6972377 目標軌跡生成装置、車両制御装置、目標軌跡生成方法および車両制御方法

(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】6972377

(24)【登録日】2021年11月5日

(45)【発行日】2021年11月24日

(54)【発明の名称】目標軌跡生成装置、車両制御装置、目標軌跡生成方法および車両制御方法

(51)【国際特許分類】

   B60W 30/10 20060101AFI20211111BHJP

   B60W 40/04 20060101ALI20211111BHJP

   B60W 40/10 20120101ALI20211111BHJP

   G08G 1/16 20060101ALI20211111BHJP

   G06F 17/17 20060101ALI20211111BHJP

【ＦＩ】

   B60W30/10

   B60W40/04

   B60W40/10

   G08G1/16 C

   G06F17/17

【請求項の数】14

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2020-554643(P2020-554643)

(86)(22)【出願日】2018年10月30日

(86)【国際出願番号】JP2018040323

(87)【国際公開番号】WO2020090004

(87)【国際公開日】20200507

【審査請求日】2020年9月29日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088672

【弁理士】

【氏名又は名称】吉竹 英俊

(74)【代理人】

【識別番号】100088845

【弁理士】

【氏名又は名称】有田 貴弘

(72)【発明者】

【氏名】吉野 伶

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 雅也

(72)【発明者】

【氏名】堀 保義

(72)【発明者】

【氏名】▲濱▼田 哲治

(72)【発明者】

【氏名】占部 貴寛

【審査官】 菅家 裕輔

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１７−１６２４１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１８−１３１０４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１８／０３０２７１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平１１−０２０４９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−０６５４７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０３０４３６８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｗ １０／００−１０／３０

Ｂ６０Ｗ ３０／００−６０／００

Ｇ０１Ｃ ２１／００−２１／３６

Ｇ０１Ｃ ２３／００−２５／００

Ｇ０８Ｇ １／００−９９／００

Ｇ０６Ｆ １７／１７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

自車の前方を走行する先行車の相対位置を取得する先行車位置取得部（１）と、
前記自車の状態量を取得する自車状態量取得部（２）と、
前記自車の状態量に基づいて、前記自車の移動量を算出する自車移動量算出部（３）と、
前記先行車の相対位置および前記自車の移動量に基づいて、前記先行車の相対位置の履歴を前記自車の現在位置を基準にする座標系で表した自車基準先行車位置の点群を算出する自車基準先行車位置算出部（４）と、
前記自車基準先行車位置の点群に基づいて、前記自車の目標軌跡を生成する目標軌跡生成部（５）と、
前記自車基準先行車位置の点群または前記目標軌跡に基づいて、前記目標軌跡の補正が必要か否か判定する目標軌跡補正判定部（６）と、
前記目標軌跡の補正が必要と判定されると、前記自車基準先行車位置の点群または前記目標軌跡に基づいて、前記目標軌跡を補正した補正目標軌跡を生成する補正目標軌跡生成部（７）と、
を備え、
前記目標軌跡生成部（５）は、前記自車基準先行車位置の点群の多項式近似により前記目標軌跡を生成し、
前記補正目標軌跡生成部（７）は、前記目標軌跡を生成した多項式近似の次数を下げることによって前記補正目標軌跡を生成する、
目標軌跡生成装置（１０）。

【請求項2】

前記補正目標軌跡生成部（７）は、前記目標軌跡を表す多項式の高次の項を０に設定することによって前記補正目標軌跡を生成する、
請求項１に記載の目標軌跡生成装置（１０）。

【請求項3】

前記目標軌跡補正判定部（６）は、前記先行車が直進中か否かを判定し、前記先行車が直進中であると判定した場合に、前記目標軌跡の補正が必要と判定する、
請求項１または請求項２に記載の目標軌跡生成装置（１０）。

【請求項4】

前記目標軌跡補正判定部（６）は、前記自車と前記先行車との車間距離が予め定められた閾値よりも小さい場合に、前記目標軌跡の補正が必要と判定する、
請求項１または請求項２に記載の目標軌跡生成装置（１０）。

【請求項5】

自車の前方を走行する先行車の相対位置を取得する先行車位置取得部（１）と、
前記自車の状態量を取得する自車状態量取得部（２）と、
前記自車の状態量に基づいて、前記自車の移動量を算出する自車移動量算出部（３）と、
前記先行車の相対位置および前記自車の移動量に基づいて、前記先行車の相対位置の履歴を前記自車の現在位置を基準にする座標系で表した自車基準先行車位置の点群を算出する自車基準先行車位置算出部（４）と、
前記自車基準先行車位置の点群に基づいて、前記自車の目標軌跡を生成する目標軌跡生成部（５）と、
前記自車基準先行車位置の点群または前記目標軌跡に基づいて、前記目標軌跡の補正が必要か否か判定する目標軌跡補正判定部（６）と、
前記目標軌跡の補正が必要と判定されると、前記自車基準先行車位置の点群または前記目標軌跡に基づいて、前記目標軌跡を補正した補正目標軌跡を生成する補正目標軌跡生成部（７）と、
を備え、
前記目標軌跡生成部（５）は、前記自車基準先行車位置の点群に次数の異なる２つの多項式近似を行うことで、次数の異なる２つの目標軌跡を生成し、
前記目標軌跡補正判定部（６）は、前記２つの目標軌跡の差の大きさを判定し、前記２つの目標軌跡の差が予め定められた閾値以下の場合に、前記目標軌跡の補正が必要であると判定し、
前記２つの目標軌跡のうち、次数の低い方は前記補正目標軌跡として扱われ、次数の高い方は補正前の目標軌跡として扱われる、
目標軌跡生成装置（１０）。

【請求項6】

前記２つの目標軌跡は、１次関数近似した目標軌跡、２次関数近似した目標軌跡、３次関数近似した目標軌跡のうちのいずれか２つである
請求項５に記載の目標軌跡生成装置（１０）。

【請求項7】

請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の目標軌跡生成装置（１０）と、
前記目標軌跡または前記補正目標軌跡に基づいて、前記自車の動作を制御する制御部（８）と、
を備える車両制御装置（１００）。

【請求項8】

目標軌跡生成装置（１０）における目標軌跡生成方法であって、
前記目標軌跡生成装置（１０）の先行車位置取得部（１）が、自車の前方を走行する先行車の相対位置を取得し、
前記目標軌跡生成装置（１０）の自車状態量取得部（２）が、前記自車の状態量を取得し、
前記目標軌跡生成装置（１０）の自車移動量算出部（３）が、前記自車の状態量に基づいて、前記自車の移動量を算出し、
前記目標軌跡生成装置（１０）の自車基準先行車位置算出部（４）が、前記先行車の相対位置および前記自車の移動量に基づいて、前記先行車の相対位置の履歴を前記自車の現在位置を基準にする座標系で表した自車基準先行車位置の点群を算出し、
前記目標軌跡生成装置（１０）の目標軌跡生成部（５）が、前記自車基準先行車位置の点群に基づいて、前記自車の目標軌跡を生成し、
前記目標軌跡生成装置（１０）の目標軌跡補正判定部（６）が、前記自車基準先行車位置の点群または前記目標軌跡に基づいて、前記目標軌跡の補正が必要か否か判定し、
前記目標軌跡の補正が必要と判定されると、前記目標軌跡生成装置（１０）の補正目標軌跡生成部（７）が、前記自車基準先行車位置の点群または前記目標軌跡に基づいて、前記目標軌跡を補正した補正目標軌跡を生成し、
前記目標軌跡生成部（５）は、前記自車基準先行車位置の点群の多項式近似により前記目標軌跡を生成し、
前記補正目標軌跡生成部（７）は、前記目標軌跡を生成した多項式近似の次数を下げることによって前記補正目標軌跡を生成する、
目標軌跡生成方法。

【請求項9】

前記補正目標軌跡生成部（７）は、前記目標軌跡を表す多項式の高次の項を０に設定することによって前記補正目標軌跡を生成する、
請求項８に記載の目標軌跡生成方法。

【請求項10】

前記目標軌跡補正判定部（６）は、前記先行車が直進中か否かを判定し、前記先行車が直進中であると判定した場合に、前記目標軌跡の補正が必要と判定する、
請求項８または請求項９に記載の目標軌跡生成方法。

【請求項11】

前記目標軌跡補正判定部（６）は、前記自車と前記先行車との車間距離が予め定められた閾値よりも小さい場合に、前記目標軌跡の補正が必要と判定する、
請求項８または請求項９に記載の目標軌跡生成方法。

【請求項12】

目標軌跡生成装置（１０）における目標軌跡生成方法であって、
前記目標軌跡生成装置（１０）の先行車位置取得部（１）が、自車の前方を走行する先行車の相対位置を取得し、
前記目標軌跡生成装置（１０）の自車状態量取得部（２）が、前記自車の状態量を取得し、
前記目標軌跡生成装置（１０）の自車移動量算出部（３）が、前記自車の状態量に基づいて、前記自車の移動量を算出し、
前記目標軌跡生成装置（１０）の自車基準先行車位置算出部（４）が、前記先行車の相対位置および前記自車の移動量に基づいて、前記先行車の相対位置の履歴を前記自車の現在位置を基準にする座標系で表した自車基準先行車位置の点群を算出し、
前記目標軌跡生成装置（１０）の目標軌跡生成部（５）が、前記自車基準先行車位置の点群に基づいて、前記自車の目標軌跡を生成し、
前記目標軌跡生成装置（１０）の目標軌跡補正判定部（６）が、前記自車基準先行車位置の点群または前記目標軌跡に基づいて、前記目標軌跡の補正が必要か否か判定し、
前記目標軌跡の補正が必要と判定されると、前記目標軌跡生成装置（１０）の補正目標軌跡生成部（７）が、前記自車基準先行車位置の点群または前記目標軌跡に基づいて、前記目標軌跡を補正した補正目標軌跡を生成し、
前記目標軌跡生成部（５）は、前記自車基準先行車位置の点群に次数の異なる２つの多項式近似を行うことで、次数の異なる２つの目標軌跡を生成し、
前記目標軌跡補正判定部（６）は、前記２つの目標軌跡の差の大きさを判定し、前記２つの目標軌跡の差が予め定められた閾値以下の場合に、前記目標軌跡の補正が必要であると判定し、
前記２つの目標軌跡のうち、次数の低い方は前記補正目標軌跡として扱われ、次数の高い方は補正前の目標軌跡として扱われる、
目標軌跡生成方法。

【請求項13】

前記２つの目標軌跡は、１次関数近似した目標軌跡、２次関数近似した目標軌跡、３次関数近似した目標軌跡のうちのいずれか２つである
請求項１２に記載の目標軌跡生成方法。

【請求項14】

前記目標軌跡生成装置（１０）を備える車両制御装置（１００）における車両制御方法であって、
前記目標軌跡生成装置（１０）が、請求項８から請求項１３のいずれか一項に記載の目標軌跡生成方法により前記目標軌跡または前記補正目標軌跡を生成し、
前記車両制御装置（１００）の制御部（８）が、前記目標軌跡または前記補正目標軌跡に基づいて、前記自車の動作を制御する、
車両制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両を先行車（前方を走行する他の車両）に追従させるための目標軌跡を生成する技術に関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、車両を先行車に追従して走行させる自動運転技術の開発が進んでいる。例えば下記の特許文献１には、自車に対する先行車の相対位置から当該先行車の走行軌跡を算出し、当該走行軌跡を、自車を先行車に追従させるための目標軌跡として設定する技術が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００４−３２２９１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の技術では、先行車の相対位置から自車の目標軌跡を算出している。そのため、先行車の相対位置に検出誤差が含まれていると、自車の目標軌跡に誤差が生じる。例えば、先行車が直進走行中（以下、単に「直進中」という）のとき、目標軌跡は直線状になるべきであるが、検出誤差の影響によって、蛇行した目標軌跡が算出されるおそれがある。そのような目標軌跡に自車を追従させると、自車の操舵回数が必要以上に増え、適確かつスムーズな自車の制御が困難になる。

【0005】

本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、先行車の相対位置の検出誤差が自車の目標軌跡に与える影響を抑制することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係る目標軌跡生成装置は、自車の前方を走行する先行車の相対位置を取得する先行車位置取得部と、前記自車の状態量を取得する自車状態量取得部と、前記自車の状態量に基づいて、前記自車の移動量を算出する自車移動量算出部と、前記先行車の相対位置および前記自車の移動量に基づいて、前記先行車の相対位置の履歴を前記自車の現在位置を基準にする座標系で表した自車基準先行車位置の点群を算出する自車基準先行車位置算出部と、前記自車基準先行車位置の点群に基づいて、前記自車の目標軌跡を生成する目標軌跡生成部と、前記自車基準先行車位置の点群または前記目標軌跡に基づいて、前記目標軌跡の補正が必要か否か判定する目標軌跡補正判定部と、前記目標軌跡の補正が必要と判定されると、前記自車基準先行車位置の点群または前記目標軌跡に基づいて、前記目標軌跡を補正した補正目標軌跡を生成する補正目標軌跡生成部と、を備え、前記目標軌跡生成部は、前記自車基準先行車位置の点群の多項式近似により前記目標軌跡を生成し、前記補正目標軌跡生成部は、前記目標軌跡を生成した多項式近似の次数を下げることによって前記補正目標軌跡を生成するものである。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、先行車の相対位置から算出された目標軌跡が、自車基準先行車位置の点群または目標軌跡に基づいて補正されることにより、先行車の相対位置の検出誤差が目標軌跡に与える影響を抑制することができる。

【0008】

本発明の目的、特徴、態様、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施の形態１に係る車両制御装置の構成を示すブロック図である。

【図2】自車の移動量の算出方法を説明するための図である。

【図3】実施の形態１に係る車両制御装置の目標軌跡補正判定部の構成を示すブロック図である。

【図4】自車が追従する先行車の位置の履歴および目標軌跡の例を示す図である。

【図5】自車が追従する先行車の位置の履歴および目標軌跡の例を示す図である。

【図6】先行車直進判定の方法を説明するための図である。

【図7】実施の形態１に係る車両制御装置の動作を示すフローチャートである。

【図8】実施の形態１における目標軌跡補正判定のフローチャートである。

【図9】実施の形態１における先行車直進判定のフローチャートである。

【図10】実施の形態２に係る車両制御装置の目標軌跡補正判定部の構成を示すブロック図である。

【図11】自車が追従する先行車の位置の履歴および目標軌跡の例を示す図である。

【図12】自車が追従する先行車の位置の履歴および目標軌跡の例を示す図である。

【図13】車間距離判定の方法を説明するための図である。

【図14】実施の形態２における目標軌跡補正判定のフローチャートである。

【図15】実施の形態２における車間距離判定のフローチャートである。

【図16】実施の形態３に係る車両制御装置の目標軌跡補正判定部の構成を示すブロック図である。

【図17】目標軌跡差分判定の方法を説明するための図である。

【図18】実施の形態３における目標軌跡補正判定のフローチャートである。

【図19】実施の形態３における目標軌跡差分判定のフローチャートである。

【図20】目標軌跡生成装置のハードウェア構成例を示す図である。

【図21】目標軌跡生成装置のハードウェア構成例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１に係る車両制御装置１００の構成を示すブロック図である。図１のように、車両制御装置１００は、先行車位置取得部１、自車状態量取得部２、自車移動量算出部３、自車基準先行車位置算出部４、目標軌跡生成部５、目標軌跡補正判定部６および補正目標軌跡生成部７を備える目標軌跡生成装置１０と、制御部８とから構成される。以下、車両制御装置１００が搭載された車両を「自車」と称し、自車の前方を走行する他の車両を「先行車」と称す。

【0011】

先行車位置取得部１は、先行車の自車に対する相対位置を取得する。より具体的には、先行車位置取得部１は、例えば、前方カメラ（自車の前方を撮影するカメラ）やミリ波レーダなど、自車の周辺に存在する物体を検出可能な車載センサを用いて、自車から先行車までの距離および方向を検出することにより、先行車の相対位置を取得する。また、先行車位置取得部１は、取得した先行車の相対位置の履歴を一定期間分、記憶する。

【0012】

自車状態量取得部２は、自車の状態量を取得する。本実施の形態では、自車状態量取得部２は、自車移動量算出部３が自車の移動量を算出するために必要な自車状態量として、自車の速度およびヨーレートを取得する。ただし、自車状態量取得部２が取得する情報は、自車の移動量の演算に用いることができるものであれば任意の情報でよく、例えば、自車の速度に代えて、タイヤの回転速度などの情報を取得してもよい。

【0013】

自車移動量算出部３は、自車状態量取得部２が取得した自車状態量に基づいて、自車の移動量を算出する。例えば図２のように、自車の進行方向をＸ軸、自車の車幅方向をＹ軸とする座標系をとると、ある時刻ｔにおける自車移動量（Ｘ方向の移動量ΔＸ（ｔ）、Ｙ方向の移動量ΔＹ（ｔ）、回転角（進行方向の変化量）Δγ（ｔ））は、自車の速度Ｖ（ｔ）およびヨーレートγ（ドット）（ｔ）と、サンプリング時間Δｔとを用いて、以下の式（１）〜（３）より算出できる。

【0014】

【数1】

【0015】

【数2】

【0016】

【数3】

【0017】

自車基準先行車位置算出部４は、先行車位置取得部１が取得した先行車の相対位置と、自車移動量算出部３が算出した自車移動量とに基づいて、先行車の相対位置を、自車の現在位置を基準にする座標系へと座標変換する。以下、自車の現在位置を基準にする座標系を「自車基準座標系」と称し、自車基準座標系に変換された先行車の相対位置を「自車基準先行車位置」と称す。

【0018】

より詳細には、自車基準先行車位置算出部４は、先行車位置取得部１に記憶されている先行車の相対位置の履歴と、自車移動量算出部３が算出した自車移動量とに基づいて、自車基準先行車位置の履歴からなる点群を算出する。例えば、自車基準座標系として図２と同様に自車の進行方向をＸ軸、自車の車幅方向をＹ軸とする座標系をとると、自車基準先行車位置算出部４は、サンプリング時間ごとに、先行車位置取得部１に記憶されている先行車の相対位置（Ｘ_ｍ（ｔ）、Ｙ_ｍ（ｔ））を、式（２）、（３）で得られた自車移動量（ΔＸ（ｔ）、ΔＹ（ｔ））だけシフトさせ、式（１）で得られた回転角（Δγ（ｔ））だけ回転させる座標変換式である以下の式（４）、（５）を用いて、自車基準先行車位置（Ｘ_ｍｃｔ（ｔ）、Ｙ_ｍｃｔ（ｔ））を算出する。

【0019】

【数4】

【0020】

【数5】

【0021】

自車基準先行車位置算出部４は、先行車位置取得部１に記憶されている相対位置（Ｘ_ｍ（ｔ）、Ｙ_ｍ（ｔ））の履歴の全てに対して式（４）、（５）の演算を行うことで、自車基準先行車位置（Ｘ_ｍｃｔ（ｔ）、Ｙ_ｍｃｔ（ｔ））の点群を算出する。

【0022】

目標軌跡生成部５は、自車基準先行車位置算出部４が算出した自車基準先行車位置の点群に対して、多項式近似を行うことで、先行車の走行軌跡を生成し、それを自車の目標軌跡とする。例えば、自車基準先行車位置（Ｘ_ｍｃｔ（ｔ）、Ｙ_ｍｃｔ（ｔ））の点群を３次関数近似して目標軌跡を生成する場合、自車の進行方向をＸ軸、自車の車幅方向のＹ軸とする自車基準座標系において、ある時刻ｔでの目標軌跡Ｙ_３（ｔ）は、次の式（６）で表現できる。

【0023】

【数6】

【0024】

式（６）において、Ｋ_０３（ｔ）は自車の基準位置からの横位置（車幅方向の位置）に関わる項、Ｋ_１３（ｔ）は目標軌跡の傾きに関わる項、Ｋ_２３（ｔ）は目標軌跡の曲率に関わる項、Ｋ_３３（ｔ）は目標軌跡の曲率変化率に関わる項をそれぞれ表している。ただし、目標軌跡上のＸ座標Ｘ_ｔｔにおける実際の目標軌跡の曲率Ｋ_２ｒ（ｔ）、曲率変化率Ｋ_３ｒ（ｔ）は以下の式（７）、（８）により算出できる。

【0025】

【数7】

【0026】

【数8】

【0027】

また、目標軌跡を曲率変化の無い曲線とみなして、自車基準先行車位置（Ｘ_ｍｃｔ（ｔ）、Ｙ_ｍｃｔ（ｔ））の点群を２次関数近似した目標軌跡を生成する場合、目標軌跡Ｙ_２（ｔ）は次の式（９）で表現できる。

【0028】

【数9】

【0029】

式（９）において、Ｋ_０２（ｔ）は自車の基準位置からの横位置に関わる項、Ｋ_１２（ｔ）は目標軌跡の傾きに関わる項、Ｋ_２２（ｔ）は目標軌跡の曲率に関わる項をそれぞれ表している。ただし、実際の目標軌跡の曲率Ｋ_２ｒ（ｔ）は次の式（１０）により算出できる。

【0030】

【数10】

【0031】

目標軌跡補正判定部６は、自車基準先行車位置算出部４が算出した自車基準先行車位置、または、目標軌跡生成部５が生成した目標軌跡に基づいて、目標軌跡の補正が必要か否かの判定（以下「目標軌跡補正判定」と称す）を行う。

【0032】

図３は、実施の形態１の目標軌跡補正判定部６の構成を示すブロック図である。実施の形態１の目標軌跡補正判定部６は、先行車が直進中か否かの判定（以下「先行車直進判定」と称す）を行う先行車直進判定部６ａを備えており、先行車直進判定部６ａによる先行車直進判定の結果に基づいて、目標軌跡の補正が必要か否かを判定する。

【0033】

先行車直進判定部６ａが行う先行車直進判定について説明する。図４および図５に、自車ＶＥＨ_１が追従する先行車ＶＥＨ_２の位置の履歴（自車基準先行車位置の点群）および目標軌跡の例を示す。図４および図５には、先行車ＶＥＨ_２の自車基準先行車位置の点群として、検出誤差を含まない点群Ｐ_ｆｖｎｅと、検出誤差を含む点群をＰ_ｆｖとが示されている。

【0034】

図４は、カーブ走行中の先行車ＶＥＨ_２に自車ＶＥＨ_１が追従走行する場合の例であり、検出誤差を含まない点群Ｐ_ｆｖｎｅを多項式近似して得られる目標軌跡ＴＴ_１と、検出誤差を含む点群Ｐ_ｆｖを多項式近似して得られる目標軌跡ＴＴ_２（以下「誤差を含む目標軌跡」ということもある）とが示されている。図５は、直進中の先行車ＶＥＨ_２に自車ＶＥＨ_１が追従走行する場合の例であり、検出誤差を含まない点群Ｐ_ｆｖｎｅを多項式近似して得られる目標軌跡ＴＴ_３（以下「誤差を含まない目標軌跡」ということもある）と、検出誤差を含む点群Ｐ_ｆｖを多項式近似して得られる目標軌跡ＴＴ_４とが示されている。

【0035】

図４および図５のように、カーブ走行時および直進走行時のどちらにおいても、誤差を含む目標軌跡（ＴＴ_２またはＴＴ_４）と誤差を含まない目標軌跡（ＴＴ_１またはＴＴ_３）との間に差が生じる。ただし、カーブ走行時（図４）では、先行車の車幅方向の移動量に対する検出誤差の大きさが小さいため、誤差を含む目標軌跡ＴＴ_２の形状と誤差を含まない目標軌跡ＴＴ_１の形状とには大きな差は生じにくい。一方、直進時（図５）には、先行車の車幅方向の移動量（≒０）に対する検出誤差の大きさが大きいため、誤差を含む目標軌跡ＴＴ_４の形状と誤差を含まない目標軌跡ＴＴ_３の形状との差は比較的大きいものとなる。そのため、カーブ走行時には目標軌跡の補正を行う必要性は低く、直進時にはその必要性が高いと言える。

【0036】

従って、実施の形態１の目標軌跡補正判定部６は、先行車直進判定部６ａにより先行車が直進中であると判定された場合に、目標軌跡の補正が必要と判定する。

【0037】

図６を用いて、先行車直進判定部６ａが行う先行車直進判定の方法について説明する。ここで、図６のように、自車ＶＥＨ_１の進行方向をＸ軸、車幅方向をＹ軸とする自車基準座標系をとり、自車ＶＥＨ_１の基準位置をＰ_ｓｄ、自車ＶＥＨ_１の基準位置Ｐ_ｓｄに対する先行車の相対位置をＰ_ｆｖ、自車ＶＥＨ_１の基準位置Ｐ_ｓｄから先行車の相対位置Ｐ_ｆｖまでのＸ軸方向の距離（車間距離）をｌ_１、目標軌跡をＴＴとする。また、Ｘ軸からＹ軸方向に一定距離だけ離れた位置に先行車直進判定用の閾値ｄ_ｔｈ１を設定し、自車ＶＥＨ_１の基準位置Ｐ_ｓｄからＸ軸方向に車間距離ｌ_１だけ離れた位置からＹ軸方向に閾値ｄ_ｔｈ１だけ離れた位置を、先行車直進判定位置Ｐ_ｓｊとして定める。

【0038】

この場合、自車の基準位置Ｐ_ｓｄと先行車直進判定位置Ｐ_ｓｊ（Ｘ_ｓｊ（ｔ）、Ｙ_ｓｊ（ｔ））とを結ぶ軌跡ＣＴ_１は、次の式（１１）で表現できる。

【0039】

【数11】

【0040】

また、式（１１）で表される軌跡ＣＴ_１の曲率Ｋ_ＣＴ１（ｔ）は、次の式（１２）で表現できる。

【0041】

【数12】

【0042】

先行車直進判定部６ａは、式（１２）で表される曲率Ｋ_ＣＴ１（ｔ）の大きさと、式（７）もしくは式（１０）で表される目標軌跡ＴＴの曲率Ｋ_２ｒ（ｔ）の大きさとを比較し、曲率Ｋ_２ｒ（ｔ）の大きさが曲率Ｋ_ＣＴ１（ｔ）の大きさより小さい場合、先行車は直進中と判定する。目標軌跡補正判定部６は、先行車直進判定部６ａで先行車が直進中であると判定された場合に、目標軌跡生成部５で生成された目標軌跡の補正が必要であると判定する。

【0043】

補正目標軌跡生成部７は、目標軌跡補正判定部６で目標軌跡の補正が必要と判定されたときに、自車基準先行車位置算出部４が算出した自車基準先行車位置、または目標軌跡生成部５が生成した目標軌跡に基づいて、目標軌跡を補正する。以下、補正後の目標軌跡を「補正目標軌跡」と称す。具体的には、補正目標軌跡生成部７は、目標軌跡生成部５が多数項近似によって生成した目標軌跡に対し、当該目標軌跡を表す多項式の次数を下げることによって補正目標軌跡を生成する。つまり、補正目標軌跡生成部７が生成する補正目標軌跡は、自車基準先行車位置の点群に対して、目標軌跡生成部５が目標軌跡の生成に用いた多項式近似よりも次数の低い多項式近似を行うことによって生成される。

【0044】

例えば、目標軌跡生成部５が生成した目標軌跡が式（６）で表される３次近似の目標軌跡であった場合、補正目標軌跡生成部７は、式（９）で表される２次近似の目標軌跡、もしくは、次の式（１３）で表される１次近似の目標軌跡を、補正目標軌跡として生成する。

【0045】

【数13】

【0046】

式（１３）において、Ｋ_０１（ｔ）は自車の基準位置からの横位置に関わる項を表し、Ｋ_１１（ｔ）は目標軌跡の傾きに関わる項を表している。

【0047】

また、補正目標軌跡生成部７は、目標軌跡生成部５が生成した目標軌跡の近似式に含まれる高次の項を０にすることによって、低い次数の目標軌跡を生成し、その目標軌跡を補正目標軌跡としてもよい。

【0048】

制御部８は、目標軌跡生成装置１０が生成した目標軌跡（目標軌跡生成部５が生成した目標軌跡、または、補正目標軌跡生成部７が生成した補正目標軌跡）に基づいて、自車の動作を制御する。具体的には、制御部８は、目標軌跡生成装置１０が生成した目標軌跡に自車を追従させるように、自車の舵角を制御する。

【0049】

実施の形態１に係る目標軌跡生成装置１０は、先行車が直進中のときに、目標軌跡を表す多項式の次数を下げることによって、目標軌跡を補正する。先行車が直進中のときは、先行車の相対位置の検出誤差が目標軌跡の形状に影響しやすいが、目標軌跡の次数が下げられることで、その影響を抑制できる。例えば、３次近似で得られた目標軌跡を２次近似で得られる目標軌跡へと補正することで、検出誤差に起因する目標軌跡の曲率変動を抑制できる。また、車両制御装置１００は、目標軌跡生成装置１０が生成した目標軌跡に基づいて自車を制御することにより、適確に且つスムーズに自車の制御を実行することができる。

【0050】

以下、フローチャートを用いて、実施の形態１に係る車両制御装置１００の動作を説明する。

【0051】

図７は、車両制御装置１００の全体的な動作を示すフローチャートである。ステップＳＴ１では、自車状態量取得部２が、自車の速度やヨーレートなどの状態量を取得する。ステップＳＴ２では、自車移動量算出部３が、ステップＳＴ１で取得された自車状態量に基づいて、自車の移動量を算出する。ステップＳＴ３では、先行車位置取得部１が、先行車の自車に対する相対位置を取得する。ステップＳＴ３で取得された先行車の相対位置の履歴は、先行車位置取得部１に一定期間分だけ記憶される。

【0052】

ステップＳＴ４では、自車基準先行車位置算出部４が、ステップＳＴ２で算出された自車移動量と、ステップＳＴ３で取得された先行車の相対位置の履歴とに基づいて、自車基準座標系に変換した先行車位置の履歴（自車基準先行車位置の点群）を算出する。ステップＳＴ５では、目標軌跡生成部５が、ステップＳＴ４で算出された自車基準先行車位置の点群に対する多項式近似を行うことで、目標軌跡を生成する。ステップＳＴ６では、目標軌跡補正判定部６が、ステップＳＴ５で生成された目標軌跡の補正が必要か否かを判定する。ステップＳＴ６の詳細なフローは後述する。

【0053】

ステップＳＴ６において目標軌跡の補正が必要と判定された場合、ステップＳＴ７において、補正目標軌跡生成部７が、ステップＳＴ５で生成された目標軌跡を補正する。目標軌跡の補正方法は、ステップＳＴ５で生成された目標軌跡を、それよりも低い次数で再度多項式近似を行って補正目標軌跡を生成することにより行われる。また、次数の高い方の目標軌跡の高次の項を０とすることで低い次数の目標軌跡を算出し、この目標軌跡を補正目標軌跡としてもよい。

【0054】

ステップＳＴ８では、制御部８が、目標軌跡生成装置１０が生成した目標軌跡に追従するように自車を制御する。すなわち、目標軌跡の補正が必要ないと判定された場合には、制御部８は、ステップＳＴ５で生成された目標軌跡に基づいて自車の動作を制御する。また、目標軌跡の補正が必要であると判断された場合には、制御部８は、ステップＳＴ７で補正された目標軌跡（補正目標軌跡）に基づいて自車の動作を制御する。車両制御装置１００は、図７の処理を繰り返し実行する。

【0055】

図７のステップＳＴ６の判定処理（目標軌跡補正判定）の詳細を、図８のフローチャートに示す。ステップＳＴ６ａでは、先行車直進判定部６ａが、先行車が直進中か否かを判断する。先行車が直進中と判定された場合、ステップＳＴ６ｂへ進み、目標軌跡補正判定部６は目標軌跡の補正が必要と判定する。一方、先行車が直進中でないと判定された場合、ステップＳＴ６ｃへ進み、目標軌跡補正判定部６は目標軌跡の補正は必要ないと判定する。

【0056】

図８のステップＳＴ６ａの判定処理（先行車直進判定）の詳細を、図９のフローチャートに示す（図６の説明図も参照されたい）。ステップＳＴ６ａ１では、先行車直進判定部６ａは、基準位置Ｐ_ｓｄ（Ｘ_ｓｄ、Ｙ_ｓｄ）から車幅方向（Ｙ軸方向）に一定距離だけ離れた位置に先行車直進判定用の閾値ｄ_ｔｈ１を設定する。ステップＳＴ６ａ２では、先行車直進判定部６ａは、自車と先行車との車間距離ｌ_１を算出する。

【0057】

ステップＳＴ６ａ３では、先行車直進判定部６ａは、基準位置Ｐ_ｓｄ（Ｘ_ｓｄ、Ｙ_ｓｄ）から進行方向（Ｘ軸方向）に車間距離ｌ_１だけ離れた位置から車幅方向に閾値ｄ_ｔｈ１だけ離れた位置に、先行車直進判定位置Ｐ_ｓｊ（Ｘ_ｓｊ、Ｙ_ｓｊ）＝（ｌ_１、ｄ_ｔｈ１）を設定する。ステップＳＴ６ａ４では、先行車直進判定部６ａは、自車の基準位置Ｐ_ｓｄ（Ｘ_ｓｄ、Ｙ_ｓｄ）と先行車直進判定位置Ｐ_ｓｊを結ぶ軌跡ＣＴ_１を生成する。ステップＳＴ６ａ５では、先行車直進判定部６ａは、軌跡ＣＴ_１の曲率Ｋ_ＣＴ１（ｔ）を算出する。

【0058】

ステップＳＴ６ａ６では、先行車直進判定部６ａは、目標軌跡の曲率Ｋ_２ｒ（ｔ）の大きさが軌跡ＣＴ_１の曲率Ｋ_ＣＴ１（ｔ）よりも小さいか否かを判定する。目標軌跡の曲率Ｋ_２ｒ（ｔ）の大きさが軌跡ＣＴ_１の曲率Ｋ_ＣＴ１（ｔ）よりも小さい場合、ステップＳＴ６ａ７へ進み、先行車直進判定部６ａは、先行車は直進中であると判定する。目標軌跡の曲率Ｋ_２ｒ（ｔ）の大きさが軌跡ＣＴ_１の曲率Ｋ_ＣＴ１（ｔ）以上である場合、ステップＳＴ６ａ８へ進み、先行車直進判定部６ａは、先行車は直進中でないと判定する。

【0059】

＜実施の形態２＞
実施の形態１では、目標軌跡補正判定部６は、目標軌跡の補正の要否を、先行車が直進中か否かに応じて判定したが、実施の形態２では、その判定を、自車と先行車との車間距離に基づいて行う。

【0060】

図１０は、実施の形態２の目標軌跡補正判定部６の構成を示すブロック図である。実施の形態２の目標軌跡補正判定部６は、自車と先行車との車間距離が予め定められた閾値以下か否かの判定（以下「車間距離判定」と称す）を行う車間距離判定部６ｂを備えている。

【0061】

なお、実施の形態２に係る車両制御装置１００の全体構成は、実施の形態１（図１）と同様であるため、ここでの説明は省略する。

【0062】

車間距離判定部６ｂが行う車間距離判定について説明する。図１１および図１２に、自車ＶＥＨ_１が追従する先行車ＶＥＨ_２の位置の履歴（自車基準先行車位置の点群）および目標軌跡の例を示す。図１１および図１２には、先行車ＶＥＨ_２の自車基準先行車位置の点群として、検出誤差を含まない点群Ｐ_ｆｖｎｅと、検出誤差を含む点群をＰ_ｆｖとが示されている。

【0063】

図１１は、自車ＶＥＨ_１と先行車ＶＥＨ_２と車間距離が短い場合の例であり、検出誤差を含まない点群Ｐ_ｆｖｎｅを多項式近似して得られる目標軌跡ＴＴ_３と、検出誤差を含む点群Ｐ_ｆｖを多項式近似して得られる目標軌跡ＴＴ_４とが示されている。図１２は、自車ＶＥＨ_１と先行車ＶＥＨ_２と車間距離が長い場合の例であり、検出誤差を含まない点群Ｐ_ｆｖｎｅを多項式近似して得られる目標軌跡ＴＴ_５と、検出誤差を含む点群Ｐ_ｆｖを多項式近似して得られる目標軌跡ＴＴ_６とが示されている。

【0064】

図１１および図１２のように、車間距離が短い場合と長い場合のどちらにおいても、誤差を含む目標軌跡（ＴＴ_４またはＴＴ_６）と誤差を含まない目標軌跡（ＴＴ_３またはＴＴ_５）との間に差が生じる。ただし、車間距離が短い場合（図１１）では、誤差を含む目標軌跡ＴＴ_４の車幅方向の揺らぎの周期が短いため、自車ＶＥＨ_１を目標軌跡ＴＴ_４に追従走行させると、一定時間あたり（または一定距離あたり）の操舵回数は比較的多くなる。一方、車間距離が長い場合（図１２）には、誤差を含む目標軌跡ＴＴ_６の車幅方向の揺らぎの周期が長いため、自車ＶＥＨ_１を目標軌跡ＴＴ_６に追従走行させても、一定時間あたりの操舵回数が比較的少なくて済む。そのため、車間距離が長い場合には目標軌跡の補正を行う必要性は低く、車間距離が短い場合にはその必要性が高いと言える。

【0065】

従って、実施の形態２の目標軌跡補正判定部６は、車間距離判定部６ｂにより自車と先行車との車間距離が閾値以下と判定された場合に、目標軌跡の補正が必要と判定する。

【0066】

図１３を用いて、車間距離判定部６ｂが行う先行車直進判定の方法について説明する。ここで、図１３のように、自車ＶＥＨ_１の進行方向をＸ軸、車幅方向をＹ軸とする自車基準座標系をとり、自車ＶＥＨ_１の基準位置をＰ_ｓｄ、自車ＶＥＨ_１の基準位置Ｐ_ｓｄに対する先行車の相対位置をＰ_ｆｖ、自車ＶＥＨ_１の基準位置Ｐ_ｓｄから先行車の相対位置Ｐ_ｆｖまでのＸ軸方向の距離（車間距離）をｌ_１とする。また、Ｘ軸からＹ軸方向に一定距離だけ離れた位置に車間距離判定用の第１の閾値ｄ_ｔｈ２を設定する。

【0067】

自車の速度をＶ（ｔ）、横加速度の制限値をα_ｙｌｉｍとすると、横加速度が制限値α_ｙｌｉｍとなる状態の定常円旋回を想定した際の軌跡ＣＴ_２は、次の式（１４）で表現できる。

【0068】

【数14】

【0069】

実施の形態２では、式（１４）で表される軌跡ＣＴ_２のＹ座標が第１の閾値ｄ_ｔｈ２と等しくなるときのＸ座標を、車間距離判定用の第２の閾値ｌ_ｔｈとして設定する。第２の閾値ｌ_ｔｈは次の式（１５）で表現できる。

【0070】

【数15】

【0071】

車間距離判定部６ｂは、自車と先行車との車間距離ｌ_１と、式（１５）で表される第２の閾値ｌ_ｔｈと比較して、車間距離ｌ_１が第２の閾値ｌ_ｔｈ以下のときに、車間距離が短い状態であると判定する。

【0072】

車間距離が短い状態か否かの判定基準とする閾値（第２の閾値ｌ_ｔｈ）をこのように設定することで、自車の速度に応じた車間距離判定が可能になる。ただし、当該閾値の決定方法は、横加速度の制限値α_ｙｌｉｍに基づく方法でなくてもよい。例えば、自車の車速と車間距離判定用の閾値との関係を記述したテーブルを予め用意してもよい。

【0073】

実施の形態２の目標軌跡補正判定部６は、車間距離判定部６ｂで自車と先行車との間の車間距離が短いと判定された場合に、目標軌跡生成部５で生成された目標軌跡の補正が必要であると判定する。なお、補正目標軌跡生成部７による目標軌跡の補正方法は、実施の形態１と同様に、目標軌跡を表す多項式の次数を下げる方法でよい。

【0074】

実施の形態２に係る目標軌跡生成装置１０は、自車と先行車との車間距離が短い状態のときに、目標軌跡を表す多項式の次数を下げることによって、目標軌跡を補正する。車間距離が短いときは、先行車の相対位置の検出誤差に起因する目標軌跡の揺らぎの周期が短くなるが、目標軌跡の次数が下げられることで、目標軌跡の揺らぎが少なくなり、一定時間当たりの操舵回数が増えることが防止される。また、車両制御装置１００は、目標軌跡生成装置１０が生成した目標軌跡に基づいて自車を制御することにより、適確に且つスムーズに自車の制御を実行することができる。

【0075】

以下、フローチャートを用いて、実施の形態２に係る車両制御装置１００の動作を説明する。なお、車両制御装置１００の全体的な動作は実施の形態１で説明した図７のフローチャートと同様であるため、ここでは図７のステップＳＴ６の判定処理（目標軌跡補正判定）のみを説明する。

【0076】

実施の形態２における目標軌跡補正判定の処理を、図１４のフローチャートに示す。ステップＳＴ６ｄでは、車間距離判定部６ｂが、自車と先行車との車間距離が予め定められた車間距離判定用の閾値（例えば上記の第２の閾値ｄ_ｔｈ２）以下か否かを判断する。自車と先行車との車間距離が閾値以下である場合、ステップＳＴ６ｅへ進み、目標軌跡補正判定部６は、目標軌跡の補正が必要と判定する。一方、自車と先行車との車間距離が閾値よりも大きい場合、ステップＳＴ６ｆへ進み、目標軌跡補正判定部６は、目標軌跡の補正は必要ないと判定する。

【0077】

図１４のステップＳＴ６ｄの判定処理（車間距離判定）の詳細を、図１５のフローチャートに示す（図１３の説明図も参照されたい）。ここで、自車基準座標系のＸ軸は自車の進行方向、Ｙ軸とする自車の車幅方向とする。

【0078】

ステップＳＴ６ｄ１では、車間距離判定部６ｂは、自車基準座標系のＸ軸からＹ軸方向に一定距離だけ離れた位置に車間距離判定用の第１の閾値ｄ_ｔｈ２を設定する。ステップＳＴ６ｄ２では、車間距離判定部６ｂは、自車と先行車との車間距離ｌ_１を算出する。ステップＳＴ６ｄ３では、車間距離判定部６ｂは、自車の横加速度の制限値α_ｙｌｉｍを設定する。ステップＳＴ６ｄ４では、車間距離判定部６ｂは、自車の横加速度が制限値α_ｙｌｉｍ時の定常円旋回を想定した軌跡ＣＴ_２を生成する。ステップＳＴ６ｄ５では、車間距離判定部６ｂは、軌跡ＣＴ_２のＹ座標が第１の閾値ｄ_ｔｈ２と等しくなるときのＸ座標を算出し、その値を車間距離判定用の第２の閾値ｌ_ｔｈとして設定する。

【0079】

ステップＳＴ６ｄ６では、車間距離判定部６ｂは、車間距離ｌ_１が第２の閾値ｌ_ｔｈ以下か否かを判定する。車間距離ｌ_１が第２の閾値ｌ_ｔｈ以下である場合、ステップＳＴ６ｄ７へ進み、車間距離判定部６ｂは、車間距離ｌ_１が短い状態であると判定する。車間距離ｌ_１が第２の閾値ｌ_ｔｈより大きい場合、ステップＳＴ６ｄ８へ進み、車間距離判定部６ｂは、車間距離ｌ_１が長い状態であると判定する。

【0080】

＜実施の形態３＞
実施の形態３では、目標軌跡生成部５が、多項式近似の次数が異なる２つの目標軌跡を生成し、目標軌跡補正判定部６が、その２つの目標軌跡の差に基づいて、目標軌跡の補正の要否を判定する。

【0081】

図１６は、実施の形態３の目標軌跡補正判定部６の構成を示すブロック図である。実施の形態３の目標軌跡補正判定部６は、多項式近似の次数が異なる２つの目標軌跡の差が予め定められた閾値以下か否かの判定（以下「目標軌跡差分判定」と称す）を行う目標軌跡差分判定部６ｃを備えている。

【0082】

目標軌跡差分判定部６ｃが行う目標軌跡差分判定について説明する。図１７に、自車ＶＥＨ_１が追従する先行車ＶＥＨ_２の位置の履歴（自車基準先行車位置の点群）および目標軌跡の例を示す。

【0083】

図１７に示すように、自車ＶＥＨ_１の進行方向をＸ軸、車幅方向をＹ軸とする自車基準座標系をとり、先行車の位置の履歴（自車基準先行車位置の点群）をＰ_{ｆｖｒｅｃ}とする。目標軌跡生成部５は、点群Ｐ_{ｆｖｒｅｃ}に対し、次数の異なる２種類の多項式近似を行うことで、２つの目標軌跡を生成する。図１７の例では、目標軌跡生成部５は、式（６）を用いて点群Ｐ_{ｆｖｒｅｃ}を３次近似した目標軌跡ＴＴ_７と、式（１３）を用いて点群Ｐ_{ｆｖｒｅｃ}を１次近似した目標軌跡ＴＴ_８とを生成している。また、自車基準先行車位置の点群Ｐ_{ｆｖｒｅｃ}のうち、最も新しく検出した先行車の位置を表す点をＰ_{ｆｖｎｅｗ}（Ｘ_{ｆｖｎｅｗ}、Ｙ_{ｆｖｎｅｗ}）とする。

【0084】

目標軌跡差分判定部６ｃは、目標軌跡ＴＴ_７において、Ｘ座標が点Ｐ_{ｆｖｎｅｗ}のＸ座標（Ｘ_{ｆｖｎｅｗ}）と等しくなるときのＹ座標Ｙ_ｈと、目標軌跡ＴＴ₈において、Ｘ座標が点をＰ_{ｆｖｎｅｗ}のＸ座標（Ｘ_{ｆｖｎｅｗ}）と等しくなるときのＹ座標Ｙ_ｌとを算出し、さらに、Ｙ_ｈとＹ_ｌとの差の大きさを目標軌跡差分ｄ_ｅとして算出する。

【0085】

そして、目標軌跡差分判定部６ｃは、目標軌跡差分ｄ_ｅと予め定められた目標軌跡差分判定用の閾値ｄ_ｔｈ３とを比較する。目標軌跡差分ｄ_ｅが閾値ｄ_ｔｈ３以下であれば、目標軌跡差分判定部６ｃは、２つの目標軌跡ＴＴ_７とＴＴ_８との差が小さいと判定する。目標軌跡差分ｄ_ｅが閾値ｄ_ｔｈ３よりも大きければ、目標軌跡差分判定部６ｃは、２つの目標軌跡ＴＴ_７とＴＴ_８との差が大きいと判定する。

【0086】

ここで、次数の高い多項式近似で得られる目標軌跡は、近似の精度は高いが、曲率変動の多い形状となるため、自車を追従走行させたときの操舵回数が多くなる。逆に、次数の低い多項式近似で得られる目標軌跡は、近似の精度は高くないが、曲率変動が少ない安定した形状となるため、自車を追従走行させたときの操舵回数を少なくでき、スムーズな自車の制御に寄与できる。そのため、次数の高い多項式近似で得られる目標軌跡と、次数の低い多項式近似で得られる目標軌跡との形状が互いに類似している場合は、次数の低い多項式近似で得られる目標軌跡を用いることが好ましい。

【0087】

そのため、実施の形態３の目標軌跡補正判定部６は、次数の異なる２つの目標軌跡の差が小さい場合には、スムーズな自車の制御を実現するために、次数の高い目標軌跡を次数の低い目標軌跡へ補正することが必要と判定する。また、２つの目標軌跡の差が大きい場合には、目標軌跡補正判定部６は、近似の精度を維持するために、次数の高い目標軌跡の補正は必要でないと判定する。

【0088】

補正目標軌跡生成部７は、目標軌跡の補正が必要と判定された場合、２つの目標軌跡のうち、多項式近似の次数が低い方を補正目標軌跡とし、目標軌跡の補正が必要ないと判定された場合、多項式近似の次数が高い方を補正目標軌跡とする。

【0089】

実施の形態３に係る目標軌跡生成装置１０は、次数の異なる２の目標軌跡の差が小さいときに、次数の小さい方の目標軌跡を採用することで目標軌跡を補正することで、検出誤差に起因する目標軌跡の曲率変動を抑制できる。また、車両制御装置１００は、目標軌跡生成装置１０が生成した目標軌跡に基づいて自車を制御することにより、適確に且つスムーズに自車の制御を実行することができる。

【0090】

以下、フローチャートを用いて、実施の形態３に係る車両制御装置１００の動作を説明する。車両制御装置１００の全体的な動作は実施の形態１で説明した図７のフローチャートとほぼ同様であるが、ステップＳＴ５における目標軌跡の生成処理と、ステップＳＴ６における目標軌跡補正判定の処理と、ステップＳＴ７における補正目標軌跡の生成処理の内容が、実施の形態１とは異なる。そのため、ここでは図７のステップＳＴ５，ＳＴ６，ＳＴ７の処理について説明する。

【0091】

実施の形態３において、図７のステップＳＴ５では、目標軌跡生成部５が、目標軌跡生成部５が、多項式近似の次数が異なる２つの目標軌跡を生成する。２つの目標軌跡のうち次数の高い方を正規の目標軌跡とする。次数の低い方の目標軌跡は、ステップＳＴ６における目標軌跡補正判定に用いられる他、目標軌跡の補正が必要と判断されたときの補正目標軌跡となる。

【0092】

なお、目標軌跡生成部５は、次数の異なる３つ以上の目標軌跡を生成し、目標軌跡補正判定部６がそのうちの２つを選択してもよい。また、目標軌跡生成部５は、次数の高い方の目標軌跡の高次の項を０とすることで、次数の低い方の目標軌跡を生成してもよい。

【0093】

実施の形態３におけるステップＳＴ６の判定処理を、図１８のフローチャートに示す。ステップＳＴ６ｇでは、目標軌跡差分判定部６ｃが、次数の異なる２つの目標軌跡の差が小さいか否かを判定する。目標軌跡の差が小さい場合、ステップＳＴ６ｈへ進み、目標軌跡差分判定部６ｃは、目標軌跡の補正は必要と判定する。目標軌跡の差分が大きい場合、ステップＳＴ６ｉへ進み、目標軌跡差分判定部６ｃは、目標軌跡の補正は必要でないと判定する。

【0094】

図１８のステップＳＴ６ｇの判定処理（目標軌跡差分判定）の詳細を、図１９のフローチャートに示す（図１７の説明図も参照されたい）。ここで、自車基準座標系のＸ軸は自車の進行方向、Ｙ軸とする自車の車幅方向とする。

【0095】

ステップＳＴ６ｇ１では、目標軌跡差分判定部６ｃは、目標軌跡差分判定用の閾値ｄ_ｔｈ３を設定する。ステップＳＴ６ｇ２では、目標軌跡差分判定部６ｃは、次数の高い方の目標軌跡おいて、Ｘ座標が特定の値（例えば図１７のＸ_{ｆｖｎｅｗ}）と等しくなるときのＹ座標Ｙ_ｈを算出する。ステップＳＴ６ｇ３では、目標軌跡差分判定部６ｃは、次数の低い方の目標軌跡おいて、Ｘ座標が上記特定の値と等しくなるときのＹ座標Ｙ_ｌを算出する。ステップＳＴ６ｇ４では、目標軌跡差分判定部６ｃは、目標軌跡差分ｄ_ｅ＝｜Ｙ_ｈ−Ｙ_ｌ｜を算出する。

【0096】

ステップＳＴ６ｇ５では、目標軌跡差分判定部６ｃは、目標軌跡差分ｄ_ｅが閾値ｄ_ｔｈ３以下であるか否かを判定する。目標軌跡差分ｄ_ｅが閾値ｄ_ｔｈ３以下であれば、ステップＳＴ６ｇ６へ進み、目標軌跡差分判定部６ｃは、２つの目標軌跡の差は小さいと判定する。目標軌跡差分ｄ_ｅが閾値ｄ_ｔｈ３より大きければ、ステップＳＴ６ｇ７へ進み、２つの目標軌跡の差は大きいと判定する。

【0097】

また、実施の形態３において、図７のステップＳＴ７では、ステップＳＴ６で目標軌跡の補正が必要であると判定された場合に、ステップＳＴ５で生成した２つの目標軌跡のうち、次数の低い方の目標軌跡を補正目標軌跡とする。

【0098】

＜ハードウェア構成例＞
図２０および図２１は、それぞれ目標軌跡生成装置１０のハードウェア構成の例を示す図である。図１に示した目標軌跡生成装置１０の構成要素の各機能は、例えば図２０に示す処理回路５０により実現される。すなわち、目標軌跡生成装置１０は、自車の前方を走行する先行車の相対位置を取得し、自車の状態量を取得し、自車の状態量に基づいて、自車の移動量を算出し、先行車の相対位置および自車移動量に基づいて、先行車の相対位置の履歴を自車の現在位置を基準にする座標系で表した自車基準先行車位置の点群を算出し、自車基準先行車位置の点群に基づいて、自車の目標軌跡を生成し、自車基準先行車位置の点群または目標軌跡に基づいて、目標軌跡の補正が必要か否か判定し、目標軌跡の補正が必要と判定されると、自車基準先行車位置の点群または目標軌跡に基づいて、目標軌跡を補正した補正目標軌跡を生成するための処理回路５０を備える。処理回路５０は、専用のハードウェアであってもよいし、メモリに格納されたプログラムを実行するプロセッサ（中央処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）とも呼ばれる）を用いて構成されていてもよい。

【0099】

処理回路５０が専用のハードウェアである場合、処理回路５０は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、またはこれらを組み合わせたものなどが該当する。目標軌跡生成装置１０の構成要素の各々の機能が個別の処理回路で実現されてもよいし、それらの機能がまとめて一つの処理回路で実現されてもよい。

【0100】

図２１は、処理回路５０がプログラムを実行するプロセッサ５１を用いて構成されている場合における目標軌跡生成装置１０のハードウェア構成の例を示している。この場合、目標軌跡生成装置１０の構成要素の機能は、ソフトウェア等（ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせ）により実現される。ソフトウェア等はプログラムとして記述され、メモリ５２に格納される。プロセッサ５１は、メモリ５２に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。すなわち、目標軌跡生成装置１０は、プロセッサ５１により実行されるときに、自車の前方を走行する先行車の相対位置を取得する処理と、自車の状態量を取得する処理と、自車の状態量に基づいて、自車の移動量を算出する処理と、先行車の相対位置および自車移動量に基づいて、先行車の相対位置の履歴を自車の現在位置を基準にする座標系で表した自車基準先行車位置の点群を算出する処理と、自車基準先行車位置の点群に基づいて、自車の目標軌跡を生成する処理と、自車基準先行車位置の点群または目標軌跡に基づいて、目標軌跡の補正が必要か否か判定する処理と、目標軌跡の補正が必要と判定されると、自車基準先行車位置の点群または目標軌跡に基づいて、目標軌跡を補正した補正目標軌跡を生成する処理と、が結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ５２を備える。換言すれば、このプログラムは、目標軌跡生成装置１０の構成要素の動作の手順や方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。

【0101】

ここで、メモリ５２は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリー、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）およびそのドライブ装置等、または、今後使用されるあらゆる記憶媒体であってもよい。

【0102】

以上、目標軌跡生成装置１０の構成要素の機能が、ハードウェアおよびソフトウェア等のいずれか一方で実現される構成について説明した。しかしこれに限ったものではなく、目標軌跡生成装置１０の一部の構成要素を専用のハードウェアで実現し、別の一部の構成要素をソフトウェア等で実現する構成であってもよい。例えば、一部の構成要素については専用のハードウェアとしての処理回路５０でその機能を実現し、他の一部の構成要素についてはプロセッサ５１としての処理回路５０がメモリ５２に格納されたプログラムを読み出して実行することによってその機能を実現することが可能である。

【0103】

以上のように、目標軌跡生成装置１０は、ハードウェア、ソフトウェア等、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。

【0104】

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

【0105】

本発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての態様において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

【符号の説明】

【0106】

１００ 車両制御装置、１０ 目標軌跡生成装置、１ 先行車位置取得部、２ 自車状態量取得部、３ 自車移動量算出部、４ 自車基準先行車位置算出部、５ 目標軌跡生成部、６ 目標軌跡補正判定部、７ 補正目標軌跡生成部、８ 制御部、６ａ 先行車直進判定部、６ｂ 車間距離判定部、６ｃ 目標軌跡差分判定部。

【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】