目標軌道算出装置
【課題】直線と円弧を用いた簡単な軌道計画手法で障害物を回避した目標軌道を求める。
【解決手段】カメラ撮影部２の撮影で検出される障害物αが２円軌道モデルで算出された目標軌道に存在する場合に、軌道計算部５により、例えば目標位置の延長線上に仮位置を設け、開始位置と仮位置の円の円弧及び両円の接線の直線により、障害物を回避するように修正された修正軌道を算出して決定し、障害物αを回避して車両１の自動駐車等を行なう。
【解決手段】カメラ撮影部２の撮影で検出される障害物αが２円軌道モデルで算出された目標軌道に存在する場合に、軌道計算部５により、例えば目標位置の延長線上に仮位置を設け、開始位置と仮位置の円の円弧及び両円の接線の直線により、障害物を回避するように修正された修正軌道を算出して決定し、障害物αを回避して車両１の自動駐車等を行なう。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動駐車等の車両の目標軌道を算出する目標軌道算出装置に関し、詳しくは、障害物を回避した目標軌道の算出に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、とくに高齢者や初心者などに望まれる車両の制御システムとして自動駐車システムがある。この自動駐車システムにおいては、目標軌道に沿って車両を移動するため、自車の目標軌道をどのような軌道計画にしたがって求めるかが重要である。
【０００３】
そして、自動駐車の車庫入れの軌道計画手法として、従来、以下に説明する２種類の「直線と円弧を用いた軌道計画手法」（以下、これらの軌道計画手法を従来手法１、２という）が提案されている（例えば、特許文献１及び非特許文献１、２参照）。
【０００４】
従来手法１、２の軌道計画手法について説明すると、従来手法１、２においては、前提として、カメラ、レーダのようなセンサの検出やドライバの操作入力等により、少なくとも現在の車両位置（開始位置）からの駐車の目標位置の相対位置データが既知であることを前提とする。また、目標軌道は切返しを極力行なわないように設定される。
【０００５】
（従来手法１）
そして、従来手法１について説明すると、従来手法１は車両の両側に円を描いて目標軌道Ｔｉを求める２円軌道モデルの軌道計画手法である。
【０００６】
図１３（ａ）は車庫入れの自動駐車を行なう際の従来手法１の軌道計画の説明図であり、車両１００が指定された開始位置（現在位置）Ｐ１から駐車の目標位置Ｐ２に旋回しながら後退して駐車する車庫入れ場合、従来手法１においては、作図処理において、はじめに、矢印線に示すように紙面左右方向を前後方向とする向きに開始位置Ｐ１に止まっている車両１００について、車幅方向中央を通る直線Ｌ１を引き、さらに、左右の後輪を通る直線Ｌ２を引く。そして、直線Ｌ１、Ｌ２の交点で接する直線Ｌ１の２接円（半径の長さは、任意であってよいが、ここでは車両１００の最小回転半径とする）Ｃ１、Ｃ２を、車両１００の両側（旋回側とその反対側）に描いて作成する。
【０００７】
つぎに、紙面上下方向を前後方向とする向きの目標位置Ｐ２について、上記の開始位置Ｐ１での作図手法と同様の手法で直線Ｌ１に対応する直線Ｌ１１の２接円（半径の長さは、車両１００の最小回転半径以上であれば任意の長さであってよいが、ここでは車両１００の最小回転半径の長さとする）Ｃ１１、Ｃ１２を、両側（車両１００の旋回側とその反対側）に描いて作成する。
【０００８】
つぎに、作成した４つの接円Ｃ１、Ｃ２、Ｃ１１、Ｃ１２について、開始位置Ｐ１の接円Ｃ１、Ｃ２と目標位置Ｐ２の接円Ｃ１１、Ｃ１２とを結ぶ図１３（ｂ）の４本の接線Ｔ１〜Ｔ４を作成し、そのうちの切返しなく開始位置Ｐ１から目標位置Ｐ２に移動できる最短経路の接線Ｔ１、すなわち、開始位置Ｐ１、目標位置Ｐ２それぞれの旋回側に描いた円Ｃ１、Ｃ１１に接する接線（直線）Ｔ１を車両１００の車庫入れの目標軌道Ｔｉに選択して決定する。
【０００９】
図１３（ｂ）は求められた目標軌道Ｔｉを示し、車庫入れの目標軌道Ｔｉに選択して決定された接線Ｔ１を、残りの接線Ｔ２〜ｔ４より太くしている。
【００１０】
（従来手法２）
つぎに、従来手法２について説明すると、従来手法２は車両１００の旋回側に１円を描いて目標軌道Ｔｉ＊を求める１円軌道モデルの軌道計画手法である。
【００１１】
図１４は前記２円軌道モデルの場合と同様に車両１００が開始位置（現在位置）Ｐ１から目標位置Ｐ２に旋回しながら後退して車庫入れの駐車を行なう場合の軌道計画の説明図であり、作図処理において、開始位置Ｐ１の車両１００の車幅方向中央を通る紙面左右方向の直線Ｌ１を引き、目標位置Ｐ２の車幅方向中央を通る紙面上下方向の直線Ｌ１１も引く。さらに、２つの直線Ｌ１、Ｌ１１に接する１つの円（半径の長さは、車両１００の最小回転半径以上であれば任意の長さであってよいが、ここでは車両１００の最小回転半径の長さとする）Ｃ３を作成する。そして、直線Ｌ１の一部、円Ｃ３の円弧、直線Ｌ２の一部の組み合わせからなる図１４の太線を車庫入れの目標軌道Ｔｉ＊に決定する。
【００１２】
そして、従来手法１、２によって決定された目標軌道Ｔｉ、Ｔｉ＊に沿って車両１００の走行、操舵を制御し、車両１００を旋回しながら後退移動することで、車両１００を自動的に開始位置Ｐ１から目標位置Ｐ２に移動して自動駐車を実現することが可能になる。なお、走行距離の短縮や制御のし易さ等を考慮すると、従来手法１（２円軌道モデル）によって決定する目標軌道Ｔｉが、従来手法２（１円軌道モデル）によって決定する目標軌道Ｔｉ＊より優れている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００８−２９６６３８号公報
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】辻澤 隆彦、“自動パーキングのための経路生成方法の提案”、日本機械学会論文集（Ｃ編）７３巻７２９号（２００７−５）、論文Ｎｏ．０６−７０４３
【非特許文献２】ダオ ミン クアン、外２名、“自動車の自動駐車技術の実用化に関する研究”計測自動制御学会論文集、Ｖｏｌ．４２、Ｎｏ７、７６５／７７４（２００６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
前記した従来手法１、２により目標軌道Ｔｉ、Ｔｉ＊を求める目標軌道算出装置を車両１００に搭載した場合、従来手法１、２で求められる目標軌道Ｔｉ、Ｔｉ＊は障害物を考慮していないので、目標軌道Ｔｉ、Ｔｉ＊上の障害物を回避して車庫入れの自動駐車を実現することができない。
【００１６】
そして、自動駐車の場合だけでなく、目標軌道Ｔｉ、Ｔｉ＊に沿って車両１００を旋回しながら前進、後退して開始位置Ｐ１から目標位置Ｐ２のような種々の目標位置に自動制御する場合には、障害物を回避して目標軌道を決定することが望まれるが、従来手法１、２のような直線と円弧を用いた簡単な軌道計画手法で障害物を回避した目標軌道を求める構成は発明されていない。
【００１７】
本発明は、直線と円弧を用いた簡単な軌道計画手法で障害物を回避した目標軌道を求める構成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】
【００１８】
上記した目的を達成するために、本発明の目標軌道算出装置は、指定された開始位置から目標位置に旋回しながら移動する車両の目標軌道を、前記開始位置、前記目標位置それぞれの旋回側に描いた円の弧と該両円に接する直線とから算出する２円軌道モデルの目標軌道算出装置であって、前記車両の周囲の障害物を検出する検出手段と、前記障害物が前記目標軌道に存在する場合に、前記開始位置、前記目標位置のいずれか一方の延長線上に仮位置を設け、前記仮位置の旋回側に描いた円の円弧と、前記開始位置、前記目標位置のいずれか他方の旋回側に描いた円の円弧と、該両円に接する直線とから、前記目標軌道として前記障害物を回避する修正軌道を算出する修正軌道算出手段を備えたことを特徴としている（請求項１）。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に記載の本発明の目標軌道算出装置によれば、従来手法１（１円軌道モデルの軌道計画手法）で目標軌道を決定すると、その軌道上に障害物が存在することになる場合に、修正軌道算出手段により、例えば目標位置の延長線上に仮位置を設け、開始位置と仮位置の円の円弧及び両円の接線の直線により、障害物を回避するように修正された修正軌道（修正された目標軌道）を算出して決定することができる。
【００２０】
そして、修正軌道に沿って車両を開始位置から目標位置に旋回して移動すると、障害物を回避して車両を自動駐車できる。
【００２１】
したがって、直線と円弧を用いた簡単な軌道計画手法で障害物を回避した軌道を求め、障害物を回避した自動駐車等を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の目標軌道算出装置の一実施形態のブロック図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は左バック駐車、右バック駐車の説明図である。
【図３】目標位置に駐車した状態の説明図である。
【図４】軌道上に障害物が存在する可能性がある領域の説明図である。
【図５】軌道に障害物が存在する場合の説明図である。
【図６】仮位置の説明図である。
【図７】仮位置の設定範囲の説明図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）は仮位置を用いて提案手法１で算出した修正軌道の一例、他の例の説明図である。
【図９】仮位置を用いて提案手法２で算出した修正軌道の一例の説明図である。
【図１０】仮位置を用いて提案手法２で算出した修正軌道の他の例の説明図である。
【図１１】仮位置を用いて提案手法２で算出した修正軌道のさらに他の例の説明図である。
【図１２】図１の動作説明用のフローチャートである。
【図１３】（ａ）、（ｂ）は従来の軌道計算の一例の説明図である。
【図１４】従来の軌道計算の他の例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の一実施形態について、図１〜図１２を参照して説明する。
【００２４】
図１に示す本実施形態の目標軌道算出装置は、車両１に搭載されて車両１の前方及び後方を撮影可能なカメラ撮影部２と、ドライバの操作を受け付ける操作入力部３と、自動駐車等の後退するシーンでは基本的にカメラ撮影部２の後方の撮影画像をタッチパネル表示器（図示せず）に画面表示してドライバのタッチ操作で指定された自車後方の駐車目標位置、障害物位置を認識する位置認識部４と、カメラ撮影部２の撮影画像及び位置認識部４の駐車目標位置認識部４ａ、障害物位置認識部４ｂの認識結果に基づき、目標軌道や修正軌道を算出する軌道計算部５と、軌道計算部５の計算結果に基づき制動制御、操舵制御、警報制御それぞれを行なう制動制御部６、操舵制御部７、警報制御部８を備える。なお、各部３〜８はマイクロコンピュータのＥＣＵで形成され、それぞれ設定されたプログラムにしたがって動作し、カメラ撮影部２、位置認識部４は、本発明の検出手段を形成し、軌道計算部５は本発明の修正軌道算出手段を形成する。
【００２５】
そして、カメラ撮影部２は、夜間等の周囲環境が暗いシーンにおける後方撮影時には、例えば所定の照明を作動して自車１の後方を撮影し、夜間等の周囲環境が暗いシーンにおける前方撮影時には、ヘッドランプを照明として自車１の前記後方を撮影し、毎フイールドに最新の撮影画像を位置認識部４、軌道計算部５に送る。
【００２６】
カメラ撮影部２の撮影画像を取り込んだ位置認識部４は、ダッシュボードのタッチパネル表示器の液晶画面に撮影画像を表示する。この撮影画像は、自車１が後退するシーンでは後方の撮影画像であり、自車１が前進するシーンでは前方の撮影画像である。そして、例えば自車１が後退する自動駐車の場合、後方の撮影画像の液晶画面を見たドライバが、画面に写っている後方の目標駐車位置及び障害物（信号機、壁等の静止物体及び、２輪車等の移動物体を含む）αを指定し、その指定情報が操作部３から入力されると、駐車目標位置認識部４ａ、障害物位置認識部４ｂの周知の画像処理により、目標駐車位置、障害物αを検出してカメラ撮影部２の位置に対する相対的な目標駐車位置、障害物位置を算出し、目標駐車位置、障害物位置の相対位置の情報を軌道計算部５に送る。なお、目標駐車位置、障害物位置の情報は、ドライバの再指定や自動駐車の完了があるまで、軌道計算部５に有効なものとして保持される。
【００２７】
そして、軌道計算部５はつぎに説明するようにして、自動駐車の制御に必要な目標軌道Ｔｉ又は修正軌道Ｔｊ、Ｔｋを算出し、算出結果に基づき、必要な制動、操舵の制御を制動制御部６、操舵制御部７に指令する。障害物αを回避できないときは、自動駐車の制御を行わず、その旨の警報発生を警報制御部８に指令する。
【００２８】
＜軌道計算部５の軌道計算処理＞
軌道計算部５においては、初期の軌道計画には前記した従来手法１を採用し、それによって得られた目標軌道Ｔｉ上に障害物αがある場合に目標軌道Ｔｉを修正して障害物αを回避する。
【００２９】
ところで、車両１が開始位置Ｐ１の後ろの前進方向に向かって左側にある駐車の目標位置Ｐ２に後退走行して車庫入れを行なう駐車を「左バック駐車」、開始位置Ｐ１から進行方向に向かって右側にある駐車目標位置Ｐ２＊に後退走行して車庫入れを行なう駐車を「右バック駐車」とすると、図２（ａ）が「左バック駐車」、同図（ｂ）が「右バック駐車」である。図２（ａ）、（ｂ）において、車両１は矢印線方向が前進方向であり、開始位置Ｐ１と目標位置Ｐ２、Ｐ２＊を結ぶ太い実線が従来手法１で得られる目標軌道Ｔｉ（図（ｂ）の接線Ｔ１に相当）である。
【００３０】
本発明は、「左バック駐車」、「右バック駐車」のいずれの自動駐車にも適用できるが、いずれか一方の自動駐車の場合について説明すれば、他方の自動駐車については、旋回の向きが逆になるだけであり、同様に制御できることが容易に分かる。そこで、本実施形態においては、「左バック駐車」について説明する。
【００３１】
まず、障害物αの位置によって最適な回避軌道が異なるため、軌道計算部５は、障害物の位置別に回避方法を分類して記憶し、障害物αの位置の分類に応じて修正軌道の算出等を行なう。
【００３２】
すなわち、軌道計算部５は、まず、前記したように従来手法１で目標軌道Ｔｉを計算する。具体的には、図２（ａ）の「左バック駐車」で車庫入れの駐車を行なう場合、はじめに、図２（ａ）の向きに開始位置Ｐ１に止まっている車両１について、車幅方向中央を通る直線と左右の後輪を通る直線の交点で接する２接円（半径の長さは、例えば車両１の最小回転半径）を、開始位置（車両１の現在位置）Ｐ１の旋回側とその反対側の両側に描いて作成する。つぎに、開始位置Ｐ１の後方の紙面上下方向の向きの駐車目標位置Ｐ２について、開始位置Ｐ１での作図手法と同様の手法で２接円（半径の長さは、例えば車両１の最小回転半径）を、目標位置Ｐ２の両側に描いて作成する。そして、作成した４つの接円についての図１３（ｂ）の接線Ｔ１〜Ｔ４のような４本の接線を作成し、そのうちの切返しなく開始位置Ｐ１から目標位置Ｐ２に移動できる、開始位置Ｐ１、目標位置Ｐ２それぞれの旋回側に描いた円に接する接線（直線）を目標軌道Ｔｉに選択する。
【００３３】
そして、目標軌道Ｔｉに沿って車両１が旋回しながら後退する状態をシミュレーションして、自車１の軌道と障害物αとの当たり（重なり）の判定を行う。このとき、目標軌道Ｔｉの軌道幅内に障害物αがなく、自車１が障害物αに全く当たらなければ、目標軌道Ｔｉを自動駐車の軌道に決定する。
【００３４】
一方、目標軌道Ｔｉの軌道幅内に障害物αがあり、自車１が障害物αに接触して当たると判定した場合は、軌道計算部５は、障害物αが存在する領域に応じた軌道計画の修正を行う。
【００３５】
障害物αの位置の分類について説明すると、本実施形態の場合、最初の軌道計算では従来手法１を用いるため、回転半径一定の円が２つ（ともに最小回転半径の円）と直線（接線）との組み合わせで目標軌道Ｔｉが決まる。
【００３６】
そして、「左バック駐車」だけでなく「右バック駐車」も考慮すると、目標位置Ｐ２に到達する際、車両１は左旋回、右旋回、直進のいずれかの後退で移動する可能性がある。図３はこれらの場合の軌道Ｔｌ、Ｔｓ、Ｔｒを模式的に示し、図４はそれらの軌道Ｔｌ、Ｔｓ、Ｔｒを軌道幅（概ね車幅に相当）を考慮した幅の斜線部で拡大して示し、障害物αが存在する可能性がある領域は軌道Ｔｌ、Ｔｓ、Ｔｒの内外の○印を付した１〜９の数字の各領域である。
【００３７】
図４の○印を付した１、３、４、５、６、７の領域は軌道Ｔｌ、Ｔｓ、Ｔｒ内の領域であって、これらの領域に障害物αがあれば、車両１と障害物αが確実に接触する。図４の○印を付した９の領域の障害物αについては車両１が接触することはない。図４の○印を付した２、８の領域の障害物αについては、その位置によって車両１が接触する可能性がある。
【００３８】
そして、「左バック駐車」で車庫入れの駐車を行なう本実施例の場合、右旋回することはないので、車両１は、図４の○印を付した９の領域及び７、８の領域にある障害物αと接触することはなく、１、２、３、４、５、６の領域にある障害物αとのみ接触する可能性があり、軌道計算部５は、これらの場合に自車１が障害物αに接触して当たると判定する。
【００３９】
（障害物αが図４の○印を付した１の領域にある場合）
図５は障害物αが図４の○印を付した１の領域にある場合の例を示し、この例の場合、最初の従来手法１の軌道計算によって得られた目標軌道Ｔｉの１の領域に障害物αが存在する。図５においては、円Ｃ１、Ｃ１１、Ｃ１２それぞれに同心状に車幅分大きな円も描き、目標軌道Ｔｉを軌道幅（概ね車両１の車幅）を示す２本の実線で示している。
【００４０】
そして、自車１が障害物αに接触して当たると判定した軌道計算部５は、図６に示すように、駐車目標位置Ｐ２の前方の延長線上に、障害物αにかからないように仮の目標位置としての本発明の仮位置Ｐ３を設定し、仮位置Ｐ３を経由する修正軌道Ｔｊを算出して障害物αを回避する。この手法を提案手法１として、以下にさらに具体的に説明する。
【００４１】
図６は提案手法１の仮位置Ｐ３に基づく修正軌道Ｔｊを示し、仮位置Ｐ３は、そこから真直ぐ後退すれば目標位置Ｐ２に到達できる目標位置Ｐ２の前方の延長線上の位置である。同図に示すように紙面の左右方向をＸ方向、紙面の上下方向をＹ方向とすると、仮位置Ｐ３は、駐車目標位置Ｐ２からＹ方向に設定された一定距離ずつずらして設定され、設定される都度、車両１が現在停止している開始位置Ｐ１から仮位置Ｐ３に至る修正軌道Ｔｊを、仮位置Ｐ３を目標位置Ｐ２として、従来手法１により、仮位置Ｐ３の旋回側に描いた円の円弧と、開始位置Ｐ１の旋回側に描いた円Ｃ１の円弧と、両円に接する直線とから算出して求め、その軌道Ｔｊ内に障害物αがあるか否か、すなわち、障害物αを回避可能か否かを判定し、回避可能であればその修正軌道Ｔｊを目標軌道Ｔｉに代わる軌道に決定する。
【００４２】
なお、仮位置Ｐ３を設定できる範囲は限定される。そして、限定された範囲内で仮位置Ｐ３をずらしても障害物αを回避できない場合は、提案手法１では障害物αを回避できないので自動駐車の制御を行なわず、その旨の警報を警報制御部６から発生する。
【００４３】
図７は仮位置Ｐ３を設定できる範囲を示す。同図に示すように開始位置Ｐ１から真直ぐに直進後退する車両１の車幅の間隔の軌道線Ｍ１、Ｍ２を求める。つぎに、真直ぐに後退して目標位置Ｐ２に到達できる、同様の間隔の軌道線Ｍ３、Ｍ４を求める。円Ｃ１を軌道線Ｍ２に沿って仮位置Ｐ３方向にずらして軌道線Ｍ２、Ｍ３と接する位置に円Ｃ１と同じ大きさの円Ｃ３を配置する。このとき生じる円Ｃ３と軌道線Ｍ３の接点Ａが車両１の後輪軸上になる位置まで、換言すれば、Ａ点がＹ方向に円Ｃ１の開始位置Ｐ１の接点と同じ位置になるまで、仮位置Ｐ３をＹ方向にずらすことができる。そして、この限界の位置から目標位置Ｐ２までの範囲が、仮位置Ｐ３の設定可能な範囲であり、仮位置Ｐ３は、Ｙ方向に開始位置Ｐ１より駐車目標位置Ｐ２寄りに設定される。そうしないと、切返しや旋回方向の変更が必要になって制御が複雑になるからである。
【００４４】
（障害物αが図５の○印を付した２の領域にある場合）
図８（ａ）、（ｂ）は、障害物αが図５の○印を付した２の領域にある場合の例それぞれを示す。図８（ａ）の例は、障害物αの位置の駐車目標位置Ｐ２からのＹ方向のずれが大きくなく、提案手法１で回避できる場合であり、図８（ｂ）の例は、障害物αの位置が駐車目標位置Ｐ２からＹ方向に比較的大きくずれていて提案手法１では回避できない場合である。
【００４５】
そこで、障害物αが図５の○印を付した２の領域にある場合、軌道計算部５は、まず、提案手法１の軌道修正を試み、修正軌道Ｔｊによって障害物αを回避できるか否かを判定する。その間に回避できるとする判定が発生すると、その修正軌道Ｔｊを自動駐車の軌道に決定する（図８（ａ）の場合）。一方、提案手法１の軌道修正を試みて障害物αを回避できないと判定すると（図８（ｂ）の場合）、つぎに説明する提案手法２によって修正軌道Ｔｋを作成し、修正軌道Ｔｋによって障害物αを回避できるか否かを判定する。
【００４６】
図９は提案手法２の仮の目標位置Ｐ４に基づく修正軌道Ｔｋを示し、提案手法２では同図に示すように、開始位置Ｐ１の前方の延長線上に仮位置Ｐ４を設定する。この場合、自車１が前進するシーンでは、カメラ撮影部２の前方の撮影画像が取り込まれれ、位置認識部４がダッシュボードのタッチパネル表示器の液晶画面に前方の撮影画像を表示する。また、仮位置Ｐ４は、開始位置Ｐ１から車両１を前進方向に一定距離ずつずらして設定され、設定される都度、仮位置Ｐ４から目標位置Ｐ２までの修正軌道Ｔｋを、仮位置Ｐ４を開始位置Ｐ１とし、従来手法１により仮位置Ｐ４の旋回側に描いた円Ｃ４の円弧と、目標位置Ｐ２の旋回側に描いた円Ｃ１１の円弧と、両円Ｃ４、Ｃ１１に接する直線とから算出して求め、その軌道Ｔｋによって障害物αを回避可能か否かを判定し、回避可能であれば、修正軌道Ｔｋを目標軌道Ｔｉに代わる軌道に決定する。
【００４７】
なお、仮位置Ｐ４は、例えばカメラ撮影部２の前方の撮影画像をみてドライバが指定した他の障害物βに接触しない範囲で前進方向に一定距離ずつずらして開始位置Ｐ１の延長線上に設定すことができ、その範囲で障害物αを回避できない場合は、提案手法２では障害物αを回避できないので自動駐車の制御を行なわず、その旨の警報を警報制御部６から発生する。
【００４８】
（障害物αが図５の○印を付した５の領域にある場合）
図１０は障害物αが図５の○印を付した５の領域にある場合の例を示し、この例の場合も最初の従来手法１の軌道計算によって得られた目標軌道Ｔｉ内に障害物αが存在するので、軌道計算部５は、まず、提案手法１の軌道修正を試み、修正軌道Ｔｊによって障害物αを回避できるか否かを判定する。回避できると判定すれば、その修正軌道Ｔｊに決定し、する。一方、提案手法１を試みても障害物αを回避できないと判定すると、この例の場合も提案手法２によって修正軌道Ｔｋを作成し、修正軌道Ｔｋによって障害物αを回避できるか否かを判定する。
【００４９】
図１１は前記５の領域の障害物αが回避できる修正軌道Ｔｋの例を示し、修正軌道Ｔｋによって障害物αを回避可能であれば、その修正軌道Ｔｋを目標軌道Ｔｊに代わる軌道に決定する。
【００５０】
（障害物αが図５の○印を付した３，４の領域にある場合）
この場合は、障害物αが目標駐車位置Ｐ２の前方近傍の開始位置Ｐ１寄りの位置に存在し、提案手法１、２の修正軌道Ｔｊ、Ｔｋのいずれによっても障害物αを回避できない。そこで、自動駐車の制御を行なわず、その旨の警報を警報制御部６から発生する。
【００５１】
そして、軌道計算部５の上記した軌道計算に基づき、修正軌道Ｔｊ、Ｔｋによって障害物αを回避可能な場合、自動駐車の制御により、制動制御部６による制動、操舵制御部７の旋回制御により、修正軌道Ｔｊ、Ｔｋに沿うように車両１を旋回しつつ後退移動し、切返しなく、障害物αを回避して車両１を目標位置Ｐ２に移動して駐車する。
【００５２】
図１２は本実施形態の目標軌道算出装置の上記した自動駐車の制御手順を示し、まず、軌道計算部５は、ドライバによって指定された駐車目標位置Ｐ２、障害物αの位置を取り込む（ステップＳ１，Ｓ２）。つぎに、従来手法１で目標軌道Ｔｉを計算する（ステップＳ３）。計算した目標軌道Ｔｉに沿って車両１が移動すれば車両１が障害物αと接触するか否かを判定する（ステップＳ４）。
【００５３】
接触しないと予想すれば、ステップＳ４をＮＯで通過し、ステップＳ５に移行して自動駐車の制御軌道を目標軌道Ｔｉに決定し、制動制御部６、操舵制御部７により、決定した目標軌道Ｔｉに沿って自車１を移動し、目標駐車位置Ｐ２に自動駐車制御する（ステップＳ６）。一方、目標軌道Ｔｉに沿って車両１が移動すると車両１が障害物αと接触すると予想される場合は、ステップＳ４をＹＥＳで通過してステップＳ７に移行し、ステップＳ７により提案手法１、２で修正軌道Ｔｊ、Ｔｋを計算し、計算した修正軌道Ｔｊ、Ｔｋに沿って車両１が移動すると、障害物αを回避できるか否かを判定する（ステップＳ８）。
【００５４】
回避できると予想すれば、ステップ８をＹＥＳで通過し、ステップＳ９に移行して自動駐車の制御軌道を修正軌道Ｔｊ、Ｔｋに決定し、ステップＳ６により、決定した修正軌道Ｔｊ、Ｔｋに沿って障害物αを回避して自車１を移動し、目標駐車位置Ｐ２に自動駐車制御する。
【００５５】
回避できないと予想すれば、ステップ８をＮＯで通過し、自動駐車の制御を中止し、警報制御部８により目標駐車位置Ｐ２に駐車不可であることをドライバに報知する（ステップＳ１０）。
【００５６】
したがって、本実施形態の場合、直線と円弧を用いた簡単な軌道計画手法で障害物αを回避した軌道を求め、障害物αを回避した自動駐車を実現することができる。
【００５７】
そして、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能であり、例えば、本発明は「右バック駐車」の自動駐車にも適用することができ、この場合は、図５の○印を付した１，２の領域に代えて７、８の領域を対象とし、提案手法１、２と同様にして修正軌道を算出すればよい。また、本発明は、車庫入れの自動駐車の制御だけでなく、例えば車両１が前進走行で旋回しながら開始位置から目標位置に移動するような自動運転制御にも適用することができる。
【００５８】
つぎに、検出手段はレーダ等であってもよく、軌道計算部５等の構成はどのようであってもよい。また、目標位置Ｐ２はドライバが指定する代わりに、車外の装置から通信で提供される構成であってもよく、障害物αの位置は、同様に車外の装置から通信で提供される構成あるいは車両１に周知の障害物検出装置を搭載して自動検出する構成であってもよい。
【００５９】
そして、本発明は種々の車両の目標軌道の算出に適用することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１ 車両
５ 軌道計算部
Ｐ１ 開始位置
Ｐ２ 目標位置
Ｐ３、Ｐ４ 仮位置
Ｔｉ 目標軌道
Ｔｊ、Ｔｋ 修正軌道
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動駐車等の車両の目標軌道を算出する目標軌道算出装置に関し、詳しくは、障害物を回避した目標軌道の算出に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、とくに高齢者や初心者などに望まれる車両の制御システムとして自動駐車システムがある。この自動駐車システムにおいては、目標軌道に沿って車両を移動するため、自車の目標軌道をどのような軌道計画にしたがって求めるかが重要である。
【０００３】
そして、自動駐車の車庫入れの軌道計画手法として、従来、以下に説明する２種類の「直線と円弧を用いた軌道計画手法」（以下、これらの軌道計画手法を従来手法１、２という）が提案されている（例えば、特許文献１及び非特許文献１、２参照）。
【０００４】
従来手法１、２の軌道計画手法について説明すると、従来手法１、２においては、前提として、カメラ、レーダのようなセンサの検出やドライバの操作入力等により、少なくとも現在の車両位置（開始位置）からの駐車の目標位置の相対位置データが既知であることを前提とする。また、目標軌道は切返しを極力行なわないように設定される。
【０００５】
（従来手法１）
そして、従来手法１について説明すると、従来手法１は車両の両側に円を描いて目標軌道Ｔｉを求める２円軌道モデルの軌道計画手法である。
【０００６】
図１３（ａ）は車庫入れの自動駐車を行なう際の従来手法１の軌道計画の説明図であり、車両１００が指定された開始位置（現在位置）Ｐ１から駐車の目標位置Ｐ２に旋回しながら後退して駐車する車庫入れ場合、従来手法１においては、作図処理において、はじめに、矢印線に示すように紙面左右方向を前後方向とする向きに開始位置Ｐ１に止まっている車両１００について、車幅方向中央を通る直線Ｌ１を引き、さらに、左右の後輪を通る直線Ｌ２を引く。そして、直線Ｌ１、Ｌ２の交点で接する直線Ｌ１の２接円（半径の長さは、任意であってよいが、ここでは車両１００の最小回転半径とする）Ｃ１、Ｃ２を、車両１００の両側（旋回側とその反対側）に描いて作成する。
【０００７】
つぎに、紙面上下方向を前後方向とする向きの目標位置Ｐ２について、上記の開始位置Ｐ１での作図手法と同様の手法で直線Ｌ１に対応する直線Ｌ１１の２接円（半径の長さは、車両１００の最小回転半径以上であれば任意の長さであってよいが、ここでは車両１００の最小回転半径の長さとする）Ｃ１１、Ｃ１２を、両側（車両１００の旋回側とその反対側）に描いて作成する。
【０００８】
つぎに、作成した４つの接円Ｃ１、Ｃ２、Ｃ１１、Ｃ１２について、開始位置Ｐ１の接円Ｃ１、Ｃ２と目標位置Ｐ２の接円Ｃ１１、Ｃ１２とを結ぶ図１３（ｂ）の４本の接線Ｔ１〜Ｔ４を作成し、そのうちの切返しなく開始位置Ｐ１から目標位置Ｐ２に移動できる最短経路の接線Ｔ１、すなわち、開始位置Ｐ１、目標位置Ｐ２それぞれの旋回側に描いた円Ｃ１、Ｃ１１に接する接線（直線）Ｔ１を車両１００の車庫入れの目標軌道Ｔｉに選択して決定する。
【０００９】
図１３（ｂ）は求められた目標軌道Ｔｉを示し、車庫入れの目標軌道Ｔｉに選択して決定された接線Ｔ１を、残りの接線Ｔ２〜ｔ４より太くしている。
【００１０】
（従来手法２）
つぎに、従来手法２について説明すると、従来手法２は車両１００の旋回側に１円を描いて目標軌道Ｔｉ＊を求める１円軌道モデルの軌道計画手法である。
【００１１】
図１４は前記２円軌道モデルの場合と同様に車両１００が開始位置（現在位置）Ｐ１から目標位置Ｐ２に旋回しながら後退して車庫入れの駐車を行なう場合の軌道計画の説明図であり、作図処理において、開始位置Ｐ１の車両１００の車幅方向中央を通る紙面左右方向の直線Ｌ１を引き、目標位置Ｐ２の車幅方向中央を通る紙面上下方向の直線Ｌ１１も引く。さらに、２つの直線Ｌ１、Ｌ１１に接する１つの円（半径の長さは、車両１００の最小回転半径以上であれば任意の長さであってよいが、ここでは車両１００の最小回転半径の長さとする）Ｃ３を作成する。そして、直線Ｌ１の一部、円Ｃ３の円弧、直線Ｌ２の一部の組み合わせからなる図１４の太線を車庫入れの目標軌道Ｔｉ＊に決定する。
【００１２】
そして、従来手法１、２によって決定された目標軌道Ｔｉ、Ｔｉ＊に沿って車両１００の走行、操舵を制御し、車両１００を旋回しながら後退移動することで、車両１００を自動的に開始位置Ｐ１から目標位置Ｐ２に移動して自動駐車を実現することが可能になる。なお、走行距離の短縮や制御のし易さ等を考慮すると、従来手法１（２円軌道モデル）によって決定する目標軌道Ｔｉが、従来手法２（１円軌道モデル）によって決定する目標軌道Ｔｉ＊より優れている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００８−２９６６３８号公報
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】辻澤 隆彦、“自動パーキングのための経路生成方法の提案”、日本機械学会論文集（Ｃ編）７３巻７２９号（２００７−５）、論文Ｎｏ．０６−７０４３
【非特許文献２】ダオ ミン クアン、外２名、“自動車の自動駐車技術の実用化に関する研究”計測自動制御学会論文集、Ｖｏｌ．４２、Ｎｏ７、７６５／７７４（２００６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
前記した従来手法１、２により目標軌道Ｔｉ、Ｔｉ＊を求める目標軌道算出装置を車両１００に搭載した場合、従来手法１、２で求められる目標軌道Ｔｉ、Ｔｉ＊は障害物を考慮していないので、目標軌道Ｔｉ、Ｔｉ＊上の障害物を回避して車庫入れの自動駐車を実現することができない。
【００１６】
そして、自動駐車の場合だけでなく、目標軌道Ｔｉ、Ｔｉ＊に沿って車両１００を旋回しながら前進、後退して開始位置Ｐ１から目標位置Ｐ２のような種々の目標位置に自動制御する場合には、障害物を回避して目標軌道を決定することが望まれるが、従来手法１、２のような直線と円弧を用いた簡単な軌道計画手法で障害物を回避した目標軌道を求める構成は発明されていない。
【００１７】
本発明は、直線と円弧を用いた簡単な軌道計画手法で障害物を回避した目標軌道を求める構成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】
【００１８】
上記した目的を達成するために、本発明の目標軌道算出装置は、指定された開始位置から目標位置に旋回しながら移動する車両の目標軌道を、前記開始位置、前記目標位置それぞれの旋回側に描いた円の弧と該両円に接する直線とから算出する２円軌道モデルの目標軌道算出装置であって、前記車両の周囲の障害物を検出する検出手段と、前記障害物が前記目標軌道に存在する場合に、前記開始位置、前記目標位置のいずれか一方の延長線上に仮位置を設け、前記仮位置の旋回側に描いた円の円弧と、前記開始位置、前記目標位置のいずれか他方の旋回側に描いた円の円弧と、該両円に接する直線とから、前記目標軌道として前記障害物を回避する修正軌道を算出する修正軌道算出手段を備えたことを特徴としている（請求項１）。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に記載の本発明の目標軌道算出装置によれば、従来手法１（１円軌道モデルの軌道計画手法）で目標軌道を決定すると、その軌道上に障害物が存在することになる場合に、修正軌道算出手段により、例えば目標位置の延長線上に仮位置を設け、開始位置と仮位置の円の円弧及び両円の接線の直線により、障害物を回避するように修正された修正軌道（修正された目標軌道）を算出して決定することができる。
【００２０】
そして、修正軌道に沿って車両を開始位置から目標位置に旋回して移動すると、障害物を回避して車両を自動駐車できる。
【００２１】
したがって、直線と円弧を用いた簡単な軌道計画手法で障害物を回避した軌道を求め、障害物を回避した自動駐車等を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の目標軌道算出装置の一実施形態のブロック図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は左バック駐車、右バック駐車の説明図である。
【図３】目標位置に駐車した状態の説明図である。
【図４】軌道上に障害物が存在する可能性がある領域の説明図である。
【図５】軌道に障害物が存在する場合の説明図である。
【図６】仮位置の説明図である。
【図７】仮位置の設定範囲の説明図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）は仮位置を用いて提案手法１で算出した修正軌道の一例、他の例の説明図である。
【図９】仮位置を用いて提案手法２で算出した修正軌道の一例の説明図である。
【図１０】仮位置を用いて提案手法２で算出した修正軌道の他の例の説明図である。
【図１１】仮位置を用いて提案手法２で算出した修正軌道のさらに他の例の説明図である。
【図１２】図１の動作説明用のフローチャートである。
【図１３】（ａ）、（ｂ）は従来の軌道計算の一例の説明図である。
【図１４】従来の軌道計算の他の例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の一実施形態について、図１〜図１２を参照して説明する。
【００２４】
図１に示す本実施形態の目標軌道算出装置は、車両１に搭載されて車両１の前方及び後方を撮影可能なカメラ撮影部２と、ドライバの操作を受け付ける操作入力部３と、自動駐車等の後退するシーンでは基本的にカメラ撮影部２の後方の撮影画像をタッチパネル表示器（図示せず）に画面表示してドライバのタッチ操作で指定された自車後方の駐車目標位置、障害物位置を認識する位置認識部４と、カメラ撮影部２の撮影画像及び位置認識部４の駐車目標位置認識部４ａ、障害物位置認識部４ｂの認識結果に基づき、目標軌道や修正軌道を算出する軌道計算部５と、軌道計算部５の計算結果に基づき制動制御、操舵制御、警報制御それぞれを行なう制動制御部６、操舵制御部７、警報制御部８を備える。なお、各部３〜８はマイクロコンピュータのＥＣＵで形成され、それぞれ設定されたプログラムにしたがって動作し、カメラ撮影部２、位置認識部４は、本発明の検出手段を形成し、軌道計算部５は本発明の修正軌道算出手段を形成する。
【００２５】
そして、カメラ撮影部２は、夜間等の周囲環境が暗いシーンにおける後方撮影時には、例えば所定の照明を作動して自車１の後方を撮影し、夜間等の周囲環境が暗いシーンにおける前方撮影時には、ヘッドランプを照明として自車１の前記後方を撮影し、毎フイールドに最新の撮影画像を位置認識部４、軌道計算部５に送る。
【００２６】
カメラ撮影部２の撮影画像を取り込んだ位置認識部４は、ダッシュボードのタッチパネル表示器の液晶画面に撮影画像を表示する。この撮影画像は、自車１が後退するシーンでは後方の撮影画像であり、自車１が前進するシーンでは前方の撮影画像である。そして、例えば自車１が後退する自動駐車の場合、後方の撮影画像の液晶画面を見たドライバが、画面に写っている後方の目標駐車位置及び障害物（信号機、壁等の静止物体及び、２輪車等の移動物体を含む）αを指定し、その指定情報が操作部３から入力されると、駐車目標位置認識部４ａ、障害物位置認識部４ｂの周知の画像処理により、目標駐車位置、障害物αを検出してカメラ撮影部２の位置に対する相対的な目標駐車位置、障害物位置を算出し、目標駐車位置、障害物位置の相対位置の情報を軌道計算部５に送る。なお、目標駐車位置、障害物位置の情報は、ドライバの再指定や自動駐車の完了があるまで、軌道計算部５に有効なものとして保持される。
【００２７】
そして、軌道計算部５はつぎに説明するようにして、自動駐車の制御に必要な目標軌道Ｔｉ又は修正軌道Ｔｊ、Ｔｋを算出し、算出結果に基づき、必要な制動、操舵の制御を制動制御部６、操舵制御部７に指令する。障害物αを回避できないときは、自動駐車の制御を行わず、その旨の警報発生を警報制御部８に指令する。
【００２８】
＜軌道計算部５の軌道計算処理＞
軌道計算部５においては、初期の軌道計画には前記した従来手法１を採用し、それによって得られた目標軌道Ｔｉ上に障害物αがある場合に目標軌道Ｔｉを修正して障害物αを回避する。
【００２９】
ところで、車両１が開始位置Ｐ１の後ろの前進方向に向かって左側にある駐車の目標位置Ｐ２に後退走行して車庫入れを行なう駐車を「左バック駐車」、開始位置Ｐ１から進行方向に向かって右側にある駐車目標位置Ｐ２＊に後退走行して車庫入れを行なう駐車を「右バック駐車」とすると、図２（ａ）が「左バック駐車」、同図（ｂ）が「右バック駐車」である。図２（ａ）、（ｂ）において、車両１は矢印線方向が前進方向であり、開始位置Ｐ１と目標位置Ｐ２、Ｐ２＊を結ぶ太い実線が従来手法１で得られる目標軌道Ｔｉ（図（ｂ）の接線Ｔ１に相当）である。
【００３０】
本発明は、「左バック駐車」、「右バック駐車」のいずれの自動駐車にも適用できるが、いずれか一方の自動駐車の場合について説明すれば、他方の自動駐車については、旋回の向きが逆になるだけであり、同様に制御できることが容易に分かる。そこで、本実施形態においては、「左バック駐車」について説明する。
【００３１】
まず、障害物αの位置によって最適な回避軌道が異なるため、軌道計算部５は、障害物の位置別に回避方法を分類して記憶し、障害物αの位置の分類に応じて修正軌道の算出等を行なう。
【００３２】
すなわち、軌道計算部５は、まず、前記したように従来手法１で目標軌道Ｔｉを計算する。具体的には、図２（ａ）の「左バック駐車」で車庫入れの駐車を行なう場合、はじめに、図２（ａ）の向きに開始位置Ｐ１に止まっている車両１について、車幅方向中央を通る直線と左右の後輪を通る直線の交点で接する２接円（半径の長さは、例えば車両１の最小回転半径）を、開始位置（車両１の現在位置）Ｐ１の旋回側とその反対側の両側に描いて作成する。つぎに、開始位置Ｐ１の後方の紙面上下方向の向きの駐車目標位置Ｐ２について、開始位置Ｐ１での作図手法と同様の手法で２接円（半径の長さは、例えば車両１の最小回転半径）を、目標位置Ｐ２の両側に描いて作成する。そして、作成した４つの接円についての図１３（ｂ）の接線Ｔ１〜Ｔ４のような４本の接線を作成し、そのうちの切返しなく開始位置Ｐ１から目標位置Ｐ２に移動できる、開始位置Ｐ１、目標位置Ｐ２それぞれの旋回側に描いた円に接する接線（直線）を目標軌道Ｔｉに選択する。
【００３３】
そして、目標軌道Ｔｉに沿って車両１が旋回しながら後退する状態をシミュレーションして、自車１の軌道と障害物αとの当たり（重なり）の判定を行う。このとき、目標軌道Ｔｉの軌道幅内に障害物αがなく、自車１が障害物αに全く当たらなければ、目標軌道Ｔｉを自動駐車の軌道に決定する。
【００３４】
一方、目標軌道Ｔｉの軌道幅内に障害物αがあり、自車１が障害物αに接触して当たると判定した場合は、軌道計算部５は、障害物αが存在する領域に応じた軌道計画の修正を行う。
【００３５】
障害物αの位置の分類について説明すると、本実施形態の場合、最初の軌道計算では従来手法１を用いるため、回転半径一定の円が２つ（ともに最小回転半径の円）と直線（接線）との組み合わせで目標軌道Ｔｉが決まる。
【００３６】
そして、「左バック駐車」だけでなく「右バック駐車」も考慮すると、目標位置Ｐ２に到達する際、車両１は左旋回、右旋回、直進のいずれかの後退で移動する可能性がある。図３はこれらの場合の軌道Ｔｌ、Ｔｓ、Ｔｒを模式的に示し、図４はそれらの軌道Ｔｌ、Ｔｓ、Ｔｒを軌道幅（概ね車幅に相当）を考慮した幅の斜線部で拡大して示し、障害物αが存在する可能性がある領域は軌道Ｔｌ、Ｔｓ、Ｔｒの内外の○印を付した１〜９の数字の各領域である。
【００３７】
図４の○印を付した１、３、４、５、６、７の領域は軌道Ｔｌ、Ｔｓ、Ｔｒ内の領域であって、これらの領域に障害物αがあれば、車両１と障害物αが確実に接触する。図４の○印を付した９の領域の障害物αについては車両１が接触することはない。図４の○印を付した２、８の領域の障害物αについては、その位置によって車両１が接触する可能性がある。
【００３８】
そして、「左バック駐車」で車庫入れの駐車を行なう本実施例の場合、右旋回することはないので、車両１は、図４の○印を付した９の領域及び７、８の領域にある障害物αと接触することはなく、１、２、３、４、５、６の領域にある障害物αとのみ接触する可能性があり、軌道計算部５は、これらの場合に自車１が障害物αに接触して当たると判定する。
【００３９】
（障害物αが図４の○印を付した１の領域にある場合）
図５は障害物αが図４の○印を付した１の領域にある場合の例を示し、この例の場合、最初の従来手法１の軌道計算によって得られた目標軌道Ｔｉの１の領域に障害物αが存在する。図５においては、円Ｃ１、Ｃ１１、Ｃ１２それぞれに同心状に車幅分大きな円も描き、目標軌道Ｔｉを軌道幅（概ね車両１の車幅）を示す２本の実線で示している。
【００４０】
そして、自車１が障害物αに接触して当たると判定した軌道計算部５は、図６に示すように、駐車目標位置Ｐ２の前方の延長線上に、障害物αにかからないように仮の目標位置としての本発明の仮位置Ｐ３を設定し、仮位置Ｐ３を経由する修正軌道Ｔｊを算出して障害物αを回避する。この手法を提案手法１として、以下にさらに具体的に説明する。
【００４１】
図６は提案手法１の仮位置Ｐ３に基づく修正軌道Ｔｊを示し、仮位置Ｐ３は、そこから真直ぐ後退すれば目標位置Ｐ２に到達できる目標位置Ｐ２の前方の延長線上の位置である。同図に示すように紙面の左右方向をＸ方向、紙面の上下方向をＹ方向とすると、仮位置Ｐ３は、駐車目標位置Ｐ２からＹ方向に設定された一定距離ずつずらして設定され、設定される都度、車両１が現在停止している開始位置Ｐ１から仮位置Ｐ３に至る修正軌道Ｔｊを、仮位置Ｐ３を目標位置Ｐ２として、従来手法１により、仮位置Ｐ３の旋回側に描いた円の円弧と、開始位置Ｐ１の旋回側に描いた円Ｃ１の円弧と、両円に接する直線とから算出して求め、その軌道Ｔｊ内に障害物αがあるか否か、すなわち、障害物αを回避可能か否かを判定し、回避可能であればその修正軌道Ｔｊを目標軌道Ｔｉに代わる軌道に決定する。
【００４２】
なお、仮位置Ｐ３を設定できる範囲は限定される。そして、限定された範囲内で仮位置Ｐ３をずらしても障害物αを回避できない場合は、提案手法１では障害物αを回避できないので自動駐車の制御を行なわず、その旨の警報を警報制御部６から発生する。
【００４３】
図７は仮位置Ｐ３を設定できる範囲を示す。同図に示すように開始位置Ｐ１から真直ぐに直進後退する車両１の車幅の間隔の軌道線Ｍ１、Ｍ２を求める。つぎに、真直ぐに後退して目標位置Ｐ２に到達できる、同様の間隔の軌道線Ｍ３、Ｍ４を求める。円Ｃ１を軌道線Ｍ２に沿って仮位置Ｐ３方向にずらして軌道線Ｍ２、Ｍ３と接する位置に円Ｃ１と同じ大きさの円Ｃ３を配置する。このとき生じる円Ｃ３と軌道線Ｍ３の接点Ａが車両１の後輪軸上になる位置まで、換言すれば、Ａ点がＹ方向に円Ｃ１の開始位置Ｐ１の接点と同じ位置になるまで、仮位置Ｐ３をＹ方向にずらすことができる。そして、この限界の位置から目標位置Ｐ２までの範囲が、仮位置Ｐ３の設定可能な範囲であり、仮位置Ｐ３は、Ｙ方向に開始位置Ｐ１より駐車目標位置Ｐ２寄りに設定される。そうしないと、切返しや旋回方向の変更が必要になって制御が複雑になるからである。
【００４４】
（障害物αが図５の○印を付した２の領域にある場合）
図８（ａ）、（ｂ）は、障害物αが図５の○印を付した２の領域にある場合の例それぞれを示す。図８（ａ）の例は、障害物αの位置の駐車目標位置Ｐ２からのＹ方向のずれが大きくなく、提案手法１で回避できる場合であり、図８（ｂ）の例は、障害物αの位置が駐車目標位置Ｐ２からＹ方向に比較的大きくずれていて提案手法１では回避できない場合である。
【００４５】
そこで、障害物αが図５の○印を付した２の領域にある場合、軌道計算部５は、まず、提案手法１の軌道修正を試み、修正軌道Ｔｊによって障害物αを回避できるか否かを判定する。その間に回避できるとする判定が発生すると、その修正軌道Ｔｊを自動駐車の軌道に決定する（図８（ａ）の場合）。一方、提案手法１の軌道修正を試みて障害物αを回避できないと判定すると（図８（ｂ）の場合）、つぎに説明する提案手法２によって修正軌道Ｔｋを作成し、修正軌道Ｔｋによって障害物αを回避できるか否かを判定する。
【００４６】
図９は提案手法２の仮の目標位置Ｐ４に基づく修正軌道Ｔｋを示し、提案手法２では同図に示すように、開始位置Ｐ１の前方の延長線上に仮位置Ｐ４を設定する。この場合、自車１が前進するシーンでは、カメラ撮影部２の前方の撮影画像が取り込まれれ、位置認識部４がダッシュボードのタッチパネル表示器の液晶画面に前方の撮影画像を表示する。また、仮位置Ｐ４は、開始位置Ｐ１から車両１を前進方向に一定距離ずつずらして設定され、設定される都度、仮位置Ｐ４から目標位置Ｐ２までの修正軌道Ｔｋを、仮位置Ｐ４を開始位置Ｐ１とし、従来手法１により仮位置Ｐ４の旋回側に描いた円Ｃ４の円弧と、目標位置Ｐ２の旋回側に描いた円Ｃ１１の円弧と、両円Ｃ４、Ｃ１１に接する直線とから算出して求め、その軌道Ｔｋによって障害物αを回避可能か否かを判定し、回避可能であれば、修正軌道Ｔｋを目標軌道Ｔｉに代わる軌道に決定する。
【００４７】
なお、仮位置Ｐ４は、例えばカメラ撮影部２の前方の撮影画像をみてドライバが指定した他の障害物βに接触しない範囲で前進方向に一定距離ずつずらして開始位置Ｐ１の延長線上に設定すことができ、その範囲で障害物αを回避できない場合は、提案手法２では障害物αを回避できないので自動駐車の制御を行なわず、その旨の警報を警報制御部６から発生する。
【００４８】
（障害物αが図５の○印を付した５の領域にある場合）
図１０は障害物αが図５の○印を付した５の領域にある場合の例を示し、この例の場合も最初の従来手法１の軌道計算によって得られた目標軌道Ｔｉ内に障害物αが存在するので、軌道計算部５は、まず、提案手法１の軌道修正を試み、修正軌道Ｔｊによって障害物αを回避できるか否かを判定する。回避できると判定すれば、その修正軌道Ｔｊに決定し、する。一方、提案手法１を試みても障害物αを回避できないと判定すると、この例の場合も提案手法２によって修正軌道Ｔｋを作成し、修正軌道Ｔｋによって障害物αを回避できるか否かを判定する。
【００４９】
図１１は前記５の領域の障害物αが回避できる修正軌道Ｔｋの例を示し、修正軌道Ｔｋによって障害物αを回避可能であれば、その修正軌道Ｔｋを目標軌道Ｔｊに代わる軌道に決定する。
【００５０】
（障害物αが図５の○印を付した３，４の領域にある場合）
この場合は、障害物αが目標駐車位置Ｐ２の前方近傍の開始位置Ｐ１寄りの位置に存在し、提案手法１、２の修正軌道Ｔｊ、Ｔｋのいずれによっても障害物αを回避できない。そこで、自動駐車の制御を行なわず、その旨の警報を警報制御部６から発生する。
【００５１】
そして、軌道計算部５の上記した軌道計算に基づき、修正軌道Ｔｊ、Ｔｋによって障害物αを回避可能な場合、自動駐車の制御により、制動制御部６による制動、操舵制御部７の旋回制御により、修正軌道Ｔｊ、Ｔｋに沿うように車両１を旋回しつつ後退移動し、切返しなく、障害物αを回避して車両１を目標位置Ｐ２に移動して駐車する。
【００５２】
図１２は本実施形態の目標軌道算出装置の上記した自動駐車の制御手順を示し、まず、軌道計算部５は、ドライバによって指定された駐車目標位置Ｐ２、障害物αの位置を取り込む（ステップＳ１，Ｓ２）。つぎに、従来手法１で目標軌道Ｔｉを計算する（ステップＳ３）。計算した目標軌道Ｔｉに沿って車両１が移動すれば車両１が障害物αと接触するか否かを判定する（ステップＳ４）。
【００５３】
接触しないと予想すれば、ステップＳ４をＮＯで通過し、ステップＳ５に移行して自動駐車の制御軌道を目標軌道Ｔｉに決定し、制動制御部６、操舵制御部７により、決定した目標軌道Ｔｉに沿って自車１を移動し、目標駐車位置Ｐ２に自動駐車制御する（ステップＳ６）。一方、目標軌道Ｔｉに沿って車両１が移動すると車両１が障害物αと接触すると予想される場合は、ステップＳ４をＹＥＳで通過してステップＳ７に移行し、ステップＳ７により提案手法１、２で修正軌道Ｔｊ、Ｔｋを計算し、計算した修正軌道Ｔｊ、Ｔｋに沿って車両１が移動すると、障害物αを回避できるか否かを判定する（ステップＳ８）。
【００５４】
回避できると予想すれば、ステップ８をＹＥＳで通過し、ステップＳ９に移行して自動駐車の制御軌道を修正軌道Ｔｊ、Ｔｋに決定し、ステップＳ６により、決定した修正軌道Ｔｊ、Ｔｋに沿って障害物αを回避して自車１を移動し、目標駐車位置Ｐ２に自動駐車制御する。
【００５５】
回避できないと予想すれば、ステップ８をＮＯで通過し、自動駐車の制御を中止し、警報制御部８により目標駐車位置Ｐ２に駐車不可であることをドライバに報知する（ステップＳ１０）。
【００５６】
したがって、本実施形態の場合、直線と円弧を用いた簡単な軌道計画手法で障害物αを回避した軌道を求め、障害物αを回避した自動駐車を実現することができる。
【００５７】
そして、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能であり、例えば、本発明は「右バック駐車」の自動駐車にも適用することができ、この場合は、図５の○印を付した１，２の領域に代えて７、８の領域を対象とし、提案手法１、２と同様にして修正軌道を算出すればよい。また、本発明は、車庫入れの自動駐車の制御だけでなく、例えば車両１が前進走行で旋回しながら開始位置から目標位置に移動するような自動運転制御にも適用することができる。
【００５８】
つぎに、検出手段はレーダ等であってもよく、軌道計算部５等の構成はどのようであってもよい。また、目標位置Ｐ２はドライバが指定する代わりに、車外の装置から通信で提供される構成であってもよく、障害物αの位置は、同様に車外の装置から通信で提供される構成あるいは車両１に周知の障害物検出装置を搭載して自動検出する構成であってもよい。
【００５９】
そして、本発明は種々の車両の目標軌道の算出に適用することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１ 車両
５ 軌道計算部
Ｐ１ 開始位置
Ｐ２ 目標位置
Ｐ３、Ｐ４ 仮位置
Ｔｉ 目標軌道
Ｔｊ、Ｔｋ 修正軌道
【特許請求の範囲】
【請求項１】
指定された開始位置から目標位置に旋回しながら移動する車両の目標軌道を、前記開始位置、前記目標位置それぞれの旋回側に描いた円の弧と該両円に接する直線とから算出する目標軌道算出装置であって、
前記車両の周囲の障害物を検出する検出手段と、
前記障害物が前記目標軌道に存在する場合に、前記開始位置、前記目標位置のいずれか一方の延長線上に仮位置を設け、前記仮位置の旋回側に描いた円の円弧と、前記開始位置、前記目標位置のいずれか他方の旋回側に描いた円の円弧と、該両円に接する直線とから、前記目標軌道として前記障害物を回避する修正軌道を算出する修正軌道算出手段を備えたことを特徴とする目標軌道算出装置。
【請求項１】
指定された開始位置から目標位置に旋回しながら移動する車両の目標軌道を、前記開始位置、前記目標位置それぞれの旋回側に描いた円の弧と該両円に接する直線とから算出する目標軌道算出装置であって、
前記車両の周囲の障害物を検出する検出手段と、
前記障害物が前記目標軌道に存在する場合に、前記開始位置、前記目標位置のいずれか一方の延長線上に仮位置を設け、前記仮位置の旋回側に描いた円の円弧と、前記開始位置、前記目標位置のいずれか他方の旋回側に描いた円の円弧と、該両円に接する直線とから、前記目標軌道として前記障害物を回避する修正軌道を算出する修正軌道算出手段を備えたことを特徴とする目標軌道算出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−４６１４３（Ｐ２０１２−４６１４３Ａ）
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９２２１５（Ｐ２０１０−１９２２１５）
【出願日】平成２２年８月３０日（２０１０．８．３０）
【出願人】（０００００２９６７）ダイハツ工業株式会社 (2,560)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月３０日（２０１０．８．３０）
【出願人】（０００００２９６７）ダイハツ工業株式会社 (2,560)
【Ｆターム（参考）】
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