(57)【要約】【課題】狭い駐車場においても目標経路を容易に生成する。【解決手段】駐車支援装置は、初期位置から目標位置までを繋ぐ目標経路を生成する。駐車支援装置は、初期位置における車両の進行方向に対して目標位置における車両の進行方向が成す姿勢角θと、初期位置における車両の進行方向に対して初期位置と目標位置とを結ぶ線分が成す行程角φとの間に、θ≧２φの関係がある場合、曲率が変化する曲線と曲率が一定の曲線を組み合わせて、目標経路を生成する。一方、θ≧２φの関係がない場合、駐車支援装置は、初期位置を通り、かつ初期位置における車両の進行方向に接する第１の円周Ｃ１と、目標位置を通り、かつ目標位置における車両の進行方向及び第１の円周Ｃ１に接する第２の円周Ｃ２とを基準にして、目標経路を生成する。【選択図】図６
2014034230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
初期位置から目標位置までを繋ぐ目標経路を生成する駐車支援装置であって、
前記初期位置における車両の進行方向に対して前記目標位置における車両の進行方向が成す姿勢角θと、前記初期位置における車両の進行方向に対して前記初期位置と前記目標位置とを結ぶ線分が成す行程角φとの間に、θ≧２φの関係があるか否かを判断する経路生成モデル判断部と、
前記経路生成モデル判断部が前記θ≧２φの関係があると判断した場合、クロソイド曲線に線分或いは円弧の少なくとも一方を組み合わせて、前記目標経路を生成する第１の経路生成部と、
前記経路生成モデル判断部が前記θ≧２φの関係がないと判断した場合、前記初期位置を通り、かつ前記初期位置における車両の進行方向に接する第１の円周と、前記目標位置を通り、かつ前記目標位置における車両の進行方向及び前記第１の円周に接する第２の円周とを基準にして、前記目標経路を生成する第２の経路生成部と、
を備えることを特徴とする駐車支援装置。
【請求項２】
請求項１に記載の駐車支援装置において、
前記第１の円周及び第２の円周の半径はそれぞれ車両が追従可能な最小旋回半径以上であり、
前記第２の経路生成部は、前記第１の円周の半径が前記最小旋回半径である場合から、前記第２の円周の半径が最小旋回半径である場合までの、前記目標経路、前記第１の円周と前記第２の円周との接点、及び当該接点における車両の進行方向の各々の取り得る範囲を算出する
ことを特徴とする駐車支援装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の駐車支援装置において、
前記初期位置を右手直交座標系における原点とし、前記初期位置における車両の進行方向をＸ軸の正の方向とした場合において、前記第２の経路生成部は、
前記目標位置が、第１象限或いは第２象限にある時、原点においてＸ軸に接する２つの円周のうち、第１象限、第２象限側の円周を前記第１の円周として選択し、前記目標位置において車両の進行方向に接する２つの円周のうち、第３象限、第４象限側の円周を前記第２の円周として選択し、
前記目標位置が、第３象限或いは第４象限にある時、原点においてＸ軸に接する２つの円周のうち、第３象限、第４象限側の円周を前記第１の円周として選択し、前記目標位置において車両の進行方向に接する２つの円周のうち、第１象限或いは第２象限側の円周を前記第２の円周として選択する
ことを特徴とする駐車支援装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の駐車支援装置において、
前記第１の経路生成部は、生成された目標経路のうち曲率が変化する区間を、曲率ρの変化率が一定な曲線を組み合わせた軌道、若しくは当該区間の始点及び終点において曲率の変化率が零である躍度最小化軌道、若しくは当該躍度最小化軌道を三角関数で近似した軌道で置き換えることを特徴とする駐車支援装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の駐車支援装置において、
前記第２の経路生成部は、
前記第１の円周の半径に応じて、前記初期位置及び前記接点において曲率の変化率が零である躍度最小化軌道、当該躍度最小化軌道を三角関数で近似した軌道、或いは前記曲率ρの変化率が一定な曲線を組み合わせた軌道を使い分けて、前記初期位置から前記接点までを繋ぐ第１の目標区分経路を生成し、
前記第２の円周の半径に応じて、前記接点及び前記目標位置において曲率の変化率が零である躍度最小化軌道、当該躍度最小化軌道を三角関数で近似した軌道、或いは前記曲率ρの変化率が一定な曲線を組み合わせた軌道を使い分けて、前記接点から前記目標位置までを繋ぐ第２の目標区分経路を生成し、
前記第１の目標区分経路と前記第２の目標区分経路を繋ぎ合わせて前記目標経路を生成する
ことを特徴とする駐車支援装置。
【請求項６】
初期位置から目標位置までを繋ぐ目標経路を生成する目標経路生成方法であって、
前記初期位置における車両の進行方向に対して前記目標位置における車両の進行方向が成す姿勢角θと、前記初期位置における車両の進行方向に対して前記初期位置と前記目標位置とを結ぶ線分が成す行程角φとの間に、θ≧２φの関係があるか否かを判断し、
前記θ≧２φの関係があると判断した場合、曲率が変化する曲線と曲率が一定の曲線を組み合わせて、前記目標経路を生成し、
前記θ≧２φの関係がないと判断した場合、前記初期位置を通り、かつ前記初期位置における車両の進行方向に接する第１の円周と、前記目標位置を通り、かつ前記目標位置における車両の進行方向及び前記第１の円周に接する第２の円周とを基準にして、前記目標経路を生成する
ことを特徴とする目標経路生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駐車支援装置及び目標経路生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、駐車領域に設定された目標駐車位置に車両を移動させる際の移動軌跡を算出するにあたり、複数の駐車領域形態に対して、それぞれ対応する移動軌跡パターンを備えた駐車支援制御装置を有する駐車支援装置が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１の駐車支援装置では、複数の駐車領域の１つである車庫入れ駐車形態に対応する移動軌跡パターンとして、軌道中に凸となる方向が１つである１円軌道を有する最単純移動軌跡パターンを備え、複数の駐車領域の１つである縦列駐車形態に対応する移動軌跡パターンとして、軌道中に凸となる方向が２つである２円軌道を有する他の移動軌跡パターンを備えている。そして、複数の駐車領域形態の中から選択された駐車領域形態が縦列駐車形態である際に、車両の偏向角が、最単純移動軌跡パターンを算出可能となる所定のしきい値未満であるか否かを判断し、偏向角が、所定のしきい値未満であると判断したときに、他の移動軌跡パターンに代えて最単純移動軌跡パターンを適用して移動軌跡を算出する。一方、偏向角が、所定のしきい値未満でないと判断したときに、他の移動軌跡パターンを適用して移動軌跡を算出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４１５１３０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１では、１円軌道を有する最単純移動軌跡パターンと２円軌道を有する他の移動軌跡パターンの切換え判定条件に間違いがある。偏向角が所定のしきい値未満である場合に、１円軌道を有する最単純移動軌跡パターンを用いて移動軌跡を算出することは難しい。また、偏向角が所定のしきい値未満でない場合、２円軌道を有する他の移動軌跡パターンを用いて移動軌跡を算出することは難しい。
【０００５】
本発明は上記した課題に鑑みて成されたものであり、その目的は、狭い駐車場においても目標経路を容易に生成できる駐車支援装置及び目標経路生成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、初期位置から目標位置までを繋ぐ目標経路を生成する駐車支援装置である。駐車支援装置は、初期位置における車両の進行方向に対して目標位置における車両の進行方向が成す姿勢角θと、初期位置における車両の進行方向に対して初期位置と目標位置とを結ぶ線分が成す行程角φとの間に、θ≧２φの関係がある場合、クロソイド曲線に線分或いは円弧の少なくとも一方を組み合わせて、目標経路を生成する。一方、θ≧２φの関係がない場合、駐車支援装置は、初期位置を通り、かつ初期位置における車両の進行方向に接する第１の円周と、目標位置を通り、かつ目標位置における車両の進行方向及び第１の円周に接する第２の円周とを基準にして、目標経路を生成する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係わる駐車支援装置及び目標経路生成方法によれば、姿勢角θと行程角φとの関係に基づいて目標経路の生成モデルを正しく使い分けることができるので、狭い駐車場においても目標経路を容易に生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係わる駐車支援装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、図１の経路生成部３３の詳細な構成を示すブロック図である。
【図３】図３（ａ）は、図２の２円モデル生成部４３の詳細な構成を示すブロック図であり、図３（ｂ）は、図２の１円モデル生成部４４の詳細な構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、車両の現在位置ＡＰから１回の切り返し動作によって目標駐車枠位置ＣＰまで到達する経路を示す鳥瞰図である。
【図５】図５は、図２の経路生成部３３が実行する目標経路生成方法の手順を示すフローチャートである。
【図６】図６は、図５のステップＳ０９及びステップＳ１３における経路生成処理の詳細な手順を示すフローチャートである。
【図７】図７は、周囲環境認識結果を、例えば白線等の路面上に存在するものと、例えば壁、他車両等の路面から上方に離れて存在するものとに分離する方法を説明するための図であり、（ａ）は車両Ｖ４が移動する前の車両周囲の鳥瞰図を示し、（ｂ）は車両Ｖ４が移動した後の車両周囲の鳥瞰図を示す。
【図８】図８は、コリドーＫＬの一部分と障害物としての柱ＨＰとが領域ＣＬＬで干渉している様子を示す平面図である。
【図９】図９は、クロソイド曲線に線分を組み合わせて生成可能な経路の範囲を示す平面図である。
【図１０】図１０は、互いに接する２つの円弧により経路を近似する方法を説明するための平面図である。
【図１１】図１１は、第１の円周Ｃ１及び第２の円周Ｃ２の組合せ可能な範囲を示す平面図である。
【図１２】図１２は、円軌道における姿勢角θＰと行程角φＰとの関係を示す平面図である。
【図１３】図１３（ａ）は、「三角波」、「躍度最小化軌道」及び「三角関数近似」の各曲線の曲率ρを示すグラフであり、図１３（ｂ）は、「三角波」、「躍度最小化軌道」及び「三角関数近似」の各曲線を示す平面図である。
【図１４】図１４（ａ）は、「台形波」、「躍度最小化軌道」及び「三角関数近似」の各曲線の曲率ρを示すグラフであり、図１４（ｂ）は、「台形波」、「躍度最小化軌道」及び「三角関数近似」の各曲線を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付し説明を省略する。
【００１０】
[駐車支援装置]
図１を参照して、実施形態に係わる駐車支援装置の全体構成を説明する。駐車支援装置は、初期位置から目標位置までの目標経路を生成して乗員に対して呈示し、目標経路に沿って自動制御することにより、車両の駐車動作を支援する装置である。
【００１１】
実施形態に係わる駐車支援装置は、図１に示すように、駐車支援装置全体の制御するＥＣＵ（電子制御装置）１１、外部とデータ通信を行う通信部１２、カメラやソナーを含む外界認識センサ１３、車両の乗員に対して画像情報を提供するためのモニタ１４、音声情報を提供するためのスピーカ１５、乗員からの指示入力を受け付ける入力部１６、車両の車輪の回転速度から車速を求める車輪速センサ１７、操舵角度を測定する舵角センサ１８、車輪を操舵する操舵アクチュエータ１９、車両の駆動力を制御する駆動力制御部２０、及び車両を駆動する駆動アクチュエータ２１を備える。
【００１２】
ＥＣＵ１１は、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＯＭ、ＲＡＭ、外部記憶装置を備えるマイクロコンピュータからなり、外部記憶装置に記憶されたコンピュータプログラムを実行することにより、以下に示す機能的な構成を実現する。ＥＣＵ１１は、通信部１２及び外界認識センサ１３から得られる初期位置から目標位置までの領域の画像情報から初期位置から目標位置までの領域に存在する障害物や白線及びそれらの位置を認識或いは判定する認識判定部３１、後述する経路生成部３３により生成された目標経路を車両が通過するように操舵を制御するための制御信号を操舵アクチュエータ１９に送信する操舵制御部３２、認識判定部３１により認識或いは判定された障害物及びその位置に基づき目標経路を生成する経路生成部３３、車輪速センサ１７及び舵角センサ１８から得られる車輪速及び舵角から車両の現在位置を推定する自己位置推定部３４、及び車両の位置を決定するための制御信号を駆動力制御部２０へ送信する位置決め制御部３５を実現する。
【００１３】
通信部１２は、車両の外部に設置された固定点カメラにより撮影された画像データを受信する。カメラやソナーを含む、車載された外界認識センサ１３では得ることが出来ない画像情報を通信部１２を介して得ることができる。このため、認識判定部３１はより広い範囲における障害物や白線及びそれらの位置を求めることができる。障害物や白線及びそれらの位置の情報は、周囲環境認識結果として、経路生成部３３へ送信される。経路生成部３３は、周囲環境認識結果から車両周囲に存在する障害物及び白線の地図（障害物レイアウト）を作成する。
【００１４】
モニタ１４は、経路生成部３３により作成された障害物レイアウトを表示する。更に、モニタ１４は、経路生成部３３により生成された目標経路、及び自己位置推定部３４により推定された車両の現在位置を、障害物レイアウトに重畳して表示することができる。モニタ１４の種類は特に限定されないが、タッチパネルディスプレイを適用した場合、モニタ１４の画面にソフトキーボードやその他の文字列を表示すれば、入力部１６とモニタ１４とを一体化することができる。スピーカ１５は、目標経路に沿って車両を自動運行させる際の運転操作の手順を案内する音声を出力する。
【００１５】
自己位置推定部３４は、車輪速センサ１７により求められた車速を積分して車両の移動距離を求め、舵角センサ１８により求められた舵角を移動距離で積分することにより車両のヨー角を求めることができる。
【００１６】
図２を参照して、図１の経路生成部３３の詳細な構成を説明する。経路生成部３３は、経路生成可否判断部４１、経路生成モデル判断部４２、２円モデル生成部４３、及び１円モデル生成部４４を備える。
【００１７】
経路生成可否判断部４１は、初期位置から目標位置までを繋ぐ目標経路を生成することができるか否かを、周囲環境認識結果或いは障害物レイアウトに基づいて判断する。具体的には、経路生成可否判断部４１は、先ず、周囲環境認識結果或いは障害物レイアウトから車両が走行可能な領域を算出する。そして、初期位置から目標位置までの車両の走行軌跡（コリドー）が障害物と干渉するか否かを、取り得る経路の各々について判断する。経路生成可否判断部４１は、障害物と干渉しない経路が得られる場合、目標経路を生成することができると判断し、障害物と干渉しない経路が得られない場合、目標経路を生成することができないと判断する。
【００１８】
経路生成モデル判断部４２は、目標経路を生成する上で１円モデル及び２円モデルの何れを使用するかを、姿勢角θ及び行程角φに基づいて判断する。姿勢角θは、初期位置における車両の進行方向に対して目標位置における車両の進行方向が成す角度を示す。行程角φは、初期位置における車両の進行方向に対して初期位置と目標位置とを結ぶ線分が成す角度を示す。具体的には、経路生成モデル判断部４２は、姿勢角θと行程角φとの間に、θ≧２φの関係があるか否かを判断する。θ≧２φの関係があると経路生成モデル判断部４２が判断した場合、１円モデル生成部４４が１円モデルを使用して目標経路を生成する。θ≧２φの関係がないと経路生成モデル判断部４２が判断した場合、２円モデル生成部４３が２円モデルを使用して目標経路を生成する。
【００１９】
２円モデル生成部４３（第２の経路生成部）は、初期位置を通り、かつ初期位置における車両の進行方向に接する第１の円周と、目標位置を通り、かつ目標位置における車両の進行方向及び第１の円周に接する第２の円周とを基準にして、目標経路を生成する。第１の円周及び第２の円周の半径はそれぞれ車両が追従可能な最小旋回半径以上である。２円モデル生成部４３は、第１の円周の半径が最小旋回半径である場合から、第２の円周の半径が最小旋回半径である場合までの、目標経路、第１の円周と第２の円周との接点、及び当該接点における車両の進行方向の各々の取り得る範囲を算出する。２円モデル生成部４３の詳細な動作については、図１０及び図１１を参照して後述する。
【００２０】
１円モデル生成部４４（第１の経路生成部）は、クロソイド曲線に線分或いは円弧の少なくとも一方を組み合わせて、目標経路を生成する。クロソイド曲線とは、曲率ρが曲線長さＬに比例する曲線である。例えば、１円モデル生成部４４は、クロソイド曲線の端部に、当該端部において曲率ρが連続するように線分、円弧或いは他のクロソイド曲線を接続することにより、目標経路を生成する。
【００２１】
図３（ａ）及び図３（ｂ）を参照して、図２の２円モデル生成部４３及び１円モデル生成部４４の詳細な構成を示す。２円モデル生成部４３は、経路範囲算出部５１ａ、及び使用軌道判断部５２ａを備える。１円モデル生成部４４は、経路範囲算出部５１ｂ、及び使用軌道判断部５２ｂを備える。
【００２２】
経路範囲算出部５１ａは、第１の円周と第２の円周の組合せによって取り得る経路の範囲を算出する。算出された経路の範囲は、モニタ１４に表示され、入力部１６を介して最適な経路が車両の乗員によって選択される。使用軌道判断部５２ａは、選択された最適な経路における曲率半径Ｒの大きさに応じて、目標経路を生成する際に使用する軌道の種類を選択する。使用軌道判断部５２ａは、第１の円周及び第２の円周の各々の曲率半径Ｒの大きさに応じて、軌道の種類を選択する。軌道の種類としては、躍度最小化軌道、躍度最小化軌道を三角関数で近似した軌道、クロソイド曲線が例示される。
【００２３】
経路範囲算出部５１ｂは、クロソイド曲線、線分或いは円弧の組み合わせによって取り得る経路の範囲を算出する。算出された経路の範囲は、モニタ１４に表示され、入力部１６を介して最適な経路が車両の乗員によって選択される。使用軌道判断部５２ｂは、使用軌道判断部５２ａと同じように、選択された最適な経路における曲率半径Ｒの大きさに応じて、目標経路を生成する際に使用する軌道の種類を選択する。使用軌道判断部５２ｂは、クロソイド曲線或いは円弧の曲率半径Ｒの大きさに応じて、軌道の種類を選択する。
【００２４】
[目標経路生成方法]
図５及び図６のフローチャートを参照して、図２の経路生成部３３が実行する目標経路生成方法の手順を説明する。実施形態では、図４に示すように、車両の現在位置ＡＰから１回の切り返し動作によって目標駐車枠位置ＣＰまで到達する経路を生成する状況を想定する。具体的には、障害物としての壁ＷＡや他車両Ｖ１〜Ｖ３と衝突すること無く、車両が現在位置ＡＰから切り返し位置ＢＰまで前進し、その後、切り返し位置ＢＰから目標駐車枠位置ＣＰまで後退する目標経路を生成する方法について説明する。
【００２５】
図５のステップＳ０１において、経路生成可否判断部４１は、認識判定部３１によって求められた周囲環境認識結果或いは障害物レイアウトから車両が走行可能な領域を算出する。ここで、図７を参照して、経路生成可否判断部４１が、周囲環境認識結果を、例えば白線等の路面上に存在するものと、例えば壁、他車両等の路面から上方に離れて存在するものとに分離する方法について説明する。図７（ａ）は車両Ｖ４が移動する前の車両周囲の鳥瞰図を示し、図７（ｂ）は車両Ｖ４が移動した後の車両周囲の鳥瞰図を示す。
【００２６】
図７（ａ）に示すように、認識判定部３１は、路面上に存在する白線Ｌ０１〜Ｌ０４、及び路面から上方に向けて存在する壁Ｕ０１を認識し、これらの認識結果を車両上方から見た鳥瞰図として表すことができる。Ｐ０１及びＰ０２は路面に接する壁の一部を示し、Ｐ０３及びＰ０４は路面から離れた壁の一部を示す。図７（ｂ）は、図７（ａ）から車両Ｖ４が所定距離ＶＨだけ移動した後の鳥瞰図を示す。路面に接する壁の一部Ｐ１１、Ｐ１２、及び路面上に存在する白線Ｌ１１〜Ｌ１４の移動距離及び移動方向は、車両Ｖ４の所定距離ＶＨ及び移動方向にほぼ等しくなるが、壁の路面から離れて存在する部分（Ｐ１３、Ｐ１４）の移動距離及び移動方向は、車両Ｖ４の所定距離ＶＨ及び移動方向と異なる。このように、経路生成可否判断部４１は、認識された部分の移動距離及び移動方向に基づいて、周囲環境認識結果を、例えば白線等の路面上に存在するものと、例えば壁、他車両等の路面から上方に離れて存在するものとに分離することができる。
【００２７】
そして、経路生成可否判断部４１は、図４に示したように、路面上に存在する白線ＰＡＧを認識し、壁ＷＡ、他車両Ｖ１〜Ｖ３を障害物として認識し、障害物が存在しない領域を車両が走行可能な領域として算出する。
【００２８】
次に、ステップＳ０３に進み、経路生成可否判断部４１は、図４の現在位置ＡＰから切り返し位置ＢＰを経由して目標駐車枠位置ＣＰまでの車両の走行軌跡（コリドー）が障害物と干渉するか否かを、取り得る経路の各々について判断する。障害物と干渉しない経路が得られる場合、経路生成可否判断部４１は目標経路を生成することができると判断してステップＳ０５に進む。一方、障害物と干渉しない経路が得られない場合、経路生成可否判断部４１は目標経路を生成することができないと判断して図５の経路生成処理を終了する。図８は、現在位置ＡＰから切り返し位置ＢＰまでの経路ＤＲ１において、コリドーＫＬの一部分と障害物としての柱ＨＰとが領域ＣＬＬで干渉している様子を示す。
【００２９】
ステップＳ０５に進み、経路生成部３３は、図８の領域ＣＬＬの干渉が生じない経路ＤＲ１の範囲をモニタ１４に表示し、車両の乗員が入力部１６を介して最適な経路を選択することを促す音声をスピーカ１５から出力し、乗員による最適な経路の選択を入力部１６を介して受け付ける。或いは、ステップＳ０５において、経路生成部３３は、自ら、最適な経路を選択することもできる。例えば、図８の領域ＣＬＬの干渉が生じない経路ＤＲ１が複数ある場合、コリドーＫＬを算出する６点と障害物の最近点との距離の和の移動経路長に関する積分値が最大となる経路を選択することができる。なお、図８には、現在位置ＡＰから切り返し位置ＢＰまでの経路ＤＲ１について説明したが、経路生成部３３は、切り返し位置ＢＰから目標駐車枠位置ＣＰまでの経路ＤＲ２についても同様にして最適な経路を選択する。これにより、切り返し位置ＢＰ及び切り返し位置ＢＰにおける車両の進行方向が決定する。
【００３０】
ステップＳ０７に進み、経路生成部３３は、現在位置ＡＰを経路形成における初期位置として設定し、切り返し位置ＢＰを経路形成における目標位置として設定する。
【００３１】
ステップＳ０９に進み、経路生成部３３は、図２に示した機能的な構成を用いて、初期位置から目標位置までを繋ぐ目標経路を生成する。ステップＳ０９の詳細な手順を、図６のフローチャートを参照して説明する。
【００３２】
先ず、ステップＳ１０１において、経路生成モデル判断部４２は、目標経路を生成する上で１円モデル及び２円モデルの何れを使用するかを、前述した姿勢角θ及び行程角Φに基づいて判断する。経路生成モデル判断部４２は、姿勢角θと行程角Φとの間に、θ≧２φの関係があるか否かを判断する。θ≧２φの関係があると経路生成モデル判断部４２が判断した場合（Ｓ１０１でＹＥＳ）、ステップＳ１０３へ進み、θ≧２φの関係がないと経路生成モデル判断部４２が判断した場合（Ｓ１０１でＮＯ）、ステップＳ１０５へ進む。図１２に示すように、円軌道における姿勢角θＰと行程角φＰの間にはθＰ＝２φＰの関係がある。この関係を利用することにより、経路形成に使用するモデルとして、１円モデル或いは２円モデルの何れを用いるかを正確に判断することができる。θ≧２φの領域に対しては、単一方向に旋回する経路を１円モデルを用いて生成することができる。一方、θ＜２φの領域に対しては、旋回方向が変化する経路を２円モデルを用いて生成することができる。
【００３３】
ステップＳ１０３において、経路範囲算出部５１ｂは、初期位置から目標位置までを繋ぐ経路のうち、クロソイド曲線、線分或いは円弧の組み合わせによって取り得る経路の範囲を算出して、ステップＳ１０７へ進む。
【００３４】
ここで、クロソイド曲線に線分を組み合わせて生成可能な経路の範囲を図９を参照して説明する。図９のＸＹ座標軸において、初期位置Ｏを原点とし、初期位置Ｏにおける車両の進行方向をＸ軸の正の方向とする。初期位置Ｏにおける車両の操舵量は零である。よって、初期位置Ｏにおける曲率ρは零である。目標位置Ｑが第１象限に存在する場合を考える。実際に車両が追従可能な経路を生成するために、主に操舵アクチュエータの応答速度で決まる曲率の変化率κを設定し、最小旋回半径Ｒｍｉｎで飽和する基本クロソイド曲線ＢＫを用いる。基本クロソイド曲線ＢＫは、始点Ｏ及び終点Ｐ１の各々で曲率が零となるように２つのクロソイド曲線もしくは２つのクロソイド曲線と円弧を組み合わせたものである。
【００３５】
経路範囲算出部５１ｂは、基本クロソイド曲線ＢＫの終点Ｐ１に曲率が連続するような線分Ｌ１を繋ぎ合わせることができる。また、基本クロソイド曲線ＢＫを相似拡大した曲線ＧＫの終点Ｐ２に曲率が連続するような線分Ｌ１を繋ぎ合わせることもできる。線分Ｌ１の長さは任意に設定することができる。基本クロソイド曲線ＢＫを相似拡大した曲線ＧＫも、曲率ρが曲線長さＬに比例するクロソイド曲線である。この基本クロソイド曲線ＢＫ或いは基本クロソイド曲線ＢＫを相似拡大した曲線ＧＫに線分Ｌ１を繋ぎ合わせることにより到達することができる目標位置Ｑ１及びＱ２は、図９の基本クロソイド曲線ＢＫの終点Ｐ１を頂点として半直線Ｐ１Ｑ１及び半直線ＴＰで区切られた領域ＭＡに位置する。なお、半直線ＴＰは、基本クロソイド曲線ＢＫを相似拡大したときの曲線ＧＫの終点Ｐ２が通る軌跡を示す。曲線ＧＫの終点Ｐ２における接線方向はいずれも姿勢角θで等しくなる。
【００３６】
また、経路範囲算出部５１ｂは、基本クロソイド曲線ＢＫの始点Ｏに曲率が連続するような線分を繋ぎ合わせることもできる。また、基本クロソイド曲線ＢＫを相似拡大した曲線ＧＫの始点Ｐ３に曲率が連続するような線分Ｌ０を繋ぎ合わせることもできる。このように、基本クロソイド曲線ＢＫを相似拡大すること、及び線分Ｌ０の長さを調整することにより、到達することができる目標位置Ｑ３は、図９の基本クロソイド曲線ＢＫの終点Ｐ１を頂点として半直線ＴＰとＰ１を通るＸ軸に平行な点線で区切られた領域ＭＢに位置する。
【００３７】
よって、領域ＭＡ及び領域ＭＢがクロソイド曲線に線分を組み合わせて生成可能な経路の範囲となる。それ故、姿勢角θと行程角φとの間にθ≧２φの関係があれば、１円モデルを用いて経路生成が可能となる。ただし、基本クロソイド曲線ＢＫの左側の領域は、操舵アクチュエータの応答速度で決まる曲率の変化率κよりも大きな変化率で曲率が変化するため、操舵アクチュエータに負担が増加するため、生成可能な経路範囲から除かれる。なお、図９の半円Ｃｍｉｎは最小旋回半径Ｒｍｉｎの半円を示す。
【００３８】
図６に戻り、ステップＳ１０５において、経路範囲算出部５１ａは、初期位置から目標位置までを繋ぐ経路のうち、第１の円周と第２の円周の組合せによって取り得る経路の範囲を算出して、ステップＳ１０７へ進む。
【００３９】
ここで、図１０及び図１１を参照して、初期位置から目標位置までの経路を互いに接する第１の円周と第２の円周により近似する「２円モデル」の具体例を説明する。
【００４０】
図１０に示すように、初期位置をＸＹ座標軸における原点Ｏ（０，０）とし、初期位置における車両の進行方向をＸ軸の正の方向とする。一方、目標位置を座標Ｑ（ＸＱ，ＹＱ）とし、初期位置における車両の進行方向に対して目標位置における車両の進行方向が成す姿勢角をθＱとする。また、図１０において、原点Ｏ及び座標Ｑの各々から伸びる矢印は、それぞれ車両の進行方向を示すベクトル（進行方向ベクトル）である。
【００４１】
原点Ｏから座標Ｑに至る経路は、接点Ｐで接する第１の円周Ｃ１及び第２の円周Ｃ２の一部分を構成する円弧ＯＰ及び円弧ＰＱにより近似することができる。第１の円周Ｃ１は、原点Ｏにおける車両の進行方向ベクトルに接し、第２の円周Ｃ２は、座標Ｑにおける車両の進行方向ベクトルに接する。
【００４２】
第１の円周Ｃ１の半径をＲ１とすると、第１の円周Ｃ１の中心ＲはＹ軸上の点Ｒ（０，Ｒ１）である。第２の円周Ｃ２の半径をＲ２とすると、第２の円周Ｃ２の中心Ｓの座標は、（ＸＱ±Ｒ２ｓｉｎθＱ，ＹＱ±Ｒ２ｃｏｓθＱ）と表せる。なお、中心Ｓの座標において、Ｘ座標の±が＋符号である場合、Ｙ座標の±は−符号となり、Ｘ座標の±が−符号である場合、Ｙ座標の±は＋符号となる。よって、２つの円周Ｃ１、Ｃ２が点Ｐで接する場合、第１の円周Ｃ１の中心Ｒから第２の円周Ｃ２の中心Ｓまでの距離（ＲＳ）について、（１）式が成り立つ。
【数１】
2014034230.tif 000003
【００４３】
（１）式をＲ１及びＲ２に関してまとめ、式を変形すると、（２）式及び（３）式が得られる。
【数２】
2014034230.tif 000004
【数３】
2014034230.tif 000005
【００４４】
車両の最小旋回半径をＲｍｉｎとした場合、（２）式の右辺のＲ２にＲｍｉｎを代入し、（３）式の右辺のＲ１にＲｍｉｎを代入すると、Ｒ１及びＲ２がとり得る範囲を（４）式でそれぞれ表すことができる。
【数４】
2014034230.tif 000006
【００４５】
第２の円周Ｃ２の半径Ｒ２にＲｍｉｎを代入した場合、図１１に示す第１の円周Ｃ１及び第２の円周Ｃ２の組合せによって原点Ｏから座標Ｑまでの経路を近似することができる。第１の円周Ｃ１及び第２の円周Ｃ２の接点をＰ２とする。一方、第１の円周Ｃ１の半径Ｒ１にＲｍｉｎを代入した場合、図１１に示す第１の円周Ｃ１’及び第２の円周Ｃ２’の組合せによって原点Ｏから座標Ｑまでの経路を近似することができる。第１の円周Ｃ１’及び第２の円周Ｃ２’の接点をＰ１とする。２円モデル生成部４３は、第１の円周Ｃ１及び第２の円周Ｃ２の組合せから、第１の円周Ｃ１’及び第２の円周Ｃ２’の組合せまでの範囲内において、原点Ｏから座標Ｑまでの目標経路を算出することができる。接点Ｐ１と接点Ｐ２とを両端とする曲線ｌｐは、接点Ｐの解曲線であり、接点Ｐが取り得る範囲を示す。
【００４６】
Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２）＝βとした場合、この式に（３）式を代入することにより、（５）式を得ることができる。
【数５】
2014034230.tif 000007
【００４７】
また、第２の円周Ｃ２の中心Ｓの座標（ＸＱ±Ｒ２ｓｉｎθＱ，ＹＱ±Ｒ２ｃｏｓθＱ）に（３）式を代入することにより、（６）式が得られる。なお、中心Ｓの座標において、Ｘ座標の±が＋符号である場合、Ｙ座標の±は−符号となり、Ｘ座標の±が−符号である場合、Ｙ座標の±は＋符号となる。
【数６】
2014034230.tif 000008
【００４８】
したがって、第１の円周Ｃ１と第２の円周Ｃ２の接点Ｐの座標（βＸＳ，βＹＳ＋（１−β）Ｒ１）は、（５）式及び（６）式を用いることにより、半径Ｒ１の関数として表すことができる。
【００４９】
また、図１２に示すように、円軌道における姿勢角θＰと行程角φＰの間にはθＰ＝２φＰの関係がある。この関係を利用すると、接点Ｐの座標（βＸＳ，βＹＳ＋（１−β）Ｒ１）から(７)式を得ることができる。（７）式に（５）式を代入することにより、第１の円周Ｃ１及び第２の円周Ｃ２の接点Ｐにおける車両の姿勢角θＰを半径Ｒ１の関数として表すことができる。
【数７】
2014034230.tif 000009
【００５０】
なお、図１０には、初期位置を右手直交座標系における原点Ｏ（０，０）とし、初期位置における車両の進行方向をＸ軸の正の方向とした場合に、目標位置の座標Ｑ（ＸＱ，ＹＱ）が、ＸＹ座標軸の第１象限に位置する場合を説明した。この場合、原点Ｏにおける進行方向ベクトルに接する２つの円周のうち、第１象限、第２象限側の円周を第１の円周として用い、座標Ｑにおける進行方向ベクトルに接する２つの円周のうち、第３象限、第４象限側の円周を第２の円周として用いる。座標Ｑ（ＸＱ，ＹＱ）が、右手直交座標系の第２象限に位置する場合も同様である。これに対して、座標Ｑ（ＸＱ，ＹＱ）が、右手直交座標系の第３象限第４象限に位置する場合、原点Ｏにおける進行方向ベクトルに接する２つの円周のうち、第３象限、第４象限側の円周を第１の円周として用い、座標Ｑにおける進行方向ベクトルに接する２つの円周のうち、第１象限、第２象限側の円周を第２の円周として用いることができる。
【００５１】
このようにして、２円モデル生成部４３は、ステップＳ１０５において、第１の円周Ｃ１の半径Ｒ１が最小旋回半径Ｒｍｉｎである場合から、第２の円周Ｃ２の半径Ｒ２が最小旋回半径Ｒｍｉｎである場合までの、経路、第１の円周Ｃ１と第２の円周Ｃ２との接点Ｐ、及び接点Ｐにおける車両の進行方向の各々の取り得る範囲を算出することができる。
【００５２】
ステップＳ１０７において、２円モデル生成部４３或いは１円モデル生成部４４は、上記した取り得る経路の範囲から、最適な経路を選択する。例えば、コリドーＫＬを算出する６点と障害物の最近点との距離の和の移動経路長に関する積分値が最大となる経路を選択することができる。
【００５３】
ステップＳ１０９に進み、使用軌道判断部５２ａは、２円モデルで算出され、選択された経路における、第１の円周Ｃ１及び第２の円周Ｃ２の各々の曲率半径Ｒ１、Ｒ２の大きさが、予め定めた閾値Ｔｈ１よりも大きいか否かをそれぞれ判断する。或いは、使用軌道判断部５２ｂは、１円モデルで算出され、選択された経路における、クロソイド曲線或いは円弧の曲率半径Ｒの大きさが、予め定めた第１の閾値Ｔｈ１よりも大きいか否かを判断する。第１の閾値Ｔｈ１よりも大きいと使用軌道判断部５２ａ、５２ｂが判断した場合（Ｓ１０９でＹＥＳ）、ステップＳ１１３に進み、第１の閾値Ｔｈ１よりも大きくはないと使用軌道判断部５２ａ、５２ｂが判断した場合（Ｓ１０９でＮＯ）、ステップＳ１１１に進む。
【００５４】
ステップＳ１１１において、使用軌道判断部５２ａ或いは使用軌道判断部５２ｂは、２円モデル或いは１円モデルにおける曲率半径Ｒの大きさが、予め定めた第２の閾値Ｔｈ２よりも大きいか否かを判断する。第２の閾値Ｔｈ２は、第１の閾値Ｔｈ１よりも小さい。第２の閾値Ｔｈ２よりも大きいと使用軌道判断部５２ａ、５２ｂが判断した場合（Ｓ１１１でＹＥＳ）、ステップＳ１１５に進み、第２の閾値Ｔｈ２よりも大きくはないと使用軌道判断部５２ａ、５２ｂが判断した場合（Ｓ１１１でＮＯ）、ステップＳ１１７に進む。
【００５５】
ステップＳ１１３において、２円モデル生成部４３或いは１円モデル生成部４４は、初期位置から目標位置までを繋ぐ目標経路を、躍度最小化軌道を用いて生成する。ステップＳ１１５において、２円モデル生成部４３或いは１円モデル生成部４４は、初期位置から目標位置までを繋ぐ目標経路を、躍度最小化軌道を三角関数で近似した軌道を用いて生成する。ステップＳ１１７において、２円モデル生成部４３或いは１円モデル生成部４４は、初期位置から目標位置までを繋ぐ目標経路を、クロソイド曲線に線分或いは円弧を組み合わせた軌道を用いて生成する。このようにして、使用軌道判断部５２ａ或いは使用軌道判断部５２ｂは、選択された最適な経路における曲率半径Ｒの大きさに応じて、目標経路を生成する際に使用する軌道の種類を選択することができる。
【００５６】
図５のステップＳ１１に戻り、経路生成部３３は、切り返し位置ＢＰを経路形成における初期位置として設定し、目標駐車枠位置ＣＰを経路形成における目標位置として設定する。
【００５７】
ステップＳ１３に進み、経路生成部３３は、上記したステップＳ０９と同様にして、初期位置から目標位置までを繋ぐ目標経路を生成する。そして、経路生成部３３は、図４に示した切り返し位置ＢＰを挟む２つの目標経路ＤＲ１、ＤＲ２を繋ぎ合わせて、現在位置ＡＰから目標駐車枠位置ＣＰまでのを繋ぐ１つの目標経路を生成することができる。
【００５８】
次に、ステップＳ１１３、Ｓ１１５、Ｓ１１７において、２円モデル生成部４３或いは１円モデル生成部４４が上記した３種類の軌道を用いて目標経路を生成する方法について、図１３及び図１４を参照して説明する。図１３では、図１０に示した２円モデルにおける原点Ｏを初期位置とし、接点Ｐを目標位置とした場合の目標経路の生成方法を例示する。２円モデルにおける接点Ｐから座標Ｑまでの目標経路、及び１円モデルにおける目標経路についても、同様な方法により生成可能である。
【００５９】
曲率一定の曲線である円弧および直線を組み合わせて軌道を生成すると、その接続点において軌道の曲率が不連続に変化する。従って、１円モデル或いは２円モデルによる軌道を自動操舵の目標区分経路として用いると、その接続点において操舵サーボ系に対して大きなトルクが要求され、車両の追従性が低下し、車両に振動が発生して乗員に違和感を与えてしまう場合がある。また、曲率変化率一定の曲線であるクロソイド曲線と、曲率一定の曲線である直線、円弧を、曲率が連続となるように組み合わせて生成した軌道では、その接続点における曲率変化率が不連続に変化する。曲率一定の曲線を組み合わせた経路が曲率の次元で不連続であるのに対して、これらの間に曲率変化率一定の曲線を挿入して生成した軌道では、曲率の次元で連続であるため、上記の問題は緩和されるが、曲率変化率の次元において不連続に変化するため、上記の問題は解決されない。そこで、２円モデル生成部４３及び１円モデル生成部４４は、以下に述べる手順により、初期位置から目標位置までの経路を、躍度最小化軌道、或いは、躍度最小化軌道を三角関数で近似した曲線を用いて生成する。これにより、初期位置から目標位置までの経路を、車両が追従可能な、曲率が滑らかに変化する曲線で表すことができる。
【００６０】
接続点において曲率の変化率が不連続となるという問題は、初期位置及び目標位置において曲率の変化率が零とする拘束条件を付加した躍度最小化軌道を用いることにより解決される。しかし、その代償として、大きく旋回する軌道が生成されてしまい、円弧やクロソイド曲線に比べて軌道が膨らむという問題が生じる。この問題は、障害物に接触することなく目標位置へ至る経路の自由度を狭めてしまう。そこで、２円モデル生成部４３及び１円モデル生成部４４は、円弧の半径に応じて、躍度最小化軌道、躍度最小化軌道を三角関数で近似した軌道、クロソイド曲線を使い分けて、目標経路を生成する。これにより、追従性悪化や振動が発生を回避し、大きな旋回を伴う軌道において軌道が膨らむことを抑制することが可能となる。
【００６１】
図１３（ａ）に示すように、原点Ｏ、原点Ｏにおける姿勢角θＯ＝０°から接点Ｐ、接点Ｐにおける姿勢角θＰ＝９０°に至る曲線のうち、原点Ｏ及び接点Ｐにおいて車両の操舵角が零である曲線を考える。図１３（ｂ）は、これらの曲線の曲線長Ｌに対する曲線の曲率ρを示すグラフである。図１３（ａ）は、これらの曲線を示すグラフである。
【００６２】
図１３（ｂ）の「三角波」は、曲率ρが曲線長Ｌに比例する２つのクロソイド曲線を組み合わせたものの曲率を示す。具体的には、図１３（ｂ）の「三角波」は、「Ｂ１」から「Ｂ２」までの間のクロソイド曲線と、「Ｂ２」から「Ｂ３」までの間のクロソイド曲線とを組み合わせたものである。「Ｂ１」、「Ｂ２」及び「Ｂ３」において曲率ρの変化率が不連続となる。ただし、図１３（ａ）に示すように、以下に述べる他の２つの曲線に比べて小回りな軌道となる。
【００６３】
図１３（ｂ）の「躍度最小化軌道」は、原点Ｏ及び接点Ｐにおいて曲率ρの変化率が零である躍度最小化軌道の曲率を示す。原点Ｏ及び接点Ｐにおいて曲率ρの変化率は連続しているが、「三角波」に比べて曲率ρの最大値が大きくなる。よって、図１３（ａ）に示すように、他の２つの曲線に比べて大回りな軌道となる。
【００６４】
図１３（ｂ）の「三角関数近似」は、原点Ｏ及び接点Ｐにおいて曲率の変化率が零である躍度最小化軌道を三角関数で近似した曲線の曲率ρを示す。原点Ｏ及び接点Ｐにおける曲率ρの変化率は、「三角波」に比べて緩やかであり、且つ「躍度最小化軌道」に比べて曲率ρの最大値が小さくなる。よって、図１３（ａ）に示すように、「躍度最小化軌道」に比べて小回りな軌道となる。詳細には、「三角波」の曲線を基準として、軌道の膨らみを「躍度最小化軌道」の約半分程度に低減することができる。図１３（ｂ）の「三角関数近似」は、他の２つの曲線である「三角波」及び「躍度最小化軌道」の両方の利点を兼ね備えた曲線であると言える。
【００６５】
図１３（ｂ）の「躍度最小化軌道」に示す曲率ρは、（８）式に示すように、曲線長（ｌ）の関数として表すことができる。ここで、「Ｌ」は、原点Ｏから接点Ｐまでの曲線全体の長さを示す。
【数８】
2014034230.tif 000010
【００６６】
図１３（ｂ）の「三角関数近似」に示す曲率ρも、（９）式に示すように、曲線長（ｌ）の関数として表すことができる。（９）式は、（８）式の一部を三角関数の一例としての余弦関数で近似したものである。
【数９】
2014034230.tif 000011
【００６７】
なお、図１３（ｂ）の「三角波」、「躍度最小化軌道」、及び「三角関数近似」の曲率ρとグラフの横軸とで囲まれる面積は、（１０）式で表され、それぞれの曲線について全て同じ値となる。すなわち、原点Ｏから接点Ｐまで進んだ時のヨー角（姿勢角θＰ）は、３つの曲線について同じになる。
【数１０】
2014034230.tif 000012
【００６８】
次に、図１４（ｂ）に示すように、原点Ｏと接点Ｐの間で最大曲率を維持する部分、つまり一定の操舵角を保持する部分（操舵角保持部分ＲＣ）が含まれる曲線を考える。この場合、図１４（ｂ）の「躍度最小化軌道」は、２つの躍度最小化軌道を操舵角保持部分ＲＣを介して繋ぎ合わせた曲線の曲率ρを示す。１つ目の躍度最小化軌道は、原点Ｏから操舵角保持部分ＲＣの開始点まで、つまり図１４（ｂ）の「Ｂ４」から「Ｂ５」までを繋ぐ躍度最小化軌道のうち、原点Ｏ及び操舵角保持部分ＲＣの開始点における曲率ρの変化率が零である躍度最小化軌道である。２つ目の躍度最小化軌道は、操舵角保持部分ＲＣの終了点から接点Ｐまで、つまり図１４（ｂ）の「Ｂ６」から「Ｂ７」までを繋ぐ躍度最小化軌道のうち、接点Ｐ及び操舵角保持部分ＲＣの終了点における曲率ρの変化率が零である躍度最小化軌道である。操舵角保持部分ＲＣの曲率は後述する「台形波」と同じである。「Ｂ４」〜「Ｂ７」における曲率ρの変化率は連続する。また、曲率ρの最大値は、「台形波」と同じになる。
【００６９】
図１４（ｂ）の「三角関数近似」は、原点Ｏから操舵角保持部分ＲＣの開始点までの躍度最小化軌道、及び操舵角保持部分ＲＣの終了点から接点Ｐまでの躍度最小化軌道をそれぞれ三角関数で近似した曲線の曲率を示す。操舵角保持部分ＲＣの曲率は後述する「台形波」と同じである。「Ｂ４」〜「Ｂ７」における曲率ρの変化率は、「台形波」に比べて緩やかである。
【００７０】
図１４（ｂ）の「台形波」は、曲率ρが曲線長Ｌに比例するクロソイド曲線と円弧を組み合わせた軌道の曲率ρを示す。具体的には、図１４（ｂ）の「台形波」は、「Ｂ４」から「Ｂ５」までの間のクロソイド曲線と、「Ｂ５」から「Ｂ６」までの間の最大曲率の円弧と、「Ｂ６」から「Ｂ７」までの間のクロソイド曲線とを組み合わせた軌道の曲率ρである。「Ｂ４」〜「Ｂ７」において曲率ρの変化率が不連続となる。
【００７１】
図１４（ｂ）の「躍度最小化軌道」のうち、原点Ｏから操舵角保持部分ＲＣの開始点までの躍度最小化軌道の曲率ρは、（１１）式で表すことができる。ここで、「ρｍａｘ」は操舵角保持部分ＲＣの最大曲率を示し、「Ｌ１」は原点Ｏから操舵角保持部分ＲＣの開始点までの曲線長を示す。
【数１１】
2014034230.tif 000013
【００７２】
図１４（ｂ）の「三角関数近似」のうち、原点Ｏから操舵角保持部分ＲＣの開始点までの曲率ρは、（１２）式で表すことができる。（１２）式は、（１１）式を正弦関数で近似したものである。
【数１２】
2014034230.tif 000014
【００７３】
以上説明したように、１円モデル生成部４４は、円周の半径Ｒに応じて、初期位置及び目標位置において曲率の変化率が零である躍度最小化軌道、躍度最小化軌道を三角関数で近似した軌道、或いはクロソイド曲線を使い分けて、初期位置から目標位置までを繋ぐ目標区分経路を生成することができる。
【００７４】
一方、２円モデル生成部４３は、第１の円周Ｃ１の半径Ｒ１に応じて、初期位置Ｏ及び接点Ｐにおいて曲率の変化率が零である躍度最小化軌道、躍度最小化軌道を三角関数で近似した軌道、或いは初期位置Ｏから接点Ｐまでを繋ぐクロソイド曲線を使い分けて、初期位置Ｐから接点Ｐまでを繋ぐ第１の目標区分経路を生成する。２円モデル生成部４３は、第２の円周Ｃ２の半径Ｒ２に応じて、接点Ｐ及び目標位置Ｑにおいて曲率の変化率が零である躍度最小化軌道、躍度最小化軌道を三角関数で近似した軌道、或いはクロソイド曲線を使い分けて、接点Ｐから目標位置Ｑまでを繋ぐ第２の目標区分経路を生成する。そして、２円モデル生成部４３は、第１の目標区分経路と第２の目標区分経路を繋ぎ合わせて目標経路を生成することができる。
【００７５】
以上説明したように、実施形態によれば、以下の作用効果が得られる。
【００７６】
初期位置から目標位置までを繋ぐ目標経路を生成する駐車支援装置において、経路生成モデル判断部４２は、初期位置における車両の進行方向に対して目標位置における車両の進行方向が成す姿勢角θと、初期位置における車両の進行方向に対して初期位置と目標位置とを結ぶ線分が成す行程角φとの間に、θ≧２φの関係があるか否かを判断する。経路生成モデル判断部４２がθ≧２φの関係があると判断した場合、１円モデル生成部４４は、クロソイド曲線に線分或いは円弧の少なくとも一方を組み合わせて、目標経路を生成する。一方、経路生成モデル判断部４２がθ≧２φの関係がないと判断した場合、２円モデル生成部４３は、初期位置を通り、かつ初期位置における車両の進行方向に接する第１の円周Ｃ１と、目標位置を通り、かつ目標位置における車両の進行方向及び第１の円周Ｃ１に接する第２の円周Ｃ２とを基準にして、目標経路を生成する。このように、姿勢角θと行程角φとの関係に基づいて目標経路の生成モデルを正しく使い分けることにより、狭い駐車場においても目標経路を容易に生成することができる。
【００７７】
第１の円周Ｃ１及び第２の円周Ｃ２の半径はそれぞれ車両が追従可能な最小旋回半径以上であり、２円モデル生成部４３は、第１の円周Ｃ１の半径Ｒ１が最小旋回半径Ｒｍｉｎである場合から、第２の円周Ｃ２の半径Ｒ２が最小旋回半径Ｒｍｉｎである場合までの、目標経路、第１の円周Ｃ１と第２の円周Ｃ２との接点Ｐ、及び接点Ｐにおける車両の進行方向の各々の取り得る範囲を算出する。これにより、取り得る範囲の中から、最適な目標経路を選択することができる。
【００７８】
初期位置を右手直交座標系における原点とし、初期位置における車両の進行方向をＸ軸の正の方向とした場合において、２円モデル生成部４３は、目標位置が、第１象限或いは第２象限にある時、原点においてＸ軸に接する２つの円周のうち、第１象限或いは第２象限側の円周を第１の円周Ｃ１として選択し、目標位置において車両の進行方向に接する２つの円周のうち、第３象限或いは第４象限側の円周を第２の円周Ｃ２として選択する。一方、目標位置が、第３象限或いは第４象限にある時、原点においてＸ軸に接する２つの円周のうち、第３象限或いは第４象限側の円周を第１の円周Ｃ１として選択し、目標位置において車両の進行方向に接する２つの円周のうち、第１象限或いは第２象限側の円周を第２の円周Ｃ２として選択する。これにより、目標位置が位置する象限に応じて、第１の円周Ｃ１及び第２の円周Ｃ２として使用する円周を明確に特定することができる。
【００７９】
図６のステップＳ１０９〜Ｓ１１７に示したように、１円モデル生成部４４は、生成された目標経路のうち曲率ρが変化する区間を、当該区間の始点及び終点において曲率ρの変化率が零である躍度最小化軌道、若しくは当該躍度最小化軌道を三角関数で近似した軌道で置き換える。これにより、曲率半径Ｒに応じて適切な軌道を用いて目標経路を生成することができる。よって、車両の追従性の低下や車両の振動の発生を回避することができる。また、軌道が膨らむことを抑制することができる。
【００８０】
２円モデル生成部４３は、第１の円周Ｃ１の半径Ｒ１に応じて、初期位置及び接点において曲率ρの変化率が零である躍度最小化軌道、当該躍度最小化軌道を三角関数で近似した軌道、或いは曲率変化率が一定の曲線と曲率変化率が零の曲線を組み合わせた軌道を使い分けて、初期位置から接点までを繋ぐ第１の目標区分経路を生成する。２円モデル生成部４３は、第２の円周Ｃ２の半径Ｒ２に応じて、接点及び目標位置において曲率ρの変化率が零である躍度最小化軌道、当該躍度最小化軌道を三角関数で近似した軌道、或いは曲率変化率が一定の曲線と曲率変化率が零の曲線を組み合わせた軌道を使い分けて、接点から目標位置までを繋ぐ第２の目標区分経路を生成する。２円モデル生成部４３は、第１の目標区分経路と第２の目標区分経路を繋ぎ合わせて目標経路を生成する。これにより、曲率半径Ｒに応じて適切な軌道を用いて目標経路を生成することができる。よって、車両の追従性の低下や車両の振動の発生を回避することができる。また、軌道が膨らむことを抑制することができる。
【００８１】
また、図４に示すように、１円モデルおよび２円モデルを用いて生成した経路では、１円モデルのみを用いて生成した経路では１回の切り返しで駐車できない状況、例えば狭い駐車場においても、車両の切り返し位置ＢＰ及び姿勢を任意に選択することができる。
【００８２】
車両に搭載されたカメラやレーザーレーダなどの外界認識センサ１３もしくは他車両Ｖ１〜Ｖ３や定点カメラから送信された周囲環境認識結果を基にして、走行可能な路面と他車両Ｖ１〜Ｖ３や壁ＷＡなどの立体物と走行可能領域とを判別する。この際に、路面や壁、車体などのテクスチュアが持つ特徴や自車両の自己位置推定に基づいたオプティカルフローの差異などを用いて走行可能な路面と立体物とを識別することができる。
【００８３】
車両の四隅および後輪車軸上の２点の計６点が通る軌跡を描き、これらの軌跡と初期位置における車両概形と目標位置における車両概形を含む領域からコリドーＫＬを算出する。算出したコリドーを鳥瞰図上に重畳描画して操作者に提示してもよい。認識した他車両他車両Ｖ１〜Ｖ３や壁ＷＡがコリドーＫＬ内に存在する場合、その干渉領域ＣＬＬを強調表示し、乗員に注意喚起してもよい。
【００８４】
入力部１６はタッチパネルなどのユーザーインターフェースを備え、乗員が、手動で目標駐車枠位置ＣＰ及び切り返し位置ＢＰ及び姿勢を指定もしくは調整できるようにしてもよい。これにより、初期位置から目標位置まで至る取り得る経路を任意に指定もしくは調整することができる。
【００８５】
また、図４に示す例では、１回の切り返し動作により、他車両Ｖ１〜Ｖ３に対して並列に駐車する場合を示したが、１回の切り返し動作により、他車両に対して縦列に駐車する場合であっても、本発明を適用することもできる。目標駐車枠位置ＣＰに後退して駐車する場合を示したが、前進して駐車する場合であっても本発明を適用することができる。
【００８６】
１回の切り返し動作によっても駐車を完了できない場合においても、自己位置推定部３４による自己位置推定結果に基づき引き続き駐車支援を継続してもよい。これにより、切り返し動作を繰り返すことによって、さらに狭く、駐車が困難な状況においても駐車動作を支援することができる。
【００８７】
以上、実施形態に沿って本発明の内容を説明したが、本発明はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変形及び改良が可能であることは、当業者には自明である。
【符号の説明】
【００８８】
３３…経路生成部
４２…経路生成モデル判断部
４３…２円モデル生成部（第２の経路生成部）
４４…１円モデル生成部（第１の経路生成部）
５１ａ、５１ｂ…経路範囲算出部
５２ａ、５２ｂ…使用軌道判断部
φ…行程角
θ…姿勢角
ρ…曲率
ＢＫ、ＧＫ…クロソイド曲線
Ｃ１…第１の円周
Ｃ２…第２の円周
Ｏ…初期位置
Ｑ…目標位置
Ｒｍｉｎ…最小旋回半径
【図１】
2014034230.tif 000015
【図２】
2014034230.tif 000016
【図３】
2014034230.tif 000017
【図４】
2014034230.tif 000018
【図５】
2014034230.tif 000019
【図６】
2014034230.tif 000020
【図７】
2014034230.tif 000021
【図８】
2014034230.tif 000022
【図９】
2014034230.tif 000023
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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