特開 2024-81085 経路算出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024081085

(43)【公開日】2024-06-17

(54)【発明の名称】経路算出装置

(51)【国際特許分類】

   B60W 30/06 20060101AFI20240610BHJP

【ＦＩ】

B60W30/06

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022194543

(22)【出願日】2022-12-05

(71)【出願人】

【識別番号】000006655

【氏名又は名称】日本製鉄株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002675

【氏名又は名称】弁理士法人ドライト国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】塩谷 政典

(72)【発明者】

【氏名】大橋 佳祐

(72)【発明者】

【氏名】檜垣 周佑

(72)【発明者】

【氏名】西村 伸哉

【テーマコード（参考）】

3D241

【Ｆターム（参考）】

3D241BA21

3D241CC01

3D241CC08

3D241CC17

3D241CD09

3D241CE04

(57)【要約】

【課題】ステアリング角度の急激な変化を抑制した緩やかな移動経路を算出することができる経路算出装置を提供する。
【解決手段】経路算出装置は、始点Ｓから中間点Ｈまでを結び、かつ複数の制御点Ｔ，Ｕ，Ｅ，Ｆで定義されるベジェ曲線を、始点Ｓから中間点Ｈまでの候補中間経路として算出した後、車両１の走行性能と駐車領域ＥＲ１とに関して予め定めた制約条件を、候補中間経路が満たすか否かを判定する。経路算出装置は、制約条件を満たした候補中間経路について、当該候補中間経路内に含む曲線の曲率最大値に関する評価値Ｊを算出し、得られた評価値Ｊに基づいて当該曲率最大値が最小となる候補中間経路を中間経路ＴＰ１として決定し、中間経路ＴＰ１と直線経路ＴＰ２とを、車両１の現在位置から駐車領域ＥＲ１までの車両１の移動経路ＴＰとして算出する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両が現在地点から駐車領域まで移動する際の移動経路を算出する経路算出装置であって、
前記駐車領域の駐車目標地点を通り前記駐車領域の長手方向に延びた前記車両の進入方向を示す直線状の駐車基準線を特定し、前記車両に対して予め定めた前記車両の基準点を通り前記車両の全長方向に沿った直線状の車両中心線を特定する特定部と、
前記特定部から得られた結果に基づいて、前記車両の現在地点を始点とし、前記駐車領域内の駐車目標地点を終点として、前記始点から前記終点までの前記車両の移動経路を算出する算出部と、
を備え、
前記算出部は、
前記特定部で得られた結果に基づいて、前記駐車基準線に沿って直線状に前進又は後進するだけで前記車両が前記駐車領域に進入できる地点として中間点を決定し、前記始点から前記中間点までの間で前記車両が移動可能な領域の中から１つ以上の制御点を設定し、
前記制御点に基づいて定義され、前記始点から前記中間点までを結んだベジェ曲線を、前記始点から前記中間点までの候補中間経路として算出し、
前記候補中間経路が、前記駐車領域への前記車両の駐車に関して予め定めた制約条件を満たすか否かを判断し、
前記制約条件を満たした前記候補中間経路について、前記候補中間経路内に含む曲線の曲率最大値を含む評価値を算出し、前記評価値が最小となる前記候補中間経路を中間経路として決定し、
前記中間経路と、前記中間点から前記終点までを直線で結んだ直線経路とを、前記車両の現在位置から前記駐車領域までの前記車両の移動経路として算出する、経路算出装置。

【請求項2】

前記算出部は、
前記始点から前記終点に向かう側に、前記始点から離れた前記車両中心線上の点と、前記終点から前記始点に向かう側に、前記中間点から離れた前記駐車基準線上の点とを、それぞれ前記制御点として設定して前記ベジェ曲線を算出する、請求項１に記載の経路算出装置。

【請求項3】

前記算出部は、
前記始点から前記終点に向かう側に、前記始点から離れた前記車両中心線上の点を第１制御点とし、
前記始点から前記終点に向かう側に、前記始点から前記第１制御点までの距離だけ前記第１制御点から離れた前記車両中心線上の点を第２制御点とし、
前記終点から前記始点に向かう側に、前記中間点から離れた前記駐車基準線上の点を第４制御点とし、
前記終点から前記始点に向かう側に、前記中間点から前記第４制御点までの距離だけ前記第４制御点から離れた前記駐車基準線上の点を第３制御点として設定し、
前記第１制御点、前記第２制御点、前記第３制御点及び前記第４制御点で定義される前記ベジェ曲線を算出する、請求項１に記載の経路算出装置。

【請求項4】

前記制約条件は、
前記車両の走行性能に関する制約条件として、前記候補中間経路内にある曲線の曲率最大値が、前記車両の向きを変えるステアリング角度の限界範囲内であることを定め、
前記駐車領域に関する制約条件として、前記車両が前記駐車領域に進入する際に前記駐車領域の境界に衝突しない条件を定める、請求項１に記載の経路算出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、経路算出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、運転者が運転操作を行わなくてもコンピュータによる制御により自動走行する自動運転車（以下、単に車両とも称する）の開発が進んでいる。このような車両では、車道からはみ出さずに目標経路に沿って自動的に走行する自動走行技術の他にも、予め決められた車庫（以下、駐車領域とも称する）に自動的に駐車させる自動駐車技術の開発も進んでいる（例えば、特許文献１，２参照）。

【0003】

例えば、特許文献１には、車両が移動する始点から終点までを複数の領域に分割し、領域ごとに車両の移動経路を４次以上の多項式で表し、さらに各領域の接続点で曲率や曲率の変化量等が連続となる制約や、操舵角及び走行速度の上限制約、移動範囲の制約の下、始点から駐車場内の終点までの移動距離が最小となる車両の移動経路を求める方法が開示されている。また、特許文献２には、前進走行で車両を駐車領域に駐車させる自動駐車技術が開示されており、最小回転半径以上の２つの円弧を接続したＳ字カーブの移動経路を生成することが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】国際公開第２０２０／２１７３１５号

【特許文献2】特開２０２１－１９４９６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１では、運転効率を重視し、車両の移動距離を最小にした移動経路を算出しており、車両の向きを変えるステアリング角度を急激に変化させるような移動経路になるおそれもある。また、特許文献２では、２つの円弧を組み合わせた移動経路であり、２つの円弧の接点で曲率が不連続となるため、２つの円弧の接点でステアリング角度を急激に変化させる必要がある。このように、車両のステアリング角度を急激に変化させる必要がある移動経路が算出されると、例えば、全長の長い車両を横幅が狭い駐車領域に正確に駐車させる必要がある場合、車両の制動性能や旋回性能によってはステアリング角度を急激に変化させても車両が移動経路から外れてしまうおそれもあり、車両を移動経路に沿って正確に移動し難い可能性もある。そのため、なるべくステアリング角度の急激な変化を抑制した緩やかな曲線でなる移動経路を算出することが望まれる。

【0006】

そこで、本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、ステアリング角度の急激な変化を抑制した緩やかな移動経路を算出することができる経路算出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】

【0007】

本発明の経路算出装置は、車両が現在地点から駐車領域まで移動する際の移動経路を算出する経路算出装置であって、前記駐車領域の駐車目標地点を通り前記駐車領域の長手方向に延びた前記車両の進入方向を示す直線状の駐車基準線を特定し、前記車両に対して予め定めた前記車両の基準点を通り前記車両の全長方向に沿った直線状の車両中心線を特定する特定部と、前記特定部から得られた結果に基づいて、前記車両の現在地点を始点とし、前記駐車領域内の駐車目標地点を終点として、前記始点から前記終点までの前記車両の移動経路を算出する算出部と、を備え、前記算出部は、前記特定部で得られた結果に基づいて、前記駐車基準線に沿って直線状に前進又は後進するだけで前記車両が前記駐車領域に進入できる地点として中間点を決定し、前記始点から前記中間点までの間で前記車両が移動可能な領域の中から１つ以上の制御点を設定し、前記制御点に基づいて定義され、前記始点から前記中間点までを結んだベジェ曲線を、前記始点から前記中間点までの候補中間経路として算出し、前記候補中間経路が、前記駐車領域への前記車両の駐車に関して予め定めた制約条件を満たすか否かを判断し、前記制約条件を満たした前記候補中間経路について、前記候補中間経路内に含む曲線の曲率最大値を含む評価値を算出し、前記評価値が最小となる前記候補中間経路を中間経路として決定し、前記中間経路と、前記中間点から前記終点までを直線で結んだ直線経路とを、前記車両の現在位置から前記駐車領域までの前記車両の移動経路として算出する。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、始点から中間点を経由して終点まで移動する車両の移動経路として、車両のステアリング角度の急激な変化を抑制した緩やかな移動経路を算出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本実施形態に係る経路算出装置を有する車両の回路構成を示すブロック図である。

【図2】（ａ）は、移動経路を算出する前の車両の初期状態を示す概略図であり、（ｂ）は、算出された移動経路を示す概略図であり、（ｃ）は、移動経路に沿って車両が駐車領域まで移動して駐車領域に駐車した駐車完了後の状態を示す概略図である。

【図3】経路算出処理を説明するための概略図である。

【図4】経路算出処理手順を示すフローチャートである。

【図5】（ａ）は、シミュレーションにより求めた移動経路を示す概略図であり、（ｂ）は、（ａ）に示した移動経路に沿って車両を移動させる際のステアリング角度を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下図面について本発明の一実施の形態を詳述する。以下の説明において、同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

【0011】

（１）＜本実施形態に係る経路算出装置の構成＞
図１に示すように、本実施形態に係る経路算出装置４が設けられる車両１には、車両制御装置２と駐車支援装置３とが設けられている。駐車支援装置３は、車両制御装置２を制御し、運転者による操作なしに自動で車両１の前進、後進、操舵及び停車を行わせることによって、予め決められた駐車領域に車両１を自動走行により駐車させる装置である。

【0012】

ここで、車両１としては、例えば、公道を走行する一般的な乗用車等の他に、工場敷地内を走行する、全長が長い産業用車両（大型キャリア）も適用することができる。車両１は、複数の車輪が配置されており、例えば、車両の前方に設けた車輪のステアリング角度（車両１の方向に対する車両１の車輪の向き）を変更可能な構成を備えている。ステアリング角度を適宜操作することで、車両１の車輪を傾けることで、車両１が前方又は後方に移動した場合に、車両１の向きを変えながら曲線状に前方又は後方に移動させることができる。

【0013】

また、本実施形態に係る車両１は、運転席に着座した運転手による、ハンドル、ブレーキペダル、アクセルペダル等の操作によって走行が可能な構成を有するとともに、運転手による操作なしに、車両制御信号による車両制御装置２の制御に基づいて、予め定めた走行経路に従って駐車領域近傍まで移動する自動走行が可能な構成を有する。かかる構成に加えて、車両１は、駐車領域近傍まで移動すると、駐車支援装置３により車両制御装置２を制御し、運転手の操作なしに自動走行によって駐車領域に自動駐車される。

【0014】

始めに、車両１の走行を制御する車両制御装置２について説明する。車両制御装置２は、車両センサ２１と経路情報取得部２２とステアリング装置２３とブレーキ装置２４と車速制御装置２５とを備えている。車両制御装置２は、車両センサ２１で得られた検出結果や、経路情報取得部２２で取得した駐車領域の位置情報等を駐車支援装置３に出力する。また、車両制御装置２は、駐車支援装置３から受け取った車両制御信号に基づいて、ステアリング装置２３、ブレーキ装置２４及び車速制御装置２５が制御され、予め決められた駐車領域に車両１を自動走行により駐車させる。

【0015】

車両センサ２１は、例えば、３軸加速度センサ（Ｇセンサ）やジャイロセンサ、車輪の回転速度を検出する車輪速センサ、車両１の現在位置を測位するＧＰＳ等の測位センサ、カメラ画像やミリ波レーダ、赤外線レーダ等により車両１から周囲の物体までの距離や方向を検出する物体検出センサ等の各種センサからなり、これら複数のセンサから得られた検出結果に基づいて、地図データ上における車両１の現在の位置及び向きを特定する。

【0016】

経路情報取得部２２は、地図データ等を記憶しており、例えば、運転手による入力操作等によって、地図データ上で駐車領域の位置を示す駐車位置情報が入力されると、車両１が位置する現地点を出発地点として、当該出発地点から駐車領域近傍までの経路を算出し、出発地点から駐車領域近傍までの経路情報を取得する。これにより、車両制御装置２は、経路情報に基づいて、ステアリング装置２３、ブレーキ装置２４及び車速制御装置２５を制御し、経路情報で示した走行経路に沿って現地点から駐車領域近傍まで車両１を自動走行させる。

【0017】

ステアリング装置２３は、運転席に設けられたハンドルの操作や、自動走行に係る制御に応じて車両１に設けられた車輪のステアリング角度を変え、車両１の進行方向を変えさせる。ステアリング装置２３は、例えば、前方に設けられた車輪のステアリング角度を変えることで、直進の他に、車両１の向きを変えながら曲線状に移動させることができる。

【0018】

ブレーキ装置２４は、車両１の車輪に制動力を与えるための装置であり、走行している車両１の車輪に対して適切なタイミングで適切な強度の制動力を与えることで、車両１の移動速度を調整したり、車両１を所望の地点に停止させる。

【0019】

車速制御装置２５は、図示しない内燃機関や電動モータ等の駆動装置から与えられる駆動力を制御し、車両１を前方又は後方に向けて所定の走行速度で走行させる。

【0020】

駐車支援装置３は、車両１が現在地点から駐車領域ＥＲ１まで移動する際の移動経路ＴＰを算出する機能部である。駐車支援装置３は、自動走行する際に、後述する経路算出装置４で移動経路を算出し、算出した移動経路に従って車両１を移動させるように、ステアリング装置２３を制御して車輪のステアリング角度を変え、ブレーキ装置２４を制御して車両１の車輪に制動力を与え、車速制御装置２５を制御して車両１の走行速度を調節することで、駐車領域の最適な位置に車両１を自動駐車させる。

【0021】

駐車支援装置３は、経路算出装置４と車両制御信号生成部３４とを備えている。経路算出装置４は、特定部３１と記憶部３２と算出部３３とを備えており、後述する経路算出処理を実行することにより、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、駐車領域ＥＲ１の近傍に配置した車両１を駐車領域ＥＲ１まで移動させる移動経路ＴＰを算出する。これにより、駐車支援装置３は、車両制御信号生成部３４で生成した車両制御信号により車両１を制御することで、図２（ｃ）に示すように、車両１を自動走行により、経路算出装置４で算出した移動経路ＴＰに沿って移動させ、駐車領域ＥＲ１に自動駐車させることができる。

【0022】

ここで、図２（ａ）～（ｃ）において、ＣＡ１は、車両１に対して予め定めた当該車両１の車両基準点Ｏを通り、かつ、当該車両１の全長方向に沿った（好ましくは、車両１の幅方向の中央を貫通する）直線状の車両中心線を示している。この車両中心線ＣＡ１は、車両１の基準点位置と車両１の全長方向との関係を示すものである。ＣＡ２は、車両１を駐車させる駐車領域ＥＲ１内の駐車目標地点である終点Ｇを通り、かつ、当該駐車領域ＥＲ１の長手方向に延びた直線状の駐車基準線を示している。この駐車基準線ＣＡ２は、駐車領域ＥＲ１の駐車目標地点（以下、単に終点と称する）Ｇに代表される当該駐車領域ＥＲ１への車両１の進入方向を示すものである。なお、図２におけるｘ軸は、駐車領域ＥＲ１の駐車基準線ＣＡ２に平行な方向を示しており、ｙ軸は、駐車基準線方向であるｘ軸方向と直交する方向を示しており、駐車領域ＥＲ１の幅方向に対応する。

【0023】

また、図２（ａ）に示す点Ｓは、車両１が駐車領域ＥＲ１に自動駐車を開始する前の状態（すなわち、予め定めた走行経路に従って駐車領域ＥＲ１近傍まで自動走行、又は、運転手による手動走行で移動してきた後の状態）のときに、車両基準点Ｏが位置する始点を示す。ここで、車両の基準点Ｏとは、車両の位置を特定する際に、基準位置として用いる点であり、固定された車輪間の中央とすると計算が容易であるため、車両１が一般的な乗用車である場合には左右の後輪間の中央となり、車両１が大型キャリアである場合には車両の中央になる。
図２（ｂ）及び（ｃ）に示す点Ｈは、車両１が始点Ｓから終点Ｇに向けて移動してゆく際に車両基準点Ｏが通過する地点であり、終点Ｇから延びる駐車基準線ＣＡ２上に位置する中間点を示す。

【0024】

中間点Ｈは、駐車基準線ＣＡ２に沿って直線状に前進又は後進するだけで、車両１が駐車領域ＥＲ１に進入できる地点として決定される。より具体的には、中間点Ｈは、車両１が始点Ｓから終点Ｇに向かう際に、車両１の車両中心線ＣＡ１が駐車基準線ＣＡ２上に位置して車両１が駐車領域ＥＲ１の進入口と正対する位置である。ここで、正対とは、車両基準点Ｏが駐車基準線ＣＡ２上に位置し、かつ、車両１の全長方向と駐車基準線ＣＡ２の方向とが一致している状態を意味する。 中間点Ｈは、終点Ｇに近い地点に設定した方が、移動経路ＴＰの曲率を小さくすることができ、移動経路ＴＰを車両１のステアリング角度の急激な変化を抑制できる経路にすることができるため、好ましい。その一方で、中間点Ｈが終点Ｇに近すぎると、中間点Ｈから終点Ｇに車両１が移動する際に、終点Ｇに合うように車両１の進行を微修正する必要が生じた場合に、車両１が駐車領域ＥＲ１の幅方向ｙ（駐車基準線方向ｘと直交する方向）の境界に衝突する危険が大きくなってしまう。そのため、経路算出装置４は、後述する経路算出処理によって始点Ｓから終点Ｇまでの移動経路ＴＰを算出する際には、中間点Ｈの位置、言い換えると、中間点Ｈと終点Ｇとの直線距離ＨＧ［ｍ］を適切に設定することが望ましい。

【0025】

経路算出装置４は、経路算出処理を実行することにより、車両基準点Ｏの現在地点である始点Ｓから中間点Ｈまでを結んだ曲線が緩やかな移動経路（以下、中間経路と称する）ＴＰ１と、中間点Ｈから終点Ｇまでを結んだ直線に延びる移動経路（以下、直線経路と称する）ＴＰ２とでなる移動経路ＴＰを算出する。以下、経路算出装置４の各構成について順番に説明する。

【0026】

特定部３１は、駐車領域ＥＲ１の終点（ここでは中心点）Ｇを通り駐車領域ＥＲ１の長手方向に延びた車両１の進入方向を示す直線状の駐車基準線ＣＡ２を特定し、車両基準点Ｏを通り車両１の全長方向に沿った直線状の車両中心線ＣＡ１を特定する機能部である。より具体的には、特定部３１は、駐車領域解析部３８と車両位置解析部３９とを備え、車両１を駐車領域ＥＲ１に自動駐車させる際に必要となる各種情報を取得する。この場合、駐車領域解析部３８は、例えば、地図データ上で駐車領域ＥＲ１の位置を示した駐車位置情報を、車両制御装置２の車両センサ２１や経路情報取得部２２から受け取る。

【0027】

駐車領域解析部３８は、駐車位置情報に基づいて地図データ上での駐車領域ＥＲ１の外郭形状等を解析し、地図データ上における駐車領域ＥＲ１の終点Ｇ（駐車領域ＥＲ１の略中央の位置に設定され、車両１の中心位置が到達すべき目標位置となる地点）の位置と、駐車領域ＥＲ１の駐車基準線ＣＡ２の位置と、を特定し、得られた結果を駐車領域解析情報として、算出部３３に出力する。

【0028】

車両位置解析部３９は、車両制御装置２の車両センサ２１で得られた検出結果を当該車両センサ２１から取得し、当該検出結果に基づいて、地図データ上における車両１の現在位置、車両１に対して予め定めた車両基準点Ｏの現在位置、及び、当該車両１の車両中心線ＣＡ１の現在位置を特定し、得られた結果を車両位置解析情報として、算出部３３に出力する。

【0029】

記憶部３２は、車両制御装置２の車両センサ２１や経路情報取得部２２から受け取った各種情報の他、駐車領域解析部３８で得られた駐車領域解析情報、車両位置解析部３９で得られた車両位置解析情報、算出部３３で得られた算出結果等を記憶する。また、記憶部３２には、中間経路ＴＰ１を算出する際に用いる各種演算式や、地図データ上で後述する直線距離ＨＧ［ｍ］の値を選択する選択手法、地図データ上で車両１が移動する領域内から後述する制御点を選択する選択手法、移動経路ＴＰを求める際に使用する制約条件（後述する）等も記憶されており、必要に応じてこれら情報を算出部３３に出力する。

【0030】

算出部３３は、特定部３１から得られた結果に基づいて、車両１の現在地点を始点Ｓとし、駐車領域ＥＲ１の中心にある駐車目標地点を終点Ｇとして、始点Ｓから終点Ｇまでの車両１の移動経路ＴＰを算出する機能部である。より具体的には、算出部３３は、駐車領域解析部３８で得られた駐車領域解析情報と、車両位置解析部３９で得られた現在の車両位置解析情報とを特定部３１から受け取ると、駐車領域解析情報と車両位置解析情報とに基づいて、経路算出処理を実行することにより始点Ｓから中間点Ｈを通過して終点Ｇまでの移動経路ＴＰを算出する。

【0031】

この場合、算出部３３は、駐車領域解析情報と車両位置解析情報とに基づいて、地図データの２次元平面上で始点Ｓ及び終点Ｇの座標を特定すると、予め定めておいた直線距離ＨＧ［ｍ］に基づいて、終点Ｇから始点Ｓに向かう側に、終点Ｇから直線距離ＨＧ［ｍ］以上離れた地点を駐車基準線ＣＡ２上に選択することで、その点を中間点Ｈとして決定する。なお、本実施形態では、説明を容易にするため、図２に示すように、ｘ軸を駐車基準線ＣＡ２の方向、ｙ軸を駐車基準線ＣＡ２と直交する方向とした座標系で説明する。

【0032】

算出部３３には、例えば、駐車基準線ＣＡ２上で終点Ｇから最も近くに中間点Ｈを選択可能な最小直線距離［ｍ］と、駐車基準線ＣＡ２上で終点Ｇから最も離れて中間点Ｈを選択可能な最大直線距離［ｍ］とが予め設定されており、最小直線距離［ｍ］から最大直線距離［ｍ］までの範囲の中から、終点Ｇから中間点Ｈまでの直線距離ＨＧ［ｍ］を選択し、当該直線距離ＨＧ［ｍ］から中間点Ｈの座標を特定する。なお、最小直線距離［ｍ］から最大直線距離［ｍ］までの範囲で直線距離ＨＧ［ｍ］を選択する方法としては、例えば、予め定めた単位距離［ｍ］を用い、終点Ｇから近い最小直線距離［ｍ］から単位距離［ｍ］を順次加算してゆき、終点Ｇから次第に単位距離［ｍ］ごとに長くなる直線距離ＨＧ［ｍ］を最大直線距離［ｍ］まで順番に設定し、その中から最適な直線距離ＨＧ［ｍ］を選択する。

【0033】

算出部３３は、選択した直線距離ＨＧ［ｍ］に基づいて中間点Ｈの位置を決定すると、地図データの２次元平面上において、始点Ｓから中間点Ｈまでの間で車両１が移動可能な領域に１つ以上の制御点を設定する。本実施形態では、算出部３３によって制御点を設定する際は、例えば、地図データの２次元平面上で始点Ｓから中間点Ｈまで車両１が移動可能な領域の中から、予め設定されている個数の制御点Ｐ１，Ｐ２，…を選択する。

【0034】

具体的には、算出部３３は、地図データの２次元平面上で始点Ｓから中間点Ｈまでの間で車両１が移動可能な領域を認識し、当該領域をメッシュ状に等間隔に区分けし、区分けした区画の端点を、制御点Ｐ１，Ｐ２，…が選択可能な候補箇所とし、これら候補箇所の中から定められた数の制御点Ｐ１，Ｐ２，…を選択する。なお、１区画において制御点Ｐ１，Ｐ２，…を選択する候補箇所としては、例えば、車両１の始点Ｓと中間点Ｈを対角線とした長方形よりｙ軸方向に少し広い長方形を車両１が移動可能な領域として、その領域を等間隔に複数領域に区分けして、それら各領域の端点を制御点Ｐ１，Ｐ２，…の候補箇所とすればよい。

【0035】

算出部３３は、始点Ｓの座標と、中間点Ｈを特定する直線距離ＨＧ［ｍ］の値と、制御点Ｐ１，Ｐ２，…の座標とに基づいて、始点Ｓから中間点Ｈまでを結び、かつ制御点Ｐ１，Ｐ２，…に基づいて定義されるベジェ曲線の座標集合｛（ｘｉ，ｙｉ）｝を、下記の式（１）に示すようなベジェ曲線関数ｆ（・）を用いて算出する。算出部３３は、離散的な座標集合｛（ｘｉ，ｙｉ）｝で表されるベジェ曲線を候補中間経路とする。

【0036】

｛（ｘｉ，ｙｉ）｝ ＝ ｆ（Ｓ，Ｐ１, Ｐ２，…，ＨＧ） …（１）

【0037】

算出部３３は、候補中間経路を表す座標集合｛（ｘｉ，ｙｉ）｝を引数として、例えば、車両１が駐車領域ＥＲ１の左右の境界と衝突しない条件を定めた衝突制約条件（第１制約条件とも称する）と、候補中間経路に含まれる曲線の曲率最大値に関する条件を定めた曲率最大値制約条件（第２制約条件とも称する）とを満足しているか否かを、下記の式（２）に示すような制約式ｇ（・）で確認する。

【0038】

ｇ（｛（ｘｉ，ｙｉ）｝）≦ ０ …（２）

【0039】

算出部３３は、候補中間経路が上記の式（２）に示す制約条件を満たしていると判断すると、候補中間経路を表す座標集合｛（ｘｉ，ｙｉ）｝を引数として、下記の式（３）に示すような評価関数ｈ（・）を用いて、候補中間経路内の良否を表す評価値Ｊを算出する。候補中間経路の良否を表す評価項目が複数存在する場合には、それらの評価項目の重み付き和を評価値Ｊとすることができる。例えば、本実施形態では、算出部３３は、ステアリング操作の少ない経路にするための評価項目として曲率の最大値、駐車領域ＥＲ１の左右の境界に車両１が衝突する危険性を少なくするための評価項目として駐車領域ＥＲ１内の候補中間経路と駐車基準線ＣＡ２との距離の最大値を用い、下記の式（３）によって、候補中間経路を表す座標集合｛（ｘｉ，ｙｉ）｝を引数として計算し、それらの評価項目の重み付き和を評価値Ｊとしている。

【0040】

Ｊ ＝ ｈ（｛ｘｉ，ｙｉ｝） …（３）

【0041】

その後、算出部３３は、地図データの２次元平面上で、選択可能な直線距離ＨＧ［ｍ］と、始点Ｓから中間点Ｈまで車両１が移動可能な領域内からその他選択可能な制御点Ｐ１，Ｐ２，…とを順番に選択し、同様にして、始点Ｓの座標と、新たに選択した直線距離ＨＧ［ｍ］の値と、新たに選択した制御点Ｐ１，Ｐ２，…の座標とに基づいて、新たな制御点Ｐ１，Ｐ２，…で定義されるベジェ曲線の座標集合｛（ｘｉ，ｙｉ）｝を、上記の式（１）に示したベジェ曲線関数ｆ（・）を用いて算出し、新たに算出したベジェ曲線を次の候補中間経路とする。

【0042】

算出部３３は、新たに得た候補中間経路を表す座標集合｛（ｘｉ，ｙｉ）｝を引数として、上記の式（２）に示した制約式ｇ（・）を用いて、新たに得た候補中間経路に関して制約条件（ここでは衝突制約条件及び曲率最大値制約条件）を満足しているか否かを判断する。

【0043】

そして、算出部３３は、上記の式（２）で表される制約条件を満たしている、新たに得た候補中間経路について、当該候補中間経路を表す座標集合｛（ｘｉ，ｙｉ）｝を引数として、上記の式（３）に示す評価関数ｈ（・）を用いて、新たな候補中間経路の良否を評価する評価値Ｊを算出する。

【0044】

このようにして算出部３３は、駐車基準線ＣＡ２上で選択可能な終点Ｇからの直線距離ＨＧ［ｍ］と、各直線距離ＨＧ［ｍ］で変わる中間点Ｈの位置ごとに選択可能な２次元平面上での制御点Ｐ１，Ｐ２，…とについてそれぞれ未探索の候補が無くなるまで、（ｉ）候補中間経路を表す座標集合｛（ｘｉ，ｙｉ）｝の算出処理と、（ｉｉ）当該候補中間経路の制約条件を満たすか否かの判断処理と、（ｉｉｉ）制約条件を満たした候補中間経路の評価値Ｊの算出処理との一連の処理を実行する。

【0045】

算出部３３は、得られた複数の評価値Ｊに基づいて、評価値Ｊが最小の候補中間経路を選択し、この候補中間経路を、始点Ｓから中間点Ｈまで車両１が移動する最終的な中間経路ＴＰ１として決定し、中間経路ＴＰ１を表す座標集合と、当該中間経路ＴＰ１を算出した中間点Ｈから終点Ｇまでの直線に延びる直線経路ＴＰ２を表す座標集合とを、車両１が移動する移動経路ＴＰとして記憶部３２に記憶させるとともに、当該移動経路ＴＰを車両制御信号生成部３４に出力する。

【0046】

車両制御信号生成部３４は、経路算出装置４から受け取った移動経路ＴＰの座標集合に基づいて、当該移動経路ＴＰに沿って始点Ｓから中間点Ｈを経由して終点Ｇまで車両１を移動させる際のステアリング角度、ブレーキ操作及び走行速度等を過去のデータから求め、これを自動駐車用の車両制御信号として車両制御装置２に出力する。

【0047】

これにより、車両１は、車両制御信号生成部３４から受け取った自動駐車用の車両制御信号に基づいて、ステアリング装置２３、ブレーキ装置２４及び車速制御装置２５を制御し、車両１の車輪のステアリング角度を変えて前進又は後進することで、駐車領域ＥＲ１の進入口と車両１が正対する中間点Ｈまで移動する。その後、車両１は、自動駐車用の車両制御信号に基づいて、ステアリング装置２３、ブレーキ装置２４及び車速制御装置２５を制御し、中間点Ｈから駐車基準線ＣＡ２に沿ってほぼ直線的に当該駐車領域ＥＲ１の終点Ｇに向かって進み、図２（ｃ）に示すように、車両基準点Ｏが終点Ｇに位置するように当該駐車領域ＥＲ１内に駐車する。

【0048】

（２）＜経路算出処理＞
次に、図３を用いて、上述した経路算出処理について詳細を説明する。図３では、点Ｔ，Ｕ，Ｅ，Ｆが、上述した制御点Ｐ１，Ｐ２，…に相当しており、算出部３３が４つの点Ｔ，Ｕ，Ｅ，Ｆを制御点として選択した場合を例に経路算出処理について説明する。また、ここでは、点Ｔを第１制御点Ｔと称し、点Ｕを第２制御点Ｕと称し、点Ｅを第３制御点Ｅと称し、点Ｆを第４制御点Ｆと称し、始点Ｓから終点Ｇに向かう制御点として、第１制御点、第２制御点、第３制御点及び第４制御点を順に設定する例について説明する。これら第１制御点Ｔ、第２制御点Ｕ、第３制御点Ｅ及び第４制御点Ｆを特に区別しない場合には、単に制御点Ｔ，Ｕ，Ｅ，Ｆと称して説明する。

【0049】

第１制御点Ｔは、始点Ｓから終点Ｇに向かう側に、始点Ｓから距離ＳＴ［ｍ］離れた車両中心線ＣＡ１上の点であり、第２制御点Ｕは、始点Ｓから終点Ｇに向かう側に、始点Ｓから第１制御点Ｔまでの距離ＳＴ［ｍ］だけ第１制御点Ｔから離れた車両中心線ＣＡ１上の点である。

【0050】

一方、第４制御点Ｆは、終点Ｇから始点Ｓに向かう側に、中間点Ｈから距離ＦＨ［ｍ］離れた駐車基準線ＣＡ２上の点であり、第３制御点Ｅは、終点Ｇから始点Ｓに向かう側に、中間点Ｈから第４制御点Ｆまでの距離ＦＨ［ｍ］だけ第４制御点Ｆから離れた駐車基準線ＣＡ２上の点である。

【0051】

算出部３３は、上記の式（１）に相当する、下記の式（１）´に示すように、始点Ｓの座標及び制御点Ｔ，Ｕ，Ｅ，Ｆの座標を特定する距離ＳＴ，ＦＨ[ｍ]と、中間点Ｈの座標を特定する直線距離ＨＧ[ｍ]とを引数として、候補中間経路を表す座標集合｛（ｘｉ，ｙｉ）｝を算出する。

【0052】

｛（ｘｉ，ｙｉ）｝ ＝ ｆ（ＳＴ，ＦＨ，ＨＧ） …（１）´

【0053】

算出部３３では、上記の式（１）´を用いることで、決定変数が距離ＳＴ，ＦＨ[ｍ]と、直線距離ＨＧ[ｍ]の３つのみとなり、候補中間経路を算出する時間の短縮化を図ることができる。また、算出部３３では、始点Ｓと第１制御点Ｔとの距離と、第１制御点Ｔと第２制御点Ｕとの距離とをいずれも距離ＳＴ[ｍ]として等しくし、かつ、第４制御点Ｆと中間点Ｈとの距離と、第３制御点Ｅと第４制御点Ｆとの距離とをいずれも距離ＦＨ[ｍ]として等しくすることで、始点Ｓでの曲率と中間点での曲率とを連続的にすることができる。このようになる理由を以下説明する。一般的に制御点の数がＮ点のベジェ曲線は下記の式（４）のように表される。

【0054】

【数1】

【0055】

上記の式（４）のＰ（ｔ）はベジェ曲線であり、tは、０～１までの値であって、ｔ＝０は始点Ｓを表し、ｔ＝１は中間点Ｈを表し、ｔを０～１まで徐々に変えることで、始点Ｓから中間点Ｈまでの曲線が求まることを表す。Ｐ_ｉは、始点Ｓの座標と、制御点Ｔ，Ｕ，Ｅ，Ｆの座標と、中間点Ｈの座標と、である。Ｎは、ベジェ曲線を決める始点Ｓと制御点Ｔ，Ｕ，Ｅ，Ｆと中間点Ｈとの点の合計個数を表している。図４の例では、始点Ｓと制御点Ｔ，Ｕ，Ｅ，Ｆと中間点Ｈとの６点でベジェ曲線が決まるため、Ｎ＝６となる。

【0056】

上記の式（４）中、下記の式（４）´は、（Ｎ－１）個の中から、ｉを選ぶ組合せの数である。実際のソフトウェアプログラムでは、ｔの値は０～１までの等間隔の離散値とし（例えば、ｔ＝｛０， ０．０１， ０．０２，…，１｝）、このｔに対応する離散的な座標集合｛（ｘｉ，ｙｉ）｝＝｛（ｘ（０），ｙ（０）），（ｘ（０．０１），ｙ（０．０１）），…｝ を算出し、候補中間経路を表す座標集合とする。

【0057】

【数2】

【0058】

図３に示すように、ベジェ曲線は、始点Ｓと制御点Ｔ，Ｕ，Ｅ，Ｆと中間点Ｈとの６点で決まり、Ｎ＝６とした場合、上記の式（４）は下記の式（５）のように表される。

【0059】

【数3】

【0060】

上記の式（５）の１階微分と２階微分とを求めると、それぞれ下記の式（６）と式（７）のように表される。

【0061】

【数4】

【0062】

【数5】

【0063】

始点Ｓでのベジェ曲線の１階微分と２階微分の値を求めると、下記の式（８）のようになる。

【0064】

【数6】

【0065】

従って、第１制御点Ｔを始点Ｓでの車両１の進行方向の車両中心線ＣＡ１上に取れば、上記の式（８）の１階微分の式より、ベジェ曲線の始点Ｓにおける接線は車両１の進行方向と一致する。さらに、第２制御点Ｕも車両１の進行方向の車両中心線ＣＡ１上に取り、第１制御点Ｔと第２制御点Ｕとの距離を、始点Ｓと第１制御点Ｔとの距離ＳＴ［ｍ］と等しい距離ＳＴ［ｍ］にすれば、始点Ｓでのベジェ曲線の２階微分の値がゼロになるため、ベジェ曲線の曲率もゼロとなる。これにより、算出部３３は、車両１において始点Ｓでステアリング角度を変える必要がなく、車両１を進行方向に移動させるに従って徐々にステアリング角度を変えてゆくような候補中間経路を算出することができる。

【0066】

また、中間点Ｈでも同様に、中間点Ｈを基準にして第４制御点Ｆと第３制御点Ｅとを駐車基準線ＣＡ２上で終点Ｇから離れる方向に取り、第３制御点Ｅと第４制御点Ｆとの距離を、中間点Ｈと第４制御点Ｆとの距離ＦＨ［ｍ］と等しい距離ＦＨ［ｍ］にすれば、ペジェ曲線の中間点Ｈにおける接線が駐車基準線ＣＡ２の方向を向き、かつ、中間点Ｈでのベジェ曲線の２階微分の値がゼロになるため、ベジェ曲線の曲率もゼロとなる。これにより、算出部３３は、車両１において中間点Ｈでステアリング角度を変える必要がなく、車両１を中間点Ｈからそのまま真っ直ぐ進めさせれば終点Ｇにたどり着ける候補中間経路を算出することができる。

【0067】

算出部３３は、上記のようにして候補中間経路を算出すると、当該候補中間経路を表す座標集合を引数として、上記の式（２）に示すような制約式ｇ（・）により制約条件を満たすか否かを判断する。上記の式（２）で表される第１制約式は、例えば、車両１が有するステアリング角度には上限があるため、候補中間経路に含む曲線の曲率最大値が、車両１が有するステアリング角度の限度範囲内であることを制約する制約式となる。候補中間経路に含まれる曲線の曲率κ（ｔ）は、候補中間経路の１階微分と２階微分より、下記の式（９）と式（１０）から計算できる。

【0068】

【数7】

【0069】

【数8】

【0070】

従って、算出部３３は、上記の式（５）より算出した候補中間経路の座標集合を用いて上記の式（９）及び式（１０）から候補中間経路の曲率κ（ｔ）を算出し、算出した曲率κ（ｔ）の絶対値が予め設定した、車両１が有するステアリング角度の限度値ｍａｘΚ以下であるか否かを、下記の式（１１）で確認する。

【0071】

【数9】

【0072】

また、例えば、駐車領域ＥＲ１には幅方向ｙに境界があることから、車両１が駐車領域ＥＲ１の幅方向ｙの境界に衝突せずに駐車される必要がある。上記の式（２）で表される第２制約式は、下記の式（１２）に示すように、車両１の先頭が駐車領域ＥＲ１内に進入した際（式（１２）の左辺第２項）、先頭のｙ座標と駐車基準線ＣＡ２との距離（式（１２）の右辺第１項）に上限値を制約する制約式である。

【0073】

【数10】

【0074】

上記の式（１２）において、Ｌｐは駐車領域ＥＲ１の長手方向の長さであり、（ｘｇ，ｙｇ）は終点Ｇの座標であり、ここでは、駐車領域のＥＲ１の中心としている。また、ｂｏｏｌ（・）はカッコ内の条件式が真であれば１、偽であれば０を返す関数である（図２に示すように、駐車基準線ＣＡ２とｘ軸方向は並行としている）。また、Ｌｃは車両１の長手方向の長さ（全長）、θ（ｔ）は車両１の向きであり、車両基準点Ｏは車両１の中心としている。ｍａｘＹは車両１の先頭と駐車基準線ＣＡ２との距離の上限値であり、駐車領域ＥＲ１の横幅と車両１の横幅から算出される値である。さらに、上記の式（１２）に含まれる下記の式（１３）の変数は、車両１の端部（先頭）の座標を表している。すなわち、上記の式（１２）では、車両１の先頭が駐車領域ＥＲ１の幅方向ｙの境界に衝突しないようにする制約としている。

【0075】

【数11】

【0076】

算出部３３は、上記の式（１１）及び式（１２）の制約式を満たした候補中間経路のうち、当該候補中間経路に含まれる曲線の曲率最大値ｍａｘ（κ（ｔ））を含む評価値Ｊが最も小さい候補中間経路を、下記の式（１４）に示す評価関数に基づいて選定する。算出部３３は、下記の式（１４）から算出される評価値Ｊが最も小さい候補中間経路を、曲率最大値ｍａｘ（κ（ｔ））が最も小さくステアリング角度の急激な変化を抑制した緩やかな中間経路ＴＰ１であると決定する。

【0077】

【数12】

【0078】

ここで、駐車領域ＥＲ１内では、なるべく車両１が駐車基準線ＣＡ２に近い方が、駐車領域ＥＲ１の幅方向ｙの境界に車両１が衝突する可能性が低くなる。そこで、上記の式（１４）では、曲率最大値ｍａｘ（κ（ｔ））と、上記の式（１４）の左辺の第２項の最大値を重みＷ１，Ｗ２を掛けて合計した値を評価値Ｊとしている。

【0079】

算出部３３は、このようにして始点Ｓから中間点Ｈまでを結んだ中間経路ＴＰ１を算出し、得られた中間経路ＴＰ１と、当該中間点Ｈから終点Ｇまでを結んだ直線に延びる直線経路ＴＰ２とを、車両１の現在位置から駐車領域ＥＲ１までの車両１の移動経路ＴＰとして算出し、当該移動経路ＴＰの座標集合を車両制御信号生成部３４に出力する。

【0080】

車両制御信号生成部３４は、経路算出装置４から取得した移動経路ＴＰに沿って車両１を移動させてゆき車両基準点Ｏが終点Ｇに合うように車両１を終点Ｇに停止させる、ステアリング角度、ブレーキ操作及び走行速度を求め、これらを自動駐車用の車両制御信号として、車両制御装置２に出力して車両１の移動を制御する。なお、移動経路ＴＰに沿って始点Ｓから中間点Ｈを介して終点Ｇまで車両１を移動させる際の走行速度及びブレーキ操作は、例えば、車両１の中間点Ｈや終点Ｇまでの移動距離や、駐車領域ＥＲ１に進入する際のステアリング角度の値、走行速度、ブレーキ操作との関係を予め規定した操作情報を記憶しておくことで、車両制御信号生成部３４によって、車両１の移動距離やステアリング角度に基づいて当該操作情報から算出することができる。

【0081】

（３）＜本実施形態に係る経路算出処理手順＞
次に、図４に示すフローチャートを用いて、上述した経路算出処理について以下説明する。経路算出装置４は、車両センサ２１から受け取った検出結果に基づいて、車両１が駐車領域ＥＲ１の近傍に移動したと判断すると、経路算出処理を開始し、開始ステップからステップＳ１に移る。

【0082】

ステップＳ１において、算出部３３は、特定部３１から受け取った駐車領域解析情報と車両位置解析情報とに基づいて、制御点Ｐ１，Ｐ２，…の座標と、中間点Ｈの座標を特定する直線距離ＨＧ（図４中、単に距離ＨＧと表記）［ｍ］の値とについて初期値を設定する。この場合、算出部３３は、初期値の設定として、駐車領域解析情報から取得した地図データの２次元平面上において、駐車基準線ＣＡ２上で終点Ｇから直線距離ＨＧ［ｍ］を設定可能な最小直線距離［ｍ］及び最大直線距離［ｍ］の範囲の中から、例えば、最小直線距離［ｍ］を直線距離ＨＧ［ｍ］として選択して、選択した最小直線距離［ｍ］を終点Ｇからの直線距離ＨＧ［ｍ］の初期値として設定する。

【0083】

また算出部３３は、初期値の設定として、地図データの２次元平面上で、始点Ｓから、直線距離ＨＧ［ｍ］で決定される中間点Ｈまでの間で車両１が移動可能な領域を、メッシュ状に等間隔に区分けし、区分けされた区画の端点を、制御点Ｐ１，Ｐ２，…を選択可能な候補箇所として設定する。そして、算出部３３は、これら候補箇所の中から予め定められた数の制御点Ｐ１，Ｐ２，…を任意に選択し、最初に選択した制御点Ｐ１，Ｐ２，…の座標を初期値として設定する。

【0084】

ステップＳ２において、算出部３３は、始点Ｓの座標と、ステップＳ１で初期値として選択した制御点Ｐ１，Ｐ２，…の座標と、同じく初期値として選択した直線距離ＨＧ［ｍ］の値とを用い、上記の式（１）に示すベジェ曲線関数ｆ（・）に基づいて、始点Ｓから中間点Ｈまでを結び、かつ制御点Ｐ１，Ｐ２，…で定義されるベジェ曲線の座標集合｛（ｘｉ，ｙｉ）｝を算出し、次のステップＳ３に移る。

【0085】

ステップＳ３において、算出部３３は、候補中間経路として算出したベジェ曲線が上記の式（２）に示すような制約条件を満たすか否かを判断する。ステップＳ３において、肯定結果が得られると、このことは、ベジェ曲線が上記式（２）に示すような制約条件を満たしていること、すなわち、候補中間経路であるベジェ曲線内にある曲線の曲率最大値が車両１のステアリング角度の限界範囲内であり、かつ、車両１が駐車領域ＥＲ１に進入する際に駐車領域ＥＲ１の左右の境界に衝突しない条件を満たしていることを表しており、このとき算出部３３は、次のステップＳ４に移る。

【0086】

ステップＳ４において、算出部３３は、上記の式（３）に基づいて、候補中間経路として算出したベジェ曲線に関して評価値Ｊを算出し、次のステップＳ５に移る。
ステップＳ５において、算出部３３は、既に評価値Ｊが算出されていれば、他の評価値Ｊと比較して、ステップＳ４で算出した評価値Ｊが最小値であるか否かを判断する。この場合、算出部３３は、これまでに評価値Ｊが算出されていないことから、初期値に基づいてステップＳ４で算出した評価値Ｊを最小値であるとして肯定結果を得、次のステップＳ６に移る。ステップＳ６において、算出部３３は、ステップＳ５で最小値と判断された評価値Ｊと、当該評価値Ｊを求めたベジェ曲線の座標集合｛（ｘｉ，ｙｉ）｝とを最適値として記憶部３２に記憶させ、次のステップＳ７に移る。

【0087】

一方、上述したステップＳ３で否定結果が得られると、このことは、ベジェ曲線が上記の式（２）に示すような制約条件を満たしていないこと、すなわち、候補中間経路であるベジェ曲線内にある曲線の曲率最大値が車両１のステアリング角度の限界範囲を超えているか、又は、車両１が駐車領域ＥＲ１に進入する際に駐車領域ＥＲ１の左右の境界に衝突してしまう可能性が高いことを表しており、このとき算出部３３は、次のステップＳ７に移る。

【0088】

また、上述したステップＳ５において否定結果が得られると、このことは、ステップＳ４で算出した評価値Ｊが最小値でないこと、すなわち、既に最小値の他の評価値Ｊが記憶部３２に記憶されていることを表しており、このとき、算出部３３は、ステップＳ４で算出した評価値Ｊと、該評価値Ｊを求めたベジェ曲線の座標集合｛（ｘｉ，ｙｉ）｝とを最適値としては記憶部３２に記憶させずに、次のステップＳ７に移る。

【0089】

ステップＳ７において、算出部３３は、制御点Ｐ１，Ｐ２，…と、中間点Ｈの座標を特定する直線距離ＨＧ［ｍ］の値とについて、地図データの２次元平面上で選択可能な候補箇所でベジェ曲線を算出していない未探索の候補があるか否かを判断する。ステップＳ７で肯定結果が得られると、このことは、制御点Ｐ１，Ｐ２，…の座標と、中間点Ｈの座標を特定する直線距離ＨＧ［ｍ］の値とのうち、いずれかに地図データの２次元平面上にベジェ曲線を算出していない未探索の候補があることを表しており、このとき、算出部３３は、次のステップＳ８に移る。

【0090】

算出部３３は、例えば、地図データの２次元平面上で制御点Ｐ１，Ｐ２，…を選択可能な候補箇所のうち、ベジェ曲線を算出していない未探索の制御点Ｐ１，Ｐ２，…の座標があるとステップＳ７で判断した場合には、ステップＳ８において当該未探索の制御点Ｐ１，Ｐ２，…の座標を選択する。一方、算出部３３は、例えば、駐車基準線ＣＡ２上で終点Ｇから最小直線距離［ｍ］以上、最大直線距離［ｍ］以下の範囲を区分けした単位距離［ｍ］のうち、ベジェ曲線を算出していない未探索の直線距離ＨＧ［ｍ］の値があるとステップＳ７で判断した場合には、ステップＳ８において未探索の直線距離ＨＧ［ｍ］の値を選択する。

【0091】

算出部３３は、ステップＳ８において、未探索の制御点Ｐ１，Ｐ２，…の座標と、未探索の直線距離ＨＧ［ｍ］の値との中から、順番に制御点Ｐ１，Ｐ２，…の座標又は直線距離ＨＧ［ｍ］の値を選択すると、再び上述したステップＳ２に戻り、選択した未探索の制御点Ｐ１，Ｐ２，…の座標や、選択した未探索の直線距離ＨＧ［ｍ］の値とを用い、上記の式（１）に示すベジェ曲線関数ｆ（・）に基づいて、始点Ｓから中間点Ｈまで制御点Ｐ１，Ｐ２，…で定義されるベジェ曲線の座標集合｛（ｘｉ，ｙｉ）｝を算出し、次のステップＳ３に移る。

【0092】

なお、未探索の制御点Ｐ１，Ｐ２，…の座標と、未探索の直線距離ＨＧ［ｍ］の値との中から、順番に制御点Ｐ１，Ｐ２，…の座標又は直線距離ＨＧ［ｍ］の値を選択する方法としては、例えば、始めに直線距離ＨＧ［ｍ］の値を最小直線距離［ｍ］として、当該直線距離ＨＧ［ｍ］の値を最小直線距離［ｍ］としたときに、地図データの２次元平面上で制御点Ｐ１，Ｐ２，…を選択可能な候補箇所を順番に選択し、直線距離ＨＧ［ｍ］の値を最小直線距離［ｍ］としたときに、選択可能な制御点Ｐ１，Ｐ２，…でそれぞれ定義される複数のベジェ曲線を算出するようにしてもよい。

【0093】

この場合、算出部３３は、直線距離ＨＧ［ｍ］の値を最小直線距離［ｍ］としたときに地図データの２次元平面上で制御点Ｐ１，Ｐ２，…を選択可能な候補箇所全てについてベジェ曲線を算出し終えると、次に、最小直線距離［ｍ］に単位距離［ｍ］を加算した距離を直線距離ＨＧ［ｍ］として選択し、地図データの２次元平面上で制御点Ｐ１，Ｐ２，…を選択可能な候補箇所を選択してベジェ曲線を算出してゆく。

【0094】

また、その他、未探索の制御点Ｐ１，Ｐ２，…の座標と、未探索の直線距離ＨＧ［ｍ］の値との中から、順番に制御点Ｐ１，Ｐ２，…の座標又は直線距離ＨＧ［ｍ］の値を選択する方法としては、未探索の制御点Ｐ１，Ｐ２，…の座標と、未探索の直線距離ＨＧ［ｍ］の値との中から、所定の回数だけ任意に選択してゆき、任意に選択した直線距離ＨＧ［ｍ］と制御点Ｐ１，Ｐ２，…を用いてベジェ曲線を算出するようにしてもよい。

【0095】

このようにして、算出部３３は、制御点Ｐ１，Ｐ２，…の座標と直線距離ＨＧ［ｍ］の値とについて未探索の候補がなくなり、ステップＳ７において否定結果が得られるまで、上述したステップＳ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７及びＳ８の処理を繰り返す。

【0096】

一方、算出部３３は、制御点Ｐ１，Ｐ２，…の座標と直線距離ＨＧ［ｍ］の値とについて未探索の候補がなくなり、ステップＳ７において否定結果が得られると、次のステップＳ９に移り、最適値として記憶部３２に記憶した、始点Ｓから中間点Ｈまでのベジェ曲線である候補中間経路を中間経路ＴＰ１として、当該中間経路ＴＰ１と、中間経路ＴＰ１の中間点Ｈから終点Ｇまでの直線経路ＴＰ２とを移動経路ＴＰとして算出して、上述した経路算出処理を終了する。

【0097】

これにより駐車支援装置３では、経路算出装置４により算出した移動経路ＴＰの座標集合を車両制御信号生成部３４に出力し、車両制御信号生成部３４によって当該移動経路ＴＰに沿って車両１を移動させるためのステアリング角度、ブレーキ操作及び走行速度を求め、これらを自動駐車用の車両制御信号として車両制御装置２に出力する。車両１は、自動駐車用の車両制御信号に基づいて車両制御装置２を制御し、移動経路ＴＰに従ってステアリング角度を調整させながら中間点Ｈに移動し、駐車基準線ＣＡ２に沿って中間点Ｈから終点Ｇまで移動し、当該終点Ｇに停車することができる。

【0098】

（４）＜作用及び効果＞
以上の構成において、経路算出装置４は、駐車領域ＥＲ１内に規定した終点Ｇを通り駐車領域ＥＲ１の長手方向に延びた車両１の進入方向を示す直線状の駐車基準線ＣＡ２を特定し、車両基準点Ｏを通り車両１の全長方向に沿った直線状の車両中心線ＣＡ１を特定する。また、経路算出装置４は、車両１を駐車基準線ＣＡ２に沿って直線状に前進又は後進させ、駐車領域ＥＲ１に進入可能な中間点Ｈから終点Ｇまでの直線距離ＨＧ［ｍ］を選択することで中間点Ｈの位置を決め、始点Ｓから当該中間点Ｈまで車両１が移動可能な領域の中から複数の制御点Ｐ１，Ｐ２，…を設定する。

【0099】

経路算出装置４は、始点Ｓから中間点Ｈまでを結び、かつ複数の制御点Ｐ１，Ｐ２，…で定義されるベジェ曲線を、始点Ｓから中間点Ｈまでの候補中間経路として算出した後、車両１の走行性能と駐車領域ＥＲ１とに関して予め定めた制約条件を、候補中間経路が満たすか否かを判断する。経路算出装置４は、制約条件を満たした候補中間経路について、当該候補中間経路内に含む曲線の曲率最大値を含む評価値Ｊを算出し、得られた評価値Ｊが最小となる候補中間経路を中間経路ＴＰ１として決定する。

【0100】

そして、経路算出装置４は、始点Ｓから中間点Ｈまでを結んだ中間経路ＴＰ１と、当該中間点Ｈから終点Ｇまでを結んだ直線に延びる直線経路ＴＰ２とを、車両１の現在位置から駐車領域ＥＲ１までの車両１の移動経路ＴＰとして算出する。

【0101】

このように、経路算出装置４は、候補中間経路内に規定された曲線の曲率最大値を含む評価値Ｊに基づいて、制約条件を満たした複数の候補中間経路の中から評価値Ｊが最小となる中間経路ＴＰ１を求めることで、始点Ｓから中間点Ｈを経由して終点Ｇまで移動する車両１の移動経路ＴＰとして、車両１のステアリング角度の急激な変化を抑制した緩やかな移動経路ＴＰを算出することができる。

【0102】

（５）＜検証試験＞
次に、上述した経路算出処理を実行したシミュレーションの結果について説明する。ここでは、全長が１８．２［ｍ］、車幅が３．４［ｍ］でなる大型キャリアを車両１とし、長手方向の長さが１１．０３［ｍ］、幅が３．８［ｍ］でなる駐車領域ＥＲ１の中心点（終点Ｇ）に対して、当該車両１を駐車領域ＥＲ１の幅方向の左右境界に衝突させずに駐車させることを目標に、経路算出処理のシミュレーションを行った。

【0103】

また、ここでは、車両１の中心点を車両基準点Ｏとして設定し、車両基準点Ｏが駐車領域ＥＲ１の終点Ｇから２５［ｍ］離れ、駐車基準線ＣＡ２からｙ軸方向に１．０［ｍ］ずれ、車両１の向きが駐車基準線ＣＡ２に対して１０［ｄｅｇ］傾いている状態を車両１の初期状態とし、駐車領域ＥＲ１の駐車目標地点である終点Ｇまでの移動経路ＴＰを、上述した経路算出装置４を用いてシミュレーションにより算出した。

【0104】

この際、制約条件としては、車両１の走行性能に関する制約である式（１１）と、駐車領域ＥＲ１の境界に関する制約である式（１２）とを用いた。また、式（１２）における、移動経路のｙ座標の上限値ｍａｘＹは、０．０５［ｍ］に設定し、ステアリング角度の限度値ｍａｘΚは、５０［ｄｅｇ］に設定した。評価関数は式（１４）を用い、重みＷ１＝２０，Ｗ２＝１とした。決定変数は、距離ＳＴの値を２．０［ｍ］とし、距離ＦＨの値を１．５［ｍ］とし、直線距離ＨＧの値を１４．５［ｍ］とした。

【0105】

以上の条件で経路算出処理を行った結果、図５（ａ）に示すような移動経路が算出された。また、図５（ａ）に示す移動経路に沿って車両１を移動させたときの車両１のステアリング角度（タイヤ角度）は、図５（ｂ）に示すような波形となった。

【0106】

図５（ａ）では、算出した移動経路に加えて、車両１の初期状態と、車両１の先頭の軌跡についても併記している。ステアリング角度の限度値ｍａｘΚは５０［ｄｅｇ］であり、それに相当する曲率最大値を設定しているが、図５（ｂ）に示すように、ステアリング角度は、限度値ｍａｘΚの範囲内に収まっている。また、車両１の始点Ｓと中間点Ｈでは、ステアリング角度がゼロとなっている（ステアリング角度は曲率と一対一に対応し、曲率がゼロのときにはステアリング角度もゼロとなる）。

【0107】

このようにして、上述した経路算出処理によって移動経路を算出することができるので、曲率最大値に関する評価値Ｊに基づいて、制約条件を満たした複数の候補中間経路の中から曲率最大値が最小となる中間経路を求めることで、始点Ｓから中間点Ｈを経由して終点Ｇまで移動する車両１の移動経路として、車両１のステアリング角度の急激な変化を抑制した緩やかな移動経路を算出することができる。

【0108】

（６）＜他の実施形態＞
なお、本発明は、本実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、車両制御装置２に設けた車両センサ２１及び経路情報取得部２２を、駐車支援装置３に設ける等、図１とは回路の配置構成を変えた駐車支援装置としてもよい。

【0109】

また、上述した実施形態においては、駐車位置情報に基づいて地図データ上での駐車領域ＥＲ１の外郭形状等を駐車領域解析部３８によって解析し、地図データ上における駐車領域ＥＲ１の終点Ｇの位置と、駐車領域ＥＲ１の駐車基準線ＣＡ２の位置を駐車領域解析部３８で特定した結果を駐車領域解析情報とした場合について説明したが、本発明はこれに限らない。例えば、駐車領域解析部３８は、地図データ等を解析することなく、予め特定された終点Ｇの位置と、駐車領域ＥＲ１の駐車基準線ＣＡ２の位置とを、駐車領域解析情報として、車両制御装置２や、その他外部の装置から取得するようにしてもよい。

【0110】

また、上述した実施形態においては、車両１の走行性能に関する第１制約条件として、車両１のステアリング角度の限度値ｍａｘΚを規定して旋回性能に関する制約条件を規定したが、例えば、車両１の制動性能に関する制約条件としてもよい。また、上述した実施形態においては、駐車領域ＥＲ１に関する第２制約条件として、駐車領域ＥＲ１のｙ軸方向の左右境界に関する制約条件を規定したが、例えば、駐車領域ＥＲ１の長手方向奥側等のその他境界に関する制約条件としてもよい。

【符号の説明】

【0111】

１ 車両
４ 経路算出装置
３１ 特定部
３２ 記憶部
３３ 算出部
ＴＰ１ 中間経路
ＴＰ２ 直線経路
ＴＰ 移動経路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】