CN108778881A - 车辆控制系统、车辆控制方法及车辆控制程序 - Google Patents

Abstract

车辆控制系统具备：第一设定部，其设定使本车辆行驶的目标车道；第二设定部，在本车辆正在行驶的行驶车道与由第一设定部设定的目标车道之间存在车道的情况下，该第二设定部将存在于行驶车道与目标车道之间的车道暂时设定为目标车道；以及控制部，其至少对本车辆的转向自动地进行控制，以便在由第一设定部或第二设定部设定的目标车道上行驶。

Description

车辆控制系统、车辆控制方法及车辆控制程序

技术领域

本发明涉及车辆控制系统、车辆控制方法及车辆控制程序。

本申请基于在2016年3月15日申请的日本国特愿2016-051079号而主张优先权，并将其内容援引于此。

背景技术

近年来，关于自动地控制本车辆的加减速和转向中的至少一方以使本车辆沿着到目的地为止的路径行驶的技术(以下，称为自动驾驶)的研究不断进展。与此相关联而公开了如下的车辆支援技术：利用详细地表示道路地图的车道基准信息来确定使用表示道路地图的道路基准信息而探索出的路径，并基于由车道基准信息确定的路径来生成用于引导车辆的引导信息(例如，参照专利文献1)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本国特开2006-266865号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在以往技术中，存在无法灵活地选择行驶的车道的情况。

本发明的方案的目的之一在于提供一种能够根据行驶时的状况来灵活地选择行驶的车道的车辆控制系统、车辆控制方法及车辆控制程序。

用于解决课题的方案

(1)本发明的一方案的车辆控制系统具备：第一设定部，其基于到设定的目的地为止的路径，来设定使本车辆行驶的目标车道；第二设定部，在所述本车辆正在行驶的行驶车道与由所述第一设定部设定的所述目标车道之间存在车道的情况下，所述第二设定部将存在于所述行驶车道与所述目标车道之间的车道暂时设定为所述目标车道；以及控制部，其至少对所述本车辆的转向自动地进行控制，以便在由所述第一设定部或所述第二设定部设定的所述目标车道上行驶。

(2)在上述(1)的方案中，也可以是，在所述行驶车道与由所述第一设定部或所述第二设定部设定的所述目标车道不同的情况下，所述控制部至少对所述本车辆的转向自动地进行控制，来使所述本车辆从所述行驶车道向由所述第一设定部或所述第二设定部设定的所述目标车道进行车道变更。

(3)在上述(2)的方案中，也可以是，所述控制部在使所述本车辆向由所述第二设定部暂时设定为目标车道的所述车道进行车道变更之后，使所述本车辆向由所述第一设定部设定的目标车道进行车道变更。

(4)在上述(2)或(3)的方案中，也可以是，在所述控制部使所述本车辆向由所述第二设定部暂时设定为目标车道的所述车道进行车道变更之后，在所述行驶车道与由所述第一设定部设定的目标车道之间依然存在车道的情况下，所述第二设定部将存在于所述行驶车道与由所述第一设定部设定的目标车道之间的车道暂时设定为所述目标车道。

(5)作为本发明的一方案的用于车辆控制的计算机安装方法，其包括如下处理：基于到设定的目的地为止的路径，来设定使本车辆行驶的目标车道；在所述本车辆正在行驶的行驶车道与所述设定的所述目标车道之间存在车道的情况下，将存在于所述行驶车道与所述目标车道之间的车道暂时设定为所述目标车道；以及至少对所述本车辆的转向自动地进行控制，以便在所述设定的所述目标车道上行驶。

(6)作为本发明的一方案的车辆控制程序，其使车载计算机进行如下处理：基于到设定的目的地为止的路径，来设定使本车辆行驶的目标车道；在所述本车辆正在行驶的行驶车道与所述设定的所述目标车道之间存在车道的情况下，将存在于所述行驶车道与所述目标车道之间的车道暂时设定为所述目标车道；以及至少对所述本车辆的转向自动地进行控制，以便在所述设定的所述目标车道上行驶。

发明效果

根据上述(1)～(6)的方案，能够根据行驶时的状况来灵活地选择行驶的车道。

附图说明

图1是表示本车辆的构成要素的图。

图2是本车辆的功能结构图。

图3是表示目标车道信息的一例的图。

图4是表示由本车位置识别部识别本车辆相对于目标车道的相对位置的情形的图。

图5是对比作为比较例的未设定暂定目标车道的场景和作为本实施方式的设定了暂定目标车道的场景的图。

图6是表示针对某区间生成的行动计划的一例的图。

图7是表示轨道生成部的结构的一例的图。

图8是表示由轨道候补生成部生成的轨道的候补的一例的图。

图9是表示在实施车道变更事件的情况下执行的处理的流程的一例的流程图。

图10是表示设定目标位置的情形的图。

图11是表示生成用于车道变更的轨道的情形的图。

图12是表示实施方式的自动驾驶控制部的处理的流程的一例的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的车辆控制系统、车辆控制方法及车辆控制程序的实施方式进行说明。

<结构>

图1是表示搭载有实施方式的车辆控制系统100的车辆(以下，称为本车辆M)的构成要素的图。搭载有车辆控制系统100的车辆例如为二轮、三轮、四轮等的机动车，包括以柴油发动机、汽油发动机等内燃机为动力源的机动车、以电动机为动力源的电动机动车、兼备内燃机及电动机的混合动力机动车等。电动机动车例如使用由二次电池、氢燃料电池、金属燃料电池、醇类燃料电池等电池放电得到的电力而进行驱动。

如图1所示，在本车辆M搭载有探测器20-1～20-7、雷达30-1～30-6及相机40等传感器、导航装置50、以及车辆控制系统100。

探测器20-1～20-7例如是测定相对于照射光的散射光并测定到对象为止的距离的LIDAR(Light Detection and Ranging或Laser Imaging Detection and Ranging)。例如，探测器20-1安装于前格栅等，探测器20-2及20-3安装于车身的侧面、车门上后视镜、前照灯内部、侧灯附近等。探测器20-4安装于行李箱盖等，探测器20-5及探测器20-6安装于车身的侧面、尾灯内部等。上述探测器20-1～20-6例如在水平方向上具有150度左右的检测区域。另外，探测器20-7安装于车顶等。

探测器20-7例如在水平方向上具有360度的检测区域。

雷达30-1及雷达30-4例如是进深方向上的检测区域比其他雷达宽的长距离毫米波雷达。另外，雷达30-2、30-3、30-5、30-6是进深方向上的检测区域比雷达30-1及雷达30-4窄的中距离毫米波雷达。

以下，在不特别区分探测器20-1～20-7的情况下，仅记载为“探测器20”，在不特别区分雷达30-1～30-6的情况下，仅记载为“雷达30”。雷达30例如通过FM-CW(FrequencyModulated Continuous Wave)方式来检测物体。

相机40例如是利用CCD(Charge Coupled Device)、CMOS(Complementary MetalOxide Semiconductor)等个体摄像元件的数码相机。相机40安装于前风窗玻璃上部、车室内后视镜背面等。相机40例如周期性地反复拍摄本车辆M的前方。相机40也可以是包含有多个相机的立体摄影机。

需要说明的是，图1所示的结构只不过是一例，既可以省略结构的一部分，也可以进一步追加其他结构。

图2是搭载有实施方式的车辆控制系统100的本车辆M的功能结构图。

除了探测器20、雷达30及相机40之外，在本车辆M上还搭载有导航装置50、车辆传感器60、显示部62、扬声器64、操作器件(操作件)70、操作检测传感器72、通信装置75、切换开关80、输出用于行驶的驱动力的驱动力输出装置90、转向装置92、制动装置94、以及车辆控制系统100。这些装置、设备通过CAN(Controller Area Network)通信线等多路通信线、串行通信线、无线通信网等而彼此连接。

例示的操作器件只不过是一例，也可以将操纵杆、按钮、拨码开关、GUI(GraphicalUser Interface)开关等搭载于本车辆M。需要说明的是，技术方案中的车辆控制系统不仅包含有车辆控制系统100，而且也可以包含有图2所示的结构中的除了车辆控制系统100以外的结构(探测器20等)。

导航装置50具有GNSS(Global Navigation Satellite System)接收机、地图信息(导航地图)、作为用户界面发挥功能的触摸面板式显示装置、扬声器、话筒等。导航装置50利用GNSS接收机来确定本车辆M的位置，并导出从该位置到由用户指定的目的地为止的路径。

由导航装置50导出的路径向车辆控制系统100的目标车道设定部110提供。本车辆M的位置也可以通过利用了车辆传感器60的输出的INS(Inertial Navigation System)来进行确定或补充。

另外，在车辆控制系统100执行手动驾驶模式时，针对到目的地的路径，导航装置50通过声音、导航显示来进行引导。

需要说明的是，用于确定本车辆M的位置的结构也可以与导航装置50独立地设置。

另外，导航装置50例如也可以通过用户所持有的智能手机、平板终端等终端装置的功能来实现。在该情况下，在终端装置与车辆控制系统100之间，通过基于无线或有线的通信来进行信息的收发。

车辆传感器60包括检测车速的车速传感器、检测加速度的加速度传感器、检测绕铅垂轴的角速度的横摆角速度传感器、检测本车辆M的朝向的方位传感器等。

显示部62将信息作为图像而进行显示。显示部62例如包括LCD(Liquid CrystalDisplay)、有机EL(Electroluminescence)显示装置、平视显示器等。显示部62也可以是导航装置50所具备的显示部、显示本车辆M的状态(速度等)的仪表板的显示部。扬声器64将信息作为声音而进行输出。

操作器件70例如包括油门踏板、制动踏板、变速杆(或换挡拨片)、转向盘等操作件。

操作检测传感器72是检测操作器件70的操作量的传感器，例如包括油门开度传感器、制动踩踏量传感器(制动开关)、档位传感器、转向盘转向角传感器(或转向转矩传感器)等传感器。例如，操作检测传感器72向车辆控制系统100输出作为检测结果的油门开度、制动踩踏量、档位、转向盘转向角、转向转矩等。

需要说明的是，也可以代替该情况，根据驾驶模式而将操作检测传感器72的检测结果直接输出到驱动力输出装置90、转向装置92、或制动装置94。

通信装置75进行利用了车车间通信网等的无线通信，所述车车间通信网利用了蜂窝通信网、Wi-Fi网、DSRC(Dedicated Short RangeCommunications)等。通信装置75例如通过经由无线基地站与互联网连接而从信息提供服务器取得信息。

切换开关80是由车辆乘客操作的开关。切换开关80接受车辆乘客的操作，生成指定本车辆M的驾驶模式的驾驶模式指定信号，并向切换控制部170输出该驾驶模式指定信号。切换开关80可以是GUI开关、机械式开关中的任一种。

驱动力输出装置90向驱动轮输出用于使车辆行驶的行驶驱动力(转矩)。例如，在本车辆M为以内燃机为动力源的机动车的情况下，驱动力输出装置90具备发动机、变速器及控制发动机的发动机ECU(Electronic Control Unit)。另外，在本车辆M为以电动机为动力源的电动机动车的情况下，驱动力输出装置90具备行驶用马达及控制行驶用马达的马达ECU。另外，在本车辆M为混合动力机动车的情况下，驱动力输出装置90具备发动机、变速器、以及发动机ECU和行驶用马达及马达ECU。

在驱动力输出装置90仅包括发动机的情况下，发动机ECU按照从后述的行驶控制部160输入的信息，来调整发动机的节气门开度、档级等。

在驱动力输出装置90仅包括行驶用马达的情况下，马达ECU按照从行驶控制部160输入的信息，来调整向行驶用马达施加的PWM信号的占空比。

在驱动力输出装置90包括发动机及行驶用马达的情况下，发动机ECU及马达ECU按照从行驶控制部160输入的信息，来彼此协调地控制行驶驱动力。

转向装置92例如具备转向ECU和电动马达。电动马达例如使力作用于齿条-小齿轮机构而变更转向轮的朝向。

转向ECU按照从车辆控制系统100输入的信息、或者输入的转向盘转向角或转向转矩的信息，对电动马达进行驱动，使转向轮的朝向变更。

制动装置94例如是具备制动钳、向制动钳传递液压的液压缸、使液压缸产生液压的电动马达、以及制动控制部的电动伺服制动装置。

电动伺服制动装置的制动控制部按照从行驶控制部160输入的信息来对电动马达进行控制，并向各车轮输出与制动操作相应的制动转矩。

电动伺服制动装置也可以具备经由主液压缸向液压缸传递通过制动踏板的操作而产生的液压的机构来作为备用。

需要说明的是，制动装置94不限于上述说明的电动伺服制动装置，也可以是电子控制式液压制动装置。电子控制式液压制动装置按照从行驶控制部160输入的信息来控制致动器，并向液压缸传递主液压缸的液压。

另外，制动装置94也可以包括由驱动力输出装置90中能够包含的行驶用马达产生的再生制动器。该再生制动器利用由驱动力输出装置90中能够包含的行驶用马达发电产生的电力。

[车辆控制系统]

以下，对车辆控制系统100进行说明。车辆控制系统100例如通过一个以上的处理器或具有同等功能的硬件来实现。车辆控制系统100也可以是利用内部总线将CPU(CentralProcessing Unit)等处理器、存储装置及通信界面连接而成的ECU或MPU(MicroProcessing Unit)等组合得到的结构。

车辆控制系统100例如具备目标车道设定部110、自动驾驶控制部120、以及存储部180。

自动驾驶控制部120例如具备本车位置识别部122、外界识别部124、行动计划生成部126、轨道生成部130、行驶控制部160、以及切换控制部170。

目标车道设定部110是“第一设定部”的一例，行动计划生成部126是“第二设定部”的一例。

另外，轨道生成部130及行驶控制部160是“控制部”的一例。

目标车道设定部110、以及自动驾驶控制部120的各部分中的一部分或全部通过处理器执行程序(软件)来实现。另外，它们中的一部分或全部可以通过LSI(Large ScaleIntegration)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等硬件来实现，也可以通过软件与硬件的组合来实现。

在存储部180中例如保存有高精度地图信息182、目标车道信息184、行动计划信息186等信息。

存储部180由ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、HDD(HardDisk Drive)、闪存器等来实现。处理器执行的程序既可以预先保存于存储部180，也可以经由车载互联网设备等从外部装置下载。

另外，程序也可以通过将保存该程序的可移动型存储介质装配于未图示的驱动装置而安装在存储部180中。

另外，车辆控制系统100也可以利用多个计算机装置而进行分散化。

目标车道设定部110例如由MPU来实现。目标车道设定部110将从导航装置50提供的路径分割为多个区段B(n：n为自然数)(例如在车辆行进方向上按100[m]进行分割)，并参照高精度地图信息182，按区段B(n)设定目标车道。

需要说明的是，区段B(n)的分割间隔既可以均等，也可以不均等。

目标车道设定部110在地图上例如进行使本车辆在从左起第几个车道上行驶这样的决定。例如，在本车辆的路径上存在分支部位、汇合部位等的情况下，目标车道设定部110以使本车辆M能够在用于向分支目标行进的合理的行驶路径上行驶的方式设定目标车道。

目标车道设定部110在高精度地图信息182所示的地图内的道路中设定目标车道，并使存储部180存储按区段B(n)设定有目标车道的高精度地图信息182作为目标车道信息184。

高精度地图信息182是精度比导航装置50具有的导航地图的精度高的地图信息。高精度地图信息182例如包含有车道的中央的信息或车道的边界的信息等。

另外，在高精度地图信息182中也可以包含有道路信息、交通限制信息、住所信息(住所、邮政编码)、设施信息、电话号码信息等。在道路信息中包括高速道路、收费道路、国道、都道府县道这样的表示道路的类别的信息、道路的车道数、各车道的宽度、道路的坡度、道路的位置(包括经度、纬度、高度在内的三维坐标)、车道的弯道的曲率、车道的汇合点及分支点的位置、设置于道路的标识等信息。

在交通限制信息中包含有车道由于施工、交通事故、拥堵等而被封锁了这样的信息。

图3是表示目标车道信息184的一例的图。

图3中所示的代替车道表示通过后述的行动计划生成部126的处理而能够暂时设定为目标车道的车道。

另外，非设定车道表示未设定为目标车道的车道。例如，目标车道设定部110按照以下的条件(1)～(4)而在高精度地图上设定目标车道。

需要说明的是，以下的条件仅为一例，既可以省略条件的一部分，也可以进一步追加其他条件。

(1)在存在多个设定目标车道的候补的车道的情况下，将在与本车辆M的行进方向正交的方向上最左侧的车道设定为目标车道。

(2)在车辆前方的规定距离(例如2km)以内车道减少或分支的情况下，将除了该车道之外的其他车道设定目标车道。

(3)对于车道的分支点，在目的地的方向为分支目标的车道的情况下，在分支点的规定距离(例如1km)跟前的地点，将分支目标的车道或与分支目标的车道相邻的车道设定为目标车道。

(4)对于车道的汇合点，在能够从支线与干线汇合的地点，将干线设定为目标车道。

在遵循上述条件(1)～(4)的情况下，存在目标车道设定部110在同一车道上继续设定目标车道的情况、将以前设定的目标车道的相邻车道设定为新的目标车道的情况、与以前设定的目标车道隔开一个或多个车道地将车道设定为新的目标车道的情况等。

即，目标车道设定部110存在不考虑车道彼此的相邻关系地设定目标车道的情况。

在图3所示的例子中，在区段B(k-2)的区间，由于本车辆M当前正在行驶的车道L1为单车道，所以将该车道L1设定为目标车道。

另外，在区段B(k-1)及B(k)的区间，虽然存在多个车道，但由于在干线的最左侧的车道L2的前方存在分支点，所以在除了车道L2之外的车道中将最左侧的车道L3设定为目标车道。

另外，在区段B(k+1)的区间，由于在接下来的区间中的区段B(k+2)存在分支点，且分支目标的车道L5为目的地的方向，所以将与该车道L5相邻的车道L4设定为目标车道。

自动驾驶控制部120的本车位置识别部122基于保存于存储部180的高精度地图信息182和从探测器20、雷达30、相机40、导航装置50、或车辆传感器60输入的信息，来识别本车辆M正在行驶的车道(行驶车道)。

例如，本车位置识别部122通过比较从高精度地图信息182识别出的道路划分线的图案(例如实线与虚线的排列)、以及从由相机40拍摄到的图像识别的本车辆M的周边的道路划分线的图案，从而识别目标车道为哪个车道。在该识别中，也可以加进从导航装置50取得的本车辆M的位置、由INS处理的处理结果。

另外，本车位置识别部122基于高精度地图信息182和来自各种传感器的信息，来识别本车辆M相对于识别出的行驶车道的相对位置。

图4是表示由本车位置识别部122识别出本车辆M相对于目标车道L1的相对位置的情形的图。本车位置识别部122例如将本车辆M的基准点(例如重心或后轮轴中心)从目标车道中央CL的偏离OS、以及本车辆M的行进方向相对于连结目标车道中央CL的线所成的角度θ识别为本车辆M相对于目标车道L1的相对位置。

需要说明的是，也可以代替该情况，本车位置识别部122将本车辆M的基准点相对于本车道L1的任一侧端部的位置等识别为本车辆M相对于目标车道的相对位置。由本车位置识别部122识别出的本车辆M的相对位置向目标车道设定部110提供。

外界识别部124基于从探测器20、雷达30、相机40等输入的信息，来识别周边车辆的位置、速度、加速度等状态。

周边车辆例如是在本车辆M的周边行驶的车辆，且是向与本车辆M相同的方向行驶的车辆。周边车辆的位置既可以通过其他车辆的重心、角部等基准点来表示，也可以通过由其他车辆的轮廓表现的区域来表示。

周边车辆的“状态”可以包含有基于上述各种设备的信息而掌握的周边车辆的加速度、是否正在进行车道变更(或是否要进行车道变更)。

另外，除了周边车辆之外，外界识别部124还可以识别护栏、电线杆、驻车车辆、行人及其他的物体的位置。

行动计划生成部126设定自动驾驶的出发地点及/或自动驾驶的目的地。自动驾驶的出发地点既可以是本车辆M的当前位置，也可以是进行指示自动驾驶的操作的地点。行动计划生成部126参照目标车道信息184，在其出发地点与自动驾驶的目的地之间的区间生成行动计划。需要说明的是，不限定于此，行动计划生成部126也可以对任意的区间生成行动计划。

行动计划例如由依次执行的多个事件构成。

事件中例如包括使本车辆M减速的减速事件、使本车辆M加速的加速事件、使本车辆M以不脱离目标车道的方式行驶的行车道保持事件、使目标车道变更的车道变更事件、使本车辆M赶超前行车辆的赶超事件、使本车辆M在分支点处变更为所期望的车道或以不脱离当前的目标车道的方式行驶的分支事件、使本车辆M在用于向干线汇合的汇合车道上加减速并变更目标车道的汇合事件等。

在对由目标车道设定部110设定的目标车道进行切换的部位，行动计划生成部126设定车道变更事件、分支事件或汇合事件。

由行动计划生成部126生成的表示行动计划的信息作为行动计划信息186而保存于存储部180。

另外，行动计划生成部126基于本车辆M当前正在行驶的行驶车道与由目标车道设定部110设定的目标车道的相邻关系，来暂时将其他车道设定为目标车道。以下，将暂时设定为目标车道的其他车道称为“暂定目标车道”并进行说明。

例如，在参照目标车道信息184而与行驶车道隔开一个或多个车道地设定了目标车道的情况下，行动计划生成部126将位于行驶车道与目标车道之间的车道设定为暂定目标车道。

行动计划生成部126可以对设定了暂定目标车道的区间设定多个事件候补。然后，行动计划生成部126基于由外界识别部识别出的周边车辆的状态、障碍物等物体的有无，从对该区间设定的多个事件的候补中选择一个事件。

即，行动计划生成部126针对设定了暂定目标车道的区间，预先将根据周围的状况而存在实施的可能性的所有的事件设定为候补，通过基于由外界识别部识别的识别结果来从这些候补中选择适时事件，从而动态地变更行动计划。

例如，在车辆行驶中，在由外界识别部124识别出的周边车辆的速度超过阈值、或在与本车道相邻的车道上行驶的周边车辆的移动方向朝向本车道方向的情况下，行动计划生成部126从预先设定的事件的候补中选择适当的事件。

例如，在设定了车道变更事件的情况下，在根据外界识别部124的识别结果判明了在该行车道保持事件中从车道变更目标的车道后方有车辆以阈值以上的速度行进过来的情况下，行动计划生成部126可以从预先设定的事件的候补中选择减速事件、行车道保持事件等，并将要实施的事件变更为选择出的事件。

图5是对比作为比较例的未设定暂定目标车道的场景、以及作为本实施方式的设定了暂定目标车道的场景的图。图5中(a)表示未设定暂定目标车道的比较例，图5中(b)表示本实施方式的一例。

例如，在图5中(a)的比较例中，在想要使本车辆M从支线L1移动到干线的车道L3的情况下，按车道L1、L2、L3的顺序来设定目标车道。

在这样的情况下，例如在从目标车道从车道L1切换为L2的时机t1起，到接下来将目标车道从车道L2切换为车道L3的时机t3为止的期间，将本车辆M控制成与车道L2汇合。

然而，由于汇合的时机取决于在车道L2上行驶的周边车辆的速度、车辆间的车间距离等，所以往往有可能产生即使在时机t3的时间点也无法向该车道移动的情况。

另外，有时使本车辆M按照目标车道的切换时机进行行驶而进行强制性的汇合、车道变更等，有时会给本车辆M的车辆乘客带来恐怖感。

另外，即使在切换目标车道的时机t3以前能够从车道L2向车道L3进行车道变更的情况下，也需要等待事件的实施，直到成为预先设定的时刻(该情况t3)。

与此相对，在图5中(b)的本实施方式中，在设定为目标车道的车道存在多个的情况下，目标车道设定部110不考虑车道彼此的相邻关系而仅将最终要到达的车道设定为目标车道，行动计划生成部126将到由目标车道设定部110设定的目标车道为止的其他车道设定为暂定目标车道。因此，能够使各个事件的实施时机具有一定的幅宽。

例如，相对于车道L2的汇合事件只要在时刻t4之前进行即可，将本车辆M控制成在到时刻t4为止的期间的任意的时机与暂定目标车道L2汇合。对于该期间，由于不仅设定有汇合事件而且设定有行车道保持等其他事件，所以能够进行如下的运用：预先暂时性地实施行车道保持，直到成为适当的汇合时机为止。

另外，相对于车道L3的车道变更事件只要在实施了汇合事件的时机以后进行即可，例如，在时刻t2的时机进行了汇合事件的情况下，将本车辆M控制成在时刻t2以后的任意的时机向本来的目标车道L3进行车道变更。

因此，在时刻t2以后，不需要立即进行车道变更事件，可以适当地实施行车道保持事件等。

由此，车辆控制系统100能够通过在到目的地为止的路径上灵活地选择车道来提高行动计划的实现性。

另外，车辆控制系统100能够根据行驶时的周围的状况而逐一精细地变更行驶车道。因此，能够更安全地使本车辆M进行自动行驶。

图6是表示对某区间生成的行动计划的一例的图。

如图6所示，行动计划生成部126生成为了使本车辆M在目标车道信息184所示的目标车道上行驶而需要的行动计划。此时，行动计划生成部126在暂定目标车道上设定多个事件候补，并根据周围的状况来动态地变更事件。

图7是表示轨道生成部130的结构的一例的图。轨道生成部130例如具备行驶形态决定部132、轨道候补生成部134、评价-选择部136、以及车道变更控制部138。

行驶形态决定部132在实施行车道保持事件时，决定定速行驶、追随行驶、减速行驶、转弯行驶、障碍物躲避行驶等中的任一个行驶形态。

例如，在本车辆M的前方不存在其他车辆的情况下，行驶形态决定部132将行驶形态决定为定速行驶。

另外，在追随着前行车辆进行行驶那样的情况下，行驶形态决定部132将行驶形态决定为追随行驶。

另外，在由外界识别部124识别出前行车辆的减速的情况下、实施停车、驻车等事件的情况下，行驶形态决定部132将行驶形态决定为减速行驶。

另外，在由外界识别部124识别出本车辆M来到弯路的情况下，行驶形态决定部132将行驶形态决定为转弯行驶。

另外，在由外界识别部124在本车辆M的前方识别出障碍物的情况下，行驶形态决定部132将行驶形态决定为障碍物躲避行驶。

轨道候补生成部134基于由行驶形态决定部132决定的行驶形态来生成轨道的候补。本实施方式的轨道是本车辆M的基准点(例如重心、后轮轴中心)按将来的规定时间(或按规定行驶距离)而要到达的目标位置(轨道点)的集合。

轨道候补生成部134至少基于由外界识别部124识别出的存在于本车辆M的前方的对象OB的速度、以及本车辆M与对象OB的距离，来算出本车辆M的目标速度。

轨道候补生成部134基于算出的目标速度而生成一个以上的轨道。对象OB包括前行车辆、汇合地点、分支地点、目标地点等地点、障碍物等物体等。

图8是表示由轨道候补生成部134生成的轨道的候补的一例的图。

需要说明的是，在图8及后述的图9中，仅表记为有可能设定有多个的轨道的候补中的代表性的轨道或由评价-选择部136选择的轨道来进行说明。如图8中(A)所示，例如，轨道候补生成部134以本车辆M的当前位置为基准，设定从当前时刻起每当经过规定时间Δt时的K(1)、K(2)、K(3)、…这样的轨道点。以下，在不区分这些轨道点的情况下，有时仅将这些轨道点记为“轨道点K”。

在由行驶形态决定部132将行驶形态决定为定速行驶的情况下，如图8中(A)所示，轨道候补生成部134等间隔地设定多个轨道点K。在生成这样的简单的轨道的情况下，轨道候补生成部134可以仅生成一个轨道。

在由行驶形态决定部132将行驶形态决定为减速行驶的情况下(也包括在追随行驶中前行车辆减速了的情况)，如图8中(B)所示，轨道候补生成部134以越是到达的时刻较早的轨道点K则越扩大间隔、越是到达的时刻较晚的轨道点K则越缩窄间隔的方式生成轨道。在该情况下，有时将前行车辆设定为对象OB，或将前行车辆以外的汇合地点、分支地点、目标地点等地点、障碍物等设定为对象OB。由此，由于从本车辆M起的到达的时刻较晚的轨道点K会靠近本车辆M的当前位置，所以后述的行驶控制部160使本车辆M减速。

在由行驶形态决定部132将行驶形态决定为转弯行驶的情况下，如图8中(C)所示，轨道候补生成部134根据道路的曲率，一边变更本车辆M的相对于行进方向的横向位置(车道宽度方向的位置)，一边配置多个轨道点K。

另外，如图8中(D)所示，在本车辆M的前方的道路上存在人、停止车辆等障碍物OB的情况下，轨道候补生成部134以躲避该障碍物OB地行驶的方式配置多个轨道点K。

评价-选择部136例如以计划性和安全性这两个观点，对由轨道候补生成部134生成的轨道的候补进行评价，并选择向行驶控制部160输出的轨道。从计划性的观点出发，例如在相对于已经生成的计划(例如行动计划)的追随性高且轨道的全长短的情况下，轨道的评价较高。例如，在期望向右方进行车道变更的情况下，暂时向左方进行车道变更后返回的这样的轨道的评价较低。从安全性的观点出发，例如本车辆M与物体(周边车辆等)的距离越远，加减速度、转向角的变化量等越小，则评价越高。

在实施车道变更事件、分支事件、汇合事件等情况下，即在进行广义的车道变更的情况下，车道变更控制部138进行动作。

图9是表示在实施车道变更事件的情况下执行的处理的流程的一例的流程图。一边参照图9及图10，一边对处理进行说明。

首先，车道变更控制部138从在与本车辆M行驶的车道(本车道)相邻的相邻车道且车道变更目标的相邻车道上行驶的周边车辆中选择两台周边车辆，并将目标位置TA设定在上述周边车辆之间(步骤S100)。

以下，将在相邻车道上在目标位置TA的紧前方行驶的周边车辆称为前方基准车辆mB，将在相邻车道上在目标位置TA的紧后方行驶的周边车辆称为后方基准车辆mC来进行说明。目标位置TA是基于本车辆M与前方基准车辆mB及后方基准车辆mC之间的位置关系的相对的位置。

图10是表示设定目标位置TA的情形的图。在图10中，mA表示前行车辆，mB表示前方基准车辆，mC表示后方基准车辆。另外，箭头d表示本车辆M的行进(行驶)方向，L1表示本车道，L2表示相邻车道。

在图10的例子的情况下，车道变更控制部138在相邻车道L2上将目标位置TA设定于前方基准车辆mB与后方基准车辆mC之间。

接下来，车道变更控制部138判定是否满足如下的一次条件(步骤S102)，所述一次条件用于判定是否能够向目标位置TA(即，前方基准车辆mB与后方基准车辆mC之间)进行车道变更。

一次条件例如为：周边车辆连一部分都不存在于设置于相邻车道的禁止区域RA，且本车辆M与前方基准车辆mB及后方基准车辆mC之间的TTC分别都比阈值大。

需要说明的是，该判定条件是将目标位置TA设定在本车辆M的侧方的情况的一例。

在不满足一次条件的情况下，车道变更控制部138使处理返回到步骤S100，并再次设定目标位置TA。

此时，也可以通过等待到能够设定满足一次条件那样的目标位置TA的时机，或变更目标位置TA，由此进行用于向目标位置TA的侧方移动的速度控制。

如图10所示，车道变更控制部138例如将本车辆M投影到车道变更目标的车道L2，并设定在前后具有些许富余距离的禁止区域RA。将禁止区域RA设定为从车道L2的横向的一端延伸到另一端的区域。

在禁止区域RA内不存在周边车辆的情况下，车道变更控制部138例如假定延伸线FM及延伸线RM，所述延伸线FM及延伸线RM是设想将本车辆M的前端及后端延伸到车道变更目标的车道L2侧而得到的线。

车道变更控制部138算出延伸线FM与前方基准车辆mB的碰撞富余时间TTC(B)、及延伸线RM与后方基准车辆mC的后方基准车辆TTC(C)。

碰撞富余时间TTC(B)是通过使延伸线FM与前方基准车辆mB的距离除以本车辆M与前方基准车辆mB的相对速度而导出的时间。

碰撞富余时间TTC(C)是通过使延伸线RM与后方基准车辆mC的距离除以本车辆M与后方基准车辆mC的相对速度而导出的时间。

在碰撞富余时间TTC(B)比阈值Th(B)大且碰撞富余时间TTC(C)比阈值Th(C)大的情况下，轨道候补生成部134判定为满足一次条件。

阈值Th(B)与阈值Th(C)既可以是相同的值，也可以是不同的值。

在满足一次条件的情况下，车道变更控制部138使轨道候补生成部134生成用于车道变更的轨道的候补(步骤S104)。

图11是表示生成用于车道变更的轨道的情形的图。例如，轨道候补生成部134假定前行车辆mA、前方基准车辆mB及后方基准车辆mC以规定的速度模型进行行驶，并基于上述三台车辆的速度模型和本车辆M的速度，以使本车辆M不与前行车辆mA干涉或接触且使本车辆M在将来的某时刻位于前方基准车辆mB与后方基准车辆mC之间的方式生成轨道的候补。

例如，轨道候补生成部134使用样条曲线等多项式曲线平滑地连结从当前的本车辆M的位置起到将来的某时刻下的前方基准车辆mB的位置、车道变更目标的车道的中央且车道变更的结束地点，并在该曲线上以等间隔或不等间隔配置规定个数的轨道点K。

此时，轨道候补生成部134以将轨道点K的至少一个配置在目标位置TA内的方式生成轨道。

在不满足一次条件的情况下，车道变更控制部138可以返回到上述S100的处理并重新设定目标位置TA。

车道变更控制部138例如将在设定目标位置TA时所参照的后方基准车辆mC设定为新的前方基准车辆mB，并且将存在于该重新设定的前方基准车辆mB的后方的车辆设定为新的后方基准车辆mC，从而在再次设定的前方基准车辆mB与后方基准车辆mC之间再设定目标位置TA。

需要说明的是，同样地，车道变更控制部138可以将在设定目标位置TA时所参照的前方基准车辆mB设定为新的后方基准车辆mC，并且将存在于该重新设定的后方基准车辆mC的前方的车辆设定为新的前方基准车辆mB，从而在再次设定的前方基准车辆mB与后方基准车辆mC之间再设定目标位置TA。

由此，轨道候补生成部134生成使本车辆M向再次设定的前方基准车辆mB与后方基准车辆mC之间进行车道变更的轨道。

接下来，评价-选择部136判定是否成功地生成了满足设定条件的轨道的候补(步骤S106)。设定条件例如为从前述的计划性、安全性的观点出发而得到的阈值以上的评价值。

在成功地生成了满足设定条件的轨道的候补的情况下，评价-选择部136例如选择评价值最高的轨道的候补，并向行驶控制部160输出轨道的信息，使车道变更被实施(步骤S108)。

另一方面，在未能够生成满足设定条件的轨道的情况下，使处理返回到步骤S100。此时，也可以与在步骤S102中得到否定性的判定的情况同样地，进行成为等待状态或再次设定目标位置TA的处理。

行驶控制部160对驱动力输出装置90、转向装置92及制动装置94进行控制，以使本车辆M按照预定的时刻通过由轨道候补生成部134生成的轨道。

切换控制部170除了基于从切换开关80输入的驾驶模式指定信号来切换驾驶模式之外，也基于对操作器件70指示加速、减速或转向的操作来切换驾驶模式。

例如，在从操作检测传感器72输入的操作量超过阈值的状态持续基准时间以上的情况下，切换控制部170从自动驾驶模式切换为手动驾驶模式。

另外，切换控制部170在自动驾驶的目的地附近将驾驶模式从自动驾驶模式切换为手动驾驶模式。

在从手动驾驶模式向自动驾驶模式切换的情况下，切换控制部170基于从切换开关80输入的驾驶模式指定信号来进行该切换。另外，也可以是，在从自动驾驶模式切换为了手动驾驶模式之后，在规定时间的期间未检测到对操作器件70指示加速、减速或转向的操作的情况下，进行恢复为自动驾驶模式这样的控制。

以下，对实施方式的自动驾驶控制部120的一系列的处理进行说明。图12是表示实施方式的自动驾驶控制部120的处理的流程的一例的流程图。

首先，行动计划生成部126从存储部180读出规定区段B(n)的量(例如2km的量)的目标车道信息184(步骤S200)，并判定由本车位置识别部122识别出的行驶车道与由目标车道信息184设定的目标车道是否一致(步骤S202)。

在行驶车道与目标车道一致的情况下，自动驾驶控制部120实施车道保持(步骤S204)。

另一方面，在行驶车道与目标车道不一致的情况下，行动计划生成部126判定与行驶车道相邻的相邻车道是否为目标车道(步骤S206)。

在相邻车道为目标车道的情况下，自动驾驶控制部120使本车辆M从行驶车道向作为目标车道的相邻车道进行车道变更(步骤S208)。

另一方面，在相邻车道不是目标车道的情况下，由于在行驶车道与目标车道之间至少存在一个以上的车道，所以行动计划生成部126将之间的相邻车道设定为暂定目标车道(步骤S210)。

接下来，自动驾驶控制部120使本车辆M从行驶车道向作为暂定目标车道的相邻车道进行车道变更，直到从暂定目标车道切换为本来的目标车道的时机为止(步骤S212)。

接下来，行动计划生成部126进行等待，直到完成向暂定目标车道的车道变更(步骤S214)，在完成向暂定目标车道的车道变更时，使处理返回到上述步骤S206。

由此，在行驶车道与目标车道之间依然存在车道的情况下，自动驾驶控制部120将行驶车道的相邻车道设定为暂定目标车道，并反复进行车道变更，直到到达由目标车道设定部110设定的目标车道为止。

接下来，自动驾驶控制部120参照目标车道信息184来判定由本车位置识别部122识别出的本车辆M的当前位置是否为区段B(n)的终端地点(步骤S216)，在不是区段B(n)的终端地点的情况下，返回到上述步骤S202的处理，在是区段B(n)的终端地点的情况下，结束本流程图的处理。

根据以上说明的实施方式，车辆控制系统具备：目标车道设定部110，其在多个车道中的任一方不考虑车道彼此的相邻关系地设定使本车辆M行驶的目标车道；行动计划生成部126，其在本车辆M正在行驶的行驶车道与由目标车道设定部110设定的目标车道之间存在其他车道的情况下，将其他车道设定为暂定目标车道；以及控制部(例如轨道候补生成部134、车道变更控制部138及行驶控制部160)，其至少对本车辆M的转向自动地进行控制，以使本车辆M在目标车道或暂定目标车道上行驶。由此，能够根据行驶时的状况而灵活地选择行驶的车道。

以上，使用实施方式对本发明的具体实施方式进行了说明，但本发明丝毫不限定于这样的实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够加入各种变形及替换。

附图标记说明

20…探测器、30…雷达、40…相机、50…导航装置、60…车辆传感器、62…显示部、64…扬声器、70…操作器件、72…操作检测传感器、75…通信装置、80…切换开关、90…驱动力输出装置、92…转向装置、94…制动装置、100…车辆控制系统、110…目标车道设定部、120…自动驾驶控制部、122…本车位置识别部、124…外界识别部、126…行动计划生成部、130…轨道生成部、132…行驶形态决定部、134…轨道候补生成部、136…评价-选择部、138…车道变更控制部、160…行驶控制部、170…切换控制部、180…存储部、M…本车辆。

Claims (6)

1.一种车辆控制系统，其中，

所述车辆控制系统具备：

第一设定部，其基于到设定的目的地为止的路径，来设定使本车辆行驶的目标车道；

第二设定部，在所述本车辆正在行驶的行驶车道与由所述第一设定部设定的所述目标车道之间存在车道的情况下，所述第二设定部将存在于所述行驶车道与所述目标车道之间的车道暂时设定为所述目标车道；以及

控制部，其至少对所述本车辆的转向自动地进行控制，以便在由所述第一设定部或所述第二设定部设定的所述目标车道上行驶。

2.根据权利要求1所述的车辆控制系统，其中，

在所述行驶车道与由所述第一设定部或所述第二设定部设定的所述目标车道不同的情况下，所述控制部至少对所述本车辆的转向自动地进行控制，来使所述本车辆从所述行驶车道向由所述第一设定部或所述第二设定部设定的所述目标车道进行车道变更。

3.根据权利要求2所述的车辆控制系统，其中，

所述控制部在使所述本车辆向由所述第二设定部暂时设定为目标车道的所述车道进行车道变更之后，使所述本车辆向由所述第一设定部设定的目标车道进行车道变更。

4.根据权利要求2或3所述的车辆控制系统，其中，

在所述控制部使所述本车辆向由所述第二设定部暂时设定为目标车道的所述车道进行车道变更之后，在所述行驶车道与由所述第一设定部设定的目标车道之间依然存在车道的情况下，所述第二设定部将存在于所述行驶车道与由所述第一设定部设定的目标车道之间的车道暂时设定为所述目标车道。

5.一种用于车辆控制的计算机安装方法，其中，

所述用于车辆控制的计算机安装方法包括如下处理：

基于到设定的目的地为止的路径，来设定使本车辆行驶的目标车道；

在所述本车辆正在行驶的行驶车道与所述设定的所述目标车道之间存在车道的情况下，将存在于所述行驶车道与所述目标车道之间的车道暂时设定为所述目标车道；以及

至少对所述本车辆的转向自动地进行控制，以便在所述设定的所述目标车道上行驶。

6.一种车辆控制程序，其中，

所述车辆控制程序使车载计算机进行如下处理：

基于到设定的目的地为止的路径，来设定使本车辆行驶的目标车道；

在所述本车辆正在行驶的行驶车道与所述设定的所述目标车道之间存在车道的情况下，将存在于所述行驶车道与所述目标车道之间的车道暂时设定为所述目标车道；以及

至少对所述本车辆的转向自动地进行控制，以便在所述设定的所述目标车道上行驶。