CN111319676A - 行驶轨迹确定装置和自动驾驶装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种行驶轨迹确定装置等。行驶轨迹确定装置(1)具有ECU(2)。ECU(2)计算第2行驶道路目标点(Xt)，使用从车辆(3)起一边通过交叉路口(30)内一边沿行进方向延伸的第1直线(L1)、以一边通过第2行驶道路目标点(Xt)一边在交叉路口(30)内与第1直线(L1)交叉的方式沿第2行驶道路(32)延伸的第2直线(L2)、和由2次贝塞尔曲线构成的曲线轨迹(Xfb)，来确定左右转弯时的车辆(3)的未来的行驶轨迹(Xf)。据此，当车辆在弯曲的行驶道路上行驶时，即使在不存在地图数据等的条件下也能适宜地确定未来的行驶轨迹。

Description

行驶轨迹确定装置和自动驾驶装置

技术领域

本发明涉及一种当车辆在弯曲的行驶道路上行驶时确定车辆的未来的行驶轨迹的行驶轨迹确定装置等。

背景技术

现有技术中，作为当车辆在弯曲的行驶道路上行驶时确定行驶轨迹的行驶轨迹确定装置，已知有专利文献1所记载的导航装置类型的行驶轨迹确定装置。该文献的图7所示的行驶轨迹确定装置具有存储部和控制部，该存储部具有地图数据库、轨迹曲线文件夹和道路网数据库。

在该行驶轨迹确定装置中，如该文献的图8所示，获取当前位置信息，根据该当前位置信息判定道路网数据上的交叉路口附近车辆有无转弯，当判定为车辆正在转弯时，确定在交叉路口行驶时的行驶轨迹曲线。具体而言，在对应于向交叉路口进入的进入路链和从交叉路口退出的退出路链的行驶轨迹曲线被存储在轨迹曲线文件夹中的情况下，从轨迹曲线文件夹中读出对应的行驶轨迹曲线，另一方面，在对应的行驶轨迹曲线没有被存储于轨迹曲线文件夹的情况下，生成与进入路链和退出路链连接的轨迹曲线。

【现有技术文献】

【专利文献】

专利文献1：日本发明专利公开公报特开2012-2753号

发明内容

根据上述现有技术的行驶轨迹确定装置，由于使用道路网数据来确定行驶轨迹曲线，因此，当在道路网数据中不存在车辆试图进入的交叉路口的数据的情况下，有无法判定在交叉路口附近有无转弯，也无法确定行驶轨迹曲线的问题点。在该情况下，相对于行驶道路环境由于施工等而发生变化的情况，将道路网数据对应于该变化始终更新为最新的状态存在极限，其结果，在专利文献1的行驶轨迹确定装置中必然发生上述问题。

本发明是为了解决上述技术问题而完成的，其目的在于，提供一种行驶轨迹确定装置等，根据该装置等，当车辆在弯曲的行驶道路上行驶时，即使在不存在地图数据等的条件下也能适宜地确定未来的行驶轨迹。

为了实现上述目的，本发明是用于当车辆3从第1行驶道路31向相对于第1行驶道路31一边弯曲一边连续的第2行驶道路32行驶时确定车辆3的未来的行驶轨迹Xf的行驶轨迹确定装置1，其特征在于，具有第2行驶道路目标点获取机构(ECU2、第2行驶道路目标点计算部11)和行驶轨迹确定机构(ECU2、行驶轨迹计算部17)，其中，所述第2行驶道路目标点获取机构获取第2行驶道路32上的成为目标的第2行驶道路目标点Xt；所述行驶轨迹确定机构使用第1直线L1、第2直线L2、第1小弯曲线部Xfb1、大弯曲线部Xfb3和第2小弯曲线部Xfb2，以使第1小弯曲线部Xfb1的至少一部分、第2小弯曲线部Xfb2的至少一部分和大弯曲线部Xfb3包含于连续部(交叉路口30)中的方式来确定车辆3的未来的行驶轨迹Xf，其中，所述第1直线L1从车辆3起一边通过第1行驶道路31和第2行驶道路32的连续部(交叉路口30)内一边沿车辆3的行进方向延伸；所述第2直线L2以一边通过第2行驶道路目标点Xt一边在连续部(交叉路口30)内与第1直线L1交叉的方式沿第2行驶道路32延伸；所述第1小弯曲线部Xfb1以曲率从比在连续部(交叉路口30)内内接于第1直线L1和第2直线L2的圆弧小的值开始逐渐增大的方式，从第1直线L1的第1规定点X1起一边弯曲一边延伸；所述大弯曲线部Xfb3与第1小弯曲线部Xfb1的一端部连续且以曲率逐渐增大到比圆弧大的极大值之后从极大值起逐渐减小的方式一边弯曲一边延伸；所述第2小弯曲线部Xfb2与大弯曲线部Xfb3的一端部连续且以曲率从大弯曲线部Xfb3的一端部的值起逐渐减小到比圆弧小的值的方式一边弯曲一边延伸到第2直线L2的第2规定点X2。

根据该行驶轨迹确定装置，获取第2行驶道路上的成为目标的第2行驶道路目标点。并且，使用第1直线、第2直线、第1小弯曲线部、第2小弯曲线部和大弯曲线部，以第1小弯曲线部的至少一部分、第2小弯曲线部的至少一部分和大弯曲线部包含于连续部的方式，来确定车辆的未来的行驶轨迹。该第1直线是从车辆起一边通过第1行驶道路和第2行驶道路的连续部内一边沿车辆的行进方向延伸的直线，第2直线是以一边通过第2行驶道路目标点一边在连续部内与第1直线交叉的方式沿第2行驶道路延伸的直线。

并且，第1小弯曲线部是以曲率从比在连续部内内接于第1直线和第2直线的圆弧小的值开始逐渐增大的方式，从第1直线的第1规定点起一边弯曲一边延伸的曲线部，大弯曲线部是与第1小弯曲线部的一端部连续，以曲率逐渐增大到比圆弧大的极大值之后从极大值起逐渐减小的方式一边弯曲一边延伸的曲线部。除此之外，第2小弯曲线部是与大弯曲线部的一端部连续，以曲率从大弯曲线部的一端部的值起逐渐减小到比圆弧小的值的方式一边弯曲一边延伸到第2直线的第2规定点的曲线部。因此，通过使用这些第1直线、第2直线、第1小弯曲线部、第2小弯曲线部和大弯曲线部，即使在不存在地图数据等的条件下，也能够适宜地确定未来的行驶轨迹。

另外，根据第1小弯曲线部的形状，未来的行驶轨迹被确定为，一边以比内接于第1直线和第2直线的圆弧小的曲率弯曲一边从第1直线的第1规定点起在连续部内延伸。因此，例如在车辆的通行划分被规定为左侧通行的情况下，当车辆按如上述那样确定的未来的行驶轨迹在作为连续部的交叉路口内右转弯行驶时，与未来的行驶轨迹被确定为从第1直线的第1规定点起呈圆弧状延伸的情况相比较，能够抑制接近交叉路口内的对向车道侧的程度。并且，当车辆在作为连续部的交叉路口内左转弯行驶时，与未来的行驶轨迹被确定为从第1直线的第1规定点起呈圆弧状延伸的情况相比较，能够抑制由于内轮差而造成的接近交叉路口的弯曲角的程度。

并且，根据第2小弯曲线部的形状，未来的行驶轨迹被确定为，一边以比内接于第1直线和第2直线的圆弧小的曲率弯曲一边与第2直线的第2规定点连续。因此，例如在车辆的通行划分被规定为左侧通行的情况下，当车辆按如上述那样确定的未来的行驶轨迹在作为连续部的交叉路口内右转弯行驶时，与未来的行驶轨迹被确定为从第2直线的第2规定点起呈圆弧状延伸的情况相比较，能够减小车辆到达第2直线的第2规定点时的角度，由此能够减小进入第2行驶道路时作用于乘员的横向加速度(横G)。

在本发明中，优选为：还具有第1边界线获取机构(ECU2)，该第1边界线获取机构获取规定第1行驶道路31和连续部(交叉路口30)的边界的第1边界线Lb1，行驶轨迹确定机构以使第1直线L1的第1规定点X1位于比第1直线L1与第1边界线Lb1的交点即第1交点Xc1向车辆3的行进方向偏移的位置的方式来确定未来的行驶轨迹Xf。

根据该行驶轨迹确定装置，获取规定第1行驶道路和连续部的边界的第1边界线，以第1直线的第1规定点位于比第1直线与第1边界线的交点即第1交点向车辆的行进方向偏移的位置的方式，来确定未来的行驶轨迹。在这样确定了未来的行驶轨迹的情况下，能够使第1小弯曲线部的长度比将第1直线的第1规定点作为第1交点时等更短。据此，当如前述那样在交叉路口内进行右转弯行驶时，能够更进一步抑制向交叉路口内的对向车道侧接近的程度。另一方面，当如前述那样在交叉路口内左转弯行驶时，能够更进一步抑制由于内轮差而造成的接近交叉路口的弯曲角的程度。

在本发明中，优选为：当设第2直线L2与第1直线L1的交点为第2交点Xc2时，行驶轨迹确定机构按照第2交点Xc2与第1交点Xc1之间的距离(第1距离D1)来确定第1规定点X1相对于第1交点Xc1的偏移量(第1偏移值Offset1)。

根据该行驶轨迹确定装置，能够按照第2交点与第1交点之间的距离即车辆的行进方向上的连续部的尺寸，来适宜地确定第1规定点的位置。

在本发明中，优选为：还具有第2边界线获取机构(ECU2)，该第2边界线获取机构获取用于规定第2行驶道路32和连续部(交叉路口30)的边界的第2边界线Lb2，行驶轨迹确定机构以使第2直线L2的第2规定点X2位于比第2直线L2与第2边界线Lb2的交点即第3交点(第2行驶道路目标点Xt)向连续部(交叉路口30)的相反侧偏移的位置的方式来确定未来的行驶轨迹Xf。

根据该行驶轨迹确定装置，获取规定第2行驶道路和连续部的边界的第2边界线，以第2直线的第2规定点位于比第2直线与第2边界线的交点即第3交点向连续部的相反侧偏移的位置的方式，来确定未来的行驶轨迹。在这样确定了未来的行驶轨迹的情况下，能够使第2小弯曲线部的长度比将第2直线的第2规定点作为第3交点时更长。据此，能够更进一步减小车辆到达第2直线的第2规定点时的角度，由此更进一步减小当进入第2行驶道路时作用于乘员的横G。

在本发明中，优选为：当设第2直线L2与第1直线L1的交点为第2交点Xc2时，行驶轨迹确定机构按照第2交点Xc2与第3交点(第2行驶道路目标点Xt)之间的距离(第2距离D2)来确定第2规定点X2相对于第3交点(第2行驶道路目标点Xt)的偏移量(第2偏移值Offset2)。

根据该行驶轨迹确定装置，能够按照第2交点与第3交点之间的距离即第2直线延伸的方向上的连续部的尺寸，适宜地确定第2规定点的位置。

在本发明中，优选为：还具有车道边界区域获取机构(ECU2)、周边状况数据获取机构(状况检测装置4)和行驶轨迹变更机构(ECU2)，其中，所述车道边界区域获取机构获取车道边界区域(中央分离带32a)，该车道边界区域相当于第2行驶道路32上的车辆3的行驶方向上的车道与对向车道之间的边界的区域；当车辆3在确定未来的行驶轨迹Xf之后实际上以车辆3的行驶轨迹Xf成为未来的行驶轨迹Xf的方式行驶时，所述周边状况数据获取机构获取表示正在行驶的车辆3的周边状况的周边状况数据D_info；所述行驶轨迹变更机构根据周边状况数据D_info的获取结果，当车道边界区域(中央分离带32a)以与车辆3相干涉的状态存在于车辆3的行进方向上时，变更未来的行驶轨迹Xf以使车辆3不与车道边界区域(中央分离带32a)相干涉。

根据该行驶轨迹确定装置，获取相当于规定第2行驶道路上的车辆的行驶方向上的车道与对向车道之间的边界的区域的车道边界区域，当在确定未来的行驶轨迹之后车辆实际上以车辆的行驶轨迹成为未来的行驶轨迹的方式来行驶时，获取表示正在行驶的车辆的周边状况的周边状况数据。并且，根据周边状况数据的获取结果，当车道边界区域以与车辆相干涉的状态存在于车辆的行进方向时，变更未来的行驶轨迹以使车辆不与车道边界区域相干涉。据此，例如，当具有中央分离带那样的高度的构造物存在于车道边界区域时，能够避免车辆与该构造物相接触。

在本发明中，优选为：在车辆3在连续部(交叉路口30)内一边横穿第1行驶道路31的对向车道一边向第2行驶道路32行驶的情况下，当车道边界区域(中央分离带32a)以与车辆3相干涉的状态存在于车辆3的行进方向时，行驶轨迹变更机构将第2直线L2上的比第2规定点X2靠与第1直线L1的交点侧的点确定为第3规定点(干涉回避用点X3)，且将未来的行驶轨迹Xf变更为连接从车辆3至第3规定点(干涉回避用点X3)的直线轨迹和从第3规定点至第2规定点X2的直线轨迹的轨迹(变更轨迹Xf’)。

根据该行驶轨迹确定装置，在车辆在连续部内一边横穿第1行驶道路的对向车道一边向第2行驶道路行驶的情况下，当车道边界区域以与车辆相干涉的状态存在于车辆的行进方向时，将第2直线上的比第2规定点靠与第1直线的交点侧的点确定为第3规定点。与此同时，未来的行驶轨迹被变更为连接从车辆至第3规定点的直线轨迹和从第3规定点至第2规定点的直线轨迹的轨迹，因此，仅仅通过组合2个直线轨迹，就能够容易地改变未来的行驶轨迹，以使车辆不与车道边界区域相干涉。

在本发明中，优选为：第1小弯曲线部Xfb1、大弯曲线部Xfb3和第2小弯曲线部Xfb2由贝塞尔曲线构成。

根据该行驶轨迹确定装置，第1小弯曲线部、大弯曲线部和第2小弯曲线部由贝塞尔曲线构成，因此，能够使用数学公式容易地确定这些曲线部。

本发明的自动驾驶装置1具有上述任一行驶轨迹确定装置1和控制机构(ECU2)，其中所述控制机构使用未来的行驶轨迹Xf来控制车辆3的行驶状态。

根据该自动驾驶装置，使用如前述那样确定的未来的行驶轨迹来控制车辆的行驶状态，因此当车辆在弯曲的行驶道路上行驶时，即使在不存在地图数据等的条件下也能够顺利地控制车辆的行驶状态。

附图说明

图1是示意性表示本发明一实施方式所涉及的自动驾驶装置和适用该自动驾驶装置的自动驾驶车辆的结构的图。

图2是表示自动驾驶装置的功能结构的框图。

图3是在交叉路口右转弯时的行驶轨迹Xf的计算方法的说明图。

图4是在交叉路口左转弯时的行驶轨迹Xf的计算方法的说明图。

图5是表示左右转弯用的行驶轨迹计算处理的流程图。

图6是表示左右转弯用的自动驾驶控制处理的流程图。

图7是正在右转弯的变更轨迹的计算方法的说明图。

图8是表示正在右转弯的变更轨迹计算处理的流程图。

图9是表示正在右转弯的变更轨迹控制处理的流程图。

图10是曲线轨迹Xfb和圆弧轨迹Xfc中的差异的说明图。

【附图标记说明】

1：自动驾驶装置、行驶轨迹确定装置；2：ECU(第2行驶道路目标点获取机构、行驶轨迹确定机构、第1边界线获取机构、第2边界线获取机构、车道边界区域获取机构、行驶轨迹变更机构、控制机构)；3：车辆；4：状况检测装置(周边状况数据获取机构)；11：第2行驶道路目标点计算部(第2行驶道路目标点获取机构)；17：行驶轨迹计算部(行驶轨迹确定机构)；30：交叉路口(连续部)；31：第1行驶道路；32：第2行驶道路；32a：中央分离带(车道边界区域)；D_info：周边状况数据；L1：第1直线；L2：第2直线；Xf：行驶轨迹；Xfb：曲线轨迹(行驶轨迹)；Xfb1：第1小弯曲线部；Xfb2：第2小弯曲线部；Xfb3：大弯曲线部；Xf’：变更轨迹(变更后的行驶轨迹)；Xt：第2行驶道路目标点(第3交点)；D1：第1距离(第2交点与第1交点之间的距离)；D2：第2距离(第2交点与第3交点之间的距离)；Lb1：第1边界线；Xc1：第1交点；X1：第1规定点；Offset1：第1偏移值(第1规定点相对于第1交点的偏移量)；Lb2：第2边界线；Xc2：第2交点；X2：第2规定点；Offset2：第2偏移值(第2规定点相对于第3交点的偏移量)；X3：干涉回避用点(第3规定点)。

具体实施方式

下面，一边参照附图一边对本发明一实施方式所涉及的行驶轨迹确定装置和自动驾驶装置进行说明。另外，本实施方式的自动驾驶装置还兼用作行驶轨迹确定装置，因此，在以下的说明中，对自动驾驶装置进行说明，并且在其中还对行驶轨迹确定装置的功能和结构进行说明。

如图1所示，该自动驾驶装置1被适用于四轮类型的车辆3，具有ECU2。在该ECU2上电气连接有状况检测装置4、原动机5和致动器6。

该状况检测装置4(周边状况数据获取机构)由摄像头、毫米波雷达、LIDAR、声呐、GPS和各种传感器等构成，将表示车辆3的位置和车辆3的行进方向的周边状况(交通环境和交通参与者等)的周边状况数据D_info输出给ECU2。

如后述那样，ECU2根据来自该状况检测装置4的周边状况数据D_info，识别车辆3的位置和车辆3周边的交通环境等，确定车辆3未来的行驶轨迹Xf。另外，在以下的说明中，将未来的行驶轨迹Xf简称为“行驶轨迹Xf”。

原动机5例如由电动机等构成，如后述那样，当确定了车辆3的行驶轨迹Xf时，以使车辆3按该行驶轨迹Xf行驶的方式由ECU2来控制原动机5的输出。

另外，致动器6由制动用致动器和操舵用致动器等构成，如后述那样，当确定了车辆3的行驶轨迹Xf时，以使车辆3按该行驶轨迹Xf行驶的方式由ECU2来控制致动器6的动作。

另一方面，ECU2由微型计算机构成，该微型计算机由CPU、RAM、ROM、E2PROM、I/O接口和各种电路(均未图示)等构成。ECU2根据来自上述的状况检测装置4的周边状况数据D_info等，如后述那样执行左右转弯用的行驶轨迹计算处理等。

另外，在本实施方式中，ECU2相当于第2行驶道路目标点获取机构、行驶轨迹确定机构、第1边界线获取机构、第2边界线获取机构、车道边界区域获取机构、行驶轨迹变更机构和控制机构。

接着，一边参照图2～4一边对本实施方式的自动驾驶装置1的功能结构进行说明。该自动驾驶装置1通过以下所述的计算算法，例如计算在交叉路口进行右转弯/左转弯时的行驶轨迹Xf。另外，在以下的说明中对车辆3的通行划分被规定为左侧通行的情况进行说明。

如图2所示，自动驾驶装置1具有第1交点计算部10、第2行驶道路目标点计算部11、第1距离计算部12、第2距离计算部13、第2交点计算部14、第1规定点计算部15、第2规定点计算部16和行驶轨迹计算部17，具体而言，这些结构要素10～17由ECU2构成。

首先，一边参照图3一边对车辆3在四叉路的交叉路口30(连续部)进行右转弯时的行驶轨迹Xf的计算方法进行说明。在该交叉路口30的情况下，在车辆3开始在交叉路口30进行右转弯之前当前正在行驶的行驶道路31与右转弯目的地的行驶道路32正交，在以下的说明中，将车辆3当前正在行驶的行驶道路31称为“第1行驶道路31”，将右转弯目的地的行驶道路32称为“第2行驶道路32”。

并且，该图表示车辆3从第1行驶道路31的中央分离带31a与虚线的车道边界线31b之间的行驶车道越过停车线31c而向第2行驶道路32的中央分离带32a(车道边界区域)与虚线的车道边界线32b之间的行驶车道右转弯时的例子。

在该情况下，设车辆3的相对坐标为将车辆3的中心附近定义为原点、将车辆3的行进方向定义为x轴、将与x轴正交的方向定义为y轴时的x坐标值和y坐标值的组合，来计算行驶轨迹Xf(Xf_x，Xf_y)。另外，当右转弯时，设x轴坐标值越靠向行进方向则示出越大的正值，y轴坐标值越靠向右方向则示出越大的正值。另外，在以下的说明中，将与x轴重叠延伸的直线作为第1直线L1。

首先，对前述的第1交点计算部10进行说明。在该第1交点计算部10中，根据前述的周边状况数据D_info，获取表示交叉路口30与第1行驶道路31的边界的第1边界线Lb1，计算出该第1边界线Lb1与第1直线L1(即x轴)的交点作为第1交点Xc1(Xc1_x，Xc1_y)。在该情况下，第1交点Xc1的y坐标值Xc1_y为值0。

另外，在前述的第2行驶道路目标点计算部11中，根据周边状况数据D_info，获取表示交叉路口30与第2行驶道路32的边界的第2边界线Lb2，计算出在该第2边界线Lb2上、位于第2行驶道路32上的车辆3所行驶的车道的中央的点作为第2行驶道路目标点Xt(Xt_x，Xt_y)。另外，在本实施方式中，第2行驶道路目标点计算部11相当于第2行驶道路目标点获取机构，第2行驶道路目标点Xt相当于第3交点。

并且，在前述的第1距离计算部12中，当设通过第2行驶道路目标点Xt且与第2行驶道路32平行的直线为第2直线L2时，计算出该第2直线L2与第1边界线Lb1的间隔作为第1距离D1。即，第1距离D1作为第2行驶道路目标点Xt的x坐标值Xt_x与第1交点Xc1的x坐标值Xc1_x的偏差来进行计算(D1＝Xt_x-Xc1_x)。

另一方面，在前述的第2距离计算部13中，计算出第2行驶道路目标点Xt与第1直线L1的间隔作为第2距离D2。即，第2距离D2作为第2行驶道路目标点Xt的y坐标值Xt_y来进行计算(D2＝Xt_y)。

另外，在前述的第2交点计算部14中，计算出将第1直线L1与第2直线L2的交点作为第2交点Xc2(Xc2_x，Xc2_y)。在该情况下，第2交点Xc2的x坐标值Xc2_x为与第2行驶道路目标点Xt的x坐标值Xt_x相等的值(Xc2_x＝Xt_x)。另外，第2交点Xc2位于x轴上，因此，该y坐标值Xc2_y为值0。

并且，在前述的第1规定点计算部15中，如以下所述的那样计算出第1规定点X1(X1_x，X1_y)。首先，通过按照前述的第1距离D1在未图示的映射中进行检索来计算第1偏移值Offset1。在该映射中，第1偏移值Offset1被设定为从值0至规定值(例如2m)的范围内的值，更具体而言，第1距离D1越大，则第1偏移值Offset1被设定为越大的值。

接着，将第1规定点X1的x坐标值X1_x作为第1交点Xc1的x坐标值Xc1_x与第1偏移值Offset1的和来进行计算(X1_x＝Xc1_x+Offset1)。另外，第1规定点X1位于x轴上，因此该y坐标值X1_y为值0。

另一方面，在前述的第2规定点计算部16中，如以下所述的那样来计算第2规定点X2(X2_x，X2_y)。首先，通过按照前述的第2距离D2在未图示的映射中进行检索来计算第2偏移值Offset2。在该映射中，第2偏移值Offset2被设定为从值0至规定值(例如2m)的范围内的值，具体而言，第2距离D2越大，则第2偏移值Offset2被设定为越大的值。在右转弯时的情况下，第2偏移值Offset2作为上述的规定值或者接近上述规定值的值来进行计算。

接着，将第2规定点X2的y坐标值X2_y作为第2行驶道路目标点Xt的y坐标值Xt_y与第2偏移值Offset2的和来进行计算(X2_y＝Xt_y+Offset2)。另外，第2规定点X2位于第2直线L2上，因此该x坐标值X2_x为与第2行驶道路目标点Xt的x坐标值Xt_x相等的值(X2_x＝Xt_x)。

并且，在前述的行驶轨迹计算部17(行驶轨迹确定结构)中，首先，通过以下的式(1)、(2)，将曲线轨迹Xfb(Xfb_x，Xfb_y)作为以第1规定点X1、第2规定点X2和第2交点Xc2为3个控制点的2次贝塞尔曲线来进行计算。另外，下式(1)、(2)中的t是在0≦t≦1的范围内连续变化的参变量。

【数学公式1】

Xfb_x(t)＝X1_x·(1-t)²+Xc2_x·2t·(t-1)+X2_x·t² …(1)

【数学公式2】

Xfb_y(t)＝X1_y·(1-t)²+Xc2_y·2t·(t-1)+X2_y·t² …(2)

并且，当在交叉路口30右转弯时的行驶轨迹Xf作为连接从第1交点Xc1至第1规定点X1的直线轨迹和上述曲线轨迹Xfb的轨迹来进行计算。

接着，一边参照图4一边对当车辆3在前述的交叉路口30进行左转弯时的行驶轨迹Xf的计算方法进行说明。该图表示车辆3从第1行驶道路31的外侧边界线31d与虚线的车道边界线31b之间的行驶车道越过停车线31c向第2行驶道路32的外侧边界线32d与虚线的车道边界线32b之间的行驶车道左转弯时的例子。

另外，在该自动驾驶装置1的情况下，在左转弯时和右转弯时，行驶轨迹Xf的计算方法大致相同，仅一部分不同，因此，下面仅对不同点进行说明。

首先，在左转弯时的情况下，车辆3的相对坐标的y轴坐标值与右转弯时相反，计算出为车辆3越向左方向行进则越示出更大的正值的值。另外，也可以为：将左转弯时的车辆3的相对坐标的y轴设定为与右转弯时相同，在各种运算中，使用y轴坐标值的绝对值。

另外，当左转弯时，前述的第1距离D1与右转弯时相比较，被计算出为相当小的值。据此，在前述的第1规定点计算部15中，第1偏移值Offset1被计算出为值0，因此第1交点Xc1和第1规定点X1为相同的位置。据此，行驶轨迹Xf被计算出为与前述的曲线轨迹Xfb相同的轨迹。

并且，与右转弯时相比较，前述的第2距离D2也被计算出为相当小的值，据此，在前述的第2规定点计算部16中，第2偏移值Offset2被计算出为比右转弯时小的值(例如1m)。在交叉路口30左转弯时的行驶轨迹Xf的计算方法仅在以上的点与右转弯时不同。

接着，一边参照图5一边对左右转弯用的行驶轨迹计算处理进行说明。该行驶轨迹计算处理通过前述的计算方法来计算左右转弯用的行驶轨迹Xf等，通过ECU2按规定的控制周期来执行。另外，设在以下的说明中计算出的各种值被存储在ECU2的E2PROM内。

如该图所示，首先，根据来自状况检测装置4的周边状况数据D_info，判定车辆3是否处于在交叉路口右转弯时(图5/步骤1)。

当该判定为肯定时(图5/步骤1…是)，执行右转弯用的y坐标值设定(图5/步骤2)。即，如前述那样，在右转弯时的情况下，车辆3的相对坐标的y轴坐标值被设定为，车辆3越向右方向行进则示出越大的正值。

另一方面，当上述的判定为否定时(图5/步骤1…否)，即当左转弯时，执行左转弯用的y坐标值设定(图5/步骤3)。即，在左转弯时的情况下，如前述那样，车辆3的相对坐标的y轴坐标值被设定为，车辆3越向左方向行进则示出越大的正值。

接着，根据周边状况数据D_info，通过前述的方法来计算第1交点Xc1(Xc1_x，Xc1_y)(图5/步骤4)。在此之后，根据周边状况数据D_info，通过前述的方法来计算第2行驶道路目标点Xt(Xt_x，Xt_y)(图5/步骤5)。

接着，通过前述的方法来计算第2交点Xc2(Xc2_x，Xc2_y)(图5/步骤6)。即，第2交点Xc2的x坐标值Xc2_x被计算出为与第2行驶道路目标点Xt的x坐标值Xt_x相等的值，第2交点Xc2的y坐标值Xc2_y被计算出为值0。在此之后，如前述那样，第1距离D1作为第2行驶道路目标点Xt的x坐标值Xt_x与第1交点Xc1的x坐标值Xc1_x的偏差来进行计算(图5/步骤7)。

接着，如前述那样，第1偏移值Offset1通过按照第1距离D1在映射中进行检索来计算(图5/步骤8)。在此之后，第1规定点X1(X1_x，X1_y)通过前述的方法来计算(图5/步骤9)。即，计算出第1规定点X1的x坐标值X1_x为值Xc1_x+Offset1，且计算出第1规定点X1的y坐标值X1_y为值0。

接着，如前述那样，第2距离D2作为第2行驶道路目标点Xt的y坐标值Xt_y来进行计算(图5/步骤10)。在此之后，如上述那样，第2偏移值Offset2通过按照第2距离D2在映射中进行检索来计算(图5/步骤11)。

接着，第2规定点X2(X2_x，X2_y)通过前述的方法来计算(图5/步骤12)。即，第2规定点X2的y坐标值X2_y被计算出为值Xt_y+Offset2，且第2规定点X2的x坐标值X2_x被计算出为与第2行驶道路目标点Xt的x坐标值Xt_x相等的值。

接着，计算行驶轨迹Xf(Xf_x，Xf_y)(图5/步骤13)。在该情况下，如前述那样，当右转弯时，行驶轨迹Xf作为连接第1交点Xc1与第1规定点X1之间的直线轨迹和由前述的式(1)、(2)计算出的曲线轨迹Xfb的轨迹来进行计算。另一方面，当左转弯时，行驶轨迹Xf作为曲线轨迹Xfb来进行计算。如上所述，在计算出行驶轨迹Xf(Xf_x，Xf_y)之后，结束本处理。

接着，一边参照图6一边对左右转弯用的自动驾驶控制处理进行说明。该控制处理是以使车辆3按如前述那样计算出的行驶轨迹Xf行驶的方式来控制原动机5和致动器6的处理，通过ECU2按比前述的行驶轨迹Xf的计算周期长的规定的控制周期来执行。

如该图所示，首先，判定是否已计算出左右转弯用的行驶轨迹Xf(图6/步骤20)。当该判定为否定时(图6/步骤20…否)，直接结束本处理。

另一方面，当该判定为肯定时(图6/步骤20…是)，即已计算出左右转弯用的行驶轨迹Xf时，判定车辆3是否已到达前述的第1交点Xc1(图6/步骤21)。

当该判定为否定时(图6/步骤21…否)，直接结束本处理。另一方面，当该判定为肯定时(图6/步骤21…是)，即当车辆3已到达第1交点Xc1时，判定车辆3是否已到达前述的第2规定点X2(图6/步骤22)。

当该判定为肯定时(图6/步骤22…是)，直接结束本处理。另一方面，当该判定为否定时(图6/步骤22…否)，即当车辆3已达到第1交点Xc1且没有到达第2规定点X2时，以使车辆3按行驶轨迹Xf行驶的方式来控制原动机5(图6/步骤23)。

接着，以使车辆3按行驶轨迹Xf行驶的方式来控制致动器6(图6/步骤24)。在此之后，结束本处理。

接着，对由本实施方式的自动驾驶装置1进行的正在右转弯过程中的变更轨迹计算处理和正在右转弯过程中的变更轨迹控制处理进行说明。首先，一边参照图7一边对这些处理的原理进行说明。

例如，在车辆3在交叉路口30进行右转弯的情况下，右转弯用的行驶轨迹Xf如图7中虚线所示那样被计算出之后执行前述的左右转弯用的自动驾驶控制处理时，如图7所示，有时由于某种理由而车辆3偏离该行驶轨迹Xf而行驶。

当这样车辆3偏离行驶轨迹Xf而行驶时，在自动驾驶装置1中，有时根据由状况检测装置4检测到的周边状况数据D_info，识别为中央分离带32a等障碍物位于车辆3的行进方向，在该情况下，当车辆3保持原样行驶时，有发生与障碍物干涉可能性的担忧。在该情况下，如中央分离带32a那样具有高度而车辆3必须回避的物体属于障碍物，如白线那样即使车辆3越过也没有问题的物体被从障碍物中除外。

自动驾驶装置1在如上述那样识别出中央分离带32a等障碍物存在于车辆3的行进方向的情况下，为了回避该障碍物，如以下所述的那样计算变更轨迹Xf’。首先，代替计算行驶轨迹Xf时的第2规定点X2，而计算干涉回避用点X3(第3规定点)。该干涉回避用点X3位于第2直线L2上的、比第2规定点X2靠交叉路口30侧的位置，并且被计算出为当车辆3向该干涉回避用点X3行驶时能回避与作为障碍物的中央分离带32a相干涉的位置。

接着，变更轨迹Xf’作为连接从车辆3至干涉回避用点X3的直线轨迹和从干涉回避用点X3至第2规定点X2的直线轨迹的轨迹来进行计算。在此之后，以使车辆3按该变更轨迹Xf’行驶的方式来控制原动机5和致动器6。据此，避免车辆3与中央分离带32a相干涉。

接着，一边参照图8一边对正在右转弯的变更轨迹计算处理进行说明。该处理是用于计算上述的变更轨迹Xf’，通过ECU2按与前述的行驶轨迹Xf的计算周期相同的控制周期来执行。

如该图所示，首先，判定车辆3是否正在右转弯行驶(图8/步骤31)。当该判定为否定时(图8/步骤31…否)，直接结束本处理。

另一方面，当该判定为肯定(图8/步骤31…是)即车辆3正在右转弯行驶时，根据周边状况数据D_info来判定在车辆3前方是否存在中央分离带等障碍物(图8/步骤32)。

当该判定为否定时(图8/步骤32…否)，直接结束本处理。另一方面，当该判定为肯定(图8/步骤32…是)即在车辆3前方存在中央分离带等障碍物时，通过上述的方法来计算干涉回避用点X3(图8/步骤33)。

接着，如上述那样，将变更轨迹Xf’作为连接从车辆3至干涉回避用点X3的直线轨迹和从干涉回避用点X3至第2规定点X2的直线轨迹的轨迹来进行计算(图8/步骤34)。在此之后，结束本处理。

接着，一边参照图9一边对正在右转弯的变更轨迹控制处理进行说明。该处理是用于以使车辆3按如上述那样计算出的变更轨迹Xf’行驶的方式来控制原动机5和致动器6，通过ECU2按与左右转弯用的自动驾驶控制处理相同的控制周期来执行。

如该图所示，首先，判定车辆3是否正在右转弯行驶(图9/步骤41)。当该判定为否定时(图9/步骤41…否)，直接结束本处理。

另一方面，当该判定为肯定(图8/步骤41…是)即车辆3正在右转弯行驶时，判定是否已计算出变更轨迹Xf’(图8/步骤42)。当该判定为否定时(图9/步骤42…否)，直接结束本处理。

另一方面，当该判定为肯定(图9/步骤42…是)即已计算出变更轨迹Xf’时，以使车辆3按变更轨迹Xf’行驶的方式来控制原动机5(图9/步骤43)。

接着，以使车辆3按变更轨迹Xf’行驶的方式来控制致动器6(图9/步骤44)。在此之后，结束本处理。

如上所述，根据本实施方式的自动驾驶装置1，根据周边状况数据D_info，将在交叉路口30右转弯时的行驶轨迹Xf作为连接第1交点Xc1和第1规定点X1之间的直线轨迹、与曲线轨迹Xfb的轨迹来进行计算，将在交叉路口30左转弯时的行驶轨迹Xf作为曲线轨迹Xfb来进行计算。该曲线轨迹Xfb通过式(1)、(2)，作为以第1规定点X1、第2规定点X2和第2交点Xc2为3个控制点的2次贝塞尔曲线来进行计算，因此，即使在不存在地图数据等的条件下，也能够适宜地确定行驶轨迹Xf。

另外，行驶轨迹Xf的曲线轨迹Xfb在2次贝塞尔曲线的特性上，如图10所示，由从第1规定点X1起一边弯曲一边延伸的第1小弯曲线部Xf1、与第1小弯曲线部Xf1连续且一边弯曲一边延伸的大弯曲线部Xf3、和与大弯曲线部Xf3连续且一边弯曲一边延伸至第2规定点X2的第2小弯曲线部Xf2构成。

在将曲线轨迹Xfb与图10中虚线所示的、从第1直线L1起开始延伸且在第2规定点X2处与第2直线L2合流的圆弧轨迹Xfc相比较的情况下，在两者间存在以下那样的差异。

即，本实施方式的曲线轨迹Xfb的第1小弯曲线部Xfb1构成为，一边其曲率从比圆弧轨迹Xfc小的值开始逐渐增大一边延伸，大弯曲线部Xfb3构成为，一边以其曲率逐渐增大到比圆弧轨迹Xfc大的极大值之后从该极大值开始逐渐减小的方式弯曲一边延伸。并且，第2小弯曲线部Xfb2构成为，一边其曲率逐渐减小到比圆弧轨迹Xfc小的值一边延伸。

根据上述那样的第1小弯曲线部Xfb1的形状，在车辆3在图10所示的交叉路口30内按曲线轨迹Xfb右转弯行驶的情况下，与按圆弧轨迹Xfc右转弯行驶的情况相比较，能够抑制在交叉路口30内向第1行驶道路31的对向车道侧靠近的程度。尤其是，第1小弯曲线部Xfb1从第1规定点X1开始延伸，因此，能够使第1小弯曲线部Xfb1的x轴方向的长度比构成为第1小弯曲线部Xfb1从第1交点Xc1开始延伸的情况更短。据此，能够更进一步抑制向交叉路口30内的对向车道侧靠近的程度。

并且，第1规定点X1作为使第1交点Xc1向车辆3的行进方向偏移第1偏移值Offset1相应的量的点来进行计算，该第1偏移值Offset1通过按照第1边界线Lb1与第2直线L2的间隔即第1距离D1，在映射中进行检索来计算。据此，当车辆3右转弯/左转弯时，能够按照车辆3的行进方向上的交叉路口30的尺寸的大小，来适宜地确定第1规定点X1的位置。

另外，当车辆3在交叉路口30内按曲线轨迹Xfb左转弯行驶时，根据第1小弯曲线部Xfb1的形状，与行驶轨迹被确定为圆弧状的情况相比较，能够抑制车辆3由于其内轮差而造成的接近交叉路口30的弯曲角的程度。

并且，根据第2小弯曲线部Xf2的形状，曲线轨迹Xfb以一边按比内接于第1直线L1和第2直线L2的圆弧小的曲率弯曲一边在第2规定点X2连接于第2直线L2的方式来确定。因此，例如在车辆3的通行划分被规定为左侧通行的情况下，当车辆3按如上述那样确定的曲线轨迹Xfb在交叉路口30内右转弯行驶时，与按圆弧轨迹Xfc右转弯行驶的情况相比较，能够减小到达第2规定点X2时的车辆3的角度，由此能够减小进入第2行驶道路32时对乘员作用的横向加速度(横G)。

另外，第2规定点X2被计算出为使第2行驶道路目标点Xt向第2行驶道路32的里侧偏移第2偏移值Offset2相应的量的点，该第2偏移值Offset2通过按照第2行驶道路目标点Xt与第1直线L1的间隔即第2距离D2在映射中进行检索来计算。据此，当车辆3右转弯/左转弯时，能够按照车辆3右转弯/左转弯方向上的交叉路口30的尺寸的大小，适宜地确定第2规定点X2的位置。

除此之外，在自动驾驶装置1中，以使车辆3按如以上那样确定的行驶轨迹Xf行驶的方式来控制原动机5和致动器6。此时，当车辆3正在交叉路口30右转弯过程中，偏离行驶轨迹Xf而行驶，当变为在车辆3的行进方向存在作为障碍物的中央分离带32a等的状态时，计算变更轨迹Xf’。

该变更轨迹Xf’作为连接从车辆3至干涉回避用点X3的直线轨迹(线段)和从干涉回避用点X3至第2规定点X2的直线轨迹(线段)的轨迹来进行计算，该干涉回避用点X3位于第2直线L2上的、比第2规定点X2靠交叉路口30侧的位置，并且被计算出为当车辆3向该干涉回避用点X3行驶时，能避免与作为障碍物的中央分离带32a的干涉的位置。据此，通过以使车辆3按该变更轨迹Xf’行驶的方式来控制原动机5和致动器6，能够避免正在右转弯行驶的车辆3与中央分离带32a等障碍物相干涉。

另外，变更轨迹Xf’作为连接2条直线轨迹即2个线段的轨迹而计算出，因此，能够易于计算该变更轨迹Xf’，由此能够易于将车辆3应该行驶的轨迹从行驶轨迹Xf变更为变更轨迹Xf’。

另外，实施方式是使用贝塞尔曲线来确定具有第1小弯曲线部、大弯曲线部和第2小弯曲线部的曲线轨迹Xfb的例子，但作为替代，也可以使用其他曲线来确定曲线轨迹Xfb。例如，也可以使用B样条曲线来确定具有第1小弯曲线部、大弯曲线部和第2小弯曲线部的曲线轨迹Xfb。

另外，实施方式是将第2边界线Lb2上且位于车辆3的第2行驶道路32的行驶车道的中央的点作为第2行驶道路目标点Xt的例子，但本发明的第2行驶道路目标点并不限定于此，也可以为第2行驶道路上的目标。例如，也可以将位于比第2边界线Lb2靠第2行驶道路32的里侧的位置且位于第2行驶道路32的行驶车道的中央的点作为第2行驶道路目标点。

并且，实施方式是将第1距离D1作为第2直线L2与第1边界线Lb1的间隔来进行计算的例子，代替于此，也可以将第1距离D1作为停车线31c与第2直线L2的间隔来进行计算。在该情况下，也可以构成为，按照停车线31c与第2直线L2的间隔即第1距离D1来计算第1偏移值Offset1。

并且，在第1行驶道路31和第2行驶道路32倾斜交叉的情况下，也可以按照第1行驶道路31和第2行驶道路32的交叉角度来确定第1偏移值Offset1和/或第2偏移值Offset2。

另一方面，实施方式是适用于通过行驶轨迹确定装置1确定在四叉路的交叉路口30右转弯/左转弯时的行驶轨迹Xf的例子，但本发明的行驶轨迹确定装置并不限定于此，还能够适用于确定当从第1行驶道路向相对于该第1行驶道路一边弯曲一边连续的第2行驶道路行驶时的行驶轨迹。例如，也可以通过本发明的行驶轨迹确定装置，确定在彼此倾斜交叉的四叉路、L字路、T字路、三叉路、多叉路进行右转弯/左转弯时的行驶轨迹。

另外，实施方式是将本发明的自动驾驶装置1和行驶轨迹确定装置1适用于四轮车辆的例子，但本发明的自动驾驶装置和行驶轨迹确定装置并不限定于此，还能够适用于2轮车辆、3轮车辆和5轮以上的车辆。

并且，实施方式是将中央分离带32a作为车道边界区域的例子，但本发明的车道边界区域并不限定于此，也可以为第2行驶道路上的车辆的行驶方向上的车道与对向车道之间的边界的区域。例如，也可以将设置有护栏、围栏等的区域作为车道边界区域。

另一方面，实施方式是当在车辆3在交叉路口30右转弯的情况下在车辆3的行进方向上存在作为车道边界区域的中央分离带32a时计算变更轨迹Xf’的例子，但作为替代，也可以构成为，当在车辆3在交叉路口30左转弯的情况下在车辆3的行进方向存在作为车道边界区域的中央分离带32a时，变更车辆3的行驶轨迹。

Claims (9)

1.一种行驶轨迹确定装置，用于当车辆从第1行驶道路向相对于该第1行驶道路一边弯曲一边连续的第2行驶道路行驶时确定所述车辆的未来的行驶轨迹，其特征在于，

所述行驶轨迹确定装置具有第2行驶道路目标点获取机构和行驶轨迹确定机构，其中，

所述第2行驶道路目标点获取机构获取所述第2行驶道路上的成为目标的第2行驶道路目标点；

所述行驶轨迹确定机构使用第1直线、第2直线、第1小弯曲线部、大弯曲线部和第2小弯曲线部，以使所述第1小弯曲线部的至少一部分、所述第2小弯曲线部的至少一部分和所述大弯曲线部包含于所述连续部中的方式来确定所述车辆的所述未来的行驶轨迹，其中，所述第1直线从所述车辆起一边通过所述第1行驶道路和所述第2行驶道路的连续部内一边沿所述车辆的行进方向延伸；所述第2直线以一边通过所述第2行驶道路目标点一边在所述连续部内与所述第1直线交叉的方式沿所述第2行驶道路延伸；所述第1小弯曲线部以曲率从比在所述连续部内内接于所述第1直线和所述第2直线的圆弧小的值开始逐渐增大的方式，从所述第1直线的第1规定点起一边弯曲一边延伸；所述大弯曲线部与所述第1小弯曲线部的一端部连续且以曲率逐渐增大到比所述圆弧大的极大值之后从该极大值起逐渐减小的方式一边弯曲一边延伸；所述第2小弯曲线部与所述大弯曲线部的一端部连续且以曲率从所述大弯曲线部的一端部的值起逐渐减小到比所述圆弧小的值的方式一边弯曲一边延伸到所述第2直线的第2规定点。

2.根据权利要求1所述的行驶轨迹确定装置，其特征在于，

还具有第1边界线获取机构，该第1边界线获取机构获取规定所述第1行驶道路和所述连续部的边界的第1边界线，

所述行驶轨迹确定机构以使所述第1直线的所述第1规定点位于比所述第1直线与所述第1边界线的交点即第1交点向所述车辆的行进方向偏移的位置上的方式来确定所述未来的行驶轨迹。

3.根据权利要求2所述的行驶轨迹确定装置，其特征在于，

当设所述第2直线与所述第1直线的交点为第2交点时，所述行驶轨迹确定机构按照所述第2交点与所述第1交点之间的距离来确定所述第1规定点相对于所述第1交点的偏移量。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的行驶轨迹确定装置，其特征在于，

还具有第2边界线获取机构，该第2边界线获取机构获取用于规定所述第2行驶道路和所述连续部的边界的第2边界线，

所述行驶轨迹确定机构以使所述第2直线的所述第2规定点位于比所述第2直线与所述第2边界线的交点即第3交点向所述连续部的相反侧偏移的位置上的方式来确定所述未来的行驶轨迹。

5.根据权利要求4所述的行驶轨迹确定装置，其特征在于，

当设所述第2直线与所述第1直线的交点为第2交点时，所述行驶轨迹确定机构按照所述第2交点与所述第3交点之间的距离来确定所述第2规定点相对于所述第3交点的偏移量。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的行驶轨迹确定装置，其特征在于，

还具有车道边界区域获取机构、周边状况数据获取机构和行驶轨迹变更机构，其中，

所述车道边界区域获取机构获取车道边界区域，该车道边界区相当于所述第2行驶道路上的所述车辆的行驶方向上的车道与对向车道之间的边界的区域；

当所述车辆在确定所述未来的行驶轨迹之后实际上以所述车辆的行驶轨迹成为所述未来的行驶轨迹的方式行驶时，所述周边状况数据获取机构获取表示该正在行驶的所述车辆的周边状况的周边状况数据；

根据所述周边状况数据的获取结果，当所述车道边界区域以与所述车辆相干涉的状态存在于所述车辆的行进方向上时，所述行驶轨迹变更机构变更所述未来的行驶轨迹以使所述车辆不与所述车道边界区域相干涉。

7.根据权利要求6所述的行驶轨迹确定装置，其特征在于，

在所述车辆在所述连续部内一边横穿所述第1行驶道路的对向车道一边向所述第2行驶道路行驶的情况下，当所述车道边界区域以与所述车辆相干涉的状态存在于所述车辆的行进方向上时，所述行驶轨迹变更机构将所述第2直线上的比所述第2规定点靠与所述第1直线的交点侧的点确定为第3规定点，且将所述未来的行驶轨迹变更为连接从所述车辆至所述第3规定点的直线轨迹和从所述第3规定点至所述第2规定点的直线轨迹的轨迹。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的行驶轨迹确定装置，其特征在于，

所述第1小弯曲线部、所述大弯曲线部和所述第2小弯曲线部由贝塞尔曲线构成。

9.一种自动驾驶装置，其特征在于，

具有权利要求1至8中任一项所述的行驶轨迹确定装置和控制机构，其中所述控制机构使用所述未来的行驶轨迹来控制所述车辆的行驶状态。

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