CN108778882B - 车辆控制装置、车辆控制方法及存储介质 - Google Patents

车辆控制装置、车辆控制方法及存储介质 Download PDF

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Abstract

车辆控制装置(100)具备：第一轨道生成部(110)，其以第一周期执行处理，并生成作为本车辆的将来的目标轨道的第一轨道；第二轨道生成部(120)，其在从本车辆基于外部环境而停止或低速行驶的状态起使本车辆加速的情况下，生成比所述第一轨道更早地使本车辆起步的所述第二轨道；以及行驶控制部(130)，其基于由所述第二轨道生成部(120)生成的所述第二轨道，来控制所述本车辆的行驶。

Description

车辆控制装置、车辆控制方法及存储介质
技术领域
本发明涉及车辆控制装置、车辆控制方法及存储介质。
本申请基于在2016年3月15日申请的日本国特愿2016-051331号而主张优先权，并将其内容援引于此。
背景技术
近些年，关于以使本车辆沿着直至目的地为止的路径自动地行驶的方式进行控制的技术的研究不断进展。与此相关联而已知有一种驾驶支援装置，其具备：指示机构，其通过驾驶员的操作来指示本车辆的自动驾驶的开始；设定机构，其设定自动驾驶的目的地；决定机构，其在由驾驶员操作了所述指示机构的情况下，基于是否设定了所述目的地来决定自动驾驶的模式；以及控制机构，其基于由所述决定机构决定的所述自动驾驶的模式来进行车辆行驶控制，其中，所述决定机构在未设定所述目的地的情况下，将所述自动驾驶的模式决定为沿着所述本车辆的当前的行驶道路行驶的自动驾驶或自动停车(例如，参照专利文献1)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2011/158347号
发明要解决的课题
然而，在以往的技术中，有时无法响应性良好地进行从特定场景的起步。
发明内容
本发明的方案的目的之一在于，提供一种能够响应性良好地进行从特定场景的起步的车辆控制装置、车辆控制方法及存储介质。
用于解决课题的方案
(1)本发明的一方案的车辆控制装置具备：第一轨道生成部，其以第一周期执行处理，并生成作为本车辆的将来的目标轨道的第一轨道；第二轨道生成部，其以比所述第一周期短的第二周期执行处理，并基于所述第一轨道来生成第二轨道，并且在从本车辆基于外部环境而停止或低速行驶的状态起使本车辆加速的情况下，生成比所述第一轨道更早地使本车辆起步的所述第二轨道；以及行驶控制部，其基于由所述第二轨道生成部生成的所述第二轨道，来控制所述本车辆的行驶。
(2)在上述(1)的方案的基础上，也可以是，所述第一轨道生成部及所述第二轨道生成部以安全性指标和计划性指标这两个基准来对轨道进行评价，并选择所评价的轨道中的高评价的轨道，所述安全性指标是对包括所述本车辆与周边物体的间隔的要素进行评价的指标，所述计划性指标是对包括向由上位生成的轨道追随的追随性的要素进行评价的指标。
(3)在上述(1)或(2)的方案的基础上，也可以是，所述第一轨道的对象期间比所述第二轨道的对象期间长。
(4)在上述(1)至(3)中任一项的方案的基础上，也可以是，所述第一轨道生成部在从所述本车辆起步起经过了规定时间之后，以接近由所述第二轨道生成部生成的第二轨道的方式生成所述第一轨道。
(5)在上述(1)至(3)中任一项的方案的基础上，也可以是，所述第一轨道生成部在从所述本车辆起步起行驶了规定距离之后，以接近由所述第二轨道生成部生成的第二轨道的方式生成所述第一轨道。
(6)本发明的一方案的车辆控制方法包括如下处理：以第一周期执行处理，并生成作为本车辆的将来的目标轨道的第一轨道；以比所述第一周期短的第二周期执行处理，并基于所述第一轨道来生成第二轨道，在从本车辆基于外部环境而停止或低速行驶的状态起使本车辆加速的情况下，生成比所述第一轨道更早地使本车辆起步的所述第二轨道；以及基于所述生成的所述第二轨道，来控制所述本车辆的行驶。
(7)本发明的一方案的存储介质存储有车辆控制程序，该车辆控制程序使计算机进行如下处理：以第一周期执行处理，并生成作为本车辆的将来的目标轨道的第一轨道；以比所述第一周期短的第二周期执行处理，并基于所述第一轨道来生成第二轨道，在从本车辆基于外部环境而停止或低速行驶的状态起使本车辆加速的情况下，生成比所述第一轨道更早地使本车辆起步的所述第二轨道；以及基于所述生成的所述第二轨道，来控制所述本车辆的行驶。
发明效果
根据上述(1)、(3)、(6)及(7)的方案，第二轨道生成部以比第一周期短的第二周期执行处理，并基于第一轨道来生成第二轨道，并且在从本车辆基于外部环境而停止或者低速行驶的状态起使本车辆加速的情况下，比第一轨道更早地使本车辆起步，由此能够响应性良好地进行从特定场景的起步。
根据上述(2)的方案，第一轨道生成部及第二轨道生成部以安全性指标和计划性指标这两个基准来对轨道进行评价，并选择所评价的轨道中的高评价的轨道，所述安全性指标是对本车辆与周边物体的间隔进行评价的指标，所述计划性指标是对包括向由上位生成的轨道追随的追随性的要素进行评价的指标，由此能够选择更适当的轨道。
根据上述(4)及(5)的方案，第一轨道生成部以接近由第二轨道生成部生成的第二轨道的方式生成第一轨道，由此能够以使本车辆更顺利地行驶的方式控制本车辆。
附图说明
图1是表示搭载有车辆控制装置的本车辆所具有的构成要素的图。
图2是以车辆控制装置为中心的本车辆的功能结构图。
图3是表示由本车位置识别部识别本车辆相对于行驶车道的相对位置的情形的图。
图4是表示针对某区间生成的行动计划的一例的图。
图5是表示由第一轨道生成部生成的轨道的一例的图。
图6是表示在直线形状的道路上生成的行驶轨道(样条曲线)的一例的图。
图7是表示基于安全性指数及计划性指数得到的轨道判定的基准的一例的图。
图8是表示本车辆与周边车辆的位置关系的一例的图。
图9是表示第一预测部预测到的周边车辆的位置关系的一例的图。
图10是表示本车辆进行车道变更的情况下的本车辆与周边车辆的位置关系的一例的图。
图11是表示第一轨道候补生成部生成轨道的情形的图。
图12是表示未预测的人突然出现在本车辆M预定行驶的轨道附近的情况下的一例的图。
图13是表示由第二轨道生成部执行的处理的流程的流程图。
图14是用于说明生成用于使本车辆响应性良好地起步的第二轨道的处理的图。
图15是表示本车辆从因信号而停止的状态起步的情况下的行为的一例的图。
图16是用于对不适用本实施方式的车辆控制装置的情况和适用本实施方式的车辆控制装置的情况的处理的详情进行说明的图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的车辆控制装置、车辆控制方法及存储介质的实施方式进行说明。
[车辆结构]
图1是表示搭载有实施方式的车辆控制装置100的车辆(以下，称作本车辆M)所具有的构成要素的图。搭载有车辆控制装置100的车辆例如是二轮、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、兼具备内燃机及电动机的混合动力机动车等。另外，上述的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出的电力来进行驱动。
如图1所示，在本车辆M上搭载有探测器20-1～20-7、雷达30-1～30-6及相机40等传感器、导航装置50、以及上述的车辆控制装置100。
探测器20-1～20-7例如是测定相对于照射光的散射光来测定直至对象为止的距离的LIDAR(Light Detection and Ranging或者Laser Imaging Detection andRanging)。例如，探测器20-1安装于前格栅等，探测器20-2及探测器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。上述的探测器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。
上述的雷达30-1及雷达30-4例如是进深方向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是比雷达30-1及雷达30-4的进深方向的检测区域窄的中距离毫米波雷达。以下，在不对探测器20-1～20-7进行特别区分的情况下，仅记载为“探测器20”，在不对雷达30-1～30-6进行特别区分的情况下，仅记载为“雷达30”。雷达30例如通过FM-CW(Frequency Modulated Continuous Wave)方式来检测物体。
相机40例如是利用了CCD(Charge Coupled Device)、CMOS(Complementary MetalOxide Semiconductor)等固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例如周期性地反复对本车辆M的前方进行拍摄。
需要说明的是，如图1所示的结构只是一例，可以省略结构的一部分，也可以进一步追加其他的结构。
图2是以车辆控制装置100为中心的本车辆M的功能结构图。在本车辆M上除了探测器20、雷达30及相机40之外，还搭载有导航装置50、车辆传感器60、操作器件70、操作检测传感器72、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、以及车辆控制装置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。
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通过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导出的路径作为路径信息154保存于存储部150。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)来确定或补充。
另外，导航装置50在车辆控制装置100执行手动驾驶模式时，通过声音、导航显示来对直至目的地的路径进行引导。
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持有的智能手机、平板终端等终端装置的一个功能来实现。在该情况下，在终端装置与车辆控制装置100之间通过无线或有线的通信来进行信息的收发
车辆传感器60包括检测速度的速度传感器、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。
操作器件70例如包括油门踏板、转向盘、制动踏板、变速杆等。在操作器件70上安装有检测驾驶员进行的操作的有无、操作量的操作检测传感器72。操作检测传感器72例如包括油门开度传感器、转向转矩传感器、制动传感器、档位传感器等。
操作检测传感器72将作为检测结果的油门开度、转向转矩、制动踩踏量、档位等向行驶控制部130输出。需要说明的是，也可以代替于此，将操作检测传感器72的检测结果直接向驱动力输出装置90、转向装置92或制动装置94输出。
切换开关80是由驾驶员等操作的开关。切换开关80例如可以是设置于转向盘、装饰物(前围板)等的机械式的开关，也可以是设置于导航装置50的触摸面板的GUI(Graphical User Interface)开关。切换开关80接受驾驶员等的操作，生成将由行驶控制部130控制的控制模式指定为自动驾驶模式或手动驾驶模式中的任一方的控制模式指定信号，并向控制切换部140输出。
如上所述，自动驾驶模式是指在驾驶员不进行操作(或者与手动驾驶模式相比，操作量小或操作频率低)的状态下行驶的驾驶模式，更具体而言，是基于行动计划来控制驱动力输出装置90、转向装置92及制动装置94中的一部分或全部的驾驶模式。
例如在本车辆M是以内燃机为动力源的机动车的情况下，驱动力输出装置90具备发动机及控制发动机的发动机ECU(Electronic Control Unit)。另外，在本车辆M是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是混合动力机动车的情况下，驱动力输出装置90具备发动机及发动机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130输入的信息，来调整发动机的节气门开度、档级等，并输出用于使车辆行驶的行驶驱动力(转矩)。
另外，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130输入的信息来调整向行驶用马达施加的PWM信号的占空比，并输出上述的行驶驱动力。
另外，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这双方按照从行驶控制部130输入的信息而彼此协调地对行驶驱动力进行控制。
转向装置92例如具备电动马达。电动马达例如使力作用于齿条-小齿轮机构来变更转向轮的朝向。
转向装置92按照从行驶控制部130输入的信息来驱动电动马达，变更转向轮的朝向。
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130输入的信息来对电动马达进行控制，并将与制动操作对应的制动转矩向各车轮输出。
电动伺服制动装置也可以具备将通过制动踏板的操作而产生的液压经由主液压缸向液压缸传递的机构来作为备用。
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130输入的信息来对致动器进行控制，从而将主液压缸的液压向液压缸传递。
另外，制动装置94也可以包括再生制动器。该再生制动器利用由可能包含于驱动力输出装置90的行驶用马达发出的电力。
[车辆控制装置]
以下，对车辆控制装置100进行说明。车辆控制装置100例如具备本车位置识别部102、外界识别部104、行动计划生成部106、第一轨道生成部110、第二轨道生成部120、行驶控制部130、控制切换部140及存储部150。
本车位置识别部102、外界识别部104、行动计划生成部106、第一轨道生成部110、第二轨道生成部120、行驶控制部130及控制切换部140中的一部分或全部是通过CPU(Central Processing Unit)等处理器执行程序来发挥功能的软件功能部。另外，它们中的一部分或全部也可以是LSI(Large Scale Integration)、ASIC(ApplicationSpecificIntegrated Circuit)等硬件功能部。
另外，存储部150由ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、HDD(Hard Disk 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150，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有该程序的可移动型存储介质装配于未图示的驱动装置来安装于存储部150。
本车位置识别部102基于保存于存储部150的地图信息152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正行驶的车道(行驶车道)及本车辆M相对于行驶车道的相对位置。
地图信息152例如是比导航装置50所具有的导航地图精度高的地图信息，包括车道的中央的信息或者车道的边界的信息等。
更具体而言，地图信息152中包括道路信息、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。
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、高度的三维坐标)、车道的转弯的曲率、车道的汇合及分支点的位置、设置于道路的标识等信息。
交通限制信息中包括因施工、交通事故、拥堵等而车道被封锁这样的信息。
图3是表示由本车位置识别部102识别本车辆M相对于行驶车道L1的相对位置的情形的图。本车位置识别部102例如识别本车辆M的基准点(例如重心、后轮轴中心等)从行驶车道中央CL的偏离OS、以及本车辆M的行进方向相对于将行驶车道中央CL相连的线所成的角度θ，来作为本车辆M相对于行驶车道L1的相对位置。
需要说明的是，也可以代替此，本车位置识别部102识别本车辆M的基准点相对于行驶车道L1的任一侧端部的位置等，来作为本车辆M相对于行驶车道的相对位置。
外界识别部104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及速度、加速度等状态。
本实施方式中的周边车辆是指在本车辆M的周边行驶且向与本车辆M相同的方向行驶的车辆。周边车辆的位置可以由周边车辆的重心、角部等代表点来表示，也可以通过由周边车辆的轮廓表现出的区域来表示。
周边车辆的“状态”可以包括基于上述各种设备的信息而掌握的周边车辆的加速度、是否正进行车道变更(或者是否要进行车道变更)。
另外，外界识别部104除了周边车辆之外，还可以识别护栏、电线杆、驻车车辆、行人等其他的物体的位置。
行动计划生成部106生成规定的区间中的行动计划。规定的区间例如是指由导航装置50导出的路径中的、通过高速道路等收费道路的区间。需要说明的是，不限定于此，行动计划生成部106可以针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以不脱离行驶车道的方式行驶的行车道保持事件、使行驶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在分支点处向所期望的车道变更或者以不脱离当前的行驶车道的方式行驶的分支事件、在用于向主线汇合的汇合车道上使本车辆M加减速来变更行驶车道的汇合事件等。
例如，在收费道路(例如高速道路等)上存在交叉点(分支点)的情况下，车辆控制装置100在自动驾驶模式下需要变更车道或者维持车道，以使本车辆M向目的地的方向行进。因此，行动计划生成部106在参照地图信息152而判明为在路径上存在交叉点的情况下，在从当前的本车辆M的位置(坐标)到该交叉点的位置(坐标)之间，设定用于向能够朝着目的地的方向行进的所期望的车道进行车道变更的车道变更事件。需要说明的是，表示由行动计划生成部106生成的行动计划的信息作为行动计划信息156而保存于存储部150。
图4是表示针对某区间生成的行动计划的一例的图。如图4所示，行动计划生成部106对在按照直至目的地为止的路径行驶的情况下产生的场景进行分类，并以执行符合各个场景的事件的方式生成行动计划。需要说明的是，行动计划生成部106也可以根据本车辆M的状况变化而动态地变更行动计划。
行动计划生成部106例如也可以基于由外界识别部104识别到的外界的状态来变更(更新)生成的行动计划。通常在车辆行驶的期间，外界的状态不断地变化。尤其是本车辆M在包括多个车道的道路上行驶的情况下，与周边车辆的距离间隔相对地变化。
例如，在前方的车辆施加紧急制动而减速、或者在相邻的车道上行驶的车辆向本车辆M前方插队过来的情况下，本车辆M需要在与前方的车辆的行为、相邻的车道的车辆的行为对应而适当变更速度、车道的同时进行行驶。因此，行动计划生成部106也可以根据上述那样的外界的状态变化来变更按控制区间设定的事件。
具体而言，行动计划生成部106在车辆行驶中由外界识别部104识别到的周边车辆的速度超过阈值、或者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，变更在本车辆M预定行驶的驾驶区间中设定的事件。
例如，在将事件设定为在行车道保持事件之后执行车道变更事件的情况下，在根据外界识别部104的识别结果而判明了在该行车道保持事件中车辆从车道变更目的地的车道后方以阈值以上的速度行进过来的情况下，行动计划生成部106将行车道保持事件的接下来的事件从车道变更向减速事件或行车道保持事件等变更。其结果是，车辆控制装置100即使在外界的状态发生了变化的情况下，也能够使本车辆M安全地自动行驶。
第一轨道生成部110以第一周期执行处理，来生成第一轨道。另外，第一轨道生成部110取得第二轨道生成部120的处理结果，并反映取得的第二轨道生成部120的处理结果来生成第一轨道。
第一轨道生成部110包括预测第一将来状态的第一预测部112、第一轨道候补生成部114及第一评价选择部116。第一预测部112预测本车辆的周边环境的将来的状态。将来的状态例如是指基于地图信息152预测的本车辆M将来可能行驶的道路的状态。道路的状态例如是指车道的增减、车道的分支、转弯的曲率、朝向等。另外，第一预测部112针对由外界识别部104识别到的周边车辆来预测周边车辆的将来的位置变化(参照后述)。
第一轨道候补生成部114基于第一预测部112的预测结果来生成多个第一轨道的候补。第一评价选择部116基于安全性和计划性，从由第一轨道候补生成部114生成的多个轨道中选择本车辆M行驶的第一轨道。关于第一预测部112及第一评价选择部116的处理的具体例子，在后文叙述。
[行车道保持事件]
第一轨道生成部110在由行驶控制部130实施行动计划所包含的行车道保持事件时，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种行驶形态。
例如，第一轨道生成部110在本车辆M的前方不存在周边车辆的情况下，将行驶形态决定为定速行驶。
另外，第一轨道生成部110在相对于前行车辆进行追随行驶那样的情况下，将行驶形态决定为追随行驶。
另外，第一轨道生成部110在由外界识别部104识别到前行车辆的减速的情况、实施停车、驻车等事件的情况下，将行驶形态决定为减速行驶。
另外，第一轨道生成部110在由外界识别部104识别到本车辆M来到了弯路的情况下，将行驶形态决定为转弯行驶。
另外，第一轨道生成部110在由外界识别部104在本车辆M的前方识别到障碍物的情况下，将行驶形态决定为障碍物躲避行驶。
第一轨道生成部110基于决定的行驶形态来生成第一轨道。轨道是指在本车辆M基于由第一轨道生成部110决定的行驶形态进行行驶的情况下，将设想到达的将来的目标位置按规定时间进行采样而得到的点的集合(轨迹)。需要说明的是，第二轨道生成部120生成的第二轨道也同样，第一轨道与第二轨道可以时间的步长不同。另外，第一轨道与第二轨道也可以时间的步长相同而仅生成的周期不同。
第一轨道生成部110至少基于由本车位置识别部102或外界识别部104识别到的存在于本车辆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。第一轨道生成部110基于算出的目标速度来生成第一轨道。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。
以下，对不特别考虑对象OB的存在的情况和考虑对象OB的存在的情况这双方的轨道的生成进行说明。
图5是表示由第一轨道生成部110生成的第一轨道的一例的图。如图5中(A)所示，例如，第一轨道生成部110以本车辆M的当前位置为基准，将从当前时刻起每经过规定时间Δt的K(1)、K(2)、K(3)、…这样的将来的目标位置(轨道点)相连而成的轨道设定为本车辆M的第一轨道。以下，在不对这些目标位置进行区分的情况下，仅记载为“目标位置K”。
例如，目标位置K的个数根据目标时间T来决定。例如，第一轨道生成部110在目标时间T为10秒的情况下，在该10秒的期间，每隔规定时间Δt(例如0.1秒)将目标位置K设定于行驶车道的中央线上，并基于行驶形态来决定这多个目标位置K的配置间隔。第一轨道生成部110例如可以从地图信息152所包含的车道的宽度等信息导出行驶车道的中央线，在行驶车道的中央线预先包含于地图信息152的情况下，也可以从该地图信息152取得行驶车道的中央线。
例如，第一轨道生成部110在将行驶形态决定为定速行驶的情况下，如图5中(A)所示，等间隔地设定多个目标位置K来生成第一轨道。
另外，第一轨道生成部110在将行驶形态决定为减速行驶的情况(也包括在追随行驶中前行车辆减速的情况)下，如图5中(B)所示，以如下方式生成第一轨道：越是到达的时刻较早的目标位置K，间隔越宽，越是到达的时刻较晚的目标位置K，间隔越窄。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，距本车辆M的到达的时刻晚的目标位置K接近本车辆M的当前位置，因此后述的行驶控制部130使本车辆M减速。
在图5(A)、(B)所示那样的状况下，第一轨道候补生成部114能够生成的第一轨道的候补不多，可以仅生成一个第一轨道的候补。在该情况下，第一评价选择部116自动地选择由第一轨道候补生成部114生成的一个第一轨道的候补来作为第一轨道。
另外，如图5中(C)所示，在道路为弯路的情况下，第一轨道生成部110将行驶形态决定为转弯行驶。在该情况下，第一轨道生成部110例如根据道路的曲率，一边变更本车辆M相对于行进方向的横向位置(为车道宽度方向的位置，与行进方向大致正交的方向)一边配置多个目标位置K来生成第一轨道。
另外，如图5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，第一轨道生成部110将行驶形态决定为障碍物躲避行驶。
在该情况下，第一轨道生成部110以躲避该障碍物OB而行驶的方式配置多个目标位置K来生成第一轨道。
[转弯行驶时的轨道的生成]
在此，作为一例，对在行驶形态为转弯行驶的情况下第一轨道生成部110所进行的处理进行说明。第一预测部112预测将来本车辆M预定行驶的道路是弯路。第一轨道候补生成部114取得本车辆M预定行驶的弯路的道路信息(道路的宽度、车道的转弯的曲率等)。第一轨道候补生成部114基于道路信息，生成将本车辆行驶的弯路的形状假想地变换为直线形状后的信息。例如，第一轨道候补生成部114从地图信息152中提取表示存在于由路径信息154所示的路径上的道路的形状的信息，并生成在表示上述道路的形状的信息上将道路的形状假想地变换为直线形状后的信息。
第一轨道候补生成部114基于本车辆M的位置(起点)、目标点(终点)及本车辆M的速度、横摆角速度以及转向角，生成多个沿着变换为直线形状后的道路上的第一轨道的候补。第一轨道候补生成部114针对行驶轨道的轨道点的各点，以使加减速度、转向角、设想的横摆角速度等处于第一规定范围以内的方式生成多个第一轨道的候补。第一轨道候补生成部114在上述的条件下，例如基于样条函数来生成样条曲线。
例如，在起点Ps的坐标(x0，y0)处本车辆M的速度为v0，加速度为a0。本车辆M的速度v0是速度的x方向分量vx0与y方向分量vy0合成后的速度矢量。本车辆M的加速度a0是加速度的x方向分量ax0与y方向分量ay0合成后的加速度矢量。在终点Pe的坐标(x1，y1)处本车辆M的速度为v1，加速度为a1。本车辆M的速度v1是速度的x方向分量vx1与y方向分量vy1合成后的速度矢量。本车辆M的加速度a1是加速度的x方向分量ax1与y方向分量ay1合成后的加速度矢量。
第一轨道候补生成部114在经过本车辆M从起点Ps至终点Pe的单位时间T的周期中的每个时间t，设定目标点(x，y)。目标点(x，y)的运算式由式(1)及式(2)的样条函数表示。
【式1】
Figure GDA0001781521740000151
【式2】
Figure GDA0001781521740000152
在式(1)及式(2)中，m5、m4及m3如式(3)、式(4)及式(5)那样表示。另外，式(1)及式(2)中的系数k1及k2既可以相同，也可以不同。
【式3】
Figure GDA0001781521740000153
【式4】
Figure GDA0001781521740000154
【式5】
Figure GDA0001781521740000155
在式(3)、式(4)及式(5)中，p0是起点Ps处的本车辆M的位置(x0，y0)，p1是终点Pe处的本车辆M的位置(x1，y1)。
第一轨道候补生成部114向式(1)及式(2)中的vx0及vy0代入本车辆M的速度乘以增益后的值，将单位时间T按每个时刻t取得通过式(1)及式(2)的运算结果确定的目标点(x(t)，y(t))。由此，第一轨道候补生成部114得到通过多个目标点(x(t)，y(t))对起点Ps与终点Pe进行插补后的样条曲线。
图6是表示在直线形状的道路上生成的行驶轨道(样条曲线)的一例的图。第一轨道候补生成部114生成图6(A)所示那样的样条曲线作为行驶轨道Tg。
第一轨道候补生成部114对在直线形状的道路上生成的行驶轨道Tg进行变换的逆变换，生成图6(B)所示那样的变换为直线形状之前的道路的形状的本车辆M的行驶轨道Tg#。例如，第一轨道候补生成部114通过具有规定宽度的点列来表现作为行驶轨道Tg而生成的样条曲线，并将通过对各个点进行逆变换而得到的点列作为行驶轨道Tg#。由此，第一轨道候补生成部114将直线形状的道路形状逆变换为原来的道路形状，并且对在直线形状的道路上生成的行驶轨道Tg进行变换，从而在原来的道路上生成新的行驶轨道Tg#。
第一评价选择部116基于安全性和计划性，从由第一轨道候补生成部114生成的多个第一轨道候补中选择本车辆M行驶的第一轨道。例如，第一评价选择部116基于下述式(6)所示的评价函数f，来选择最佳的轨道。w1(＝(w+1)-1)及w2是权重系数，e1是安全性指数，e2是计划性指数。安全性指数例如是指基于本车辆M与障碍物OB的距离、各轨道点处的加减速度、转向角、设想的横摆角速度等而决定的评价值。例如，本车辆M与障碍物OB的距离越远，加减速度、转向角的变化量等越小，则将安全性指数评价为越高。计划性指数是指基于相对于由上位生成的轨道的追随性及/或轨道短的程度得到的评价值。
由上位生成的轨道中的“上位”在将第一轨道生成部110作为对象的情况下，是指行动计划生成部106。在行动计划生成部106决定为“在中央车道上行驶，在分支点跟前向右进行车道变更”的情况下，在中途向左进行车道变更那样的轨道由第一评价选择部116判定为计划性指数低。另外，从轨道短的程度这点出发，在中途向左进行车道变更的轨道也由第一评价选择部116评价得低。另外，“上位”在将第二轨道生成部120作为对象的情况下，是指第一轨道生成部110。在第二轨道生成部120的处理中，从第一轨道生成部110生成的第一轨道越偏离，则判定为计划性指数越低。例如，轨道越不平滑，并且轨道越长，则计划性指数由第二轨道生成部120的第二评价选择部126评价得越低。
f＝w1e1(w2e2+1)…(6)
图7是表示基于安全性指数及计划性指数得到的轨道判定的基准的一例的图。纵轴表示计划性指数，横轴表示安全性指数。评价函数f在图7中在箭头ar方向上具有评价上升的梯度。评价函数f与例如像f*＝w1e1+w2e2那样作为单纯的加权和来求出的情况相比，能够降低安全性指数极低的轨道的评价，并将其排除。这样，第一评价选择部116能够在充分地考虑了安全性的基础上，选择加进了计划性的轨道。
[车道变更事件]
另外，在实施车道变更事件的情况下，第一轨道生成部110进行成为车道变更的目标的目标位置的设定、车道变更可否判定、将来状态的预测、车道变更轨道生成、轨道评价这样的处理。目标位置例如是在相邻车道上选择的2台周边车辆之间设定的相对的位置。另外，第一轨道生成部110在实施分支事件、汇合事件的情况下也可以进行同样的处理。
第一预测部112预测周边车辆的将来状态。首先，第一预测部112确定周边车辆mA、mB及mC。图8是表示本车辆M与周边车辆的位置关系的一例的图。在图8中，车辆的位置关系为mA-mB-mC-M。周边车辆mA是在本车辆M行驶的车道上在本车辆M的紧前方行驶的车辆(前行车辆)。周边车辆mB是在相邻车道上行驶的上述“2台周边车辆”中的存在于目标位置的紧前方的车辆，周边车辆mC是在相邻车道上行驶的上述“2台周边车辆”中的在目标位置的紧后方行驶的车辆。
接着，第一预测部112预测周边车辆mA、mB及mC的将来的位置变化。第一预测部112例如基于假定为车辆保持当前的速度的状态行驶的定速度模型、假定为车辆保持当前的加速度的状态行驶的定加速度模型、假定为后方的车辆一边与前方的车辆保持恒定距离一边追随地行驶的追随行驶模型、以及其他各种模型来进行预测。
图9是表示第一预测部112预测到的周边车辆的位置关系的一例的图。在图9中，周边车辆的速度为mA＞mC＞mB。图9中的纵轴表示以本车辆M为基准的行进方向上的位移(x)，横轴表示经过时间(t)。在图9所示的例子中，表示第一预测部112基于定速度模型来预测周边车辆的状态的结果。
第一轨道候补生成部114基于由第一预测部112预测到的将来状态，来生成多个用于车道变更的可实现的第一轨道的候补。图10是表示本车辆M进行车道变更的情况下的本车辆与周边车辆的位置关系的一例的图。省略与图9重复的说明。图10中，像轨道OR那样的第一轨道的候补通过多个组合而生成。
第一轨道候补生成部114为了导出与可车道变更区域对应的可车道变更期间P，将本车辆M和周边车辆mA、mB及mC的位置变化类型化。接着，第一轨道候补生成部114基于由第一预测部112预测到的周边车辆mA、mB及mC的位置变化，来决定用于车道变更的目标位置及可车道变更期间P。第一轨道候补生成部114基于预测到的周边车辆mA、mB及mC的位置变化，来决定可车道变更期间的结束时间点。
第一轨道候补生成部114例如将周边车辆mC追上周边车辆mB且周边车辆mC与周边车辆mB的距离成为了规定距离时决定为可车道变更期间P的结束时间点。
在此，为了决定车道变更的开始时间点，存在“本车辆M超过周边车辆mC的时间点”这样的要素，为了对其求解E而需要与本车辆M的加速相关的假定。在这点上，第一轨道候补生成部114在从当前的本车辆M的速度起不成为紧急加速的范围内，将法定速度作为上限来导出速度变化曲线，并与周边车辆mC的位置变化对应来决定“本车辆M超过周边车辆mC的时间点”。需要说明的是，例如若进行减速，则第一轨道候补生成部114从当前的本车辆M的速度起以规定程度(例如2成左右)进行减速，在不成为紧急减速的范围内导出速度变化曲线。
接着，第一轨道候补生成部114生成用于车道变更的轨道OR，并判定生成的轨道OR是否是满足设定条件的轨道。设定条件例如是针对轨道点的各点而加减速度、转向角、设想的横摆角速度等处于规定的范围内的情况。在能够生成满足设定条件的轨道的情况下，第一评价选择部116选择满足设定条件的轨道中的评价高的轨道。第一轨道生成部110将选择的轨道的信息向第二轨道生成部120输出。另一方面，在没能生成满足设定条件的轨道的情况下，第一轨道生成部110可以进行再次设定待机状态、目标位置的处理等。
图11是表示第一轨道候补生成部114生成轨道的情形的图。例如，第一轨道候补生成部114以本车辆M与周边车辆mA不干涉或不接触地在将来的某时刻使本车辆M位于周边车辆mB与周边车辆mC之间的方式生成多个轨道。例如，第一轨道候补生成部114使用样条曲线等多项式曲线从当前的本车辆M的位置平滑地连结到车道变更目的地的车道的中央且车道变更的结束地点，并在该曲线上等间隔或者不等间隔地配置规定个数的目标位置K。第一评价选择部116如前述那样使用基于安全性指数及计划性指数得到的轨道判定的基准，来对各轨道进行评价，选择评价高的轨道(图11中，由目标位置K形成的轨道)。
[第二轨道生成部]
第二轨道生成部120以比第一周期短的第二周期执行处理，取得第一轨道生成部110的处理结果，并反映取得的第一轨道生成部110的处理结果来生成第二轨道。
第二轨道生成部120生成多个满足作为比生成第一轨道的候补的情况缓和的基准的第二设定条件的第二轨道的候补。第二设定条件例如是指针对轨道点的各点而使加减速度、转向角、设想的横摆角速度等处于比第一规定范围大的第二规定范围以内的情况。即，第二轨道生成部120以使加减速度、转向角、设想的横摆角速度处于第二规定范围地变化的方式生成轨道，因此能够急剧地控制本车辆M。
第二轨道生成部120具备预测第二将来状态的第二预测部122、第二轨道候补生成部124及第二评价选择部126。第二预测部122与第一预测部112同样，预测将来的状态。第二轨道候补生成部124与第一轨道候补生成部114同样，生成多个第二轨道的候补。第二轨道的对象期间例如为3秒，比第一轨道的对象期间(例如10秒)短。
第二轨道生成部120以比第一轨道生成部110短的第二周期执行处理，因此在未预测到的障碍物出现而产生与本车辆M干涉的可能性的情况下，能够生成可急剧地躲避障碍物的第二轨道。未预测到的障碍物例如是指突然向本车辆M行驶的车道插队过来的周边车辆、突然出现在本车辆M的紧前方的周边车辆、物体(人)等。
图12是表示未预测到的人突然出现在本车辆M预定行驶的轨道附近的情况的一例的图。如图12所示，在未预测到的人等障碍物OB突然出现在本车辆M的前方的道路上的情况下，第二轨道生成部120生成用于躲避障碍物的第二轨道。在该情况下，第二轨道生成部120生成与由第一轨道生成部110生成的第一轨道不同的第二轨道。第二轨道生成部120以躲避障碍物OB而行驶的方式配置多个目标位置来生成第二轨道(图12中，K#)，该第二轨道是与由第一轨道生成部110生成的第一轨道(图12中，K)不同的轨道。需要说明的是，图12所示的例子示出第一轨道与第二轨道的目标位置的时间的步长不同的情况。
更具体而言，例如，第二轨道候补生成部124生成用于躲避障碍物OB的多个第二轨道的候补。第二评价选择部126从由第二轨道候补生成部124生成的多个第二轨道的候补中，将能够躲避障碍物OB且尽量接近由第一轨道生成部110生成的第一轨道的轨道评价得高，并选择而作为第二轨道。第二评价选择部126基于安全性和计划性，从生成的多个轨道中选择本车辆M行驶的第二轨道。
例如，第二评价选择部126基于下述的式(7)所示的评价函数f来选择最佳的轨道。w3(＝(w+1)-1)及w4是权重系数，e3是安全性指数，e4是计划性指数。安全性指数例如是指基于本车辆M与障碍物OB的距离(间隔)、各轨道点处的加减速度、转向角、设想的横摆角速度等而决定的评价值。例如本车辆M与障碍物OB的距离越远，加减速度、转向角的变化量等越小，则评价为安全性指数越高。计划性指数是指基于相对于由上位生成的轨道的追随性及/或轨道短的程度得到的评价值。
f＝w3e3(w4e4+1)…(7)
评价函数f与例如像f*＝w3e3+w4e4那样作为单纯的加权和来求出的情况相比，能够降低安全性指数极低的轨道的评价，并将其排除。
这样，第二轨道生成部120能够在充分地考虑了安全性的基础上，选择加进了计划性的第二轨道。其结果是，第二轨道生成部120能够生成即使在未预测到的障碍物出现了的情况下也能够躲避障碍物OB的第二轨道。
另外，第二轨道生成部120在从本车辆M基于外部环境而停止或低速行驶的状态起使本车辆M加速的情况下，生成比第一轨道更早地使本车辆M起步的第二轨道。关于此，在后面使用图13等进行说明。
[行驶控制]
行驶控制部130通过由控制切换部140进行的控制，来将控制模式设定为自动驾驶模式或手动驾驶模式，并按照设定的控制模式来控制包括驱动力输出装置90、转向装置92及制动装置94中的一部分或全部的控制对象。行驶控制部130在自动驾驶模式时，读入由行动计划生成部106生成的行动计划信息156，并基于读入的行动计划信息156所包含的事件来控制控制对象。
例如，在该事件为行车道保持事件的情况下，行驶控制部130按照由第二轨道生成部120生成的第二轨道，来决定转向装置92中的电动马达的控制量(例如转速)和驱动力输出装置90中的ECU的控制量(例如发动机的节气门开度、档级等)。具体而言，行驶控制部130基于轨道的目的位置K间的距离和配置了目的位置K时的规定时间Δt，来导出每个规定时间Δt的本车辆M的速度，并按照该每个规定时间Δt的速度来决定驱动力输出装置90中的ECU的控制量。另外，行驶控制部130根据每个目的位置K的本车辆M的行进方向与以该目的位置为基准的下一目的位置的方向所成的角度，来决定转向装置92中的电动马达的控制量。
另外，在上述事件为车道变更事件的情况下，行驶控制部130按照由第二轨道生成部120生成的第二轨道，来决定转向装置92中的电动马达的控制量和驱动力输出装置90中的ECU的控制量。
行驶控制部130将表示按每个事件决定的控制量的信息向对应的控制对象输出。由此，控制对象的各装置(90、92、94)能够按照表示从行驶控制部130输入的控制量的信息来控制自身装置。另外，行驶控制部130基于车辆传感器60的检测结果来适当调整决定的控制量。
另外，行驶控制部130在手动驾驶模式时，基于由操作检测传感器72输出的操作检测信号来控制控制对象。例如，行驶控制部130将由操作检测传感器72输出的操作检测信号直接向控制对象的各装置输出。
控制切换部140基于由行动计划生成部106生成且保存于存储部150的行动计划信息156，来将行驶控制部130对本车辆M的控制模式从自动驾驶模式切换为手动驾驶模式、或者从手动驾驶模式切换为自动驾驶模式。另外，控制切换部140基于从切换开关80输入的控制模式指定信号，来将行驶控制部130对本车辆M的控制模式从自动驾驶模式切换为手动驾驶模式、或者从手动驾驶模式切换为自动驾驶模式。即，行驶控制部130的控制模式能够通过驾驶员等的操作而在行驶中或停车中任意地变更。
另外，控制切换部140基于从操作检测传感器72输入的操作检测信号，来将行驶控制部130对本车辆M的控制模式从自动驾驶模式切换为手动驾驶模式。例如，控制切换部140在操作检测信号所包含的操作量超过阈值的情况下，即，操作器件70以超过了阈值的操作量接受到操作的情况下，将行驶控制部130的控制模式从自动驾驶模式切换为手动驾驶模式。例如，在通过设定为自动驾驶模式的行驶控制部130使本车辆M自动行驶的情况下，在由驾驶员以超过阈值的操作量操作了转向盘、油门踏板或制动踏板的情况下，控制切换部140将行驶控制部130的控制模式从自动驾驶模式切换为手动驾驶模式。由此，车辆控制装置100在人等物体突然出现在车道、或者周边车辆mA紧急停止时，能够通过由驾驶员瞬间进行的操作，不经由切换开关80的操作地立即切换为手动驾驶模式。其结果是，车辆控制装置100能够应对由驾驶员进行的紧急时的操作，能够提高行驶时的安全性。
[从停止时起步时的控制]
在此，对在自动驾驶模式中本车辆M从停车的状态起步时的处理进行说明。如前述那样，第二评价选择部126基于安全性和计划性来对轨道进行评价。在周边不存在障碍物的情况下，安全性不会因轨道的形态而较大地变化。因此，第二评价选择部126将尽量接近由第一轨道生成部110生成的第一轨道的轨道评价得高，并选择而作为第二轨道。
另一方面，在躲避障碍物的情况下，第二评价选择部126将重视躲避障碍物且同时尽量接近由第一轨道生成部110生成的第一轨道的轨道评价得高，并选择而作为第二轨道。
然而，在本车辆M从停车时起步时，若如上述那样，第二评价选择部126生成使由处理的周期长的第一轨道生成部110生成的第一轨道优先的第二轨道，则即使本车辆M成为了能够起步的状态，有时本车辆M也不能响应性良好地起步。这是由于第一轨道中包括使本车辆M成为停止状态的部分的缘故。另外，第二评价选择部126进行的评价及选择的基准中未包括“响应性良好地起步”这样的基准。因此，即使本车辆M的起步的响应性差，评价值也不会降低。因而，本实施方式的第二轨道生成部120作为从停止时起步时的例外处理，如以下说明那样生成使本车辆M响应性良好地起步的轨道。
图13是表示由第二轨道生成部120执行的处理的流程的流程图。首先，第二轨道生成部120判定本车辆M是否为因外部环境而停止的状态(步骤S100)。本车辆M因外部环境而停止的状态是指尽管本车辆M想要朝向自动驾驶的目的地行驶，但因外部环境而不得不停止的状态。该状态中例如包括因信号表示停止而本车辆M停止的状态、因拥堵而本车辆M需要停止的状态等。在判定为本车辆M不是因外部环境而停止的状态的情况下，本流程图的处理结束。
另一方面，在判定为本车辆M是因外部环境而停止的状态的情况下，第二轨道生成部120判定本车辆M是否因外部环境的变化而能够起步(步骤S102)。本车辆M因外部环境的变化而能够起步的状态例如是指信号从表示停止的状态变化为表示前进的状态的情况、在拥堵时本车辆M的紧前方的车辆起步了的情况等。
在判定为本车辆M没有因外部环境的变化而能够起步的情况下，本流程图的处理结束。在判定为本车辆M因外部环境的变化而能够起步的情况下，第二轨道生成部120生成用于使本车辆M响应性良好地起步的第二轨道(步骤S104)。在该情况下，例如第二评价选择部126在导出评价值的情况下暂时忽视作为计划性指数的要素的向第一轨道的追随性，来评价及选择第二轨道。由此，本流程图的一个例程的处理结束。
图14是用于说明生成用于使本车辆M响应性良好地起步的第二轨道的处理的图。图中的纵轴表示从当前的本车辆M的位置起本车辆M相对于行进方向的位移(x)，横轴表示时间t。位移(x)是第二轨道的行进方向分量。推移线Tr1表示不进行响应性良好地起步的例外处理的情况下的第二轨道。该第二轨道以沿着第一轨道的方式生成。第一轨道以第一周期生成，因此在本车辆M采用沿着该第一轨道的第二轨道的情况下，从成为能够起步起若不等待期间d经过，则不会到达使本车辆M起步的轨道点，该期间d至少比第一周期长，且包括从第一轨道生成部110向第二轨道生成部120的通知、询问所需的期间。与此相对，推移线Tr表示进行响应性良好地起步的例外处理的情况下的第二轨道。在进行例外处理的情况下，第二轨道通过第二轨道生成部120的独自的判断而以第二周期生成，因此在从成为能够起步起经过了第二周期的时间点，到达使本车辆M起步的轨道点，可以期待成为能够起步。
图15是表示本车辆M从因信号而停止的状态起步的情况下的行为的一例的图。例如，车辆控制装置100基于由相机40拍摄到的图像来识别信号所表示的信息。图15中(A)示出因信号表示停止(图15中，STOP)而本车辆M停止的状态。在该情况下，第二轨道生成部120生成沿着由第一轨道生成部110生成的第一轨道的第二轨道。该轨道是用于使本车辆M停止的轨道，在本车辆M的停止位置配置有多个目标位置K(STOP)。
图15中(B)是信号从表示停止到表示前进(图15中，GO)的情况的一例。在该情况下，第二轨道生成部120暂时忽视第一轨道，生成配置有使本车辆M响应性良好地起步的目标位置K(GO)的第二轨道(图15中，涂黑的圆)。本车辆M基于第二轨道而起步。其结果是，车辆控制装置100能够响应性良好地进行从特定场景的起步。
需要说明的是，第一轨道生成部110当第一周期经过时，基于本车辆M的环境、速度来生成第一轨道。在该情况下，第一轨道生成部110以接近由第二轨道生成部120生成的第二轨道的方式生成第一轨道。“接近的方式”是指，在第一轨道生成部110以自身的处理周期再次生成第一轨道的过程中，检测能够起步的状态和该时间点的本车辆M的速度，由此生成自然地从该时间点的速度起进行加速那样的第一轨道来实现。
图16是用于对不适用本实施方式的车辆控制装置100的处理的情况和适用本实施方式的车辆控制装置100的处理的情况的处理的详情进行说明的图。在本图中，第一周期为2T，第二周期为T。图16中，横轴为时间。另外，图16中，实线箭头表示从第二轨道生成部120向第一轨道生成部110的信息通知(包含第二轨道的信息)，虚线箭头表示从第一轨道生成部110向第二轨道生成部120的信息通知(包含第一轨道的信息)。
例如，在不适用本实施方式的车辆控制装置100的处理的情况下，本车辆M因表示停止的信号的显示而停止。此时，在某时机Ta信号的显示变化为表示前进的显示的情况下，第一轨道生成部110接受来自第二轨道生成部120的通知(图16中，SD)或者由第一轨道生成部110自身通过时机Tb的处理来识别信号的显示变化为前进的情况。然后，第一轨道生成部110在作为下一处理的时机Tc，生成使本车辆M立即起步的第一轨道，并向第二轨道生成部120输出(图16中，FD)。在该情况下，在Td以后，第二轨道生成部120基于第一轨道而生成使本车辆M立即起步的第二轨道，本车辆M基于生成的第二轨道而起步。
与此相对，在适用了本实施方式的车辆控制装置100的处理的情况下，本车辆M能够响应性良好地起步。在某时机Ta信号的显示变化为表示前进的显示的情况下，第二轨道生成部120通过时机Te的处理来识别信号的显示变化为前进的情况。然后，第二轨道生成部120在作为下一处理的时机Tb，不等待第一轨道生成部110的处理结果地生成使本车辆M响应性良好地起步的第二轨道。在该情况下，本车辆M基于第二轨道而行驶，因此能够响应性良好地进行从特定场景的起步。
需要说明的是，在本实施方式中，对本车辆M从停车的状态起步的情况进行了说明，但也可以适用于本车辆M从低速行驶的情况一边加速一边行驶的情况。例如在拥堵等时，存在本车辆M的紧前方的车辆低速行驶而本车辆M进行追随的情况。在这样的状况下在本车辆M的紧前方的车辆加速行驶的情况下，第二轨道生成部120可以生成使本车辆M加速行驶的第二轨道、或者追随本车辆M的紧前方的车辆的第二轨道。例如，可以将上述的图13的流程图的步骤S100的处理替换为“第二轨道生成部120判定本车辆M是否为因外部环境而低速行驶的状态。”，并将步骤S102的处理替换为“第二轨道生成部120判定本车辆M是否为能够加速行驶的状态。”或者“第二轨道生成部120判定本车辆M是否为能够追随紧前方的车辆的状态。”。由此，车辆控制装置100在本车辆M从低速行驶的情况能够加速行驶、或者追随紧前方的车辆时，也能够使本车辆M响应性良好地加速或追随。
另外，第二轨道生成部120也可以在本车辆M因外部环境的变化而成为能够起步的情况下，从第一轨道生成部110预先得到生成用于使本车辆M响应性良好地起步的第二轨道的许可。例如，第二轨道生成部120在本车辆M因外部环境的变化而停止了的情况下，向第一轨道生成部110发送表示本车辆M因外部环境的变化而停止了的停止信息。第一轨道生成部110取得停止信息时，在本车辆M因外部环境的变化而成为了能够起步的情况下，将许可生成用于使本车辆M起步的第二轨道的许可信息向第二轨道生成部120发送。第二轨道生成部120在从第一轨道生成部110取得了许可信息的情况下，在本车辆M因外部环境的变化而成为了能够起步时，生成用于使本车辆M响应性良好地起步的第二轨道。
另外，在本车辆M因外部环境的变化而成为了能够起步的情况下生成用于使本车辆M响应性良好地起步的第二轨道的许可可以是仅在满足预先设定的条件的情况下适用的带限制的许可。预先设定的条件是指本车辆M为因外部环境而停止的状态且为尽管本车辆M想要朝向自动驾驶的目的地行驶但因外部环境而不得不停止的状态。例如，包括因信号表示停止而本车辆M停止的状态、因拥堵而本车辆M停止的状态等。第二轨道生成部120在满足预先设定的条件的情况下，通过自身的判断来生成用于使本车辆M响应性良好地起步的第二轨道。另一方面，第二轨道生成部120在不满足预先设定的条件的情况下，执行基于上位的处理结果的处理。其结果是，本车辆M根据场景而被适当地控制。
另外，第一轨道生成部110即使在未取得停止信息的情况下，在本车辆M因外部环境的变化而停止了时，也可以向第二轨道生成部120发送许可信息。
以上说明的实施方式中的车辆控制装置100的第二轨道生成部120以比第一轨道生成部110的处理的周期即第一周期短的第二周期执行处理，并基于由第一轨道生成部110生成的第一轨道来生成第二轨道，在从本车辆基于外部环境而停止或低速行驶的状态起使本车辆加速的情况下，生成比第一轨道更早地使本车辆起步的第二轨道，从而能够响应性良好地进行从特定场景的起步。
以上，使用实施方式说明了本发明的具体实施方式，但本发明丝毫不被这样的实施方式限定，在不脱离本发明的主旨的范围内能够施加各种变形及替换。
符号说明：
20…探测器，30…雷达，40…相机，50…导航装置，60…车辆传感器，70…操作器件，72…操作检测传感器，80…切换开关，90…驱动力输出装置，92…转向装置，94…制动装置，100…车辆控制装置，102…本车位置识别部，104…外界识别部，106…行动计划生成部，110…第一轨道生成部，112…第一预测部，114…第一轨道候补生成部，116…第一评价选择部，120…第二轨道生成部，122…第二预测部，124…第二轨道候补生成部，126…第二评价选择部，130…行驶控制部，140…控制切换部，150…存储部，M…车辆。

Claims (6)

1.一种车辆控制装置，其中，
所述车辆控制装置具备：
第一轨道生成部，其以第一周期执行处理，并生成作为本车辆的将来的目标轨道的第一轨道；
第二轨道生成部，其以比所述第一周期短的第二周期执行处理，并基于所述第一轨道来生成第二轨道，并且在从本车辆基于外部环境而停止或低速行驶的状态起使本车辆加速的情况下，生成比所述第一轨道更早地使本车辆起步的所述第二轨道；以及
行驶控制部，其基于由所述第二轨道生成部生成的所述第二轨道，来控制所述本车辆的行驶。
2.根据权利要求1所述的车辆控制装置，其中，
所述第一轨道生成部及所述第二轨道生成部以安全性指标和计划性指标这两个基准来对轨道进行评价，并选择所评价的轨道中的高评价的轨道，所述安全性指标是对包括所述本车辆与周边物体的间隔的要素进行评价的指标，所述计划性指标是对包括向由上位生成的轨道追随的追随性的要素进行评价的指标。
3.根据权利要求1或2所述的车辆控制装置，其中，
所述第一轨道生成部在从所述本车辆起步起经过了规定时间之后，以接近由所述第二轨道生成部生成的第二轨道的方式生成所述第一轨道。
4.根据权利要求1或2所述的车辆控制装置，其中，
所述第一轨道生成部在从所述本车辆起步起行驶了规定距离之后，以接近由所述第二轨道生成部生成的第二轨道的方式生成所述第一轨道。
5.一种车辆控制方法，其中，
所述车辆控制方法包括如下处理：
以第一周期执行处理，并生成作为本车辆的将来的目标轨道的第一轨道；
以比所述第一周期短的第二周期执行处理，并基于所述第一轨道来生成第二轨道，在从本车辆基于外部环境而停止或低速行驶的状态起使本车辆加速的情况下，生成比所述第一轨道更早地使本车辆起步的所述第二轨道；以及
基于所述生成的所述第二轨道，来控制所述本车辆的行驶。
6.一种存储介质，其存储有车辆控制程序，其中，
所述车辆控制程序使计算机进行如下处理：
以第一周期执行处理，并生成作为本车辆的将来的目标轨道的第一轨道；
以比所述第一周期短的第二周期执行处理，并基于所述第一轨道来生成第二轨道，在从本车辆基于外部环境而停止或低速行驶的状态起使本车辆加速的情况下，生成比所述第一轨道更早地使本车辆起步的所述第二轨道；以及
基于所述生成的所述第二轨道，来控制所述本车辆的行驶。
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