特許 6429217 経路生成装置、経路生成方法、および経路生成プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6429217

(24)【登録日】2018年11月9日

(45)【発行日】2018年11月28日

(54)【発明の名称】経路生成装置、経路生成方法、および経路生成プログラム

(51)【国際特許分類】

   G08G 1/16 20060101AFI20181119BHJP

   G01C 21/26 20060101ALI20181119BHJP

   B62D 6/00 20060101ALI20181119BHJP

   B60W 30/00 20060101ALI20181119BHJP

   B60R 21/00 20060101ALI20181119BHJP

【ＦＩ】

   G08G1/16 C

   G01C21/26 A

   B62D6/00

   B60W30/00

   B60R21/00

【請求項の数】10

【全頁数】28

(21)【出願番号】特願2017-529523(P2017-529523)

(86)(22)【出願日】2016年6月28日

(86)【国際出願番号】JP2016069166

(87)【国際公開番号】WO2017014012

(87)【国際公開日】20170126

【審査請求日】2017年11月13日

(31)【優先権主張番号】特願2015-144994(P2015-144994)

(32)【優先日】2015年7月22日

(33)【優先権主張国】JP

(31)【優先権主張番号】特願2016-51076(P2016-51076)

(32)【優先日】2016年3月15日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000005326

【氏名又は名称】本田技研工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100165179

【弁理士】

【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100126664

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 慎吾

(74)【代理人】

【識別番号】100154852

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 太一

(74)【代理人】

【識別番号】100194087

【弁理士】

【氏名又は名称】渡辺 伸一

(72)【発明者】

【氏名】武田 政宣

【審査官】 白石 剛史

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１３−５１３１４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２２８４６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２１３９８０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０８Ｇ １／１６

Ｂ６０Ｒ ２１／００

Ｂ６０Ｗ ３０／００

Ｂ６２Ｄ ６／００

Ｇ０１Ｃ ２１／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

道路の形状を示す情報を含む地図情報に基づいて、前記道路の形状を直線形状に変換した仮想的道路情報を生成する変換部と、
前記変換部によって生成された前記仮想的道路情報における直線形状の道路上に、自車両の走行軌道を生成する走行軌道生成部と、
前記走行軌道生成部によって前記直線形状の道路上に生成された前記自車両の前記走行軌道に対し、前記変換部が行った変換の逆変換を行うことで、前記変換部により直線形状に変換される前の前記道路の形状における前記自車両の走行軌道を生成する逆変換部と、
を備える経路生成装置。

【請求項2】

前記逆変換部は、前記仮想的道路情報に含まれる道路を代表する直線が分割された分割線のうち前記地図情報を基準として設定される基準点に最も近い分割線と、前記基準点との距離が、前記逆変換の前後において維持されるように前記逆変換を行う、
請求項１に記載の経路生成装置。

【請求項3】

前記走行軌道生成部は、前記変換部によって生成された前記仮想的道路情報における前記直線形状の道路上に、幾何学的な曲線補間を行って、前記走行軌道を生成する、
請求項１または２に記載の経路生成装置。

【請求項4】

前記走行軌道生成部は、少なくとも前記自車両の速度ベクトルに基づいたスプライン曲線を適用して、前記走行軌道を生成する、
請求項３に記載の経路生成装置。

【請求項5】

前記道路において、前記自車両の走行を妨げる障害物を認識する認識部をさらに備え、
前記走行軌道生成部は、前記認識部により認識された前記障害物を回避するための障害物回避走行軌道を複数生成する、
請求項１から３のうちいずれか１項に記載の経路生成装置。

【請求項6】

前記認識部により前記障害物が認識された場合、前記走行軌道生成部によって前記直線形状の道路上に生成された前記複数の障害物回避走行軌道の中から、前記変換部により変換される前の前記道路の形状の曲率と、前記複数の障害物回避走行軌道の曲率とに基づいて、前記自車両と前記障害物とが干渉しない１つの障害物回避走行軌道を選択する軌道評価部をさらに備え、
前記逆変換部は、前記軌道評価部により選択された前記１つの障害物回避走行軌道に対し、前記変換部が行った変換の逆変換を行うことで、前記変換部により直線形状に変換される前の前記道路の形状における前記自車両の障害物回避走行軌道を生成する、
請求項５に記載の経路生成装置。

【請求項7】

前記軌道評価部は、前記認識部により前記障害物が認識された場合、前記基準点との距離を維持する対象となる前記分割線から、前記認識部により認識された前記障害物までの距離に基づいて、前記障害物の形状に基づく領域を設定し、前記走行軌道生成部によって前記直線形状の道路上に生成された前記複数の障害物回避走行軌道の中から、前記自車両と前記設定した領域とが干渉しない１つの障害物回避走行軌道を選択する、
請求項６に記載の経路生成装置。

【請求項8】

前記逆変換部は、前記生成した走行軌道が自身と交差することで環状部を形成する場合、前記環状部を形成する前記走行軌道を、前記環状部を除外した軌道に補正する、
請求項１から７のうちいずれか１項に記載の経路生成装置。

【請求項9】

道路の形状を示す情報を含む地図情報に基づいて、前記道路の形状を直線形状に変換した仮想的道路情報を生成することと、
前記生成された仮想的道路情報における直線形状の道路上に、自車両の走行軌道を生成することと、
前記直線形状の道路上に生成された前記自車両の前記走行軌道に対し、前記道路の形状を直線形状にする変換の逆変換を行うことで、前記直線形状に変換される前の前記道路の形状における前記自車両の走行軌道を生成することと、
を含む経路生成方法。

【請求項10】

車載コンピュータに、
道路の形状を示す情報を含む地図情報に基づいて、前記道路の形状を直線形状に変換した仮想的道路情報を生成させることと、
前記生成された仮想的道路情報における直線形状の道路上に、自車両の走行軌道を生成させることと、
前記直線形状の道路上に生成された前記自車両の前記走行軌道に対し、前記道路の形状を直線形状にする変換の逆変換を行うことで、前記直線形状に変換される前の前記道路の形状における前記自車両の走行軌道を生成させることと、
を含む経路生成プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、経路生成装置、経路生成方法、および経路生成プログラムに関する。
本願は、２０１５年７月２２日に出願された日本国特願２０１５−１４４９９４号および２０１６年３月１５日に出願された日本国特願２０１６−０５１０７６号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

【背景技術】

【0002】

従来、カーブ路等の車道において、予め定められた走行軌道に従って車両の走行を制御する技術が知られている。これに関連して、撮像手段により車両前方の車線を示す区画線を検出し、当該区画線に基づいて車両の走行軌道を設定する車両用走行軌道設定装置であって、車両前方位置における内周側区画線の位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段で検出した内周側区画線の位置において車両の進行方向と内周側区画線に対する接線とで形成される接線角を算出する接線角算出手段と、前記接線角算出手段で算出した接線角に基づいて補正量を算出する補正量算出手段と、前記車両前方位置における左右両側の区画線の中心から前記補正量算出手段で算出した補正量分内周側に走行軌道位置を設定する走行軌道位置設定手段とを備えることを特徴とする車両用走行軌道設定装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

また、上記技術に関連して、車両の走行軌跡を作成する走行軌跡作成装置において、カーブ路の入口部から出口部までの形状を認識するカーブ路形状認識手段と、カーブ路内における、出口部を見通す地点を特定する出口部見通し地点特定手段と、入口部から出口部見通し地点及び出口部見通し地点から出口部までの車両の走行軌跡を作成する走行軌跡作成手段と、を備えること、を特徴とする走行軌跡作成装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００５−１８２１８６号公報

【特許文献2】特開２０１２−０６６７７８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、従来の技術では、カーブ路に対して走行軌道を求める際に、演算パラメータが多岐に亘り、演算負荷が過大となる場合があった。

【0006】

本発明に係る態様は、このような事情を考慮してなされたものであり、道路の形状に適合した走行軌道を低演算負荷で生成することができる経路生成装置、経路生成方法、および経路生成プログラムを提供することを目的の一つとする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

（１）本発明の一態様に係る経路生成装置は、道路の形状を示す情報を含む地図情報に基づいて、前記道路の形状を直線形状に変換した仮想的道路情報を生成する変換部と、前記変換部によって生成された前記仮想的道路情報における直線形状の道路上に、自車両の走行軌道を生成する走行軌道生成部と、前記走行軌道生成部によって前記直線形状の道路上に生成された前記自車両の前記走行軌道に対し、前記変換部が行った変換の逆変換を行うことで、前記変換部により直線形状に変換される前の前記道路の形状における前記自車両の走行軌道を生成する逆変換部と、を備える。

【0008】

（２）上記（１）の態様において、前記逆変換部は、前記仮想的道路情報に含まれる道路を代表する直線が分割された分割線のうち前記地図情報を基準として設定される基準点に最も近い分割線と、前記基準点との距離が、前記逆変換の前後において維持されるように前記逆変換を行う。

【0009】

（３）上記（１）または（２）の態様において、前記走行軌道生成部は、前記変換部によって生成された前記仮想的道路情報における前記直線形状の道路上に、幾何学的な曲線補間を行って、前記走行軌道を生成する。

【0010】

（４）上記（３）の態様において、前記走行軌道生成部は、少なくとも前記自車両の速度ベクトルに基づいたスプライン曲線を適用して、前記走行軌道を生成する。

【0011】

（５）上記（１）から（３）のうちいずれか１つの態様において、前記道路において、前記自車両の走行を妨げる障害物を認識する認識部をさらに備え、前記走行軌道生成部は、前記認識部により認識された前記障害物を回避するための障害物回避走行軌道を複数生成する。

【0012】

（６）上記（５）の態様において、前記認識部により前記障害物が認識された場合、前記走行軌道生成部によって前記直線形状の道路上に生成された前記複数の障害物回避走行軌道の中から、前記変換部により変換される前の前記道路の形状の曲率と、前記複数の障害物回避走行軌道の曲率とに基づいて、前記自車両と前記障害物とが干渉しない１つの障害物回避走行軌道を選択する軌道評価部をさらに備え、前記逆変換部は、前記軌道評価部により選択された前記１つの障害物回避走行軌道に対し、前記変換部が行った変換の逆変換を行うことで、前記変換部により直線形状に変換される前の前記道路の形状における前記自車両の障害物回避走行軌道を生成する。

【0013】

（７）上記（６）の態様において、前記軌道評価部は、前記認識部により前記障害物が認識された場合、前記基準点との距離を維持する対象となる前記分割線から、前記認識部により認識された前記障害物までの距離に基づいて、前記障害物の形状に基づく領域を設定し、前記走行軌道生成部によって前記直線形状の道路上に生成された前記複数の障害物回避走行軌道の中から、前記自車両と前記設定した領域とが干渉しない１つの障害物回避走行軌道を選択する。

【0014】

（８）上記（１）から（７）のうちいずれか１つの態様において、前記逆変換部は、前記生成した走行軌道が自身と交差することで環状部を形成する場合、前記環状部を形成する前記走行軌道を、前記環状部を除外した軌道に補正する。

【0015】

（９）本発明の一態様に係る経路生成方法は、道路の形状を示す情報を含む地図情報に基づいて、前記道路の形状を直線形状に変換した仮想的道路情報を生成することと、前記生成された仮想的道路情報における直線形状の道路上に、自車両の走行軌道を生成することと、前記直線形状の道路上に生成された前記自車両の前記走行軌道に対し、前記道路の形状を直線形状にする変換の逆変換を行うことで、前記直線形状に変換される前の前記道路の形状における前記自車両の走行軌道を生成することと、を含む。

【0016】

（１０）本発明の一態様に係る経路生成プログラムは、車載コンピュータに、道路の形状を示す情報を含む地図情報に基づいて、前記道路の形状を直線形状に変換した仮想的道路情報を生成させることと、前記生成された仮想的道路情報における直線形状の道路上に、自車両の走行軌道を生成させることと、前記直線形状の道路上に生成された前記自車両の前記走行軌道に対し、前記道路の形状を直線形状にする変換の逆変換を行うことで、前記直線形状に変換される前の前記道路の形状における前記自車両の走行軌道を生成させることと、を含む。

【発明の効果】

【0017】

上記（１）（２）（９）（１０）の態様によれば、道路の形状を示す情報を含む地図情報に基づいて、道路の形状を直線形状に変換した仮想的道路情報を生成する変換部と、変換部によって生成された仮想的道路情報により表現された直線形状の道路上において、自車両の走行軌道を生成する走行軌道生成部と、走行軌道生成部によって直線形状の道路上に生成された走行軌道に対し、変換部が行った変換の逆変換を行うことで、変換部により直線形状に変換される前の道路の形状における自車両の走行軌道を生成する逆変換部とを備えるため、道路の形状に適合した走行軌道を低演算負荷で生成することができる。

【0018】

上記（３）または（４）の場合、走行軌道生成部は、変換部によって生成された仮想的道路情報に含まれる道路上において、幾何学的な曲線補間を行って、走行軌道を生成するため、より現実の道路の形状に適合した走行軌道を生成することができる。

【0019】

上記（５）または（６）の場合、軌道評価部は、変換部により変換される前の道路の形状の曲率と、走行軌道生成部によって直線形状の道路上に生成された走行軌道の曲率とに基づいて、障害物と干渉しない走行軌道を選択するため、車両乗員に対する負担を軽減することができる走行軌道を生成することができる。

【0020】

上記（７）の場合、軌道評価部は、走行軌道生成部により生成された複数の走行軌道の中から、基準点との距離を維持する対象となる分割線から障害物までの距離に基づいて、障害物との間に考慮すべき障害物の形状に基づく領域を設定し、設定した領域と干渉しない走行軌道を選択するため、障害物の回避により適した走行軌道を生成することができる。

【0021】

上記（８）の場合、逆変換部は、生成した走行軌道が自身と交差することで環状部を形成する場合、走行軌道が交差する点に基づいて、生成した走行軌道を環状部が形成されない軌道に補正するため、より精度良く走行軌道を生成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】第１の実施形態に係る車両制御装置を中心とした自車両の機能構成図である。

【図2】第１の実施形態に係る経路生成部の機能的な構成を示すブロック図である。

【図3】第１の実施形態における経路生成部の処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【図4】地図情報が示す道路の形状を模式的に示す図である。

【図5】変換部によって道路の形状が直線形状に変換される前の道路における基準点および道路中央線の位置を二次元座標で表している図である。

【図6】道路中央線における各リンクに対応付けられた情報の一例を示す図である。

【図7】道路中央線を構成するノードおよびリンクを座標Ｘ軸上に移動させた様子を表す図である。

【図8】第１の実施形態の走行軌道生成部により走行軌道を演算することを説明する図である。

【図9】直線形状の道路上に生成された走行軌道（スプライン曲線）の一例を示す図である。

【図10】直線形状の道路が走行軌道とともに元の道路の形状に仮想的に逆変換された様子を表す図である。

【図11】走行軌道に基づいた制御量の決定方法の一例を示す図である。

【図12】第２の実施形態における車両制御装置が搭載される自車両の構成要素を示す図である。

【図13】第２の実施形態における車両制御装置を搭載した自車両の機能構成図である。

【図14】第２の実施形態に係る経路生成部の機能的な構成を示すブロック図である。

【図15】変換部により複数の基準点が設定される場面の一例を示す図である。

【図16】図１５の場面から直線形状に変換された仮想的な道路上において、走行軌道が生成される様子を示す図である。

【図17】軌道評価部により設定される、遠心加速度に対する閾値について説明するための図である。

【図18】軌道評価部によって選択された走行軌道を逆変換して生成された走行軌道の一例を示す図である。

【図19】走行軌道の一部に環状部が形成される場合の補正処理を説明するための図である。

【図20】第２の実施形態における経路生成部の処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【図21】仮想的な障害物を設定する場面の一例を示す図である。

【図22】仮想的な障害物を設定する場面の他の例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、図面を参照し、本発明の経路生成装置、経路生成方法、および経路生成プログラムの実施形態について説明する。

【0024】

＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態に係る車両制御装置１００を中心とした自車両Ｍの機能構成図である。自車両Ｍとは、車両制御装置１００が搭載された車両である。自車両Ｍには、ナビゲーション装置１０と、車両センサ２０と、操作デバイス３０と、操作検出センサ３２と、切替スイッチ４０と、走行駆動力出力装置５０、ステアリング装置５２、およびブレーキ装置５４と、車両制御装置１００とが搭載される。

【0025】

ナビゲーション装置１０は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機や地図情報（ナビ地図）、ユーザインターフェースとして機能するタッチパネル式表示装置、スピーカ、マイク等を有する。ナビゲーション装置１０は、ＧＮＳＳ受信機によって自車両Ｍの位置を特定し、その位置からユーザによって指定された目的地までの経路を導出する。ナビゲーション装置１０により導出された経路は、地図情報１３２に含まれるリンク、およびノードの組み合わせにより定義される。ノードとは、交差点等の道路網を表現する上の結節点を表す情報である。リンクとは、ノード間の道路区間を表す情報である。

【0026】

ナビゲーション装置１０により導出された経路は、経路情報１３４として記憶部１３０に格納される。自車両の位置は、車両センサ２０の出力を利用したＩＮＳ（Inertial Navigation System）によって特定または補完されてもよい。また、ナビゲーション装置１０は、車両制御装置１００が手動運転モードを実行している際に、目的地に至る経路について音声やナビ表示によって案内を行う。なお、自車両Ｍの位置を特定するための構成は、ナビゲーション装置１０とは独立して設けられてもよい。また、ナビゲーション装置１０は、例えば、ユーザの保有するスマートフォンやタブレット端末等の端末装置の一機能によって実現されてもよい。この場合、端末装置と車両制御装置１００との間で無線または通信によって情報の送受信が行われる。

【0027】

車両センサ２０は、自車両Ｍの速度（車速）を検出する車速センサ２２と、鉛直軸回りの角速度を検出するヨーレートセンサ２４とを備える。車両センサ２０は、加速度を検出する加速度センサ、および自車両Ｍの向きを検出する方位センサ等を含んでいてもよい。

【0028】

操作デバイス３０は、例えば、アクセルペダルやステアリングホイール、ブレーキペダル、シフトレバー等を含む。操作デバイス３０には、運転者による操作の有無や量を検出する操作検出センサ３２が取り付けられている。操作検出センサ３２は、例えば、アクセル開度センサ、ステアリングトルクセンサ、ブレーキセンサ、シフト位置センサ等を含む。操作検出センサ３２は、検出結果としてのアクセル開度、ステアリングトルク、ブレーキ踏量、シフト位置等を走行制御部１２０に出力する。なお、これに代えて、操作検出センサ３２の検出結果が、直接的に走行駆動力出力装置５０、ステアリング装置５２、またはブレーキ装置５４に出力されてもよい。

【0029】

切替スイッチ４０は、運転者等によって操作されるスイッチである。切替スイッチ４０は、機械式のスイッチであってもよいし、ナビゲーション装置１０のタッチパネル式表示装置に設けられるＧＵＩ（Graphical User Interface）スイッチであってもよい。切替スイッチ４０は、運転者が手動で運転する手動運転モードと、運転者が操作を行わない（或いは手動運転モードに比して操作量が小さい、または操作頻度が低い）状態で走行する自動運転モードとの切替指示を受け付け、走行制御部１２０による制御モードを自動運転モードまたは手動運転モードのいずれか一方に指定する制御モード指定信号を生成する。

【0030】

走行駆動力出力装置５０は、例えば、エンジンと走行用モータのうち一方または双方を含む。走行駆動力出力装置５０がエンジンのみを有する場合、走行駆動力出力装置５０は更にエンジンを制御するエンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）を含む。エンジンＥＣＵは、例えば、走行制御部１２０から入力される情報に従い、スロットル開度やシフト段等を調整することで、車両が走行するための走行駆動力（トルク）を制御する。走行駆動力出力装置５０が走行用モータのみを有する場合、走行駆動力出力装置５０は、走行用モータを駆動するモータＥＣＵを含む。モータＥＣＵは、例えば、走行用モータに与えるＰＷＭ信号のデューティ比を調整することで、車両が走行するための走行駆動力を制御する。走行駆動力出力装置５０がエンジンと走行用モータの双方を含む場合は、エンジンＥＣＵとモータＥＣＵの双方が協調して走行駆動力を制御する。

【0031】

ステアリング装置５２は、例えば、ラックアンドピニオン機能等に力を作用させて転舵輪の向きを変更可能な電動モータ等を備える。ステアリング装置５２は、ステアリング操舵角（または実舵角）を検出する操舵角センサ５２ａを備える。ステアリング装置５２は、走行制御部１２０から入力される情報に従い、電動モータを駆動する。

【0032】

ブレーキ装置５４は、ブレーキペダルになされたブレーキ操作が油圧として伝達されるマスターシリンダー、ブレーキ液を蓄えるリザーバータンク、各車輪に出力される制動力を調節するブレーキアクチュエータ等を備える。ブレーキ装置５４は、走行制御部１２０から入力される情報に従い、所望の大きさのブレーキトルクが各車輪に出力されるように、ブレーキアクチュエータ等を制御する。なお、ブレーキ装置５４は、上記説明した油圧により作動する電子制御式ブレーキ装置に限らず、電動アクチュエーターにより作動する電子制御式ブレーキ装置であってもよい。

【0033】

［車両制御装置］
以下、車両制御装置１００について説明する。車両制御装置１００は、例えば、自車位置認識部１０２と、行動計画生成部１０４と、経路生成部１１０と、走行制御部１２０と、制御切替部１２２と、記憶部１３０とを備える。自車位置認識部１０２、行動計画生成部１０４、経路生成部１１０、走行制御部１２０、および制御切替部１２２のうち一部または全部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサがプログラムを実行することにより機能するソフトウェア機能部である。また、これら機能部のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェア機能部であってもよい。また、記憶部１３０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュメモリ等で実現される。プロセッサが実行するためのプログラムは、予め記憶部１３０に格納されていてもよいし、車載インターネット設備等を介して外部装置からダウンロードされてもよい。また、上記プログラムを格納した可搬型記憶媒体が図示しないドライブ装置に装着されることで記憶部１３０にインストールされてもよい。

【0034】

自車位置認識部１０２は、記憶部１３０に格納された地図情報１３２と、ナビゲーション装置１０、または車両センサ２０から入力される情報とに基づいて、自車両Ｍが走行している車線（自車線）、および、走行車線に対する自車両Ｍの相対位置を認識する。地図情報１３２は、例えば、ナビゲーション装置１０が有するナビ地図よりも高精度な地図情報であり、車線の中央の情報あるいは車線の境界の情報等を含んでいる。より具体的には、地図情報１３２には、道路情報と、交通規制情報、住所情報（住所・郵便番号）、施設情報、電話番号情報等が含まれる。道路情報には、高速道路、有料道路、国道、都道府県道といった道路の種別を表す情報や、道路の車線数、各車線の幅員、道路の勾配、道路の位置（経度、緯度、高さを含む３次元座標）、車線のカーブの曲率、車線の合流および分岐ポイントの位置、道路に設けられた標識等の情報が含まれる。交通規制情報には、工事や交通事故、渋滞等によって車線が封鎖されているといった情報が含まれる。

【0035】

自車位置認識部１０２は、例えば、自車両の基準点（例えば車両の先端部）の走行車線中央からの乖離、および自車両の進行方向の走行車線中央を連ねた線に対してなす角度θを、走行車線に対する自車両の相対位置として認識する。なお、これに代えて、自車位置認識部１０２は、自車線のいずれかの側端部に対する自車両の基準点の位置などを、走行車線に対する自車両の相対位置として認識してもよい。
なお、自車位置認識部１０２は、ファインダ、レーダ、またはカメラにより車線を認識してもよい。

【0036】

行動計画生成部１０４は、所定の区間における行動計画を生成する。所定の区間とは、例えば、ナビゲーション装置１０により導出された経路のうち、高速道路等の有料道路を通る区間である。なお、これに限らず、行動計画生成部１０４は、任意の区間について行動計画を生成してもよい。

【0037】

行動計画は、例えば、順次実行される複数のイベントで構成される。イベントには、例えば、自車両Ｍを減速させる減速イベントや、自車両Ｍを加速させる加速イベント、走行車線を逸脱しないように自車両Ｍを走行させるレーンキープイベント、走行車線を変更させる車線変更イベント等が含まれる。例えば、有料道路（例えば高速道路等）においてジャンクション（分岐点）が存在する場合、車両制御装置１００は、自動運転モードにおいて、自車両Ｍを目的地の方向に進行するように車線を変更したり、車線を維持したりする必要がある。従って、行動計画生成部１０４は、車線を変更するイベントや、車線を維持するイベントを設定する。

【0038】

［経路生成］
経路生成部１１０は、行動計画生成部１０４により生成された行動計画に含まれる各種のイベントに従って、自車両Ｍが走行する際の走行経路を生成する。経路生成部１１０は、ナビゲーション装置１０により導出されたノードおよびリンクで特定される経路よりも、より詳細な経路を生成する。経路生成部１１０は、例えば、行動計画がレーンキープイベントであり、道路形状がカーブ等のように曲がっている場合に走行経路を生成する。なお、経路生成部１１０は、「経路生成装置」に相当する。

【0039】

図２は、第１の実施形態に係る経路生成部１１０の機能的な構成を示すブロック図である。経路生成部１１０は、地図情報取得部１１１と、変換部１１２と、目標点設定部１１３と、車両状態取得部１１４と、走行軌道生成部１１５と、逆変換部１１６とを備える。

【0040】

地図情報取得部１１１は、ナビゲーション装置１０により演算された自車両の位置に基づいて、記憶部１３０に記憶された地図情報１３２を取得する。地図情報取得部１１１は自車両の位置に周辺の道路を含む地図情報１３２を変換部１１２に出力する。

【0041】

変換部１１２は、地図情報取得部１１１により出力された地図情報１３２に基づいて、自車両が走行する道路の形状を仮想的に直線形状に変換した情報を生成する。ここで直線とは、曲率が閾値以下の曲線を含むものとする。例えば、変換部１１２は、地図情報取得部１１１により出力された地図情報１３２から、経路情報１３４によって示される経路に存在する道路の形状を示す情報を抽出し、上記道路の形状を示す情報上において道路の形状を仮想的に直線形状に変換した情報を生成する。以下、変換部１１２によって道路の形状が直線形状に変換された情報を、「仮想的道路情報１３８」と称する。

【0042】

目標点設定部１１３は、変換部１１２により直線形状に変換された道路において、自車両が走行する走行軌道の終端を示す目標点を設定する。例えば、目標点設定部１１３は、自車位置認識部１０２により認識された自車位置を基準に、現実の道路において、道路の長さ方向に対するカーブ路の曲率変化の微分が最少となる座標点に対応する、変換後の道路上の位置に目標点を設定する。具体的には、目標点設定部１１３は、現実の道路においてカーブから直線に変化する位置（座標）に対応する、変換後の道路上の位置に目標点を設定する。

【0043】

なお、目標点設定部１１３は、変換部１１２により直線形状に変換される前の道路において、自車両が走行する走行軌道の終端を示す目標点を設定してもよい。例えば、対象となる道路がカーブ路である場合、目標点設定部１１３は、このカーブ路に目標点を設定する。これによって、上述した変換部１１２は、目標点設定部１１３によって目標点が設定された道路（カーブ路）の形状を、直線形状に変換した仮想的道路情報１３８を生成する。

【0044】

車両状態取得部１１４は、車速センサ２２により検出された車速信号、ヨーレートセンサ２４により検出されたヨーレート角信号、および操舵角センサ５２ａにより検出されたステアリング角信号を取得する。本実施形態において車両状態取得部１１４は、車速、ヨーレート角、およびステアリング角を検出するものとするが、車両状態取得部１１４は、少なくとも車速を取得すればよい。また、車両状態取得部１１４は、自車両の挙動のうちの回転成分の信号としてヨーレート角およびステアリング角を取得したが、ヨーレート角とステアリング角の一方を取得すればよく、自車両の回転成分を表す信号であれば他の信号を取得してもよい。

【0045】

走行軌道生成部１１５は、自車両Ｍの位置（始点）、目標点設定部１１３により出力された目標点（終点）、および車両状態取得部１１４により出力された車速、ヨーレート角ならびにステアリング角に基づいて、変換部１１２により直線形状に変換された道路上に沿った走行軌道を生成する。走行軌道生成部１１５は、上記の条件下で、所定の曲線関数に基づく演算を行う。所定の曲線関数とは、少なくとも始点、終点、および速度をパラメータとして設定された場合に、当該パラメータが代入された関数を演算して、始点から終点までを補間する曲線を生成する関数である。本実施形態において、所定の曲線関数は、例えばスプライン曲線を生成するスプライン関数である。走行軌道生成部１１５は、生成した走行軌道を示す曲線（直線も含む）を、逆変換部１１６に出力する。

【0046】

逆変換部１１６は、走行軌道生成部１１５によって直線形状の道路上に生成された走行軌道に対し、変換部１１２が行った変換の逆変換を行うことで、変換部１１２により直線形状に変換される前の道路の形状における自車両Ｍの走行軌道を生成する。逆変換部１１６は、生成した走行軌道を示す情報を、走行制御部１２０に出力する。走行制御部１２０は、逆変換部１１６により生成された走行軌道に沿って車両を走行させるように制御する。

【0047】

以下、フローチャートに即して経路生成部１１０の処理について説明する。図３は、第１の実施形態における経路生成部１１０の処理の流れの一例を示すフローチャートである。本フローチャートの処理は、例えば、自動運転が開始される以前、すなわち行動計画に基づく制御が実施される以前に実施される。

【0048】

まず、経路生成部１１０は、所定の演算周期Ｔの開始タイミングが到来したか否かを判定する（ステップＳ１００）。所定の演算周期Ｔは、車両制御装置１００が自車両の走行を制御する演算周期と同期する。経路生成部１１０は、所定の演算周期Ｔの開始タイミングが到来していないと判定した場合には待機し、所定の演算周期Ｔの開始タイミングが到来したと判定した場合にはステップＳ１０２に処理を進める。

【0049】

次に、変換部１１２は、地図情報取得部１１１により出力された地図情報１３２に基づいて、自車両Ｍが走行する道路の形状を仮想的に直線形状に変換した仮想的道路情報１３８を生成する（ステップＳ１０２）。

【0050】

図４は、地図情報１３２が示す道路の形状を模式的に示す図である。図４の例では、道路がカーブ路で表されている。図４に示すように、変換部１１２は、道路の形状を直線形状に変換する前に、変換の対象とする道路上、或いは当該道路付近に位置（座標）が既知の基準点Ｐをマーキングする。基準点Ｐは、例えば、自車両Ｍが接触してはいけない物標である。

【0051】

図４の例では、基準点Ｐは、道路外側線ＳＬ付近に設けられている。なお、基準点Ｐは、道路上であってもよいし、道路外であってもよいし。また、基準点Ｐは、道路中央線ＣＬや道路外側線ＳＬ等の区画線上に設定されてもよい。また、基準点Ｐは、道路の外側（道路外側線ＳＬの外側）に一定の間隔で複数設定されてもよい。本実施形態において、道路中央線ＣＬは、例えば、片側２車線の道路において車線を区画する区画線とする。

【0052】

以下、変換部１１２による道路形状の変換方法について説明を行う。図５は、変換部１１２によって道路の形状が直線形状に変換される前の道路における基準点Ｐおよび道路中央線ＣＬの位置を二次元座標で表している図である。道路中央線ＣＬは、リンクＬ［ｎ］、およびノードＮ［ｎ］の組み合わせにより定義されている。道路中央線ＣＬは、予め地図情報１３２内において定義されていてもよいし、変換部１１２によって定義されてもよい。

【0053】

図５の例では、道路中央線ＣＬは、ノードＮ［ｎ］とリンクＬ［ｎ］によって表されている。例えば、ノードＮ［３］およびＮ［４］を繋ぐリンクＬ［３］に対して、基準点Ｐから垂直に降ろした垂線との交点をＱとする。点Ｑは、基準点Ｐからの垂線と直行するリンクＬ［ｎ］（本実施形態ではリンクＬ［３］）上に当該垂線と直行する点として設定される。変換部１１２は、基準点Ｐの座標（Ｐｘ、Ｐｙ）と、基準点ＰからＱまでの距離とを記憶部１３０に記憶させておく。

【0054】

また、変換部１１２は、各ノードＮ［ｎ］間の距離、すなわち各リンクＬ［ｎ］の長さと、他のリンクに対してなす角度とを、記憶部１３０に記憶させておく。図６は、道路中央線ＣＬにおける各リンクＬ［ｎ］に対応付けられた情報の一例を示す図である。図６の例では、各リンクＬ［ｋ］に対して、前のリンクＬ［ｋ−１］あるいは後のリンクＬ［ｋ＋１］に対してなす角度と、長さ（ノードＮ［ｋ］とＮ［ｋ＋１］間の距離）とが対応付けられている。なお、リンクＬ［０］についての角度は、例えば道路中央線ＣＬに対する角度としてよい。変換部１１２は、変換処理の過程において、図６に示すようなパラメータを導出しておき、テーブルデータとして記憶部１３０に記憶させておく。なお、変換部１１２は、テーブルデータの代わりに、テーブルデータに対応した関数やグラフ（マップ）を記憶部１３０に保持させてもよい。

【0055】

変換部１１２は、道路中央線ＣＬを構成する各ノードＮ［ｎ］の順序と、各リンクＬ［ｎ］の長さと、基準点Ｐおよび点Ｑ間の距離とを維持しつつ、ノードＮ［０］を原点Ｏとして座標Ｘ軸上に仮想的に移動させる。

【0056】

図７は、道路中央線ＣＬを構成するノードＮ［ｎ］およびリンクＬ［ｎ］を座標Ｘ軸上に移動させた様子を表す図である。図７に示すように、変換後において、道路中央線ＣＬはＣＬ＃、基準点ＰはＰ＃、点ＱはＱ＃、ノードＮ［ｎ］はＮ＃［ｎ］、リンクＬ［ｎ］はＬ＃［ｎ］として表されている。リンクＬ＃［ｎ］は、「分割線」の一例である。原点Ｏから点Ｑ＃までの距離（＝Ｐｘ＃）は、図５におけるリンクＬ［０］の長さと、リンクＬ［１］の長さと、リンクＬ［２］の長さと、ノードＮ［３］と点Ｑとの間のリンクの長さとを合計した長さに相当する。また、基準点Ｐ＃と点Ｑ＃との間の距離（＝Ｐｙ＃）は、変換される前の基準点Ｐおよび点Ｑとの距離に相当する。変換部１１２は、原点Ｏから点Ｑ＃までの距離（＝Ｐｘ＃）と、基準点Ｐ＃と点Ｑ＃との間の距離（＝Ｐｙ＃）とを、変換後の基準点Ｐ＃の座標として記憶部１３０に記憶させる。

【0057】

変換部１１２は、例えば、車線外側線等の他の区画線に対しても、直線形状に変換する処理を行って直線形状に変換する。この際、変換部１１２は、直線形状に変換する前後において、道路中央線ＣＬと他の区画線との幅方向の距離を同じものとする。これによって、変換部１１２は、自車両Ｍが走行する車線を含む道路全体を直線形状に変換する。

【0058】

ここで、図３のフローチャートの説明に戻る。次に、走行軌道生成部１１５は、変換部１１２により変換された道路上に走行軌道の始点および終点を設定して、道路形状に沿った走行軌道を生成する。走行軌道生成部１１５は、自車両の現在位置を始点Ｐｓとし、目標点設定部１１３により出力された目標点を終点Ｐｅに設定して、スプライン関数に基づく演算を行う（ステップＳ１０４）。

【0059】

図８は、第１の実施形態の走行軌道生成部１１５により走行軌道を演算することを説明する図である。図８において、自車両Ｍが存在する空間をＸＹ座標で表している。走行軌道生成部１１５は、始点Ｐｓから終点Ｐｅまでを補間する曲線を演算する。

【0060】

図８に示すように、始点Ｐｓの座標（ｘ_０，ｙ_０）において自車両Ｍの速度がｖ_０であり、加速度がａ_０であるものとする。自車両Ｍの速度ｖ０は、速度のｘ方向成分ｖ_ｘ０とｙ方向成分ｖ_ｙ０とが合成された速度ベクトルである。自車両Ｍの加速度ａ_０は、加速度のｘ方向成分ａ_ｘ０とｙ方向成分ａ_ｙ０とが合成された加速度ベクトルである。終点Ｐｅの座標（ｘ_１，ｙ_１）において自車両Ｍの速度がｖ_１であり、加速度がａ_１であるものとする。自車両Ｍの速度ｖ_１は、速度のｘ方向成分ｖ_ｘ１とｙ方向成分ｖ_ｙ１とが合成された速度ベクトルである。自車両Ｍの加速度ａ_１は、加速度のｘ方向成分ａ_ｘ１とｙ方向成分ａ_ｙ１とが合成された加速度ベクトルである。

【0061】

走行軌道生成部１１５は、自車両Ｍが始点Ｐｓから終点Ｐｅまでに至る単位時間Ｔが経過する周期中の時間ｔごとに、目標点（ｘ，ｙ）を設定する。目標点（ｘ，ｙ）の演算式は、式（１）および式（２）のスプライン関数により表される。

【0062】

【数1】

【0063】

【数2】

【0064】

式（１）および式（２）において、ｍ_５、ｍ_４、およびｍ_３は、式（３）、式（４）および式（５）のように表される。また、式（１）および式（２）における係数ｋ_１およびｋ_２は、同じであってもよいし相違していてもよい。

【0065】

【数3】

【0066】

【数4】

【0067】

【数5】

【0068】

式（３）、式（４）および式（５）においてｐ_０は始点Ｐｓにおける自車両Ｍの位置（ｘ_０，ｙ_０）であり、ｐ_１は終点Ｐｅにおける自車両Ｍの位置（ｘ_１，ｙ_１）である。

【0069】

走行軌道生成部１１５は、式（１）および式（２）におけるｖ_ｘ０およびｖ_ｙ０に車両状態取得部１１４により取得された車速にゲインを掛け合わせた値を代入して、単位時間Ｔを時刻ｔごとに式（１）および式（２）の演算結果により特定された目標点（ｘ（ｔ），ｙ（ｔ））を取得する。これにより、走行軌道生成部１１５は、始点Ｐｓと終点Ｐｅとを複数の目標点（ｘ（ｔ），ｙ（ｔ））により補間したスプライン曲線を得る。

【0070】

図９は、直線形状の道路上に生成された走行軌道（スプライン曲線）の一例を示す図である。走行軌道生成部１１５は、図９に示すようなスプライン曲線を、走行軌道Ｔｇとして逆変換部１１６に出力する。なお、走行軌道生成部１１５は、直線形状の道路からはみ出すような走行軌道が存在した場合、はみ出た走行軌道を予め除外した走行軌道Ｔｇを逆変換部１１６に出力してもよい。なお、走行軌道生成部１１５は、自車両Ｍが道路中央線ＣＬよりも左側を走行するように走行軌道Ｔｇを生成してもよいし、自車両Ｍが基準点Ｐよりも道路を逸脱する側には移動しないように走行軌道Ｔｇを生成してもよい。また、走行軌道生成部１１５は、基準点Ｐが自車両Ｍが接触してはいけない物標である場合、基準点Ｐに接触しないように走行軌道Ｔｇを生成する。

【0071】

逆変換部１１６は、走行軌道生成部１１５によって直線形状の道路上に生成された走行軌道Ｔｇに対し、変換部１１２が行った変換の逆変換を行うことで、変換部１１２により直線形状に変換される前の道路の形状における自車両Ｍの走行軌道Ｔｇ＃を生成する（ステップＳ１０６）。

【0072】

逆変換部１１６は、基準点Ｐの座標と、基準点Ｐ＃の座標と、各区画線のリンクＬ［ｎ］に対応付けられた情報（例えば図６に示すテーブルデータ）とに基づいて、直線形状の道路を元の道路形状に逆変換する。例えば、逆変換部１１６は、走行軌道Ｔｇとして走行軌道生成部１１５によって生成されたスプライン曲線を、所定幅を有する点列で表現し、それぞれの点を逆変換することで得られる点列を、走行軌道Ｔｇ＃とする。これによって、逆変換部１１６は、直線形状の道路形状を元の道路形状に逆変換するとともに、直線形状の道路上において生成された走行軌道Ｔｇを変換して、元の道路上に新たな走行軌道Ｔｇ＃を生成する。

【0073】

図１０は、直線形状の道路が走行軌道Ｔｇとともに元の道路の形状に仮想的に逆変換された様子を表す図である。逆変換部１１６は、生成した走行軌道Ｔｇ＃を走行制御部１２０に出力する（ステップＳ１０８）。

【0074】

走行制御部１２０は、制御切替部１２２による制御によって、制御モードを自動運転モードあるいは手動運転モードに設定し、設定した制御モードに従って制御対象を制御する。走行制御部１２０は、自動運転モード時において、行動計画生成部１０４によって生成された行動計画情報１３６を読み込み、行動計画情報１３６におよび走行軌道Ｔｇ＃に基づいて制御対象を制御する。走行制御部１２０は、行動計画に基づき、走行軌道Ｔｇ＃に沿って自車両Ｍが走行するように従ってステアリング装置５２における電動モータの制御量（例えば回転数）と、走行駆動力出力装置５０におけるＥＣＵの制御量（例えばエンジンのスロットル開度やシフト段等）とを決定する。

【0075】

図１１は、走行軌道Ｔｇ＃に基づいた制御量の決定方法の一例を示す図である。走行軌道Ｔｇ＃は、例えば、ノードＳＮ［ｎ］とリンクＳＬ［ｎ］とによって表される。走行制御部１２０は、例えば、リンクＳＬ［ｋ］と、リンクＳＬ［ｋ＋１］あるいはリンクＳＬ［ｋ−１］とのなす角θ、および各リンクの長さによって、ステアリング装置５２における電動モータの制御量と走行駆動力出力装置５０におけるＥＣＵの制御量とを決定する。

【0076】

図１１に示すように、走行制御部１２０は、ノードＳＮ［ｋ−１］およびＳＮ［ｋ］間では、ステア角が角度θ１に応じた角度になるようにステアリング装置５２における電動モータの制御量を決定し、ノードＳＮ［ｋ］およびＳＮ［ｋ＋１］間では、ステア角が角θ２に応じた角度になるようにステアリング装置５２における電動モータの制御量を決定する。

【0077】

走行制御部１２０は、上述したように決定した制御量を示す情報を、対応する制御対象に出力する。これによって、制御対象の各装置（５０、５２、５４）は、走行制御部１２０から入力された制御量を示す情報に従って、自装置を制御することができる。また、走行制御部１２０は、車両センサ２０の検出結果に基づいて、決定した制御量を適宜調整する。

【0078】

また、走行制御部１２０は、手動運転モード時において、操作検出センサ３２により出力される操作検出信号に基づいて制御対象を制御する。例えば、走行制御部１２０は、操作検出センサ３２により出力された操作検出信号を、制御対象の各装置にそのまま出力する。

【0079】

制御切替部１２２は、行動計画生成部１０４によって生成され、記憶部１３０に格納された行動計画情報１３６に基づいて、走行制御部１２０による自車両Ｍの制御モードを自動運転モードから手動運転モードに、または手動運転モードから自動運転モードに切り換える。また、制御切替部１２２は、切替スイッチ４０から入力される制御モード指定信号に基づいて、走行制御部１２０による自車両Ｍの制御モードを自動運転モードから手動運転モードに、または手動運転モードから自動運転モードに切り換える。すなわち、走行制御部１２０の制御モードは、運転者等の操作によって走行中や停車中に任意に変更することができる。

【0080】

また、制御切替部１２２は、操作検出センサ３２から入力される操作検出信号に基づいて、走行制御部１２０による自車両Ｍの制御モードを自動運転モードから手動運転モードに切り換える。例えば、制御切替部１２２は、操作検出信号に含まれる操作量が閾値を超える場合、すなわち、操作デバイス３０が閾値を超えた操作量で操作を受けた場合、走行制御部１２０の制御モードを自動運転モードから手動運転モードに切り換える。例えば、自動運転モードに設定された走行制御部１２０によって自車両Ｍが自動走行している場合において、運転者によってステアリングホール、アクセルペダル、またはブレーキペダルが閾値を超える操作量で操作された場合、制御切替部１２２は、走行制御部１２０の制御モードを自動運転モードから手動運転モードに切り換える。これによって、車両制御装置１００は、人間等の物体が車道に飛び出して来たり、前走車両が急停止したりした際に運転者により咄嗟になされた操作によって、切替スイッチ４０の操作を介さずに直ぐさま手動運転モードに切り替えることができる。この結果、車両制御装置１００は、運転者による緊急時の操作に対応することができ、走行時の安全性を高めることができる。

【0081】

以上説明した第１の実施形態の車両制御装置１００によれば、道路の形状を示す情報を含む地図情報１３２に基づいて、道路の形状を直線形状に変換した仮想的道路情報１３８を生成する変換部１１２と、変換部１１２によって生成された仮想的道路情報１３８により表現された直線形状の道路上において、自車両Ｍの走行軌道Ｔｇを生成する走行軌道生成部１１５と、走行軌道生成部１１５によって直線形状の道路上に生成された走行軌道Ｔｇに対し、変換部１１２が行った変換の逆変換を行うことで、変換部１１２により直線形状に変換される前の道路の形状における自車両Ｍの走行軌道を生成する逆変換部１１６と、を備えることにより、道路の形状に適合した走行軌道を低演算負荷で生成することができる。

【0082】

また、第１の実施形態の車両制御装置１００によれば、幾何学的な曲線補間方法の一例としてスプライン関数に基づいて走行軌道Ｔｇを生成するため、より現実の道路の形状に適合した走行軌道を生成することができる。

【0083】

＜第２の実施形態＞
以下、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態における車両制御装置１００Ａは、自車両Ｍの走行を妨げる物体が存在する場合に、道路の曲率に応じた制約条件の中で自車両Ｍを走行させる点で、第１の実施形態と相違する。以下、係る相違点を中心に説明する。

【0084】

図１２は、第２の実施形態における車両制御装置１００Ａが搭載される自車両Ｍの構成要素を示す図である。図１２に示すように、自車両Ｍには、ナビゲーション装置１０と、ファインダ６０−１から６０−７、レーダ７０−１から７０−６、およびカメラ８０等のセンサと、車両制御装置１００Ａとが搭載される。

【0085】

ファインダ６０−１から６０−７は、例えば、照射光に対する散乱光を測定し、対象までの距離を測定するＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging、或いはLaser Imaging Detection and Ranging）である。例えば、ファインダ６０−１は、フロントグリル等に取り付けられ、ファインダ６０−２および６０−３は、車体の側面やドアミラー、前照灯内部、側方灯付近等に取り付けられる。ファインダ６０−４は、トランクリッド等に取り付けられ、ファインダ６０−５および６０−６は、車体の側面や尾灯内部等に取り付けられる。上述したファインダ６０−１から６０−６は、例えば、水平方向に関して１５０度程度の検出領域を有している。また、ファインダ６０−７は、ルーフ等に取り付けられる。
ファインダ６０−７は、例えば、水平方向に関して３６０度の検出領域を有している。

【0086】

レーダ７０−１および７０−４は、例えば、奥行き方向の検出領域が他のレーダよりも広い長距離ミリ波レーダである。また、レーダ７０−２、７０−３、７０−５、７０−６は、レーダ７０−１および７０−４よりも奥行き方向の検出領域が狭い中距離ミリ波レーダである。

【0087】

以下、ファインダ６０−１から６０−７を特段区別しない場合は、単に「ファインダ６０」と記載し、レーダ７０−１から７０−６を特段区別しない場合は、単に「レーダ７０」と記載する。レーダ７０は、例えば、ＦＭ−ＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式によって物体を検出する。

【0088】

カメラ８０は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の個体撮像素子を利用したデジタルカメラである。カメラ８０は、フロントウィンドシールド上部やルームミラー裏面等に取り付けられる。カメラ８０は、例えば、周期的に繰り返し自車両Ｍの前方を撮像する。カメラ８０は、複数のカメラを含むステレオカメラであってもよい。

【0089】

なお、図１２に示す構成はあくまで一例であり、構成の一部が省略されてもよいし、更に別の構成が追加されてもよい。

【0090】

図１３は、第２の実施形態における車両制御装置１００Ａを搭載した自車両Ｍの機能構成図である。自車両Ｍには、ナビゲーション装置１０と、車両センサ２０と、アクセルペダル、ブレーキペダル、シフトレバー（或いはパドルシフト）、ステアリングホイールなどの操作デバイス（操作子）３０と、アクセル開度センサ、ブレーキ踏量センサ（ブレーキスイッチ）、シフト位置センサ、ステアリング操舵角センサ（またはステアリングトルクセンサ）などの操作検出センサ３２と、切替スイッチ４０と、走行駆動力出力装置５０、ステアリング装置５２、ブレーキ装置５４と、ファインダ６０と、レーダ７０と、カメラ８０と、車両制御装置１００Ａとが搭載される。これらの装置や機器は、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信線等の多重通信線やシリアル通信線、無線通信網等によって互いに接続される。例示した操作デバイスはあくまで一例であり、ジョイスティック、ボタン、ダイヤルスイッチ、ＧＵＩスイッチなどが自車両Ｍに搭載されても構わない。

【0091】

［車両制御システム］
以下、第２の実施形態における車両制御装置１００Ａについて説明する。車両制御装置１００Ａは、例えば、一以上のプロセッサまたは同等の機能を有するハードウェアにより実現される。車両制御装置１００Ａは、ＣＰＵなどのプロセッサ、記憶装置、および通信インターフェースが内部バスによって接続されたＥＣＵ、或いはＭＰＵ（Micro-Processing Unit）などが組み合わされた構成であってよい。

【0092】

車両制御装置１００Ａは、例えば、自車位置認識部１０２と、外界認識部１０３と、行動計画生成部１０４と、経路生成部１１０Ａと、走行制御部１２０と、制御切替部１２２と、記憶部１３０とを備える。これらの一部または全部は、プロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。また、これらのうち一部または全部は、ＬＳＩやＡＳＩＣ等のハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの組み合わせによって実現されてもよい。

【0093】

外界認識部１０３は、ファインダ６０、レーダ７０、カメラ８０等から入力される情報に基づいて、周辺車両の位置、および速度、加速度等の状態を認識する。周辺車両とは、例えば、自車両Ｍの周辺を走行する車両であって、自車両Ｍと同じ方向に走行する車両である。周辺車両の位置は、他車両の重心やコーナー等の代表点で表されてもよいし、他車両の輪郭で表現された領域で表されてもよい。周辺車両の「状態」とは、上記各種機器の情報に基づいて把握される、周辺車両の加速度、車線変更をしているか否か（あるいは車線変更をしようとしているか否か）を含んでもよい。また、外界認識部１０３は、周辺車両に加えて、ガードレールや電柱、駐車車両、歩行者その他の物体の位置を認識してもよい。

【0094】

また、外界認識部１０３は、認識した物体のうち、自車両Ｍが走行する車線（自車線）において、自車両Ｍの走行を妨げる物体が存在する場合、この物体を障害物ＯＢとして認識する。障害物ＯＢは、例えば、停車している周辺車両や落下物、工事現場、歩行者などである。

【0095】

図１４は、第２の実施形態に係る経路生成部１１０Ａの機能的な構成を示すブロック図である。第２の実施形態における経路生成部１１０Ａは、地図情報取得部１１１と、変換部１１２と、目標点設定部１１３と、車両状態取得部１１４と、走行軌道生成部１１５と、逆変換部１１６と、軌道評価部１１７とを備える。

【0096】

第２の実施形態における変換部１１２は、道路の形状を直線形状に変換する前に、変換の対象とする道路上、或いは当該道路付近に複数の基準点Ｐを設定する。変換部１１２は、例えば、道路外側線ＳＬに沿って、等間隔または不等間隔で複数の基準点Ｐを設定する。この場合、例えば、道路外側線ＳＬを表す各ノードＮが基準点Ｐとして扱われる。なお、基準点Ｐは、上述した第１の実施形態と同様に、道路上の道路中央線ＣＬ上の座標点に設定されてもよいし、道路外の標識等の物標の座標点に設定されてもよい。

【0097】

図１５は、変換部１１２により複数の基準点Ｐが設定される場面の一例を示す図である。図１５の例では、道路は、車両の進行方向に対して左方向にカーブしており、道路外側線ＳＬも同様にカーブしている。従って、変換部１１２は、自車両Ｍからみて左側の道路外側線ＳＬに沿って基準点Ｐを設定する。図示の例では、変換部１１２は、基準点Ｐ［０］からＰ［４］を設定している。

【0098】

変換部１１２は、道路中央線ＣＬを表すリンクＬ［ｎ］の法線であって、基準点Ｐを通る法線の長さ（距離）を、基準点とリンクＬ［ｎ］との組み合わせごとに、記憶部１３０に記憶させておく。例えば、変換部１１２は、リンクＬ［１］の法線が基準点Ｐ［０］を通る場合、この法線の長さを、リンクＬ［１］と基準点Ｐ［０］との組み合わせに対応付けて記憶部１３０に記憶させる。また、変換部１１２は、基準点ＰからリンクＬ［ｎ］に下した垂線（リンクＬ［ｎ］から見た法線）がリンクＬ［ｎ］のどの位置と交差するか（交差位置）を示す位置情報を、リンクＬ［ｎ］に対応付けて記憶部１３０に記憶させる。

【0099】

変換部１１２は、道路中央線ＣＬを表す各ノードＮ［ｎ］の順序と、各リンクＬ［ｎ］の長さとを維持しつつ、ノードＮ［０］を原点Ｏとして道路中央線ＣＬを座標Ｘ軸上に仮想的に移動させることで、道路中央線ＣＬを直線形状に変形する。また、変換部１１２は、各リンクＬ［ｎ］に対応付けられている基準点Ｐの位置を、前述したリンクＬ［ｎ］と垂線の交差位置から、リンクＬ［ｎ］に直交する方向に、記憶させておいた法線の長さ分だけシフトした位置に設定する。

【0100】

また、変換部１１２は、例えば、図１５に示す右側の道路外側線ＳＬ等の他の区画線に対しても、直線形状に変換する処理を行う。この際、変換部１１２は、直線形状に変換する前後において、道路中央線ＣＬと他の区画線との幅方向の距離を同じものとしてよい。
例えば、上述した図１５において、変換部１１２は、道路中央線ＣＬを表す各ノードＮと、基準点Ｐを設定した道路外側線ＳＬと共に道路中央線ＣＬを挟む道路外側線ＳＬ（基準点Ｐを設定していない側の道路外側線ＳＬ）を表す各ノードＮとの距離が、変換の前後において一定となるように、基準点Ｐを設定していない側の道路外側線ＳＬを直線形状に変形してよい。これに限らず、後述するように、右側の道路外側線ＳＬに基準点Ｐを設定しても構わない。なお、基準点Ｐを設定した側の道路外側線ＳＬは、道路中央線ＣＬが直線形状に変形されるのに伴って移動する基準点Ｐの位置変更によって、直線形状に変換される。これによって、変換部１１２は、自車両Ｍが走行する車線を含む道路全体を直線形状に変換する。

【0101】

また、変換部１１２は、外界認識部１０３により認識された障害物ＯＢの形状に合わせて基準点Ｐを設定し、道路の形状を直線形状に変換するのに併せて、外界認識部１０３により認識された障害物ＯＢの形状を変換する。例えば、変換部１１２は、外界認識部１０３により、障害物ＯＢの外観の一部領域が認識されている場合、この一部領域に基づき基準点Ｐを設定する。障害物ＯＢの外観の一部領域とは、例えば、ファインダ６０により照射された光を反射した反射面の一部や、レーダ７０により送信された電波を反射した反射面の一部、カメラ８０により撮像された物体の外表面の一部等である。

【0102】

そして、変換部１１２は、上記と同様に、道路中央線ＣＬを表す各ノードＮ［ｎ］の順序と、各リンクＬ［ｎ］の長さと、リンクＬ［ｎ］の法線であって、基準点Ｐを通る法線の長さとを維持しつつ、障害物ＯＢの形状を変形する。図１５の例では、変換部１１２は、障害物ＯＢの形状に沿って、Ｐ［５］からＰ［７］の基準点を設定している。図中のＰ［５］からＰ［７］のような基準点は、外界認識部１０３により認識された障害物ＯＢの外観の一部領域に対して設定される。すなわち、ファインダ６０やレーダ７０、カメラ８０により実測された領域に対して設定される。

【0103】

また、変換部１１２は、ファインダ６０やレーダ７０、カメラ８０により実測されない障害物ＯＢの死角部分について、実測された部分に基づいて推定を行ってもよい。より具体的には、変換部１１２は、障害物ＯＢの外観の一部領域から抽出される特徴点の配置と、学習用データとして予め記憶部１３０に記憶させておいた、各種物体の主な特徴点の配置とを比較することで、障害物ＯＢがどういった物体であるのかを推定し、推定した物体が取り得る形状から、障害物ＯＢの全貌の形状を推定する。例えば、変換部１１２は、障害物ＯＢが車両である場合、車両後端の車幅や車高から車両の全長を推定することで、障害物ＯＢとしての車両の全貌の形状を推定する。図１５において、障害物ＯＢの占める領域のうち、基準点Ｐが設定されていない部分が、推定された死角部分に相当する。

【0104】

走行軌道生成部１１５は、上述した第１の実施形態と同様に、変換部１１２により変換された道路においてスプライン曲線をなどのフィッティングを行い、障害物ＯＢを回避する複数の走行軌道Ｔｇ（障害物回避走行軌道）を生成する。例えば、走行軌道生成部１１５は、障害物ＯＢの直前で、自車線に対して隣接する隣接車線に自車両Ｍを車線変更させる走行軌道Ｔｇを生成する。この際、走行軌道生成部１１５は、障害物ＯＢと干渉しないように走行軌道Ｔｇを生成する。「干渉しない」とは、例えば、走行軌道Ｔｇを中心に、自車両Ｍの車幅Ｗを考慮した通過領域と、障害物ＯＢを示す領域とが重複しないことである。自車両Ｍの車幅Ｗを考慮した通過領域には、さらに自車両Ｍと障害物ＯＢとの距離がより離れるように、余裕を持たせてもよい。

【0105】

図１６は、図１５の場面から直線形状に変換された仮想的な道路上において、走行軌道Ｔｇが生成される様子を示す図である。図中、ＯＢ＃は、障害物ＯＢが変形されたものである。

【0106】

［遠心加速度の制御］
軌道評価部１１７は、走行軌道生成部１１５により生成された走行軌道Ｔｇ上でサンプリングした各点ごとに、想定される自車両Ｍの遠心加速度Ｇを導出し、この遠心加速度Ｇに基づいて走行軌道Ｔｇを評価する。遠心加速度Ｇは、例えば、走行軌道Ｔｇに沿って自車両Ｍが走行することで車両が旋回するような場合に、車両または車両内の乗員に生じる車両の幅方向の加速度である。遠心加速度Ｇは、例えば、車線の半径と、自車両Ｍの速度および転舵角に応じた曲率に基づいて導出される。

【0107】

例えば、図１６に示すように、複数の走行軌道Ｔｇは、互いにカーブの度合を示す曲率が異なり、曲率が大きい（曲率半径が小さい）走行軌道Ｔｇほど遠心加速度Ｇは大きくなりやすい。このような遠心加速度Ｇが大きくなる走行軌道Ｔｇを、元の道路形状に合わせて逆変換した場合、曲率がさらに大きくなることから、遠心加速度Ｇもより大きくなりやすい。この場合、運転者等の車両乗員に負担を強いる場合がある。遠心加速度Ｇは、式（６）で表される。式中、ｒは曲率半径であり、１／ｒは曲率である。なお、軌道評価部１１７は、遠心加速度Ｇに代えて、遠心加速度Ｇに車重を乗算した遠心力を導出して走行軌道Ｔｇを評価してもよい。速度ｖに関しては、自車両Ｍの速度が計算時点から一定に維持されると仮定してもよいし、加速度またはジャーク（躍度）が一定に維持されると仮定して導出してもよい。

【0108】

【数6】

【0109】

なお、逆変換によって旋回方向が打ち消されて曲率が小さくなる場合もあるため、軌道評価部１１７は、カーブの方向に基づいて遠心加速度Ｇに対する閾値を変更する。軌道評価部１１７は、逆変換部１１６による変換処理を見越して、事前に遠心加速度Ｇに閾値を設定し、走行軌道生成部１１５により生成された複数の走行軌道Ｔｇのうち、各点について導出した遠心加速度Ｇが、閾値の範囲内に収まる走行軌道Ｔｇのみを選択する。

【0110】

図１７は、軌道評価部１１７により設定される、遠心加速度Ｇに対する閾値について説明するための図である。本図は、自車両Ｍが左方向にカーブするカーブ路を走行する場合に用いられる閾値を示している。図中に示す横軸は時間を表し、縦軸は遠心加速度を表している。正の遠心加速度は、例えば、車両の進行方向に対して左方向（左回転）に旋回した場合に生じる加速度を表し、負の遠心加速度は、例えば、車両の進行方向に対して右方向（右回転）に旋回した場合に生じる加速度を表している。

【0111】

図１７中、Ｇ１およびＧ２は、変換を行わない場合に使用される遠心加速度Ｇに対する閾値であり、Ｇ１＃およびＧ２＃は、変換を行う場合（すなわち自車両Ｍがカーブ路を走行する場合）に使用される閾値である。図示するように、直線状の仮想的な道路における走行軌道Ｔｇ上の点が、左方向に旋回するものである場合、遠心加速度に対する閾値Ｇ１＃は、変換を行わない場合の閾値Ｇ１よりも小さく設定される。この結果、左方向に旋回する場合、「遠心加速度Ｇが閾値を超えた」と判定されやすくなる。この閾値Ｇ１から閾値Ｇ１＃に変更する程度は、道路の曲率に基づいて変更されてよい。軌道評価部１１７は、道路の曲率が大きい程、閾値Ｇ１から閾値Ｇ１＃に変更する程度を大きくする。

【0112】

なお、変換前の道路の形状を示す曲率が地図情報１３２から取得されない場合、軌道評価部１１７は、道路中央線ＣＬを表すリンクＬ［ｎ］およびノードＮ［ｎ］を参照し、ノードＮ［ｋ］およびＮ［ｋ＋１］のなす角度から曲率を導出してよい。上記ｋは“０”から“ｎ−１”までの任意の数である。

【0113】

一方、直線状の仮想的な道路における走行軌道Ｔｇ上の点が、右方向に旋回するものである場合、遠心加速度に対する閾値Ｇ２＃は、変換を行わない場合の閾値Ｇ２よりも絶対値が大きく設定される。この結果、右方向に旋回する場合、「遠心加速度Ｇが閾値を超えた」と判定されにくくなる。この閾値Ｇ２から閾値Ｇ２＃に変更する程度は、道路の曲率に基づいて変更されてよい。軌道評価部１１７は、道路の曲率が大きい程、閾値Ｇ２から閾値Ｇ２＃に変更する程度を大きくする。

【0114】

なお、自車両Ｍが右方向にカーブするカーブ路を走行する場合には、図１７とは逆の傾向で閾値が設定される。この結果、左方向に旋回する場合、「遠心加速度Ｇが閾値を超えた」と判定されにくくなり、右方向に旋回する場合、「遠心加速度Ｇが閾値を超えた」と判定されやすくなる。

【0115】

逆変換部１１６は、軌道評価部１１７によって選択された走行軌道Ｔｇに対し、変換部１１２が行った変換の逆変換を行うことで、変換部１１２により直線形状に変換される前の道路の形状における自車両Ｍの走行軌道Ｔｇ＃を生成する。

【0116】

図１８は、軌道評価部１１７によって選択された走行軌道Ｔｇを逆変換して生成された走行軌道Ｔｇ＃の一例を示す図である。図中の走行軌道Ｔｇ＃に沿って自車両Ｍが走行した場合、逆変換部１１６により仮想的な直線形状の道路から元のカーブ形状の道路に変換される前に、予め遠心加速度Ｇが閾値Ｇ１＃以下の走行軌道Ｔｇのみが選択されていることから、例えば図中Ａのように旋回角が大きくなりやすい領域において、障害物ＯＢを回避するために急な旋回が実行されるのが抑制される。例えば、早めに右車線に移動して障害物ＯＢを回避するような走行軌道Ｔｇ＃が選択されることになる。この結果、遠心加速度Ｇが小さくなり、車両乗員の負担が小さくなる。

【0117】

［走行軌道の調整］
ここで、変換部１１２により複数の基準点Ｐが設定されることにより、逆変換部１１６により逆変換されることで生成される走行軌道Ｔｇ＃が環状になる場合がある。この場合、逆変換部１１６は、環状部（ループ）が形成された走行軌道Ｔｇ＃の交差する点に基づいて、生成した走行軌道Ｔｇ＃をループしない曲線に補正する。例えば、逆変換部１１６は、環状となった箇所を所定の軌道点に置換して（環状の部分を削除して）、走行軌道Ｔｇ＃をループしない曲線に補正する。

【0118】

図１９は、走行軌道Ｔｇ＃の一部に環状部が形成される場合の補正処理を説明するための図である。図中のＫ［０］からＫ［７］は、逆変換部１１６による逆変換の後において、走行軌道Ｔｇ＃を示すスプライン曲線の点列の各点を表している。図の例では、Ｋ［３］からＫ［６］の区間において、Ｋ［３］とＫ［４］との間のリンクと、Ｋ［５］とＮ［６］との間のリンクとが交差することで環状部が形成されている。この場合、逆変換部１１６は、これらリンクの交差点ＣＰに、所定の軌道点Ｋ［３’］を設定すると共に、点Ｋ［４］およびＮ［５］を消去することで、［３］、Ｎ［３’］、Ｎ［６］の順序で点列が繋がるように走行軌道Ｔｇ＃を補正する。

【0119】

また、逆変換部１１６は、走行軌道Ｔｇ＃の一部に環状部が形成される場合、走行軌道Ｔｇ＃を表すスプライン曲線を、多項式等に関数に近似することで、ループしない曲線に補正してもよい。

【0120】

図２０は、第２の実施形態における経路生成部１１０Ａの処理の流れの一例を示すフローチャートである。本フローチャートの処理は、例えば、自動運転が開始される以前、すなわち行動計画に基づく制御が実施される以前に実施される。また、本フローチャートの処理は、一例として、上述した図１５に示すように、道路が車両の進行方向に対して左方向にカーブしているカーブ路である場面において行われる処理として説明する。

【0121】

まず、経路生成部１１０Ａは、所定の演算周期Ｔの開始タイミングが到来したか否かを判定する（ステップＳ２００）。経路生成部１１０Ａは、所定の演算周期Ｔの開始タイミングが到来していないと判定した場合には待機し、所定の演算周期Ｔの開始タイミングが到来したと判定した場合にはステップＳ２０２に処理を進める。

【0122】

次に、変換部１１２は、地図情報取得部１１１により出力された地図情報１３２に基づいて、自車両Ｍが走行する道路の形状を仮想的に直線形状に変換した仮想的道路情報１３８を生成する（ステップＳ２０２）。

【0123】

次に、軌道評価部１１７は、変換部１１２により変換される前の道路の曲率に応じて、遠心加速度Ｇの閾値Ｇ１＃を設定する（ステップＳ２０４）。次に、走行軌道生成部１１５は、自車両の現在位置を始点Ｐｓとし、目標点設定部１１３により出力された目標点を終点Ｐｅに設定して、スプライン関数に基づく演算を行うことで走行軌道Ｔｇを生成する（ステップＳ２０６）。

【0124】

次に、軌道評価部１１７は、走行軌道生成部１１５により生成された走行軌道Ｔｇごとに、自車両Ｍの速度を時間に依らず一定として、それぞれの走行軌道Ｔｇに沿って自車両Ｍを走行させた場合に生じる遠心加速度Ｇを導出する（ステップＳ２０８）。次に、軌道評価部１１７は、全ての走行軌道Ｔｇにおいて、遠心加速度Ｇの絶対値が閾値Ｇ１＃を超える走行軌道Ｔｇ上の点が存在するか否かを判定する（ステップＳ２１０）。

【0125】

全ての走行軌道Ｔｇにおいて、遠心加速度Ｇの絶対値が閾値Ｇ１＃を超える走行軌道Ｔｇ上の点が存在する場合、軌道評価部１１７は、遠心加速度Ｇを導出する際に想定した自車両Ｍの速度を、ステップＳ２０８の処理において用いた自車両Ｍの速度よりも小さい速度に変更して（ステップＳ２１２）、上述したステップＳ２０６の処理に戻る。

【0126】

一方、遠心加速度Ｇの絶対値が閾値Ｇ１＃を超える走行軌道Ｔｇ上の点が存在しない走行軌道Ｔｇが一つでも存在する場合、逆変換部１１６は、当該存在する走行軌道Ｔｇに対し、変換部１１２が行った変換の逆変換を行うことで、変換部１１２により直線形状に変換される前の道路の形状における自車両Ｍの走行軌道Ｔｇ＃を生成する（ステップＳ２１４）。

【0127】

次に、逆変換部１１６は、生成した走行軌道Ｔｇ＃を走行制御部１２０に出力する（ステップＳ２１６）。これによって、本フローチャートの処理が終了する。

【0128】

以上説明した第２の実施形態の車両制御装置１００Ａによれば、上述した第１の実施形態と同様に、道路の形状に適合した走行軌道を低演算負荷で生成することができる。

【0129】

また、第２の実施形態の車両制御装置１００Ａによれば、走行軌道Ｔｇに対して遠心加速度Ｇについて評価することにより、遠心加速度Ｇが小さい走行軌道Ｔｇのみを逆変換するため、例えば、カーブ路等の道路において自車両Ｍの車両乗員に対する負担を軽減することができる走行軌道Ｔｇ＃を生成することができる。

【0130】

＜第３の実施形態＞
以下、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態における車両制御装置１００Ｂは、走行軌道Ｔｇ＃を生成するのに対し、道路上に障害物ＯＢが存在する場合に、その形状を仮想的に変換した障害物ＯＢの大きさを考慮する点で、第１および第２の実施形態と相違する。以下、係る相違点を中心に説明する。

【0131】

第３の実施形態における変換部１１２は、外界認識部１０３により自車線において障害物ＯＢが認識された場合、道路の形状を直線形状に変換するのに際し、道路上の障害物ＯＢの形状も合わせて変換する。例えば、障害物ＯＢの形状が、上述した図１５に示すような円形である場合、道路の形状が直線形状に変換するのに応じて、基準点Ｐに近い側が車両の進行方向であるＸ方向において拡がり、基準点Ｐから遠い側がＸ方向において縮むような形状に変換される。このような形状に変換される場合、縮小された障害物ＯＢの形状付近では、障害物ＯＢの近傍まで接近するような走行軌道Ｔｇが生成されやすく、本来の形状であれば障害物ＯＢと干渉するために走行軌道Ｔｇとして生成されないようなスプライン曲線が走行軌道生成部１１５により生成される場合がある。

【0132】

第３の実施形態における軌道評価部１１７は、上述した本来走行軌道Ｔｇとして生成されるべきでないスプライン曲線を逆変換の前に、選択肢から除外するために、直線形状に変換された仮想的な道路において、直線形状に変換される前の道路の曲率に基づいて、直線形状に変換された後の障害物ＯＢ＃の形状を補正する。例えば、軌道評価部１１７は、変換後の障害物ＯＢ＃の形状を、変換後の障害物ＯＢ＃の形状を示す楕円に外接する四角形に補正する。そして、軌道評価部１１７は、導出した四角形により示される領域を仮想的な障害物ＶＯＢとして扱い、走行軌道生成部１１５により生成された複数の走行軌道Ｔｇの中から、障害物ＶＯＢと干渉しない走行軌道Ｔｇのみを選択する。

【0133】

図２１は、仮想的な障害物ＶＯＢを設定する場面の一例を示す図である。図中に示すＫ［０］からＫ［７］は、スプライン曲線として表される点列の各点である。以下、この点を軌道点と称して説明する。図示のように、例えば、軌道評価部１１７は、軌道点Ｋごとに、軌道点Ｋから障害物ＶＯＢまでの距離を導出し、距離が閾値以上の走行軌道Ｔｇを選択する。この閾値は、例えば、自車両Ｍの車幅Ｗと、自車両Ｍと障害物ＯＢとの間に余裕を持たせるための距離とに基づいて設定される。軌道点Ｋから障害物ＶＯＢまでの距離が閾値以下の場合、その走行軌道Ｔｇは障害物ＶＯＢに干渉するものとして扱われる。逆変換部１１６は、軌道評価部１１７に選択された走行軌道Ｔｇ、すなわち障害物ＶＯＢと干渉しない走行軌道Ｔｇのみに対し、変換部１１２が行った変換の逆変換を行うことで、自車両Ｍの走行軌道Ｔｇ＃を生成する。

【0134】

また、軌道評価部１１７は、本来走行軌道Ｔｇとして生成されるべきでないスプライン曲線を逆変換の前に、選択肢から除外するために、直線形状に変換された仮想的な道路において、直線形状に変換した区画線から障害物ＯＢまでの距離に基づいて、直線形状に変換された後の障害物ＯＢ＃の形状を補正してもよい。上述した実施形態では、基準点Ｐとの位置関係から直線形状に変換する対象の区画線を、道路中央線ＣＬとして説明したが、これに限られず、車両の進行方向へ向けて延伸する線であればそのような線であってもよい。例えば、直線形状に変換する対象の区画線は、道路外側線ＳＬや、自車両Ｍの基準となる点（例えば重心等）を通り、且つ道路中央線ＣＬまたは道路外側線ＳＬと平行する線である。

【0135】

図２２は、仮想的な障害物ＶＯＢを設定する場面の他の例を示す図である。図２２の例では、基準点Ｐは、車両の進行方向に対して右側の道路外側線ＳＬに設定されている。また、図示の例では、直線形状に変換する対象の区画線は、車両進行方向に対して右側の道路外側線ＳＬに設定されている。このような場合、変換部１１２により変換される障害物ＯＢの形状は、図２１のように直線形状に変換する対象の区画線が左側の道路外側線ＳＬに設定されている場合に比べて、それぞれの基準点Ｐまでの距離が遠いことから、より大きな度合で拡大および縮小がなされる。この場合、図２１の場合と比べて、本来の形状であれば障害物ＯＢと干渉するような走行軌道Ｔｇがより多く生成される傾向にある。従って、軌道評価部１１７は、直線形状に変換する対象の区画線から障害物ＯＢまでの距離がより大きいほど、変換後の障害物ＯＢ＃の形状を、少なくとも車両の進行方向に関して、より大きな形状に補正する。図２２の例では、図２１の例と比べて直線形状に変換した道路外側線ＳＬから障害物ＯＢまでの距離が大きいため、軌道評価部１１７は、図２１に例示した障害物ＶＯＢの大きさに比べて２倍程度の障害物ＶＯＢを設定している。これによって、軌道評価部１１７は、逆変換部１１６による変換の前に、道路の形状を元に戻した場合に障害物ＯＢと干渉しやすい走行軌道Ｔｇを除外することができる。なお、軌道評価部１１７は、直線形状に変換する対象の区画線から障害物ＯＢまでの距離に基づいて、変換後の障害物ＯＢ＃の形状を、車両の幅方向に関して補正してもよい。例えば、軌道評価部１１７は、区画線から障害物ＯＢまでの距離が大きいほど、変換後の障害物ＯＢ＃の形状を、車両の幅方向に関して、より大きな形状に補正する。

【0136】

以上説明した第３の実施形態の車両制御装置１００Ｂによれば、上述した第１および第２の実施形態と同様に、道路の形状に適合した走行軌道を低演算負荷で生成することができる。

【0137】

また、第３の実施形態の車両制御装置１００Ｂによれば、道路の形状を仮想的に直線形状に変換する際に障害物ＯＢの形状も合わせて変換し、変換後の障害物ＯＢ＃の形状を、変換前の道路の曲率および基準点Ｐから障害物ＯＢまでの距離の一方または双方に応じて補正することにより、障害物ＯＢの回避により適した走行軌道Ｔｇ＃を生成することができる。

【0138】

以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。

【符号の説明】

【0139】

１０…ナビゲーション装置、２０…車両センサ、３０…操作デバイス、３２…操作検出センサ、４０…切替スイッチ、５０…走行駆動力出力装置、５２…ステアリング装置、５２ａ…操舵角センサ、５４…ブレーキ装置、１００…車両制御装置、１０２…自車位置認識部、１０４…行動計画生成部、１１０…経路生成部、１１１…地図情報取得部、１１２…変換部、１１３…目標点設定部、１１４…車両状態取得部、１１５…走行軌道生成部、１１６…逆変換部、１１７…軌道評価部、１２０…走行制御部、１２２…制御切替部、１３０…記憶部

【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15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】