CN108603763B - 行驶计划生成装置、行驶计划生成方法和计算机能读取的记录介质 - Google Patents

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Abstract

成本存储部(131)存储与车辆(100)的行驶状态和车辆(100)行驶的道路环境对应的成本。计划管理部(22)输出表示从基准位置到目的地的路径的路径信息。计划生成部(23)根据成本存储部(131)中存储的成本，生成包含车道计划的行驶计划，该车道计划表示车辆(100)在构成由计划管理部(22)输出的路径信息所示的路径的各区间内行驶的车道。

Description

行驶计划生成装置、行驶计划生成方法和计算机能读取的记 录介质
技术领域
本发明涉及生成到达目的地的行驶计划的技术。
背景技术
为了使车辆的驾驶员能够容易地到达期望的目的地，存在如下的汽车导航装置：搜索从当前地到目的地的路径，在适当的时机，通过声音和显示以道路为单位对驾驶员引导应该行驶的路径。
正在进行与活用搭载于车辆的摄像机和毫米波雷达这样的传感器和地图信息等的自动驾驶系统有关的研究开发。
当前，避免与前方障碍物发生碰撞的自动紧急制动(AEB：Autonomous EmergencyBraking)、追随前方车辆的自适应巡航控制(ACC：Adaptive Cruise Control)、维持行驶车道而行驶的车道保持系统(LKS：Lane Keeping System)已经产品化。
并且，正在进行如下的研究开发：假设将来的自动驾驶系统，为了自动驾驶到驾驶员指定的目的地而生成行驶计划，实现基于已生成的行驶计划的自动驾驶。
在专利文献1中记载有如下内容：使用成本表搜索从出发地到目的地的推荐路径，该成本表被设定成，越是适合于通过自动驾驶控制来行驶的路径，则计算出越低的成本值。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-158467号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1中，容易搜索自动驾驶不容易被中断的路径作为推荐路径。但是，专利文献1中的成本表是以道路为单位规定成本的。因此，有时无法生成与状况对应的适当的行驶计划。
本发明的目的在于，生成与状况对应的适当的行驶计划。
用于解决课题的手段
本发明的行驶计划生成装置具有：计划管理部，其输出表示从基准位置到目的地的路径的路径信息；以及计划生成部，其根据与车辆的行驶状态和所述车辆行驶的道路环境对应的成本，生成包含车道计划的行驶计划，该车道计划表示所述车辆在构成由所述计划管理部输出的所述路径信息所示的路径的各区间内行驶的车道。
发明效果
在本发明中，根据与车辆的行驶状态和车辆行驶的道路环境对应的成本生成行驶计划。由此，能够生成与状况对应的适当的行驶计划。
附图说明
图1是实施方式1的行驶计划生成装置10的结构图。
图2是实施方式1的成本存储部131存储的信息的说明图。
图3是实施方式1的地图数据存储部132存储的信息的说明图。
图4是实施方式1的行驶计划生成装置10的整体动作的流程图。
图5是实施方式1的生成车道计划的处理即车道计划生成处理的流程图。
图6是实施方式1的步骤S23的区间分割处理的说明图。
图7是实施方式1的步骤S26的子成本计算处理的说明图。
图8是实施方式1的车道计划的具体例的说明图。
图9是示出实施方式1的车道计划的具体例的图。
图10是实施方式1的范围设定处理的流程图。
图11是实施方式1的步骤S34的开始结束点设定处理的说明图。
图12是实施方式1的步骤S36的禁止区间设定处理的说明图。
图13是实施方式1的左右转弯时的禁止区间设定处理的说明图。
图14是实施方式1的模式计划生成处理的流程图。
图15是示出实施方式1的模式计划的具体例的图。
图16是变形例1和变形例2的行驶计划生成装置10的结构图。
图17是示出行驶计划生成装置10的其他结构的图。
图18是变形例4的行驶计划生成装置10的结构图。
图19是实施方式2的行驶计划生成装置10的结构图。
图20是实施方式2的步骤S34的开始结束点设定处理的说明图。
具体实施方式
实施方式1
***结构的说明***
参照图1对实施方式1的行驶计划生成装置10的结构进行说明。在图1中示出行驶计划生成装置10搭载于车辆100的状态。
另外，行驶计划生成装置10可以以与车辆100或图示的其他结构要素一体化的形式或不可分离的形式进行安装，或者，也可以以能够取下的形式或可分离的形式进行安装。
行驶计划生成装置10是搭载于车辆100的计算机。
行驶计划生成装置10具有处理器11、存储器12、存储装置13、通信接口14、显示接口15这样的硬件。处理器11经由系统总线而与其他硬件连接，对这些其他硬件进行控制。
处理器11是用于执行程序中记述的命令，执行数据的传输、计算、加工、控制、管理这样的处理的IC(Integrated Circuit：集成电路)。处理器11具有运算电路以及存储命令和信息的寄存器和高速缓冲存储器。作为具体例，处理器11是CPU(Central ProcessingUnit：中央处理单元)、DSP(Digital Signal Processor：数字信号处理器)、GPU(GraphicsProcessing Unit：图形处理单元)。
存储器12是处理器11暂时存储数据、信息、程序的作业区域。作为具体例，存储器12是RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)。
作为具体例，存储装置13是闪存或HDD(Hard Disk Drive：硬盘驱动器)。并且，存储装置13也可以是SD(Secure Digital：安全数字)存储卡、CF(CompactFlash)、NAND闪存、软盘、光盘、高密度盘、蓝光(注册商标)盘、DVD这样的移动存储介质。
通信接口14是如下装置：用于连接搭载于车辆100的车辆控制ECU31(ElectronicControl Unit：电子控制单元)、测位装置32、通信装置33这样的装置。作为具体例，通信接口14是Ethernet(注册商标)、CAN(Controller Area Network：控制器区域网络)、RS232C、USB(Universal Serial Bus：通用串行总线)、IEEE1394的端子。
车辆控制ECU31是如下装置：取得由速度传感器检测到的速度信息、由加速度传感器检测到的加速度信息、由方位传感器检测到的方位信息、由EPS(Electric PowerSteering：电动转向)取得的转向角信息、从制动器取得的制动控制信息这样的车辆信息，对车辆100的制动器、油门、转向器这样的控制装置进行控制，从而对车辆100的举动进行控制。另外，在车辆信息中，也可以包含行驶历史信息、移动预测信息、位置信息的检测方法这样的其他信息。车辆控制ECU31可以定期取得车辆信息，也可以检测车辆信息产生变化的情况而取得车辆信息。
测位装置32是使用从GPS(Global Positioning System：全球定位系统)这样的测位卫星发送的测位信号、由速度传感器检测到的速度信息、由加速度传感器检测到的加速度信息、由方位传感器检测到的方位信息、从EPS取得的转向角信息等中的一个以上信息进行测位的装置。
另外，也可以是(1)测位装置32经由通信装置33从车辆100外部取得测位所需要的信息和测位数据的一部分，(2)行驶计划生成装置10通过通信接口14，经由通信装置33从车辆100外部取得测位所需要的信息和测位数据的一部分。
通信装置33是用于与设置于行驶计划生成装置10(或车辆100)外部的服务器、在车辆100的周边行驶的周边车辆、路侧机、基站这样的装置进行无线通信的装置。作为具体例，通信装置33是NIC(Network Interface Card：网络接口卡)、DCM(Data ControlModule：数据控制模块)、智能手机。通信装置33可以使用车辆通信专用的DSRC(DedicatedShort Range Communication：专用短程通信)、IEEE802.11p等通信协议，也可以使用LTE(Long Term Evolution：长期演进)、4G等移动电话网，还可以使用Bluetooth(注册商标)、IEEE802.11a/b/g/n等无线LAN，还可以使用红外线通信或可见光通信。并且，通信装置33可以对应于多个选择项例如移动电话网和无线LAN中的任意一方，也可以对应于双方而切换利用或者同时利用。
显示接口15是如下装置：用于连接搭载于车辆100的导航装置34、显示装置35、输入装置36这样的装置。作为具体例，显示接口15是DVI(Digital Visual Interface：数字视频接口)、D-SUB(D-SUBminiature)、HDMI(注册商标High-Definition MultimediaInterface：高清晰度多媒体接口)的端子。
导航装置34是如下装置：根据由测位装置32测位出的车辆100的位置，确定到达驾驶员等输入的目的地的路径，在显示装置35显示表示已确定的路径的路径信息。
显示装置35是用于显示路径信息等的装置。作为具体例，显示装置35是LCD(Liquid Crystal Display：液晶显示器)。
输入装置36是用于使驾驶员等通过文字、声音输入目的地这样的信息的装置。作为具体例，输入装置36是触摸面板、麦克风、智能手机。可以利用经度纬度输入目的地，也可以通过设施名这样的其他信息输入目的地。
作为功能结构要素，行驶计划生成装置10具有路径搜索部21、计划管理部22、计划生成部23、计划输出部24、成本存储部131、地图数据存储部132。路径搜索部21、计划管理部22、计划生成部23、计划输出部24这样的各部的功能通过软件实现。并且，成本存储部131和地图数据存储部132这样的各部的功能通过存储装置13实现。
在存储装置13中存储有实现路径搜索部21、计划管理部22、计划生成部23、计划输出部24这样的各部的功能的程序。该程序由处理器11读入到存储器12，由处理器11执行。
表示行驶计划生成装置10的各部的功能的处理结果的信息、数据、信号值、变量值存储在存储器12或处理器11内的寄存器或高速缓冲存储器中。在以下的说明中，设表示行驶计划生成装置10的各部的功能的处理结果的信息、数据、信号值、变量值存储在存储器12中。
设实现由软件实现的各部的功能的程序存储在存储装置13中。但是，该程序也可以存储在磁盘、软盘、光盘、高密度盘、蓝光(注册商标)盘、DVD这样的移动存储介质中。
在图1中仅示出一个处理器11。但是，处理器11也可以是多个，多个处理器11可以协作执行实现各功能的程序。
参照图2对实施方式1的成本存储部131进行说明。
成本存储部131是如下的表：根据由图2所示的表的各行表示的车辆100的行驶状态以及由图2所示的表的各列表示的车辆100行驶的道路环境和车辆100具有的传感器结构这样的条件，存储有道路的成本。
成本存储部131中存储的条件和成本可以由预先设定的信息构成，也可以在任意的时机经由通信装置33和通信接口14取得，还可以在行驶计划生成装置10的动作中进行学习而动态设定。
并且，成本存储部131中存储的条件和成本的数据构造或显示形式可以如图2所示由直接表示成本的值来规定，也可以使用成本计算所需要的系数这样的间接值来规定。
车辆100的行驶状态示出车辆100行驶的车道和车辆100的举动。车辆100行驶的车道是车辆100正在行驶车道上行驶还是正在超车道上行驶这样的道路存在多个车道时车辆100正在行驶的车道。车辆100的举动是从行驶车道到超车道进行车道变更、从超车道到行驶车道进行车道变更、通过交叉路口、在交叉路口右转、在交叉路口左转这样的车辆100的动作。
道路环境示出车辆100行驶的道路的属性和表示道路的动态变化的状态的动态条件。道路的属性是高速路、一般路这样的道路类别这样的静态或准静态信息。动态条件示出未产生拥堵的自由流、产生拥堵的拥堵流、产生事故的事故区间、由于限制等而使车道减少的车道减少区间这样的交通条件以及晴、雨、雪中的某一种这样的气象条件等。
传感器结构是车辆100具有高功能传感器结构(1)还是具有低功能传感器结构(2)这样的车辆100具有的传感器的条件、以及道路中设置的传感器和通信的基础设施装置的条件中的至少任意一方。作为具体例，道路中设置的传感器和通信的基础设施装置用于在合流地点检测在本道中行驶的车辆，发布给在合流车道中行驶的车辆。并且，作为其他具体例，道路中设置的传感器和通信的基础设施装置用于向朝向交叉路口行驶的车辆发布交叉路口的信号灯信息。
成本是基本成本与附加成本之和。基本成本是与车辆100的行驶状态和道路的属性对应的成本。附加成本是与车辆100的行驶状态以及动态条件和传感器结构对应的成本。
作为具体例，在车辆100的行驶状态为超车道的正常行驶、道路的属性为高速路、动态条件为自由流和雨、传感器结构为(2)的情况下，基本成本为3，附加成本为1(＝0+1+0)，因此，成本为4。
另外，除了图2所示的成本的定义以外，也可以通过其他条件来定义成本。并且，也可以对基本成本和附加成本分别赋予系数来计算最终成本。
作为具体例，作为行驶状态，在单侧3车道以上的道路的情况下，不是仅在行驶车道和超车道中定义成本，也可以按照每个车道定义成本。并且，也可以针对信号灯通过、临时停止这样的条件定义成本。
作为道路的属性，除了高速路和一般路以外，也可以针对优先道额外定义成本。并且，作为道路的属性，也可以按照道路形状、限制速度这样的每个指标定义成本。
作为动态条件，不是仅作为拥堵流来定义成本，也可以根据拥堵的程度定义成本。关于气象条件，除了晴、雨、雪以外，还可以针对阴、大雨、雾、雹、雷这样的条件定义成本。并且，可以根据照度定义成本，也可以根据昼、夜这样的时段定义成本。并且，可以针对弯曲和坡度这样的道路形状、车道数量、车道宽度这样的条件定义成本。并且，也可以根据事故多发地点这样的过去的事故信息定义成本。
作为传感器结构，不仅是高功能传感器结构(1)和低功能传感器结构(2)，还可以针对搭载于车辆100的传感器数量、检测距离、检测方位这样的指标定义成本。
参照图3对实施方式1的地图数据存储部132进行说明。
地图数据存储部132将表示静态地图的静态地图数据133和表示产生动态事项的部位的动态地图数据134存储成关联状态的数据，或者存储成具有用于进行关联的信息的数据构造。
静态地图数据133是对与预定的比例尺对应的多个地图进行层叠而构成的。各地图包含与道路有关的信息即道路信息、与构成道路的车道有关的信息即车道信息、与构成车道的构成道有关的信息即构成道信息。
道路信息包含道路的形状、道路的纬度和经度、道路的曲率、道路的坡度、道路的标识符、道路的车道数量、道路的道型以及与一般道路、高速道路、优先道路这样的道路单位的属性有关的信息。车道信息包含构成道路的车道的标识符、车道的纬度和经度以及与中央道有关的信息。构成道信息包含构成车道的各道的标识符、构成车道的各道的纬度和经度以及与构成车道的各道的道型和曲率有关的信息。道路信息按照每个道路进行管理。车道信息和构成道信息按照每个车道进行管理。
在车辆100开始行驶之前存储静态地图数据133。以一年一次、半年一次这样的间隔或者根据驾驶员等对输入装置36的操作，经由通信装置33和通信接口14接收更新信息而更新静态地图数据133。也可以读入DVD这样的移动存储介质中存储的更新信息而更新静态地图数据133。
动态地图数据134是车道限制、速度限制、通行限制、链条限制这样的交通限制信息、出入口和收费站这样的场所的限制信息、交通拥堵信息、告知存在停止车辆和低速车辆的交通事故信息、告知存在掉落物和动物的障碍物信息、告知道路损伤和路面异常的道路异常信息、周边车辆信息、气候信息等与车辆100的行驶有关的动态变化的信息。动态地图数据134包含有表示产生位置的位置信息。
在车辆100行驶中以几分钟一次这样的间隔，经由通信装置33和通信接口14接收动态地图数据134，与接收到的时刻和发送方的标识符一起进行存储。从接收到动态地图数据134起经过一定时间后删除该动态地图数据134。并且，在更新了相同信息的情况下覆盖动态地图数据134。
地图数据存储部132将动态地图数据134与静态地图数据133关联起来进行存储。作为具体例，在地图数据存储部132中，将道路信息和车道信息与交通限制信息关联起来。由此，能够在静态地图上确定产生车道限制这样的限制的场所。
在实施方式1中，设在利用动态地图数据134的情况下还同时利用关联起来的静态地图数据133。
***动作的说明***
参照图4～图15对实施方式1的行驶计划生成装置10的动作进行说明。
实施方式1的行驶计划生成装置10的动作相当于实施方式1的行驶计划生成方法。并且，实施方式1的行驶计划生成装置10的动作相当于实施方式1的行驶计划生成程序的处理。
参照图4对实施方式1的行驶计划生成装置10的整体动作进行说明。
(步骤S11：受理处理)
路径搜索部21经由显示接口15取得表示由输入装置36输入的目的地的目的地信息。路径搜索部21也可以从导航装置34取得目的地信息。
(步骤S12：路径搜索处理)
路径搜索部21经由通信接口14取得由测位装置32进行测位而得到的车辆100的位置信息。然后，路径搜索部21将位置信息所示的位置作为基准位置，搜索从基准位置到在步骤S11中取得的目的地信息所示的目的地的路径，生成表示搜索到的路径的路径信息。
搜索路径的方法使用迪杰斯特拉法、A*(A星)搜索算法这样的现有方法即可。并且，根据时间、距离、燃油费、舒适度这样的任意指标来搜索路径。
(步骤S13：计划请求处理)
计划管理部22通过进程间通信这样的方法，从路径搜索部21取得在步骤S11中取得的目的地信息、在步骤S12中取得的位置信息、所生成的路径信息。计划管理部22将所取得的目的地信息、位置信息、路径信息写入存储器12中。
然后，计划管理部22通过进程间通信这样的方法，将所取得的目的地信息、位置信息、路径信息输出到计划生成部23，请求计划生成部23生成行驶计划。
(步骤S14：计划生成处理)
计划生成部23取得在步骤S13中输出的目的地信息、位置信息、路径信息。然后，计划生成部23使用所取得的目的地信息、位置信息、路径信息生成行驶计划。
在实施方式1中，行驶计划包含车道计划和模式计划，该车道计划表示车辆100在构成路径信息所示的路径的各区间内行驶的车道，该模式计划表示在各区间内是通过自动驾驶还是通过手动驾驶来控制车辆100。另外，行驶计划也可以仅包含车道计划和模式计划中的任意一方。并且，行驶计划还可以包含表示各区间内的车辆100的行驶速度的速度计划这样的其他计划。
(步骤S15：计划输出处理)
计划生成部23通过进程间通信这样的方法，将所生成的行驶计划与所生成的时刻一起输出到计划管理部22。计划管理部22取得所输出的行驶计划，将所取得的行驶计划与在步骤S13中取得的目的地信息、位置信息、路径信息对应起来写入存储器12中。
然后，计划管理部22通过进程间通信这样的方法，将所取得的行驶计划输出到计划输出部24。计划输出部24取得所输出的行驶计划，将所取得的行驶计划经由通信接口14输出到车辆控制ECU31，并且经由显示接口15输出到显示装置35。
另外，计划输出部24可以输出所生成的全部行驶计划，也可以仅输出所生成的行驶计划中的位置信息所示的位置附近的一部分。计划输出部24可以在生成了行驶计划时仅输出一次行驶计划，也可以定期地输出行驶计划，还可以每当对车辆100的位置进行更新时输出行驶计划。
车辆控制ECU31取得所输出的行驶计划，根据所取得的行驶计划对车辆100的制动器、油门、转向器这样的控制装置进行控制，从而对车辆100的举动进行控制。作为具体例，车辆控制ECU31根据行驶计划中包含的车道计划对转向等进行控制，对车辆100行驶的车道进行变更。
显示装置35取得所输出的行驶计划，显示所取得的行驶计划。作为具体例，显示装置35显示车道计划所示的车辆100在各区间内行驶的车道、模式计划所示的在各区间内是通过自动驾驶还是通过手动驾驶来控制车辆100。
在图4中，计划管理部22在取得了目的地信息的情况下，请求生成行驶计划。不限于此，计划管理部22也可以在车辆100未按照行驶计划行驶的情况下，请求生成行驶计划。作为具体例，计划管理部22也可以在车辆100在与车道计划所示的车道不同的车道行驶的情况下、车辆100在从路径信息所示的路径偏离的道路行驶的情况下等，请求生成行驶计划。另外，计划管理部22能够根据由测位装置32进行测位而得到的车辆100的位置信息所示的位置等，判定车辆100是否正在按照行驶计划行驶。
此时，计划生成部23也可以不是新生成到达目的地的行驶计划，而是生成用于返回到能够按照已经生成的行驶计划行驶的状态的行驶计划。
并且，计划管理部22也可以在更新了动态地图数据134的情况下，请求生成行驶计划。作为具体例，计划管理部22也可以在路径信息所示的路径中产生拥堵的情况下、产生事故的情况下等，请求生成行驶计划。
参照图5对在实施方式1的步骤S14的计划生成处理中生成车道计划的处理即车道计划生成处理进行说明。
(步骤S21：取得处理)
计划生成部23通过进程间通信这样的方法取得在步骤S13中输出的目的地信息、位置信息、路径信息。
(步骤S22：地图取得处理)
计划生成部23从存储装置13的地图数据存储部132中读出与在步骤S21中取得的路径信息所示的路径有关的静态地图数据133和动态地图数据134。
(步骤S23：区间分割处理)
计划生成部23根据在步骤S22中取得的静态地图数据133，将路径信息所示的路径分割成多个区间。在实施方式1中，计划生成部23在车道的增减地点、合流点、分流点、交叉路口对路径进行分割，由此将路径分割成多个区间。
参照图6具体进行说明。在图6中，在地点P#1、地点P#2、地点P#3、地点P#4对从位置信息所示的位置即当前地S到目的地信息所示的目的地G的路径P进行分割。地点P#1是产生合流的位置。地点P#2是车道减少的位置。地点P#3是车道增加的位置。地点P#4是产生分流的位置。然后，路径P被分割成从当前地S到地点P#1的第1区间、从地点P#1到地点P#2的第2区间、从地点P#2到地点P#3的第3区间、从地点P#3到地点P#4的第4区间、从地点P#4到目的地G的第5区间。
(步骤S24：区间选择处理)
计划生成部23从在步骤S23中进行分割而生成的多个区间中选择一个区间作为对象区间。在实施方式1中，计划生成部23从接近位置信息所示的位置的区间起依次选择一个区间作为对象区间。
(步骤S25：子区间分割处理)
计划生成部23在动态地图数据134的对象范围的前后对在步骤S24中选择出的对象区间进行分割，由此分割成多个子区间。在对象区间内不存在动态地图数据134的情况下或对象区间整体成为与该区间有关的全部动态地图数据134的对象范围的情况下，对象区间成为一个子区间。
参照图7具体进行说明。在图7中，在对象区间内存在降雪区间、拥堵区间、事故区间这3个动态地图数据134，在各动态地图数据134的前后对对象区间进行分割。但是，在图7中，降雪区间之后是对象区间的终点，因此，从分割点中排除。因此，在图7中，在5处对对象区间进行分割，对象区间被分成6个子区间1～子区间6。
(步骤S26：子成本计算处理)
计划生成部23计算连接在步骤S25中进行分割而生成的各子区间的始点和终点的全部子通路的行驶成本。
参照图7具体进行说明。在图7中，如箭头所示，针对6个子区间1～子区间6计算能够行驶的全部子通路的行驶成本。
在图7中，示出对象区间的始点的行驶车道为车道1，对象区间的终点的行驶车道为车道1的情况。关于对象区间的始点的行驶车道，在存在之前的区间的情况下，是之前的区间的终点的行驶车道，在不存在之前的区间的情况下，是位置信息所示的位置的车道。对象区间的终点的行驶车道是根据路径而决定的车道。作为具体例，在对象区间包含分流的情况下，对象区间的终点的行驶车道是分流车道，在之后的区间进行左转的情况下，对象区间的终点的行驶车道成为左车道。
(步骤S27：子通路排除处理)
计划生成部23确定在步骤S26中计算出的行驶成本为阈值#1以上的子通路。计划生成部23将所确定的子通路设定成不是选择对象。设阈值#1在图4所示的处理开始前存储在存储器12中。根据搭载于车辆100的传感器结构等决定阈值#1。
(步骤S28：通路确定处理)
计划生成部23确定连接对象区间的始点到对象区间的终点的区间通路中的行驶成本最低的区间通路。计划生成部23计算所确定的区间通路的行驶成本。区间通路由从构成对象区间的各子区间中选择出的子通路构成，行驶成本成为各子通路的行驶成本的合计。
此时，计划生成部23确定不包含在步骤S27中成为不是选择对象的子通路的区间通路。由此，即使区间通路整体的行驶成本较高，也选择一个子区间的行驶成本不会成为阈值#1以上的区间通路。即，即使区间通路整体的行驶成本较高，也选择不通过难以驾驶的子区间的区间通路。
(步骤S29：结束判定处理)
计划生成部23判定是否在步骤S24中选择了全部区间。即，计划生成部23判定是否确定了与从当前地到目的地的全部区间有关的区间通路。
计划生成部23在选择了全部区间的情况下，生成表示针对各区间在步骤S28中确定的区间通路的车道计划，结束车道计划生成处理，在还有未选择的区间的情况下，使处理返回到步骤S24。
参照图8和图9对车道计划的具体例进行说明。
在图8中示出与图6对应的道路。在图8和图9中，成为如下的车道计划：车辆100从当前地S到地点P#1在合流路即车道4行驶，在从地点P#1到地点P#2之间从车道4车道变更到车道3，在从地点P#2到地点P#3之间从车道3车道变更到车道1，在从地点P#3到地点P#4之间从车道1车道变更到分流路即车道0，从地点P#4到目的地在车道0行驶。
参照图10，作为实施方式1的车道计划生成处理的后处理，对设定车道变更的范围R的范围设定处理进行说明。
(步骤S31：开始判定处理)
计划生成部23判定车道计划生成处理是否结束。
计划生成部23在车道计划生成处理结束的情况下，使处理进入步骤S32，在车道计划生成处理未结束的情况下，在经过一定时间后再次执行步骤S31。
(步骤S32：区间选择处理)
计划生成部23从在步骤S23中进行分割而生成的多个区间中选择一个区间作为对象区间。
(步骤S33：对应判定处理)
计划生成部23参照在车道计划生成处理中生成的车道计划和与路径信息所示的路径有关的静态地图数据133，判定是否在步骤S32中选择出的对象区间内产生车道变更。
计划生成部23在产生车道变更的情况下，使处理进入步骤S34，在未产生车道变更的情况下，使处理进入步骤S37。
(步骤S34：开始结束点设定处理)
计划生成部23设定车道变更的范围R的开始地点41和结束地点42。
参照图11具体进行说明。首先，计划生成部23确定车道变更的边界地点43。如图11所示，在车道减少的情况下，车道变更的边界地点43是车道减少的位置。并且，在分流的情况下，车道变更的边界地点43是能够向分流车道移动的最后位置。并且，车道变更的边界地点43是对象区间的终点或产生车道变更的子区间的终点位置。而且，根据道路的状态来确定车道变更的边界地点43。接着，计划生成部23设定从边界地点43向近前移动第1基准距离后的位置作为车道变更的结束地点42。然后，计划生成部23设定从结束地点42向近前移动第2基准距离后的位置作为车道变更的开始地点41。
在无法通过自动驾驶进行车道变更的情况下，从结束地点42到边界地点43之间是通过手动驾驶进行车道变更的范围。即，根据在车辆100的周边行驶的车辆的行驶状态等，可能引起无法通过自动驾驶进行车道变更的情况。该情况下，将驾驶模式从自动驾驶切换成手动驾驶，通过手动驾驶进行车道变更。因此，对对象区间的限制速度乘以驾驶模式的切换和通过手动驾驶进行车道变更所需要的时间，计算从结束地点42到边界地点43的距离即第1基准距离。
从开始地点41到结束地点42之间是通过自动驾驶进行车道变更的范围R。因此，对对象区间的限制速度乘以通过自动驾驶进行车道变更所需要的时间，计算从开始地点41到结束地点42的距离即第2基准距离。
在结束地点42处车辆100在车道变更前的车道行驶的情况下，计划生成部23也可以生成输出将驾驶模式切换成手动驾驶模式和促使车道变更的引导的引导计划。根据所生成的引导计划，在显示装置35等显示引导。
(步骤S35：曲率判定处理)
计划生成部23判定在步骤S34中设定的开始地点41与结束地点42之间是否包含曲率小于基准率的道路。
计划生成部23在包含曲率小于基准率的道路的情况下，使处理进入步骤S36，在不包含曲率小于基准率的道路的情况下，使处理进入步骤S37。
(步骤S36：禁止区间设定处理)
计划生成部23设定在步骤S35中曲率小于基准率的道路作为车道变更禁止区间44。即，如图12所示，设定在步骤S34中设定的开始地点41与结束地点42之间的一部分区间作为车道变更禁止区间44。
另外，计划生成部23可以使在步骤S34中设定的开始地点41向近前偏移车道变更禁止区间44的距离。由此，能够防止被设定成进行车道变更的区间的距离较短而难以进行车道变更。
(步骤S37：结束判定处理)
计划生成部23判定是否在步骤S32中选择了全部区间。
计划生成部23在选择了全部区间的情况下，在车道计划中追加表示在步骤S34中设定的车道变更的范围R的开始地点41和结束地点42以及在步骤S36中设定的车道变更禁止区间44，结束范围设定处理，在还有未选择的区间的情况下，使处理返回步骤S32。
参照图8对车道变更的范围R的具体例进行说明。
在图8中，进行从车道4到车道3的车道变更、从车道3到车道2的车道变更、从车道2到车道1的车道变更、从车道1到车道0的车道变更这4次车道变更。针对4次车道变更分别设定车道变更的范围R。
特别是在从地点P#2到地点P#3的第3区间内，进行从车道3到车道2的车道变更和从车道2到车道1的车道变更这2次车道变更。该情况下，在步骤S34中，首先设定地点P#3作为边界地点43。然后，针对从车道2到车道1的车道变更，设定以该边界地点43为基准的结束地点42，以结束地点42为基准设定开始地点41。接着，设定与从车道2到车道1的车道变更有关的开始地点41作为边界地点43。然后，针对从车道3到车道2的车道变更，设定以该边界地点43为基准的结束地点42，以结束地点42为基准设定开始地点41A。
此时，在与从车道3到车道2的车道变更有关的开始地点41A到结束地点42之间，包含曲率小于基准率的道路。因此，在步骤S35～步骤S36中，设定该曲率小于基准率的道路作为车道变更禁止区间44。然后，以车道变更禁止区间44的量在近前设定开始地点41B，从开始地点41B到结束地点42成为范围R。
在图10中，计划生成部23在产生车道变更的情况下设定开始地点41和结束地点42。不限于此，计划生成部23也可以在左右转弯的情况下设定开始地点41和结束地点42。
参照图13对在左右转弯的情况下设定开始地点41R、41L和结束地点42R、42L的处理进行具体说明。首先，计划生成部23确定左右转弯的结束地点42R、42L。右转的结束地点42R是在交叉路口内延长右转目的地车道的里侧的构成道而得到的位置。左转的结束地点42L是在交叉路口内延长左转目的地车道的里侧的构成道而得到的位置。然后，计划生成部23确定左右转弯的开始地点41R、41L。右转的开始地点41R是在交叉路口内延长右转目的地车道的近前的构成道而得到的位置。左转的开始地点41L是在交叉路口内延长左转目的地车道的近前的构成道而得到的位置。
参照图14对在实施方式1的步骤S14的计划生成处理中生成模式计划的处理即模式计划生成处理进行说明。
(步骤S41：开始判定处理)
计划生成部23判定车道计划生成处理是否结束。
计划生成部23在车道计划生成处理结束的情况下，使处理进入步骤S42，在车道计划生成处理未结束的情况下，在经过一定时间后再次执行步骤S41。
(步骤S42：区间选择处理)
计划生成部23从在步骤S23中进行分割而生成的多个区间中选择一个区间作为对象区间。
(步骤S43：成本判定处理)
计划生成部23针对在步骤S42中选择出的对象区间，判定在步骤S28中计算出的区间通路的行驶成本是否为阈值#2以上。设阈值#2在图14所示的处理开始前存储在存储器12中。另外，在实施方式1中，阈值#2是大于阈值#1的值。
计划生成部23在行驶成本为阈值#2以上的情况下，使处理进入步骤S44，在行驶成本小于阈值#2的情况下，使处理进入步骤S45。
(步骤S44：手动模式设定处理)
计划生成部23将对象区间的驾驶模式设定成手动驾驶模式。即，针对行驶成本较高而难以进行自动驾驶的区间，设定由驾驶员实施车辆100驾驶的手动驾驶模式。
(步骤S45：自动模式设定处理)
计划生成部23将对象区间的驾驶模式设定成自动驾驶模式。即，针对行驶成本不高而能够进行自动驾驶的区间，设定由车辆控制ECU31等装置实施车辆100驾驶的自动驾驶模式。
(步骤S46：结束判定处理)
计划生成部23判定是否在步骤S42中选择了全部区间。
计划生成部23在选择了全部区间的情况下，生成表示针对各区间在步骤S44或步骤S45中设定的驾驶模式的模式计划，结束计划生成处理，在还有未选择的区间的情况下，使处理返回步骤S42。
参照图8和图15对模式计划的具体例进行说明。
在步骤S43中，针对5个区间分别依次判定行驶成本是否为阈值#2以上。然后，针对行驶成本为阈值#2以上的区间设定手动驾驶模式，针对行驶成本小于阈值#2的区间设定自动驾驶模式。
在图8和图15中，例如，在第4区间的行驶成本为阈值#2以上且其他区间的行驶成本小于阈值#2的情况下，在第4区间内设定手动驾驶模式，在其他区间内设定自动驾驶模式。
另外，暂时设定了手动驾驶模式后，也可以针对该区间以后的规定区间例如到达目的地的全部剩余区间，全部设定手动驾驶模式。即，如果是图8和图15，则在第4区间内设定手动驾驶模式，因此，也可以在以后的第5区间内设定手动驾驶模式。
***实施方式1的效果***
如上所述，在实施方式1的行驶计划生成装置10中，根据与车辆100的行驶状态和车辆100行驶的道路环境对应的成本生成行驶计划。由此，能够生成与状况对应的适当的行驶计划。特别是在重复产生各种条件的情况下，也能够生成与各条件对应的适当的行驶计划。
并且，在实施方式1的行驶计划生成装置10中，根据与车辆100具有的传感器结构对应的成本生成行驶计划。由此，能够生成与车辆100的传感器性能对应的适当的行驶计划。并且，在搭载于车辆100的传感器结构不同的情况下，也不需要改变行驶计划生成装置10的结构。
并且，在实施方式1的行驶计划生成装置10中，生成不包含行驶成本为阈值#1以上的子通路的区间通路。由此，不会生成在附加成本较高的场所进行车道变更这样的需要进行高难度控制的区间通路。
<变形例1>
在实施方式1中，作为功能结构要素，行驶计划生成装置10具有路径搜索部21，路径搜索部21搜索路径。作为变形例1，行驶计划生成装置10也可以不具有路径搜索部21。该情况下，计划管理部22可以经由显示接口15从导航装置34取得路径信息。
<变形例2>
并且，在实施方式1中，作为功能结构要素，行驶计划生成装置10具有计划输出部24，计划输出部24输出行驶计划。作为变形例2，行驶计划生成装置10也可以不具有计划输出部24。该情况下，计划管理部22将行驶计划写入存储装置13中，需要行驶计划的车辆控制ECU31等访问存储装置13，从存储装置13中读出行驶计划即可。
即，考虑变形例1和变形例2时，行驶计划生成装置10也可以是图16所示的结构。
并且，如图17所示，行驶计划生成装置10也可以具有测位装置32、通信装置33、显示装置35、输入装置36这样的硬件。
并且，也可以定义不包含图1所示的行驶计划生成装置10的结构要素的一部分的狭义的行驶计划生成装置或者包含图1中未图示的结构要素的广义的行驶计划生成装置来构成装置。
<变形例3>
在实施方式1中，行驶计划生成装置10在步骤S28中根据行驶成本选择区间通路。作为变形例3，行驶计划生成装置10也可以在行驶成本的基础上，还根据行驶策略选择区间通路。行驶策略是尽可能在左车道行驶、减少车道变更的次数、尽早进行车道变更这样的与车辆100的行驶有关的方针。
作为具体例，在行驶计划生成装置10中，越是符合行驶策略的行驶状态，则成本越低，越是不符合行驶策略的行驶状态，则成本越高，然后，与实施方式1同样，根据行驶成本选择区间通路。具体而言，行驶计划生成装置10根据行驶策略和行驶状态对成本进行加权后，与实施方式1同样，根据行驶成本选择区间通路。
由此，能够生成沿着驾驶员等的行驶策略的行驶计划。
<变形例4>
在实施方式1中，行驶计划生成装置10的各部的功能通过软件实现。但是，作为变形例4，行驶计划生成装置10的各部的功能也可以通过硬件实现。关于该变形例4，对与实施方式1的不同之处进行说明。
参照图18对变形例4的行驶计划生成装置10的结构进行说明。
在各部的功能通过硬件实现的情况下，行驶计划生成装置10代替处理器11、存储器12、存储装置13而具有处理电路16。处理电路16是实现行驶计划生成装置10的各部的功能以及存储器12和存储装置13的功能的专用电子电路。
处理电路16假设是单一电路、复合电路、程序化的处理器、并列程序化的处理器、逻辑IC、GA(Gate Array：门阵列)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit：面向特定用途的集成电路)、FPGA(Field-Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)。
可以利用一个处理电路16实现各部的功能，也可以在多个处理电路16中分散实现各部的功能。
<变形例5>
作为变形例5，也可以一部分功能通过硬件实现，其他功能通过软件实现。即，也可以是行驶计划生成装置10的各部中的一部分功能通过硬件实现，其他功能通过软件实现。
将处理器11、存储器12、存储装置13、处理电路16统称作“处理电路系统”。即，各部的功能通过处理电路系统实现。
并且，也可以将行驶计划生成装置10的一部分或全部构成为专用电路例如ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)。
实施方式2
实施方式2与实施方式1的不同之处在于，取得在车辆100的周边行驶的周边车辆200的行驶计划，根据所取得的行驶计划对车道变更的范围R进行变更。在实施方式2中，对该不同之处进行说明。
***结构的说明***
参照图19对实施方式2的行驶计划生成装置10的结构进行说明。
行驶计划生成装置10与图1所示的行驶计划生成装置10的不同之处在于具有计划取得部25。计划取得部25的功能通过软件实现。
***动作的说明***
参照图20对实施方式2的行驶计划生成装置10的动作进行说明。
实施方式2的行驶计划生成装置10的动作相当于实施方式2的行驶计划生成方法。并且，实施方式2的行驶计划生成装置10的动作相当于实施方式2的行驶计划生成程序的处理。
在行驶计划生成装置10起动后，计划取得部25定期地或根据事件的产生而经由通信装置33和通信接口14取得周边车辆200的行驶计划。计划取得部25可以从周边车辆200直接取得行驶计划，也可以从路侧机这样的装置取得周边车辆200的行驶计划。
计划取得部25将所取得的行驶计划写入存储器12中，在经过一定时间后，从存储器12中删除行驶计划。
当在车辆100的行驶中执行图10的步骤S34时，计划生成部23从存储器12中读出由计划取得部25取得的行驶计划。然后，计划生成部23参照所读出的行驶计划，设定车道变更的范围R的开始地点41和结束地点42。
参照图20具体进行说明。首先，计划生成部23通过与实施方式1相同的步骤，设定范围RA作为车道变更的范围R。接着，计划生成部23判定周边车辆200的行驶计划所示的周边车辆200进行车道变更的范围即周边范围ρ是否与范围RA重复。计划生成部23在周边范围ρ与范围RA重复的情况下，使范围RA向近前偏移，直到不与周边范围ρ重复为止，设为新的范围RB。另外，计划生成部23也可以根据重复的形式，使范围RA向后偏移，直到不与周边范围ρ重复为止，设为新的范围RB。
并且，计划生成部23也可以不以完全不与周边范围ρ重复的方式设定范围R，还可以以包含至少一部分不与周边范围ρ重复的范围的方式设定范围R。
***实施方式2的效果***
如上所述，实施方式2的行驶计划生成装置10将车辆100的车道变更的范围R设定成，不与周边车辆200的行驶计划所示的进行车道变更的周边范围ρ重复。由此，可生成能够不受周边车辆200影响地进行车道变更的行驶计划。其结果是，交通整体的流动顺畅。
***其他结构***
<变形例6>
在实施方式2中，在图10的步骤S34中将车辆100的车道变更的范围R设定成不与周边范围ρ重复。作为变形例6，也可以将周边范围ρ作为动态地图数据134的一部分进行处理，针对周边范围ρ内的车道变更设定较高的成本。
该情况下，在图5的步骤S25中，在周边范围ρ的前后将对象区间分割成子区间。然后，在图5的步骤S28中选择区间通路时，在周边范围ρ内进行车道变更的子通路的成本较高，因此，选择不包含该子通路的区间通路的可能性提高。其结果是，周边范围ρ和车道变更的范围R不重复的可能性提高。
并且，根据其他动态地图数据134等的状况，在步骤S27中，在周边范围ρ内进行车道变更的子通路的行驶成本成为阈值#1以上，该子通路有时也被设定成不是选择对象。
<变形例7>
在实施方式2中，行驶计划生成装置10取得并利用周边车辆200的行驶计划。作为变形例7，行驶计划生成装置10也可以朝向周边车辆200输出车辆100的行驶计划。
由此，可以使周边车辆200变更周边范围ρ，使得不与车道变更的范围R重复。
<变形例8>
在实施方式2中，行驶计划生成装置10将车道变更的范围R设定成不与周边范围ρ重复。作为变形例8，也可以对车辆100的速度进行调整，使车辆100的行进方向上的行驶位置与周边车辆200的行进方向上的行驶位置错开。即，行驶计划生成装置10也可以不对车道变更的范围R进行变更，而是对行驶计划中的速度计划进行变更。
由此，即使车道变更的范围R与周边范围ρ重复，也能够不受周边车辆200影响地进行车道变更。
<变形例9>
在实施方式2中，行驶计划生成装置10设定车道变更的范围R。作为变形例9，也可以是路侧机这样的其他装置取得车辆100和周边车辆200的行驶计划，其他装置设定车辆100的范围R和周边车辆200的周边范围ρ。
以上说明了本发明的实施方式和变形例。也可以组合实施这些实施方式和变形例中的若干个实施方式和变形例。并且，也可以部分地实施任意一个或若干个实施方式和变形例。另外，本发明不限于以上的实施方式和变形例，能够根据需要进行各种变更。
标号说明
10：行驶计划生成装置；11：处理器；12：存储器；13：存储装置；14：通信接口；15：显示接口；16：处理电路；21：路径搜索部；22：计划管理部；23：计划生成部；24：计划输出部；25：计划取得部；31：车辆控制ECU；32：测位装置；33：通信装置；34：导航装置；35：显示装置；36：输入装置；41：开始地点；42：结束地点；43：边界地点；44：车道变更禁止区间；100：车辆。

Claims (19)

1.一种行驶计划生成装置，其中，所述行驶计划生成装置具有：
计划管理部，其输出表示从基准位置到目的地的路径的路径信息；以及
计划生成部，其根据与车辆的行驶状态、所述车辆行驶的道路环境以及所述车辆具有的传感器结构对应的成本，决定车道计划和模式计划，生成包含所决定的车道计划和模式计划的行驶计划，该车道计划表示构成由所述计划管理部输出的所述路径信息所示的路径的各区间内的所述车辆行驶的车道，该模式计划表示在所述各区间内是通过自动驾驶还是通过手动驾驶来控制所述车辆。
2.根据权利要求1所述的行驶计划生成装置，其中，
所述行驶状态包含所述车辆行驶的车道和所述车辆的举动。
3.根据权利要求2所述的行驶计划生成装置，其中，
所述举动是表示所述车辆的车道变更方向的车辆的举动。
4.根据权利要求1所述的行驶计划生成装置，其中，
所述道路环境包含所述车辆行驶的道路的属性和表示所述道路的动态变化的状态的动态条件。
5.根据权利要求2所述的行驶计划生成装置，其中，
所述道路环境包含所述车辆行驶的道路的属性和表示所述道路的动态变化的状态的动态条件。
6.根据权利要求3所述的行驶计划生成装置，其中，
所述道路环境包含所述车辆行驶的道路的属性和表示所述道路的动态变化的状态的动态条件。
7.根据权利要求4所述的行驶计划生成装置，其中，
所述区间是按照所述动态条件的每个对象范围而分割出的区间。
8.根据权利要求5所述的行驶计划生成装置，其中，
所述区间是按照所述动态条件的每个对象范围而分割出的区间。
9.根据权利要求6所述的行驶计划生成装置，其中，
所述区间是按照所述动态条件的每个对象范围而分割出的区间。
10.根据权利要求4所述的行驶计划生成装置，其中，
所述成本是与所述行驶状态和所述属性对应的基本成本以及与所述行驶状态和所述动态条件对应的附加成本之和。
11.根据权利要求5所述的行驶计划生成装置，其中，
所述成本是与所述行驶状态和所述属性对应的基本成本以及与所述行驶状态和所述动态条件对应的附加成本之和。
12.根据权利要求6所述的行驶计划生成装置，其中，
所述成本是与所述行驶状态和所述属性对应的基本成本以及与所述行驶状态和所述动态条件对应的附加成本之和。
13.根据权利要求1～12中的任意一项所述的行驶计划生成装置，其中，
所述计划生成部生成表示在所述路径中所述成本超过阈值的区间内通过所述手动驾驶来控制所述车辆的所述模式计划。
14.根据权利要求1～12中的任意一项所述的行驶计划生成装置，其中，
所述计划生成部在生成了表示对所述车辆行驶的车道进行变更的车道计划的情况下，设定进行车道变更的范围。
15.根据权利要求14所述的行驶计划生成装置，其中，
所述计划生成部生成输出如下引导的引导计划：该引导促使驾驶员以进行所述车道变更的范围的结束点为起点，通过手动驾驶进行车道变更。
16.根据权利要求14所述的行驶计划生成装置，其中，
所述行驶计划生成装置还具有计划取得部，该计划取得部取得表示位于所述车辆的周边的周边车辆进行车道变更的周边范围的范围信息，
所述计划生成部将进行所述车道变更的范围设定成，包含不与由所述计划取得部取得的所述范围信息所示的所述周边范围重复的范围。
17.根据权利要求15所述的行驶计划生成装置，其中，
所述行驶计划生成装置还具有计划取得部，该计划取得部取得表示位于所述车辆的周边的周边车辆进行车道变更的周边范围的范围信息，
所述计划生成部将进行所述车道变更的范围设定成，包含不与由所述计划取得部取得的所述范围信息所示的所述周边范围重复的范围。
18.一种由行驶计划生成装置执行的行驶计划生成方法，其中，
计划管理部输出表示从基准位置到目的地的路径的路径信息，
计划生成部根据与车辆的行驶状态、所述车辆行驶的道路环境以及所述车辆具有的传感器结构对应的成本，决定车道计划和模式计划，生成包含所决定的车道计划和模式计划的行驶计划，该车道计划表示构成所输出的所述路径信息所示的路径的各区间内的所述车辆行驶的车道，该模式计划表示在所述各区间内是通过自动驾驶还是通过手动驾驶来控制所述车辆。
19.一种记录有行驶计划生成程序的计算机能读取的记录介质，其中，所述行驶计划生成程序使计算机执行以下处理：
计划管理处理，向存储器输出表示从基准位置到目的地的路径的路径信息；以及
计划生成处理，根据与车辆的行驶状态、所述车辆行驶的道路环境以及所述车辆具有的传感器结构对应的成本，决定车道计划和模式计划，生成包含所决定的车道计划和模式计划的行驶计划并输出到所述存储器，该车道计划表示构成通过所述计划管理处理输出到所述存储器的所述路径信息所示的路径的各区间内的所述车辆行驶的车道，该模式计划表示在所述各区间内是通过自动驾驶还是通过手动驾驶来控制所述车辆。
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