特許 7595628 車両制御装置、車両制御方法、およびプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-28

(45)【発行日】2024-12-06

(54)【発明の名称】車両制御装置、車両制御方法、およびプログラム

(51)【国際特許分類】

   G01C 21/30 20060101AFI20241129BHJP

   B60W 40/06 20120101ALI20241129BHJP

   B60W 30/14 20060101ALI20241129BHJP

【ＦＩ】

G01C21/30

B60W40/06

B60W30/14

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2022187200

(22)【出願日】2022-11-24

(65)【公開番号】P2024075927

(43)【公開日】2024-06-05

【審査請求日】2023-07-28

(73)【特許権者】

【識別番号】000005326

【氏名又は名称】本田技研工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100165179

【弁理士】

【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100126664

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 慎吾

(74)【代理人】

【識別番号】100154852

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 太一

(74)【代理人】

【識別番号】100194087

【弁理士】

【氏名又は名称】渡辺 伸一

(72)【発明者】

【氏名】和田 康一郎

【審査官】宮地 将斗

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０４５４０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－０３２６６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－２４９６５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０６９３３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０１８１３２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｃ ２１／００－２１／３６

Ｇ０１Ｃ ２３／００－２５／００

Ｂ６０Ｗ １０／００－１０／３０

Ｂ６０Ｗ ３０／００－６０／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

カメラによって撮像された画像に基づいて、車両の前方に存在する道路区画線を認識する認識部と、
前記認識の結果に基づいて得られる区画線情報と、道路区画線の分布が記述された地図情報とをマッチングし、道路の延在方向に関する前記車両の位置を特定するマッチング部と、
マッチングされた結果に基づいて、前記車両を走行させる走行制御を行う走行制御部と、を備え、
前記マッチング部は、前記車両が現在走行している走行車線から隣接する隣接車線への車線変更が完了した際に、前記車両の前後方向に関して所定距離にわたる区間、前記区画線情報と前記地図情報とのマッチングを行わず、前記区間の範囲外でありかつ前記区間よりも前方側と後方側を含む範囲で前記区画線情報と前記地図情報とのマッチングを行う、
車両制御装置。

【請求項2】

前記マッチング部は、前記区間の範囲外における前記前方側については前記隣接車線の地図情報を用いて前記マッチングを行い、前記区間の範囲外における前記後方側については前記走行車線の地図情報を用いて前記マッチングを行う、
請求項１に記載の車両制御装置。

【請求項3】

前記区画線情報は、前記前方側に存在する前記道路区画線を表す前方情報と、前記前方情報と、前記車両の重心を基準として横方向に延在させた基準線と前記道路区画線との間の交点として算出された前記後方側の点列を表す後方情報とを含む、
請求項１に記載の車両制御装置。

【請求項4】

前記区画線情報は、前記道路区画線と前記車両の中心までの横距離に基づいて生成された情報を含む、
請求項１に記載の車両制御装置。

【請求項5】

前記マッチング部は、前記マッチングに用いる前記地図情報を、前記地図情報を管理する装置から複数回にわたって受信した地図情報を接続することによって取得する、
請求項１に記載の車両制御装置。

【請求項6】

前記マッチング部は、前記マッチングに用いる前記区画線情報を、前記前方側については認識された前記道路区画線として取得し、前記後方側については前記車両の重心を基準として横方向に延在させた基準線と前記道路区画線との間の交点として生成された過去の区画線情報として取得する、
請求項１に記載の車両制御装置。

【請求項7】

前記マッチング部は、前記車線変更の際に、前記区画線情報の取得を停止し、前記車線変更が完了して所定距離の走行後に、前記区画線情報を出力して前記地図情報とのマッチングを行う、
請求項１に記載の車両制御装置。

【請求項8】

コンピュータが、
カメラによって撮像された画像に基づいて、車両の前方に存在する道路区画線を認識し、
前記認識の結果に基づいて得られる区画線情報と、道路区画線の分布が記述された地図情報とをマッチングし、道路の延在方向に関する前記車両の位置を特定し、
マッチングされた結果に基づいて、前記車両を走行させる走行制御を行い、
前記車両が現在走行している走行車線から隣接する隣接車線への車線変更が完了した際に、前記車両の前後方向に関して所定距離にわたる区間、前記区画線情報と前記地図情報とのマッチングを行わず、前記区間の範囲外でありかつ前記区間よりも前方側と後方側を含む範囲で前記区画線情報と前記地図情報とのマッチングを行う、
車両制御方法。

【請求項9】

コンピュータに、
カメラによって撮像された画像に基づいて、車両の前方に存在する道路区画線を認識させ、
前記認識の結果に基づいて得られる区画線情報と、道路区画線の分布が記述された地図情報とをマッチングし、道路の延在方向に関する前記車両の位置を特定させ、
マッチングされた結果に基づいて、前記車両を走行させる走行制御を行わせ、
前記車両が現在走行している走行車線から隣接する隣接車線への車線変更が完了した際に、前記車両の前後方向に関して所定距離にわたる区間、前記区画線情報と前記地図情報とのマッチングを行わず、前記区間の範囲外でありかつ前記区間よりも前方側と後方側を含む範囲で前記区画線情報と前記地図情報とのマッチングを行わせる、
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、およびプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、カメラによって認識された道路区画線と、地図情報に記憶された道路区画線とをマッチングすることによって、車両の自己位置を推定し、当該車両の走行制御に活用する技術が知られている。例えば、特許文献１には、周辺認識センサによって認識されたレーンマーカと、高精度地図から算出されたレーンマーカとをマッチングして高精度地図における自車両の位置を推定し、高精度地図上の自車位置データを出力する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－１９８５６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来技術では、車両が車線変更を行う際に、当該タイミングがカメラおよび地図によって認識される区画線形状の特徴点として処理され、正しく自己位置が推定できない場合があった。

【0005】

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、車両が車線変更を行う場合であっても、正しく自己位置を推定することができる車両制御装置、車両制御方法、およびプログラムを提供することを目的の一つとする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この発明に係る車両制御装置、車両制御方法、およびプログラムは、以下の構成を採用した。
（１）：この発明の一態様に係る車両制御装置は、カメラによって撮像された画像に基づいて、車両の前方に存在する道路区画線を認識する認識部と、前記認識の結果に基づいて得られる区画線情報と、道路区画線の分布が記述された地図情報とをマッチングし、道路の延在方向に関する前記車両の位置を特定するマッチング部と、マッチングされた結果に基づいて、前記車両を走行させる走行制御を行う走行制御部と、を備え、前記マッチング部は、前記車両が現在走行している走行車線から隣接する隣接車線への車線変更が完了した際に、前記車両の前後方向に関して所定距離にわたる区間、前記区画線情報と前記地図情報とのマッチングを行わず、前記区間の範囲外でありかつ前記区間よりも前方側と後方側を含む範囲で前記区画線情報と前記地図情報とのマッチングを行うものである。

【0007】

（２）：上記（１）の態様において、前記マッチング部は、前記区間の範囲外における前記前方側については前記隣接車線の地図情報を用いて前記マッチングを行い、前記区間の範囲外における前記後方側については前記走行車線の地図情報を用いて前記マッチングを行うものである。

【0008】

（３）：上記（１）の態様において、前記区画線情報は、前記前方側に存在する前記道路区画線を表す前方情報と、前記前方情報と前記車両の横位置に基づいて算出された前記後方側の点列を表す後方情報とを含むものである。

【0009】

（４）：上記（１）の態様において、前記区画線情報は、前記道路区画線と前記車両の中心までの横距離に基づいて生成された情報を含むものである。

【0010】

（５）：上記（１）の態様において、前記マッチング部は、前記地図情報を管理する装置から複数回にわたって受信した地図情報を接続することによって取得するものである。

【0011】

（６）：上記（１）の態様において、前記マッチング部は、前記マッチングに用いる前記区画線情報を、前記前方側については認識された前記道路区画線として取得し、前記後方側については前記道路区画線と前記車両に関する情報に基づいて生成された過去の区画線情報として取得するものである。

【0012】

（７）：上記（１）の態様において、前記マッチング部は、前記車線変更が完了して所定距離の走行後に、前記道路区画線と前記車両に関する情報に基づいた前記区画線情報を出力するものである。

【0013】

（８）：上記（１）から（７）の態様において、前記マッチング部と前記走行制御部は、前記車線変更の種別に関わらず、前記マッチングおよび前記走行制御を行うものである。

【0014】

（９）：この発明の一態様に係る車両制御方法は、コンピュータが、カメラによって撮像された画像に基づいて、車両の前方に存在する道路区画線を認識し、前記認識の結果に基づいて得られる区画線情報と、道路区画線の分布が記述された地図情報とをマッチングし、道路の延在方向に関する前記車両の位置を特定し、マッチングされた結果に基づいて、前記車両を走行させる走行制御を行い、前記車両が現在走行している走行車線から隣接する隣接車線への車線変更が完了した際に、前記車両の前後方向に関して所定距離にわたる区間、前記区画線情報と前記地図情報とのマッチングを行わず、前記区間の範囲外でありかつ前記区間よりも前方側と後方側を含む範囲で前記区画線情報と前記地図情報とのマッチングを行うものである。

【0015】

（１０）：この発明の一態様に係るプログラムは、コンピュータに、カメラによって撮像された画像に基づいて、車両の前方に存在する道路区画線を認識させ、前記認識の結果に基づいて得られる区画線情報と、道路区画線の分布が記述された地図情報とをマッチングし、道路の延在方向に関する前記車両の位置を特定させ、マッチングされた結果に基づいて、前記車両を走行させる走行制御を行わせ、前記車両が現在走行している走行車線から隣接する隣接車線への車線変更が完了した際に、前記車両の前後方向に関して所定距離にわたる区間、前記区画線情報と前記地図情報とのマッチングを行わず、前記区間の範囲外でありかつ前記区間よりも前方側と後方側を含む範囲で前記区画線情報と前記地図情報とのマッチングを行わせるものである。

【発明の効果】

【0016】

（１）～（１０）の態様によれば、車両が車線変更を行う場合であっても、正しく自己位置を推定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本実施形態に係る車両制御装置を利用した車両システム１の構成図である。

【図2】マッチング用区画線情報１５２の一例を示す図である。

【図3】マッチング用地図情報１５４の一例を示す図である。

【図4】マッチング部１２０によって実行されるマッチングの一例を示す図である。

【図5】自車両Ｍの車線変更時に取得されるカメラ道路区画線ＣＬおよび軌道点ＴＰの一例を示す図である。

【図6】自車両Ｍの車線変更時にマッチング部１２０によって実行される処理の一例を示す図である。

【図7】本実施形態に係る車両制御装置によって実行される処理の流れの一例を示す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、図面を参照し、本発明の車両制御装置、車両制御方法、およびプログラムの実施形態について説明する。

【0019】

［全体構成］
図１は、本実施形態に係る車両制御装置を利用した車両システム１の構成図である。車両システム１が搭載される車両は、例えば、二輪や三輪、四輪等の車両であり、その駆動源は、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンなどの内燃機関、電動機、或いはこれらの組み合わせである。電動機は、内燃機関に連結された発電機による発電電力、或いは二次電池や燃料電池の放電電力を使用して動作する。

【0020】

車両システム１は、例えば、カメラ１０と、レーダ装置１２と、ＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging）１４と、物体認識装置１６と、通信装置２０と、ＨＭＩ（Human Machine Interface）３０と、車両センサ４０と、ナビゲーション装置５０と、ＭＰＵ（Map Positioning Unit）６０と、運転操作子８０と、自動運転制御装置１００と、走行駆動力出力装置２００と、ブレーキ装置２１０と、ステアリング装置２２０とを備える。これらの装置や機器は、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信線等の多重通信線やシリアル通信線、無線通信網等によって互いに接続される。なお、図１に示す構成はあくまで一例であり、構成の一部が省略されてもよいし、更に別の構成が追加されてもよい。

【0021】

カメラ１０は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の固体撮像素子を利用したデジタルカメラである。カメラ１０は、車両システム１が搭載される車両（以下、自車両Ｍ）の任意の箇所に取り付けられる。前方を撮像する場合、カメラ１０は、フロントウインドシールド上部やルームミラー裏面等に取り付けられる。カメラ１０は、例えば、周期的に繰り返し自車両Ｍの周辺を撮像する。カメラ１０は、ステレオカメラであってもよい。

【0022】

レーダ装置１２は、自車両Ｍの周辺にミリ波などの電波を放射すると共に、物体によって反射された電波（反射波）を検出して少なくとも物体の位置（距離および方位）を検出する。レーダ装置１２は、自車両Ｍの任意の箇所に取り付けられる。レーダ装置１２は、ＦＭ－ＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式によって物体の位置および速度を検出してもよい。

【0023】

ＬＩＤＡＲ１４は、自車両Ｍの周辺に光（或いは光に近い波長の電磁波）を照射し、散乱光を測定する。ＬＩＤＡＲ１４は、発光から受光までの時間に基づいて、対象までの距離を検出する。照射される光は、例えば、パルス状のレーザー光である。ＬＩＤＡＲ１４は、自車両Ｍの任意の箇所に取り付けられる。

【0024】

物体認識装置１６は、カメラ１０、レーダ装置１２、およびＬＩＤＡＲ１４のうち一部または全部による検出結果に対してセンサフュージョン処理を行って、物体の位置、種類、速度などを認識する。物体認識装置１６は、認識結果を自動運転制御装置１００に出力する。物体認識装置１６は、カメラ１０、レーダ装置１２、およびＬＩＤＡＲ１４の検出結果をそのまま自動運転制御装置１００に出力してよい。

【0025】

通信装置２０は、例えば、セルラー網やＷｉ－Ｆｉ網、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）などを利用して、自車両Ｍの周辺に存在する他車両と通信し、或いは無線基地局を介して各種サーバ装置と通信する。

【0026】

ＨＭＩ３０は、自車両Ｍの乗員に対して各種情報を提示すると共に、乗員による入力操作を受け付ける。ＨＭＩ３０は、各種表示装置、スピーカ、ブザー、タッチパネル、スイッチ、キーなどを含む。

【0027】

車両センサ４０は、自車両Ｍの速度を検出する車速センサ、加速度を検出する加速度センサ、鉛直軸回りの角速度を検出するヨーレートセンサ、自車両Ｍの向きを検出する方位センサ等を含む。

【0028】

ナビゲーション装置５０は、例えば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機５１と、ナビＨＭＩ５２と、経路決定部５３とを備える。ナビゲーション装置５０は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリなどの記憶装置に第１地図情報５４を保持している。ＧＮＳＳ受信機５１は、ＧＮＳＳ衛星から受信した信号に基づいて、自車両Ｍの位置を特定する。自車両Ｍの位置は、車両センサ４０の出力を利用したＩＮＳ（Inertial Navigation System）によって特定または補完されてもよい。ナビＨＭＩ５２は、表示装置、スピーカ、タッチパネル、キーなどを含む。ナビＨＭＩ５２は、前述したＨＭＩ３０と一部または全部が共通化されてもよい。経路決定部５３は、例えば、ＧＮＳＳ受信機５１により特定された自車両Ｍの位置（或いは入力された任意の位置）から、ナビＨＭＩ５２を用いて乗員により入力された目的地までの経路（以下、地図上経路）を、第１地図情報５４を参照して決定する。第１地図情報５４は、例えば、道路を示すリンクと、リンクによって接続されたノードとによって道路形状が表現された情報である。第１地図情報５４は、道路の曲率やＰＯＩ（Point Of Interest）情報などを含んでもよい。地図上経路は、ＭＰＵ６０に出力される。ナビゲーション装置５０は、地図上経路に基づいて、ナビＨＭＩ５２を用いた経路案内を行ってもよい。ナビゲーション装置５０は、例えば、乗員の保有するスマートフォンやタブレット端末等の端末装置の機能によって実現されてもよい。ナビゲーション装置５０は、通信装置２０を介してナビゲーションサーバに現在位置と目的地を送信し、ナビゲーションサーバから地図上経路と同等の経路を取得してもよい。

【0029】

ＭＰＵ６０は、例えば、推奨車線決定部６１を含み、ＨＤＤやフラッシュメモリなどの記憶装置に第２地図情報６２を保持している。推奨車線決定部６１は、ナビゲーション装置５０から提供された地図上経路を複数のブロックに分割し（例えば、車両進行方向に関して１００［ｍ］毎に分割し）、第２地図情報６２を参照してブロックごとに推奨車線を決定する。推奨車線決定部６１は、左から何番目の車線を走行するといった決定を行う。推奨車線決定部６１は、地図上経路に分岐箇所が存在する場合、自車両Ｍが、分岐先に進行するための合理的な経路を走行できるように、推奨車線を決定する。また、ＭＰＵ６０は、自動運転制御装置１００からの要求に応じて第２地図情報６２から所定範囲の情報を切り出して自動運転制御装置１００に送信する機能を有している。

【0030】

第２地図情報６２は、第１地図情報５４よりも高精度な地図情報である。第２地図情報６２は、例えば、車線の中央の情報あるいは車線の境界の情報等を含んでいる。また、第２地図情報６２には、ＧＰＳ座標情報、道路情報、交通規制情報、住所情報（住所・郵便番号）、施設情報、電話番号情報などが含まれてよい。第２地図情報６２は、通信装置２０が他装置と通信することにより、随時、アップデートされてよい。

【0031】

運転操作子８０は、例えば、アクセルペダル、ブレーキペダル、シフトレバー、ステアリングホイール、異形ステアリングホイール、ジョイスティックその他の操作子を含む。運転操作子８０には、操作量あるいは操作の有無を検出するセンサが取り付けられており、その検出結果は、自動運転制御装置１００、もしくは、走行駆動力出力装置２００、ブレーキ装置２１０、およびステアリング装置２２０のうち一部または全部に出力される。

【0032】

自動運転制御装置１００は、例えば、認識部１１０と、マッチング部１２０と、行動計画生成部１３０と、走行制御部１４０と、記憶部１５０と、を備える。認識部１１０と、マッチング部１２０と、行動計画生成部１３０と、走行制御部１４０は、それぞれ、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。また、これらの構成要素のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などのハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予め自動運転制御装置１００のＨＤＤやフラッシュメモリなどの記憶装置（非一過性の記憶媒体を備える記憶装置）に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ－ＲＯＭなどの着脱可能な記憶媒体に格納されており、記憶媒体（非一過性の記憶媒体）がドライブ装置に装着されることで自動運転制御装置１００のＨＤＤやフラッシュメモリにインストールされてもよい。記憶部１５０は、例えば、マッチング用区画線情報１５２とマッチング用地図情報１５４とを記憶する。記憶部１５０は、例えば、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＳＤカード等によって実現される。自動運転制御装置１００は、「車両制御装置」の一例である。

【0033】

認識部１１０は、カメラ１０、レーダ装置１２、およびＬＩＤＡＲ１４から物体認識装置１６を介して入力された情報に基づいて、自車両Ｍの周辺にある物体の位置、および速度、加速度等の状態を認識する。物体の位置は、例えば、自車両Ｍの代表点（重心や駆動軸中心など）を原点とした絶対座標上の位置として認識され、制御に使用される。物体の位置は、その物体の重心やコーナー等の代表点で表されてもよいし、表現された領域で表されてもよい。物体の「状態」とは、物体の加速度やジャーク、あるいは「行動状態」（例えば車線変更をしている、またはしようとしているか否か）を含んでもよい。

【0034】

また、認識部１１０は、例えば、自車両Ｍが走行している走行車線（道路区画線）を認識する。例えば、認識部１１０は、カメラ１０によって撮影された画像に基づいて、当該画像に含まれる道路区画線を走行車線として認識する。認識部１１０は、カメラ１０によって撮影された画像が入力されると、当該画像に含まれる道路区画線を抽出するように学習された学習済みモデルを用いて、道路区画線を認識することができる。なお、認識部１１０は、道路区画線に限らず、道路区画線や路肩、縁石、中央分離帯、ガードレールなどを含む走路境界（道路境界）を認識することで、走行車線を認識してもよい。この認識において、ナビゲーション装置５０から取得される自車両Ｍの位置やＩＮＳによる処理結果が加味されてもよい。また、認識部１１０は、一時停止線、障害物、赤信号、料金所、その他の道路事象を認識する。

【0035】

認識部１１０は、走行車線を認識する際に、走行車線に対する自車両Ｍの位置や姿勢を認識する。認識部１１０は、例えば、自車両Ｍの基準点の車線中央からの乖離、および自車両Ｍの進行方向の車線中央を連ねた線に対してなす角度を、走行車線に対する自車両Ｍの相対位置および姿勢として認識してもよい。これに代えて、認識部１１０は、走行車線のいずれかの側端部（道路区画線または道路境界）に対する自車両Ｍの基準点の位置などを、走行車線に対する自車両Ｍの相対位置として認識してもよい。マッチング部１２０については後述する。

【0036】

マッチング部１２０は、認識部１１０によって認識された道路区画線と第２地図情報６２とに基づいて、後述するマッチングを行い、自車両Ｍの位置（現在位置）を特定する。マッチング部１２０の詳細については後述する。

【0037】

行動計画生成部１３０は、原則的には推奨車線決定部６１により決定された推奨車線を走行し、更に、自車両Ｍの周辺状況に対応できるように、自車両Ｍが自動的に（運転者の操作に依らずに）将来走行する目標軌道を生成する。目標軌道は、例えば、速度要素を含み、マッチング部１２０によって特定された自車両Ｍの位置を起点として生成されるものである。例えば、目標軌道は、自車両Ｍの到達すべき地点（軌道点）を順に並べたものとして表現される。軌道点は、道なり距離で所定の走行距離（例えば数［ｍ］程度）ごとの自車両Ｍの到達すべき地点であり、それとは別に、所定のサンプリング時間（例えば０コンマ数［ｓｅｃ］程度）ごとの目標速度および目標加速度が、目標軌道の一部として生成される。また、軌道点は、所定のサンプリング時間ごとの、そのサンプリング時刻における自車両Ｍの到達すべき位置であってもよい。この場合、目標速度や目標加速度の情報は軌道点の間隔で表現される。

【0038】

走行制御部１４０は、行動計画生成部１３０によって生成された目標軌道を、予定の時刻通りに自車両Ｍが通過するように、走行駆動力出力装置２００、ブレーキ装置２１０、およびステアリング装置２２０を制御する。

【0039】

走行制御部１４０は、行動計画生成部１３０により生成された目標軌道（軌道点）の情報を取得し、メモリ（不図示）に記憶させる。走行制御部１４０は、メモリに記憶された目標軌道に付随する速度要素に基づいて、走行駆動力出力装置２００またはブレーキ装置２１０を制御する。操舵制御部１６６は、メモリに記憶された目標軌道の曲がり具合に応じて、ステアリング装置２２０を制御する。速度制御部１６４および操舵制御部１６６の処理は、例えば、フィードフォワード制御とフィードバック制御との組み合わせにより実現される。一例として、操舵制御部１６６は、自車両Ｍの前方の道路の曲率に応じたフィードフォワード制御と、目標軌道からの乖離に基づくフィードバック制御とを組み合わせて実行する。

【0040】

走行駆動力出力装置２００は、車両が走行するための走行駆動力（トルク）を駆動輪に出力する。走行駆動力出力装置２００は、例えば、内燃機関、電動機、および変速機などの組み合わせと、これらを制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）とを備える。ＥＣＵは、走行制御部１４０から入力される情報、或いは運転操作子８０から入力される情報に従って、上記の構成を制御する。

【0041】

ブレーキ装置２１０は、例えば、ブレーキキャリパーと、ブレーキキャリパーに油圧を伝達するシリンダと、シリンダに油圧を発生させる電動モータと、ブレーキＥＣＵとを備える。ブレーキＥＣＵは、走行制御部１４０から入力される情報、或いは運転操作子８０から入力される情報に従って電動モータを制御し、制動操作に応じたブレーキトルクが各車輪に出力されるようにする。ブレーキ装置２１０は、運転操作子８０に含まれるブレーキペダルの操作によって発生させた油圧を、マスターシリンダを介してシリンダに伝達する機構をバックアップとして備えてよい。なお、ブレーキ装置２１０は、上記説明した構成に限らず、走行制御部１４０から入力される情報に従ってアクチュエータを制御して、マスターシリンダの油圧をシリンダに伝達する電子制御式油圧ブレーキ装置であってもよい。

【0042】

ステアリング装置２２０は、例えば、ステアリングＥＣＵと、電動モータとを備える。電動モータは、例えば、ラックアンドピニオン機構に力を作用させて転舵輪の向きを変更する。ステアリングＥＣＵは、走行制御部１４０から入力される情報、或いは運転操作子８０から入力される情報に従って、電動モータを駆動し、転舵輪の向きを変更させる。

【0043】

［マッチング部の処理］
マッチング部１２０は、認識部１１０によって認識された道路区画線に基づくマッチング用区画線情報１５２と、ＭＰＵ６０の第２地図情報６２から抽出されたマッチング用地図情報１５４とをマッチングし、走行車線の延在方向（縦方向）に関する自車両Ｍの位置（より具体的には、第２地図情報６２上の位置）を特定する。マッチングは、所定の制御サイクル（例えば、数ミリ秒ごと）に繰り返し実行されるものである。

【0044】

図２は、マッチング用区画線情報１５２の一例を示す図である。図２は、自車両Ｍが車線Ｌ１上を、カメラ１０によって撮影された画像に基づいて認識された道路区画線ＣＬ（以下、「カメラ道路区画線ＣＬ」と称する）に沿って走行している状況を表している。マッチング部１２０は、まず、認識部１１０によって認識された、自車両Ｍの前方側（例えば、自車両Ｍの重心Ｏを起点とした進行方向側）に存在するカメラ道路区画線ＣＬを取得し、マッチング用区画線情報１５２として記憶する。マッチング部１２０は、さらに、自車両Ｍの重心Ｏを基準として横方向に延在させた基準線ＲＬとカメラ道路区画線ＣＬとの間の交点を軌跡点ＴＰとして取得し、自車両Ｍの後方側のマッチング用区画線情報１５２として記憶する。より詳細には、マッチング部１２０は、認識部１１０によって認識されたカメラ道路区画線ＣＬに関する自車両Ｍの横位置を、自車両Ｍの移動量で座標変換してサンプリングバッファリングすることによって、自車両Ｍの後方側に軌跡点ＴＰを延長し、マッチング用区画線情報１５２として記憶する。このように、マッチング部１２０は、マッチング用区画線情報１５２として、自車両Ｍの前方側については、認識部１１０によって認識されたカメラ道路区画線ＣＬ（「前方情報」の一例である）を取得し、自車両Ｍの後方側については、自車両Ｍの横距離に基づいて生成された軌跡点ＴＰ（「後方情報」の一例である）を取得する。

【0045】

なお、図２を参照した上記の説明において、マッチング部１２０は、自車両Ｍの重心Ｏを基準とした自車両Ｍの進行方向側を自車両Ｍの前方側と定義するとともに、自車両Ｍの重心Ｏを起点として横方向に延在させた基準線ＲＬとカメラ道路区画線ＣＬとの間の交点を軌跡点ＴＰとして取得している。しかし、本発明は、そのような構成に限定されず、マッチング部１２０は、自車両Ｍの重心Ｏに代えて、自車両Ｍ上の任意の位置を基準点として設定し、自車両Ｍの前方側を定義したり、軌跡点ＴＰを取得してもよい。

【0046】

図３は、マッチング用地図情報１５４の一例を示す図である。図２と同様、図３は、自車両Ｍが車線Ｌ１上を走行している状況を表している。マッチング部１２０は、ＭＰＵ６０に第２地図情報６２のうち所定範囲の情報（道路区画線情報）を要求し、これをＭＰＵ６０から受信する。ここで、所定範囲とは、自車両Ｍの現在位置を少なくとも含む範囲を表す。マッチング部１２０は、例えば、ＧＮＳＳ衛星から受信した信号に基づいて特定された自車両Ｍの位置情報をＭＰＵ６０に送信し、ＭＰＵ６０は、受信した位置情報をキーとして第２地図情報６２を参照し、所定範囲の情報を取得して、自動運転制御装置１００に送信する。

【0047】

マッチング部１２０は、自車両Ｍが走行中、所定の制御サイクル（マッチングの制御サイクルと同一であってもよいし、それよりも細かい制御サイクルであってもよい）で、複数回にわたって受信した所定範囲の情報を接続することによって、マッチング用地図情報１５４を取得する。より具体的には、例えば、図３に示す通り、マッチング部１２０は、例えば、制御サイクルにおけるｋ－２番目のサイクルにおいて地図区画線ＭＬ（ｋ－２）を取得し、その後、次のｋ－１番目のサイクルにおいて地図区画線ＭＬ（ｋ－１）を取得した場合、マッチング部１２０は、地図区画線ＭＬ（ｋ－２）と地図区画線ＭＬ（ｋ－１）とを接続することによって、マッチング用地図情報１５４を得る。その後、次のｋ番目の制御サイクルにおいて、地図区画線ＭＬ（ｋ）を取得した場合、マッチング部１２０は、前回サイクルまでに取得されたマッチング用地図情報１５４と地図区画線ＭＬ（ｋ）とを接続することによって、マッチング用地図情報１５４を更新する。このように、マッチング部１２０は、ＭＰＵ６０から受信した地図区画線ＭＬを繋ぎ合わせることによってマッチング用地図情報１５４を更新する。マッチング部１２０は、地図区画線ＭＬの接続によって得られたマッチング用地図情報１５４を、自車両Ｍの後方に関して所定距離（例えば、数百メートルから数キロ）分、マッチングのために保持する。このように、マッチング用地図情報１５４をＭＰＵ６０から一括に受信することなく、複数のサイクルにわたって所定範囲の地図区画線情報を受信および接続してマッチング用地図情報１５４を取得することにより、自動運転制御装置１００とＭＰＵ６０との間の通信負荷を低減することができる。

【0048】

図４は、マッチング部１２０によって実行されるマッチングの一例を示す図である。図４において、符号ＭＬは、自車両Ｍの後方に関して所定距離分（所定サイクル分）、地図区画線ＭＬ（ｋ）を接続することによって得られた地図区画線を表す。図４に示す通り、マッチング部１２０は、マッチング用区画線情報１５２に含まれるカメラ道路区画線ＣＬおよび軌道点ＴＰと、マッチング用地図情報１５４に含まれる地図区画線ＭＬとの間の誤差を任意の手法によって算出し、算出した誤差を最小化するようにマッチングを行う。例えば、図４の左部は、カメラ道路区画線ＣＬおよび軌道点ＴＰと地図区画線ＭＬとの間の誤差が、自車両Ｍの進行方向に関して発生している状態を表している。マッチング部１２０は、例えば、自車両Ｍの進行方向に関する自車両Ｍの移動量を考慮してマッチングを実行することにより、図４の右部の通り、誤差が最小化される。マッチング部１２０は、誤差が最小化された時点における、第２地図情報６２上の自車両Ｍの位置を、自車両Ｍの現在位置として特定する。このとき、マッチング部１２０は、ＧＮＳＳ衛星から受信した信号に基づいて特定された自車両Ｍの位置情報を、マッチングによって特定された現在位置を用いて、自車両Ｍの縦方向に関して、補正することもできる。これにより、衛星測位の精度を向上させ、自動運転の制御に有効に活用することができる。

【0049】

［車線変更時の処理］
このように、マッチング部１２０は、自車両Ｍが走行中、マッチング用区画線情報１５２とマッチング用地図情報１５４とをマッチングすることによって自車両Ｍの位置を特定し、行動計画生成部１３０は、特定された自車両Ｍの現在位置を起点として目標軌道を生成し、走行制御部１４０は、生成された目標軌道に沿って、自車両Ｍを走行させる。しかしながら、このようなマッチング手法は、自車両Ｍが単一の車線に沿って走行している場合には有効ではあるが、自車両Ｍが車線変更する際には、例えば、カメラ道路区画線ＣＬの認識に失敗すること、マッチング対象として参照する道路区画線の切り替えタイミングを実挙動と一致させるのが難しいことなどに起因して、マッチングが失敗することがあり得る。以下、自車両Ｍの車線変更時にマッチング部１２０によって実行される処理について説明する。

【0050】

図５は、自車両Ｍの車線変更時に取得されるカメラ道路区画線ＣＬおよび軌道点ＴＰの一例を示す図である。図５の左部は、自車両Ｍが走行車線Ｌ１から隣接車線Ｌ２に車線変更を行っている状況を表し、図５の右部は、走行車線Ｌ１から隣接車線Ｌ２への車線変更に伴って取得されるカメラ道路区画線ＣＬおよび軌道点ＴＰを表す。図５の右部に示す通り、自車両Ｍが車線変更を行う際、自車両Ｍは走行車線Ｌ１と隣接車線Ｌ２との間の境界である道路区画線を横断することとなる。その場合、横断された道路区画線は、カメラ画像に写されず、認識部１１０は、当該道路区画線の認識に失敗することがあり得る。例えば、マッチング部１２０は、軌道点ＴＰ１と軌道点ＴＰ１’の組み合わせと、軌道点ＴＰ２と軌道点ＴＰ２’の組み合わせが、それぞれ単一の車線を表すものとしてマッチングを行い、マッチングに失敗する場合がある。

【0051】

このような事情を背景にして、マッチング部１２０は、自車両Ｍによる車線変更が完了した際に、自車両Ｍの前後方向に関して、所定距離ｄにわたる区間、マッチング用区画線情報１５２とマッチング用地図情報１５４とのマッチングを行わず、当該区間の範囲外かつ自車両Ｍの前方側と後方側を含む範囲でマッチング用区画線情報１５２とマッチング用地図情報１５４とのマッチングを行う。マッチング部１２０は、例えば、自車両Ｍが隣接車線Ｌ２の中央または中央付近に位置した場合、車線変更が完了したと判定する。

【0052】

図６は、自車両Ｍの車線変更時にマッチング部１２０によって実行される処理の一例を示す図である。図６に示す通り、マッチング部１２０は、自車両Ｍによる車線変更が完了したと判定した場合、当該判定地点（以下、車線変更完了地点Ｐ）を基準にして、自車両Ｍの前後方向に関して、所定距離ｄにわたる区間、マッチング用区画線情報１５２とマッチング用地図情報１５４をマッチング対象から除外する。図６の場合、マッチング部１２０は、上述した軌道点ＴＰ１、ＴＰ１’、ＴＰ２、ＴＰ２’をマッチング対象から除外することとなる。これにより、マッチング部１２０は、正常に取得されたマッチング用区画線情報１５２とマッチング用地図情報１５４のみを用いて、マッチングを実行することができる。すなわち、車両が車線変更を行う場合であっても、正しく自己位置を推定することができる。

【0053】

なお、上記の説明では、マッチング部１２０は、自車両Ｍの走行中、継続的にマッチング用区画線情報１５２とマッチング用地図情報１５４とを取得する例について説明した。しかし、本発明は、そのような構成に限定されず、マッチング部１２０は、自車両Ｍが車線変更を行う際に、一時的にマッチング用区画線情報１５２の取得を停止しても良い。その場合、マッチング部１２０は、自車両Ｍによる車線変更が完了して所定距離の走行後に、マッチング用区画線情報１５２の取得を再開し、出力してもよい。

【0054】

さらに、上記では、一例として、自車両Ｍを自動運転によって走行される場合に本発明を適用する例について説明した。しかし、本発明は、そのような構成に限定されず、自車両Ｍの乗員が手動運転を行っている場合にも、本発明を適用することができる。その場合、例えば、マッチング部１２０によって特定された自車両Ｍの正確な位置をナビＨＭＩ５２に表示させることによって、当該乗員は位置情報を自身の運転に活用することができる。また、本発明は、自動運転のレベルなどの、いかなる種別のモードにおいて実行された車線変更であるかによらず、マッチングによって自車両Ｍの位置を特定することができる。

【0055】

［処理の流れ］
次に、図７を参照して、車両制御装置によって実行される処理の流れについて説明する。図７は、本実施形態に係る車両制御装置によって実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。本フローチャートの処理は、自車両Ｍの走行中、繰り返し、実行されるものである。

【0056】

まず、認識部１１０は、カメラ１０によって撮影された画像に基づいて、道路区画線ＣＬを認識する（ステップＳ１００）。次に、マッチング部１２０は、認識された道路区画線ＣＬに基づいて、マッチング用区画線情報１５２を取得する（ステップＳ１０２）。次に、マッチング部１２０は、ＧＮＳＳ衛星から受信した信号に基づいて特定された自車両Ｍの位置情報をキーとして第２地図情報６２を参照し、自車両Ｍの周辺に関するマッチング用地図情報１５４を取得する（ステップＳ１０４）。

【0057】

次に、マッチング部１２０は、自車両Ｍによる車線変更が実行されたか否かを判定する（ステップＳ１０６）。自車両Ｍによる車線変更が実行されたと判定された場合、マッチング部１２０は、車線変更が完了した地点から、前後方向に所定距離分、マッチング用区画線情報１５２とマッチング用地図情報１５４をマッチング対象から除外する（ステップＳ１０８）。次に、マッチング部１２０は、マッチング用区画線情報１５２とマッチング用地図情報１５４のマッチングを実行して、自車両Ｍの位置を特定する（ステップＳ１１０）。

【0058】

次に、行動計画生成部１３０は、特定された自車両Ｍの位置を起点とする目標軌道を生成する（ステップＳ１１２）。次に、走行制御部１４０は、生成された目標軌道に沿って自車両Ｍを走行させる。これにより、本フローチャートの処理が終了する。

【0059】

以上の通り説明した本実施形態によれば、車両が現在走行している走行車線から隣接する隣接車線への車線変更が完了した際に、車両の前後方向に関して所定距離にわたる区間、区画線情報と地図情報とのマッチングを行わず、当該区間の範囲外であり、かつ当該区画よりも前方側と後方側を含む範囲で区画線情報と地図情報とのマッチングを行う。これにより、車両が車線変更を行う場合であっても、正しく自己位置を推定することができる。

【0060】

上記説明した実施形態は、以下のように表現することができる。
コンピュータによって読み込み可能な命令（computer-readable instructions）を格納する記憶媒体（storage medium）と、
前記記憶媒体に接続されたプロセッサと、を備え、
前記プロセッサは、前記コンピュータによって読み込み可能な命令を実行することにより（the processor executing the computer-readable instructions to:）
カメラによって撮像された画像に基づいて、車両の前方に存在する道路区画線を認識し、
前記認識の結果に基づいて得られる区画線情報と、道路区画線の分布が記述された地図情報とをマッチングし、道路の延在方向に関する前記車両の位置を特定し、
マッチングされた結果に基づいて、前記車両を走行させる走行制御を行い、
前記車両が現在走行している走行車線から隣接する隣接車線への車線変更が完了した際に、前記車両の前後方向に関して所定距離にわたる区間、前記区画線情報と前記地図情報とのマッチングを行わず、前記区間の範囲外でありかつ前記区間よりも前方側と後方側を含む範囲で前記区画線情報と前記地図情報とのマッチングを行う、
ように構成されている、車両制御装置。

【0061】

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

【符号の説明】

【0062】

１０ カメラ
１２ レーダ装置
１４ ＬＩＤＡＲ
１６ 物体認識装置
２０ 通信装置
３０ ＨＭＩ
４０ 車両センサ
５０ ナビゲーション装置
６０ ＭＰＵ
８０ 運転操作子
１００ 自動運転制御装置
１１０ 認識部
１２０ マッチング部
１３０ 行動計画生成部
１４０ 走行制御部
１５０ 記憶部
１５２ マッチング用区画線情報
１５４ マッチング用地図情報
２００ 走行駆動力出力装置
２１０ ブレーキ装置
２２０ ステアリング装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】