(57)【要約】  駐車支援装置（１０）において、駐車スペース検出部（３）は、自車の周辺情報に基づいて駐車スペースを検出し、目標駐車位置算出部（４）は、駐車スペースのコーナー点の位置に基づいて自車の目標駐車位置を算出する。制約条件設定部（５）は、自車の位置および姿勢角、周辺情報ならびに駐車スペースのコーナー点の位置に基づいて、自車を目標駐車位置へ誘導するための目標駐車経路に関する制約条件を設定する。制約条件には、目標駐車経路の曲率変化率が連続であるという条件が含まれる。目標駐車経路算出部（６）は、自車の位置および姿勢角、駐車スペースのコーナー点の位置、目標駐車位置ならびに制約条件に基づいて、目標駐車経路を算出する。車両制御部（７）は、自車を目標駐車経路に追従させて走行させることで目標駐車位置に駐車させる。
2020217315.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の位置および姿勢角を算出する車両位置情報算出部(1)と、
前記車両の周辺情報を取得する周辺情報取得部(2)と、
前記車両の周辺情報に基づいて、駐車スペースを検出する駐車スペース検出部(3)と、
前記駐車スペースのコーナー点の位置に基づいて、前記車両の目標駐車位置を算出する目標駐車位置算出部(4)と、
前記車両の位置および姿勢角、前記周辺情報ならびに前記駐車スペースのコーナー点の位置に基づいて、前記車両を前記目標駐車位置へ誘導するための目標駐車経路に関する制約条件を設定する制約条件設定部(5)と、
前記車両の位置および姿勢角、前記駐車スペースのコーナー点の位置、前記目標駐車位置ならびに前記制約条件に基づいて、前記目標駐車経路を算出する目標駐車経路算出部(6)と、
前記車両を前記目標駐車経路に追従させて走行させることで前記目標駐車位置に駐車させる車両制御部(7)と、
を備え、
前記制約条件設定部(5)は、前記制約条件として、前記目標駐車経路の曲率変化率が連続であるという条件を設定する、
駐車支援装置(10)。
【請求項２】
前記目標駐車経路算出部(6)は、
前記車両の位置および姿勢角、前記駐車スペースのコーナー点の位置ならびに前記目標駐車位置に基づいて、前記車両の位置から前記目標駐車位置までの経路を複数の区間に分け、前記複数の区間のそれぞれを４次以上多項式として表現する経路多項式生成部(61)と、
前記複数の区間を表す前記多項式が前記制約条件を満たす解を求めることによって、前記目標駐車経路の各区間の多項式を決定する最適経路判断部(62)と、
前記目標駐車経路の各区間の多項式に基づいて、前記目標駐車経路における各地点の曲率を算出する目標曲率演算部(63)と、
を備える、
請求項１に記載の駐車支援装置(10)。
【請求項３】
前記最適経路判断部(62)は、前記複数の区間を表す前記多項式が前記制約条件を満たし、且つ、前記目標駐車経路がなるべく短くなる解を求めることによって、前記目標駐車経路の各区間の多項式を決定する、
請求項２に記載の駐車支援装置(10)。
【請求項４】
前記最適経路判断部(62)が、前記複数の区間を表す前記多項式が前記制約条件を満たす解を求めることができなかった場合、前記車両の駐車支援が終了される、
請求項２に記載の駐車支援装置(10)。
【請求項５】
前記制約条件設定部(5)は、前記制約条件として、前記車両が移動可能な範囲をさらに設定する、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の駐車支援装置(10)。
【請求項６】
前記制約条件設定部(5)は、前記制約条件として、前記目標駐車経路の曲率または曲率変化率の上限値をさらに設定する、
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の駐車支援装置(10)。
【請求項７】
駐車支援装置(10)により行われる駐車支援方法であって、
前記駐車支援装置(10)の車両位置情報算出部(1)が、車両の位置および姿勢角を算出し、
前記駐車支援装置(10)の周辺情報取得部(2)が、前記車両の周辺情報を取得し、
前記駐車支援装置(10)の駐車スペース検出部(3)が、前記車両の周辺情報に基づいて、駐車スペースを検出し、
前記駐車支援装置(10)の目標駐車位置算出部(4)が、前記駐車スペースのコーナー点の位置に基づいて、前記車両の目標駐車位置を算出し、
前記駐車支援装置(10)の制約条件設定部(5)が、前記車両の位置および姿勢角、前記周辺情報ならびに前記駐車スペースのコーナー点の位置に基づいて、前記車両を前記目標駐車位置へ誘導するための目標駐車経路に関する制約条件を設定し、
前記駐車支援装置(10)の目標駐車経路算出部(6)が、前記車両の位置および姿勢角、前記駐車スペースのコーナー点の位置、前記目標駐車位置ならびに前記制約条件に基づいて、前記目標駐車経路を算出し、
前記駐車支援装置(10)の車両制御部(7)が、前記車両を前記目標駐車経路に追従させて走行させることで前記目標駐車位置に駐車させ、
前記制約条件設定部(5)は、前記制約条件として、前記目標駐車経路の曲率変化率が連続であるという条件を設定する、
駐車支援方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駐車支援装置および駐車支援方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両の自動運転技術の発達に伴い、車両の駐車を支援する駐車支援装置が種々提案されている。例えば下記の特許文献１には、車両の現在位置から駐車の目標位置までの経路（駐車経路）を算出する駐車支援装置が提案されている。【０００３】
特許文献１の駐車支援装置は、まず、駐車の初期位置（車両の現在位置）および初期姿勢（初期位置における車両の向き）と、駐車の目標位置および駐車姿勢（目標位置における車両の向き）とを検知する。次に、初期姿勢に応じて、初期位置からの車両の経路として設定可能な経路を第１移動経路として定め、また、駐車姿勢に応じて、目標位置に到達する車両の経路として設定可能な経路を第２移動経路として定める。続いて、第１移動経路と第２移動経路との接点となる位置が存在し得る候補領域を算出する。そして、当該候補領域内で車両の乗員が選択した位置、あるいは当該候補領域内で任意に自動選択された位置を、切り返し位置として決定し、初期位置から切り返し位置を経由して目標位置に到達する一連の経路を駐車経路として算出する。【０００４】
また、特許文献１の駐車支援装置では、第１移動経路および第２移動経路を、クロソイド曲線のような変曲点を１つしか持たない曲線（３次多項式により求められる曲線）の前または後ろに直線を付加した経路として定めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１８０７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の駐車支援装置では、直線とクロソイド曲線とを組み合わせて駐車経路を生成しているため、各線間の接続点において駐車経路の曲率変化率が不連続になるおそれがある。駐車経路の曲率変化率が不連続になる点では、操舵速度が不連続になるため、ハンドル挙動を大きく変化させることが必要になり、車両を円滑に駐車位置に駐車させることが困難になる。【０００７】
本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、ハンドル挙動を大きく変化させることなく車両を駐車位置に駐車させることが可能な駐車経路を算出する駐車支援装置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】
【０００８】
本発明に係る駐車支援装置は、車両の位置および姿勢角を算出する車両位置情報算出部と、前記車両の周辺情報を取得する周辺情報取得部と、前記車両の周辺情報に基づいて、駐車スペースを検出する駐車スペース検出部と、前記駐車スペースのコーナー点の位置に基づいて、前記車両の目標駐車位置を算出する目標駐車位置算出部と、前記車両の位置および姿勢角、前記周辺情報ならびに前記駐車スペースのコーナー点の位置に基づいて、前記車両を前記目標駐車位置へ誘導するための目標駐車経路に関する制約条件を設定する制約条件設定部と、前記車両の位置および姿勢角、前記駐車スペースのコーナー点の位置、前記目標駐車位置ならびに前記制約条件に基づいて、前記目標駐車経路を算出する目標駐車経路算出部と、前記車両を前記目標駐車経路に追従させて走行させることで前記目標駐車位置に駐車させる車両制御部と、を備え、前記制約条件設定部は、前記制約条件として、前記目標駐車経路の曲率変化率が連続であるという条件を設定する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る駐車支援装置によれば、ハンドル挙動を大きく変化させることなく車両を駐車位置に駐車させることが可能な駐車経路を算出することができる。【００１０】
本発明の目的、特徴、態様、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係る駐車支援装置の構成を示すブロック図である。
【図２】駐車スペース検出部の動作を説明するための図である。
【図３】目標駐車位置算出部の動作を説明するための図である。
【図４】目標駐車位置算出部の動作を説明するための図である。
【図５】自車の移動可能な範囲の例を示す図である。
【図６】目標駐車経路の例を示す図である。
【図７】目標曲率のマップの例を示す図である。
【図８】目標駐車経路の例を示す図である。
【図９】目標曲率のマップの例を示す図である。
【図１０】目標駐車経路算出部の構成を示すブロック図である。
【図１１】経路多項式生成部が生成する多項式で表される目標駐車経路の例を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態に係る駐車支援装置の動作の概要を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の実施の形態に係る駐車支援装置の動作の詳細を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の実施の形態に係る駐車支援装置が算出する目標駐車経路の例を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態に係る駐車支援装置が算出した目標駐車経路における目標曲率のマップの例を示す図である。
【図１６】駐車支援装置のハードウェア構成例を示す図である。
【図１７】駐車支援装置のハードウェア構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本発明の実施の形態に係る駐車支援装置１０の構成を示す図である。図１のように、駐車支援装置１０は、車両位置情報算出部１、周辺情報取得部２、駐車スペース検出部３、目標駐車位置算出部４、制約条件設定部５、目標駐車経路算出部６および車両制御部７を備えている。ここでは、駐車支援装置１０が車両に搭載されているものとし、以下、駐車支援装置１０を搭載した車両を「自車」という。
【００１３】
車両位置情報算出部１は、自車が備えるセンサの出力に基づいて、自車の位置および姿勢角（向き）を算出する。本実施の形態では、上記センサとして、車輪速センサおよびヨーレートセンサが用いられ、車両位置情報算出部１は、自車の位置として、予め定められた基準位置に対する自車の相対位置を算出し、自車の姿勢角として、予め設定された基準方位に対する自車の相対方位を算出する。すなわち、車両位置情報算出部１は、車輪速センサで測定した車輪速から算出した自車の時間毎の移動距離と、ヨーレートセンサで測定した自車のヨーレートから算出した自車の時間毎の姿勢角の変化とに基づいて、基準位置からの自車の位置の移動量および移動方向を算出する。また、車両位置情報算出部１は、自車のヨーレートから算出した自車の時間毎の姿勢角の変化に基づいて、予め設定された基準方位に対する自車の向きを求める。
【００１４】
本実施の形態では、駐車支援装置１０が駐車支援動作を開始したときの自車の位置が、基準位置として設定され、基準位置における自車の向き（自車の正面方向）が基準方位として設定される。また、自車の位置（座標）は、自車の基準位置を原点とする座標系で表される。また、本実施の形態では、自車の位置は、自車の後輪の車輪軸の中央位置として定義する。ただし、基準位置および基準方位はどのように設定されてもよいし、自車の位置もどのように定義されてもよい。
【００１５】
周辺情報取得部２は、自車の周辺の状況を示す周辺情報を取得する。本実施の形態では、周辺情報取得部２は、自車が備える超音波センサで測定された自車から障害物（他の車両を含む）までの距離および方向の情報に基づき、周辺情報として障害物の位置の情報を取得する。
【００１６】
周辺情報取得部２は、カメラが撮影した自車周辺の風景の画像から周辺情報を取得してもよい。例えば、周辺情報取得部２が、カメラが撮影した画像から路面に描かれた駐車枠を検出し、駐車枠の位置の情報を周辺情報として取得してもよい。もちろん、周辺情報取得部２は、超音波センサおよびカメラの両方を用いて、周辺情報を取得してもよい。
【００１７】
駐車スペース検出部３は、周辺情報取得部２が取得した周辺情報に基づいて、自車が駐車可能な駐車スペース（以下、単に「駐車スペース」という）を検出する。本実施の形態では、周辺情報取得部２が、周辺情報として、自車周辺に既に駐車されている他の車両（以下「既存駐車車両」という）のコーナー点の位置を取得し、駐車スペース検出部３が、既存駐車車両のコーナー点の位置から、駐車スペースを検出するものとする。
【００１８】
例えば、周辺情報取得部２は、図２のように自車１００が既存駐車車両１０１，１０２の脇を通過するときに、自車１００の超音波センサ１００ｓを用いて既存駐車車両１０１，１０２までの距離を測定し、その距離の情報から既存駐車車両１０１，１０２の位置および形状を判断することで、既存駐車車両１０１，１０２のコーナー点の位置を検出することができる。このとき、駐車スペース検出部３は、既存駐車車両１０１の前端のコーナー点ＣＮ１と、その前方の既存駐車車両１０２の後端のコーナー点ＣＮ２との間隔が、自車１００の車長あるいは車幅よりも広い場合に、コーナー点ＣＮ１とＣＮ２との間の空間を駐車スペースとして検出する。よって、既存駐車車両１０１のコーナー点ＣＮ１および既存駐車車両１０２のコーナー点ＣＮ２は、駐車スペースのコーナー点とも言える。そのため、駐車スペース検出部３は、コーナー点ＣＮ１，ＣＮ２の位置を、駐車スペースの位置を表す情報としても扱う。
【００１９】
本実施の形態では、コーナー点ＣＮ１，ＣＮ２の位置（座標）も、自車１００の基準位置（駐車支援装置１０が駐車支援動作を開始したときの自車の位置）を原点とする座標系で表すこととする。ここでは図２に示すように、基準位置における自車１００の正面方向をＸ軸方向とし、基準位置における自車１００の車幅方向をＹ軸方向としている。
【００２０】
なお、周辺情報取得部２が、カメラが撮影した画像から周辺情報を取得する場合、当該画像から駐車スペースを検出することができる。例えば、周辺情報取得部２が、自車周辺の画像から路面に描かれた駐車枠を検出し、自車の車長あるいは車幅よりも広い駐車枠が検出されれば、駐車スペース検出部３が、その駐車枠を駐車スペースとして検出し、当該駐車枠の４隅を駐車スペースのコーナー点として認識すればよい。
【００２１】
目標駐車位置算出部４は、駐車スペース検出部３が検出した駐車スペースのコーナー点位置の情報に基づいて、自車を駐車スペースに駐車させるときの目標位置である目標駐車位置を算出する。本実施の形態では、自車の位置は後輪の車輪軸の中央位置として定義されるため、目標駐車位置算出部４は、駐車スペースに自車を駐車させるときに自車の後輪の車輪軸の中央を位置させる地点を、目標駐車位置として定める。
【００２２】
例えば、前後に並ぶ既存駐車車両１０１，１０２の間の駐車スペースに自車１００を縦列駐車させる場合、目標駐車位置算出部４は、図３のように、駐車スペースから、円弧状の経路あるいは円弧とクロソイド曲線とからなる曲線状の経路で、駐車スペースの前方に位置する既存駐車車両１０１の前端のコーナー点ＣＮ１および駐車スペースの前方に位置する既存駐車車両１０２の後端のコーナー点ＣＮ２に接触することなく、自車１００を出庫可能な駐車位置を算出し、当該駐車位置を目標駐車位置（Ｘｔ，Ｙｔ）として決定する。
【００２３】
また、図４のように、左右に並ぶ既存駐車車両１０１，１０２の間の駐車スペースに自車１００を並列駐車させる場合は、目標駐車位置算出部４は、駐車スペースの右側に位置する既存駐車車両１０１の前端のコーナー点ＣＮ１と駐車スペースの左側に位置する既存駐車車両１０２の前端のコーナー点ＣＮ２との中間値点に自車１００の前端が位置するような駐車位置を算出し、当該駐車位置を目標駐車位置（Ｘｔ，Ｙｔ）として決定する。
【００２４】
制約条件設定部５は、自車の位置および姿勢角、周辺情報ならびに駐車スペースのコーナー点の位置に基づいて、自車を目標駐車位置へ誘導するための経路である目標駐車経路に関する制約条件を設定する。制約条件としては、例えば、自車の舵角の上限値（すなわち目標駐車経路の曲率の上限値）、自車の操舵速度の上限値（すなわち目標駐車経路の曲率変化率の上限値）などがある。
【００２５】
また、制約条件設定部５は、周辺情報に基づいて、自車が移動可能な範囲を制約条件として設定してもよい。例えば図５のように、既存駐車車両１０１，１０２の他に壁１１１や縁石１１２などの障害物が存在する場合、制約条件設定部５は、自車１００がそれらの障害物に接触しない範囲（斜線の領域）を自車１００の移動可能な範囲として定め、当該範囲内に目標駐車経路が収まることを、目標駐車経路の制約条件として設定するとよい。
【００２６】
目標駐車経路算出部６は、自車の位置および姿勢角、駐車スペースのコーナー点（既存駐車車両のコーナー点）の位置、目標駐車位置、ならびに制約条件に基づいて、制約条件を満たし、自車が既存駐車車両に衝突せずに目標駐車位置に駐車できる経路を算出し、算出された経路を目標駐車経路として設定する。
【００２７】
本実施の形態では、目標駐車経路算出部６は、算出した目標駐車経路を、目標駐車経路上の各点における曲率（以下「目標曲率」という）を表すマップとして出力する。例えば、自車１００の目標駐車経路が図６のように算出された場合、目標駐車経路算出部６は、図７のように、目標駐車経路上の移動距離と目標曲率との関係を示すマップを出力する。図７に示すＡ〜Ｅは、それぞれ図６に示す点Ａ〜Ｅに対応している。なお、図７は目標曲線のマップの概要を説明するためのものであり、目標駐車経路算出部６が実際に出力するマップではない点に留意されたい（実際のマップは図１５の破線に示す）。
【００２８】
車両制御部７は、目標駐車経路算出部６が出力する目標曲率のマップに従って、自車のステアリング制御や駆動制御を行う。それにより、自車は目標駐車経路に追従するように自動走行し、目標駐車位置に自動駐車する。
【００２９】
ここで、駐車支援装置１０が、目標駐車経路を、直線とクロソイド曲線とを組み合わせた経路とする場合、各線間の接続点において目標駐車経路の曲率変化率（すなわち、目標曲率の変化率）が不連続になることがある。目標駐車経路の曲率変化率が不連続になる点では、自車のハンドル挙動を大きく変化させる必要が生じる。
【００３０】
例えば図８のように、前後に並ぶ既存駐車車両１０１，１０２の間の目標駐車位置（点Ｅ）に自車１００を縦列駐車させる場合、自車１００の駐車開始位置が既存駐車車両１０２に近い地点（点Ａ）の場合と、既存駐車車両１０２から遠い地点（点Ａ’）の場合とで、目標駐車経路の形状は大きく変わる。すなわち、既存駐車車両１０１から遠い地点（点Ａ’）から開始した場合の目標駐車経路（点線）は、既存駐車車両１０１から近い地点（点Ａ）から開始した場合の目標駐車経路（実線）と比較して、目標曲率に大きな変化が生じる。図９に、両者に対応する目標曲率のマップを示す。目標曲率に大きな変化が生じる場合、操舵速度を大きくする必要があるため、駐車動作中にハンドル挙動が急激に変化することになり、運転者に不安感を与えてしまう。
【００３１】
そこで、本実施の形態では、制約条件設定部５が、制約条件として、目標駐車経路の曲率変化率が連続であるという条件を設定する。また、目標駐車経路算出部６は、目標駐車経路を、次数が４以上の多項式（以下「４次以上多項式」という）を用いて表現する。
【００３２】
図１０に、目標駐車経路算出部６の詳細を示す。図１０のように、目標駐車経路算出部６は、経路多項式生成部６１、最適経路判断部６２および目標曲率演算部６３を備えている。
【００３３】
経路多項式生成部６１は、自車の位置および姿勢角、目標駐車位置ならびに駐車スペースのコーナー点の位置に基づいて、自車の位置から目標駐車位置までの経路を複数の区間に分け、複数の区間のそれぞれを４次以上多項式として表現する。最適経路判断部６２は、複数の区間を表す多項式が制約条件を満たすようになる解を求めることによって、目標駐車経路の各区間の多項式を決定する。目標曲率演算部６３は、目標駐車経路の各区間の多項式に基づいて、目標駐車経路における各地点の曲率（目標曲率）を算出して目標曲率のマップを作成し、当該マップを車両制御部７へ出力する。
【００３４】
以下、４次以上多項式を用いた経路生成方法について、縦列駐車を例に挙げて説明する。例えば図１１のように、前後に並ぶ既存駐車車両１０１，１０２の間に自車１００を縦列駐車する場合を考える。この場合、経路多項式生成部６１は、駐車スペースの前方に位置する既存駐車車両１０２の後端のコーナー点ＣＮ２とＸ座標が同じになる点を接続点として、自車１００の位置から目標駐車位置（Ｘｔ，Ｙｔ）までの経路を、自車１００の駐車開始位置（初期位置）から接続点までの区間である第１経路と、接続点から目標駐車位置（Ｘｔ，Ｙｔ）までの区間である第２経路とに分け、第１経路および第２経路のそれぞれを、４次以上多項式で表現する。例えば６次多項式が用いられる場合、第１経路および第２経路は、それぞれ数式（１）および数式（２）のように表される。
【００３５】
【数１】
2020217315.tif 000003
【００３６】
【数２】
2020217315.tif 000004
【００３７】
数式（１）および数式（２）において、ｙ１（ｘ）は第１経路のＹ座標、ｙ２（ｘ）は第２経路のＹ座標、ｐ０〜ｐ６は第１経路における多項式係数、ｑ０〜ｑ６は第２経路における多項式係数、ｘは自車位置のＸ座標、ｘ０は接続点（コーナー点ＣＮ２）のＸ座標、ｘｔは目標駐車位置のＸ座標である。ここでは６次多項式を用いた例を示したが、多項式の次数は４以上であればよい。また、接続点は、自車１００の駐車開始位置とコーナー点ＣＮ２との間のどの位置であってもよい。
【００３８】
制約条件設定部５は、数式（１）で表される第１経路の曲率変化率と、数式（２）で表される第２経路の曲率変化率とが、接続点において連続となるように制約条件を設定する。接続点で第１経路の曲率変化率と第２経路の曲率変化率とが連続になるためには、第１経路の曲率変化率をν１、第２経路の曲率変化率をν２、接続点（コーナー点ＣＮ２）の座標を（Ｘ０、Ｙ０）としたとき、数式（３）が満たされればよい。
【００３９】
【数３】
2020217315.tif 000005
【００４０】
ここで、横滑り角０で自車１００が経路ｙ＝ｙ（ｘ）上を後退する場合、自車１００の姿勢角γ、曲率ρ、目標駐車経路の曲率変化率νは、数式（４）から数式（６）のように表すことができる。
【００４１】
【数４】
2020217315.tif 000006
【００４２】
【数５】
2020217315.tif 000007
【００４３】
【数６】
2020217315.tif 000008
【００４４】
数式（４）から数式（６）において、ｘは自車１００のＸ座標、ｄｙ／ｄｘ、ｄ２ｙ／ｄｘ２、およびｄ３ｙ／ｄｘ３は、それぞれｙ＝ｙ（ｘ）の１次微分値、２次微分値および３次微分値である。
【００４５】
数式（６）より、接続点（Ｘ０、Ｙ０）おける第１経路の曲率変化率ν１および第２経路の曲率変化率ν２は、それぞれ数式（７）および数式（８）のように表現できる。
【００４６】
【数７】
2020217315.tif 000009
【００４７】
【数８】
2020217315.tif 000010
【００４８】
数式（３）、数式（７）および数式（８）より、接続点において、第１経路の多項式ｙ１（ｘ）の３次微分と、第２経路の多項式ｙ２（ｘ）の３次微分とが一致すれば、目標駐車経路の曲率変化率が連続となる。制約条件設定部５は、この条件を制約条件として設定する。
【００４９】
また、制約条件設定部５では、接続点で目標駐車経路の曲率変化率が連続になることの他に、接続点で自車１００の位置のＹ座標、姿勢角γ、曲率ρなども連続となるように制約条件を設定する。数式（３）および数式（４）より、接続点における第１経路上の自車１００の姿勢角γ１、接続点における第２経路上の自車１００の姿勢角γ２、接続点における第１経路の曲率ρ１、接続点における第２経路の曲率ρ２は、それぞれ以下の数式（９）から数式（１２）のように表現できる。
【００５０】
【数９】
2020217315.tif 000011
【００５１】
【数１０】
2020217315.tif 000012
【００５２】
【数１１】
2020217315.tif 000013
【００５３】
【数１２】
2020217315.tif 000014
【００５４】
よって、接続点で自車１００の位置のＹ座標、姿勢角、曲率が連続となるには、数式（１３）から数式（１５）のように、接続点において、第１経路上の自車１００のＹ座標と第２経路上の自車１００のＹ座標とが一致し、第１経路上の自車１００の姿勢角と第２経路上の自車１００の姿勢角とが一致し、第１経路の曲率と第２経路の曲率とが一致すればよい。
【００５５】
【数１３】
2020217315.tif 000015
【００５６】
【数１４】
2020217315.tif 000016
【００５７】
【数１５】
2020217315.tif 000017
【００５８】
数式（９）から数式（１５）より、接続点において、第１経路の多項式ｙ１（ｘ）の値と第２経路の多項式ｙ２（ｘ）の値とが一致し、第１経路の多項式ｙ１（ｘ）の１次微分と第２経路の多項式ｙ２（ｘ）の１次微分とが一致し、第１経路の多項式ｙ１（ｘ）の２次微分と第２経路の多項式ｙ２（ｘ）の２次微分とが一致すれば、目標駐車経路上の自車１００の位置、姿勢角および曲率が連続となる。制約条件設定部５は、これらの条件も、制約条件に加える。
【００５９】
以上のような制約条件が設定されることで、目標駐車経路の曲率変化率、目標駐車経路上の自車１００の位置、姿勢角および曲率を連続にでき、接続点付近における急激なハンドル挙動を不要にすることができる。
【００６０】
最適経路判断部６２は、経路多項式生成部６１が生成した４次以上多項式で表される目標駐車経路と、制約条件設定部５が設定した制約条件とに基づいて、４次以上多項式が制約条件を満たすような解を求めることによって、目標駐車経路を表す多項式を決定する。
【００６１】
本実施の形態では、経路多項式生成部６１が生成した第１経路の多項式および第２経路の多項式において、制約条件設定部５で生成された制約条件の下、数式（１６）で表される駐車開始位置から目標駐車位置までの経路長を最小化する制約つき最適化問題を演算し、第１経路および第２経路の多項式の多項式係数（数式（１）および数式（２）におけるｐ０〜ｐ６、ｑ０〜ｑ６）の最適値を求める。そして、最適な多項式係数を適用した第１経路と第２経路の多項式を、最終的な目標駐車経路として決定する。
【００６２】
【数１６】
2020217315.tif 000018
【００６３】
数式（１６）において、ｐおよびｑは多項式係数、ｘ０は駐車開始位置のＸ座標、ｘｆは目標駐車位置のＸ座標である。最適化問題の解法としては、動的計画法や逐次二次計画法が挙げられるが、最適化問題が解くことができればどのような方法が用いられてもよい。
【００６４】
なお、最適経路判断部６２が決定する目標駐車経路は、制約条件設定部５により設定された制約条件の全てを満たすように選択されるため、自車の移動可能な範囲内に収まり、且つ、自車の舵角および操舵速度が上限値を超えない経路となる。また、最適経路判断部６２は、駐車開始位置から目標駐車位置までの経路長を最小化する最適化問題を解いているため、最適経路判断部６２が決定した目標駐車経路は、目標駐車位置まで最短で到達できる経路となる。
【００６５】
また、最適経路判断部６２は、制約条件を満たす目標駐車経路を見つけることができない場合、つまり、目標駐車経路の曲率変化率、駐車開始位置から目標駐車位置までの経路長を含む評価関数を最小化する最適化問題の解が存在しなかった場合、駐車支援装置１０は、自車を目標駐車位置に駐車させるための駐車支援を行うことができない。よってその場合には、最適経路判断部６２は車両制御部７に駐車支援を中止する信号を出力し、駐車支援装置１０による駐車支援の動作を終了させる。
【００６６】
目標曲率演算部６３は、最適経路判断部６２が決定した最適な目標駐車経路の多項式に基づいて、目標駐車経路における各地点の曲率（目標曲率）を算出し、目標曲率のマップを作成する。例えば図１１に示した例であれば、目標曲率演算部６３は、上記した数式（５）を用いて、駐車開始位置から接続点（コーナー点ＣＮ２）までの第１経路の目標曲率と、接続点からから目標駐車位置までの第２経路の目標曲率とをそれぞれ算出する。
【００６７】
次に、本実施の形態による駐車支援装置１０の動作を、図１２に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００６８】
駐車支援装置１０が自車の駐車支援動作を開始すると、駐車スペース検出部３が、周辺情報取得部２が取得した周辺情報に基づいて、自車の周辺の駐車スペースを探索する（ステップＳ１００）。駐車スペースが検出されない間は（ステップＳ１０１でＮＯ）、ステップＳ１００が繰り返し実行される。
【００６９】
駐車スペースが検出されると（ステップＳ１０１でＹＥＳ）、目標駐車位置算出部４が、ステップＳ１００で検出された駐車スペースに自車を駐車させるときの目標駐車位置を算出する（ステップＳ１０２）。そして、制約条件設定部５が、自車を目標駐車位置へ誘導するための目標駐車経路に関する制約条件を設定する（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３では、例えば、自車の舵角の上限値、自車の操舵速度の上限値、自車が移動可能な範囲など、一般的な制約条件が設定される。
【００７０】
その後、目標駐車経路算出部６が、制約条件を満たし、且つ、自車を目標駐車位置に駐車できる経路を目標駐車経路として算出する処理（目標駐車経路算出処理）が実行される（ステップＳ１０４）。目標駐車経路算出処理の詳細は後述する。
【００７１】
目標駐車経路が決定すると、目標駐車経路算出部６は、自車を目標駐車位置まで誘導する誘導動作を開始し（ステップＳ１０５）、目標駐車経路の各地点の目標曲率を算出する（ステップＳ１０６）。これにより、目標曲率のマップが作成される。
【００７２】
その後、車両制御部７が、目標曲率のマップに基づいて自車の走行を制御する（ステップＳ１０７）。これにより、自車は目標駐車経路に追従するように走行する。車両制御部７は、自車の目標駐車位置への駐車が完了するまでの間は（ステップＳ１０８でＮＯ）、ステップＳ１０７が継続され、駐車が完了すると（ステップＳ１０８でＹＥＳ）、駐車支援動作が終了する。
【００７３】
ここで、図１２のステップＳ１０４で行われる目標駐車経路算出処理について、図１３のフローチャートに基づいて説明する。図１３のフローチャートは、図１２のフローチャートのステップＳ１０４の部分を詳細に記載したものである。
【００７４】
目標駐車経路算出処理に入ると、まず、経路多項式生成部６１が、車両の位置から目標駐車位置までの目標駐車経路を複数の区間に分け、複数の区間のそれぞれを表す４次以上多項式を生成する（ステップＳ２０１）。
【００７５】
次に、制約条件設定部５が、目標駐車経路の各区間の接続点において、自車の位置および姿勢角、目標駐車経路の曲率および曲率変化率が連続となる制約条件を生成し、ステップＳ１０３で設定した制約条件に付加する（ステップＳ２０２）。そして、最適経路判断部６２が、制約条件の下、開始位置から目標駐車位置までの経路長が最小となる制約付き最適化問題を解く（ステップＳ２０３）。そして、最適化問題の解が見つかれば（ステップＳ２０４でＹＥＳ）、最適経路判断部６２が、最適な多項式係数を適用した目標駐車経路の多項式を、最終的な目標駐車経路として出力する（ステップＳ２０５）。
【００７６】
一方、最適化問題の解が存在しなければ（ステップＳ２０４でＮＯ）、最適経路判断部６２から車両制御部７へ駐車支援を終了する旨が通知され（ステップＳ２０６）、駐車支援動作は終了する。
【００７７】
以上のように、本実施の形態に係る駐車支援装置１０は、曲率変化率が連続であるという制約条件を満たす目標駐車経路を算出することができる。例えば、図１４のように、前後に並ぶ既存駐車車両１０１，１０２の間の駐車スペースに自車１００を縦列駐車させるときの目標駐車経路を、本実施の形態に係る駐車支援装置１０が算出すると、目標駐車経路に対応する目標曲率のマップは、図１５に破線で示すような滑らかな波形となる（図１５の実線は、曲率変化率が連続であるという制約条件を付加しないときのマップである）。従って、本実施の形態に係る駐車支援装置１０によれば、ハンドル挙動を大きく変化させることなく自車を駐車位置に駐車させることが可能な駐車経路が得られる。
【００７８】
図１６および図１７は、それぞれ駐車支援装置１０のハードウェア構成の例を示す図である。図１に示した駐車支援装置１０の構成要素の各機能は、例えば図１６に示す処理回路５０により実現される。すなわち、駐車支援装置１０は、自車の位置および姿勢角を算出し、自車の周辺情報を取得し、自車の周辺情報に基づいて、駐車スペースを検出し、駐車スペースのコーナー点の位置に基づいて、車両の目標駐車位置を算出し、自車の位置および姿勢角、周辺情報ならびに駐車スペースのコーナー点の位置に基づいて、自車を目標駐車位置へ誘導するための目標駐車経路に関する制約条件（目標駐車経路の曲率変化率が連続であるという条件を含む）を設定し、自車の位置および姿勢角、駐車スペースのコーナー点の位置、目標駐車位置ならびに制約条件に基づいて、目標駐車経路を算出し、自車を目標駐車経路に追従させて走行させることで目標駐車位置に駐車させるための処理回路５０を備える。処理回路５０は、専用のハードウェアであってもよいし、メモリに格納されたプログラムを実行するプロセッサ（中央処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）とも呼ばれる）を用いて構成されていてもよい。
【００７９】
処理回路５０が専用のハードウェアである場合、処理回路５０は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、またはこれらを組み合わせたものなどが該当する。駐車支援装置１０の構成要素の各々の機能が個別の処理回路で実現されてもよいし、それらの機能がまとめて一つの処理回路で実現されてもよい。
【００８０】
図１７は、処理回路５０がプログラムを実行するプロセッサ５１を用いて構成されている場合における駐車支援装置１０のハードウェア構成の例を示している。この場合、駐車支援装置１０の構成要素の機能は、ソフトウェア等（ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせ）により実現される。ソフトウェア等はプログラムとして記述され、メモリ５２に格納される。プロセッサ５１は、メモリ５２に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。すなわち、駐車支援装置１０は、プロセッサ５１により実行されるときに、自車の位置および姿勢角を算出する処理と、自車の周辺情報を取得する処理と、自車の周辺情報に基づいて、駐車スペースを検出する処理と、駐車スペースのコーナー点の位置に基づいて、車両の目標駐車位置を算出する処理と、自車の位置および姿勢角、周辺情報ならびに駐車スペースのコーナー点の位置に基づいて、自車を目標駐車位置へ誘導するための目標駐車経路に関する制約条件（目標駐車経路の曲率変化率が連続であるという条件を含む）を設定する処理と、自車の位置および姿勢角、駐車スペースのコーナー点の位置、目標駐車位置ならびに制約条件に基づいて、目標駐車経路を算出する処理と、自車を目標駐車経路に追従させて走行させることで目標駐車位置に駐車させる処理と、が結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ５２を備える。換言すれば、このプログラムは、駐車支援装置１０の構成要素の動作の手順や方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。
【００８１】
ここで、メモリ５２は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリー、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）およびそのドライブ装置等、または、今後使用されるあらゆる記憶媒体であってもよい。
【００８２】
以上、駐車支援装置１０の構成要素の機能が、ハードウェアおよびソフトウェア等のいずれか一方で実現される構成について説明した。しかしこれに限ったものではなく、駐車支援装置１０の一部の構成要素を専用のハードウェアで実現し、別の一部の構成要素をソフトウェア等で実現する構成であってもよい。例えば、一部の構成要素については専用のハードウェアとしての処理回路５０でその機能を実現し、他の一部の構成要素についてはプロセッサ５１としての処理回路５０がメモリ５２に格納されたプログラムを読み出して実行することによってその機能を実現することが可能である。
【００８３】
以上のように、駐車支援装置１０は、ハードウェア、ソフトウェア等、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。
【００８４】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【００８５】
本発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての態様において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
【符号の説明】
【００８６】
１０  駐車支援装置、１  車両位置情報算出部、２  周辺情報取得部、３  駐車スペース検出部、４  目標駐車位置算出部、５  制約条件設定部、６  目標駐車経路算出部、７  車両制御部、６１  経路多項式生成部、６２  最適経路判断部、６３  目標曲率演算部、５０  処理回路、５１  プロセッサ、５２  メモリ、１００  自車、１００ｓ  超音波センサ、１０１  既存駐車車両、１０２  既存駐車車両、１１１  壁、１１２  縁石、ＣＮ１，ＣＮ２  既存駐車車両のコーナー点。
【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】
2020217315.tif 000029
【図１２】
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【図１３】
2020217315.tif 000031
【図１４】
2020217315.tif 000032
【図１５】
2020217315.tif 000033
【図１６】
2020217315.tif 000034
【図１７】
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【国際調査報告】
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