特開 2024-164426 車両制御装置、車両制御方法及び車両制御用コンピュータプログラム

(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】P2024164426

(43)【公開日】2024-11-27

(54)【発明の名称】車両制御装置、車両制御方法及び車両制御用コンピュータプログラム

(51)【国際特許分類】

   G08G 1/0962 20060101AFI20241120BHJP

   B60W 30/10 20060101ALI20241120BHJP

   B60W 40/06 20120101ALI20241120BHJP

【ＦＩ】

G08G1/0962

B60W30/10

B60W40/06

【審査請求】有

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023079890

(22)【出願日】2023-05-15

(71)【出願人】

【識別番号】521042770

【氏名又は名称】ウーブン・バイ・トヨタ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100092624

【弁理士】

【氏名又は名称】鶴田 準一

(74)【代理人】

【識別番号】100147555

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 公一

(74)【代理人】

【識別番号】100123593

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 宣夫

(74)【代理人】

【識別番号】100133835

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 努

(72)【発明者】

【氏名】田中 雅浩

【テーマコード（参考）】

3D241

5H181

【Ｆターム（参考）】

3D241BA11

3D241BA15

3D241DC35Z

3D241DC37Z

5H181AA01

5H181BB04

5H181BB20

5H181CC03

5H181CC04

5H181CC14

5H181CC24

5H181FF04

5H181FF05

5H181FF07

5H181FF12

5H181FF27

(57)【要約】

【課題】安全性の高い目標走行軌跡を設定することが可能な車両制御装置を提供する。
【解決手段】車両制御装置は、道路の所定の区間における、車線ごとの走行軌跡の分布を表す走行軌跡分布情報を記憶する記憶部（４、２２）と、車両１０がその所定の区間を走行するときに、車両１０が走行する自車線と異なる他の車線についての走行軌跡分布情報を参照して、車両１０の目標走行軌跡を設定する軌跡設定部３２と、目標走行軌跡に沿って車両１０を走行させる車両制御部３３とを有する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

道路の所定の区間における、車線ごとの走行軌跡の分布を表す走行軌跡分布情報を記憶する記憶部と、
車両が前記所定の区間を走行するときに、前記車両が走行する自車線と異なる他の車線についての前記走行軌跡分布情報を参照して、前記車両の目標走行軌跡を設定する軌跡設定部と、
前記目標走行軌跡に沿って前記車両を走行させる車両制御部と、
を有する車両制御装置。

【請求項2】

前記走行軌跡分布情報は、前記所定の区間における車線ごとに複数の走行軌跡を含み、
前記軌跡設定部は、前記他の車線についての前記走行軌跡分布情報に含まれる前記複数の走行軌跡の何れに対しても所定間隔以上離れるように前記目標走行軌跡を設定する、請求項１に記載の車両制御装置。

【請求項3】

前記走行軌跡分布情報は、基準走行軌跡と、走行軌跡のバラツキ度合いを表すバラツキ指標値とを含み、
前記軌跡設定部は、前記他の車線についての前記走行軌跡分布情報に含まれる前記バラツキ指標値が大きくなるほど、前記他の車線の前記基準走行軌跡から離れるように前記目標走行軌跡を設定する、請求項１に記載の車両制御装置。

【請求項4】

前記軌跡設定部は、前記走行軌跡分布情報を参照して、前記所定の区間において前記バラツキ指標値が最小となる車線を特定し、前記車両が前記所定の区間に到達するまでに前記特定した車線へ移動するように、前記車両の現在位置から前記所定の区間に到達するまでの目標走行軌跡を設定する、請求項３に記載の車両制御装置。

【請求項5】

道路の所定の区間における、車線ごとの基準走行軌跡を記憶する記憶部と、
車両が前記所定の区間を走行するときに、前記車両の進行方向における各車線の前記基準走行軌跡のうち、最も安全性が高い基準走行軌跡が示される車線を選択する選択部と、
選択した車線の前記基準走行軌跡に沿って前記車両を走行させる車両制御部と、
を有する車両制御装置。

【請求項6】

前記選択部は、前記車両の進行方向における各車線の前記基準走行軌跡のうち、前記所定の区間に進入するときの車線の位置と前記所定の区間から退出するときの車線の位置とが異なる基準走行軌跡の安全性よりも、前記所定の区間に進入するときの車線の位置と前記所定の区間から退出するときの車線の位置とが同一となる基準走行軌跡の安全性の方が高いと判定する、請求項５に記載の車両制御装置。

【請求項7】

前記車両が走行中の自車線を検出する自車線検出部をさらに有し、
前記車両制御部は、前記自車線と前記選択した車線とが異なる場合、前記車両が前記所定の区間に到達するまでに前記車両が前記選択した車線へ移動するように前記車両を制御する、請求項５または６に記載の車両制御装置。

【請求項8】

車両が道路の所定の区間を走行するときに、前記所定の区間における車線ごとの走行軌跡の分布を表す走行軌跡分布情報のうち、前記車両が走行する自車線と異なる他の車線についての前記走行軌跡分布情報を参照して、前記車両の目標走行軌跡を設定し、
前記目標走行軌跡に沿って前記車両を走行させる、
ことを含む車両制御方法。

【請求項9】

車両が道路の所定の区間を走行するときに、前記所定の区間における車線ごとの走行軌跡の分布を表す走行軌跡分布情報のうち、前記車両が走行する自車線と異なる他の車線についての前記走行軌跡分布情報を参照して、前記車両の目標走行軌跡を設定し、
前記目標走行軌跡に沿って前記車両を走行させる、
ことを前記車両に搭載されたプロセッサに実行させるための車両制御用コンピュータプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両制御装置、車両制御方法及び車両制御用コンピュータプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

車両を自動運転制御するシステムにおいて、手動運転時に車両が実際に走行したときの走行軌跡を記録し、自動運転時には、その記録した走行軌跡を参照して車両を走行させる技術が提案されている（特許文献１を参照）。

【0003】

特許文献１に開示された車両走行制御装置は、手動運転時における自車両の位置の履歴から、自車両の走行軌跡を作成し、作成した走行軌跡を自車両の目標軌道として設定する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１８－２２３５３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、手動運転制御される車両が常に理想的な走行軌跡を描くように走行するとは限らない。道路区間によっては、車両が走行中の車線から逸脱するような走行軌跡を描くように走行し、あるいは、車両ごとの走行軌跡がばらつくことがある。そのため、手動運転制御された車両の走行軌跡に基づいて目標となる走行軌跡（以下、単に目標走行軌跡と呼ぶ）を設定しても、設定された目標軌跡が安全な軌跡とならないおそれがある。

【0006】

そこで、本発明は、安全性の高い目標走行軌跡を設定することが可能な車両制御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】

一つの実施形態によれば、車両制御装置が提供される。この車両制御装置は、道路の所定の区間における、車線ごとの走行軌跡の分布を表す走行軌跡分布情報を記憶する記憶部と、車両がその所定の区間を走行するときに、車両が走行する自車線と異なる他の車線についての走行軌跡分布情報を参照して、車両の目標走行軌跡を設定する軌跡設定部と、目標走行軌跡に沿って車両を走行させる車両制御部と、を有する。

【0008】

この車両制御装置において、走行軌跡分布情報は、所定の区間における車線ごとに複数の走行軌跡を含み、軌跡設定部は、他の車線についての走行軌跡分布情報に含まれる複数の走行軌跡の何れに対しても所定間隔以上離れるように目標走行軌跡を設定することが好ましい。

【0009】

あるいは、この車両制御装置において、走行軌跡分布情報は、基準走行軌跡と、走行軌跡のバラツキ度合いを表すバラツキ指標値とを含み、軌跡設定部は、他の車線についての走行軌跡分布情報に含まれるバラツキ指標値が大きくなるほど、他の車線の基準走行軌跡から離れるように目標走行軌跡を設定することが好ましい。

【0010】

この場合において、軌跡設定部は、走行軌跡分布情報を参照して、所定の区間においてバラツキ指標値が最小となる車線を特定し、車両が所定の区間に到達するまでに特定した車線へ移動するように、車両の現在位置から所定の区間に到達するまでの目標走行軌跡を設定することが好ましい。

【0011】

他の実施形態によれば、車両制御装置が提供される。この車両制御装置は、道路の所定の区間における、車線ごとの基準走行軌跡を記憶する記憶部と、車両がその所定の区間を走行するときに、車両の進行方向における各車線の基準走行軌跡のうち、最も安全性が高い基準走行軌跡が示される車線を選択する選択部と、選択した車線の基準走行軌跡に沿って車両を走行させる車両制御部と、を有する。

【0012】

この車両制御装置において、選択部は、車両の進行方向における各車線の基準走行軌跡のうち、所定の区間に進入するときの車線の位置と所定の区間から退出するときの車線の位置とが異なる基準走行軌跡の安全性よりも、所定の区間に進入するときの車線の位置と所定の区間から退出するときの車線の位置とが同一となる基準走行軌跡の安全性の方が高いと判定することが好ましい。

【0013】

また、この車両制御装置は、車両が走行中の自車線を検出する自車線検出部をさらに有することが好ましい。そして車両制御部は、自車線と選択した車線とが異なる場合、車両が所定の区間に到達するまでに車両が選択した車線へ移動するように車両を制御することが好ましい。

【0014】

さらに他の実施形態によれば、車両制御方法が提供される。この車両制御方法は、車両が道路の所定の区間を走行するときに、その所定の区間における車線ごとの走行軌跡の分布を表す走行軌跡分布情報のうち、車両が走行する自車線と異なる他の車線についての走行軌跡分布情報を参照して、車両の目標走行軌跡を設定し、目標走行軌跡に沿って車両を走行させる、ことを含む。

【0015】

さらに他の実施形態によれば、車両制御用コンピュータプログラムが提供される。この車両制御用コンピュータプログラムは、車両が道路の所定の区間を走行するときに、その所定の区間における車線ごとの走行軌跡の分布を表す走行軌跡分布情報のうち、車両が走行する自車線と異なる他の車線についての走行軌跡分布情報を参照して、車両の目標走行軌跡を設定し、目標走行軌跡に沿って車両を走行させる、ことを車両に搭載されたプロセッサに実行させるための命令を含む。

【発明の効果】

【0016】

本開示に係る車両制御装置は、安全性の高い目標走行軌跡を設定することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】車両制御装置が実装される車両制御システムの概略構成図である。

【図2】車両制御装置の一つの実施形態である電子制御装置のハードウェア構成図である。

【図3】第１の実施形態による、車両制御処理に関する、電子制御装置のプロセッサの機能ブロック図である。

【図4】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、隣接車線における走行軌跡の分布と、目標走行軌跡との関係の一例を示す図である。

【図5】第１の実施形態による、車両制御処理の動作フローチャートである。

【図6】第２の実施形態による、車両制御処理に関する、電子制御装置のプロセッサの機能ブロック図である。

【図7】各車線の基準走行軌跡の安全性の一例を示す図である。

【図8】第２の実施形態による、車両制御処理の動作フローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、図を参照しつつ、車両制御装置及び車両制御装置上で実行される車両制御方法ならびに車両制御用コンピュータプログラムについて説明する。この車両制御装置は、実際に様々な車両が道路の所定の区間を走行したときの、車線ごとの走行軌跡の分布を表す走行軌跡分布情報を、車両の目標走行軌跡の設定に利用する。走行軌跡の分布には、様々な理由により、理想的でない走行軌跡も含まれ得る。このように目標走行軌跡を設定することで、この車両制御装置は、車両をより安全に走行させるために、理想的でない走行軌跡の情報を考慮して車両を自動運転制御することができる。あるいは、この車両制御装置は、車線ごとの基準走行軌跡を参照して、最も安全性が高い基準走行軌跡が示される車線を選択し、選択した車線の基準走行軌跡に沿って車両を走行させる。

【0019】

図１は、車両制御装置が実装される車両制御システムの概略構成図である。また図２は、車両制御装置の一つの実施形態である電子制御装置のハードウェア構成図である。本実施形態では、車両１０に搭載され、かつ、車両１０を制御する車両制御システム１は、カメラ２と、GPS受信機３と、ストレージ装置４と、車両制御装置の一例である電子制御装置（ＥＣＵ）５とを有する。カメラ２、GPS受信機３及びストレージ装置４とＥＣＵ５とは、コントローラエリアネットワークといった規格に準拠した車内ネットワークを介して通信可能に接続される。なお、車両制御システム１は、LiDARあるいはレーダといった、車両１０から車両１０の周囲に存在する物体までの距離を測定する測距センサ（図示せず）をさらに有していてもよい。また、車両制御システム１は、車両１０の外部の機器と無線通信するための無線通信端末（図示せず）を有していてもよい。さらにまた、車両制御システム１は、目的地までの走行予定ルートを検索するためのナビゲーション装置（図示せず）を有していてもよい。

【0020】

カメラ２は、車両１０の周囲を表すセンサ信号を生成するセンサの一例であり、CCDあるいはC-MOSなど、可視光に感度を有する光電変換素子のアレイで構成された２次元検出器と、その２次元検出器上に撮影対象となる領域の像を結像する結像光学系を有する。そしてカメラ２は、例えば、車両１０の前方を向くように、例えば、車両１０の車室内に取り付けられる。カメラ２は、所定の撮影周期（例えば1/30秒～1/10秒）ごとに車両１０の前方領域を撮影し、その前方領域が写った画像を生成する。カメラ２により得られた画像は、センサ信号の一例である。なお、車両１０には、撮影方向または焦点距離が異なる複数のカメラが設けられてもよい。

【0021】

カメラ２は、画像を生成する度に、その生成した画像を、車内ネットワークを介してＥＣＵ５へ出力する。

【0022】

GPS受信機３は、所定の周期ごとにGPS衛星からのGPS信号を受信し、受信したGPS信号に基づいて車両１０の自己位置を測位する。そしてGPS受信機３は、所定の周期ごとに、GPS信号に基づく車両１０の自己位置の測位結果を表す測位情報を、車内ネットワークを介してＥＣＵ５へ出力する。なお、車両１０は、GPS受信機の代わりに、他の衛星測位システムによる衛星からの測位信号を受信して車両１０の自己位置を測位する受信機を有していてもよい。

【0023】

ストレージ装置４は、記憶部の一例であり、例えば、ハードディスク装置、不揮発性の半導体メモリ、または光記録媒体及びそのアクセス装置を有する。そしてストレージ装置４は、車両１０の自動運転制御に利用される高精度地図を記憶する。高精度地図には、例えば、その高精度地図に表される所定の領域に含まれる各道路区間についての車線の数、車線区画線または停止線といった道路標示を表す情報が含まれる。さらに、高精度地図には、各道路区間について、その道路区間の曲率、交差点、合流地点または分岐地点の有無、車両の出入口となる地点といった、所定の区間に該当するか否かを判別するための情報が含まれる。さらに、高精度地図には、所定の区間について、その道路区間の車線ごとの走行軌跡分布情報が含まれる。走行軌跡分布情報には、車線ごとに、複数の走行軌跡を表す情報が含まれる。さらに、走行軌跡分布情報には、車線ごとの基準走行軌跡を表す情報、及び、車線ごとの走行軌跡のバラツキ度合いを表すバラツキ指標値が含まれてもよい。

【0024】

なお、個々の車線についての基準走行軌跡は、何らかの特別な事情が無い限り、車両がその車線を走行する際に通る標準的な軌跡である。例えば、基準走行軌跡は、その車線を実際に走行した車両の複数の走行軌跡を平均化したものとして設定される。あるいは、基準走行軌跡は、その車線の中心を通るように設定されてもよい。また、バラツキ指標値は、一つの車線における複数の走行軌跡についての、車線の幅方向についての分散値とすることができる。あるいは、バラツキ指標値は、それら複数の走行軌跡間での車線の幅方向における位置の差の最大値、あるいは、複数の走行軌跡のうち、車線の幅方向において基準走行軌跡から最も離れた走行軌跡と基準走行軌跡間の距離であってもよい。

【0025】

また、所定の区間に交差点が含まれる場合のように、同じ側から所定の区間に車両１０が進入しても所定の区間からの退出先が複数選択可能なことがある。このような場合、退出先ごとに基準走行軌跡及びバラツキ指標値が設定される。例えば、所定の区間に十字路である交差点が含まれ、かつ、その所定の区間の一端において、直進と左折とが可能な車線と、直進のみが可能な車線と、直進と右折とが可能な車線があるとする。この場合、高精度地図には、直進と左折とが可能な車線について、直進する車両用の基準走行軌跡を表す情報と、左折する車両用の基準走行軌跡を表す情報と、それらに対応するバラツキ指標値とが含まれる。また、直進のみが可能な車線については、高精度地図には、直進する車両用の基準走行軌跡を表す情報及びバラツキ指標値が含まれる。さらに、直進と右折とが可能な車線について、高精度地図には、直進する車両用の基準走行軌跡を表す情報と、右折する車両用の基準走行軌跡を表す情報と、それらに対応するバラツキ指標値とが含まれる。同様に、所定の区間が分岐地点を含む場合、高精度地図には、各車線について、その分岐地点において進行可能な方向ごとの基準走行軌跡を表す情報及びバラツキ指標値が含まれる。

【0026】

さらに、ストレージ装置４は、高精度地図の更新処理、及び、ＥＣＵ５からの高精度地図の読出し要求に関する処理などを実行するためのプロセッサを有していてもよい。そしてストレージ装置４は、例えば、車両１０が所定距離だけ移動する度に、無線通信端末（図示せず）を介して地図サーバ（図示せず）へ、高精度地図の取得要求を車両１０の現在位置とともに送信してもよい。また、ストレージ装置４は、地図サーバから無線通信端末を介して車両１０の現在位置の周囲の所定の領域についての高精度地図を受信してもよい。さらに、ストレージ装置４は、ＥＣＵ５からの高精度地図の読出し要求を受信すると、記憶している高精度地図から、車両１０の現在位置を含み、上記の所定の領域よりも相対的に狭い範囲を切り出して、車内ネットワークを介してＥＣＵ５へ出力する。

【0027】

ＥＣＵ５は、車両１０を自動運転制御する。本実施形態では、ＥＣＵ５は、車両１０の進行方向における所定の区間の走行軌跡分布情報を参照して目標走行軌跡を設定し、設定した目標走行軌跡に沿って車両１０を走行させる。

【0028】

図２に示されるように、ＥＣＵ５は、通信インターフェース２１と、メモリ２２と、プロセッサ２３とを有する。通信インターフェース２１、メモリ２２及びプロセッサ２３は、それぞれ、別個の回路として構成されてもよく、あるいは、一つの集積回路として一体的に構成されてもよい。

【0029】

通信インターフェース２１は、ＥＣＵ５を車内ネットワークに接続するためのインターフェース回路を有する。そして通信インターフェース２１は、カメラ２から画像を受信する度に、受信した画像をプロセッサ２３へわたす。また、通信インターフェース２１は、GPS受信機３から測位情報を受信する度に、その測位情報をプロセッサ２３へわたす。さらに、通信インターフェース２１は、ストレージ装置４から読み込んだ高精度地図をプロセッサ２３へわたす。

【0030】

メモリ２２は、記憶部の他の一例であり、例えば、揮発性の半導体メモリ及び不揮発性の半導体メモリを有する。そしてメモリ２２は、プロセッサ２３により実行される車両制御処理において使用される各種のデータを記憶する。例えば、メモリ２２は、カメラ２の焦点距離、撮影方向及び取り付け位置などのカメラ２のパラメータ、及び、地物などの検出に利用される、物体検出用の識別器を特定するための各種パラメータを記憶する。また、メモリ２２は、車両１０の測位情報、車両１０の周囲の画像、高精度地図を記憶する。さらにまた、メモリ２２は、車両制御処理の途中で生成される各種のデータを一時的に記憶する。

【0031】

プロセッサ２３は、１個または複数個のＣＰＵ(Central Processing Unit)及びその周辺回路を有する。プロセッサ２３は、論理演算ユニット、数値演算ユニットあるいはグラフィック処理ユニットといった他の演算回路をさらに有していてもよい。そしてプロセッサ２３は、所定の周期ごとに、車両１０に対する車両制御処理を実行する。

【0032】

（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態による車両制御処理について説明する。第１の実施形態による車両制御処理では、プロセッサ２３は、車両１０が走行中の自車線と異なる他の車線の走行軌跡分布情報を参照することで、目標走行軌跡を設定する。より具体的に、プロセッサ２３は、他の車線の走行軌跡分布情報に基づいて、他の車線を走行する他の車両（以下、周辺車両と呼ぶことがある）が自車線に近接し、あるいは自車線へはみ出してくることが想定される場合に、他の車線から離れるように目標走行軌跡を設定する。

【0033】

図３は、第１の実施形態による、車両制御処理に関するプロセッサ２３の機能ブロック図である。プロセッサ２３は、自車線検出部３１と、軌跡設定部３２と、車両制御部３３とを有する。プロセッサ２３が有するこれらの各部は、例えば、プロセッサ２３上で動作するコンピュータプログラムにより実現される機能モジュールである。あるいは、プロセッサ２３が有するこれらの各部は、プロセッサ２３に設けられる、専用の演算回路であってもよい。

【0034】

自車線検出部３１は、カメラ２により生成された、車両１０の周囲を表す画像（以下、単に画像と呼ぶことが有る）と高精度地図とを照合することで自車線を検出する。例えば、自車線検出部３１は、車両１０の位置及び姿勢を仮定して、画像から検出された道路上または道路周囲の地物を高精度地図上に投影するか、あるいは、高精度地図に表された車両１０の周囲の道路上または道路周囲の地物を画像上に投影する。なお、道路上または道路周囲の地物は、例えば、車線区画線あるいは停止線といった道路標示、あるいは縁石とすることができる。そして自車線検出部３１は、画像から検出された地物と高精度地図上に表された地物とが最も一致するときの車両１０の位置及び姿勢を、車両１０の自己位置として推定する。

【0035】

自車線検出部３１は、仮定される車両１０の位置及び姿勢の初期値と、焦点距離、設置高さ、及び、撮影方向といった、カメラ２のパラメータとを用いて、高精度地図上または画像上で地物が投影される位置を決定すればよい。なお、車両１０の位置及び姿勢の初期値として、GPS受信機３により測位された車両１０の位置、あるいは、前回の自車線検出時に推定された車両１０の位置及び姿勢を、オドメトリ情報を用いて補正した位置が利用される。そして自車線検出部３１は、画像から検出された道路上または道路周囲の地物と高精度地図上に表された対応する地物との一致度合（例えば、対応する地物同士の距離の２乗和の逆数）を算出する。

【0036】

自車線検出部３１は、仮定される車両１０の位置及び姿勢を変更しながら上記の処理を繰り返す。そして自車線検出部３１は、一致度合が最大となるときの仮定された位置及び姿勢を、車両１０の実際の自己位置として推定すればよい。そして自車線検出部３１は、高精度地図を参照して、車両１０の自己位置が含まれる車線を、車両１０が走行中の自車線として特定すればよい。

【0037】

なお、自車線検出部３１は、例えば、検出対象となる地物を画像から検出するように予め学習された識別器に画像を入力することで、その地物を検出すればよい。自車線検出部３１は、そのような識別器として、Single Shot MultiBox Detector、または、Faster R-CNNといった、コンボリューショナルニューラルネットワーク(CNN)型のアーキテクチャを持つディープニューラルネットワーク(DNN)を用いることができる。あるいは、自車線検出部３１は、そのような識別器として、Vision Transformerといった、self attention network(SAN)型のアーキテクチャを有するDNNを用いてもよい。

【0038】

自車線検出部３１は、検出した自車線を表す情報を、軌跡設定部３２へ通知する。

【0039】

軌跡設定部３２は、車両１０の進行方向において、車両１０の現在位置から所定距離（例えば、数100m～数km）先の地点までの間に存在する所定の区間についての走行軌跡分布情報を参照して、目標走行軌跡を設定する。

【0040】

所定の区間は、例えば、所定以上の曲率を有するカーブ区間、あるいは、交差点を含む道路区間とすることができる。あるいは、所定の区間は、他の道路と合流する合流地点を含む道路区間、もしくは、駐車場の出入口といった、車両の出入口に面する道路区間とすることができる。なお、所定の区間は、これらの道路区間に限られず、単なる直線の道路区間であってもよい。あるいは、高精度地図に走行軌跡分布情報が含まれる道路区間自体が所定の区間であってもよい。

【0041】

軌跡設定部３２は、高精度地図を参照して、車両１０の進行方向に沿って車両１０の現在位置から所定距離先の地点までの間に存在する所定の区間を特定する。そして軌跡設定部３２は、高精度地図に含まれる、所定の区間の走行軌跡分布情報のうち、自車線以外の他の車線、特に、自車線に隣接する隣接車線の走行軌跡分布情報を参照する。なお、隣接車線は、車両１０の進行方向と同じ方向へ向かう周辺車両が通行可能な並行車線に限られず、対向車線であってもよい。そして軌跡設定部３２は、走行軌跡分布情報に含まれる、他の車線についての複数の走行軌跡の何れに対しても所定間隔以上離れるように目標走行軌跡を設定する。また、軌跡設定部３２は、他の車線についての複数の走行軌跡の何れに対しても所定間隔以上離れる限りにおいて、自車線の中心または基準走行軌跡からのずれ量が最小となるように目標走行軌跡を設定する。

【0042】

他の車線の走行軌跡分布情報において、自車線に近接し、あるいは、自車線にはみ出すような異常な走行軌跡が含まれている場合、他の車線を走行する周辺車両が自車線に近接し、あるいは自車線にはみ出してくる可能性があることが想定される。そこで上記のように目標走行軌跡を設定することで、そのような周辺車両が存在しても、車両１０との間隔をある程度保つことが可能となる。

【0043】

図４（ａ）及び図４（ｂ）は、それぞれ、隣接車線における走行軌跡の分布と、目標走行軌跡との関係の一例を示す図である。図４（ａ）及び図４（ｂ）に示される例では、車両１０は、道路４００に設けられた二つの車線４０１及び４０２のうち、右側の車線４０２を走行している。すなわち、車線４０２が自車線である。そのため、目標走行軌跡を設定するために、左側の車線４０１の走行軌跡分布情報が参照される。

【0044】

図４（ａ）に示される例では、車線４０１の走行軌跡分布情報に含まれる複数の走行軌跡４１０のバラツキは比較的少なく、かつ、何れの走行軌跡も車線４０１の中心付近を通っている。そのため、各走行軌跡に対して所定間隔以上離れるように設定される目標走行軌跡４２０も、自車線４０２の中心付近を通るように設定される。

【0045】

図４（ｂ）に示される例では、車線４０１の走行軌跡分布情報に含まれる複数の走行軌跡４１０のうち、走行軌跡４１０ａが自車線４０２と車線４０１の境界に近接する位置を通っている。そのため、走行軌跡４１０ａが自車線４０２に近接するほど、目標走行軌跡４３０は、自車線４０２の中心よりも車線４０１から離れる位置を通るように設定される。

【0046】

上述したように、走行軌跡分布情報において、車線ごとに、その車線についての基準走行軌跡と、走行軌跡のバラツキ度合いを表すバラツキ指標値とが含まれていてもよい。この場合、軌跡設定部３２は、他の車線についてのバラツキ指標値が大きくなるほど、他の車線の基準走行軌跡から離れるように目標走行軌跡を設定してもよい。例えば、軌跡設定部３２は、隣接車線のバラツキ指標値が所定のバラツキ閾値以下である場合、自車線の基準走行軌跡を目標軌跡として設定する。また、隣接車線のバラツキ指標値が所定のバラツキ指標値よりも大きくなると、軌跡設定部３２は、自車線の基準走行軌跡よりも、その隣接車線から離れる方向に隣接車線のバラツキ指標値に応じたオフセット距離だけずらした位置を通るように目標走行軌跡を設定する。これにより、バラツキ指標値が大きい隣接車線の基準走行軌跡から離れるように目標走行軌跡が設定される。この場合も、上記の例と同様に、軌跡設定部３２は、他の車線を走行する周辺車両が自車線に近接し、あるいは自車線にはみ出してくる場合でも、車両１０との間隔をある程度保つことが可能な目標走行軌跡を設定することができる。

【0047】

なお、所定の区間に交差点が含まれる場合のように、自車線及び他車線について進行可能な方向が複数存在することがある。このような場合、軌跡設定部３２は、他車線について設定される基準走行軌跡及びバラツキ指標値のうち、自車線において車両１０が進む方向と同じ方向（並行車線の場合）もしくは逆方向（対向車線の場合）についての基準走行軌跡及びバラツキ指標値を参照して、上記の処理を実行すればよい。なお、軌跡設定部３２は、ナビゲーション装置（図示せず）から受け取った、車両１０の走行予定ルートを参照して、所定の区間において車両１０が進む方向を特定すればよい。

【0048】

軌跡設定部３２は、目標走行軌跡を設定すると、設定した目標走行軌跡を車両制御部３３へ通知する。

【0049】

車両制御部３３は、軌跡設定部３２から受け取った目標走行軌跡に沿って車両１０を走行させるよう、車両１０の各部を制御する。そのために、車両制御部３３は、所定の周期ごとに車両１０の位置を測定し、測定した車両１０の位置と目標走行軌跡とを比較する。なお、車両制御部３３は、自車線検出部３１において説明したのと同様に、カメラ２により得られた画像と高精度地図とを照合することで、車両１０の正確な位置を測定すればよい。そして車両制御部３３は、測定した車両１０の位置が目標走行軌跡上であれば、目標走行軌跡に沿って車両１０が進むように車両１０の操舵角を決定し、決定した操舵角となるよう、車両１０のステアリングを制御する。また、測定した車両１０の位置が目標走行軌跡から離れていれば、車両制御部３３は、車両１０が目標走行軌跡に近付くように車両１０の操舵角を決定し、決定した操舵角となるよう、車両１０のステアリングを制御する。

【0050】

また、車両制御部３３は、車両１０とその前方を走行する他の車両との車間距離が一定の距離以上に保たれるように、車両１０の加減速度を設定する。そのために、車両制御部３３は、カメラ２により得られた画像、あるいは、測距センサ（図示せず）により得られた測距信号を、他の車両を検出するように予め学習された識別器に入力することで、他の車両を検出する。そして車両制御部３３は、画像上での他の車両のサイズ、あるいは、他の車両が表された領域の下端の位置に基づいて、あるいは、検出された他の車両への方位における、測距信号に示される距離に基づいて、車両１０と他の車両との距離を推定する。車両１０と他の車両間の車間距離が所定の距離閾値未満になると、車両制御部３３は、車両１０を減速させるよう、車両１０の加減速度を設定する。一方、車両１０と他の車両間の車間距離が所定の距離閾値以上であれば、車両制御部３３は、車両１０の速度を一定に保ち、あるいは、車両１０が走行中の道路の制限速度またはドライバにより設定された目標速度に近付くように、車両１０の加減速度を設定する。そして車両制御部３３は、設定した加減速度に従ってアクセル開度またはブレーキ量を設定する。車両制御部３３は、設定されたアクセル開度に従って燃料噴射量を求め、その燃料噴射量に応じた制御信号を車両１０のエンジンの燃料噴射装置へ出力する。あるいは、車両制御部３３は、設定されたアクセル開度に従ってモータへ供給される電力量を求め、その電力量がモータへ供給されるようにモータの駆動回路を制御する。あるいはまた、車両制御部３３は、設定されたブレーキ量に応じた制御信号を車両１０のブレーキへ出力する。

【0051】

図５は、プロセッサ２３により実行される、第１の実施形態による車両制御処理の動作フローチャートである。プロセッサ２３は、所定の周期ごとに、以下の動作フローチャートに従って車両制御処理を実行すればよい。

【0052】

プロセッサ２３の自車線検出部３１は、車両１０が走行中の自車線を検出する（ステップＳ１０１）。

【0053】

また、プロセッサ２３の軌跡設定部３２は、車両１０の進行方向において所定距離先の地点までに存在する所定の区間について、自車線以外の他の車線の走行軌跡分布情報を参照して、他車線の何れの走行軌跡に対しても所定間隔以上離れるように、自車線において目標走行軌跡を設定する（ステップＳ１０２）。なお、軌跡設定部３２は、上記のように、他車線におけるバラツキ指標値が大きくなるほど、他車線の基準走行軌跡から離れるように目標走行軌跡を設定してもよい。

【0054】

プロセッサ２３の車両制御部３３は、車両１０が目標走行軌跡に沿って走行するように車両１０の各部を制御する（ステップＳ１０３）。そしてプロセッサ２３は、車両制御処理を終了する。

【0055】

以上に説明してきたように、この車両制御装置は、他車線の走行軌跡分布情報を、車両の目標走行軌跡の設定に利用する。そのため、この車両制御装置は、他車線を走行する周辺車両の取り得る軌跡を考慮した、安全性の高い目標走行軌跡を設定することができる。

【0056】

なお、走行軌跡分布情報において、他の車線の走行軌跡のバラツキ度合いが大きいことが示されている区間では、他の車線を走行する周辺車両が不用意に自車線に近付く可能性があることが想定される。そこで変形例によれば、車両制御部３３は、自車線以外の他の車線におけるバラツキ指標値が所定の閾値以上となる区間では、周辺車両が車両１０に接近する可能性が有ることを示す警告を、車室内に設けられた表示装置（図示せず）またはスピーカ（図示せず）を介してドライバに対して通知してもよい。

【0057】

また、走行軌跡分布情報において、自車線についての走行軌跡のバラツキ度合いが大きいことが示されている区間についても、車両１０の走行中に何らかの外乱が加えられる可能性が有ることが想定される。そこで、車両制御部３３は、自車線におけるバラツキ指標値が所定の閾値以上となる区間についても、車両１０の走行に関する注意喚起を示す警告を、車室内に設けられた表示装置またはスピーカを介してドライバに対して通知してもよい。

【0058】

他の変形例によれば、軌跡設定部３２は、所定の区間における、車両１０の進行方向の各車線のうち、バラツキ指標値が小さい車線ほど優先されるように目標走行軌跡を設定してもよい。例えば、軌跡設定部３２は、各車線のうち、所定の区間に車両１０が到達するまでに車両１０が移動可能な車線のうちでバラツキ指標値が最も小さい車線を特定する。そして軌跡設定部３２は、車両１０が所定の区間に到達するまでに特定した車線へ移動するように、最新の測位情報で表される車両１０の現在位置から所定の区間に到達するまでの目標走行軌跡を設定する。そして所定の区間については、軌跡設定部３２は、上記の実施形態または変形例に従って目標走行軌跡を設定すればよい。なお、１回の車線変更に要する距離（以下、車線変更距離と呼ぶ）は、メモリ２２に予め記憶されていればよい。そして軌跡設定部３２は、高精度地図を参照して、車両１０の現在位置から所定の区間までの距離を求め、その距離を車線変更距離で除して得られる数を、車両１０が所定の区間に到達するまでに実行可能な車線変更の最大回数とする。軌跡設定部３２は、自車線から、その最大回数以内の車線変更にて移動可能な個々の車線を、所定の区間に車両１０が到達するまでに車両１０が移動可能な車線とすればよい。この変形例によれば、軌跡設定部３２は、外乱が生じる可能性が高い車線を避けて車両１０が走行できるように目標走行軌跡を設定することができる。

【0059】

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態による車両制御処理について説明する。第２の実施形態による車両制御処理では、プロセッサ２３は、車線ごとの基準走行軌跡を参照して、最も安全性が高い基準走行軌跡が示される車線を目標車線として選択する。そしてプロセッサ２３は、選択した目標車線の基準走行軌跡に沿って車両１０を走行させる。

【0060】

第２の実施形態による車両制御処理は、第１の実施形態による車両制御処理と比較して、プロセッサ２３により実行される処理の一部が相違する。そこで以下では、第１の実施形態と相違する点について説明する。

【0061】

第２の実施形態では、高精度地図は、所定の区間について、車線ごとの基準走行軌跡を表す情報を含む。なお、第２の実施形態における所定の区間は、第１の実施形態における所定の区間と同様の道路区間とすることができる。また、第２の実施形態では、高精度地図に各車線の基準走行軌跡を表す情報が含まれる道路区間自体が所定の区間であってもよい。

【0062】

図６は、第２の実施形態による、車両制御処理に関する、プロセッサ２３の機能ブロック図である。プロセッサ２３は、自車線検出部３１と、選択部３４と、車両制御部３３とを有する。プロセッサ２３が有するこれらの各部は、例えば、プロセッサ２３上で動作するコンピュータプログラムにより実現される機能モジュールである。あるいは、プロセッサ２３が有するこれらの各部は、プロセッサ２３に設けられる、専用の演算回路であってもよい。

【0063】

自車線検出部３１は、第１の実施形態と同様に、車両１０が走行中の自車線を検出する。そして自車線検出部３１は、検出した自車線を選択部３４へ通知する。

【0064】

選択部３４は、高精度地図を参照して、車両１０の進行方向に沿って車両１０の現在位置から所定距離先の地点までの間に存在する所定の区間を特定する。そして選択部３４は、所定の区間についての各車線の基準走行軌跡に基づいて目標走行軌跡を設定する。本実施形態では、選択部３４は、車両１０が所定の区間を走行するときに、車両１０の進行方向における各車線の基準走行軌跡のうち、最も安全性が高い基準走行軌跡が示される車線を目標車線として選択する。その際、選択部３４は、上記の変形例のように、所定の区間に車両１０が到達するまでに車両１０が移動可能な車線を選択対象の車線としてもよい。あるいは、所定の区間が交差点あるいは分岐地点を含む場合、選択部３４は、ナビゲーション装置（図示せず）から受け取った、車両１０の走行予定ルートを参照して、所定の区間における複数の車線のうち、車両１０の目的地へ向かうことが可能な車線を選択対象の車線としてもよい。

【0065】

例えば、選択部３４は、選択対象となる各車線について、その車線の中心から基準走行軌跡までのずれ量が少ない車線ほど、安全性が高いと判定する。あるいは、選択部３４は、基準走行軌跡における、単位距離当たりの進行方向の角度変化の最大値が小さい車線ほど、安全性が高いと判定してもよい。

【0066】

また、所定の区間が交差点を含む場合、その交差点における基準走行軌跡について、交差点に進入するときと交差点から退出するときとで、道路端に対する車線の相対的な位置が異なることがある。例えば、片側３車線以上の車線数を有する交差点に進入する際には、中央側から２番目の車線の基準走行軌跡が、交差点で右折して交差点から退出する際には、最も左側の車線へ移動することがある。このような場合、その中央側から２番目の車線の基準走行軌跡に沿って交差点を右折する車両と、対向車線から交差点に進入して交差点を左折する別の車両とが、交差点から退出する際に同じ車線を走行することになるおそれがある。一方、最も中央側の車線についての基準走行軌跡が、右折後においても最も右側の車線を維持するのであれば、上記のような事態が生じる可能性は低いと想定される。また、交差点において左折可能な車線が複数存在し、そのうちの何れかの車線の基準走行軌跡について、交差点から退出する際には右側の車線へ移動しているなら、その車線に沿って車両１０が走行すると左折後に右側の車線へ移動する必要が生じることが想定される。これに対して、それら左折可能な車線のうち、最も右側の車線の基準走行軌跡が交差点からの退出後も最も右側の車線を維持しているなら、車両１０がその最も右側の車線に沿って走行したときに、左折後に車線変更しなくて済むと想定される。そこで、選択部３４は、所定の区間の進入地点を含む車線の位置と所定の区間の退出地点を含む車線の位置とが異なる基準走行軌跡の安全性よりも、所定の区間の進入地点を含む車線の位置と退出地点を含む車線の位置とが同一となる基準走行軌跡の安全性の方が高いと判定する。これにより、車線を維持した基準走行軌跡が示される車線が優先されるので、選択部３４は、不用意な車線変更が実施されることを抑制するように目標車線を選択することができる。

【0067】

選択部３４は、上述したそれぞれの車線の選択基準の何れか一つ、あるいは複数にしたがって、目標車線を選択すればよい。複数の選択基準が利用される場合、選択部３４は、例えば、所定の区間中で車線が維持される基準走行軌跡が示される車線を最も優先する。そのような車線が複数存在する場合、選択部３４は、その複数の車線について、車線の中心からの基準走行軌跡のずれ量または単位距離当たりの進行方向の角度変化の最大値の何れか一方を２番目に評価し、他方を３番目に評価することで目標車線を選択する。あるいは、上記の選択基準の何れかに従って優先される車線が複数存在する場合、選択部３４は、それら複数の車線のうち、自車線に最も近い車線を目標車線として選択してもよい。

【0068】

選択部３４は、所定の区間について、最も安全性が高いと判定した目標車線の基準走行軌跡を目標走行軌跡に設定する。さらに、選択部３４は、目標車線と自車線とが異なる場合、車両１０が所定の区間に到達するまでに自車線から目標車線へ移動するように、車両１０の現在位置から所定の区間に到達するまでの区間の目標走行軌跡を設定する。

【0069】

図７は、各車線の基準走行軌跡のうちの安全性の一例を示す図である。図７に示される例では、所定の区間には交差点７００が含まれる。そして交差点７００に進入する道路の一つである道路７１０に含まれる複数の車線のうち、二つの車線７１１、７１２については交差点７００において左折可能となっている。さらに、道路７１０から見て左側に位置する道路７２０には、交差点７００から退出する三つの車線７２１、７２２、７２３が設けられている。

【0070】

ここで、道路７１０において最も左側に位置する車線７１１から左折するための基準走行軌跡７１１ａでは、交差点７００から退出しても最も左側の車線７２１を通ることが示されている。すなわち、基準走行軌跡７１１ａにおいては、所定の区間に進入するときと退出するときとで、道路端に対する車線の位置が変化していない。これに対して、道路７１０において左から２番目に位置する車線７１２から左折するための基準走行軌跡７１２ａでは、交差点７００から退出すると、道路７２０において最も中央側の車線７２３を通ることが示されている。すなわち、基準走行軌跡７１２ａでは、所定の区間に進入するときと退出するときとで、道路端に対する車線の相対的な位置が変化する。そのため、車線７１１についての基準走行軌跡７１１ａの方が、車線７１２についての基準走行軌跡７１２ａよりも安全性が高いと判定される。そのため、車両１０が道路７１０から交差点７００に進入し、交差点７００にて左折する場合、車線７１１が目標車線として選択される。

【0071】

選択部３４は、車両１０の現在位置から所定の区間を通り抜けるまでの目標走行軌跡を設定すると、設定した目標走行軌跡を車両制御部３３へ通知する。

【0072】

車両制御部３３は、第１の実施形態による車両制御部３３と同様に、目標走行軌跡に沿って車両１０が走行するように、車両１０の各部を制御する。なお、車両制御部３３は、目標車線と自車線とが異なる場合、車両１０が所定の区間に到達する前に、目標走行軌跡に沿って自車線から目標車線へ移動するように、車両１０の各部を制御する。

【0073】

図８は、第２の実施形態による、車両制御処理の動作フローチャートである。プロセッサ２３は、所定の周期ごとに、以下の動作フローチャートに従って車両制御処理を実行すればよい。

【0074】

プロセッサ２３の自車線検出部３１は、車両１０が走行中の自車線を検出する（ステップＳ２０１）。

【0075】

また、プロセッサ２３の選択部３４は、車両１０の進行先の所定の区間における各車線の基準走行軌跡のうち、最も安全性が高い基準走行軌跡が示される車線を目標車線として選択する（ステップＳ２０２）。そして選択部３４は、車両１０の現在位置から所定の区間に到達するまでの区間において、自車線から目標車線へ車両１０が移動するように目標走行軌跡を設定する（ステップＳ２０３）。さらに、選択部３４は、所定の区間について、目標車線の基準走行軌跡を目標走行軌跡として設定する（ステップＳ２０４）。

【0076】

プロセッサ２３の車両制御部３３は、車両１０が目標走行軌跡に沿って走行するように車両１０の各部を制御する（ステップＳ２０５）。そしてプロセッサ２３は、車両制御処理を終了する。

【0077】

以上に説明したように、第２の実施形態による車両制御装置は、車両の進行先の所定の区間について、車線ごとの基準走行軌跡を参照して、最も安全性が高い基準走行軌跡が示される車線を目標車線として選択する。そしてこの車両制御装置は、選択した車線の基準走行軌跡に沿って車両を走行させる。そのため、この車両制御装置は、より安全な車線へ自車両を誘導することができる。

【0078】

変形例によれば、車両制御部３３は、車両１０の前方を走行する先行車両に追従して車両１０が走行するように車両１０を制御する追従制御を実行してもよい。この場合において、所定の区間が交差点を含む区間であり、交差点での右折または左折後に、自車線の基準走行軌跡が隣接車線へ移動するような軌跡となっている場合、先行車両は交差点で右折または左折後に隣接車線へ移動する可能性が高い。そこでこのような交差点を含む所定の区間において、車両１０に対して追従制御が適用されている場合、車両制御部３３は、追従制御の優先度を下げてもよい。車両制御部３３は、例えば、先行車両が隣接車線へ移動しても、車両１０は先行車両に追従せず、自車線の走行を維持するように車両１０の各部を制御してもよい。

【0079】

また、プロセッサ２３は、第１の実施形態による車両制御と第２の実施形態による車両制御の両方を実行可能に構成されてもよい。例えば、プロセッサ２３は、第２の実施形態による車両制御処理を実行することで、所定の区間における目標車線を選択するとともに車両１０の現在位置から所定の区間までの目標走行軌跡を設定してもよい。そしてプロセッサ２３は、所定の区間について、第１の実施形態による車両制御処理を実行することで、所定の区間における目標走行軌跡を設定してもよい。

【0080】

上記の実施形態または変形例による、ＥＣＵ５のプロセッサ２３の機能を実現するコンピュータプログラムは、半導体メモリ、磁気記録媒体または光記録媒体といった、コンピュータ読取可能な可搬性の記録媒体に記録された形で提供されてもよい。

【0081】

以上のように、当業者は、本発明の範囲内で、実施される形態に合わせて様々な変更を行うことができる。

【符号の説明】

【0082】

１ 車両制御システム
１０ 車両
２ カメラ
３ GPS受信機
４ ストレージ装置
５ 電子制御装置(ＥＣＵ)
２１ 通信インターフェース
２２ メモリ
２３ プロセッサ
３１ 自車線検出部
３２ 軌跡設定部
３３ 車両制御部
３４ 選択部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】