停车位置设定装置及方法与流程

本发明涉及设定车辆的停车位置的停车位置设定装置及方法。

背景技术：

作为搭载于车辆上的驾驶辅助装置，已知有在生成目标路径时，将本车辆和其周边的障碍物接触的风险考虑在内的驾驶辅助装置(参照专利文献1)。在专利文献1记载的驾驶辅助装置中，在使本车辆在十字路口停车时，计算本车辆和其周边的障碍物的接触风险。

专利文献1：(日本)特开2011－96105号公报

但是，在专利文献1记载的驾驶辅助装置中，没有考虑在目标路径上停车的本车辆的姿态，存在本车辆在目标路径上以不符合情况的不适当的姿态停车的可能性。

技术实现要素：

本发明所要解决的课题在于，提供能够使本车辆在目标路径上以符合状况的姿态停车的停车位置设定装置及方法。

本发明通过生成本车辆的目标路径，检测在目标路径上存在的规定状况的停车位置，使本车辆在所述规定状况的停车位置停车时，将本车辆的目标停车位置设定为符合所述规定状况的车辆姿态，从而解决上述课题。

根据本发明，由于将本车辆的姿态考虑在内来设定本车辆的目标停车位置，故而起到能够使本车辆在目标路径上以符合状况的姿态停车的效果。

附图说明

图1是表示应用了本发明第一实施方式的停车位置设定装置及方法的车辆的硬件构成的图；

图2是图1的控制装置的功能块图；

图3是用于说明图2的标准动作生成/停车位置检测部的处理的流程图；

图4是表示图1的车辆横跨与本车道邻接的对向车道朝向目的地之前进行停车的状况的平面图；

图5是表示图1的车辆在十字路口右转弯之前进行停车的状况的平面图；

图6是表示图1的车辆在存在临时停车线的位置进行停车的状况的平面图；

图7是用于说明在图2的停车位置设定部执行的停车位置修正处理的流程图；

图8是用于说明在图2的停车位置设定部执行的停车位置修正处理的另一例的流程图；

图9是本发明第二实施方式的控制装置的功能块图。

标记说明

100：控制装置

101：标准动作生成/停车位置检测部

102：目标路径生成部

103：停车位置设定部

1031：前方停车位置生成部

1032：修正用评价函数设定部

1033：停车位置修正部

107：追踪特性检测部

12：外部信息识别部

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。以下的实施方式的车辆的停车位置设定装置，在按照通过驾驶员的输入而生成的目标路径对车辆进行自动驾驶或辅助驾驶的车辆行驶控制装置中，特别涉及对车辆的停车位置进行控制的停车位置设定装置。本实施方式的车辆的自动驾驶或辅助驾驶，按照驾驶员的输入开始控制，即使没有驾驶员的加速踏板操作、制动器操作及方向盘操作，也能够使车辆按照目标路径行驶。但是，当进行了驾驶员的加速踏板操作、制动器操作或方向盘操作时，该自动驾驶控制或辅助驾驶控制就停止或暂时中断，使驾驶员的各种操作优先。

《第一实施方式》

图1是表示应用了本发明第一实施方式的停车位置设定装置的车辆1的硬件构成的平面图。如该图所示，车辆1具备：gps(globalpositioningsystem)接收机2、导航单元3、车速传感器4、控制装置100、动力传动系控制器6、发动机·驱动系7、制动控制器8、制动器单元9、横摆率传感器10、加速度传感器11、摄像头12a、转向电机控制器13。

gps接收机2接收有关本车辆的绝对位置坐标(纬度、经度)的gps信号后，将接收信号发送给导航单元3及控制装置100。导航单元3具备地图数据库5(参照图2)、信息处理装置及显示装置。地图数据库5中还包含道路的形状或者坡度的信息。在该导航单元3中，当由乘员设定了目的地时，信息处理装置就设定从当前位置到目的地的行驶路线并在显示装置进行显示。另外，信息处理装置将行驶路线信息发送给控制装置100。

车速传感器4测量本车辆的车速并将测量信号发送给控制装置100。作为车速传感器4，可利用安装在车轮上的旋转编码器等。该旋转编码器基于与车轮的转速成比例地产生的脉冲信号而测量车速。

控制装置100为微处理器等集成电路，具备a/d转换电路、d/a转换电路、中央运算处理器(cpu、centralprocessingunit)、rom(readonlymemory)及ram(readaccessmemory)等。该控制装置100按照在rom中储存的程序对从加速踏板传感器或制动踏板传感器等传感器输入的信息进行处理，算出目标车速，将与目标车速对应的请求驱动力发送至动力传动系控制器6，同时，将与目标车速对应的请求制动力发送至制动控制器8。另外，控制装置100按照在rom中储存的程序对从转向角传感器输入的转向角度信息进行处理，算出目标转向角度，将与目标转向角度对应的转向量发送给转向电机控制器13。

动力传动系控制器6控制发动机·驱动系7，以实现从控制装置100发送的请求驱动力。此外，举出作为行驶驱动源仅具有发动机(内燃机)的车辆为例子，但也可以应用于仅将电动机作为行驶驱动源的电动汽车(包含燃料电池车)、或者将发动机和电动机的组合作为行驶驱动源的混合动力车等。

制动控制器8控制在车轮上设置的制动器单元9，以实现从控制装置100发送的请求制动力。转向电机控制器13控制转向机构的转向电机(省略图示)，以实现从控制装置100发送的目标转向角。该转向电机是安装在转向装置的柱轴上的转向装置促动器。

横摆率传感器10测量本车辆的横摆率并将测量信号向控制装置100输出。加速度传感器11测量本车辆的加速度并将测量信号向控制装置100输出。

摄像头12a例如是具备ccd等摄像元件的摄像装置，设置在本车辆的前部，对本车辆的前方进行拍摄，取得图像数据。后述的外部信息识别部12(参照图2)根据由摄像头12a取得的图像数据，通过图像处理算出本车辆前方的其他车辆或者路缘等物体的位置、或者其他车辆等移动体的速度等，并向控制装置100输出。

图2是控制装置100的功能块图。如该图所示，控制装置100具备标准动作生成/停车位置检测部101、目标路径生成部102、停车位置设定部103、目标速度生成部104、转向目标生成部105、目标速度修正部106。停车位置设定部103具备前方停车位置生成部1031、修正用评价函数设定部1032、停车位置修正部1033。在此，将包括前方停车位置生成部1031、目标路径生成部102、目标速度生成部104及转向目标生成部105的功能块称为目标路径等生成部110。

标准动作生成/停车位置检测部101、修正用评价函数设定部1032及目标路径等生成部110，从导航单元3输入行驶路线信息，从地图数据库5输入地图信息。另外，标准动作生成/停车位置检测部101及目标路径等生成部110从gps2输入本车辆的绝对位置信息，从车速传感器4输入本车辆的车速信息，从横摆率传感器10输入本车辆的横摆率信息，从加速度传感器11输入本车辆的加速度信息，从外部信息识别部12输入本车辆前方的其他车辆等物体的位置或者速度等信息。

标准动作生成/停车位置检测部101判定按照由导航单元3设定的行驶路线行驶的本车辆是否在规定位置停车，将作为判断结果的停车或通过作为标准动作，向目标路径等生成部110和修正用评价函数设定部1032输出。在此，作为规定位置，作为一例列举下述(1)～(3)等。

(1)如临时停车线那样在道路交通法规上需要停车的地点

(2)存在本车辆和其他车辆因本车辆的目标路径和其他车道交叉而产生干扰的可能性的地点(例如，横跨对向车道时或者在十字路口右转弯时的停车位置)

(3)人行横道等存在本车辆和行人等产生干扰的可能性的地点

图3是用于说明标准动作生成/停车位置检测部101的处理的流程图。首先，标准动作生成/停车位置检测部101查询地图数据库5，取得从本车辆到规定距离的行驶路线的信息(步骤s101)。在此，作为规定距离，只要设定数百米左右的距离即可，也可以使该距离以本车辆的速度越高距离越长的方式可变。

接着，标准动作生成/停车位置检测部101基于从地图数据库5取得的信息，判定从本车辆到上述规定距离是否存在上述规定位置(步骤s102)。在肯定判定的情况下，标准动作生成/停车位置检测部101将距本车辆最近的上述规定位置设定在上述规定位置(步骤s103)。在否定判定的情况下，结束处理并按照所设定的自动驾驶控制或辅助驾驶控制来执行行驶控制。

接着，标准动作生成/停车位置检测部101判定是否将本车辆停车在步骤s103中设定的规定位置(步骤s104)。本步骤中，如上述(1)的情况那样，只要在规定位置存在临时停车线，就必然为肯定判定，如上述(2)、(3)的情况那样不存在临时停车线而存在其他车辆或者行人等干扰对象的情况下，如下进行判定。

即，在上述(2)的情况下，标准动作生成/停车位置检测部101对本车辆到达存在干扰的可能性的地点的到达时间和其他车辆到达该地点的到达时间进行比较。此时，关于其他车辆的位置或速度，使用从外部信息识别部12输入的信息。比较的结果，到达时间之差为阈值以下的情况下，标准动作生成/停车位置检测部101做出肯定判定。在此，阈值设定为在本车辆横跨其他车道时，本车辆及其他车辆的乘员不会感到不安的程度的长度即可。

在上述(3)的情况下，当由外部信息识别部12识别到横穿本车辆的行驶路线的行人等时，标准动作生成/停车位置检测部101做出肯定判定。

接着，当在步骤s104中做出肯定判定的情况下，标准动作生成/停车位置检测部101将称为“停车”的标准动作和在步骤s103中设定的规定位置在地图数据上的坐标向目标路径等生成部110及修正用评价函数设定部1032输出(步骤s105)。另一方面，当在步骤s104中做出否定判定的情况下，标准动作生成/停车位置检测部101将称为“通过”的标准动作向目标路径等生成部110及修正用评价函数设定部1032输出(步骤s106)。

即，标准动作生成/停车位置检测部101具有检测由目标路径生成部102生成的目标路径上的规定状况的停车位置，并将其向目标路径生成部102及修正用评价函数设定部1032输出的功能。

图2所示的目标路径生成部102生成穿过由导航单元3设定的行驶路线的目标路径。目标路径的生成只要通过公知的方法来实施即可，例如，作为最优化问题进行解析即可，例如如下述式(1)那样设定评价函数即可。

[式1]

在此，上述式(1)右边的被积分式的第1项wuu(s)²是相对于输入的路径的曲率变化率u的罚函数，同样，第2项wkk(s)²是相对于输入的路径的曲率k的罚函数。l为路径的长度，例如为本车辆能够以当前的速度行驶数秒钟的长度等，只要设定得足够长即可。

此外，路径可通过将满足下述(3)的状况方程式及下述(4)的函数的下述式(2)进行解方程并进行积分而求得。

[式2]

p(x(s))＞0(4)

在此，x为状态矢量，以路径中的坐标(x，y)及行进方向的角度θ、曲率k为要素，由x＝(xyθk)^t构成。另外，上述式(4)的p(x(s))是表示用白线或者路缘等规定的边界与路径的距离的函数，作为用于不使路径从边界突出的制约条件来设定。

转向目标生成部105计算用于使本车辆追踪由目标路径生成部102生成的目标路径的转向目标，并向转向电机控制器13输出。在此，就转向目标的计算而言，例如通过使用了前方注视模式等的方法等公知的方法来实施即可。此外，所谓前方注视模式是指，假定驾驶员的操作量与偏离前方注视点的目标道路的前方偏差成正比的模式，在使用该模式的情况下，只要算出可进行使前方偏差收敛在0[m]的控制的目标值即可。

目标速度生成部104设定在由目标路径生成部102生成的目标路径中行驶的本车辆的目标速度vr。例如，目标速度vr只要基于下述式(5)，以目标路径上的各点的本车辆的横加速度和横摆率为阈值以下的方式来设定即可。

[式3]

在此，r是目标路径上的各点的曲率半径，aymax为加速度，ωmax为角速度。此外，也可以通过对由上述式(5)获得的目标速度vr加以坡度限制或者fir(finiteimpulseresponse)滤波等，使目标速度vr的波形平滑。

前方停车位置生成部1031将从标准动作生成/停车位置检测部101与作为标准动作的“停车”一同输出的上述规定位置(即，规定状况的停车位置)在地图数据上的坐标设定为前方停车位置。另一方面，当从标准动作生成/停车位置检测部101作为标准动作输出“通过”时，前方停车位置生成部1031在前方停车位置设定无效值。

在此，如图4所示，在横跨与本车道邻接的对向车道而朝向目的地的情况下，前方停车位置被设定在目标路径16与本车道和对向车道的边界线18的交点。另外，如图5所示，在十字路口右转弯的情况下，前方停车位置被设定在比目标路径16上的人行横道20更靠行进方向后方侧(从本车辆看为跟前侧)的位置。进而，如图6所示，在存在临时停车线22的情况下，前方停车位置被设定在临时停车线22的位置。

修正用评价函数设定部1032设定用于将上述前方停车位置修正为目标停车位置的评价函数。该评价函数根据使本车辆停车的上述规定位置的状况进行设定。例如，如图4所示，在横跨与本车道邻接的对向车道而朝向目的地的情况下，如下进行设定。

在该情况下，以减少本车辆和在对向车道上行驶的其他车辆产生干扰的风险为目的，设定使本车辆相对于本车道以平行的姿态停车的评价函数。例如，如下述式(6)所示地设定评价函数即可。

[式4]

f(x，y)＝|θt(x，y)-θl(x，y)|(6)

在此，θt(x，y)是目标路径上的地点(x，y)的法线矢量的方向，θl(x，y)是在边界线18上成为距上述地点(x，y)为最短距离的地点的法线矢量的方向。即，上述式(6)的值越小，本车辆与边界线18的平行度越高，评价函数的评价值越高。本实施方式的评价函数的评价值被定义为，车辆姿态越符合停车状况，评价函数的评价值越高，该情况下，可以说，本车辆与边界线18的平行度越高，越是符合停车情况的车辆姿态，因此，平行度越高，评价值越高。此外，θt(x，y)、θl(x，y)也可以代替法线矢量的方向，设定为与之成90°相位的切线矢量的方向。

停车位置修正部1033基于由修正用评价函数设定部1032设定的评价函数，将前方停车位置修正为比其靠后方侧的目标停车位置。

图7是用于说明停车位置修正处理的流程图。首先，前方停车位置生成部1031判定从标准动作生成/停车位置检测部101输入的前方停车位置是否不是无效值(步骤s201)。本步骤中，从标准动作生成/停车位置检测部101，作为标准动作输出“通过”时，做出否定判定。另一方面，从标准动作生成/停车位置检测部101，作为标准动作输出“停车”时，通过前方停车位置生成部1031在前方停车位置设定了上述规定位置的地图数据上的坐标时，做出肯定判定。

在步骤s201中做出了肯定判定时，前方停车位置生成部1031在使本车辆停车的地点(x，y)，作为初始值而设定前方停车位置(步骤s202)。接着，停车位置修正部1033计算上述式(6)的评价函数的评价值(步骤s203)。

接着，停车位置修正部1033判定步骤s203中计算的评价值是否为阈值θth以上(步骤s204)。然后，在步骤s204中做出肯定判定的情况下，停车位置修正部1033重新设定地点(x，y)，使其从当前位置沿着目标路径向后方移动规定距离d(例如1m)(步骤s205)。在此，只要考虑gps2或者地图数据的精度或者计算处置的负荷来设定规定距离d，使其尽可能小即可。

反复执行以上的步骤s203～s205，直到在步骤s204中做出否定判定为止，即，上述式(6)的评价值变为阈值θth以下为止。在此，阈值θth设定为，使θt(x，y)的法线矢量与θl(x，y)的法线矢量的平行度足够高。

在步骤s204中做出否定判定的情况下，停车位置修正部1033将修正后的地点(x，y)设定于目标停车位置(步骤s207)。由此，停车位置修正处理结束。

在步骤s201中做出否定判定的情况下，即在从标准动作生成/停车位置检测部101输入的前方停车位置为无效值(在图3的步骤s106中设定的“通过”的标准动作)的情况下，前方停车位置生成部1031将停车位置(x，y)设定为无效值(步骤s206)。由此，停车位置修正处理结束。

目标速度修正部106对目标速度vr进行修正，以使本车辆可在经过停车位置修正部1033的修正而获得的目标停车位置停车。首先，目标速度修正部106制成在使本车辆以规定的减速度ag[m/s²]减速后，在目标停车位置使目标速度变为0[m/s]那样的曲线。接着，目标速度修正部106对在目标速度生成部104生成的目标速度和上述曲线的目标速度进行比较，将较低的一方设定为目标速度vr。由此，将修正后的目标停车位置的本车辆的目标速度设定为0[m/s]。

目标速度修正部106将修正后的目标速度向动力传动系控制器6和制动控制器8发送。

接着，如图5所示，对在十字路口右转弯之前停车时的停车位置修正处理进行说明。

在该情况下，在十字路口内使本车辆停车，直到对向车道的其他车辆通过时，需要由外部信息识别部12充分地识别对向车道的信息。因此，如下述式(7)所示地设定评价函数，使包含于摄像头12a的识别范围的对向车道的范围越宽，评价值越高。

[式5]

f(x，y)＝|sall-so(x，y)|(7)

在此，sall是需要用摄像头12a进行识别的对向车道区域的面积，通过将该对向车道的宽度和该对向车道的识别需要的距离的乘法运算而获得。此外，对向车道的检测需要的距离例如设定为能够以限制速度行驶数秒钟的距离即可。

s0(x，y)是假设使本车辆停车的地点(x，y)的摄像头12a的识别范围和sall重叠的面积。s0(x，y)只要使用距目标路径的上述地点(x，y)最短距离的点的切线矢量将摄像头12a的识别区域进行坐标转换，从几何学上求出坐标转换后的识别区域和地图数据上的需要识别区域(面积为sall)重叠的区域即可。

停车位置修正部1033基于由修正用评价函数设定部1032设定的评价函数，将前方停车位置修正为目标停车位置。

图8是用于说明停车位置修正处理的流程图。首先，前方停车位置生成部1031判定从标准动作生成/停车位置检测部101输入的前方停车位置是否不是无效值(步骤s301)。本步骤中，当从标准动作生成/停车位置检测部101，作为标准动作，输出了“通过”时，做出否定判定。另一方面，从标准动作生成/停车位置检测部101，作为标准动作，输出“停车”的同时，上述规定位置的地图数据上的坐标被设定在比前方停车位置生成部1031靠前方停车位置时，做出肯定判定。

在步骤s301做出肯定判定时，前方停车位置生成部1031将前方停车位置作为初始值设定在使本车辆停车的地点(x，y)(步骤s302)。接着，停车位置修正部1033计算上述式(7)的评价函数的评价值(步骤s303)。

接着，停车位置修正部1033判定在步骤303中算出的评价值是否为阈值sth以上(步骤s304)。在步骤s304中做出肯定判定时，停车位置修正部1033重新设定地点(x，y)，使其从当前位置沿着目标路径向后方移动规定距离d(例如1m)(步骤s305)。在此，只要考虑gps2或者地图数据的精度或者计算处置的负荷来设定规定距离d，使其尽可能小即可。

反复执行以上的步骤s303～s305，直到在步骤s304做出否定判定为止，即上述式(7)的评价值变为阈值sth以下为止。在此，阈值sth设定为使s0(x，y)和sall重合的面积足够大。

在步骤s304做出否定判定时，停车位置修正部1033将修正后的地点(x，y)设定在目标停车位置(步骤s307)。由此，结束停车位置修正处理。

在步骤s301做出否定判定时，前方停车位置生成部1031将停车位置(x，y)设定为无效值(步骤s306)。由此，结束停车位置修正处理。

本实施方式的停车位置设定装置如以上地构成并进行动作，故而起到以下的效果。

[1]根据本实施方式的停车位置设定装置，生成本车辆的目标路径，检测在目标路径上存在的规定状况的停车位置，在检测到该规定状况的停车位置的情况下，设定本车辆的目标停车位置，使其成为符合该规定状况的车辆姿态，因此能够使本车辆在目标路径上以符合情况的姿态停车。

[2]根据本实施方式的停车位置设定装置，通过基于对与规定状况对应的目标停车位置进行评价的评价函数，将设定在目标停车位置的前方的前方停车位置修正为后方侧而设定目标停车位置，故而能够防止本车辆从所要求的停车位置向前方超越而停车的情况。

[3]根据本实施方式的停车位置设定装置，在具有临时停车线的位置停车的情况下，将前方停车位置设定在临时停车线的位置，故而目标停车位置设定在比临时停车线更靠后方的位置，由此，能够防止本车辆从临时停车线向前方超越而停车的情况。

[4]根据本实施方式的停车位置设定装置，不存在临时停车线而是在目标路径与本车辆的车道相邻的相邻车道相交叉的状况下停车时，将前方停车位置设定在本车辆的车道和所述相邻车道的边界线的位置，故而通过将目标停车位置设定在本车道内，能够防止本车辆超越边界线而向其他车道突出而停车的情况。

[5]根据本实施方式的停车位置设定装置，将前方停车位置设定在人行横道的后方侧，故而通过将目标停车位置设定在人行横道的后方，能够使本车辆在人行横道的跟前停车。

[6]根据本实施方式的停车位置设定装置，目标路径与本车辆的车道相邻的相邻车道相交叉的情况下，将评价函数设定为：本车辆与车道的平行度越高，评价值越高，因此，能够使本车辆相对于车道具有高的平行度而停车，在停车时本车相对于车道具有角度，从而能够防止使停车的车道拥堵而妨碍本车后方的车辆行进的道路。

[7]根据本实施方式的停车位置设定装置，在目标路径上存在对向车道的情况下，以对向车道包含于摄像头12a的识别范围的范围越大，评价值越高的方式设定评价函数，因此，能够使对向车道的信息包含于摄像头12a的识别范围，能够识别对向车，由此可抑制辅助驾驶的中断。

[8]根据本实施方式的停车位置设定装置，基于目标路径的切线矢量或法线矢量，在目标路径上修正前方停车位置，因此，能够以目标路径的切线矢量或法线矢量为基准求得停车姿态，能够实现设为目标的停车姿态。

[9]根据本实施方式的停车位置设定装置，将停车位置逐渐向后方修正而设定目标停车位置，结果，探索目标停车位置的范围是限定的，故而能够减少停车位置修正的计算量。

《第二实施方式》

图9是本发明第二实施方式的停车位置设定装置的功能块图。此外，对与第一实施方式同样的构成标注相同的标记，并在此沿用其说明并省略。

本实施方式的停车位置设定装置是在第一实施方式的停车位置设定装置上附加了追踪特性检测部107的构成。追踪特性检测部107在本车辆停车时，检测当前的目标路径与本车辆的行驶路径的误差。

追踪特性检测部107具备存储表示目标路径的曲率k与本车辆的行驶路径的误差的关系的控制图或者控制表的存储器，在执行目标停车位置的修正时，将本车辆的行驶路径相对于当前的目标路径的曲率k的误差向停车位置修正部1033输出。

停车位置修正部1033在进行上述式(6)或上述式(7)等的停车位置修正用的评价函数的计算时，加上被输入地点(x，y)的误差。另外，停车位置修正部1033在评价函数使用目标路径的法线矢量或切线矢量的情况下，根据所输入的误差的量使法线矢量或切线矢量旋转。

根据本实施方式的停车位置设定装置，由于根据相对于目标路径的追踪特性来修正停车位置，故而在如自动驾驶车辆那样执行相对于目标路径追踪的控制的情况下，能够根据该控制的误差来修正停车位置。

上述控制装置100相当于本发明的停车位置设定装置，上述目标路径生成部102相当于本发明的目标路径生成单元，上述标准动作生成/停车位置检测部101相当于本发明的停车位置检测单元，上述停车位置设定部103相当于本发明的停车位置设定单元。另外，上述前方停车位置生成部1031相当于本发明的前方停车位置设定单元，上述修正用评价函数设定部1032相当于本发明的评价函数设定单元，上述停车位置修正部1033相当于本发明的修正单元。

上述外部信息识别部12相当于本发明的外部信息识别单元，上述追踪特性检测部107相当于本发明的追踪特性检测单元。

此外，以上说明的实施方式是为了容易地理解本发明而记载的实施方式，并不是为了限定本发明而记载的实施方式。因此，上述的实施方式中公开的各要素也包含属于本发明的技术范围中的全部设计变更或者同等物。