(57)【要約】【課題】目標経路に沿って車両を移動させるための走行制御の精度を向上させる。【解決手段】実施形態の一例としての走行制御装置は、車両が辿るべき目標経路を取得する目標経路取得部と、目標経路上に目標位置を設定する目標位置設定部と、車両の実位置を取得する実位置取得部と、目標位置と実位置との位置偏差を低減するように、車両の走行制御を実施する走行制御部と、を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両が辿るべき目標経路を取得する目標経路取得部と、
前記目標経路上に目標位置を設定する目標位置設定部と、
前記車両の実位置を取得する実位置取得部と、
前記目標位置と前記実位置との位置偏差を低減するように、前記車両の走行制御を実施する走行制御部と、
を備える、走行制御装置。
【請求項２】
前記走行制御部は、前記位置偏差のうち前記車両の前後方向の成分を示す第１の位置偏差に基づいて、前記車両の制動／駆動システムに与える制動／駆動指令を取得し、前記位置偏差のうち前記車両の左右方向の成分を示す第２の位置偏差に基づいて、前記車両の操舵システムに与える操舵指令を取得し、取得した前記制動／駆動指令および前記操舵指令に基づいて、前記第１の位置偏差および前記第２の位置偏差を低減するように、前記走行制御を実施する、
請求項１に記載の走行制御装置。
【請求項３】
前記走行制御部は、前記目標位置を原点とし、前記目標位置における前記車両の想定上の前後方向に沿った軸を第１の軸とし、前記目標位置における前記車両の想定上の左右方向に沿った軸を第２の軸とした直交座標系に基づいて、前記第１の位置偏差および前記第２の位置偏差を取得する、
請求項２に記載の走行制御装置。
【請求項４】
前記目標位置設定部は、前記目標位置における前記車両の目標偏向角および目標速度のうち少なくとも一方をさらに設定し、
前記実位置取得部は、前記実位置における前記車両の実偏向角および実速度のうち少なくとも一方をさらに取得し、
前記走行制御部は、前記位置偏差に加えて、前記目標偏向角と前記実偏向角との角度偏差と、前記目標速度と前記実速度との速度偏差と、のうち少なくとも一方をさらに低減するように、前記走行制御を実施する、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の走行制御装置。
【請求項５】
前記走行制御部は、前記走行制御として、前記車両の自動駐車を実現するための駐車制御または前記車両の自動出庫を実現するための出庫制御を実施し、
前記目標経路取得部は、前記駐車制御の実施時には前記自動駐車のための駐車経路を前記目標経路として取得し、前記出庫制御の実施時には前記自動出庫のための出庫経路を前記目標経路として取得する、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の走行制御装置。
【請求項６】
車両が辿るべき目標経路を取得することと、
前記目標経路上に目標位置を設定することと、
前記車両の実位置を取得することと、
前記目標位置と前記実位置との位置偏差を低減するように、前記車両の走行制御を実施することと、
を備える、走行制御方法。
【請求項７】
コンピュータに、
車両が辿るべき目標経路を取得することと、
前記目標経路上に目標位置を設定することと、
前記車両の実位置を取得することと、
前記目標位置と前記実位置との位置偏差を低減するように、前記車両の走行制御を実施することと、
を実行させるための、走行制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、走行制御装置、走行制御方法、および走行制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両が辿るべき目標経路を取得し、当該目標経路に沿って車両を走行させるための走行制御に関する技術が検討されている。このような技術として、たとえば、車両の速度および操舵角を目標値（目標経路などに基づいて算出される計算上の値）に一致させるような制御を実行することで、目標経路に沿って車両を走行させることを実現する技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１１０８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような従来の技術においては、制御の対象があくまで車両の速度および操舵角であるので、車両の位置が、速度および操舵角の制御の結果に基づいて間接的に制御される。したがって、上記のような従来の技術は、速度および操舵角そのものを目標値に追従させることはできるが、制御の開始時における応答遅れの結果として発生しうる、目標経路に対する車両の位置のずれを最終的に解消することは難しいと考えられる。
【０００５】
そこで、本開示の課題の一つは、目標経路に沿って車両を移動させるための走行制御の精度を向上させることが可能な走行制御装置、走行制御方法、および走行制御プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一例としての走行制御装置は、車両が辿るべき目標経路を取得する目標経路取得部と、目標経路上に目標位置を設定する目標位置設定部と、車両の実位置を取得する実位置取得部と、目標位置と実位置との位置偏差を低減するように、車両の走行制御を実施する走行制御部と、を備える。
【０００７】
上記のような構成によれば、目標位置と実位置との位置偏差を直接的に考慮することで、目標経路に対する車両の位置のずれを直接的に低減することができるので、目標経路に沿って車両を移動させるための走行制御の精度を向上させることが可能な走行制御装置を提供することができる。
【０００８】
上述した走行制御装置において、走行制御部は、位置偏差のうち車両の前後方向の成分を示す第１の位置偏差に基づいて、車両の制動／駆動システムに与える制動／駆動指令を取得し、位置偏差のうち車両の左右方向の成分を示す第２の位置偏差に基づいて、車両の操舵システムに与える操舵指令を取得し、取得した制動／駆動指令および操舵指令に基づいて、第１の位置偏差および第２の位置偏差を低減するように、走行制御を実施する。この構成によれば、位置偏差に基づく操作量（指令値）を、車両の前後方向の移動に主として寄与する制動／駆動システムに与えるのに適した、第１の位置偏差に基づく制動／駆動指令と、車両の左右方向の移動に主として寄与する操舵システムに与えるのに適した、第２の位置偏差に基づく操舵指令と、に分けることで、精度が向上した走行制御を容易に実施することができる。
【０００９】
また、上述した走行制御装置において、走行制御部は、目標位置を原点とし、目標位置における車両の想定上の前後方向に沿った軸を第１の軸とし、目標位置における車両の想定上の左右方向に沿った軸を第２の軸とした直交座標系に基づいて、第１の位置偏差および第２の位置偏差を取得する。このような構成によれば、第１の位置偏差および第２の位置偏差を、それぞれ、第１の軸に沿った成分および第２の軸に沿った成分として単純に定義することができるので、第１の位置偏差および第２の位置偏差を算出するための演算を単純化することができる。
【００１０】
また、上述した走行制御装置において、目標位置設定部は、目標位置における車両の目標偏向角および目標速度のうち少なくとも一方をさらに設定し、実位置取得部は、実位置における車両の実偏向角および実速度のうち少なくとも一方をさらに取得し、走行制御部は、位置偏差に加えて、目標偏向角と実偏向角との角度偏差と、目標速度と実速度との速度偏差と、のうち少なくとも一方をさらに低減するように、走行制御を実施する。このような構成によれば、より多数のパラメータを制御することで、目標経路に沿って車両を移動させるための走行制御の精度をさらに向上させることができる。
【００１１】
また、上述した走行制御装置において、走行制御部は、走行制御として、車両の自動駐車を実現するための駐車制御または車両の自動出庫を実現するための出庫制御を実施し、目標経路取得部は、駐車制御の実施時には自動駐車のための駐車経路を目標経路として取得し、出庫制御の実施時には自動出庫のための出庫経路を目標経路として取得する。このような構成によれば、目標経路に沿って車両を移動させることが特に重要となる自動駐車または自動出庫の精度を向上させることができる。
【００１２】
また、本開示の他の一例としての走行制御方法は、車両が辿るべき目標経路を取得することと、目標経路上に目標位置を設定することと、車両の実位置を取得することと、目標位置と実位置との位置偏差を低減するように、車両の走行制御を実施することと、を備える。
【００１３】
上記のような構成によれば、目標位置と実位置との位置偏差を直接的に考慮することで、目標経路に対する車両の位置のずれを直接的に低減することができるので、目標経路に沿って車両を移動させるための走行制御の精度を向上させることが可能な走行制御方法を提供することができる。
【００１４】
また、本開示のさらに他の一例としての走行制御プログラムは、コンピュータに、車両が辿るべき目標経路を取得することと、目標経路上に目標位置を設定することと、車両の実位置を取得することと、目標位置と実位置との位置偏差を低減するように、車両の走行制御を実施することと、を実行させる。
【００１５】
上記のような構成によれば、目標位置と実位置との位置偏差を直接的に考慮することで、目標経路に対する車両の位置のずれを直接的に低減することができるので、目標経路に沿って車両を移動させるための走行制御の精度を向上させることが可能な走行制御プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、実施形態にかかる車両の外装および内装を示した例示的かつ模式的な図である。
【図２】図２は、実施形態にかかる車両を上方から俯瞰で見た例示的かつ模式的な図である。
【図３】図３は、実施形態にかかる車両の内部のシステム構成を示した例示的かつ模式的なブロック図である。
【図４】図４は、実施形態にかかる走行制御装置の機能的構成を示した例示的かつ模式的なブロック図である。
【図５】図５は、実施形態にかかる第１の位置偏差および第２の位置偏差の算出方法の一例を説明するための例示的かつ模式的な図である。
【図６】図６は、実施形態において実施される走行制御によって得られる結果（効果）を説明するための例示的かつ模式的な図である。
【図７】図７は、実施形態にかかる走行制御装置が実行する一連の処理を示した例示的かつ模式的なフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、実施形態を図面に基づいて説明する。以下に記載する実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および結果（効果）は、あくまで一例であって、以下の記載内容に限られるものではない。
【００１８】
まず、図１および図２を用いて、実施形態にかかる車両１の概略的な構成について説明する。図１は、実施形態にかかる車両１の外装および内装を示した例示的かつ模式的な斜視図であり、図２は、実施形態にかかる車両１を上方から俯瞰で見た例示的かつ模式的な図である。
【００１９】
図１に示されるように、実施形態にかかる車両１は、車体２と、当該車体２内に構成される車室２ａと、を有している。車室２ａ内には、車両１の乗員（たとえば運転者）が座席２ｂから操作可能な状態で、ステアリングホイール４や、アクセルペダル５、ブレーキペダル６、シフトレバー７などが設けられている。
【００２０】
ステアリングホイール４は、ダッシュボード（インストルメントパネル）から突出するように設けられている。アクセルペダル５およびブレーキペダル６は、座席２ｂの足下の空間に設けられている。シフトレバー７は、座席２ｂに隣接しするセンターコンソールから突出するように設けられている。
【００２１】
車室２ａ内には、各種の画像を出力可能なディスプレイ８と、各種の音を出力可能なスピーカ９と、を有するモニタ装置１１が設けられている。モニタ装置１１は、車室２ａ内のダッシュボードの車幅方向（左右方向）の中央部に設けられている。ディスプレイ８は、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）やＯＥＬＤ（有機エレクトロルミネセンスディスプレイ）などで構成され、たとえば、車両１の周囲の状況を表す周辺画像を表示可能に構成されている。周辺画像の一例としては、たとえば、車両１の周辺の状況を上から俯瞰で見た俯瞰画像などが挙げられる。
【００２２】
ディスプレイ８における画像が表示される領域、すなわち表示画面には、当該表示画面内において指やスタイラスなどの指示体が近接（接触を含む）した位置の座標を検出可能なタッチパネル１０が設けられている。これにより、車両１の乗員は、ディスプレイ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とともに、タッチパネル１０上で指示体を用いた入力操作（たとえばタッチ／タップ操作）を行うことで、各種の操作入力を実行することができる。したがって、タッチパネル１０は、車両１の乗員からの操作入力を受け付ける操作入力受付部として機能する。
【００２３】
なお、実施形態では、モニタ装置１１が、スイッチや、ダイヤル、ジョイスティック、押しボタンなどといった、各種の物理的な操作入力受付部を有していてもよい。また、実施形態では、車室２ａ内におけるモニタ装置１１の位置とは異なる位置に、他のスピーカ（音声出力装置）が設けられていてもよい。この場合、スピーカ９および他の音声出力装置の両方から、各種の音情報を出力することができる。また、実施形態では、モニタ装置１１が、ナビゲーションシステムやオーディオシステムなどの各種システムに関する情報を表示可能に構成されていてもよい。
【００２４】
図１および図２に示されるように、実施形態にかかる車両１は、左右一対の前輪３Ｆと、左右一対の後輪３Ｒと、を有した四輪の自動車である。以下では、説明の便宜のため、前輪３Ｆおよび後輪３Ｒを総称して、車輪３と記載することがある。実施形態では、４つの車輪３の一部または全部の横滑り角が、ステアリングホイール４の操作などに応じて変化（転舵）する。
【００２５】
車両１は、複数（図１および図２の例では４つ）の車載カメラ１５ａ〜１５ｄを有する。車載カメラ１５ａは、車体２の後側の端部２ｅ（たとえば、リヤトランクのドア２ｈの下方）に設けられ、車両１の後方の領域を撮像する。また、車載カメラ１５ｂは、車体２の右側の端部２ｆのドアミラー２ｇに設けられ、車両１の右側方の領域を撮像する。また、車載カメラ１５ｃは、車体２の前側の端部２ｃ（たとえば、フロントバンパー）に設けられ、車両１の前方の領域を撮像する。また、車載カメラ１５ｄは、車体２の左側の端部２ｄのドアミラー２ｇに設けられ、車両１の左側方の領域を撮像する。以下では、説明の便宜のため、車載カメラ１５ａ〜１５ｄを総称して、車載カメラ１５と記載することがある。
【００２６】
車載カメラ１５は、たとえば、ＣＣＤ（電荷結合素子）やＣＩＳ（ＣＭＯＳ（相補性金属酸化膜半導体）イメージセンサ）などといった撮像素子を有したいわゆるデジタルカメラである。車載カメラ１５は、所定のフレームレートで車両１の周囲の撮像を行い、当該撮像によって得られた撮像画像の画像データを出力する。車載カメラ１５から出力される画像データは、フレーム画像として動画像を構成することが可能である。
【００２７】
次に、図３を用いて、実施形態にかかる車両１の内部のシステム構成について説明する。図３は、実施形態にかかる車両１の内部のシステム構成を示した例示的かつ模式的なブロック図である。
【００２８】
図３に示されるように、実施形態にかかる車両１は、上述したモニタ装置１１および車載カメラ１５と、制動システム３０１と、加速システム３０２と、操舵システム３０３と、変速システム３０４と、障害物センサ４０６と、走行状態センサ４０７と、走行制御装置３１０と、を有している。これらの構成は、車載ネットワーク３５０を介して互いに通信可能に接続されている。なお、車載ネットワーク３５０とは、たとえばＣＡＮ（コントローラエリアネットワーク）によって構成される電気通信回線である。
【００２９】
制動システム３０１は、車両１の減速を制御する。制動システム３０１は、制動部３０１ａと、制動制御部３０１ｂと、制動部センサ３０１ｃと、を有している。
【００３０】
制動部３０１ａは、上述したブレーキペダル６（図１参照）などを含んだ、車両１を減速させるための装置である。
【００３１】
制動制御部３０１ｂは、たとえば、ＣＰＵなどといったハードウェアプロセッサを有したコンピュータとして構成されるＥＣＵ（エレクトロニックコントロールユニット）である。制動制御部３０１ｂは、走行制御装置３１０からの指示などに基づいてアクチュエータ（不図示）を駆動し、制動部３０１ａを作動させることで、車両１の減速度合を制御する。
【００３２】
制動部センサ３０１ｃは、制動部３０１ａの状態を検出するための装置である。たとえば、制動部センサ３０１ｃは、制動部３０１ａの状態として、ブレーキペダル６の位置やブレーキペダル６に作用している圧力などを、制動部３０１ａの状態として検出し、検出した制動部３０１ａの状態を、車載ネットワーク３５０上の他の構成（たとえば走行制御装置３１０）に通知する。
【００３３】
加速システム３０２は、車両１の加速を制御する。加速システム３０２は、加速部３０２ａと、加速制御部３０２ｂと、加速部センサ３０２ｃと、を有している。
【００３４】
加速部３０２ａは、上述したアクセルペダル５（図１参照）などを含んだ、車両１を加速させるための装置である。
【００３５】
加速制御部３０２ｂは、たとえば、ＣＰＵなどといったハードウェアプロセッサを有したコンピュータとして構成されるＥＣＵである。加速制御部３０２ｂは、走行制御装置３１０からの指示などに基づいてアクチュエータ（不図示）を駆動し、加速部３０２ａを作動させることで、車両１の加速度合を制御する。
【００３６】
加速部センサ３０２ｃは、加速部３０２ａの状態を検出するための装置である。たとえば、加速部センサ３０２ｃは、アクセルペダル５の位置やアクセルペダル５に作用している圧力などを、加速部３０２ａの状態として検出し、検出した加速部３０２ａの状態を、車載ネットワーク３５０上の他の構成（たとえば走行制御装置３１０）に出力する。
【００３７】
操舵システム３０３は、車両１の進行方向を制御する。操舵システム３０３は、操舵部３０３ａと、操舵制御部３０３ｂと、操舵部センサ３０３ｃと、を有している。
【００３８】
操舵部３０３ａは、上述したステアリングホイール４（図１参照）などを含んだ、車両１の転舵輪を転舵させる装置である。
【００３９】
操舵制御部３０３ｂは、たとえば、ＣＰＵなどといったハードウェアプロセッサを有したコンピュータとして構成されるＥＣＵである。操舵制御部３０３ｂは、走行制御装置３１０からの指示に基づいてアクチュエータ（不図示）を駆動し、操舵部３０３ａを作動させることで、車両１の進行方向（偏向角、操舵角、転舵角）を制御する。
【００４０】
操舵部センサ３０３ｃは、操舵部３０３ａの状態を検出するための装置である。たとえば、操舵部センサ３０３ｃは、ステアリングホイール４の位置やステアリングホイール４の回転角度などを、操舵部３０３ａの状態として検出し、検出した操舵部３０３ａの状態を、車載ネットワーク３５０上の他の構成（たとえば走行制御装置３１０）に出力する。
【００４１】
変速システム３０４は、車両１の変速比を制御する。変速システム３０４は、変速部３０４ａと、変速制御部３０４ｂと、変速部センサ３０４ｃと、を有している。
【００４２】
変速部３０４ａは、上述したシフトレバー７（図１参照）などを含んだ、車両１の変速比を変更するための装置である。
【００４３】
変速制御部３０４ｂは、たとえば、ＣＰＵなどといったハードウェアプロセッサを有したコンピュータとして構成されるＥＣＵである。変速制御部３０４ｂは、走行制御装置３１０からの指示に基づいてアクチュエータ（不図示）を駆動し、変速部３０４ａを作動させることで、車両１の変速比を制御する。
【００４４】
変速部センサ３０４ｃは、変速部３０４ａの状態を検出するための装置である。たとえば、変速部センサ３０４ｃは、シフトレバー７の位置やシフトレバー７に作用している圧力などを、変速部３０４ａの状態として検出し、検出した変速部３０４ａの状態を、車載ネットワーク３５０上の他の構成（たとえば走行制御装置３１０）に出力する。
【００４５】
なお、以下では、説明の便宜のため、操舵システム３０３以外のシステム、すなわち、制動システム３０１と加速システム３０２と変速システム３０４とを含んだ、車両１の駆動／制動に関わるシステムを総称して、制動／駆動システム３０５と記載することがある。制動／駆動システム３０５は、車両１の前後方向の移動に主として寄与し、操舵システム３０３は、車両１の左右方向の移動に主として寄与する。
【００４６】
障害物センサ３０６は、車両１の周囲に存在しうる障害物（人も含む物体）に関する情報を検出するための装置である。障害物センサ３０６は、たとえば、障害物までの距離を検出するソナーなどといった測距センサを含んでいる。障害物センサ３０６は、検出した情報を、車載ネットワーク３５０上の他の構成（たとえば走行制御装置３１０）に出力する。
【００４７】
走行状態センサ３０７は、車両１の走行状態に関する情報を検出するための装置である。走行状態センサ３０７は、たとえば、車両１の車輪速を検出する車輪速センサや、車両１の前後方向または左右方向の加速度を検出する加速度センサや、車両１の旋回速度（角速度）を検出するジャイロセンサなどを含んでいる。走行状態センサ３０７は、検出した情報を、車載ネットワーク３５０上の他の構成（たとえば走行制御装置３１０）に出力する。
【００４８】
走行制御装置３１０は、車両制御システム１０２を統括的に制御するための装置である。走行制御装置３１０は、たとえば、次のようなハードウェア構成を有したコンピュータとして構成されたＥＣＵである。
【００４９】
走行制御装置３１０は、ＣＰＵ３１０ａと、ＲＯＭ３１０ｂと、ＲＡＭ３１０ｃと、ＳＳＤ３１０ｄと、表示制御部３１０ｅと、音声制御部３１０ｆと、を有している。
【００５０】
ＣＰＵ３１０ａは、走行制御装置３１０を統括的に制御するハードウェアプロセッサである。ＣＰＵ３１０ａは、ＲＯＭ３１０ｂやＳＳＤ３１０ｄなどに記憶されたコンピュータプログラムを読み出し、当該コンピュータプログラムに含まれるインストラクションにしたがって、各種の機能を実現する。
【００５１】
ＲＯＭ３１０ｂは、上述したコンピュータプログラムの実行に必要なパラメータなどを記憶する不揮発性の主記憶装置である。
【００５２】
ＲＡＭ３１０ｃは、ＣＰＵ３１０ａの作業領域を提供する揮発性の主記憶装置である。
【００５３】
ＳＳＤ３１０ｄは、書き換え可能な不揮発性の補助記憶装置である。
【００５４】
表示制御部３１０ｅは、走行制御装置３１０で実行される各種の処理のうち、主として、車載カメラ４０８から得られた画像データに対する画像処理や、モニタ装置４０９の表示部４０９ａに出力する画像データの生成などを司る。
【００５５】
音声制御部３１０ｆは、走行制御装置３１０で実行される各種の処理のうち、主として、モニタ装置４０９の音声出力部４０９ｂに出力する音声データの生成などを司る。
【００５６】
なお、実施形態にかかる走行制御装置３１０において、ＣＰＵ３１０ａ、ＲＯＭ３１０ｂおよびＲＡＭ３１０ｃは、１つの集積回路に搭載されていてもよい。また、実施形態では、車両１全体を制御する制御部として、ＣＰＵ３１０ａに替えて、ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）などのプロセッサや論理回路などが設けられていてもよい。また、実施形態では、主記憶装置として、ＳＳＤ３１０ｄに替えて（またはＳＳＤ３１０ｄに加えて）、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）が設けられていてもよい。さらに、実施形態では、走行制御装置３１０に接続される外部装置が、主記憶装置としてのＳＳＤ３１０ｄを有していてもよい。
【００５７】
以上の構成により、走行制御装置３１０は、車載ネットワーク３５０を介して車両１の各部へ制御信号を送信することで、車両１の各部を統括的に制御する。この際、走行制御装置３１０は、車載カメラ１５から得られる画像データや、車載ネットワーク３５０を介して取得される各種のセンサの検出結果などを、制御に利用することが可能である。各種のセンサとは、上述した障害物センサ３０６や走行状態センサ３０７などである。また、走行制御装置３１０は、車載ネットワーク３５０を介して取得される、タッチパネル１０を用いた入力操作に関する情報も、制御に利用することが可能である。
【００５８】
ところで、従来から、車両１が辿るべき目標経路を取得し、当該目標経路に沿って車両１を走行させるための走行制御に関する技術が検討されている。このような技術として、たとえば、車両１の速度および操舵角を目標値（目標経路などに基づいて算出される計算上の値）に一致させるような制御を実行することで、目標経路に沿って車両１を走行させることを実現する技術が知られている。
【００５９】
しかしながら、上記のような従来の技術においては、制御の対象があくまで車両１の速度および操舵角であるので、車両１の位置が、速度および操舵角の制御の結果に基づいて間接的に制御される。したがって、上記のような従来の技術は、速度および操舵角そのものを目標値に追従させることはできるが、制御の開始時における応答遅れの結果として発生しうる、目標経路に対する車両１の位置のずれを最終的に解消することは難しいと考えられる。
【００６０】
そこで、実施形態は、走行制御装置３１０に以下に説明するような機能を持たせることで、目標経路に対する車両１の位置のずれをより低減し、目標経路に沿って車両１を移動させるための走行制御の精度を向上させることを実現する。
【００６１】
図４は、実施形態にかかる走行制御装置３１０の機能的構成を示した例示的かつ模式的なブロック図である。この図４に示される機能モジュール群は、たとえば、ＣＰＵ３１０ａがＲＯＭ３１０ｂやＳＳＤ３１０ｄなどに記憶された所定のコンピュータプログラム（走行制御プログラム）を実行した結果として、走行制御装置３１０内に実現される。
【００６２】
図４に示されるように、走行制御装置３１０は、目標経路取得部４１０と、目標位置設定部４２０と、実位置取得部４３０と、走行制御部４４０と、を有している。なお、実施形態では、これらの機能モジュール群の一部または全部が、専用のハードウェア（回路）によって実現されてもよい。
【００６３】
目標経路取得部４１０は、車両１が辿るべき目標経路を取得する。実施形態は、目標経路として、駐車領域に車両１を自動走行で駐車させる自動駐車のための駐車経路（つまり自動駐車において車両１が辿るべき経路）と、駐車領域から車両１を自動走行で出庫させる自動出庫のための出庫経路（つまり自動出庫において車両１が辿るべき経路）と、を想定する。したがって、実施形態において、目標経路は、たとえば、車両１に搭載された自動駐車または自動出庫の機能が呼び出された場合に取得される。なお、目標経路の取得方法（算出方法）としては、一般的に良く知られたものを使用可能であるので、ここでは、目標経路の取得方法についての詳細な説明は省略する。
【００６４】
目標位置設定部４２０は、目標経路取得部４１０で取得された目標経路上に、車両１が到達すべき目標位置を設定する。目標位置設定部４２０は、目標位置を、予め設定された制御周期毎に設定（更新）する。なお、目標位置は、予め設定された所定の座標系（たとえば後述する図５のＳ１参照）における位置座標として取得される。
【００６５】
実位置取得部４３０は、走行状態センサ３０７の出力値に基づいて、車両１の実位置を取得（算出）する。より具体的に、実位置取得部４３０は、走行状態センサ３０７の出力値に基づいて走行距離などを算出することで所定の起点に対する位置を推定するオドメトリと呼ばれる方法により、実位置を取得する。実位置取得部４３０は、実位置を、目標位置設定部４２０と同様の制御周期毎に取得する。なお、実位置は、目標位置との比較を容易化するため、目標位置と同じ座標系における位置座標として取得される。
【００６６】
走行制御部４４０は、目標位置設定部４２０により設定された目標位置と、実位置取得部４３０により取得された実位置と、に基づいて、制動／駆動システム３０５および操舵システム３０３を制御することで、上述した自動駐車または自動出庫といった走行制御を実施する。より具体的に、走行制御部４４０は、目標位置と実位置との位置偏差（位置のずれ）を低減するように、走行制御を実施する。走行制御部４４０は、このような走行制御を実施するための構成として、偏差算出部４４１と、制動／駆動指令算出部４４２と、操舵指令算出部４４３と、を有している。
【００６７】
偏差算出部４４１は、目標位置設定部４２０により設定された目標位置と、実位置取得部４３０により取得された実位置と、の位置偏差を算出する。そして、偏差取得部４１１は、算出した位置偏差に基づいて、車両１の前後方向の成分を示す第１の位置偏差と、車両１の左右方向の成分を示す第２の位置偏差と、を算出する。なお、第１の位置偏差および第２の位置偏差の算出方法の一例については、図５を参照して後で詳細に説明するため、ここでは説明を省略する。
【００６８】
第１の位置偏差は、車両１の前後方向の移動に主として寄与する制動／駆動システム３０５によって調整可能であり、第２の位置偏差は、車両１の左右方向の移動に主として寄与する操舵システム３０３によって調整可能である。したがって、偏差算出部４４１は、算出した位置偏差のうちの第１の位置偏差を、以下に説明する制動／駆動指令算出部４４２に出力し、算出した位置偏差のうちの第２の位置偏差を、以下に説明する操舵指令算出部４４３に出力する。
【００６９】
制動／駆動指令算出部４４２は、偏差算出部４４１から取得された第１の位置偏差に基づいて、制動／駆動システム３０５に与える制動／駆動指令であって、第１の位置偏差を低減する（たとえばゼロにする）ための制動／駆動指令を取得（算出）し、取得した制動／駆動指令を制動／駆動システム３０５に出力する。
【００７０】
操舵指令算出部４４３は、偏差算出部４４１から取得された第２の位置偏差に基づいて、操舵システム３０３に与える操舵指令であって、第２の位置偏差を低減する（たとえばゼロにする）ための操舵指令を取得（算出）し、取得した操舵指令を操舵システム３０３に出力する。
【００７１】
なお、偏差算出部４４１、制動／駆動指令算出部４４２、および操舵指令算出部４４３は、上記のような制御を、目標位置設定部４２０および実位置取得部４３０と同様の制御周期毎に実行する。つまり、偏差算出部４４１、制動／駆動指令算出部４４２、および操舵指令算出部４４３は、目標位置設定部４２０により目標位置が設定され、かつ実位置取得部４３０により実位置が取得される毎に、上記のような制御を実行する。
【００７２】
以上のような構成に基づき、走行制御部４４０は、目標位置と実位置との位置偏差のうち車両１の前後方向の成分を示す第１の位置偏差に基づいて、制動／駆動システム３０５に与える制動／駆動指令を取得し、位置偏差のうち車両１の左右方向の成分を示す第２の位置偏差に基づいて、操舵システム３０３に与える操舵指令を取得する。そして、走行制御部４４０は、取得した制動／駆動指令および操舵指令に基づいて、第１の位置偏差および第２の位置偏差を低減するように、車両１の走行制御を実施する。
【００７３】
なお、上記のような位置偏差に基づく走行制御の開始条件は、たとえば車両１の移動を許可するためにブレーキペダル６の踏み込みが解除されたことであり、終了条件は、たとえば車両１が目標経路の終端に到達した（と推定される）ことである。
【００７４】
次に、図５を参照して、実施形態にかかる第１の位置偏差および第２の位置偏差の算出方法についてより詳細に説明する。図５は、実施形態にかかる第１の位置偏差および第２の位置偏差の算出方法の一例を説明するための例示的かつ模式的な図である。
【００７５】
図５には、車両１に搭載された自動駐車の機能が呼び出されることで、車両１の現在位置である位置Ｐａから、一対の区画線５０１の間に構成された駐車領域５０２内の所定の位置Ｐｂへの、矢印付きの一点鎖線で示される駐車経路Ｃ１が取得された状況が例示されている。以下では、このような状況下で、予め設定された制御周期毎に、走行制御部４４０による上述した走行制御が実施されるものとする。
【００７６】
ここで、車両１が、本来の駐車経路Ｃ１からずれた、矢印付きの実線で示される経路Ｃ２に沿って走行した結果として、ある制御周期における車両１の目標位置および実位置が、それぞれ位置Ｐ１および位置Ｐ２となった場合を想定する。このような場合において、走行制御部４４０は、位置Ｐ１と位置Ｐ２との位置偏差から、上述した第１の位置偏差および第２の位置偏差を算出する。
【００７７】
より具体的に、上記のような場合において、走行制御部４４０（偏差算出部４４１）は、目標位置である位置Ｐ１を原点とし、当該位置Ｐ１における車両１の想定上の前後方向に沿った軸を第１の軸（ｖ軸）とし、位置Ｐ１における車両１の想定上の左右方向に沿った軸を第２の軸（ｕ軸）とした直交座標系Ｓ２を取得する。そして、走行制御部４４０は、このような直交座標系Ｓ２に基づいて、位置Ｐ１と位置Ｐ２との位置偏差のうち第１の軸に沿った成分であるΔｖを、第１の位置偏差として算出し、位置偏差のうち第２の軸に沿った成分であるΔｕを、第２の位置偏差として算出する。
【００７８】
ところで、走行制御部４４０（実位置取得部４３０）は、前述したように、走行状態センサ３０７の出力値に基づいて走行距離などを算出することで所定の起点に対する位置を推定するオドメトリによって、車両１の実位置を把握している。したがって、走行制御部４４０は、オドメトリのために、元々、所定の起点を原点とした何らかの座標系を記憶している。たとえば、図５には、走行制御部４４０が元々記憶している座標系として、所定の起点としての原点Ｏにおいて互いに直交するように設定されたｘ軸およびｙ軸を有する直交座標系Ｓ１が例示されている。このような原点Ｏ、ｘ軸、およびｙ軸は、たとえば、始動時などの所定のタイミングにおける車両１の位置、前後方向に沿った軸、および左右方向に沿った軸としてそれぞれ設定されるが、実施形態では、原点Ｏ、ｘ軸、およびｙ軸がどのように設定されてもよい。
【００７９】
上記を踏まえて、実施形態において、走行制御部４４０（偏差算出部４４１）は、まず、元々の直交座標系Ｓ１における位置Ｐ１および位置Ｐ２の座標を取得する。そして、走行制御部４４０は、位置Ｐ１を原点とした新たな直交座標系Ｓ２を取得し、当該新たな直交座標系Ｓ２と、元々の直交座標系Ｓ１との関係を表す情報として、新たな直交座標系Ｓ２のｖ軸（またはｕ軸）と、元々の直交座標系Ｓ１のｙ軸（またはｘ軸）と、がなす角度θを取得する。そして、走行制御部４４０は、これらの情報に基づいて座標変換を行い、新たな直交座標系Ｓ２における位置Ｐ２の座標のｖ軸成分であるΔｖを、第１の位置偏差として算出する。同様に、走行制御部４４０は、新たな直交座標系Ｓ２における位置Ｐ２の座標のｕ軸成分であるΔｕを、第２の位置偏差として算出する。
【００８０】
すなわち、元々の直交座標系Ｓ１における位置Ｐ１および位置Ｐ２の座標がそれぞれ（ｘｃ，ｙｃ）および（ｘｒ，ｙｒ）で表されるものとすると、走行制御部４４０（偏差算出部４４１）は、下記の式（１）に示される回転行列と、下記の式（２）に示される平行移動行列と、に基づく下記の式（３）に示される演算により、ΔｖおよびΔｕを取得（算出）する。
【００８１】
【数１】
2019196115.tif 000003
【００８２】
【数２】
2019196115.tif 000004
【００８３】
【数３】
2019196115.tif 000005
【００８４】
なお、上記では、直交座標系を前提とした演算方法が例示されているが、実施形態では、たとえば極座標系のような、直交座標系以外の座標系に基づいて、第１の位置偏差および第２の位置偏差が算出されてもよい。ただし、目標位置を原点とした上記の直交座標系Ｓ２によれば、第１の位置偏差および第２の位置偏差をそれぞれｖ軸成分およびｕ軸成分として単純に定義することができるので、第１の位置偏差および第２の位置偏差を算出するための演算を単純化することができる。
【００８５】
上記のような方法で第１の位置偏差および第２の位置偏差が算出されると、それらを低減する（たとえばゼロにする）ための制動／駆動指令および操舵指令が算出され、当該制動／駆動指令および操舵指令に基づいて、制動／駆動システム３０５および操舵システム３０３が制御される。そして、このような制御は、車両１が駐車経路Ｃ１の終端の位置Ｐｂに到達したと推定されるまで、新たな目標位置の設定および新たな実位置の取得を伴って、繰り替えし実行される。
【００８６】
このように、実施形態にかかる走行制御装置３１０は、目標位置と実位置との位置偏差の直接的なフィードバックを受けて、当該位置偏差から座標変換などを含む所定の方法で取得された第１の位置偏差および第２の位置偏差を低減する（たとえばゼロにする）ように、走行制御を実施する。したがって、実施形態にかかる走行制御装置３１０が実施する走行制御によれば、第１の位置偏差および第２の位置偏差が、次の図６に示されるような時間変化を示すことになる。
【００８７】
図６は、実施形態において実施される走行制御によって得られる結果（効果）を説明するための例示的かつ模式的な図である。図６において、点線Ｌ１は、実施形態において実施される走行制御によって実現される位置偏差（第１の位置偏差または第２の位置偏差）の時間変化を表している。
【００８８】
図６の点線Ｌ１に示されるように、実施形態において実施される走行制御によれば、位置偏差の局所的な変動は発生するものの、全体としては、位置偏差が時間経過とともに徐々にゼロに収束していく。したがって、実施形態において実施される走行制御によれば、時間経過とともに、最終的には、目標経路に対する車両１の位置のずれを解消することができる。
【００８９】
次に、実施形態において実行される処理の流れについて説明する。
【００９０】
図７は、実施形態にかかる走行制御装置３１０が実行する一連の処理を示した例示的かつ模式的なフローチャートである。この図７に示される処理フローは、車両１に搭載された自動駐車または自動出庫の機能が呼び出された場合に開始する。
【００９１】
図７に示される処理フローでは、まず、Ｓ７０１において、走行制御装置３１０（目標経路取得部４１０）は、自動駐車または自動出庫において車両１が辿るべき目標経路（駐車経路または出庫経路）を取得する。
【００９２】
そして、Ｓ７０２において、走行制御装置３１０は、走行制御の開始条件が成立したか否かを判断する。このＳ７０２の処理は、走行制御装置３１０のたとえば目標位置設定部４２０によって実行されてもよいし、他の構成によって実行されてもよい。なお、前述したように、走行制御の開始条件は、たとえば車両１の移動を許可するためにブレーキペダル６の踏み込みが解除されたことである。
【００９３】
Ｓ７０２の処理は、走行制御の開始条件が成立したと判断されるまで繰り返し実行される。Ｓ７０２において、走行制御の開始条件が成立したと判断された場合、Ｓ７０３に処理が進む。
【００９４】
Ｓ７０３において、走行制御装置３１０（目標位置設定部４２０）は、Ｓ７０１で取得された目標経路上に、目標位置を設定する。目標位置は、たとえば、所定の制御周期で車両１が移動可能な範囲内の位置として設定される。
【００９５】
そして、Ｓ７０４において、走行制御装置３１０（実位置取得部４３０）は、走行状態センサ３０７の出力値を利用したオドメトリにより、車両１の実位置を取得する。
【００９６】
そして、Ｓ７０５において、走行制御装置３１０（偏差算出部４４１）は、Ｓ７０３で設定された目標位置と、Ｓ７０４で取得された実位置と、の位置偏差を算出する。より具体的に、走行制御装置３１０は、位置偏差のうち車両１の前後方向の成分としての第１の位置偏差と、位置偏差のうち車両１の左右方向の成分としての第２の位置偏差と、を算出する。
【００９７】
そして、Ｓ７０６において、走行制御装置３１０（制動／駆動指令算出部４４２）は、Ｓ７０５で算出された位置偏差のうちの第１の位置偏差に基づいて、当該第１の位置偏差を低減する（たとえばゼロにする）ような、制動／駆動システム３０５に与える制動／駆動指令を算出する。
【００９８】
また、Ｓ７０７において、走行制御装置３１０（操舵指令算出部４４３）は、Ｓ７０５で算出された位置偏差のうちの第２の位置偏差に基づいて、当該第２の位置偏差を低減する（たとえばゼロにする）ような、操舵システム３０３に与える操舵指令を算出する。
【００９９】
そして、Ｓ７０８において、走行制御装置３１０（制動／駆動指令算出部４４２および操舵指令算出部４４３）は、Ｓ７０６で算出された制動／駆動指令を制動／駆動システム３０５に出力するとともに、Ｓ７０７で算出された操舵指令を操舵システム３０３に出力する。
【０１００】
そして、Ｓ７０９において、走行制御装置３１０は、走行制御の終了条件が成立したか否かを判断する。このＳ７０９の処理は、走行制御装置３１０のたとえば目標位置設定部４２０によって実行されてもよいし、他の構成によって実行されてもよい。なお、前述したように、走行制御の終了条件は、たとえば車両１が目標経路の終端に到達した（と推定される）ことである。
【０１０１】
Ｓ７０９において、走行制御の終了条件が成立したと判断された場合、走行制御をさらに継続して実施する必要がないと判断することができるので、そのまま処理が終了する。一方、Ｓ７０９において、走行制御の終了条件が成立していないと判断された場合、走行制御をさらに継続して実施する必要があると判断することができるので、Ｓ７１０に処理が進む。
【０１０２】
Ｓ７１０において、走行制御装置３１０は、Ｓ７０３〜Ｓ７０９までの一連の処理を実行した直近のタイミングから、予め設定された制御周期が経過したか否かを判断する。このＳ７１０の処理は、走行制御装置３１０のたとえば目標位置設定部４２０によって実行されてもよいし、他の構成によって実行されてもよい。
【０１０３】
Ｓ７１０において、制御周期が経過していないと判断された場合、Ｓ７０９に処理が戻る。一方、Ｓ７１０において、制御周期が経過したと判断された場合、Ｓ７０３に処理が戻り、Ｓ７０３〜Ｓ７０９までの一連の処理が再び実行される。
【０１０４】
以上説明したように、実施形態にかかる走行制御装置３１０は、車両１が辿るべき目標経路を取得する目標経路取得部４１０と、目標経路上に目標位置を設定する目標位置設定部４２０と、車両１の実位置を取得する実位置取得部４３０と、目標位置と実位置との位置偏差を低減するように、車両１の走行制御を実施する走行制御部４４０と、を有している。このような構成によれば、目標位置と実位置との位置偏差を直接的に考慮することで、目標経路に対する車両１の位置のずれを直接的に低減することができるので、目標経路に沿って車両１を移動させるための走行制御の精度を向上させることができる。
【０１０５】
より具体的に、実施形態において、走行制御部４４０は、位置偏差のうち車両１の前後方向の成分を示す第１の位置偏差に基づいて、車両１の制動／駆動システム３０５に与える制動／駆動指令を取得（算出）し、位置偏差のうち車両１の左右方向の成分を示す第２の位置偏差に基づいて、車両１の操舵システム３０３に与える操舵指令を取得する。そして、走行制御部４４０は、取得した制動／駆動指令および操舵指令に基づいて、第１の位置偏差および第２の位置偏差を低減するように、走行制御を実施する。このような構成によれば、位置偏差に基づく操作量を、車両１の前後方向の移動に主として寄与する制動／駆動システム３０５に与えるのに適した、第１の位置偏差に基づく制動／駆動指令と、車両１の左右方向の移動に主として寄与する操舵システム３０３に与えるのに適した、第２の位置偏差に基づく操舵指令と、に分けることで、精度が向上した走行制御を容易に実施することができる。
【０１０６】
また、実施形態において、走行制御部４４０は、走行制御として、車両１の自動駐車を実現するための駐車制御または車両１の自動出庫を実現するための出庫制御を実施し、目標経路取得部４１０は、走行制御部４４０が駐車制御を実施する場合、自動駐車のための駐車経路を目標経路として取得し、走行制御部４４０が出庫制御を実施する場合、自動出庫のための出庫経路を目標経路として取得する。このような構成によれば、目標経路に沿って車両１を移動させることが特に重要となる自動駐車または自動出庫の精度を向上させることができる。
【０１０７】
なお、実施形態にかかる走行制御装置３１０において実行される走行制御プログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のコンピュータプログラムプロダクトとして、ＣＤ−ＲＯＭや、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ）などといった、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録された状態で提供される。
【０１０８】
また、実施形態にかかる走行制御装置３１０において実行される走行制御プログラムは、インターネットなどのネットワーク経由で提供または配布されてもよい。すなわち、実施形態にかかる走行制御装置３１０において実行される走行制御プログラムは、インターネットなどのネットワークに接続されたコンピュータ上に格納された状態で、ネットワーク経由でのダウンロードを受け付ける、といった形で提供されてもよい。
【０１０９】
＜変形例＞
上述した実施形態では、位置偏差のみをフィードバックする構成が例示されている。しかしながら、変形例として、位置偏差に加えて、以下に説明するような角度偏差および速度偏差のうち少なくとも一方をさらにフィードバックする構成も考えられる。
【０１１０】
この変形例にかかる走行制御装置の基本的な構成は、上述した実施形態（図４参照）と同様である。ただし、この変形例では、上述した目標位置設定部４２０に対応した構成が、目標位置における車両１の想定上の偏向角および速度のうち少なくとも一方をさらに設定し、実位置取得部４３０が、実位置における車両１の実偏向角および実速度のうち少なくとも一方をさらに取得する。そして、この変形例では、上述した走行制御部４４０に対応した構成が、位置偏差に加えて、目標偏向角と実偏向角との角度偏差と、目標速度と実速度との速度偏差と、のうち少なくとも一方をさらに低減するように、走行制御を実施する。このような構成によれば、より多数のパラメータを制御することで、目標経路に沿って車両１を移動させるための走行制御の精度をさらに向上させることができる。
【０１１１】
以上、本開示の実施形態および変形例を説明したが、上述した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。上述した新規な実施形態および変形例は、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、変更を行うことができる。上述した実施形態および変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１１２】
１  車両
３０３  操舵システム
３０５  制動／駆動システム
３１０  走行制御装置
４１０  目標経路取得部
４２０  目標位置設定部
４３０  実位置取得部
４４０  走行制御部
【図１】
2019196115.tif 000006
【図２】
2019196115.tif 000007
【図３】
2019196115.tif 000008
【図４】
2019196115.tif 000009
【図５】
2019196115.tif 000010
【図６】
2019196115.tif 000011
【図７】
2019196115.tif 000012