(57)【要約】【課題】幾何学的な位置条件の制約を緩和して駐車可能領域を拡張することができる駐車支援装置、目標軌跡設定方法を提供すること。【解決手段】駐車開始位置Ｏから目標駐車位置Ｇへの目標軌跡Ｓを算出して車両を誘導する駐車支援装置１０において、操舵角が中立状態を超えて変化しない初期目標軌跡により目標駐車位置Ｇへ誘導できない場合、記初期目標軌跡が駐車区画３４の長軸線（Ｚ軸）と交差するか否かを判定する判定手段２３と、判定手段による判定結果に応じて目標軌跡Ｓを設定する目標軌跡設定手段２４と、を有することを特徴とする。【選択図】図１
2008296638.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駐車開始位置から目標駐車位置への目標軌跡を算出して車両を誘導する駐車支援装置において、
操舵角が中立状態を超えて変化しない初期目標軌跡により前記目標駐車位置へ誘導できない場合、
前記初期目標軌跡が駐車区画の長軸線と交差するか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段による判定結果に応じて目標軌跡を設定する目標軌跡設定手段と、
を有することを特徴とする駐車支援装置。
【請求項２】
前記判定手段により、前記初期目標軌跡が前記長軸線と交差すると判定された場合、前記目標軌跡設定手段は、操舵角が中立状態を超えて変化する目標軌跡であって、中立状態を超えて変化する前の操舵角の方向が前記初期目標軌跡と同じ目標軌跡を設定し、
前記初期目標軌跡が前記長軸線と交差しないと判定された場合、前記目標軌跡設定手段は、操舵角が中立状態を超えて変化する目標軌跡であって、中立状態を超えて変化する前の操舵角の方向が前記初期目標軌跡と反対の目標軌跡を設定する、
ことを特徴とする請求項１記載の駐車支援装置。
【請求項３】
左右いずれか一方の最大旋回曲率から反対方向の旋回曲率へ操舵角を切り替える所定位置の、車両の車軸に垂直な方向と、
駐車開始位置の車両の車軸に垂直な方向と、がなす最大転舵角を算出する最大転舵角算出手段を有し、
前記目標軌跡設定手段は、前記所定位置の転舵角が前記最大転舵角以下となる目標軌跡を設定する、
ことを特徴とする請求項２記載の駐車支援装置。
【請求項４】
前記目標軌跡は、車両の最大旋回曲率の円弧と該円弧に接続するクロソイド部を含む、ことを特徴とする請求項２記載の駐車支援装置。
【請求項５】
前記目標軌跡に沿って車両を操舵する車両操舵装置、を有することを特徴とする請求項３又は４記載の駐車支援装置。
【請求項６】
請求項１ないし４いずれか記載の前記目標軌跡を表示する表示装置。
【請求項７】
駐車開始位置から目標駐車位置への初期目標軌跡を算出して車両を誘導する駐車支援装置の目標軌跡設定方法において、
操舵角が中立状態を超えて変化しない前記初期目標軌跡により前記目標駐車位置へ誘導できない場合、
判定手段が、前記初期目標軌跡が駐車区画の長軸線と交差するか否かを判定するステップと、
目標軌跡設定手段が、前記判定手段による判定結果に応じて目標軌跡を設定するステップと、
を有することを特徴とする駐車支援装置の目標軌跡設定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駐車開始位置から目標駐車位置への目標軌跡を算出して車両を誘導する駐車支援装置及び目標軌跡設定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の駐車すべき目標駐車位置、及び、目標駐車位置までの目標軌跡を計算し、その目標軌跡を車幅線などのガイド線と共に表示したり、目標軌跡に沿って車両を自動的に操舵する駐車支援装置が知られている。ここで、目標軌跡は、支援中に中立状態を超えて操舵方向を変えない軌跡（以下、１円軌道モデルという）と、支援中に中立状態を超えて操舵方向を１回変える軌跡、すなわち、中立状態よりも右方向（左方向）に操舵していた状態から中立状態を超えて左方向（右方向）に操舵方向を変える必要のある軌跡（以下、２円軌道モデルという）とが計算されうる。
【０００３】
１円軌道モデル及び２円軌道モデルのいずれも、目標駐車位置に対する駐車開始位置（現在位置）が幾何学的な位置条件を満たす場合に目標駐車位置までの目標軌跡を算出しうるが、２円軌道モデルを利用可能とすることで幾何学的な位置条件を緩和できる。そこで、１円軌道モデルによる目標軌跡が算出できなかった場合に、２円軌道モデルにより目標軌跡を算出する駐車支援装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００３−３１２４１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の２円軌道モデルにおいてもなお軌跡計算が可能な幾何学的な位置条件に制約があるという問題がある。図１３は、車庫入れ駐車時における２円軌道モデルの目標軌跡の一例を示す。駐車開始位置において車両はＫｏの位置にある。目標軌跡を後輪の車軸中心が通過する軌跡で表すと、目標軌跡Ｓは駐車開始位置Ｏから目標駐車位置Ｇまで誘導する軌跡となる。区間ＯＡ、ＣＧは直線軌道、区間ＡＢは点Ｐ１を中心点とする円弧、区間ＢＣは点Ｐ２を中心点とする円弧である（クロソイド部を含んでもよい）。したがって、Ｂ点において操舵方向が中立状態を超えて切り替えられる。
【０００５】
従来の２円軌道モデルでは、駐車開始位置Ｏから目標駐車位置Ｇまでの経路長ができるだけ短くなるように算出するため、目標軌跡Ｓが目標駐枠のＺ軸（車長方向）に超えないように算出されている。このため、目標軌跡の算出が可能な幾何学的な位置条件に制約が生じていた。図ではＺ軸に対する車両の位置Ｋｏの距離と方向により定まる所定領域Ｎ及び所定領域Ｆが駐車開始位置Ｏとなると、２円軌道モデルなら目標駐車位置Ｇに誘導する目標軌跡Ｓを設定できる可能性があっても、目標軌跡Ｓの算出は困難であると判定されていた。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑み、幾何学的な位置条件の制約を緩和して駐車可能領域を拡張することができる駐車支援装置、目標軌跡設定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題に鑑み、本発明は、駐車開始位置から目標駐車位置への目標軌跡を算出して車両を誘導する駐車支援装置において、操舵角が中立状態を超えて変化しない初期目標軌跡により目標駐車位置へ誘導できない場合、記初期目標軌跡が駐車区画の長軸線と交差するか否かを判定する判定手段と、判定手段による判定結果に応じて目標軌跡を設定する目標軌跡設定手段と、を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、１円軌道モデルが駐車区画の長軸線と交差するか否かに応じて、目標軌跡を設定するので、幾何学的な位置条件の制約を緩和して駐車可能領域を拡張することができる。
【０００９】
また、本発明の一形態において、判定手段により、初期目標軌跡が長軸線と交差すると判定された場合、目標軌跡設定手段は、操舵角が中立状態を超えて変化する目標軌跡であって、中立状態を超えて変化する前の操舵角の方向が初期目標軌跡と同じ目標軌跡を設定し、初期目標軌跡が長軸線と交差しないと判定された場合、目標軌跡設定手段は、操舵角が中立状態を超えて変化する目標軌跡であって、中立状態を超えて変化する前の操舵角の方向が初期目標軌跡と反対の目標軌跡を設定する、ことを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、１円軌道モデルが駐車区画の長軸線と交差する場合には、駐車開始後の操舵方向を１円軌道モデルと同じ２円軌道モデルによる目標軌跡を設定し、１円軌道モデルが駐車区画の長軸線と交差しない場合には、駐車開始後の操舵方向を１円軌道モデルと逆の２円軌道モデルによる目標軌跡を設定することで、駐車可能領域を拡張することができる。
【発明の効果】
【００１１】
幾何学的な位置条件の制約を緩和して駐車可能領域を拡張することができる駐車支援装置、目標軌跡設定方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、２円軌道モデルにより軌跡計算が可能な幾何学的な位置条件の一例を示す図である。図１の駐車可能領域は、１円軌道モデル及び従来の２円軌道モデルにより目標駐車位置Ｇまでの目標軌跡を算出可能な領域である。本実施形態の駐車支援装置１０は、駐車区画３４のＺ軸（車長方向）を超える目標軌跡を許容することで、領域Ｎを駐車可能領域とすることができる。また、駐車区画３４のＺ軸（車長方向）を超えない場合には、１円軌道モデルと逆方向に操舵した後中立状態を超えて操舵する２円軌道モデルにより目標軌跡の算出をすることで、この駐車可能領域を領域Ｆまで拡張することができる。
【００１３】
図２は、駐車支援装置１０の概略構成図の一例を示す。駐車支援装置１０は、駐車支援ＥＣＵ２０により制御される。駐車支援ＥＣＵ２０は、バスを介して互いに接続されたＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、データのインターフェイスとなる入出力インターフェイス、他のコンピュータと通信する通信コントローラ等からなるマイクロコンピュータとして構成されている。ＣＰＵがプログラムを実行することで、判定手段２３、目標軌跡設定手段２４及び最大点舵角算出手段２５が実現される。判定手段２３は、１円軌道モデルが駐車区画３４のＺ線と交差するか否かを判定し、目標軌跡設定手段２４は１円軌道モデル及び２円軌道モデルにより目標軌跡Ｓを設定する。最大点舵角算出手段２５は、車両の方向の１円目の旋回で変更しうる車両の進行方向を最大値を算出する。
【００１４】
駐車支援ＥＣＵ２０には、ＣＡＮ（Controller  Area  Network）及びＬＩＮ（Local  Interconnect  Network）等の車内ＬＡＮを介して、タッチパネルや音声入力装置など運転者の操作を入力する操作入力手段１１、車室内に設けられたタッチパネル式のディスプレイ１２、車両後部のバンパ中央部に配設された後方カメラ１３、シフトポジションが後退位置にある場合にオン信号を出力するリバースシフトスイッチ１４、駐車支援装置１０を起動する駐車スイッチ１５が接続されている。
【００１５】
後方カメラ１３は、車両後方の所定角度領域における風景を撮影するＣＣＤカメラであり、その撮影した画像信号を駐車支援ＥＣＵ２０に供給する。駐車支援ＥＣＵ２０は、駐車スイッチ１５がオン状態にある場合に運転者が駐車支援を必要としていることを判別し、リバースシフトスイッチ１４がオン信号を出力する場合、車両が後退する状況にあることを検出する。
【００１６】
このような操作により駐車支援ＥＣＵ２０は、図３に示す、後方カメラ１３が撮影した撮影画像をディスプレイ１２に表示する。駐車支援ＥＣＵ２０は、撮像画像上に目標駐車枠３１を重畳表示すると共に、駐車目標位置設定用のタッチ方式のタッチスイッチ３２を重畳表示する。運転者は、タッチスイッチ３２を用いて、ディスプレイ１２上で目標駐車枠３１を移動させて、目標駐車枠３１を実際の駐車区画３４に適合させる。また、このとき、障害物の最内位置を示すポール３３を表示させると障害物を避けた目標軌跡を計算しやすくできる。
【００１７】
ここで、後方カメラ１３の位置及び光軸は固定であるので、目標駐車枠３１の各画素と実際の駐車区画３４の位置とは、後方カメラ１３とディスプレイ１２の画素数の違いを考慮した上で１対１に対応し、この対応関係から、駐車支援ＥＣＵ２０は目標駐車枠３１までの距離及び車両の方向も検出している。また、目標駐車枠３１として必要なスペースは自車両の大きさであるので、目標駐車枠３１は自動的に自車両の外形を模した図形となる。
【００１８】
ディスプレイ１２上の目標駐車枠３１の座標値は、目標駐車枠３１の位置及び向きを表わす座標系で管理されている。具体的には、ディスプレイ１２上の目標駐車枠３１の位置は、車軸に相当する軸をＺ軸とし、当該Ｚ軸に直交する軸をＸ軸とした２次元座標系で表現され、例えば、目標駐車枠３１上の基準点Ｈの位置の座標（Ｘ，Ｚ）として表現される
また、ディスプレイ１２上での目標駐車枠３１の向きは、Ｚ軸に対する目標駐車枠３１の基準ラインJの傾きδにより管理されている。なお、図３の座標Ｚは、図１の駐車区画３４のＺ軸とは異なる（ディスプレイ１２に表示される目標駐車枠３１の座標系と、目標軌跡Ｓを算出する座標系は異なる）。
【００１９】
ディスプレイ１２において目標駐車枠３１の位置及び方向が確定すると、目標軌跡設定手段２４は、目標駐車枠３１の座標値に基づいて、現在の車両位置（駐車開始位置Ｏ）から駐車区画３４の位置（目標駐車位置Ｇ）へと障害物を回避しつつ車両を導く目標軌跡を演算すると共に、目標軌跡上の各位置で転舵されるべき車輪の目標転舵角を演算する。
【００２０】
図４は、目標軌跡Ｓ、及び、走行距離と旋回曲率の関係を示す図である。この目標軌跡Ｓは１円軌道モデルであって、舵角中立のまま後退する過程（区間ＯＡ）と、舵角を一定速度で増大させる過程（区間ＡＢ）と、増大した舵角を保持する過程（区間ＢＣ）と、舵角を一定速度で中立に戻す過程（区間ＣＤ）と、舵角中立のまま後退する過程（区間ＤＧ）、の５つの過程を有する。
【００２１】
このような目標軌跡Ｓでは、Ｏ点からＡ点までは、目標軌跡Ｓの旋回曲率はゼロを保ち、Ａ点からＢ点までは旋回曲率が一定速度で大きくなり、Ｂ点で車両の最大の旋回曲率に一致する。すなわち、旋回半径が車両の最小旋回半径となる。Ｂ点からＣ点までは、最大の旋回曲率を維持し、Ｃ点から旋回曲率は一定速度で小さくなり、Ｄ点で舵角中立に戻り、Ｄ点からＧ点までは、中立状態で後退する。この結果、目標軌跡Ｓは、区間ＯＡと区間ＤＧが直線、区間ＢＣが最小回転半径の円弧、区間ＡＢと区間ＣＤは、それぞれ一端が最大の旋回曲率、他端が曲率０のクロソイド曲線となる。なお、目標軌跡Ｓによってはこの全ての過程を有さない場合もある。
【００２２】
また、駐車支援ＥＣＵ２０には、ステアリングホイールの舵角Ｈａを検出する操舵角センサ１８、及び、車両の速度Ｖを検出する車輪速センサ１６が接続されている。車輪速センサ１６は、例えば、各輪に配設され、車輪速に応じた周期でパルス信号を発生するセンサである。中立な操舵状態である駐車開始位置Ｏの車両の方向を基準に舵角Ｈａを監視することで、目標軌跡Ｓ上の各位置で車両の方向が検出され、車輪速センサ１６のパルス信号を積算することで走行距離が検出される。従って、駐車支援ＥＣＵ２０は、図４（ｂ）の走行距離と旋回曲率の関係に従い車両を目標駐車位置Ｇまで誘導できる。
【００２３】
駐車支援ＥＣＵ２０には、電動パワステＥＣＵ１７、電動パワステＡＣＴ１９が接続されている。電動パワステＡＣＴ１９は、減速ギアを介してステアリングシャフトを回転駆動するアクチュエータである。駐車支援ＥＣＵ２０は、車両が目標軌跡に沿って駐車目標位置に導かれるように、電動パワステＥＣＵ１７に操舵要求を出力する。運転者がブレーキペダルの踏み込み力を弱めることでクリープ力により車両の後退が開始すると、駐車支援ＥＣＵ２０は、車輪速センサ１６及び操舵角センサ１８により車両位置及び方向を計測して駐車目標位置Ｇまでの各車両位置において電動パワステＥＣＵ１７に自動的に目標転舵角だけ転舵させる。最終的に車両が目標駐車位置Ｇに到達した際に、運転者に車両の停止を要求するか、自動的に制動を加えて車両を停止させ、駐車支援制御が完了する。
【００２４】
なお、クリアランスソナーＲ２１クリアランスソナーＬ２２は、前方バンパの側面の左右に配置され、目標軌跡を走行中に障害物が接近した場合に自動停止又は警報音を吹鳴して運転者に知らせる。また、目標軌跡を算出する前に基準ラインＪに沿って走行して、駐車区画３４の隣の他車両をクリアランスソナーＲ２１とクリアランスソナーＬ２２により検出しておくことで、駐車区画３４を精度よく認識することができる。
【００２５】
続いて、駐車可能領域を図１の領域Ｆ及び領域Ｎまで拡張する目標軌跡Ｓの設定方法について図５のフローチャート図に基づき説明する。
【００２６】
（Ｓ１０）
まず、運転者により目標駐車枠３１が確定される。目標軌跡設定手段２４は、リバースシフトスイッチ１４及び駐車スイッチ１５により運転者が駐車支援を必要としていると判別し、目標軌跡Ｓを算出する。このとき車両は、図６に示すように、駐車区画３４に対し位置Ｐｏｋ、ＰＮ、ＰＦのいずれかに存在するものとする。位置Ｐｏｋは１円軌道モデルにより目標駐車位置Ｇに誘導する目標軌跡Ｓを算出可能な位置を、位置ＰＮは１円軌道モデルでは目標軌跡Ｓが算出困難な位置であって目標軌跡ＳがＺ軸と交差する位置を、位置ＰＦは１円軌道モデルでは目標軌跡Ｓが算出困難な位置であって目標軌跡ＳがＺ軸と交差しない位置を、それぞれ示す。
【００２７】
（Ｓ２０）
ついで、目標軌跡設定手段２４は、目標駐車位置Ｇに対する駐車開始位置Ｏの車両の位置及び方向に基づいて、１円軌道モデルによる目標軌跡Ｓが算出可能か否かを判定する。１円軌道モデルにより駐車区画３４に駐車可能か否かは、例えば、駐車開始値Ｏの座標を（Ｘ０、Ｚ０）、最小回転半径をＲ、θを駐車開始位置Ｏの車両の車軸に駐車区画３４のＺ軸とがなす角として、Ｚ０≧Ｒｓｉｎθ、かつ、Ｘ０≧Ｒ（１−ｃｏｓθ）あれば１円軌道モデルにより駐車可能と判定する。予め定めたマップにより判定してもよい。
【００２８】
（Ｓ３０）
１円軌道モデルにより目標軌跡Ｓが算出できた場合（Ｓ２０のＹｅｓ）、駐車支援ＥＣＵ２０は、ディスプレイ１２に駐車可能表示を表示する。また、１円軌道モデルによる目標軌跡Ｓを後方カメラ１３が撮影した撮影画像に重畳表示する。運転者が駐車開始の操作を入力すると、車輪速センサ１６により車両位置を計測しながら、駐車目標位置Ｇまでの各車両位置において電動パワステＥＣＵ１７により自動的に目標転舵角だけ転舵させる。このときの目標軌跡Ｓは１円軌道モデルを適用して算出されているので、演算負荷は低く迅速に処理することができる。
【００２９】
（Ｓ４０）
１円軌道モデルにより目標軌跡Ｓが算出できない場合（Ｓ２０のＮｏ）、判定手段２３は、１円軌道モデルによる目標軌跡ＳがＺ軸と交差するか否かを判定する。Ｚ方向の位置Ｚ０が、例えばＺ０＜Ｒｓｉｎθであれば目標軌跡ＳがＺ軸と交差しないと判定し、Ｘ方向の位置Ｘ０が、例えばＸ０＜Ｒ（１−ｃｏｓθ）であればＺ軸と交差すると判定する。図６によれば、位置ＰＮで算出される目標軌跡ＳはＺ軸と交差するのでＹｅｓと判定され、位置ＰＦで算出される目標軌跡ＳはＺ軸と交差しないのでＮｏと判定される。
【００３０】
（Ｓ５０）
１円軌道モデルによる目標軌跡ＳがＺ軸と交差する場合、目標軌跡設定手段２４は、位置ＰＮの駐車開始位置Ｏから目標駐車位置Ｇまでの目標軌跡Ｓにおける最大転舵角θＭＡＸを算出する。１円軌道モデルでは目標軌跡Ｓが算出できないため、ここでの目標軌跡Ｓは２円軌道モデルとなる。
【００３１】
図７は位置ＰＮにおける目標軌跡Ｓの最大転舵角θＭＡＸ、走行距離と旋回曲率の関係を示す図である。
区間ＯＡ：舵角中立のまま後退する過程（旋回曲率ゼロ）
区間ＡＢ：舵角を一定速度で減少させる過程（クロソイド曲線）
区間ＢＣ：減少させた舵角を保持する過程（点Ｐ１を中心として最大旋回曲率（−））
位置Ｃ  ：舵角を一定速度で増大させる
区間ＣＤ：増大させた舵角を保持する過程（点Ｐ２を中心として最大旋回曲率（＋））
区間ＤＥ：舵角を一定速度で減少させる過程（クロソイド曲線）
区間ＥＧ：舵角中立のまま後退する過程（旋回曲率ゼロ）
なお、中立状態から右に操舵する場合を正、左に操舵する場合を負とした。また、説明のため、位置Ｃでは停止状態で最小操舵角（左の最大）から最大操舵角（右の最大）まで操舵角が変化しているが、移動しながらクロソイド曲線を描いてもよい。
【００３２】
図７の最大転舵角θＭＡＸは、円弧ＣＤにおける点Ｃと円弧ＢＣにおける点Ｃの接線Ｌ２と、駐車開始位置Ｏにおける車軸に直交する初期方向線Ｌ１とがなす、なす角になる。すなわち、最大転舵角θＭＡＸは区間ＯＣによる転舵角である。
【００３３】
通常、２円軌道モデルにより目標軌跡Ｓを算出する場合、位置Ｃにおいてどれだけ車両を傾ければよいか明確でないためループ計算するが、計算に時間がかかる場合がある。本実施形態では、最大転舵角θＭＡＸを算出しておきθＭＡＸ以下の転舵角となる範囲で目標軌跡Ｓを算出することで、計算負荷を低減する。
【００３４】
図８は位置ＰＮにおけるθＭＡＸの算出を説明する説明図を示す。初期方向線Ｌ１とＺ軸とのなす角θは既知であり、また、区間ＣＤの転舵角をαとするとθＭＡＸ＝θ＋αとなる。したがってαが分かればθＭａｘも分かる。
【００３５】
区間ＢＣ、ＣＤの最大旋回曲率は既知であるので、目標軌跡設定手段２４は目標軌跡Ｓを算出する前に取り得る接線Ｌ２を求めることができ、取り得る接線Ｌ２の範囲の中で初期方向線Ｌ１とのなす角が最大となる最大転舵角θＭＡＸを算出する。
【００３６】
駐車開始値Ｏの座標を（Ｘ０、Ｚ０）とすると、最小回転半径をＲとしてＸ０、Ｚ０は次のように表せる。
Ｘ０＝Ｒ（２ｃｏｓα−１）−Ｒｃｏｓθ  …（i）
Ｚ０＝２Ｒｓｉｎα＋Ｒｓｉｎθ          …（ii）
したがって、αは次式で表せる。
α＝ａｒｃｃｏｓ｛（Ｘ０＋Ｒｃｏｓθ＋Ｒ）／２Ｒ｝  …（iii）
目標軌跡Ｓは、駐車開始位置Ｏから位置Ｃまでの転舵角がθＭＡＸより小さい場合に目標駐車位置Ｇに駐車可能であり、逆に言えば最大転舵角θＭＡＸ以下の範囲で目標軌跡Ｓを算出すればよいことになる。
【００３７】
（Ｓ６０）
１円軌道モデルにおける目標軌跡ＳがＺ軸と交差しない場合、目標軌跡設定手段２４は、位置ＰＦの駐車開始位置Ｏから目標駐車位置Ｇまでの目標軌跡Ｓにおける最大転舵角θＭＡＸを算出する。１円軌道モデルでは目標軌跡Ｓが算出できないため、ここでの目標軌跡Ｓは２円軌道モデルとなる。
【００３８】
図９は位置ＰＦにおける目標軌跡Ｓの最大転舵角θＭＡＸ、走行距離と旋回曲率の関係を示す図である。
区間ＯＡ：舵角中立のまま後退する過程（旋回曲率ゼロ）
区間ＡＢ：舵角を一定速度で増大させる過程（クロソイド曲線）
区間ＢＣ：増大させた舵角を保持する過程（点Ｐ１を中心として最大旋回曲率（＋））
位置Ｃ  ：舵角を一定速度で減少させる
区間ＣＤ：減少させた舵角を保持する過程（点Ｐ２を中心として最大旋回曲率（−））
区間ＤＥ：舵角を一定速度で増大させる過程（クロソイド曲線）
区間ＥＧ：舵角中立のまま後退する過程（旋回曲率ゼロ）
なお、中立状態から右に操舵する場合を正、左に操舵する場合を負とした。また、説明のため、位置Ｃでは停止状態で最小操舵角（右の最大）から最大操舵角（左の最大）まで操舵角が変化しているが、移動しながらクロソイド曲線を描いてもよい。
【００３９】
図９の最大転舵角θＭＡＸは、円弧ＣＤにおける点Ｃと円弧ＢＣにおける点Ｃの接線Ｌ２と、駐車開始位置Ｏにおける車軸に直交する初期方向線Ｌ１とがなす、なす角になる。すなわち、最大転舵角θＭＡＸは区間ＯＣによる転舵角である。
【００４０】
通常、２円軌道モデルにより目標軌跡Ｓを算出する場合、位置Ｃにおいてどれだけ車両を傾ければよいか明確でないためループ計算するが、計算に時間がかかる場合がある。本実施形態では、最大転舵角θＭＡＸを算出しておきθＭＡＸ以下の転舵角となる範囲で目標軌跡Ｓを算出することで、計算負荷を低減する。
【００４１】
図１０は位置ＰＦにおけるθＭＡＸの算出を説明する説明図を示す。初期方向線Ｌ１とＺ軸とのなす角θは既知であり、また、区間ＣＤの転舵角をαとするとθＭＡＸ＝α−θとなる。したがってαが分かればθＭａｘも分かる。なお、図１０では、直進の区間ＯＡ（走行距離Ｌ）を含む場合と含まない場合の目標軌跡Ｓを示した。
【００４２】
区間ＢＣ、ＣＤの最大旋回曲率は既知であるので、目標軌跡設定手段２４は目標軌跡Ｓを算出する前に取り得る接線Ｌ２を求めることができ、取り得る接線Ｌ２の範囲の中で初期方向線Ｌ１とのなす角が最大となる最大転舵角θＭＡＸを算出する。
【００４３】
駐車開始値Ｏの座標を（Ｘ０、Ｚ０）とすると、最小回転半径をＲとしてＸ０、Ｚ０は次のように表せる。
Ｘ０＝Ｒ（１−２ｃｏｓα＋ｃｏｓθ）  …（iv）
Ｚ０＝Ｒ（２ｓｉｎα−ｓｉｎθ）      …（v）
駐車開始位置Ｏからの直線走行距離をＭとすると次の関係が得られる。
【００４４】
Ｘ０−Ｌｓｉｎθ＝Ｒ（１−２ｃｏｓα＋ｃｏｓθ）  …（vi）
Ｚ０−Ｌｃｏｓθ＝Ｒ（２ｓｉｎα−ｓｉｎθ）      …（vii）
（vi）と（vii）からαは次式で表せる。
α＝ａｒｃｓｉｎ｛（Ｚ０−Ｌｃｏｓθ＋Ｒｓｉｎθ）／２Ｒ｝  …（viii）
目標軌跡Ｓは、駐車開始位置Ｏから位置Ｃまでの転舵角がθＭＡＸより小さい場合に目標駐車位置Ｇに駐車可能であり、逆に言えば最大転舵角θＭＡＸ以下の範囲で目標軌跡Ｓを算出すればよいことになる。
【００４５】
（Ｓ７０）
ついで、目標軌跡設定手段２４は、転舵角がステップＳ５０又はＳ６０で算出した最大転舵角θＭＡＸ以下となる２円軌道モデルの目標軌跡Ｓが算出可能か否かを判定する。既知である駐車開始位置ＯのＸ０、初期方向線Ｌ１と駐車区画３４のＺ軸とがなす角θからαは算出されている。したがって、駐車開始位置ＯのＺ軸方向の位置Ｚ０のみから目標軌跡Ｓが算出可能か否かを判定することができる。
【００４６】
目標軌跡ＳがＺ軸と交差する場合（Ｓ５０）、式（ii）から
Ｚ０≧Ｒ（２ｓｉｎα＋ｓｉｎθ）  …（ix）
の条件を満たす場合に、２円軌道モデルの目標軌跡Ｓが算出できたと判定する。また、このときの直線移動距離ＬはＬ＝Ｚ０−（Ｒ（２ｓｉｎα＋ｓｉｎθ））である。
【００４７】
目標軌跡ＳがＺ軸と交差しない場合（Ｓ６０）、式（v）から
Ｚ０≧Ｒ（２ｓｉｎα−ｓｉｎθ）  …（x）
の条件を満たす場合に、２円軌道モデルの目標軌跡Ｓが算出できたと判定する。
【００４８】
θＭＡＸが算出されていることから位置Ｃにおいてどれだけ車両を傾ければよいか明確であるため、目標軌跡設定手段２４はθＭＡＸ以下の転舵角となる範囲で目標軌跡Ｓを算出する。したがって、ループ計算を最小限にして計算負荷を低減することができる。
【００４９】
また、クロソイド曲線を含む最大旋回曲率により最大転舵角θＭＡＸが決定しているので、回りすぎを防ぎ軌跡生成のしやすい目標軌跡Ｓを算出することができる。
【００５０】
（Ｓ８０）
２円軌道モデルにより目標軌跡Ｓが算出できた場合（Ｓ７０のＹｅｓ）、駐車支援ＥＣＵ２０は、ディスプレイ１２に駐車可能表示を表示する。また、２円軌道モデルによる目標軌跡Ｓを後方カメラ１３が撮影した撮影画像に重畳表示する。運転者が駐車開始の操作を入力すると、車輪速センサ１６及び操舵角センサ１８により車両位置を計測しながら、駐車目標位置Ｇまでの各車両位置において電動パワステＥＣＵ１７により自動的に目標転舵角だけ転舵させる。
【００５１】
２円軌道モデルにより目標軌跡Ｓが算出できない場合（Ｓ７０のＮｏ）、駐車支援ＥＣＵ２０は駐車不可をディスプレイ１２に表示して処理を終了する。
【００５２】
図１１はＺ軸と交差する目標軌跡Ｓによる駐車可能領域の一例を示す。図１１（ａ）は駐車開始位置Ｏの車両偏向角がＸ軸に対し浅い場合を、図１１（ｂ）は深い場合をそれぞれ示す。図１１（ａ）（ｂ）には比較のため１円軌道モデルによる駐車可能領域を示したが、Ｚ軸と交差する２円軌道モデルを許容したことで駐車可能領域が拡張されている。
【００５３】
図１２はＺ軸と交差しない目標軌跡Ｓによる駐車可能領域の一例を示す。図１２（ａ）は駐車開始位置Ｏの車両偏向角がＸ軸に対し浅い場合を、図１２（ｂ）は深い場合をそれぞれ示す。図１２（ａ）（ｂ）には比較のため１円軌道モデルによる駐車可能領域を示したが、Ｚ軸と交差する２円軌道モデルを許容したことで駐車可能領域が拡張されている。
【００５４】
以上のように、本実施形態の駐車支援装置１０は、駐車区画３４のＺ軸（車長方向）を超える軌跡や駐車区画３４から遠ざかる軌跡のように、経路長が長くなる軌跡を許容するので、駐車可能領域を拡張することができる。また、最大点舵角θＭＡＸを算出しておくので、計算不可を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】２円軌道モデルにより軌跡計算が可能な幾何学的な位置条件の一例を示す図である。
【図２】駐車支援装置の概略構成図の一例である。
【図３】ディスプレイに表示される撮影画像の一例を示す図である。
【図４】目標軌跡Ｓ、及び、走行距離と旋回曲率の関係を示す図である。
【図５】駐車可能領域を拡張する目標軌跡Ｓの設定方法の手順を示すフローチャート図である。
【図６】駐車区画と車両の位置の関係の一例を示す図である。
【図７】位置ＰＮにおける目標軌跡Ｓの最大転舵角θＭＡＸ、走行距離と旋回曲率の関係を示す図である。
【図８】位置ＰＮにおけるθＭＡＸの算出を説明する説明図である。
【図９】位置ＰＦにおける目標軌跡Ｓの最大転舵角θＭＡＸ、走行距離と旋回曲率の関係を示す図である。
【図１０】位置ＰＦにおけるθＭＡＸの算出を説明する説明図である。
【図１１】Ｚ軸と交差する目標軌跡Ｓによる駐車可能領域の一例を示す図である。
【図１２】Ｚ軸と交差しない目標軌跡Ｓによる駐車可能領域の一例を示す図である。
【図１３】車庫入れ駐車時における２円軌道モデルの目標軌跡の一例を示す図である（従来図）。
【符号の説明】
【００５６】
１０      駐車支援装置
１１      操作入力手段
１２      ディスプレイ
１３      後方カメラ
１４      リバースシフトスイッチ
１５      駐車スイッチ
１６      車輪速センサ
１７      電動パワステＥＣＵ
１８      操舵角センサ
１９      電動パワステＡＣＴ
２０      駐車支援ＥＣＵ
２１      クリアランスソナーＲ
２２      クリアランスソナーＬ
２３      判定手段
２４      目標軌跡設定手段
２５      最大点舵角算出手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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