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(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】P2024170092
(43)【公開日】2024-12-06
(54)【発明の名称】走行制御方法及び走行制御装置
(51)【国際特許分類】
B60W 30/10 20060101AFI20241129BHJP
【ＦＩ】
B60W30/10
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023087059
(22)【出願日】2023-05-26
(71)【出願人】
【識別番号】000003997
【氏名又は名称】日産自動車株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100103850
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 秀▲てつ▼
(74)【代理人】
【識別番号】100114177
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 龍
(74)【代理人】
【識別番号】100066980
【弁理士】
【氏名又は名称】森 哲也
(72)【発明者】
【氏名】韓 京達
(72)【発明者】
【氏名】塩澤 裕樹
(72)【発明者】
【氏名】西田 雪徳
【テーマコード（参考）】
3D241
【Ｆターム（参考）】
3D241BA15
3D241CC01
3D241CC08
3D241CC17
3D241DA13Z
3D241DA39Z
3D241DA52Z
3D241DB01Z
3D241DB02Z
3D241DB05Z
3D241DB12Z
(57)【要約】
【課題】過去に車両が走行した走行軌跡に基づいて生成された目標走行軌道の利点を生かしつつ、より滑らかな目標走行軌道を生成する。
【解決手段】走行制御方法では、自車両が走行する走行車線の自車両前方の車線形状を検出し（Ｓ１）、過去に車両が走行した走行軌跡に基づいて、自車両前方の走行車線における第１目標走行軌道を生成し（Ｓ２）、第１目標走行軌道に基づいて、自車両前方の走行車線における自車両が走行する走行領域を設定し（Ｓ３）、走行領域内を走行する第２目標走行軌道を、第２目標走行軌道の曲率及び曲率変化の少なくとも一方について予め設定した制約条件を満足するように生成し（Ｓ４）、第２目標走行軌道に沿って走行するように自車両を制御する（Ｓ５）。
【選択図】図４
【解決手段】走行制御方法では、自車両が走行する走行車線の自車両前方の車線形状を検出し（Ｓ１）、過去に車両が走行した走行軌跡に基づいて、自車両前方の走行車線における第１目標走行軌道を生成し（Ｓ２）、第１目標走行軌道に基づいて、自車両前方の走行車線における自車両が走行する走行領域を設定し（Ｓ３）、走行領域内を走行する第２目標走行軌道を、第２目標走行軌道の曲率及び曲率変化の少なくとも一方について予め設定した制約条件を満足するように生成し（Ｓ４）、第２目標走行軌道に沿って走行するように自車両を制御する（Ｓ５）。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
自車両が走行する走行車線の前記自車両前方の車線形状を検出し、
過去に車両が走行した走行軌跡に基づいて、前記自車両前方の前記走行車線における第１目標走行軌道を生成し、
前記第１目標走行軌道に基づいて、前記自車両前方の前記走行車線における前記自車両が走行する走行領域を設定し、
前記走行領域内を走行する第２目標走行軌道を、前記第２目標走行軌道の曲率及び曲率変化の少なくとも一方について予め設定した制約条件を満足するように生成し、
前記第２目標走行軌道に沿って走行するように前記自車両を制御する、
ことを特徴とする走行制御方法。
過去に車両が走行した走行軌跡に基づいて、前記自車両前方の前記走行車線における第１目標走行軌道を生成し、
前記第１目標走行軌道に基づいて、前記自車両前方の前記走行車線における前記自車両が走行する走行領域を設定し、
前記走行領域内を走行する第２目標走行軌道を、前記第２目標走行軌道の曲率及び曲率変化の少なくとも一方について予め設定した制約条件を満足するように生成し、
前記第２目標走行軌道に沿って走行するように前記自車両を制御する、
ことを特徴とする走行制御方法。
【請求項2】
前記制約条件として、前記第２目標走行軌道の曲率及び曲率変化の少なくとも一方を変数に含んだ評価関数が最小又は閾値未満になるように前記第２目標走行軌道を生成する、ことを特徴とする請求項１に記載の走行制御方法。
【請求項3】
車線幅方向の前記走行領域の幅である走行領域幅を、前記第１目標走行軌道の形状に基づいて設定することを特徴とする請求項１に記載の走行制御方法。
【請求項4】
前記第１目標走行軌道上の複数の点の近似直線を生成し、
前記第１目標走行軌道上の点から前記近似直線までの距離に基づいて前記走行領域幅を設定する、
ことを特徴とする請求項３に記載の走行制御方法。
前記第１目標走行軌道上の点から前記近似直線までの距離に基づいて前記走行領域幅を設定する、
ことを特徴とする請求項３に記載の走行制御方法。
【請求項5】
前記第１目標走行軌道上の隣接する３つの点を含むグループを複数個設定し、
前記隣接する３つの点のうち第１点と第３点との間に挟まれる第２点から前記第１点と前記第３点とを結んだ直線までの距離を前記グループ毎に算出し、
前記第２点から前記第１点と前記第３点とを結んだ直線までの前記距離の最大値に基づいて前記走行領域幅を設定する、
ことを特徴とする請求項４に記載の走行制御方法。
前記隣接する３つの点のうち第１点と第３点との間に挟まれる第２点から前記第１点と前記第３点とを結んだ直線までの距離を前記グループ毎に算出し、
前記第２点から前記第１点と前記第３点とを結んだ直線までの前記距離の最大値に基づいて前記走行領域幅を設定する、
ことを特徴とする請求項４に記載の走行制御方法。
【請求項6】
前記第１目標走行軌道上の少なくとも３つの点の近似直線を生成し、
前記少なくとも３つの点の各々を、これらの点から前記近似直線へ向かうそれぞれの方向へ、前記車線幅方向に沿って前記走行領域幅だけ移動させた点を、前記走行領域の境界点として設定する、
ことを特徴とする請求項３に記載の走行制御方法。
前記少なくとも３つの点の各々を、これらの点から前記近似直線へ向かうそれぞれの方向へ、前記車線幅方向に沿って前記走行領域幅だけ移動させた点を、前記走行領域の境界点として設定する、
ことを特徴とする請求項３に記載の走行制御方法。
【請求項7】
前記走行領域の前記車線幅方向の両端の境界点のうちの何れか一方である第１境界点として、前記第１目標走行軌道上の点を設定し、
前記両端の境界点のうち他方である第２境界点として、前記少なくとも３つの点の各々を、これらの点から前記近似直線へ向かうそれぞれの方向へ、前記車線幅方向に沿って前記走行領域幅だけ移動させた点を設定する、
ことを特徴とする請求項６に記載の走行制御方法。
前記両端の境界点のうち他方である第２境界点として、前記少なくとも３つの点の各々を、これらの点から前記近似直線へ向かうそれぞれの方向へ、前記車線幅方向に沿って前記走行領域幅だけ移動させた点を設定する、
ことを特徴とする請求項６に記載の走行制御方法。
【請求項8】
前記少なくとも３つの点のうち何れか点を、前記何れかの点から前記近似直線へ向かうそれぞれの方向へ、前記車線幅方向に沿って前記走行領域幅だけ移動させた点が、前記走行車線の外に出た場合には、前記移動させた点を通って前記車線幅方向に延びる直線と、車線境界線との交点に前記境界点を設定することを特徴とする請求項７に記載の走行制御方法。
【請求項9】
前記第１目標走行軌道上の点が前記走行車線の外に出ている場合、前記走行車線の外に出ている前記第１目標走行軌道上の点を通って前記車線幅方向に延びる直線と車線境界線との交点に前記第１境界点を設定することを特徴とする請求項７に記載の走行制御方法。
【請求項10】
前記第１目標走行軌道上の複数の点の近似直線を生成し、
前記第１目標走行軌道上の点から前記近似直線までの距離が閾値以上である第１区間と、前記距離が閾値未満である第２区間とを設定し、
前記第１区間では前記走行領域内に前記第２目標走行軌道を生成し、
前記第２区間では前記第１目標走行軌道上の点を通過する前記第２目標走行軌道を生成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の走行制御方法。
前記第１目標走行軌道上の点から前記近似直線までの距離が閾値以上である第１区間と、前記距離が閾値未満である第２区間とを設定し、
前記第１区間では前記走行領域内に前記第２目標走行軌道を生成し、
前記第２区間では前記第１目標走行軌道上の点を通過する前記第２目標走行軌道を生成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の走行制御方法。
【請求項11】
自車両が走行する走行車線の前記自車両前方の車線形状を検出するセンサと、
過去に車両が走行した走行軌跡に基づいて、前記自車両前方の前記走行車線における第１目標走行軌道を生成し、前記第１目標走行軌道に基づいて、前記自車両前方の前記走行車線における前記自車両が走行する走行領域を設定し、前記走行領域内を走行する第２目標走行軌道を、前記第２目標走行軌道の曲率及び曲率変化の少なくとも一方について予め設定した制約条件を満足するように生成し、前記第２目標走行軌道に沿って走行するように前記自車両を制御するコントローラと、
を備えることを特徴とする走行制御装置。
過去に車両が走行した走行軌跡に基づいて、前記自車両前方の前記走行車線における第１目標走行軌道を生成し、前記第１目標走行軌道に基づいて、前記自車両前方の前記走行車線における前記自車両が走行する走行領域を設定し、前記走行領域内を走行する第２目標走行軌道を、前記第２目標走行軌道の曲率及び曲率変化の少なくとも一方について予め設定した制約条件を満足するように生成し、前記第２目標走行軌道に沿って走行するように前記自車両を制御するコントローラと、
を備えることを特徴とする走行制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、走行制御方法及び走行制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
下記特許文献１には、過去の手動運転時の走行軌跡を学習して、自動走行時に目標軌道を生成する車両走行制御装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１８－０２２３５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
過去に車両が手動運転で走行した走行軌跡を学習した学習モデルを用いて自車両の目標走行軌道を生成することにより、乗員が意図する軌道に近い目標走行軌道を生成できる。しかしながら、学習モデルを用いて生成された目標走行軌道が必ずしも滑らかな軌道になるとは限らない。
本発明は、過去に車両が走行した走行軌跡に基づいて生成された目標走行軌道の利点を生かしつつ、より滑らかな目標走行軌道を生成することを目的とする。
本発明は、過去に車両が走行した走行軌跡に基づいて生成された目標走行軌道の利点を生かしつつ、より滑らかな目標走行軌道を生成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の一態様による走行制御方法では、自車両が走行する走行車線の自車両前方の車線形状を検出し、過去に車両が走行した走行軌跡に基づいて、自車両前方の走行車線における第１目標走行軌道を生成し、第１目標走行軌道に基づいて、自車両前方の走行車線における自車両が走行する走行領域を設定し、走行領域内を走行する第２目標走行軌道を、第２目標走行軌道の曲率及び曲率変化の少なくとも一方について予め設定した制約条件を満足するように生成し、第２目標走行軌道に沿って走行するように自車両を制御する。
【発明の効果】
【0006】
本発明によれば、過去に車両が走行した走行軌跡に基づいて生成された目標走行軌道の利点を生かしつつ、より滑らかな目標走行軌道を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】実施形態の走行制御装置の一例の概略構成図である。
【図2】第１実施形態のコントローラの機能構成の一例のブロック図である。
【図3】（ａ）は第１目標走行軌道の一例の模式図であり、（ｂ）は走行領域及び第２目標走行軌道の一例の模式図である。
【図4】第１実施形態の走行制御方法の一例のフローチャートである。
【図5】第２実施形態のコントローラの機能構成の一例のブロック図である。
【図6】（ａ）は学習モデルの学習データの一例を説明する模式図であり、（ｂ）は走行車線の車線形状のデータと第１目標走行軌道の一例の模式図である。
【図7】（ａ）～（ｃ）は、第２実施形態の走行制御方法の一例を説明する模式図である。
【図8】第２実施形態の走行制御方法の一例のフローチャートである。
【図9】第３実施形態の走行制御方法の一例を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、各図面は模式的なものであって、現実のものとは異なる場合がある。また、以下に示す本発明の実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の構造、配置等を下記のものに特定するものではない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
【0009】
（第１実施形態）
（構成）
図１は、実施形態の走行制御装置の例の概略構成図である。自車両１は、自車両１の走行を制御する走行制御装置１０を備える。走行制御装置１０による走行制御は、自車両１が走行する車線である走行車線の車線形状に基づいて目標走行軌道を設定し、自車両１が目標走行軌道に沿って走行するように操舵機構を制御する自動制御を含む。例えば、走行制御装置１０による走行制御は、自車両１の周辺の走行環境に基づいて、運転者が関与せずに自車両１を自動で運転する自律運転制御であってよい。
（構成）
図１は、実施形態の走行制御装置の例の概略構成図である。自車両１は、自車両１の走行を制御する走行制御装置１０を備える。走行制御装置１０による走行制御は、自車両１が走行する車線である走行車線の車線形状に基づいて目標走行軌道を設定し、自車両１が目標走行軌道に沿って走行するように操舵機構を制御する自動制御を含む。例えば、走行制御装置１０による走行制御は、自車両１の周辺の走行環境に基づいて、運転者が関与せずに自車両１を自動で運転する自律運転制御であってよい。
【0010】
走行制御装置１０は、外界センサ１１と、車両センサ１２と、測位装置１３と、地図データベース（地図ＤＢ）１４と、ナビゲーション装置１５、アクチュエータ１７と、コントローラ１８とを備える。
外界センサ１１は、自車両１に搭載されたレーザレーダやミリ波レーダ、カメラ、ＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging）など、自車両１の周辺の物体を検出する複数の異なる種類の物体検出センサを備える。
外界センサ１１は、自車両１に搭載されたレーザレーダやミリ波レーダ、カメラ、ＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging）など、自車両１の周辺の物体を検出する複数の異なる種類の物体検出センサを備える。
【0011】
車両センサ１２は、自車両１に搭載され、自車両１から得られる様々な情報（車両信号）を検出する。車両センサ１２には、例えば、自車両１の車速を検出する車速センサ、自車両１のタイヤの回転速度を検出する車輪速センサ、自車両１の横加速度Ｇｙ及び縦加速度Ｇｘを検出する加速度センサ、ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサ、操向輪の転舵角を検出する転舵角センサ、自車両１の角速度を検出するジャイロセンサ、ヨーレートを検出するヨーレートセンサ、自車両のアクセル開度を検出するアクセルセンサと、運転者によるブレーキ操作量を検出するブレーキセンサが含まれる。
【0012】
測位装置１３は、全地球型測位システム（ＧＮＳＳ）受信機を備え、複数の航法衛星から電波を受信して自車両１の現在位置を測定する。ＧＮＳＳ受信機は、例えば地球測位システム（ＧＰＳ）受信機等であってよい。測位装置１３は、例えば慣性航法装置であってもよい。
地図データベース１４は、道路地図データを記憶している。例えば地図データベース１４は、自動運転用の地図情報として好適な高精度地図データ（以下、単に「高精度地図」という）を記憶してよい。地図データベース１４は、ナビゲーション用の地図データ（以下、単に「ナビ地図」という）を記憶してもよい。
地図データベース１４は、道路地図データを記憶している。例えば地図データベース１４は、自動運転用の地図情報として好適な高精度地図データ（以下、単に「高精度地図」という）を記憶してよい。地図データベース１４は、ナビゲーション用の地図データ（以下、単に「ナビ地図」という）を記憶してもよい。
【0013】
ナビゲーション装置１５は、測位装置１３により自車両１の現在位置を認識し、その現在位置における地図情報を地図データベース１４から取得する。ナビゲーション装置１５は、乗員が入力した目的地までの目標経路を設定し、この目標経路に従って乗員に経路案内を行う。また、ナビゲーション装置１５は、設定した目標経路の情報をコントローラ１８へ出力する。自律運転制御を実行する場合に、コントローラ１８はナビゲーション装置１５が設定した目標経路に沿って走行するように自車両１を自動で運転する。
【0014】
アクチュエータ１７は、コントローラ１８からの制御信号に応じて、自車両のステアリングホイール、アクセル開度及びブレーキ装置を操作して、自車両の車両挙動を発生させる。アクチュエータ１７は、ステアリングアクチュエータと、アクセル開度アクチュエータと、ブレーキ制御アクチュエータを備える。ステアリングアクチュエータは、自車両のステアリングの操舵方向及び操舵量を制御する。アクセル開度アクチュエータは、自車両のアクセル開度を制御する。ブレーキ制御アクチュエータは、自車両のブレーキ装置の制動動作を制御する。
【0015】
コントローラ１８は、自車両１の走行制御を行う電子制御ユニットである。コントローラ１８は、プロセッサ１８ａと、記憶装置１８ｂ等の周辺部品とを含む。プロセッサ１８ａは、例えばＣＰＵやＭＰＵであってよい。
記憶装置１８ｂは、半導体記憶装置や、磁気記憶装置、光学記憶装置等を備えてよい。記憶装置１８ｂは、レジスタ、キャッシュメモリ、主記憶装置として使用されるＲＯＭ及びＲＡＭ等のメモリを含んでよい。
記憶装置１８ｂは、半導体記憶装置や、磁気記憶装置、光学記憶装置等を備えてよい。記憶装置１８ｂは、レジスタ、キャッシュメモリ、主記憶装置として使用されるＲＯＭ及びＲＡＭ等のメモリを含んでよい。
【0016】
以下に説明するコントローラ１８の機能は、例えばプロセッサ１８ａが、記憶装置１８ｂに格納されたコンピュータプログラムを実行することにより実現される。
なお、コントローラ１８を、以下に説明する各情報処理を実行するための専用のハードウエアにより形成してもよい。例えば、コントローラ１８は、汎用の半導体集積回路中に設定される機能的な論理回路を備えてもよい。例えばコントローラ１８はＦＰＧＡ等のＰＬＤ等を有していてもよい。
なお、コントローラ１８を、以下に説明する各情報処理を実行するための専用のハードウエアにより形成してもよい。例えば、コントローラ１８は、汎用の半導体集積回路中に設定される機能的な論理回路を備えてもよい。例えばコントローラ１８はＦＰＧＡ等のＰＬＤ等を有していてもよい。
【0017】
図２は、第１実施形態のコントローラ１８の機能構成の一例のブロック図である。コントローラ１８は、車線境界検出部３０と、第１目標走行軌道生成部３１と、走行領域設定部３２と、第２目標走行軌道生成部３３と、車両制御部３４と、を備える。
車線境界検出部３０は、自車両１が走行する走行車線の自車両１前方の車線形状を検出する。
車線境界検出部３０は、自車両１が走行する走行車線の自車両１前方の車線形状を検出する。
【0018】
図３（ａ）を参照する。例えば車線境界検出部３０は、自車両１前方の走行車線の車線形状として、右側の車線境界線上の車線境界点ＰＲ０～ＰＲ８の位置と、左側の車線境界線上の車線境界点ＰＬ０～ＰＬ８の位置とを検出してよい。車線境界検出部３０は、例えば外界センサ１１のカメラによる撮像画像や、レーザレーダやミリ波レーダ、ＬＩＤＡＲ等の測距装置による測距データに基づいて、車線境界点ＰＲ０～ＰＲ８、ＰＬ０～ＰＬ８の位置を検出してよい。なお、車線境界検出部３０が検出する車線境界線上の車線境界点の数は、左右の片側に対して８個に限定されず、８個より多い数でも少ない数でもよい。
【0019】
図２を参照する。第１目標走行軌道生成部３１は、自車両１前方の走行車線における第１目標走行軌道Ｔ１を生成する。
例えば第１目標走行軌道生成部３１は、過去に車両が手動運転で走行した車線の車線形状、車速、車両の横加速度及び縦加速度と、走行軌跡とを学習した学習モデル３１ａを有してもよい。
例えば第１目標走行軌道生成部３１は、過去に車両が手動運転で走行した車線の車線形状、車速、車両の横加速度及び縦加速度と、走行軌跡とを学習した学習モデル３１ａを有してもよい。
【0020】
例えば学習モデル３１ａは、少なくとも入力層と出力層とを含む多階層のニューラルネットワークであってよい。例えば、車線境界検出部３０が検出した走行車線の車線形状と、車両センサ１２が検出した自車両１の車速、横加速度Ｇｙ及び縦加速度Ｇｘとを入力層に入力すると、学習モデル３１ａは、学習した走行軌跡を、第１目標走行軌道Ｔ１として出力層から出力する。
例えば入力層には、自車両１前方の所定の区間（例えば７０ｍ）において略等間隔に検出した左右３０個の車線境界点のＸ座標（車線方向の座標）及びＹ座標（車線幅方向の座標）と、車速、横加速度Ｇｙ及び縦加速度Ｇｘとを入力する。また出力層は、自車両１前方の走行車線７０ｍの区間における走行軌跡上の略等間隔の３０個の通過点のＸ座標及びＹ座標を出力する。
例えば入力層には、自車両１前方の所定の区間（例えば７０ｍ）において略等間隔に検出した左右３０個の車線境界点のＸ座標（車線方向の座標）及びＹ座標（車線幅方向の座標）と、車速、横加速度Ｇｙ及び縦加速度Ｇｘとを入力する。また出力層は、自車両１前方の走行車線７０ｍの区間における走行軌跡上の略等間隔の３０個の通過点のＸ座標及びＹ座標を出力する。
【0021】
このような学習モデル３１ａを用いて走行軌跡を生成する場合には、特に過去に走行したことの無いルートを走る場合や、過去に走行したことがあっても学習時の入力と走行時の入力が大きく異なる場合に、走行軌跡がギザギザになるという課題が発生することがある。
なお、学習モデル３１ａに学習させる過去の手動運転のデータ（車線形状、車速、横加速度、縦加速度、走行軌跡）としては、基本的に曲率が所定値以上を有するカーブ路の所定の区間（例えば７０ｍ）ごとの自車両１の走行データを用いてよい。
なお、学習モデル３１ａに学習させる過去の手動運転のデータ（車線形状、車速、横加速度、縦加速度、走行軌跡）としては、基本的に曲率が所定値以上を有するカーブ路の所定の区間（例えば７０ｍ）ごとの自車両１の走行データを用いてよい。
【0022】
また例えば第１目標走行軌道生成部３１は、過去に車両が走行した走行軌跡をそのまま第1目標走行軌道Ｔ１として生成してもよい。過去に車両が走行した走行軌跡は、例えば手動運転により走行した場合の走行軌跡であってもよく、車両の操舵制御を支援する走行支援により走行した場合の走行軌跡であってもよい。
【0023】
図３（ａ）の二点鎖線Ｔａは、過去に車両が手動運転で走行した際に学習モデル３１ａが学習した車両の走行軌跡を示し、丸プロットＰ０、Ｐ１ａ～Ｐ８ａを結ぶ実線Ｔ１は、自車両１の現在位置Ｐ０を基点として自車両１の前方に形成された第１目標走行軌道を表している。
学習モデル３１ａの学習データとして使用される車線形状と走行軌跡のデータは、自車両１を手動運転で走行させたときの車線形状と走行軌跡のデータであってもよく、自車両１以外の他の車両を手動運転で走行させたときの車線形状と走行軌跡のデータであってもよい。
学習モデル３１ａの学習データとして使用される車線形状と走行軌跡のデータは、自車両１を手動運転で走行させたときの車線形状と走行軌跡のデータであってもよく、自車両１以外の他の車両を手動運転で走行させたときの車線形状と走行軌跡のデータであってもよい。
【0024】
図２を参照する。走行領域設定部３２は、第１目標走行軌道生成部３１が設定した第１目標走行軌道Ｔ１に基づいて、自車両１前方の走行車線における自車両１が走行する走行領域Ｒｔを設定する。
図３（ｂ）を参照する。ハッチングを施された領域が走行領域Ｒｔを模式的に表している。破線ＢＲ及びＢＬは、それぞれ走行領域Ｒｔの右側の境界線である右側境界線ＢＲと走行領域Ｒｔの左側の境界線である左側境界線ＲＬを示している。
図３（ｂ）を参照する。ハッチングを施された領域が走行領域Ｒｔを模式的に表している。破線ＢＲ及びＢＬは、それぞれ走行領域Ｒｔの右側の境界線である右側境界線ＢＲと走行領域Ｒｔの左側の境界線である左側境界線ＲＬを示している。
【0025】
例えば走行領域設定部３２は、第１目標走行軌道Ｔ１上の点Ｐ０、Ｐ１ａ～Ｐ８ａを交互に右側境界線ＢＲと左側境界線ＲＬとに割り振って、右側境界線ＢＲと左側境界線ＲＬとを形成する点列を設定してもよい。また例えば走行領域設定部３２は、第１目標走行軌道Ｔ１上の点Ｐ０、Ｐ１ａ～Ｐ８ａのうち実際の走行軌跡Ｔａよりも右側に位置する点を右側境界線ＢＲに割り振り、右側に位置する点を左側境界線ＲＬに割り振ることにより、右側境界線ＢＲと左側境界線ＲＬとを形成する点列を設定してもよい。
【0026】
そして走行領域設定部３２は、右側境界線ＢＲに割り振った第１目標走行軌道Ｔ１上の点に基づいて右側境界線ＢＲを生成し、左側境界線ＲＬに割り振った第１目標走行軌道Ｔ１上の点に基づいて左側境界線ＲＬを生成してもよい。例えば右側境界線ＢＲに割り振った点同士を直線で接続することにより右側境界線ＢＲを生成し、左側境界線ＲＬに割り振った点同士を直線で接続することにより左側境界線ＲＬを生成してもよい。また、右側境界線ＢＲに割り振った点に基づいて近似曲線や近似直線を形成して右側境界線ＢＲを生成し、左側境界線ＲＬに割り振った点に基づいて近似曲線や近似直線を形成して左側境界線ＲＬを生成してもよい。
【0027】
図２を参照する。第２目標走行軌道生成部３３は、走行領域設定部３２が設定した走行領域Ｒｔ内に第２目標走行軌道Ｔ２を生成する。このとき、第２目標走行軌道生成部３３は、第２目標走行軌道Ｔ２の曲率及び曲率変化の少なくとも一方が、予め設定された制約条件を満足するように第２目標走行軌道Ｔ２を生成する。
図３（ｂ）の一点鎖線は、走行領域Ｒｔ内に生成された第２目標走行軌道Ｔ２を表している。
車両制御部３４は、第２目標走行軌道Ｔ２に沿って自車両１が走行するようにアクチュエータ１７の制御信号を生成し、生成した制御信号をアクチュエータ１７に出力する。
図３（ｂ）の一点鎖線は、走行領域Ｒｔ内に生成された第２目標走行軌道Ｔ２を表している。
車両制御部３４は、第２目標走行軌道Ｔ２に沿って自車両１が走行するようにアクチュエータ１７の制御信号を生成し、生成した制御信号をアクチュエータ１７に出力する。
【0028】
このように、第１目標走行軌道Ｔ１に基づいて設定された走行領域Ｒｔ内に第２目標走行軌道Ｔ２を生成することにより、過去に車両が手動運転で走行した走行軌跡Ｔａを学習した学習モデル３１ａにより生成された第１目標走行軌道Ｔ１の利点を、第２目標走行軌道Ｔ２に生かすことができる。例えば乗員が意図する軌道に近い目標走行軌道を生成できる。
また、第２目標走行軌道Ｔ２の曲率及び曲率変化の少なくとも一方が、予め設定された制約条件を満足するように第２目標走行軌道Ｔ２を生成することにより、滑らかな第２目標走行軌道Ｔ２を生成できる。
また、第２目標走行軌道Ｔ２の曲率及び曲率変化の少なくとも一方が、予め設定された制約条件を満足するように第２目標走行軌道Ｔ２を生成することにより、滑らかな第２目標走行軌道Ｔ２を生成できる。
【0029】
（動作）
図４は、第１実施形態の走行制御方法の一例のフローチャートである。
ステップＳ１において車線境界検出部３０は、自車両１が走行する走行車線の自車両１前方の車線形状を検出する。
ステップＳ２において第１目標走行軌道生成部３１は、過去に車両が手動運転で走行した車線の車線形状と走行軌跡とを学習した学習モデル３１ａに、車線境界検出部３０が検出した走行車線の車線形状を入力することにより、第１目標走行軌道Ｔ１を生成する。
図４は、第１実施形態の走行制御方法の一例のフローチャートである。
ステップＳ１において車線境界検出部３０は、自車両１が走行する走行車線の自車両１前方の車線形状を検出する。
ステップＳ２において第１目標走行軌道生成部３１は、過去に車両が手動運転で走行した車線の車線形状と走行軌跡とを学習した学習モデル３１ａに、車線境界検出部３０が検出した走行車線の車線形状を入力することにより、第１目標走行軌道Ｔ１を生成する。
【0030】
ステップＳ３において走行領域設定部３２は、第１目標走行軌道Ｔ１に基づいて走行領域Ｒｔを設定する。
ステップＳ４において第２目標走行軌道生成部３３は、走行領域Ｒｔ内を走行する第２目標走行軌道Ｔ２を、第２目標走行軌道Ｔ２の曲率及び曲率変化の少なくとも一方について予め設定した制約条件を満足するように生成する。
ステップＳ５において車両制御部３４は、第２目標走行軌道Ｔ２に沿って走行するように自車両１を制御する。その後に処理は終了する。
ステップＳ４において第２目標走行軌道生成部３３は、走行領域Ｒｔ内を走行する第２目標走行軌道Ｔ２を、第２目標走行軌道Ｔ２の曲率及び曲率変化の少なくとも一方について予め設定した制約条件を満足するように生成する。
ステップＳ５において車両制御部３４は、第２目標走行軌道Ｔ２に沿って走行するように自車両１を制御する。その後に処理は終了する。
【0031】
（第２実施形態）
図５は、第２実施形態のコントローラ１８の機能構成の一例のブロック図である。第２実施形態のコントローラ１８は、第１実施形態のコントローラ１８に類似する構成を有しており同一又は類似の構成要素には同じ参照符号を付与して、重複する説明を省略する。
第２実施形態の第１目標走行軌道生成部３１は、学習モデル３１ａと、予測軌道算出部３１ｂを備える。
図５は、第２実施形態のコントローラ１８の機能構成の一例のブロック図である。第２実施形態のコントローラ１８は、第１実施形態のコントローラ１８に類似する構成を有しており同一又は類似の構成要素には同じ参照符号を付与して、重複する説明を省略する。
第２実施形態の第１目標走行軌道生成部３１は、学習モデル３１ａと、予測軌道算出部３１ｂを備える。
【0032】
上記のとおり学習モデル３１ａは、過去に車両が手動運転で走行した車線の車線形状と走行軌跡とを学習した学習モデルである。学習モデル３１ａは、例えばニューラルネットワーク、ランダムフォレスト、サポートベクタマシン等により構成してよい。
学習モデル３１ａに車線形状を学習させるための学習データとして、例えば図３（ａ）に示した車線境界点ＰＲ０～ＰＲ８及びＰＬ０～ＰＬ８と同様に、車線境界線上の車線境界点の位置データを用いてよい。
学習モデル３１ａに車線形状を学習させるための学習データとして、例えば図３（ａ）に示した車線境界点ＰＲ０～ＰＲ８及びＰＬ０～ＰＬ８と同様に、車線境界線上の車線境界点の位置データを用いてよい。
【0033】
図６（ａ）は、学習モデル３１ａの学習データの一例を説明する模式図である。例えば過去に車両Ｖが手動運転で走行した際に、車両Ｖが走行した車線の所定長の区間をＮ個（Ｎは２以上の整数）の分割区間に分割する。
図６の例では分割数Ｎは「８」であり、車両Ｖの前方の車線が８個の分割区間Ｓ１～Ｓ８に分割される。分割数Ｎは「８」に限定されず「８」よりも多くても少なくてもよい。
図６の例では分割数Ｎは「８」であり、車両Ｖの前方の車線が８個の分割区間Ｓ１～Ｓ８に分割される。分割数Ｎは「８」に限定されず「８」よりも多くても少なくてもよい。
【0034】
そして、分割区間Ｓ１の始点における右側及び左側の車線境界線上のそれぞれの車線境界点ｐ００及びｐ１０の位置データと、各分割区間Ｓ１～Ｓ８の終点における右側及び左側の車線境界線上のそれぞれの車線境界点ｐ０１～ｐ０８及びｐ１１～ｐ１８の位置データとを、車線形状の学習データとして学習モデル３１ａに学習させる。
【0035】
一方で、走行軌跡Ｔａの学習データとしては、右側の車線境界点ｐ００～ｐ０８と左側の車線境界点ｐ１０～ｐ１８とをそれぞれ結ぶ直線である区間線Ｌｓと、走行軌跡Ｔａと、の交点の位置データを学習モデル３１ａに学習させてよい。
区間線Ｌｓは、車線幅方向に延びる直線であり、分割区間Ｓ１～Ｓ８のうち互いに隣接する分割区間の間を区分する。
区間線Ｌｓは、車線幅方向に延びる直線であり、分割区間Ｓ１～Ｓ８のうち互いに隣接する分割区間の間を区分する。
【0036】
例えば区間線Ｌｓと走行軌跡Ｔａとの交点の位置データとして、区間線Ｌｓの全長（すなわち右側及び左側の車線境界線の間の距離）Ｌｄに対する、左側の車線境界線から交点までの距離Ｌｎの比率（Ｌｎ／Ｌｄ）を、学習モデル３１ａに学習させてよい。
区間線Ｌｓと走行軌跡Ｔａとの交点が左側の車線境界線上に位置する場合には比率（Ｌｎ／Ｌｄ）は「０」となり、右側の車線境界線上に位置する場合には比率（Ｌｎ／Ｌｄ）は「１」となる。
区間線Ｌｓと走行軌跡Ｔａとの交点が左側の車線境界線上に位置する場合には比率（Ｌｎ／Ｌｄ）は「０」となり、右側の車線境界線上に位置する場合には比率（Ｌｎ／Ｌｄ）は「１」となる。
【0037】
図５を参照する。車線境界検出部３０は、自車両１が走行する走行車線の自車両１前方の車線形状を検出し、車線形状のデータを第１目標走行軌道生成部３１と走行領域設定部３２へ出力する。
例えば車線境界検出部３０は、自車両１が走行する走行車線の車線形状のデータを、学習モデル３１ａに学習させる車線形状の学習データと同様の形式で生成してよい。
図６（ｂ）を参照する。例えば車線境界検出部３０は、自車両１の現在位置Ｐ０から所定長だけ前方の地点までの範囲の車線をＮ個の分割区間（図６（ｂ）の例では８個）に分割してよい。
例えば車線境界検出部３０は、自車両１が走行する走行車線の車線形状のデータを、学習モデル３１ａに学習させる車線形状の学習データと同様の形式で生成してよい。
図６（ｂ）を参照する。例えば車線境界検出部３０は、自車両１の現在位置Ｐ０から所定長だけ前方の地点までの範囲の車線をＮ個の分割区間（図６（ｂ）の例では８個）に分割してよい。
【0038】
車線境界検出部３０は、自車両１の現在位置Ｐ０における右側及び左側の車線境界線上のそれぞれの車線境界点ＰＲ０及びＲＬ０の位置と、各分割区間の終点における右側及び左側の車線境界線上のそれぞれの車線境界点ＰＲ１～ＰＲ８及びＰＬ１～ＰＬ８の位置データとを、走行車線の車線形状のデータとして出力してよい。
図６（ｂ）の細い実線Ｌｓは、右側の車線境界点ＰＲ０～ＰＲ８と左側の車線境界点ＰＬ０～ＰＬ８とをそれぞれ直線で結んだ区間線Ｌｓであり、区間線Ｌｓは、Ｎ個の分割区間のうち互いに隣接する分割区間の間を区分する。
図６（ｂ）の細い実線Ｌｓは、右側の車線境界点ＰＲ０～ＰＲ８と左側の車線境界点ＰＬ０～ＰＬ８とをそれぞれ直線で結んだ区間線Ｌｓであり、区間線Ｌｓは、Ｎ個の分割区間のうち互いに隣接する分割区間の間を区分する。
【0039】
第１目標走行軌道生成部３１は、車線境界検出部３０から出力された車線形状のデータを学習モデル３１ａに入力する。
学習モデル３１ａは、入力された車線形状のデータに基づいて自車両１前方の走行車線における第１目標走行軌道Ｔ１を生成する。図６（ｂ）の実線Ｔ１は、第１目標走行軌道Ｔ１を示している。
学習モデル３１ａは、入力された車線形状のデータに基づいて自車両１前方の走行車線における第１目標走行軌道Ｔ１を生成する。図６（ｂ）の実線Ｔ１は、第１目標走行軌道Ｔ１を示している。
【0040】
例えば学習モデル３１ａは、第１目標走行軌道Ｔ１を表現するデータとして、図６（ｂ）の丸プロットのように、各区間線Ｌｓ上における第１目標走行軌道Ｔ１のそれぞれ位置を出力してよい。すなわち、区間線Ｌｓのそれぞれと第１目標走行軌道Ｔ１との交点を出力してよい。例えば学習モデル３１ａは、区間線Ｌｓと第１目標走行軌道Ｔ１との交点を表すデータとして、区間線Ｌｓの全長（すなわち右側及び左側の車線境界線の間の距離）Ｌｄに対する、左側の車線境界線から交点までの距離Ｌｎの比率（Ｌｎ／Ｌｄ）を出力してよい。
区間線Ｌｓと第１目標走行軌道Ｔ１との交点が左側の車線境界線上に位置する場合には比率（Ｌｎ／Ｌｄ）は「０」となり、右側の車線境界線上に位置する場合には比率（Ｌｎ／Ｌｄ）は「１」となる。
区間線Ｌｓと第１目標走行軌道Ｔ１との交点が左側の車線境界線上に位置する場合には比率（Ｌｎ／Ｌｄ）は「０」となり、右側の車線境界線上に位置する場合には比率（Ｌｎ／Ｌｄ）は「１」となる。
【0041】
図５を参照する。予測軌道算出部３１ｂは、車線境界検出部３０が検出した車線境界点ＰＲ０～ＰＲ８と左側の車線境界点ＰＬ０～ＰＬ８の位置情報と、学習モデル３１ａから出力される比率（Ｌｎ／Ｌｄ）のデータと、に基づいて、各区間線Ｌｓと第１目標走行軌道Ｔ１とのそれぞれの交点の位置を算出し、交点の点列の位置データを第１目標走行軌道Ｔ１のデータとして生成する。
【0042】
走行領域設定部３２は、第１目標走行軌道生成部３１が設定した第１目標走行軌道Ｔ１に基づいて、自車両１前方の走行車線における自車両１が走行する走行領域Ｒｔを設定する。第２実施形態の走行領域設定部３２は、領域幅設定部３２ａと、領域境界設定部３２ｂを備える。
領域幅設定部３２ａは、第１目標走行軌道Ｔ１の形状に基づいて、走行領域Ｒｔの幅である走行領域幅Ｗを設定する。例えば領域幅設定部３２ａは、第１目標走行軌道Ｔ１の滑らかさに基づいて走行領域幅Ｗを設定してよい。例えば第１目標走行軌道Ｔ１の形状がより滑らかな場合における走行領域幅Ｗに比べて、より滑らかでない場合における走行領域幅Ｗを大きくしてもよい。
領域幅設定部３２ａは、第１目標走行軌道Ｔ１の形状に基づいて、走行領域Ｒｔの幅である走行領域幅Ｗを設定する。例えば領域幅設定部３２ａは、第１目標走行軌道Ｔ１の滑らかさに基づいて走行領域幅Ｗを設定してよい。例えば第１目標走行軌道Ｔ１の形状がより滑らかな場合における走行領域幅Ｗに比べて、より滑らかでない場合における走行領域幅Ｗを大きくしてもよい。
【0043】
例えば領域幅設定部３２ａは、第１目標走行軌道Ｔ１上の複数の点を選択して、これら複数の点の近似直線を生成する。そして第１目標走行軌道Ｔ１上の点から近似直線までの距離に基づいて走行領域幅Ｗを設定してよい。例えば第１目標走行軌道Ｔ１上の点から近似直線までの距離の統計値（最大値、平均値、中間値など）に基づいて走行領域幅Ｗを設定してよい
【0044】
図７（ａ）は、第１目標走行軌道Ｔ１上の複数の点の近似直線に基づく走行領域幅Ｗの設定方法の一例を説明する模式図である。
例えば、領域幅設定部３２ａは、第１目標走行軌道Ｔ１上の隣接する３つの点を含むグループを複数個設定する。以下の説明において、第１目標走行軌道Ｔ１上の点を「軌道点」と表記することがある。図７（ａ）では図面の簡単のため、軌道点の複数のグループのうち、軌道点Ｐ０、Ｐ１ａ及びＰ２ａからなるグループとＰ１ａ、Ｐ２ａ及びＰ３ａからなるグループのみを例示しているが、他のグループについても同様に設定する。
例えば、領域幅設定部３２ａは、第１目標走行軌道Ｔ１上の隣接する３つの点を含むグループを複数個設定する。以下の説明において、第１目標走行軌道Ｔ１上の点を「軌道点」と表記することがある。図７（ａ）では図面の簡単のため、軌道点の複数のグループのうち、軌道点Ｐ０、Ｐ１ａ及びＰ２ａからなるグループとＰ１ａ、Ｐ２ａ及びＰ３ａからなるグループのみを例示しているが、他のグループについても同様に設定する。
【0045】
領域幅設定部３２ａは、隣接する３つの軌道点のうち両端の第１点と第３点とを結んだ直線を算出し、第１点と第３点との間に挟まれる第２点から第１点と第３点とを結んだ直線までの距離を算出する。
図７（ａ）の例では、軌道点Ｐ０、Ｐ１ａ及びＰ２ａからなるグループに関して、第１点Ｐ０と第３点Ｐ２ａとを結んだ直線Ｌａ１を算出し、第２点Ｐ１ａから直線Ｌａ１までの距離Ｄ１を算出する。
図７（ａ）の例では、軌道点Ｐ０、Ｐ１ａ及びＰ２ａからなるグループに関して、第１点Ｐ０と第３点Ｐ２ａとを結んだ直線Ｌａ１を算出し、第２点Ｐ１ａから直線Ｌａ１までの距離Ｄ１を算出する。
【0046】
また、軌道点Ｐ１ａ、Ｐ２ａ及びＰ３ａからなるグループに関して、第１点Ｐ１ａと第３点Ｐ３ａとを結んだ直線Ｌａ２を算出し、第２点Ｐ２ａから直線Ｌａ２までの距離Ｄ２を算出する。他の軌道点のグループについても同様に、第２点から第１点と第３点とを結んだ直線までの距離を算出する
領域幅設定部３２ａは、複数の軌道点のグループについてそれぞれ算出した距離の統計値（最大値、平均値、中間値など）に基づいて走行領域幅Ｗを設定する。
領域幅設定部３２ａは、複数の軌道点のグループについてそれぞれ算出した距離の統計値（最大値、平均値、中間値など）に基づいて走行領域幅Ｗを設定する。
【0047】
領域境界設定部３２ｂは、領域幅設定部３２ａが設定した走行領域幅Ｗと、第１目標走行軌道Ｔ１とに基づいて、車線幅方向に走行領域幅Ｗを有する走行領域Ｒｔを設定する。
図７（ｂ）は、走行領域Ｒｔの右側境界線ＢＲ及び左側境界線ＢＬを形成する境界点の設定方法の一例を説明する模式図である。
まず領域境界設定部３２ｂは、走行領域Ｒｔの車線幅方向の両端の境界を画定する境界点（すなわち右側境界線ＢＲを形成する境界点と左側境界線ＢＬを形成する境界点）のうちの何れか一方である第１境界点として、第１目標走行軌道Ｔ１上の各軌道点Ｐ１ａ～Ｐ８ａ（丸プロット）を設定する。
図７（ｂ）は、走行領域Ｒｔの右側境界線ＢＲ及び左側境界線ＢＬを形成する境界点の設定方法の一例を説明する模式図である。
まず領域境界設定部３２ｂは、走行領域Ｒｔの車線幅方向の両端の境界を画定する境界点（すなわち右側境界線ＢＲを形成する境界点と左側境界線ＢＬを形成する境界点）のうちの何れか一方である第１境界点として、第１目標走行軌道Ｔ１上の各軌道点Ｐ１ａ～Ｐ８ａ（丸プロット）を設定する。
【0048】
次に領域境界設定部３２ｂは、第１目標走行軌道Ｔ１上の少なくとも３つの軌道点（丸プロット）のグループを設定して、グループに含まれる少なくとも３つの軌道点の近似直線（破線）を生成する。
領域境界設定部３２ｂは、少なくとも３つの軌道点の各々を、これらの軌道点から近似直線へ向かうそれぞれの方向へ、車線幅方向に沿って走行領域幅Ｗだけ移動させた点（四角プロット）を、走行領域Ｒｔの車線幅方向の両端の境界を画定する境界点のうちの他方である第２境界点として設定する。
領域境界設定部３２ｂは、少なくとも３つの軌道点の各々を、これらの軌道点から近似直線へ向かうそれぞれの方向へ、車線幅方向に沿って走行領域幅Ｗだけ移動させた点（四角プロット）を、走行領域Ｒｔの車線幅方向の両端の境界を画定する境界点のうちの他方である第２境界点として設定する。
【0049】
図７（ｂ）の例では、３つの軌道点Ｐ０、Ｐ１ａ及びＰ２ａのグループに対して、軌道点Ｐ０、Ｐ１ａ及びＰ２ａの近似直線Ｌｂ１を算出する。例えば領域境界設定部３２ｂは、最小二乗法に基づいて近似直線Ｌｂ１を算出してよい。領域境界設定部３２ｂは、軌道点Ｐ１ａを、軌道点Ｐ１ａから近似直線Ｌｂ１へ向かう方向へ、車線幅方向に沿って（すなわち区間線Ｌｓに沿って）走行領域幅Ｗだけ移動させた点Ｐ１ｂ（四角プロット）を、第２境界点として設定する。
また領域境界設定部３２ｂは、軌道点Ｐ２ａを、軌道点Ｐ２ａから近似直線Ｌｂ１へ向かう方向へ、車線幅方向に沿って走行領域幅Ｗだけ移動させた点Ｐ２ｂを、第２境界点として設定する。
なお、自車両１の現在位置Ｐ０については、現在位置Ｐ０を車線幅方向に沿って左右に走行領域幅Ｗ／２だけそれぞれ移動させた点Ｐ０ｂ及びＰ０ｃを、走行領域Ｒｔの車線幅方向の両端の第１境界点及び第２境界点として設定してよい。
また領域境界設定部３２ｂは、軌道点Ｐ２ａを、軌道点Ｐ２ａから近似直線Ｌｂ１へ向かう方向へ、車線幅方向に沿って走行領域幅Ｗだけ移動させた点Ｐ２ｂを、第２境界点として設定する。
なお、自車両１の現在位置Ｐ０については、現在位置Ｐ０を車線幅方向に沿って左右に走行領域幅Ｗ／２だけそれぞれ移動させた点Ｐ０ｂ及びＰ０ｃを、走行領域Ｒｔの車線幅方向の両端の第１境界点及び第２境界点として設定してよい。
【0050】
同様に、３つの軌道点Ｐ３ａ、Ｐ４ａ及びＰ５ａのグループに対して、軌道点Ｐ３ａ、Ｐ４ａ及びＰ５ａの近似直線Ｌｂ２を算出する。領域境界設定部３２ｂは、軌道点Ｐ３ａを、軌道点Ｐ３ａから近似直線Ｌｂ２へ向かう方向へ、車線幅方向に沿って走行領域幅Ｗだけ移動させた点Ｐ３ｂを、第２境界点として設定する。
【0051】
軌道点Ｐ４ａを、軌道点Ｐ４ａから近似直線Ｌｂ２へ向かう方向へ、車線幅方向に沿って走行領域幅Ｗだけ移動させた点Ｐ４ｂを、第２境界点として設定する。
軌道点Ｐ５ａを、軌道点Ｐ５ａから近似直線Ｌｂ２へ向かう方向へ、車線幅方向に沿って走行領域幅Ｗだけ移動させた点Ｐ５ｂを、第２境界点として設定する。
軌道点Ｐ５ａを、軌道点Ｐ５ａから近似直線Ｌｂ２へ向かう方向へ、車線幅方向に沿って走行領域幅Ｗだけ移動させた点Ｐ５ｂを、第２境界点として設定する。
【0052】
同様に、３つの軌道点Ｐ６ａ、Ｐ７ａ及びＰ８ａのグループに対して、軌道点Ｐ６ａ、Ｐ７ａ及びＰ８ａの近似直線Ｌｂ３を算出する。領域境界設定部３２ｂは、軌道点Ｐ６ａを、軌道点Ｐ６ａから近似直線Ｌｂ３へ向かう方向へ、車線幅方向に沿って走行領域幅Ｗだけ移動させた点Ｐ６ｂを、第２境界点として設定する。
【0053】
軌道点Ｐ７ａを、軌道点Ｐ７ａから近似直線Ｌｂ３へ向かう方向へ、車線幅方向に沿って走行領域幅Ｗだけ移動させた点Ｐ７ｂを、第２境界点として設定する。
軌道点Ｐ８ａを、軌道点Ｐ８ａから近似直線Ｌｂ３へ向かう方向へ、車線幅方向に沿って走行領域幅Ｗだけ移動させた点Ｐ８ｂを、第２境界点として設定する。
軌道点Ｐ８ａを、軌道点Ｐ８ａから近似直線Ｌｂ３へ向かう方向へ、車線幅方向に沿って走行領域幅Ｗだけ移動させた点Ｐ８ｂを、第２境界点として設定する。
【0054】
なお、第１目標走行軌道Ｔ１上の軌道点Ｐ１ａ～Ｐ８ａや、上記のように軌道点Ｐ１ａ～Ｐ８ａを走行領域幅Ｗだけ移動させた点Ｐ１ｂ～Ｐ８ｂが、自車両１の走行車線の外に出ている場合がある。
図７（ｃ）は、軌道点Ｐ３ａが自車両１の走行車線の外に出ている場合の例を示している。このような場合に領域境界設定部３２ｂは、軌道点Ｐ３ａを通って車線幅方向に延びる直線Ｌｗと、車線境界線と、の交点（三角プロット）に第１境界点Ｐ３ｃを設定してよい。
軌道点Ｐ１ａ～Ｐ８ａを走行領域幅Ｗだけ移動させた点Ｐ１ｂ～Ｐ８ｂのいずれかが、自車両１の走行車線の外に出ている場合も同様に、この点を通って車線幅方向に延びる直線Ｌｗと、車線境界線と、の交点に第２境界点を設定してよい。
図７（ｃ）は、軌道点Ｐ３ａが自車両１の走行車線の外に出ている場合の例を示している。このような場合に領域境界設定部３２ｂは、軌道点Ｐ３ａを通って車線幅方向に延びる直線Ｌｗと、車線境界線と、の交点（三角プロット）に第１境界点Ｐ３ｃを設定してよい。
軌道点Ｐ１ａ～Ｐ８ａを走行領域幅Ｗだけ移動させた点Ｐ１ｂ～Ｐ８ｂのいずれかが、自車両１の走行車線の外に出ている場合も同様に、この点を通って車線幅方向に延びる直線Ｌｗと、車線境界線と、の交点に第２境界点を設定してよい。
【0055】
領域境界設定部３２ｂは、第１境界点と、第１境界点を移動させて設定した第２境界点とのうち、より右側にある一方の点を、走行領域Ｒｔの右側境界線ＢＲを形成する右側境界点として設定し、より左側にある他方の点を、走行領域Ｒｔの左側境界線ＢＬを形成する左側境界点として設定する。
領域境界設定部３２ｂは、右側境界点同士を接続して右側境界線ＢＲを設定するとともに、左側境界点同士を接続して左側境界線ＢＬを設定することにより、図３（ｂ）に示すような走行領域Ｒｔを設定する。
領域境界設定部３２ｂは、右側境界点同士を接続して右側境界線ＢＲを設定するとともに、左側境界点同士を接続して左側境界線ＢＬを設定することにより、図３（ｂ）に示すような走行領域Ｒｔを設定する。
【0056】
図５を参照する。第２目標走行軌道生成部３３は、走行領域設定部３２が設定した走行領域Ｒｔ内に第２目標走行軌道Ｔ２を生成する。
例えば、第２目標走行軌道生成部３３は、第２目標走行軌道Ｔ２の曲率及び曲率変化の少なくとも一方が予め設定された制約条件を満足するか、又は曲率及び曲率変化のそれぞれについて予め設定された制約条件の両方を満足する第２目標走行軌道Ｔ２を生成してよい。
例えば、第２目標走行軌道生成部３３は、第２目標走行軌道Ｔ２の曲率及び曲率変化の少なくとも一方が予め設定された制約条件を満足するか、又は曲率及び曲率変化のそれぞれについて予め設定された制約条件の両方を満足する第２目標走行軌道Ｔ２を生成してよい。
【0057】
曲率に関する制約条件は、例えば第２目標走行軌道Ｔ２の曲率を変数に含んだ評価関数が最小値になることであってもよく、所定の許容範囲内の値になることであってもよい。同様に、曲率変化に関する制約条件は、例えば第２目標走行軌道Ｔ２の曲率変化を変数に含んだ評価関数が最小値になることであってもよく、所定の許容範囲内の値になることであってもよい。
第２目標走行軌道生成部３３は、制約条件を満足する第２目標走行軌道Ｔ２を、例えば最適化計算手法により生成してもよい。例えば第２目標走行軌道生成部３３は、最適化計算手法により第２目標走行軌道Ｔ２の曲率及び曲率変化を変数に含んだ評価関数が最小になるように第２目標走行軌道Ｔ２を生成してよい。
また例えば第２目標走行軌道生成部３３は、ニューラルネットワーク、ランダムフォレスト、サポートベクタマシン等の学習モデルを用いて、制約条件を満足する第２目標走行軌道Ｔ２を生成してもよい。
第２目標走行軌道生成部３３は、制約条件を満足する第２目標走行軌道Ｔ２を、例えば最適化計算手法により生成してもよい。例えば第２目標走行軌道生成部３３は、最適化計算手法により第２目標走行軌道Ｔ２の曲率及び曲率変化を変数に含んだ評価関数が最小になるように第２目標走行軌道Ｔ２を生成してよい。
また例えば第２目標走行軌道生成部３３は、ニューラルネットワーク、ランダムフォレスト、サポートベクタマシン等の学習モデルを用いて、制約条件を満足する第２目標走行軌道Ｔ２を生成してもよい。
【0058】
図８は、第２実施形態の走行制御方法の一例のフローチャートである。
ステップＳ１１において車線境界検出部３０は、自車両１が走行する走行車線の自車両１前方の車線形状を検出する。
ステップＳ１２において第１目標走行軌道生成部３１は、第１目標走行軌道Ｔ１を生成する。
ステップＳ１１において車線境界検出部３０は、自車両１が走行する走行車線の自車両１前方の車線形状を検出する。
ステップＳ１２において第１目標走行軌道生成部３１は、第１目標走行軌道Ｔ１を生成する。
【0059】
ステップＳ１３において走行領域設定部３２の領域幅設定部３２ａは、走行領域幅Ｗを設定する。
ステップＳ１４において領域境界設定部３２ｂは、第１目標走行軌道Ｔ１と走行領域幅Ｗに基づいて走行領域Ｒｔの境界点を設定することにより、走行領域Ｒｔを設定する。
ステップＳ１５において第２目標走行軌道生成部３３は、第２目標走行軌道Ｔ２を生成する。
ステップＳ１６において車両制御部３４は、第２目標走行軌道Ｔ２に沿って走行するように自車両１を制御する。その後に処理は終了する。
ステップＳ１４において領域境界設定部３２ｂは、第１目標走行軌道Ｔ１と走行領域幅Ｗに基づいて走行領域Ｒｔの境界点を設定することにより、走行領域Ｒｔを設定する。
ステップＳ１５において第２目標走行軌道生成部３３は、第２目標走行軌道Ｔ２を生成する。
ステップＳ１６において車両制御部３４は、第２目標走行軌道Ｔ２に沿って走行するように自車両１を制御する。その後に処理は終了する。
【0060】
（第３実施形態）
第３実施形態のコントローラ１８は、第１目標走行軌道生成部３１が生成した第１目標走行軌道Ｔ１が滑らかでない区間においては、走行領域Ｒｔ内を走行するように第２目標走行軌道Ｔ２を生成し、第１目標走行軌道Ｔ１が滑らかな区間おいては、第１目標走行軌道Ｔ１上の点を通過するように第２目標走行軌道Ｔ２を生成する。
第３実施形態のコントローラ１８は、第１実施形態及び第２実施形態のコントローラ１８に類似する構成を有しており同一又は類似の構成要素には同じ参照符号を付与して、重複する説明を省略する。
第３実施形態のコントローラ１８は、第１目標走行軌道生成部３１が生成した第１目標走行軌道Ｔ１が滑らかでない区間においては、走行領域Ｒｔ内を走行するように第２目標走行軌道Ｔ２を生成し、第１目標走行軌道Ｔ１が滑らかな区間おいては、第１目標走行軌道Ｔ１上の点を通過するように第２目標走行軌道Ｔ２を生成する。
第３実施形態のコントローラ１８は、第１実施形態及び第２実施形態のコントローラ１８に類似する構成を有しており同一又は類似の構成要素には同じ参照符号を付与して、重複する説明を省略する。
【0061】
走行領域設定部３２は、第１目標走行軌道Ｔ１上の複数の軌道点の近似直線を生成し、第１目標走行軌道上の軌道点から近似直線までの距離が閾値以上である第１区間と、閾値未満である第２区間とを設定する。第１区間においては、第１目標走行軌道Ｔ１が比較的滑らかでない形状を有し、第２区間においては、第１目標走行軌道Ｔ１が比較的滑らかな形状を有する。
図９を参照する。例えば走行領域設定部３２は、第１目標走行軌道Ｔ１上の少なくとも３つの軌道点のグループを設定して、グループに含まれる少なくとも３つの軌道点の近似直線（破線）を生成する。
図９を参照する。例えば走行領域設定部３２は、第１目標走行軌道Ｔ１上の少なくとも３つの軌道点のグループを設定して、グループに含まれる少なくとも３つの軌道点の近似直線（破線）を生成する。
【0062】
図９の例では、隣接する３つの軌道点Ｐ０、Ｐ１ａ及びＰ２ａのグループと、軌道点Ｐ２ａ、Ｐ３ａ及びＰ４ａのグループと、軌道点Ｐ４ａ、Ｐ５ａ及びＰ６ａのグループと、軌道点Ｐ６ａ、Ｐ７ａ及びＰ８ａのグループとを設定する。
軌道点Ｐ０、Ｐ１ａ及びＰ２ａのグループに関して、両端の第１点Ｐ０と第３点Ｐ２ａとを結んだ直線Ｌｃ１を算出し、第１点Ｐ０と第３点Ｐ２ａの間に挟まれる第２点Ｐ１ａから直線Ｌｃ１までの距離Ｄ１を算出する。
軌道点Ｐ０、Ｐ１ａ及びＰ２ａのグループに関して、両端の第１点Ｐ０と第３点Ｐ２ａとを結んだ直線Ｌｃ１を算出し、第１点Ｐ０と第３点Ｐ２ａの間に挟まれる第２点Ｐ１ａから直線Ｌｃ１までの距離Ｄ１を算出する。
【0063】
同様に、軌道点Ｐ２ａ、Ｐ３ａ及びＰ４ａのグループに関して、第１点Ｐ２ａと第３点Ｐ４ａとを結んだ直線Ｌｃ２を算出し、第２点Ｐ３ａから直線Ｌｃ２までの距離Ｄ２を算出する。
軌道点Ｐ４ａ、Ｐ５ａ及びＰ６ａのグループに関して、第１点Ｐ４ａと第３点Ｐ６ａとを結んだ直線Ｌｃ３を算出し、第２点Ｐ５ａから直線Ｌｃ３までの距離Ｄ３を算出する。
軌道点Ｐ４ａ、Ｐ５ａ及びＰ６ａのグループに関して、第１点Ｐ４ａと第３点Ｐ６ａとを結んだ直線Ｌｃ３を算出し、第２点Ｐ５ａから直線Ｌｃ３までの距離Ｄ３を算出する。
【0064】
軌道点Ｐ６ａ、Ｐ７ａ及びＰ８ａのグループに関して、第１点Ｐ６ａと第３点Ｐ８ａとを結んだ直線Ｌｃ４を算出し、第２点Ｐ７ａから直線Ｌｃ４までの距離Ｄ４を算出する。
走行領域設定部３２は、距離Ｄ１及びＤ２が閾値以上である区間Ｓａを第１区間として設定し、距離Ｄ３及びＤ４が閾値未満である区間Ｓｂを第２区間として設定する。
走行領域設定部３２は、距離Ｄ１及びＤ２が閾値以上である区間Ｓａを第１区間として設定し、距離Ｄ３及びＤ４が閾値未満である区間Ｓｂを第２区間として設定する。
【0065】
第２目標走行軌道生成部３３は、第１区間Ｓａでは走行領域Ｒｔ内を走行するように第２目標走行軌道Ｔ２を生成し、第２区間Ｓｂでは第１目標走行軌道Ｔ１上の点を通過するように第２目標走行軌道Ｔ２を生成する。なお、走行領域設定部３２は、第２区間Ｓｂにおいて走行領域Ｒｔの設定を省略してもよい。
【0066】
（実施形態の効果）
（１）外界センサ１１は、自車両１が走行する走行車線の自車両１前方の車線形状を検出する。コントローラ１８は、過去に車両が走行した走行軌跡に基づいて、自車両１前方の前記走行車線における第１目標走行軌道Ｔ１を生成し、第１目標走行軌道Ｔ１に基づいて、自車両１前方の走行車線における自車両１が走行する走行領域Ｒｔを設定し、走行領域Ｒｔ内を走行する第２目標走行軌道Ｔ２を、第２目標走行軌道Ｔ２の曲率及び曲率変化の少なくとも一方について予め設定した制約条件を満足するように生成し、第２目標走行軌道Ｔ２に沿って走行するように自車両１を制御する。
例えば、コントローラ１８は、過去に車両が手動運転で走行した車線の車線形状と走行軌跡とを学習した学習モデル３１ａに走行車線の車線形状を入力することにより、第１目標走行軌道Ｔ１を生成してよい。
（１）外界センサ１１は、自車両１が走行する走行車線の自車両１前方の車線形状を検出する。コントローラ１８は、過去に車両が走行した走行軌跡に基づいて、自車両１前方の前記走行車線における第１目標走行軌道Ｔ１を生成し、第１目標走行軌道Ｔ１に基づいて、自車両１前方の走行車線における自車両１が走行する走行領域Ｒｔを設定し、走行領域Ｒｔ内を走行する第２目標走行軌道Ｔ２を、第２目標走行軌道Ｔ２の曲率及び曲率変化の少なくとも一方について予め設定した制約条件を満足するように生成し、第２目標走行軌道Ｔ２に沿って走行するように自車両１を制御する。
例えば、コントローラ１８は、過去に車両が手動運転で走行した車線の車線形状と走行軌跡とを学習した学習モデル３１ａに走行車線の車線形状を入力することにより、第１目標走行軌道Ｔ１を生成してよい。
【0067】
このように、第１目標走行軌道Ｔ１に基づいて設定された走行領域Ｒｔ内に第２目標走行軌道Ｔ２を生成することにより、過去に車両が手動運転で走行した走行軌跡を学習した学習モデル３１ａにより生成された第１目標走行軌道Ｔ１の利点を、第２目標走行軌道Ｔ２に生かすことができる。例えば乗員が意図する軌道に近い第２目標走行軌道Ｔ２を生成できる。
また、第２目標走行軌道Ｔ２の曲率及び曲率変化の少なくとも一方が予め設定された制約条件を満足するように第２目標走行軌道Ｔ２を生成することにより、滑らかな第２目標走行軌道Ｔ２を生成できる。
また、第２目標走行軌道Ｔ２の曲率及び曲率変化の少なくとも一方が予め設定された制約条件を満足するように第２目標走行軌道Ｔ２を生成することにより、滑らかな第２目標走行軌道Ｔ２を生成できる。
【0068】
（２）コントローラ１８は、制約条件として、第２目標走行軌道Ｔ２の曲率及び曲率変化の少なくとも一方を変数に含んだ評価関数が最小又は閾値未満になるように第２目標走行軌道Ｔ２を生成してよい。
これにより、滑らかな第２目標走行軌道Ｔ２を生成できる。
これにより、滑らかな第２目標走行軌道Ｔ２を生成できる。
【0069】
（３）コントローラ１８は、車線幅方向の走行領域Ｒｔの幅である走行領域幅Ｗを、第１目標走行軌道Ｔ１の形状に基づいて設定してよい。
例えば、コントローラ１８は、第１目標走行軌道Ｔ１上の複数の点の近似直線を生成し、第１目標走行軌道Ｔ１上の点から近似直線までの距離に基づいて走行領域幅Ｗを設定してよい。
例えば、コントローラ１８は、第１目標走行軌道Ｔ１上の複数の点の近似直線を生成し、第１目標走行軌道Ｔ１上の点から近似直線までの距離に基づいて走行領域幅Ｗを設定してよい。
【0070】
例えばコントローラ１８は、第１目標走行軌道Ｔ１上の隣接する３つの点を含むグループを複数個設定し、隣接する３つの点のうち第１点と第３点との間に挟まれる第２点から第１点と第３点とを結んだ直線までの距離をグループ毎に算出し、第２点から第１点と第３点とを結んだ直線までの距離の最大値に基づいて走行領域幅Ｗを設定してよい。
これにより、第１目標走行軌道Ｔ１が滑らかでない場合ほど走行領域Ｒｔの幅をより広く設定することができ、この結果、第２目標走行軌道Ｔ２の通過点の自由度が大きくして滑らかな第２目標走行軌道Ｔ２を生成できる。
これにより、第１目標走行軌道Ｔ１が滑らかでない場合ほど走行領域Ｒｔの幅をより広く設定することができ、この結果、第２目標走行軌道Ｔ２の通過点の自由度が大きくして滑らかな第２目標走行軌道Ｔ２を生成できる。
【0071】
（４）コントローラ１８は、第１目標走行軌道Ｔ１上の少なくとも３つの点の近似直線を生成し、少なくとも３つの点の各々を、これらの点から近似直線へ向かうそれぞれの方向へ、車線幅方向に沿って走行領域幅Ｗだけ移動させた点を、走行領域Ｒｔの境界点として設定してよい。
例えばコントローラ１８は、走行領域Ｒｔの車線幅方向の両端の境界点のうちの何れか一方である第１境界点として、第１目標走行軌道Ｔ１上の点を設定し、両端の境界点のうち他方である第２境界点として、少なくとも３つの点の各々を、これらの点から近似直線へ向かうそれぞれの方向へ、車線幅方向に沿って走行領域幅Ｗだけ移動させた点を設定してよい。
これにより、第１目標走行軌道Ｔ１の形状と概略的に類似する特徴を有する形状の走行領域Ｒｔを設定できる。また、走行領域Ｒｔの走行領域幅Ｗを第１目標走行軌道Ｔ１の滑らかさに応じて調整できる。
例えばコントローラ１８は、走行領域Ｒｔの車線幅方向の両端の境界点のうちの何れか一方である第１境界点として、第１目標走行軌道Ｔ１上の点を設定し、両端の境界点のうち他方である第２境界点として、少なくとも３つの点の各々を、これらの点から近似直線へ向かうそれぞれの方向へ、車線幅方向に沿って走行領域幅Ｗだけ移動させた点を設定してよい。
これにより、第１目標走行軌道Ｔ１の形状と概略的に類似する特徴を有する形状の走行領域Ｒｔを設定できる。また、走行領域Ｒｔの走行領域幅Ｗを第１目標走行軌道Ｔ１の滑らかさに応じて調整できる。
【0072】
（５）コントローラ１８は、少なくとも３つの点のうち何れか点を、何れかの点から近似直線へ向かうそれぞれの方向へ、車線幅方向に沿って走行領域幅Ｗだけ移動させた点が、走行車線の外に出た場合には、移動させた点を通って車線幅方向に延びる直線と、車線境界線との交点に境界点を設定してもよい。
またコントローラ１８は、第１目標走行軌道Ｔ１上の点が走行車線の外に出ている場合、走行車線の外に出ている第１目標走行軌道Ｔ１上の点を通って車線幅方向に延びる直線と車線境界線との交点に第１境界点を設定してよい。
これにより、走行車線の外側を通るような第２目標走行軌道Ｔ２の生成を防止できる。
またコントローラ１８は、第１目標走行軌道Ｔ１上の点が走行車線の外に出ている場合、走行車線の外に出ている第１目標走行軌道Ｔ１上の点を通って車線幅方向に延びる直線と車線境界線との交点に第１境界点を設定してよい。
これにより、走行車線の外側を通るような第２目標走行軌道Ｔ２の生成を防止できる。
【0073】
（６）コントローラ１８は、第１目標走行軌道Ｔ１上の複数の点の近似直線を生成し、第１目標走行軌道Ｔ１上の点から近似直線までの距離が閾値以上である第１区間と、距離が閾値未満である第２区間とを設定し、第１区間では走行領域Ｒｔ内に第２目標走行軌道Ｔ２を生成し、第２区間では第１目標走行軌道Ｔ１上の点を通過する第２目標走行軌道Ｔ２を生成してよい。
これにより、第１目標走行軌道Ｔ１が滑らかである区間では、より第１目標走行軌道Ｔ１に近い軌道を第２目標走行軌道Ｔ２として生成するので、より乗員の意図に合致した軌道に沿って自車両を走行させることができる。また、第１目標走行軌道Ｔ１が滑らかである区間では、走行領域Ｒｔの算出を省略できるので、コントローラ１８の演算負荷を低減できる。
これにより、第１目標走行軌道Ｔ１が滑らかである区間では、より第１目標走行軌道Ｔ１に近い軌道を第２目標走行軌道Ｔ２として生成するので、より乗員の意図に合致した軌道に沿って自車両を走行させることができる。また、第１目標走行軌道Ｔ１が滑らかである区間では、走行領域Ｒｔの算出を省略できるので、コントローラ１８の演算負荷を低減できる。
【0074】
（７）学習モデル３１ａは、過去に車両が手動運転で走行した車線の車線形状と、走行軌跡と、車速と、車両の横加速度及び縦加速度とを学習したニューラルネットワークであってよい、コントローラ１８は、走行車線の車線形状と、自車両１の速度と横加速度と縦加速度と、をニューラルネットワークに入力することにより第１目標走行軌道Ｔ１を生成してよい。
これにより、乗員が意図する走行軌道を予測して、第１目標走行軌道Ｔ１として生成できる。
これにより、乗員が意図する走行軌道を予測して、第１目標走行軌道Ｔ１として生成できる。
【符号の説明】
【0075】
１…自車両、１０…走行制御装置、１１…外界センサ、１２…車両センサ、１３…測位装置、１４…地図データベース、１５…ナビゲーション装置、１７…アクチュエータ、１８…コントローラ、１８ａ…プロセッサ、１８ｂ…記憶装置、３０…車線境界検出部、３１…第１目標走行軌道生成部、３１ａ…学習モデル、３１ｂ…予測軌道算出部、３２…走行領域設定部、３２ａ…領域幅設定部、３２ｂ…領域境界設定部、３３…第２目標走行軌道生成部、３４…車両制御部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】