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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】P2024170093
(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】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023087060
(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ときの走行軌跡と走行軌跡上における車両の速度プロファイルに基づいて速度プロファイルの利点を生かしつつ、より滑らかな速度プロファイルを生成する。
【解決手段】走行制御方法では、過去に車両が走行したときの走行軌跡と走行軌跡上における車両の速度プロファイルに基づいて、目標走行軌道に沿った位置における目標速度のプロファイルである第１速度プロファイルを生成し（Ｓ３）、第１速度プロファイルに基づいて、目標走行軌道上の上限及び下限速度のプロファイルである上限プロファイルと下限プロファイルとを設定し（Ｓ４）、上限プロファイルと下限プロファイルとの間に挟まれた速度設定領域内に設定され、且つ車両の加速度及びジャークの少なくとも一方の制約条件を満足するように、目標走行軌道上の目標速度のプロファイルである第２速度プロファイルを生成する（Ｓ５）。
【選択図】図４
【解決手段】走行制御方法では、過去に車両が走行したときの走行軌跡と走行軌跡上における車両の速度プロファイルに基づいて、目標走行軌道に沿った位置における目標速度のプロファイルである第１速度プロファイルを生成し（Ｓ３）、第１速度プロファイルに基づいて、目標走行軌道上の上限及び下限速度のプロファイルである上限プロファイルと下限プロファイルとを設定し（Ｓ４）、上限プロファイルと下限プロファイルとの間に挟まれた速度設定領域内に設定され、且つ車両の加速度及びジャークの少なくとも一方の制約条件を満足するように、目標走行軌道上の目標速度のプロファイルである第２速度プロファイルを生成する（Ｓ５）。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
自車両の車速である自車速を検出し、
前記自車両の目標走行軌道を設定し、
過去に車両が走行したときの走行軌跡と前記走行軌跡上における前記車両の速度プロファイルに基づいて、前記目標走行軌道に沿った位置における目標速度のプロファイルである第１速度プロファイルを生成し、
前記第１速度プロファイルに基づいて、前記目標走行軌道に沿った位置における上限速度のプロファイルである上限プロファイルと下限速度のプロファイルである下限プロファイルとを設定し、
前記上限プロファイルと前記下限プロファイルとの間に挟まれた領域である速度設定領域内に設定され、且つ前記自車両の加速度及びジャーク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、前記目標走行軌道に沿った位置における目標速度のプロファイルである第２速度プロファイルを生成し、
前記目標走行軌道に沿って前記第２速度プロファイルに従う車速で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。
前記自車両の目標走行軌道を設定し、
過去に車両が走行したときの走行軌跡と前記走行軌跡上における前記車両の速度プロファイルに基づいて、前記目標走行軌道に沿った位置における目標速度のプロファイルである第１速度プロファイルを生成し、
前記第１速度プロファイルに基づいて、前記目標走行軌道に沿った位置における上限速度のプロファイルである上限プロファイルと下限速度のプロファイルである下限プロファイルとを設定し、
前記上限プロファイルと前記下限プロファイルとの間に挟まれた領域である速度設定領域内に設定され、且つ前記自車両の加速度及びジャーク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、前記目標走行軌道に沿った位置における目標速度のプロファイルである第２速度プロファイルを生成し、
前記目標走行軌道に沿って前記第２速度プロファイルに従う車速で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、前記自車両の加速度及びジャーク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速度プロファイルを生成する、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】
前記速度設定領域の幅である速度設定領域幅を、前記第１速度プロファイル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速度プロファイル上の複数の点の近似直線を生成し、
前記第１速度プロファイル上の点から前記近似直線までの距離に基づいて前記速度設定領域幅を設定する、
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速度プロファイル上の点から前記近似直線までの距離に基づいて前記速度設定領域幅を設定する、
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速度プロファイル上の隣接する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速度設定領域幅を設定する、
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速度設定領域幅を設定する、
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速度プロファイル上の少なくとも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速度設定領域幅だけ移動させた点を、前記速度設定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速度設定領域幅だけ移動させた点を、前記速度設定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】
前記速度設定領域の上限及び下限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速度プロファイル上の点を設定し、
前記速度設定領域の上限及び下限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速度設定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。
前記速度設定領域の上限及び下限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速度設定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】
前記境界点における車速が許容上限速度を超える場合には前記許容上限速度に補正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9】
前記第１境界点又は前記第２境界点における車速が許容上限速度を超える場合には前記許容上限速度に補正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速度プロファイル上の複数の点の近似直線を生成し、
前記第１速度プロファイル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区間では前記速度設定領域内に前記第２速度プロファイルを生成し、
前記第２区間では前記第１速度プロファイル上の点を通過する前記第２速度プロファイルを生成する、
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速度プロファイル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区間では前記速度設定領域内に前記第２速度プロファイルを生成し、
前記第２区間では前記第１速度プロファイル上の点を通過する前記第２速度プロファイルを生成する、
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】
過去に車両が走行したときの走行軌跡と前記走行軌跡上における前記車両の速度プロファイルとを学習した学習モデルに、前記目標走行軌道と前記自車速とを入力することにより、前記第１速度プロファイル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12】
自車両の車速である自車速を検出するセンサと、
前記自車両の目標走行軌道を設定し、過去に車両が走行したときの走行軌跡と前記走行軌跡上における前記車両の速度プロファイルに基づいて、前記目標走行軌道に沿った位置における目標速度のプロファイルである第１速度プロファイルを生成し、前記第１速度プロファイルに基づいて、前記目標走行軌道に沿った位置における上限速度のプロファイルである上限プロファイルと下限速度のプロファイルである下限プロファイルとを設定し、前記上限プロファイルと前記下限プロファイルとの間に挟まれた領域である速度設定領域内に設定され、且つ前記自車両の加速度及びジャーク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、前記目標走行軌道に沿った位置における目標速度のプロファイルである第２速度プロファイルを生成し、前記目標走行軌道に沿って前記第２速度プロファイルに従う車速で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。
前記自車両の目標走行軌道を設定し、過去に車両が走行したときの走行軌跡と前記走行軌跡上における前記車両の速度プロファイルに基づいて、前記目標走行軌道に沿った位置における目標速度のプロファイルである第１速度プロファイルを生成し、前記第１速度プロファイルに基づいて、前記目標走行軌道に沿った位置における上限速度のプロファイルである上限プロファイルと下限速度のプロファイルである下限プロファイルとを設定し、前記上限プロファイルと前記下限プロファイルとの間に挟まれた領域である速度設定領域内に設定され、且つ前記自車両の加速度及びジャーク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、前記目標走行軌道に沿った位置における目標速度のプロファイルである第２速度プロファイルを生成し、前記目標走行軌道に沿って前記第２速度プロファイルに従う車速で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】
特許文献１には、下記特許文献１には、過去の手動運転時の走行車速を学習して、自動走行時の走行速度を、手動運転で走行したときの走行速度に基づいて設定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速度を学習した学習モデルを用いて自車両の目標車速の速度プロファイルを設定することにより、乗員の意図に近い車速で自車両を走行させることができる。
しかしながら、学習モデルを用いて生成された速度プロファイルが必ずしも滑らかなプロファイルになるとは限らず、加速度やジャークが大きくなって乗り心地が悪くなる虞がある。
本発明は、過去に車両が走行したときの走行軌跡と走行軌跡上における車両の速度プロファイルに基づいて生成された速度プロファイルの利点を生かしつつ、より滑らかな速度プロファイルを生成することを目的とする。
しかしながら、学習モデルを用いて生成された速度プロファイルが必ずしも滑らかなプロファイルになるとは限らず、加速度やジャークが大きくなって乗り心地が悪くなる虞がある。
本発明は、過去に車両が走行したときの走行軌跡と走行軌跡上における車両の速度プロファイルに基づいて生成された速度プロファイルの利点を生かしつつ、より滑らかな速度プロファイル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、自車両の車速である自車速を検出し、自車両の目標走行軌道を設定し、過去に車両が走行したときの走行軌跡と走行軌跡上における車両の速度プロファイルに基づいて、目標走行軌道に沿った位置における目標速度のプロファイルである第１速度プロファイルを生成し、第１速度プロファイルに基づいて、目標走行軌道に沿った位置における上限速度のプロファイルである上限プロファイルと下限速度のプロファイルである下限プロファイルとを設定し、上限プロファイルと下限プロファイルとの間に挟まれた領域である速度設定領域内に設定され、且つ車両の加速度及びジャーク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、目標走行軌道に沿った位置における目標速度のプロファイルである第２速度プロファイルを生成し、目標走行軌道に沿って第２速度プロファイルに従う車速で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ときの走行軌跡と走行軌跡上における車両の速度プロファイルに基づいて生成された速度プロファイルの利点を生かしつつ、より滑らかな速度プロファイル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速度プロファイルの一例を模式的に表すグラフであり、（ｂ）は速度設定領域及び第２速度プロファイル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】学習モデルの学習データの一例を説明する模式図である。
【図7】第１速度プロファイルの一例の模式図である。
【図8】速度設定領域幅の設定方法の一例を説明する模式図である。
【図9】速度設定領域の設定方法の一例を説明する模式図である。
【図10】速度設定領域の設定方法の一例を説明する模式図である。
【図11】速度設定領域の設定方法の一例を説明する模式図である。
【図12】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13】（ａ）及び（ｂ）は、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自車両１の加速、減速及び操舵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自車両１の加速、減速及び操舵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、目標走行軌道設定部３０と、第１速度プロファイル生成部３１と、速度設定領域設定部３２と、第２速度プロファイル生成部３３と、車両制御部３４と、を備える。
目標走行軌道設定部３０は、自車両１前方の走行車線において自車両１が走行すべき軌道の目標値である目標走行軌道を設定する。目標走行軌道設定部３０は、設定した目標走行軌道を、第１速度プロファイル生成部３１と、車両制御部３４に出力する。
目標走行軌道設定部３０は、自車両１前方の走行車線において自車両１が走行すべき軌道の目標値である目標走行軌道を設定する。目標走行軌道設定部３０は、設定した目標走行軌道を、第１速度プロファイル生成部３１と、車両制御部３４に出力する。
【0018】
例えば目標走行軌道設定部３０は、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、自車両１前方の走行車線の車線形状を検出してよい。
例えば目標走行軌道設定部３０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に、検出した自車両１前方の車線形状を入力することによって目標走行軌道を設定してよい。
例えば目標走行軌道設定部３０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に、検出した自車両１前方の車線形状を入力することによって目標走行軌道を設定してよい。
【0019】
第１速度プロファイル生成部３１は、過去に車両が走行したときの走行軌跡と走行軌跡上における車両の速度プロファイルに基づいて、目標走行軌道に沿った位置における各々の目標速度を表すプロファイルである第１速度プロファイルを生成する。
図３（ａ）を参照する。一点鎖線Ｖｔは、過去に車両が走行した際の速度プロファイルを示している。速度プロファイルは、車両の走行位置（走行距離）若しくは走行時間に対する車両の速度の時系列である。
また、丸プロットＶａ０～Ｖａ１１は、目標走行軌道に沿った位置Ｐ０～Ｐ１１における各々の目標速度を表す第１速度プロファイルである。
図３（ａ）を参照する。一点鎖線Ｖｔは、過去に車両が走行した際の速度プロファイルを示している。速度プロファイルは、車両の走行位置（走行距離）若しくは走行時間に対する車両の速度の時系列である。
また、丸プロットＶａ０～Ｖａ１１は、目標走行軌道に沿った位置Ｐ０～Ｐ１１における各々の目標速度を表す第１速度プロファイルである。
【0020】
本明細書では速度プロファイルとして、走行位置に対する車両の速度の時系列を用いて実施形態を説明するが、走行時間に対する車両の速度の時系列を速度プロファイルとして用いてもよい。
例えば第１速度プロファイル生成部３１は、過去に車両が走行したときの走行軌跡、車速、車両の横加速度及び縦加速度、車両の前方の車線形状の検出距離、並びに車両の前方の道路勾配と、走行軌跡上における車両の速度プロファイルとを学習した学習モデル３１ａを有してよい。例えば過去に車両が手動運転で走行したときに学習した学習モデル３１ａを有してよい。
学習モデル３１ａの学習データ（走行軌跡、車速、横加速度、縦加速度、車線形状の検出距離、道路勾配、速度プロファイル）は、自車両１を手動運転で走行させたとき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データであってもよい。
例えば第１速度プロファイル生成部３１は、過去に車両が走行したときの走行軌跡、車速、車両の横加速度及び縦加速度、車両の前方の車線形状の検出距離、並びに車両の前方の道路勾配と、走行軌跡上における車両の速度プロファイルとを学習した学習モデル３１ａを有してよい。例えば過去に車両が手動運転で走行したときに学習した学習モデル３１ａを有してよい。
学習モデル３１ａの学習データ（走行軌跡、車速、横加速度、縦加速度、車線形状の検出距離、道路勾配、速度プロファイル）は、自車両１を手動運転で走行させたとき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データであってもよい。
【0021】
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、目標走行軌道設定部３０が設定した目標走行軌道と、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、車線形状の検出距離の算出結果と、道路勾配の情報を入力層に入力すると、学習モデル３１ａは、学習した速度履歴を、第１速度プロファイルＶａ０～Ｖａ１１として出力層から出力する。以下の説明において、第１速度プロファイルＶａ０～Ｖａ１１を総称して「第１速度プロファイルＶａ」と表記することがある。
【0022】
例えば入力層には、自車両１前方の走行車線７０ｍの区間における目標走行軌道上の略等間隔の３０個の通過点の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、車線形状の検出距離の算出結果と、道路勾配の情報を入力する。
例えば、第１速度プロファイル生成部３１は、外界センサ１１による車線境界線の検出結果に基づいて車線形状の検出距離を算出してよい。また例えば第１速度プロファイル生成部３１は、地図データベース１４に記憶されている自車両１の走行車線の前方の曲率に基づいて車線形状の検出距離を算出してよい。第１速度プロファイル生成部３１は、自車両１の前方の道路勾配の情報を取得してよい。例えば第１速度プロファイル生成部３１は、地図データベース１４から道路勾配の情報を取得してよい。
出力層は、自車両１前方の所定の区間（例えば７０ｍ）の目標走行軌道上の略等間隔の３０個の通過点の各々における目標速度を第１速度プロファイルＶａとして出力する。
例えば、第１速度プロファイル生成部３１は、外界センサ１１による車線境界線の検出結果に基づいて車線形状の検出距離を算出してよい。また例えば第１速度プロファイル生成部３１は、地図データベース１４に記憶されている自車両１の走行車線の前方の曲率に基づいて車線形状の検出距離を算出してよい。第１速度プロファイル生成部３１は、自車両１の前方の道路勾配の情報を取得してよい。例えば第１速度プロファイル生成部３１は、地図データベース１４から道路勾配の情報を取得してよい。
出力層は、自車両１前方の所定の区間（例えば７０ｍ）の目標走行軌道上の略等間隔の３０個の通過点の各々における目標速度を第１速度プロファイルＶａとして出力する。
【0023】
このような学習モデル３１ａを用いて第１速度プロファイルＶａ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、速度プロファイルが滑らかにならない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（走行軌跡、車速、横加速度、縦加速度、車線形状の検出距離、道路勾配、速度プロファイル）としては、速度変化や加速度が所定値以上となる走行を含んだ所定の区間（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（走行軌跡、車速、横加速度、縦加速度、車線形状の検出距離、道路勾配、速度プロファイル）としては、速度変化や加速度が所定値以上となる走行を含んだ所定の区間（例えば７０ｍ）ごとの自車両１の走行データを用いてよい。
【0024】
図３（ａ）のグラフの横軸は、目標走行軌道に沿った自車両１の走行位置を示し、縦軸は目標速度を示し、丸プロットが目標走行軌道に沿った位置Ｐ０～Ｐ１１における目標速度を示している。なお、位置Ｐ０は自車両１の現在位置であり、位置Ｐ０における目標速度は、車速センサが検出した現在の自車速Ｖａ０に拘束される。
【0025】
また例えば第１速度プロファイル生成部３１は、過去に車両が走行した速度プロファイルをそのまま第１速度プロファイルＶａとして生成してもよい。過去に車両が走行した速度プロファイルは、例えば手動運転により走行した場合の速度プロファイルであってもよく、車両の速度制御や加減速制御を支援する走行支援により走行した場合の速度プロファイルであってもよい。
【0026】
図２を参照する。速度設定領域設定部３２は、第１速度プロファイル生成部３１が設定した第１速度プロファイルＶａに基づいて、目標走行軌道に沿った位置Ｐ０～Ｐ１１における上限速度のプロファイルである上限プロファイルＰＵと下限速度のプロファイルである下限プロファイルＰＬとを設定する。
図３（ｂ）の破線ＰＵ及びＰＬは、それぞれ上限プロファイルと下限プロファイルを模式的に表している。
図３（ｂ）の破線ＰＵ及びＰＬは、それぞれ上限プロファイルと下限プロファイルを模式的に表している。
【0027】
速度設定領域設定部３２は、上限プロファイルＰＵと下限プロファイルＰＬとの間に挟まれた領域を速度設定領域Ｒｔとして設定する。図３（ｂ）においてハッチングを施された領域Ｒｖが、上限プロファイルＰＵと下限プロファイルＰＬとの間に挟まれた速度設定領域を表す。
上限プロファイルＰＵは速度設定領域Ｒｖの上限の境界線を形成し、下限プロファイルＰＬは速度設定領域Ｒｖの下限の境界線を形成する。すなわち速度設定領域設定部３２は、上限プロファイルＰＵと下限プロファイルＰＬとにより、速度設定領域Ｒｖの境界を画定する。
上限プロファイルＰＵは速度設定領域Ｒｖの上限の境界線を形成し、下限プロファイルＰＬは速度設定領域Ｒｖの下限の境界線を形成する。すなわち速度設定領域設定部３２は、上限プロファイルＰＵと下限プロファイルＰＬとにより、速度設定領域Ｒｖの境界を画定する。
【0028】
例えば速度設定領域設定部３２は、第１速度プロファイル上の目標速度Ｖａ０～Ｖａ１１を交互に上限プロファイルＰＵと下限プロファイルＰＬとに割り振って、上限プロファイルＰＵと下限プロファイルＰＬとを形成する目標速度の点列を設定してもよい。また例えば速度設定領域設定部３２は、第１速度プロファイル上の目標速度Ｖａ０～Ｖａ１１のうち過去に車両が走行した際の実際の速度プロファイルＶｔよりも高い目標速度を上限プロファイルＰＵに割り振り、速度プロファイルＶｔよりも低い目標速度を下限プロファイルＰＬに割り振ることにより、上限プロファイルＰＵと下限プロファイルＰＬとを形成する点列を設定してもよい。
【0029】
そして速度設定領域設定部３２は、上限プロファイルＰＵに割り振った点列に基づいて上限プロファイルＰＵを生成し、下限プロファイルＰＬに割り振った点列に基づいて下限プロファイルＰＬを生成してもよい。例えば上限プロファイルＰＵに割り振った点列を直線で接続することにより上限プロファイルＰＵを生成し、下限プロファイルＰＬに割り振った点列同士を直線で接続することにより下限プロファイルＰＬを生成してもよい。また、上限プロファイルＰＵに割り振った点列に基づいて近似曲線や近似直線を形成して上限プロファイルＰＵを生成し、下限プロファイルＰＬに割り振った点列に基づいて近似曲線や近似直線を形成して下限プロファイルＰＬを生成してもよい。
【0030】
図２を参照する。第２速度プロファイル生成部３３は、速度設定領域設定部３２が設定した速度設定領域Ｒｖ内に、目標走行軌道に沿った位置における目標速度のプロファイルである第２速度プロファイルを設定する。
このとき第２速度プロファイル生成部３３は、自車両１の加速度及びジャーク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、第２速度プロファイルを生成する。図３（ｂ）の実線Ｖｂは、速度設定領域Ｒｖ内に設定された第２速度プロファイルを表している。
車両制御部３４は、目標走行軌道設定部３０が生成した目標走行軌道に沿って第２速度プロファイルＶｂに従う車速で自車両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。
このとき第２速度プロファイル生成部３３は、自車両１の加速度及びジャーク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、第２速度プロファイルを生成する。図３（ｂ）の実線Ｖｂは、速度設定領域Ｒｖ内に設定された第２速度プロファイルを表している。
車両制御部３４は、目標走行軌道設定部３０が生成した目標走行軌道に沿って第２速度プロファイルＶｂに従う車速で自車両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。
【0031】
このように、第１速度プロファイルＶａに基づいて設定された速度設定領域Ｒｖ内に第２速度プロファイルＶｂを設定することにより、過去に車両が手動運転で走行したときの走行速度を学習した学習モデル３１ａにより生成された第１速度プロファイルＶａの利点を、第２速度プロファイルＶｂに生かすことができる。例えば乗員の意図に近い車速プロファイルを生成できる。
また、自車両１の加速度及びジャークの少なくとも一方が、予め設定した制約条件を満足するように第２速度プロファイルＶｂを生成することにより、滑らかな第２速度プロファイルＶｂを生成できる。
また、自車両１の加速度及びジャークの少なくとも一方が、予め設定した制約条件を満足するように第２速度プロファイルＶｂを生成することにより、滑らかな第２速度プロファイルＶｂを生成できる。
【0032】
（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において車両センサ１２の車速センサは、自車両１の現在の自車速Ｖａ０を検出する。
ステップＳ２において目標走行軌道設定部３０は、自車両１前方の走行車線における目標走行軌道を設定する。
ステップＳ３において第１速度プロファイル生成部３１は、目標走行軌道設定部３０が設定した目標走行軌道と、現在の自車速Ｖａ０とを、学習モデル３１ａに入力することにより、第１速度プロファイルＶａ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において車両センサ１２の車速センサは、自車両１の現在の自車速Ｖａ０を検出する。
ステップＳ２において目標走行軌道設定部３０は、自車両１前方の走行車線における目標走行軌道を設定する。
ステップＳ３において第１速度プロファイル生成部３１は、目標走行軌道設定部３０が設定した目標走行軌道と、現在の自車速Ｖａ０とを、学習モデル３１ａに入力することにより、第１速度プロファイルＶａを生成する。
【0033】
ステップＳ４において速度設定領域設定部３２は、第１速度プロファイルＶａに基づいて速度設定領域Ｒｖを設定する。
ステップＳ５において第２速度プロファイル生成部３３は、速度設定領域Ｒｖ内に設定され、且つ自車両１の加速度及びジャーク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、第２速度プロファイルＶｂを生成する。
ステップＳ６において車両制御部３４は、目標走行軌道に沿って第２速度プロファイルＶｂに従う車速で自車両１が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Ｓ５において第２速度プロファイル生成部３３は、速度設定領域Ｒｖ内に設定され、且つ自車両１の加速度及びジャーク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、第２速度プロファイルＶｂを生成する。
ステップＳ６において車両制御部３４は、目標走行軌道に沿って第２速度プロファイルＶｂに従う車速で自車両１が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。
【0034】
（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実施形態のコントローラ１８は、許容上限速度設定部３５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実施形態のコントローラ１８は、許容上限速度設定部３５を備える。
【0035】
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ときの走行軌跡と走行軌跡上における車両の速度プロファイル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。
【0036】
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。例えば過去に車両が手動運転で走行した際に、車両が実際に走行した所定長Ｌの走行軌跡上の位置ｐ０～ｐ１１の位置データを取得する。例えば位置ｐ０及びｐ１１は所定長Ｌの走行軌跡の始点及び終点であってよく、位置ｐ０～ｐ１１は走行軌跡上の等間隔の位置であってよい。取得したこれらの位置ｐ０～ｐ１１の位置データを、走行軌跡の学習データとして学習モデル３１ａに学習させる。
【0037】
なお、所定長Ｌの走行軌跡上の位置データの数は１２個に限定されず、１２個よりも多くても少なくてもよい。
一方で、走行軌跡上における車両の速度プロファイルＶｔの学習データとしては、走行軌跡上の位置ｐ０～ｐ１１のそれぞれにおける車両の車速Ｖｔ０～Ｖｔ１１を学習モデル３１ａに学習させてよい。
一方で、走行軌跡上における車両の速度プロファイルＶｔの学習データとしては、走行軌跡上の位置ｐ０～ｐ１１のそれぞれにおける車両の車速Ｖｔ０～Ｖｔ１１を学習モデル３１ａに学習させてよい。
【0038】
目標走行軌道設定部３０は、自車両１前方の走行車線における自車両１の目標走行軌道を設定する。目標走行軌道設定部３０は、設定した目標走行軌道を第１速度プロファイル生成部３１と、許容上限速度設定部３５に出力する。
【0039】
第１速度プロファイル生成部３１は、目標走行軌道設定部３０が設定した目標走行軌道と、車両センサ１２の車速センサが検出した現在の自車速Ｖａ０とを、学習モデル３１ａに入力する。
例えば第１速度プロファイル生成部３１は、自車両１の現在位置Ｐ０を始点とする所定長Ｌの目標走行軌道上の位置Ｐ０～Ｐ１１の位置データを、目標走行軌道のデータとして学習モデル３１ａに入力してよい。
学習モデル３１ａは、現在位置Ｐ０における目標速度を現在の自車速Ｖａ０とし、目標走行軌道上の位置Ｐ１～Ｐ１１における目標速度をそれぞれＶａ１～Ｖａ１１とする第１速度プロファイルを生成する。
例えば第１速度プロファイル生成部３１は、自車両１の現在位置Ｐ０を始点とする所定長Ｌの目標走行軌道上の位置Ｐ０～Ｐ１１の位置データを、目標走行軌道のデータとして学習モデル３１ａに入力してよい。
学習モデル３１ａは、現在位置Ｐ０における目標速度を現在の自車速Ｖａ０とし、目標走行軌道上の位置Ｐ１～Ｐ１１における目標速度をそれぞれＶａ１～Ｖａ１１とする第１速度プロファイルを生成する。
【0040】
図７において、丸プロットＶａ０～Ｖａ１１が第１速度プロファイルＶａを表している。第１速度プロファイル生成部３１は、第１速度プロファイルＶａを、速度設定領域設定部３２に出力する。
許容上限速度設定部３５は、目標走行軌道設定部３０が設定した目標走行軌道に基づいて、目標走行軌道上の各位置Ｐ０～Ｐ１１における許容上限速度をそれぞれ設定する。例えば許容上限速度設定部３５は、各位置Ｐ０～Ｐ１１における目標走行軌道の曲率を算出し、各位置Ｐ０～Ｐ１１において自車両１に発生する横加速度が所定の上限値となる速度を許容上限速度として設定してよい。
許容上限速度設定部３５は、目標走行軌道設定部３０が設定した目標走行軌道に基づいて、目標走行軌道上の各位置Ｐ０～Ｐ１１における許容上限速度をそれぞれ設定する。例えば許容上限速度設定部３５は、各位置Ｐ０～Ｐ１１における目標走行軌道の曲率を算出し、各位置Ｐ０～Ｐ１１において自車両１に発生する横加速度が所定の上限値となる速度を許容上限速度として設定してよい。
【0041】
第２実施形態の速度設定領域設定部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速度プロファイルＶａの時系列の変動の大きさに基づいて、速度設定領域Ｒｖの幅である速度設定領域幅Ｗを設定する。例えば領域幅設定部３２ａは、第１速度プロファイルＶａの滑らかさに基づいて速度設定領域幅Ｗを設定してよい。例えば第１速度プロファイルＶａがより滑らかな場合における速度設定領域幅Ｗに比べて、より滑らかでない場合における速度設定領域幅Ｗを大きくしてもよい。
領域幅設定部３２ａは、第１速度プロファイルＶａの時系列の変動の大きさに基づいて、速度設定領域Ｒｖの幅である速度設定領域幅Ｗを設定する。例えば領域幅設定部３２ａは、第１速度プロファイルＶａの滑らかさに基づいて速度設定領域幅Ｗを設定してよい。例えば第１速度プロファイルＶａがより滑らかな場合における速度設定領域幅Ｗに比べて、より滑らかでない場合における速度設定領域幅Ｗを大きくしてもよい。
【0042】
例えば領域幅設定部３２ａは、第１速度プロファイルＶａ上の点Ｖａ０～Ｖａ１１のうち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速度プロファイルＶａ上の点から近似直線までの距離に基づいて速度設定領域幅Ｗを設定してよい。例えば第１速度プロファイルＶａ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）に基づいて速度設定領域幅Ｗを設定してよい
【0043】
図８は、第１速度プロファイルＶａ上の複数の点の近似直線に基づく速度設定領域幅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速度プロファイルＶａ上の点Ｖａ０～Ｖａ１１のうち隣接する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速度プロファイルＶａ上の点Ｖａ０～Ｖａ１１のそれぞれを「プロファイル点」と表記することがある。
例えば、領域幅設定部３２ａは、第１速度プロファイルＶａ上の点Ｖａ０～Ｖａ１１のうち隣接する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速度プロファイルＶａ上の点Ｖａ０～Ｖａ１１のそれぞれを「プロファイル点」と表記することがある。
【0044】
図８の例では、プロファイル点Ｖａ０、Ｖａ１及びＶａ２からなるグループと、プロファイル点Ｖａ１、Ｖａ２及びＶａ３からなるグループと、プロファイル点Ｖａ２、Ｖａ３及びＶａ４からなるグループと、プロファイル点Ｖａ３、Ｖａ４及びＶａ５からなるグループと、プロファイル点Ｖａ４、Ｖａ５及びＶａ６からなるグループと、プロファイル点Ｖａ５、Ｖａ６及びＶａ７からなるグループと、プロファイル点Ｖａ６、Ｖａ７及びＶａ８からなるグループと、プロファイル点Ｖａ７、Ｖａ８及びＶａ９からなるグループと、プロファイル点Ｖａ８、Ｖａ９及びＶａ１０からなるグループと、プロファイル点Ｖａ９、Ｖａ１０及びＶａ１１からなるグループを設定している。
【0045】
領域幅設定部３２ａは、隣接する３つのプロファイル点のうち両端の第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８の例では、プロファイル点Ｖａ０、Ｖａ１及びＶａ２からなるグループに関して、第１点Ｖａ０と第３点Ｖａ２とを結んだ直線Ｌａ１を算出し、第２点Ｖａ１から直線Ｌａ１までの距離Ｄ１を算出する。また、プロファイル点Ｖａ１、Ｖａ２及びＶａ３からなるグループに関して、第１点Ｖａ１と第３点Ｖａ３とを結んだ直線Ｌａ２を算出し、第２点Ｖａ２から直線Ｌａ２までの距離Ｄ２を算出する。以下、残りのグループについても同様に距離Ｄ３～Ｄ１０を算出する。
領域幅設定部３２ａは、複数のプロファイル点のグループについてそれぞれ算出した距離Ｄ１～Ｄ１０の統計値（最大値、平均値、中間値など）に基づいて速度設定領域幅Ｗを設定する。
図８の例では、プロファイル点Ｖａ０、Ｖａ１及びＶａ２からなるグループに関して、第１点Ｖａ０と第３点Ｖａ２とを結んだ直線Ｌａ１を算出し、第２点Ｖａ１から直線Ｌａ１までの距離Ｄ１を算出する。また、プロファイル点Ｖａ１、Ｖａ２及びＶａ３からなるグループに関して、第１点Ｖａ１と第３点Ｖａ３とを結んだ直線Ｌａ２を算出し、第２点Ｖａ２から直線Ｌａ２までの距離Ｄ２を算出する。以下、残りのグループについても同様に距離Ｄ３～Ｄ１０を算出する。
領域幅設定部３２ａは、複数のプロファイル点のグループについてそれぞれ算出した距離Ｄ１～Ｄ１０の統計値（最大値、平均値、中間値など）に基づいて速度設定領域幅Ｗを設定する。
【0046】
領域境界設定部３２ｂは、領域幅設定部３２ａが設定した速度設定領域幅Ｗと、第１速度プロファイルＶａとに基づいて、速度設定領域Ｒｖの上限の境界線を形成する上限プロファイルＰＵと、速度設定領域Ｒｖの下限の境界線を形成する下限プロファイルＰＬとを設定する。
図９は、上限プロファイルＰＵと下限プロファイルＰＬ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。
図９は、上限プロファイルＰＵと下限プロファイルＰＬ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。
【0047】
まず領域境界設定部３２ｂは、速度設定領域Ｒｖの上限及び下限を画定する境界点（すなわち上限プロファイルＰＵを形成する境界点と下限プロファイルＰＬ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速度プロファイルＶａ上の各プロファイル点Ｖａ１～Ｖａ１１（丸プロット）を設定する。
但し、自車両１の現在位置Ｐ０におけるプロファイル点Ｖａ０は、現在位置Ｐ０における第２速度プロファイルＶｂの拘束点（境界条件）として設定する。
但し、自車両１の現在位置Ｐ０におけるプロファイル点Ｖａ０は、現在位置Ｐ０における第２速度プロファイルＶｂの拘束点（境界条件）として設定する。
【0048】
次に領域境界設定部３２ｂは、第１速度プロファイルＶａ上の少なくとも３つのプロファイル点（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つのプロファイル点の近似直線（破線）を生成する。
領域境界設定部３２ｂは、少なくとも３つのプロファイル点の各々を、これらのプロファイル点から近似直線へ向かうそれぞれの方向へ速度設定領域幅Ｗだけ移動させた点（四角プロット）を、速度設定領域Ｒｖの上限及び下限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つのプロファイル点の各々を、これらのプロファイル点から近似直線へ向かうそれぞれの方向へ速度設定領域幅Ｗだけ移動させた点（四角プロット）を、速度設定領域Ｒｖの上限及び下限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９の例では、３つのプロファイル点Ｖａ０、Ｖａ１及びＶａ２のグループに対して、プロファイル点Ｖａ０、Ｖａ１及びＶａ２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、プロファイル点Ｖａ１を、プロファイル点Ｖａ１から近似直線Ｌｂ１へ向かう方向へ速度設定領域幅Ｗだけ移動させた点Ｖｂ１（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、プロファイル点Ｖａ２を、プロファイル点Ｖａ２から近似直線Ｌｂ１へ向かう方向へ速度設定領域幅Ｗだけ移動させた点Ｖｂ２を、第２境界点として設定する。
また領域境界設定部３２ｂは、プロファイル点Ｖａ２を、プロファイル点Ｖａ２から近似直線Ｌｂ１へ向かう方向へ速度設定領域幅Ｗだけ移動させた点Ｖｂ２を、第２境界点として設定する。
【0050】
同様に、３つのプロファイル点Ｖａ３、Ｖａ４及びＶａ５のグループに対して、プロファイル点Ｖａ３、Ｖａ４及びＶａ５の近似直線Ｌｂ２を算出する。領域境界設定部３２ｂは、プロファイル点Ｖａ３を、プロファイル点Ｖａ３から近似直線Ｌｂ２へ向かう方向へ速度設定領域幅Ｗだけ移動させた点Ｖｂ３を、第２境界点として設定する。プロファイル点Ｖａ４を、プロファイル点Ｖａ４から近似直線Ｌｂ２へ向かう方向へ速度設定領域幅Ｗだけ移動させた点Ｖｂ４を、第２境界点として設定する。プロファイル点Ｖａ５を、プロファイル点Ｖａ５から近似直線Ｌｂ２へ向かう方向へ速度設定領域幅Ｗだけ移動させた点Ｖｂ５を、第２境界点として設定する。
【0051】
同様に、３つのプロファイル点Ｖａ６、Ｖａ７及びＶａ８のグループに対して、プロファイル点Ｖａ６、Ｖａ７及びＶａ８の近似直線Ｌｂ３を算出する。領域境界設定部３２ｂは、プロファイル点Ｖａ６を、プロファイル点Ｖａ６から近似直線Ｌｂ３へ向かう方向へ速度設定領域幅Ｗだけ移動させた点Ｖｂ６を、第２境界点として設定する。プロファイル点Ｖａ７を、プロファイル点Ｖａ７から近似直線Ｌｂ３へ向かう方向へ速度設定領域幅Ｗだけ移動させた点Ｖｂ７を、第２境界点として設定する。プロファイル点Ｖａ８を、プロファイル点Ｖａ８から近似直線Ｌｂ３へ向かう方向へ速度設定領域幅Ｗだけ移動させた点Ｖｂ８を、第２境界点として設定する。
【0052】
同様に、３つのプロファイル点Ｖａ９、Ｖａ１０及びＶａ１１のグループに対して、プロファイル点Ｖａ９、Ｖａ１０及びＶａ１１の近似直線Ｌｂ４を算出する。領域境界設定部３２ｂは、プロファイル点Ｖａ９を、プロファイル点Ｖａ９から近似直線Ｌｂ４へ向かう方向へ速度設定領域幅Ｗだけ移動させた点Ｖｂ９を、第２境界点として設定する。プロファイル点Ｖａ１０を、プロファイル点Ｖａ１０から近似直線Ｌｂ４へ向かう方向へ速度設定領域幅Ｗだけ移動させた点Ｖｂ１０を、第２境界点として設定する。プロファイル点Ｖａ１１を、プロファイル点Ｖａ１１から近似直線Ｌｂ４へ向かう方向へ速度設定領域幅Ｗだけ移動させた点Ｖｂ１１を、第２境界点として設定する。
【0053】
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大きな方を上限境界点として設定し、より小さな方を下限境界点として設定する。
領域境界設定部３２ｂは、上限境界点同士を接続して上限プロファイルＰＵを設定するとともに、下限境界点同士を接続して下限プロファイルＰＬを設定することにより、図１０に示すような速度設定領域Ｒｖを設定する。
領域境界設定部３２ｂは、上限境界点同士を接続して上限プロファイルＰＵを設定するとともに、下限境界点同士を接続して下限プロファイルＰＬを設定することにより、図１０に示すような速度設定領域Ｒｖを設定する。
【0054】
なお、第１速度プロファイルＶａ上のプロファイル点Ｖａ１～Ｖａ１１や、上記のようにプロファイル点Ｖａ１～Ｖａ１１を速度設定領域幅Ｗだけ移動させた点Ｖｂ１～Ｖｂ１１が、目標走行軌道設定部３０により設定された許容上限速度を超える場合がある。
図１１は、プロファイル点Ｖａ４や、プロファイル点Ｖａ９を移動した点Ｖｂ９が、目標走行軌道設定部３０により設定された許容上限速度ＶａＵを超えた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、位置Ｐ４における許容上限速度ＶａＵを位置Ｐ４における第１境界点Ｖｃ４として設定し、位置Ｐ９における許容上限速度ＶａＵを位置Ｐ９における第２境界点Ｖｃ９として設定してよい。
図１１は、プロファイル点Ｖａ４や、プロファイル点Ｖａ９を移動した点Ｖｂ９が、目標走行軌道設定部３０により設定された許容上限速度ＶａＵを超えた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、位置Ｐ４における許容上限速度ＶａＵを位置Ｐ４における第１境界点Ｖｃ４として設定し、位置Ｐ９における許容上限速度ＶａＵを位置Ｐ９における第２境界点Ｖｃ９として設定してよい。
【0055】
図５を参照する。第２速度プロファイル生成部３３は、速度設定領域設定部３２が設定した速度設定領域Ｒｖ内に第２速度プロファイルＶｂを生成する。
例えば、第２速度プロファイル生成部３３は、自車両１の加速度及びジャーク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、又は自車両１の加速度及びジャーク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速度プロファイルＶｂを生成してよい。
例えば、第２速度プロファイル生成部３３は、自車両１の加速度及びジャーク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、又は自車両１の加速度及びジャーク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速度プロファイルＶｂを生成してよい。
【0056】
加速度に関する制約条件は、例えば自車両１の加速度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、ジャークに関する制約条件は、例えば自車両１のジャーク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速度プロファイル生成部３３は、制約条件を満足する第２速度プロファイルＶｂ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速度プロファイル生成部３３は、最適化計算手法により自車両１の加速度及びジャークを変数に含んだ評価関数が最小になるように第２速度プロファイルＶｂを生成してよい。
また例えば第２速度プロファイル生成部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速度プロファイルＶｂを生成してもよい。
第２速度プロファイル生成部３３は、制約条件を満足する第２速度プロファイルＶｂ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速度プロファイル生成部３３は、最適化計算手法により自車両１の加速度及びジャークを変数に含んだ評価関数が最小になるように第２速度プロファイルＶｂを生成してよい。
また例えば第２速度プロファイル生成部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速度プロファイルＶｂを生成してもよい。
【0057】
図１２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において車両センサ１２は、自車両１の自車速Ｖａ０を検出する。
ステップＳ１２において目標走行軌道設定部３０は、自車両１前方の走行車線における目標走行軌道を設定する。
ステップＳ１３において第１速度プロファイル生成部３１は、目標走行軌道と自車速Ｖａ０とを学習モデル３１ａに入力することにより第１速度プロファイルＶａを生成する。
ステップＳ１１において車両センサ１２は、自車両１の自車速Ｖａ０を検出する。
ステップＳ１２において目標走行軌道設定部３０は、自車両１前方の走行車線における目標走行軌道を設定する。
ステップＳ１３において第１速度プロファイル生成部３１は、目標走行軌道と自車速Ｖａ０とを学習モデル３１ａに入力することにより第１速度プロファイルＶａを生成する。
【0058】
ステップＳ１４において速度設定領域設定部３２の領域幅設定部３２ａは、速度設定領域幅Ｗを設定する。
ステップＳ１５において領域境界設定部３２ｂは、第１速度プロファイルＶａと速度設定領域幅Ｗに基づいて速度設定領域Ｒｖの境界点を設定することにより、速度設定領域Ｒｖを設定する。
ステップＳ１６において第２速度プロファイル生成部３３は、第２速度プロファイルＶｂを生成する。
ステップＳ１７において車両制御部３４は、目標走行軌道に沿って第２速度プロファイルＶｂに従う車速で自車両１が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Ｓ１５において領域境界設定部３２ｂは、第１速度プロファイルＶａと速度設定領域幅Ｗに基づいて速度設定領域Ｒｖの境界点を設定することにより、速度設定領域Ｒｖを設定する。
ステップＳ１６において第２速度プロファイル生成部３３は、第２速度プロファイルＶｂを生成する。
ステップＳ１７において車両制御部３４は、目標走行軌道に沿って第２速度プロファイルＶｂに従う車速で自車両１が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。
【0059】
（第３実施形態）
第３実施形態のコントローラ１８は、第１速度プロファイル生成部３１が生成した第１速度プロファイルＶａが滑らかでない区間においては、速度設定領域Ｒｖ内に第２速度プロファイルＶｂを生成し、第１速度プロファイルＶａが滑らかな区間おいては、第１速度プロファイルＶａ上の点を通過するように第２速度プロファイルＶｂ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速度プロファイル生成部３１が生成した第１速度プロファイルＶａが滑らかでない区間においては、速度設定領域Ｒｖ内に第２速度プロファイルＶｂを生成し、第１速度プロファイルＶａが滑らかな区間おいては、第１速度プロファイルＶａ上の点を通過するように第２速度プロファイルＶｂ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。
【0060】
図１３（ａ）を参照する。速度設定領域設定部３２は、第１速度プロファイルＶａ上の複数のプロファイル点の近似直線（破線）Ｌｃを生成する。第１速度プロファイルＶａ上のプロファイル点から近似直線までの距離Ｄ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速度プロファイルＶａ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速度プロファイルＶａが比較的滑らかな形状を有する。
第１区間においては、第１速度プロファイルＶａ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速度プロファイルＶａが比較的滑らかな形状を有する。
【0061】
図１３（ａ）の例では、第１速度プロファイルＶａ上の３つのプロファイル点のグループを設定して、グループに含まれる３つのプロファイル点の近似直線Ｌｃを生成する。例えば、プロファイル点Ｖａ０、Ｖａ１及びＶａ２からなるグループと、プロファイル点Ｖａ３、Ｖａ４及びＶａ５からなるグループと、プロファイル点Ｖａ５、Ｖａ６及びＶａ７からなるグループと、プロファイル点Ｖａ７、Ｖａ８及びＶａ９からなるグループと、プロファイル点Ｖａ９、Ｖａ１０及びＶａ１１からなるグループを設定している。
【0062】
速度設定領域設定部３２は、第１目標走行軌道上のプロファイル点から近似直線Ｌｃまでの距離Ｄを算出し、距離Ｄが閾値以上である第１区間Ｓａ１、Ｓａ２及びＳａ３と、閾値未満である第２区間Ｓｂ１及びＳｂ２とを設定する。
第２速度プロファイル生成部３３は、第１区間Ｓａ１、Ｓａ２及びＳａ３では速度設定領域Ｒｖ内を走行するように第２速度プロファイルＶｂを生成し、第２区間Ｓｂ１及びＳｂ２では第１速度プロファイルＶａ上の点を通過するように第２速度プロファイルＶｂを生成する。なお、速度設定領域設定部３２は、第２区間Ｓｂ１及びＳｂ２において速度設定領域Ｒｖの設定を省略してもよい。
第２速度プロファイル生成部３３は、第１区間Ｓａ１、Ｓａ２及びＳａ３では速度設定領域Ｒｖ内を走行するように第２速度プロファイルＶｂを生成し、第２区間Ｓｂ１及びＳｂ２では第１速度プロファイルＶａ上の点を通過するように第２速度プロファイルＶｂを生成する。なお、速度設定領域設定部３２は、第２区間Ｓｂ１及びＳｂ２において速度設定領域Ｒｖの設定を省略してもよい。
【0063】
（実施形態の効果）
【0064】
（１）車両センサ１２は、自車両１の車速である自車速を検出する。コントローラ１８は、自車両１の目標走行軌道を設定し、過去に車両が走行したときの走行軌跡と走行軌跡上における車両の速度プロファイルに基づいて、目標走行軌道に沿った位置における目標速度のプロファイルである第１速度プロファイルＶａを生成し、第１速度プロファイルＶａに基づいて、目標走行軌道に沿った位置における上限速度のプロファイルである上限プロファイルＰＵと下限速度のプロファイルである下限プロファイルＰＬとを設定し、上限プロファイルＰＵと下限プロファイルＰＬとの間に挟まれた領域である速度設定領域Ｒｖ内に設定され、且つ自車両１の加速度及びジャーク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、目標走行軌道に沿った位置における目標速度のプロファイルである第２速度プロファイルＶｂを生成し、目標走行軌道に沿って第２速度プロファイルＶｂに従う車速で走行するように自車両１を制御する。
例えば、過去に車両が手動運転で走行したときの走行軌跡と走行軌跡上における車両の速度プロファイルとを学習した学習モデル３１ａに、目標走行軌道と自車速とを入力することにより、目標走行軌道に沿った位置における目標速度のプロファイルである第１速度プロファイルＶａを生成してよい。
例えば、過去に車両が手動運転で走行したときの走行軌跡と走行軌跡上における車両の速度プロファイルとを学習した学習モデル３１ａに、目標走行軌道と自車速とを入力することにより、目標走行軌道に沿った位置における目標速度のプロファイルである第１速度プロファイルＶａを生成してよい。
【0065】
このように、第１速度プロファイルＶａに基づいて設定された速度設定領域Ｒｖ内に第２速度プロファイルＶｂを設定することにより、過去に車両が手動運転で走行したときの走行速度を学習した学習モデル３１ａにより生成された第１速度プロファイルＶａの利点を、第２速度プロファイルＶｂに生かすことができる。例えば乗員の意図に近い車速プロファイルを生成できる。
また、自車両１の加速度及びジャークの少なくとも一方が予め設定した制約条件を満足するように第２速度プロファイルＶｂを生成することにより、滑らかな第２速度プロファイルＶｂを生成できる。
また、自車両１の加速度及びジャークの少なくとも一方が予め設定した制約条件を満足するように第２速度プロファイルＶｂを生成することにより、滑らかな第２速度プロファイルＶｂを生成できる。
【0066】
（２）コントローラ１８は、制約条件として、自車両１の加速度及びジャーク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速度プロファイルＶｂを生成してよい。
これにより、滑らかで乗り心地のよい第２速度プロファイルＶｂを生成できる。
これにより、滑らかで乗り心地のよい第２速度プロファイルＶｂを生成できる。
【0067】
（３）コントローラ１８は、速度設定領域Ｒｖの幅である速度設定領域幅Ｗを、第１速度プロファイルＶａ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速度プロファイルＶａ上の複数の点の近似直線を生成し、第１速度プロファイルＶａ上の点から近似直線までの距離に基づいて速度設定領域幅Ｗを設定してよい。
例えばコントローラ１８は、第１速度プロファイルＶａ上の複数の点の近似直線を生成し、第１速度プロファイルＶａ上の点から近似直線までの距離に基づいて速度設定領域幅Ｗを設定してよい。
【0068】
例えばコントローラ１８は、第１速度プロファイルＶａ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き速度設定領域幅Ｗを設定してよい。
これにより、第１速度プロファイルＶａが滑らかでない区間ほど速度設定領域Ｒｖの幅をより広く設定することができ、この結果、第２速度プロファイルＶｂの通過点の自由度が大きくして滑らかな第２速度プロファイルＶｂを生成できる。
これにより、第１速度プロファイルＶａが滑らかでない区間ほど速度設定領域Ｒｖの幅をより広く設定することができ、この結果、第２速度プロファイルＶｂの通過点の自由度が大きくして滑らかな第２速度プロファイルＶｂを生成できる。
【0069】
（４）コントローラ１８は、第１速度プロファイルＶａ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速度設定領域幅Ｗだけ移動させた点を、速度設定領域Ｒｖの境界点として設定してよい。
例えばコントローラ１８は、速度設定領域Ｒｖの上限及び下限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速度プロファイルＶａ上の点を設定し、速度設定領域Ｒｖの上限及び下限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速度設定領域幅Ｗだけ移動させた点を設定してよい。
これにより、第１速度プロファイルＶａの形状と概略的に類似する特徴を有する形状の速度設定領域Ｒｖを設定できる。また、速度設定領域Ｒｖの速度設定領域幅Ｗを第１速度プロファイルＶａ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、速度設定領域Ｒｖの上限及び下限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速度プロファイルＶａ上の点を設定し、速度設定領域Ｒｖの上限及び下限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速度設定領域幅Ｗだけ移動させた点を設定してよい。
これにより、第１速度プロファイルＶａの形状と概略的に類似する特徴を有する形状の速度設定領域Ｒｖを設定できる。また、速度設定領域Ｒｖの速度設定領域幅Ｗを第１速度プロファイルＶａの滑らかさに応じて調整できる。
【0070】
（５）コントローラ１８は、境界点における車速が許容上限速度を超える場合には許容上限速度に補正してよい。
またコントローラ１８は、第１境界点又は第２境界点における車速が許容上限速度を超える場合には許容上限速度に補正してよい。
これにより、許容上限速度を超える第２速度プロファイルＶｂの生成を防止できる。
またコントローラ１８は、第１境界点又は第２境界点における車速が許容上限速度を超える場合には許容上限速度に補正してよい。
これにより、許容上限速度を超える第２速度プロファイルＶｂの生成を防止できる。
【0071】
（６）コントローラ１８は、第１速度プロファイルＶａ上の複数の点の近似直線を生成し、第１速度プロファイルＶａ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区間では速度設定領域Ｒｖ内に第２速度プロファイルＶｂを生成し、第２区間では第１速度プロファイルＶａ上の点を通過する第２速度プロファイルＶｂを生成してよい。
これにより、第１速度プロファイルＶａが滑らかである区間では、より第１速度プロファイルＶａに近い速度プロファイルを第２速度プロファイルＶｂとして生成するので、より乗員の意図に合致した目標速度に従って自車両１を走行させることができる。また、第１速度プロファイルＶａが滑らかである区間では、速度設定領域Ｒｖ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速度プロファイルＶａが滑らかである区間では、より第１速度プロファイルＶａに近い速度プロファイルを第２速度プロファイルＶｂとして生成するので、より乗員の意図に合致した目標速度に従って自車両１を走行させることができる。また、第１速度プロファイルＶａが滑らかである区間では、速度設定領域Ｒｖ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。
【0072】
（７）学習モデル３１ａは、過去に車両が手動運転で走行したときの走行軌跡と、走行軌跡上における車両の速度プロファイルと、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、目標走行軌道と、自車速と、自車両１の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速度プロファイルＶａを生成してよい。
これにより、乗員が意図する目標速度を予測して速度プロファイルを生成できる。
これにより、乗員が意図する目標速度を予測して速度プロファイルを生成できる。
【0073】
（１２）学習モデル３１ａは、過去に車両が手動運転で走行したときの走行軌跡と、走行軌跡上における車両の速度プロファイルと、車両の前方の車線形状の検出距離と、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、目標走行軌道と、自車速と、自車両１の前方の車線形状の検出距離と、をニューラルネットワークに入力することにより第１速度プロファイルＶａを生成してよい。
これにより、車線形状の検出距離に応じた最適な速度プロファイルを生成できる。
これにより、車線形状の検出距離に応じた最適な速度プロファイルを生成できる。
【0074】
（１３）学習モデル３１ａは、過去に車両が手動運転で走行したときの走行軌跡と、走行軌跡上における車両の速度プロファイルと、車両の前方の道路勾配と、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、目標走行軌道と、自車速と、自車両１の前方の道路勾配と、をニューラルネットワークに入力することにより第１速度プロファイルＶａを生成してよい。
これにより、道路勾配に応じた最適な速度プロファイルを生成できる。
これにより、道路勾配に応じた最適な速度プロファイルを生成できる。
【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…目標走行軌道設定部、３１…第１速度プロファイル生成部、３１ａ…学習モデル、３２…速度設定領域設定部、３２ａ…領域幅設定部、３２ｂ…領域境界設定部、３３…第２速度プロファイル生成部、３４…車両制御部、３５…許容上限速度設定部
【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】