CN109791736B - 车辆控制装置 - Google Patents

Abstract

车辆控制装置(10)具有：虚拟经由点配置部(86)，其在由沿虚拟车道(114)的长度方向延伸的第一轴(X)和沿宽度方向延伸的第二轴(Y)定义的映射空间(102m)上，沿着第一轴(X)配置虚拟经由点的候选组(120)；和映射转换部(92)，其通过使用表示车道(104)和虚拟车道(114)之间的映射关系的映射转换信息对候选组(120)的至少一部分进行映射转换，来获得表示真实空间(102r)上的行驶轨迹(Mt)的位置的路径点列(134)。

Description

车辆控制装置

技术领域

本发明涉及一种车辆控制装置，其依次生成车辆的行驶轨迹，并且根据该行驶轨迹来控制所述车辆。

背景技术

现有技术中，已知一种车辆控制装置，其依次生成车辆的行驶轨迹，并且根据该行驶轨迹来控制所述车辆。例如，已开发了各种在考虑曲率的连续性和曲率变化率的连续性的同时生成行驶轨迹的技术。

日本发明专利公开公报特开2010-073080(第0032～0037段等)中提出了一种方法，即，根据需要引入转弯点(switchback point)以满足所输入的约束条件并使包含弯道曲率大小或变化率的要素的成本函数的值最小，然后生成车辆的行驶轨迹。具体而言，记载了如下内容：按照改良迪杰斯特拉算法(Dijkstra's Algorithm)来搜索位于入口点(轨迹起点)与出口点(轨迹终点)之间的每个经由点，并在相邻的经由点之间进行插值。

发明内容

然而，根据日本发明专利公开公报特开2010-073080号中所提出的方法，假设了一次生成行驶轨迹，却没有考虑轨迹起点和轨迹终点时刻变化的状况。例如，在车辆将要行驶的车道的形状复杂的情况下，为了高精度地表现行驶轨迹的形状而需要增加经由点的配置数量。其结果，存在如下问题：用于使用成本函数来搜索经由点的组合的运算时间较长，损害行驶控制的实时性。

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种车辆控制装置，无论车辆将要行驶的车道的形状如何，都能够在缩短运算时间的同时高精度地表现行驶轨迹的位置。

本发明所涉及的车辆控制装置依次生成车辆的行驶轨迹，并且根据所述行驶轨迹控制所述车辆，该车辆控制装置具有：

映射转换信息制作部，其制作映射转换信息，该映射转换信息表示位于所述车辆要行驶的真实空间上的车道和位于映射空间上的矩形的虚拟车道之间的映射关系；虚拟经由点配置部，其在由沿所述虚拟车道的长度方向延伸的第一轴和沿所述虚拟车道的宽度方向延伸的第二轴定义的所述映射空间上，沿着所述第一轴配置虚拟经由点的候选组；和映射转换部，其使用由所述映射转换信息制作部所制作的所述映射转换信息对由所述虚拟经由点配置部配置的所述候选组的至少一部分进行映射转换，据此获得表示所述真实空间上的所述行驶轨迹的位置的路径点列。

如上所述，在由矩形的虚拟车道的长度方向(第一轴)和宽度方向(第二轴)定义的映射空间上，沿着第一轴配置虚拟经由点的候选组，因此，能够按照较为简单的配置规则在曲率没有变化的虚拟车道上确定虚拟经由点的位置或间隔。

并且，使用表示真实空间上的车道和映射空间上的虚拟车道之间的映射关系的映射转换信息来对候选组的至少一部分进行映射转换，据此，真实空间上的经由点之间的相对位置关系保持不变。据此，无论车辆要行驶的车道的形状如何，都能够在缩短运算时间的同时高精度地表现行驶轨迹的位置。

另外，所述虚拟经由点配置部可以配置包括子组的所述候选组，其中，所述子组由所述第一轴的方向上的位置相同且所述第二轴的方向上的位置不同的所述虚拟经由点构成。车辆能够在大致相同的时刻到达第一轴的方向上的位置相同的各虚拟经由点。通过构建这种虚拟经由点的子组，能够简便地准备在将来的特定时刻的关于车宽方向的多个行为模式。

另外，所述虚拟经由点配置部可以配置包括所述虚拟经由点的个数或密度不同的2个以上的所述子组的所述候选组。通过关注车辆在第二轴的方向上的可到达范围根据经过时间而不同这一点，能够高效地配置虚拟经由点。

另外，所述虚拟经由点配置部可以配置包括2个以上的所述子组的所述候选组，其中，所述2个以上的所述子组构成为：越接近所述车辆的位置，则所述虚拟经由点的个数越多，越远离所述车辆的位置，则所述虚拟经由点的个数越少。由于距车辆的位置越远，第二轴的方向上的可到达范围越扩大，因此，位置分辨率相应地降低即可。通过利用该特征，能够整体上减少虚拟经由点的个数。

另外，所述映射转换信息制作部可以制作所述映射转换信息，该映射转换信息表示使所述车道的中心线与所述第一轴对应的映射关系，所述虚拟经由点配置部以关于所述第一轴呈轴对称的方式和/或以沿所述第二轴成等间隔的方式配置所述候选组。据此，能够高效地将虚拟经由点配置在车辆的行驶目标位置、即车道的中心线附近。

另外，该车辆控制装置还可以还具有：点列提取部，其从所述候选组中提取沿所述第一轴依次连接的稀疏的点列；和插值处理部，其通过对由所述点列提取部所提取出的所述稀疏的点列实施插值处理，来获得内含所述稀疏的点列的密集的点列，所述映射转换部通过对由所述插值处理部所获得的所述密集的点列进行映射转换来获得所述路径点列。

另外，该车辆控制装置还可以具有平滑处理部，该平滑处理部通过对由所述映射转换部映射转换得到的所述路径点列进行平滑处理，来修正所述行驶轨迹的位置。由于映射转换信息所示的映射转换的特性，有时无法使曲线的连续性或平滑性在转换前后保持不变。因此，通过对映射转换得到的路径点列进行平滑处理，能够确保真实空间上的行驶轨迹的位置的连续性或平滑性。

根据本发明所涉及的车辆控制装置，无论车辆要行驶的车道的形状如何，都能够在缩短运算时间的同时高精度地表现行驶轨迹的位置。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式所涉及的车辆控制装置的结构的框图。

图2是图1所示的中期轨迹生成部的功能框图。

图3是用于说明图2所示的候选路径生成部的动作的流程图。

图4是示意性地表示车辆实际行驶的真实空间与虚拟映射空间的对应关系的图。

图5是说明虚拟经由点的配置方法的图。

图6是说明虚拟经由点的提取方法的图。

图7是表示插值处理的执行结果的一例的图。

图8是表示映射转换的执行结果的一例的图。

图9是表示平滑处理(Smoothing process)的执行结果的一例的图。

具体实施方式

下面，列举优选的实施方式，边参照附图边对本发明所涉及的车辆控制装置进行说明。

[车辆控制装置10的结构]

＜整体结构＞

图1是表示本发明一实施方式所涉及的车辆控制装置10的结构的框图。车辆控制装置10被组装在车辆100(图4)上，且构成为能够执行车辆100的自动驾驶或者自动驾驶辅助。车辆控制装置10具有控制系统12、输入装置和输出装置。输入装置和输出装置分别经由通信线连接于控制系统12。

输入装置具有外界传感器14、导航装置16、车辆传感器18、通信装置20、自动驾驶开关22、以及连接于操作设备24的操作检测传感器26。

输出装置具有驱动未图示的车轮的驱动力装置28、对所述车轮进行操舵的操舵装置30、和对所述车轮进行制动的制动装置32。

<输入装置的具体结构>

外界传感器14具有获得表示车辆100的外界状态的信息(下面称为外界信息)的多个摄像头33和多个雷达34，并将所获得的外界信息输出到控制系统12。外界传感器14还可以具有多个LIDAR(Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection andRanging；光检测和测距)装置。

导航装置16构成为包括能够检测车辆100的当前位置的卫星定位装置和用户接口(例如触摸面板式的显示器、扬声器和话筒)。导航装置16根据车辆100的当前位置或用户指定的位置，计算到达所指定的目的地为止的路径，并将该路径输出到控制系统12。由导航装置16计算出的路径作为路径信息存储在存储装置40的路径信息存储部44中。

车辆传感器18包括检测车辆100的速度(车速)的速度传感器、检测加速度的加速度传感器、检测横向G的横向G传感器、检测绕垂直轴的角速度的偏航角速率传感器、检测朝向、方位的方位传感器、和检测坡度的坡度传感器，并将来自各传感器的检测信号输出至控制系统12。这些检测信号作为本车状态信息Ivh存储在存储装置40的本车状态信息存储部46中。

通信装置20构成为能够与包括路边设备、其他车辆和服务器的外界装置进行通信，其例如发送和接收关于交通设备的信息、关于其他车辆的信息、探测信息或最新的地图信息。此外，地图信息被存储在导航装置16中，并且还作为地图信息被存储在存储装置40的地图信息存储部42中。

操作设备24构成为包括加速踏板、方向盘(方向把)、制动踏板、换挡杆和方向指示器控制杆。在操作设备24上安装有操作检测传感器26，该操作检测传感器26检测有无驾驶员的操作及操作量、操作位置。

操作检测传感器26将加速器踩踏量(油门开度)、方向盘操作量(操舵量)、制动器踩踏量、挡位、左右转弯方向等作为检测结果输出到车辆控制部60。

自动驾驶开关22例如设置在仪表板上，是用于包括驾驶员在内的用户通过手动操作来切换非自动驾驶模式(手动驾驶模式)和自动驾驶模式的按钮开关。

在本实施方式中，设定为每当按下自动驾驶开关22时，切换自动驾驶模式和非自动驾驶模式。作为替代，也可以为了可靠地确认驾驶员的自动驾驶意向，而例如设定为按压两次时从非自动驾驶模式切换为自动驾驶模式，按压一次时从自动驾驶模式切换为非自动驾驶模式。

自动驾驶模式是在驾驶员不对操作设备24(具体而言，加速踏板、方向盘和制动踏板)进行操作的状态下，车辆100在控制系统12的控制下行驶的驾驶模式。换言之，自动驾驶模式是控制系统12根据依次确定的行动计划(短期的情况下为后述的短期轨迹St)来控制驱动力装置28、操舵装置30和制动装置32的一部分或者全部的驾驶模式。

此外，在自动驾驶模式期间，在驾驶员开始操作设备24的操作的情况下，自动驾驶模式被自动解除，而切换到非自动驾驶模式(手动驾驶模式)。

<输出装置的具体结构>

驱动力装置28由驱动力ECU(电子控制装置、Electronic Control Unit)、和包括发动机、驱动马达的驱动源构成。驱动力装置28根据从车辆控制部60输入的车辆控制值Cvh来生成用于车辆100行驶的行驶驱动力(转矩)，并将该行驶驱动力经由变速器或直接地传递到车轮。

操舵装置30由EPS(电动助力转向系统)ECU和EPS装置构成。操舵装置30根据从车辆控制部60输入的车辆控制值Cvh来变更车轮(操舵轮)的朝向。

制动装置32例如是并用液压式制动器的电动伺服制动器，由制动ECU和制动执行器构成。制动装置32根据从车辆控制部60输入的车辆控制值Cvh来对车轮进行制动。

＜控制系统12的结构＞

控制系统12由一个或多个ECU构成，除了具有各种功能实现部以外，还具有存储装置40等。此外，在本实施方式中，功能实现部是通过CPU(中央处理单元)执行存储装置40中所存储的程序来实现功能的软件功能部，但也可以通过由集成电路等构成的硬件功能部来实现。

控制系统12构成为除了包括存储装置40和车辆控制部60以外，还包括外界识别部52、识别结果接收部53、局部环境映射生成部54、综合控制部70、长期轨迹生成部71、中期轨迹生成部72和短期轨迹生成部73。在此，综合控制部70通过控制识别结果接收部53、局部环境映射生成部54、长期轨迹生成部71、中期轨迹生成部72和短期轨迹生成部73的任务同步来进行对各部的综合控制。

外界识别部52在参照来自车辆控制部60的本车状态信息Ivh的基础上，根据来自外界传感器14的外界信息(包括图像信息)，识别车辆100两侧的车道标识(白线)，并且生成包括到停车线为止的距离和可行驶区域的“静态”外界识别信息。另外，外界识别部52根据来自外界传感器14的外界信息，生成障碍物(包括驻车车辆和停车车辆)、交通参加者(人、其他车辆)、和信号灯的灯色{青(绿色)、黄(橙色)、红}等“动态”的外界识别信息。

外界识别部52将分别生成的静态和动态的外界识别信息(下面也统称为“外界识别信息Ipr”)输出(发送)到识别结果接收部53。与此同时，外界识别信息Ipr被存储到存储装置40的外界识别信息存储部45中。

识别结果接收部53响应于运算指令Aa，将在规定的运算周期Toc(基准周期或基准运算周期)内接收到的外界识别信息Ipr与更新计数器的计数值一起输出到综合控制部70。在此，运算周期Toc是控制系统12内部的基准运算周期，例如被设定为数十毫秒(ms)左右的值。

局部环境映射生成部54响应于来自综合控制部70的运算指令Ab，参照本车状态信息Ivh和外界识别信息Ipr，在运算周期Toc内生成局部环境映射信息Iem，并将该局部环境映射信息Iem与更新计数器的计数值一起输出到综合控制部70。即，在开始控制时，到生成局部环境映射信息Iem之前需要2×Toc的运算周期。

概略而言，局部环境映射信息Iem是通过将本车状态信息Ivh与外界识别信息Ipr合成而得到的信息。局部环境映射信息Iem被存储在存储装置40的局部环境映射信息存储部47中。

长期轨迹生成部71响应于来自综合控制部70的运算指令Ac，参照局部环境映射信息Iem(仅利用外界识别信息Ipr中的静态分量)、本车状态信息Ivh和存储于地图信息存储部42中的道路地图(弯道的曲率等)，以相对最长的运算周期(例如9×Toc)生成长期轨迹Lt。然后，长期轨迹生成部71将所生成的长期轨迹Lt与更新计数器的计数值一起输出到综合控制部70。此外，长期轨迹Lt作为轨迹信息被存储在存储装置40的轨迹信息存储部48中。

中期轨迹生成部72响应于来自综合控制部70的运算指令Ad，参照局部环境映射信息Iem(利用外界识别信息Ipr中的动态分量和静态分量这两者)、本车状态信息Ivh和长期轨迹Lt，以相对中等长度的运算周期(例如，3×Toc)生成中期轨迹Mt。然后，中期轨迹生成部72将所生成的中期轨迹Mt与更新计数器的计数值一起输出到综合控制部70。此外，与长期轨迹Lt同样，中期轨迹Mt作为轨迹信息被存储在轨迹信息存储部48中。

短期轨迹生成部73响应于来自综合控制部70的运算指令Ae，参照局部环境映射信息Iem(利用外界识别信息Ipr中的动态分量和静态分量这两者)、本车状态信息Ivh和中期轨迹Mt，以相对最短的运算周期(例如，Toc)生成短期轨迹St。然后，短期轨迹生成部73将所生成的短期轨迹St与更新计数器的计数值一起同时输出到综合控制部70和车辆控制部60。此外，与长期轨迹Lt及中期轨迹Mt同样，短期轨迹St作为轨迹信息被存储在轨迹信息存储部48中。

此外，长期轨迹Lt表示例如10秒左右的行驶时间的轨迹，是优先考虑乘车感觉、舒适性的轨迹。另外，短期轨迹St表示例如1秒左右的行驶时间的轨迹，是以实现车辆动力学和确保安全性为优先的轨迹。中期轨迹Mt表示例如5秒左右的行驶时间的轨迹，是相对于长期轨迹Lt和短期轨迹St的中间轨迹。

短期轨迹St相当于表示每个短周期Ts(＝Toc)的车辆100的目标行为的数据集。短期轨迹St例如是以纵向(X轴)的位置x、横向(Y轴)的位置y、姿态角θz、速度Vs、加速度Va、曲率ρ、偏航角速率γ、操舵角δst为数据单位的轨迹点列(x、y、θz、Vs、Va、ρ、γ、δst)。另外，长期轨迹Lt或中期轨迹Mt是虽然周期分别不同但与短期轨迹St同样地定义的数据集。

车辆控制部60按照在短期轨迹St(轨迹点列)中所特定的行为来确定使车辆100能够行驶的车辆控制值Cvh，并将所得到的车辆控制值Cvh输出到驱动力装置28、操舵装置30和制动装置32。

[中期轨迹生成部72的结构和动作]

本实施方式中的车辆控制装置10如上述那样构成。接着，边参照图2～图9，边对中期轨迹生成部72的结构和动作详细地进行说明。

<中期轨迹生成部72的功能框图>

图2是图1所示的中期轨迹生成部72的功能框图。中期轨迹生成部72具有：候选路径生成部80，其生成候选路径；和输出轨迹生成部82，其从候选路径中选定所期望的路径来生成输出轨迹(在此为中期轨迹Mt)。

候选路径生成部80使用局部环境映射信息Iem、本车状态信息Ivh和上次输出轨迹(具体而言，为最近生成的中期轨迹Mt)来生成候选的车辆100应通过的点列(x，y)(即，候选路径)。该候选路径生成部80具有映射转换信息制作部84、虚拟经由点配置部86、点列提取部88、插值处理部90、映射转换部92和平滑处理部94。

输出轨迹生成部82除了由候选路径生成部80生成的候选路径外还使用局部环境映射信息Iem、上层轨迹(具体而言，为长期轨迹Lt)和上次输出轨迹(最近的中期轨迹Mt)，来生成最新的中期轨迹Mt。具体而言，输出轨迹生成部82相对于各候选路径合成速度模式而生成候选轨迹，并将按照规定的评价基准得到最高评价结果的轨迹作为中期轨迹Mt进行输出。

＜候选路径生成部80的动作＞

接着，边参照图3的流程图和图4～图9，边对候选路径生成部80的具体动作详细地进行说明。

在图3的步骤S1中，映射转换信息制作部84制作映射转换信息，该映射转换信息表示位于车辆100将要行驶的真实空间102r上的车道104与位于映射空间102m上的虚拟车道114之间的映射关系。

图4是示意性地表示车辆100实际行驶的真实空间102r与虚拟的映射空间102m的对应关系的图。车辆100在真实空间102r上，在具有蜿蜒形状的车道104上行驶。该车道104由连续线状的车道标识106和虚线状的车道标识107划分。本图所示的单点划线相当于车道104的中心线108。

另一方面，映射空间102m是通过对真实空间102r实施规定的映射转换(具体而言，使车道104的中心线108与一个坐标轴对应的映射转换)而形成的平面空间。其结果，真实空间102r上的车道104被转换为映射空间102m上的矩形的虚拟车道114。该映射空间102m由沿虚拟车道114的长度方向延伸的X轴(第一轴)和沿虚拟车道114的宽度方向延伸的Y轴(第二轴)定义。

映射空间102m的原点O与在车辆100附近且位于中心线108上的基准点110对应。虚拟车道标识116大致呈直线状，且与车道标识106对应。虚拟车道标识117大致呈直线状，且与车道标识107对应。

被标注双阴影线的带状的区域是配置后述的虚拟候选点的范围(下面为配置区域118)。该配置区域118沿着X轴延伸，并且具有关于X轴呈轴对称的形状。

下面，将从真实空间102r向映射空间102m的映射转换定义为“正转换”，并且将从映射空间102m向真实空间102r的映射转换定义为“逆转换”。该映射转换可以是具有完全可逆性或实质可逆性的公知的可逆转换。另外，映射转换信息是能够确定任意映射转换模型的信息，具体而言，可以是用于确定矩阵的矩阵要素或者用于确定函数形式的系数。

在步骤S2中，虚拟经由点配置部86将虚拟经由点的候选组120配置于在步骤S1中定义的映射空间102m上。在此，“虚拟经由点”是在映射空间102m上虚拟地表示车辆100的经由位置的点。

如图5所示，构成候选组120的多个虚拟候选点均被配置在配置区域118内。候选组120由根据X轴方向上的位置(下面也称为“X位置”)被分类的3个子组121、122、123构成。

子组121由配置在离车辆100相对较近的位置的13个(Ng1＝13)虚拟经由点构成。每个虚拟经由点的X位置相同(也包括“在容许范围内相同”的情况。下面同样。)，且每个虚拟经由点的Y轴方向上的位置(下面也称为“Y位置”)不同。在此，每个虚拟经由点关于X轴呈轴对称，且沿Y轴等间隔(也包括“在容许范围内间隔相等”的情况。下面同样。)地配置。

子组122由配置在离车辆100相对中等距离的位置的9个(Ng2＝9)虚拟经由点构成。每个虚拟经由点的X位置相同，且Y位置不同。在此，各虚拟经由点关于X轴呈轴对称，并沿Y轴等间隔地配置。

子组123由配置在离车辆100相对较远的位置的5个(Ng3＝5)虚拟经由点构成。各虚拟经由点的X位置相同，且Y位置不同。在此，各虚拟经由点关于X轴呈轴对称，并沿Y轴等间隔地配置。

子组121-123的X位置可以根据本车状态信息Ivh(特别是车辆100的速度)来确定。例如，假设位于原点O的车辆100以等速度行驶，将子组121、122、123分别配置在3秒后、5秒后、7秒后车辆100能到达的X位置。

如此，虚拟经由点配置部86可以配置候选组120，该候选组120包括X位置相同且Y位置不同的虚拟经由点的子组121-123。车辆100能够在大致相同的时刻到达X位置相同的各虚拟经由点。通过构建这样的虚拟经由点的子组121-123，能够简便地准备在将来的特定时刻的关于车宽方向的多个行为模式。

另外，虚拟经由点配置部86可以配置候选组120，该候选组120包括虚拟经由点的个数或密度不同的2个以上的子组121-123。通过关注车辆100在Y轴方向上的可到达范围根据经过时间而不同这一点，能够有效地配置虚拟经由点。

另外，虚拟经由点配置部86可以配置包括2个以上的子组121-123的候选组120，该2个以上的子组121-123越接近车辆100的位置，其虚拟经由点的个数越多，越远离车辆100的位置，其虚拟经由点的个数越少(Ng1＞Ng2＞Ng3)。由于越远离车辆100的位置，Y轴方向上的可到达范围越扩大，因此，位置分辨率相应地降低即可。通过利用该特征，能够整体上减少虚拟经由点的个数。

另外，虚拟经由点配置部86可以以关于与车道104的中心线108对应的X轴呈轴对称的方式和/或以沿Y轴成等间隔的方式配置候选组120。据此，能够高效地将虚拟经由点配置在车辆100的行驶目标位置、即中心线108的附近。

在步骤S3中，点列提取部88从在步骤S2中配置的候选组120中提取沿着X轴依次连接的“稀疏”点列130。

如图6所示，点列提取部88通过从三个子组121-123中各选择出1个虚拟经由点，来提取由包括车辆100的位置的合计4个点构成的点列130。作为点列130的组合，最大能够提取出585种(＝13×9×5)，但是，点列提取部88根据车辆100的位置关系，缩减到大幅少于组合总数的15种来进行提取。

在子组121中，按照与车辆100的Y位置的差分值(偏差的绝对值)从小到大的顺序，优先选择出5个(Np1＝5)虚拟经由点。其结果，提取出从右侧(Y轴负方向)起第一个到第五个虚拟经由点这5个点。

在子组122中，按照与属于子组121的虚拟经由点的Y位置的差分值(偏差的绝对值)从小到大的顺序，优先选择出3个(Np2＝3)虚拟经由点。例如，在从右侧起第四个虚拟经由点(子组121)，提取出从右侧(Y轴负方向)起第二到第四个虚拟经由点这3个点。

在子组123中，按照与属于子组122的虚拟经由点的Y位置的差分值(偏差的绝对值)从小到大的顺序，优先选择出1个(Np3＝1)虚拟经由点。例如，就从右侧起第二个和第三个虚拟经由点(子组122)，提取出从右侧(Y轴负方向)起第二个虚拟经由点这1个点。另外，就从右侧起第四个虚拟经由点(子组122)，提取出从右侧(Y轴负方向)起第三个虚拟经由点这1个点。

点列提取部88确定585种组合中的、1种(车辆100)×5种(子组121)×3种(子组122)×1种(子组123)＝15种的点列130。点列提取部88从上述15种中选择1种还未被提取的点列130。

如此，点列提取部88可以从2个以上的子组121-123中提取出不同个数的虚拟经由点。通过关注车辆100在Y轴方向上的可到达范围根据经过时间而不同这一点，能够高效地提取虚拟经由点。

另外，点列提取部88可以从2个以上的子组121-123中提取出越接近车辆100的位置则虚拟经由点的个数越多且越远离车辆100的位置则虚拟经由点的个数越少的个数的虚拟候选点(Np1＞Np2＞Np3)。属于子组121-123的虚拟经由点的位置分辨率越低，则应提取的虚拟经由点的数量越少即可。通过利用该特征，能够减少作为候选路径应提取的点列130的组合总数。

在步骤S4中，插值处理部90通过对在步骤S3中提取出的“稀疏的”点列130实施插值处理，从而得到内含点列130的“密集的”点列132。

在图7所示的例子中，相对稀疏的点列130由实心圆(●)标记的4个点构成。通过利用包括样条曲线、贝塞尔曲线和拉格朗日曲线的任意插值曲线来对该点列130进行插值，由此确定映射空间102m上的虚拟的曲线路径(由虚线图示)。相对密集的点列132由10个点构成，该10个点是对构成点列130的4个点和空心圆(○)所标记的6个点进行合计而得到的10个点。

在步骤S5中，映射转换部92使用在步骤S1中制作的映射转换信息，对在步骤S4中所获得的“密集的”点列132进行映射转换，据此获得路径点列134。在此，请注意映射转换部92进行图4所示的“逆转换”来作为映射转换。

如图8所示，在车道104上标记有表示路径点列134的位置的曲线。经由点136-139对应于映射空间102m上的点列130，表示曲线路径140(由虚线图示)的位置。在此，“经由点”是表示车辆100在真实空间102r上的经由位置的点。

但是，由于映射转换信息所示的映射转换的特性，有时无法使曲线的连续性或平滑性在转换前后保持不变。例如，在本图的例子中，会损害曲率相对较大(曲率半径相对较小)的经由点137的前后段中的曲线路径140的平滑性。

在步骤S6中，平滑处理部94通过对在步骤S5中被映射转换后的路径点列134进行平滑处理来修正中期轨迹Mt的位置。具体而言，平滑处理部94在对曲线路径140进行重采样(resampling)后，对所获得的点列(与路径点列134相同或不同的点列)实施插值处理，即进行所谓的“再插值处理”。在进行再插值处理时，可以进行与步骤S4的情况相同或不同的插值处理。

如图9所示，修正后的曲线路径142在包括经由点137的前后路段在内的所有路段均具有平滑的形状。如此，通过对被映射转换的路径点列134进行平滑处理，能够确保真实空间102r上的中期轨迹Mt(行驶轨迹)的位置的连续性或平滑性。

在步骤S7中，候选路径生成部80判定是否针对所提取出的所有的点列130的组合获得了路径点列134。在还没有完成的情况下(步骤S7：否)，返回到步骤S3，依次重复步骤S3-S7，直到针对所有的组合完成处理为止。另一方面，在针对所有的点列130的组合完成处理的情况下(步骤S7：是)，候选路径生成部80结束候选路径的生成动作，并且将该候选路径提供给输出轨迹生成部82。

[车辆控制装置10的效果]

如上所述，车辆控制装置10，[1]是依次生成车辆100的中期轨迹Mt(行驶轨迹)，并且根据中期轨迹Mt来控制车辆100的装置，车辆控制装置10具有：[2]映射转换信息制作部84，其制作映射转换信息，该映射转换信息表示位于车辆100要行驶的真实空间102r上的车道104和位于映射空间102m上的矩形的虚拟车道114之间的映射关系；[3]虚拟经由点配置部86，其在由沿虚拟车道114的长度方向延伸的X轴(第一轴)和沿宽度方向延伸的Y轴(第二轴)定义的映射空间102m上，沿着X轴配置虚拟经由点的候选组120；和[4]映射转换部92，其通过使用所制作的映射转换信息来对所配置的候选组120的至少一部分进行映射转换，来获得表示真实空间102r上的中期轨迹Mt的位置的路径点列134。

如此，在由矩形的虚拟车道114的长度方向(X轴)和宽度方向(Y轴)定义的映射空间102m上，沿着X轴配置虚拟经由点的候选组120，因此，能够按照较为简单的配置规则在曲率没有变化的虚拟车道114上确定虚拟经由点的位置或间隔。

并且，使用表示真实空间102r上的车道104与映射空间102m上的虚拟车道114之间的映射关系的映射转换信息来对候选组120的至少一部分进行映射转换，据此，真实空间102r上的经由点之间的相对位置关系保持不变。因此，无论车辆100要行驶的车道104的形状如何，都能够在缩短运算时间的同时高精度地表现中期轨迹Mt的位置。

另外，该车辆控制装置10还可以具有：[5]点列提取部88，其从候选组120中提取沿X轴依次连接的稀疏的点列130；[6]和插值处理部90，其通过对所提取出的稀疏的点列130实施插值处理，来获得内含稀疏的点列130的密集的点列132，在该情况下，[7]映射转换部92可以通过对通过插值处理所获得的密集的点列132进行映射转换来获得路径点列134。

[补充]

另外，本发明不限于上述实施方式，当然，可以在不脱离本发明主旨的范围内自由变更。

例如，在本实施方式中，虚拟经由点配置部86配置了图5所示的候选组120，但是，候选经由点的个数、位置、间隔、配置、子组的个数、属于子组的候选经由点的个数可以任意变更。

另外，在本实施方式中，映射转换部92对由点列提取部88提取出的虚拟经由点(候选组120的一部分)进行映射转换，但是，本发明不限于该方式。例如，也可以在构成为不设置点列提取部88的基础上，由映射转换部92对由虚拟经由点配置部86配置的所有虚拟经由点(整个候选组120)进行映射转换。

另外，在本实施方式中，映射转换部92对由插值处理部90进行插值处理得到的点列132(内含点列130的点列)进行映射转换，但是，本发明不限于该方式。例如，也可以在构成为不设置插值处理部90的基础上，直接对通过依次连接由虚拟经由点配置部86配置的虚拟经由点而获得的点列进行映射转换。

Claims (7)

1.一种车辆控制装置(10)，其依次生成车辆(100)的行驶轨迹(Mt)，并且根据所述行驶轨迹(Mt)控制所述车辆(100)，其特征在于，

具有：

映射转换信息制作部(84)，其制作映射转换信息，该映射转换信息表示位于所述车辆(100)要行驶的真实空间(102r)上的车道(104)和位于映射空间(102m)上的矩形的虚拟车道(114)之间的映射关系；

虚拟经由点配置部(86)，其在由沿所述虚拟车道(114)的长度方向延伸的第一轴(X)和沿所述虚拟车道(114)的宽度方向延伸的第二轴(Y)定义的所述映射空间(102m)上，沿着所述第一轴(X)配置虚拟经由点的候选组(120)；和

映射转换部(92)，其使用由所述映射转换信息制作部(84)所制作的所述映射转换信息对由所述虚拟经由点配置部(86)配置的所述候选组(120)的至少一部分进行映射转换，据此获得表示所述真实空间(102r)上的所述行驶轨迹(Mt)的位置的路径点列(134)。

2.根据权利要求1所述的车辆控制装置(10)，其特征在于，

所述虚拟经由点配置部(86)配置包括子组(121-123)的所述候选组(120)，其中，所述子组由所述第一轴(X)的方向上的位置相同且所述第二轴(Y)的方向上的位置不同的所述虚拟经由点构成。

3.根据权利要求2所述的车辆控制装置(10)，其特征在于，

所述虚拟经由点配置部(86)配置包括所述虚拟经由点的个数或密度不同的2个以上的所述子组(121-123)的所述候选组(120)。

4.根据权利要求3所述的车辆控制装置(10)，其特征在于，

所述虚拟经由点配置部(86)配置包括2个以上的所述子组(121-123)的所述候选组(120)，其中，2个以上的所述子组(121-123)构成为：越接近所述车辆(100)的位置，则所述虚拟经由点的个数越多，越远离所述车辆(100)的位置，则所述虚拟经由点的个数越少。

5.根据权利要求1所述的车辆控制装置(10)，其特征在于，

所述映射转换信息制作部(84)制作所述映射转换信息，该映射转换信息表示使所述车道(104)的中心线(108)与所述第一轴(X)对应的映射关系，

所述虚拟经由点配置部(86)以关于所述第一轴(X)呈轴对称的方式和/或以沿所述第二轴(Y)成等间隔的方式配置所述候选组(120)。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的车辆控制装置(10)，其特征在于，

还具有：点列提取部(88)，其从所述候选组(120)中提取沿所述第一轴(X)依次连接的稀疏的点列(130)；和插值处理部(90)，其通过对由所述点列提取部(88)所提取出的所述稀疏的点列(130)实施插值处理，来获得内含所述稀疏的点列(130)的密集的点列(132)，

所述映射转换部(92)通过对由所述插值处理部(90)所获得的所述密集的点列(132)进行映射转换来获得所述路径点列(134)。

7.根据权利要求6所述的车辆控制装置(10)，其特征在于，

还具有平滑处理部(94)，该平滑处理部(94)通过对由所述映射转换部(92)转换得到的所述路径点列(134)进行平滑处理，来修正所述行驶轨迹(Mt)的位置。

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