経路取得部、１４３…誘導制御部、２００…他の車両、３００…駐車可能領域、３０１…駐車目標領域、３０２…区画線、１０００…駐車場。

Claims (1)

1. 車両の進行方向に沿って延びる第１の直線に接しかつ前記車両の位置を通る第１の円周を設定し、前記車両の駐車目標領域から出庫方向に延びる第２の直線に接しかつ前記駐車目標領域を通る第２の円周を設定し、前記第２の円周を前記第１の円周に接するまで前記第２の直線に沿って移動させた第３の円周を設定し、前記第１の円周の一部を前記車両を前進させる経路として含み、前記第３の円周の一部を前記車両を後退させる経路として含む、誘導経路を取得する経路取得部と、
   前記誘導経路に沿って前記車両を誘導する誘導制御部と、
   を備え、
   前記経路取得部は、
   前記第１の直線に接しかつ前記車両の位置を通るそれぞれ半径が異なる複数の第４の円周のうちの一である第５の円周と、前記第２の直線に接しかつ前記駐車目標領域を通るそれぞれ半径が異なる複数の第６の円周のうちの一である第７の円周と、の複数の第１の組み合わせのうちから、前記第７の円周の前記第２の直線に沿った移動によって前記第５の円周と前記第７の円周とが接触可能な第２の組み合わせを抽出し、
   前記第２の組み合わせを構成する前記第５の円周を前記第１の円周として設定し、
   前記第２の組み合わせを構成する前記第７の円周を前記第２の円周として設定し、
   前記経路取得部は、前記複数の第１の組み合わせのそれぞれが前記第２の組み合わせに該当するか否かを順次判定し、前記第２の組み合わせに該当すると最初に判定された第１の組み合わせを選択する、
   駐車支援装置。

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