CN113859263B - 预定行驶路径设定装置以及预定行驶路径设定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种预定行驶路径设定装置和预定行驶路径设定方法。预定行驶路径设定装置具有：车道确定部(31)，其确定车辆(10)行驶中的车道；检测部(32)，其在从车辆(10)的当前位置到规定距离目的地为止的预定行驶区间内，检测车辆(10)行驶中的车道的左右车道线中的至少一方不存在的区间来作为特定区间；以及路径设定部(34)，其在特定区间中，设定包括以左右车道线中的存在的那方或者道路端缘为基准的备选在内的车辆(10)行驶的预定路径的至少一个备选，将所设定的备选中的、与特定区间前后的区间中的预定路径的连接部处的曲率变化或者与车辆(10)的行进方向正交的方向上的偏置距离成为最小的备选，设定为特定区间中的预定路径。

Description

预定行驶路径设定装置以及预定行驶路径设定方法
技术领域
本发明涉及对车辆行驶的预定的路径进行设定的预定行驶路径设定装置以及预定行驶路径设定方法。
背景技术
正在研究对车辆进行自动驾驶的技术。在这样的技术中，车辆的行驶被基于车道线来进行控制，以使得进行自动驾驶的车辆沿着车道行驶。但是，根据道路的不同，有时车辆所行驶的车道的左右各自的车道线中的一方不存在。于是，提出了用于即使左右的车道线中的一方不存在也适当地控制车辆的行驶的技术(例如参照国际公开第2011/064825号、日本特开2015－165368号公报、日本特开2016－206895号公报以及日本特表2017－520056号公报)。
例如，在国际公开第2011/064825号所记载的技术中，驾驶辅助ECU使用摄像头拍摄到的车辆前方的行驶路面的图像，对行驶路面的车道线进行检测，并且，对不存在车道线的区间设定假想的车道线，基于车道线和假想的车道线对车辆进行控制来进行驾驶辅助。并且，该驾驶辅助ECU在车辆从假想的车道线脱离的情况下报知警告。
另外，在日本特开2015－165368号公报所记载的技术中，行驶车道线识别装置基于由车载摄像头拍摄到的图像来检测左右的白线，根据所检测到的左右的白线来判定道路宽度的扩展是否异常，在判定为异常的情况下，通过单侧识别模式对白线进行识别。此时，该行驶车道线识别装置在单侧识别模式中基于所检测到的各白线，算出表示车辆的位置关系的参数和表示白线的形状的参数中的两个以上参数，综合基于所算出的参数的白线识别结果，从左右两侧选择要识别的单侧的白线。
此外，在日本特开2016－206895号公报所记载的技术中，白线追随行驶控制装置在不再能识别到左右任一白线时，沿着如下位置引导车辆，该位置是从被识别到的那侧的白线向不再能识别到白线的那侧隔开了如下距离的位置，该距离是比此前基于左右白线的识别所算出的两白线间的宽度的一半小规定的偏移量的距离。
再者，在日本特表2017－520056号公报所记载的技术中，基于左侧和右侧的车道边界，算出将来的车道宽度和附近车道宽度。另外，算出车道宽度增加量，基于增大的车道宽度彼此之间的差，检测车道分岔部或者车道合流部。并且，产生了车道分岔部或者合流部的那侧的车道边界被无视，并且，基于未被无视的那方的车道边界，实施单侧的车道中心对准计算。
发明内容
在上述的技术中，在对被进行自动驾驶控制的车辆所行驶的车道(以下有时称为本车车道)的左右任一方或者两方未设置车道线的区间及其前后的区间中，车辆行驶的预定的路径(以下简称为预定行驶路径)有时不是沿着本车车道的平滑的路径。
为此，本发明的目的在于提供一种预定行驶路径设定装置，即使具有不存在本车车道的左右任一方或者两方的车道线的区间，也能够设定沿着本车车道的平滑的预定行驶路径。
根据一个实施方式，提供预定行驶路径设定装置。该预定行驶路径设定装置具有：车道确定部，其确定车辆行驶中的车道；检测部，其在从车辆的当前位置到规定距离目的地为止的预定行驶区间内，检测车辆行驶中的车道的左右车道线中的至少一方不存在的区间来作为特定区间；和路径设定部，其在特定区间中，设定包括以左右车道线中的存在的那方或者道路端缘为基准的备选在内的、车辆行驶的预定路径的至少一个备选，将所设定的备选中的与特定区间前后的区间中的预定路径的连接部处的曲率变化或者与车辆的行进方向正交的方向上的偏置距离成为最小的备选，设定为特定区间中的预定路径。
在该预定行驶路径设定装置中，优选的是，检测部检测车辆行驶中的车道的左右车道线中的某一方中断的单车道线区间来作为特定区间，路径设定部在单车道线区间中设定包括第1备选在内的至少一个备选，将所设定的备选中的与单车道线区间前后的区间中的预定路径的连接部处的曲率变化或者与车辆的行进方向正交的方向上的偏置距离成为最小的备选，设定为单车道线区间中的预定路径，该第1备选被设定在从左右车道线中的不中断的那方车道线向车道的中心侧偏置第1偏置距离的位置。
另外，在该预定行驶路径设定装置中，优选的是，检测部进一步检测车辆行驶中的车道的左右车道线中的两方中断的无车道线区间来作为特定区间，路径设定部在无车道线区间中设定包括第1备选和第2备选在内的多个备选，将所设定的备选中的与无车道线区间前后的区间中的预定路径的连接部处的曲率变化或者与车辆的行进方向正交的方向上的偏置距离成为最小的备选，设定为无车道线区间中的预定路径，该第1备选被设定在从车辆行驶中的道路的左端向道路的中心侧偏置第2偏置距离的位置，该第2备选被设定在从车辆行驶中的道路的右端向道路的中心侧偏置第2偏置距离的位置。
另外，在该预定行驶路径设定装置中，进一步优选的是，路径设定部在单车道线区间与无车道线区间连续的情况下与无车道线区间的预定路径相比先设定单车道线区间的预先路径。
进一步，在该预定行驶路径设定装置中，优选的是，检测部进一步检测车道的宽度比规定的宽度阈值宽的扩宽区间，路径设定部在扩宽区间中设定包括第1备选和第2备选在内的多个所述备选，并将所设定的备选中的与扩宽区间前后的区间中的预定路径的连接部处的曲率变化或者与车辆的行进方向正交的方向上的偏置距离成为最小的备选，设定为扩宽区间中的预定路径，该第1备选被设定在从车辆行驶中的车道左侧的车道线向车道的中心侧偏置第3偏置距离的位置，该第2备选被设定在从车辆行驶中的车道右侧的车道线向车道的中心侧偏置第3偏置距离的位置。
再者，在该预定行驶路径设定装置中，优选的是，检测部在预定行驶区间内中进一步检测车辆行驶的车道与其他车道合流、或者与其他车道分岔的合流分岔区间，路径设定部在合流分岔区间中将预定路径设定在从与其他车道相反侧的车道线或者与其他车道相反侧的道路端缘向车道的中心侧偏置第4偏置距离的位置。
根据本发明的其他方式，提供一种预定行驶路径设定方法。该预定行驶路径设定方法包括：确定车辆行驶中的车道，在从车辆的当前位置到规定距离目的地为止的预定行驶区间内，检测车辆行驶中的车道的左右车道线中的至少一方不存在的区间来作为特定区间，在特定区间中，设定包括以左右车道线中的存在的那方或者道路端缘为基准的备选在内的、车辆行驶的预定路径的至少一个备选，将所设定的备选中的与特定区间前后的区间中的预定路径的连接部处的曲率变化或者与车辆的行进方向正交的方向上的偏置距离成为最小的备选，设定为特定区间中的预定路径。
发明的效果
本发明涉及的预定行驶路径设定装置能够实现如下效果：即使具有不存在本车车道的左右任一方或者两方的车道线的区间，也能够设定沿着本车车道的平滑的预定行驶路径。
附图说明
图1是安装有预定行驶路径设定装置的车辆控制系统的概略结构图。
图2是作为预定行驶路径设定装置的一个实施方式的电子控制装置的硬件结构图。
图3是与包括预定行驶路径设定处理的车辆控制处理有关的电子控制装置的处理器的功能框图。
图4A是表示单车道线区间和无车道线区间的检测的一个例子的图。
图4B是表示单车道线区间和无车道线区间的检测的一个例子的图。
图4C是表示单车道线区间和无车道线区间的检测的一个例子的图。
图5是表示扩宽区间的一个例子的图。
图6是单车道线区间和无车道线区间中的预定行驶路径设定的说明图。
图7是扩宽区间中的预定行驶路径设定的说明图。
图8是包括预定行驶路径设定处理的车辆控制处理的动作流程图。
图9是表示变形例涉及的合流分岔区间中的预定行驶路径的一个例子的图。
具体实施方式
以下，参照附图说明预定行驶路径设定装置以及在预定行驶路径设定装置中实施的预定行驶路径设定方法。该预定行驶路径设定装置在从车辆的当前位置到规定距离目的地为止的预定行驶区间中，设定作为道路上的位置的集合所规定的、车辆行驶的预定的路径(以下简称为预定行驶路径)。此时，该预定行驶路径设定装置对本车车道的左右任一方的车道线不存在的区间(以下称为单车道线区间)和本车车道的左右两方的车道线不存在的区间(以下称为无车道线区间)进行检测。并且，该预定行驶路径设定装置对于单车道线区间将备选路径之一设定在从左右的车道线中的存在的那方车道线向本车车道的中心侧偏置(offset)规定的偏置距离的位置。另外，该预定行驶路径设定装置对于无车道线区间检测车辆行驶中的道路的左端和右端，以包括将左端作为基准的备选预定行驶路径和将右端作为基准的备选预定行驶路径的方式，设定多个备选路径。并且，该预定行驶路径设定装置对于单车道线区间和无车道线区间，分别将所设定的备选中的、与无车道线区间前后的区间中的预定行驶路径的连接部处的曲率变化或者偏置最小的备选路径，设定为单车道线区间和无车道线区间中的预定行驶路径。
图1是安装有预定行驶路径设定装置的车辆控制系统的概略结构图。另外，图2是作为预定行驶路径设定装置的一个实施方式的电子控制装置的硬件结构图。在本实施方式中，搭载于车辆10、且对车辆10进行控制的车辆控制系统1具有GPS接收机2、摄像头3、储存装置(日文：ストレージ装置)4、以及作为预定行驶路径设定装置的一个例子的电子控制装置(ECU)5。GPS接收机2、摄像头3以及储存装置4与ECU5经由遵循了控制器局域网络这样的标准的车内网络以能够通信的方式相连接。此外，车辆控制系统1也可以还具有LiDAR或者雷达这样的对从车辆10到存在于车辆10周围的物体为止的距离进行测定的距离传感器(未图示)。进一步，车辆控制系统1也可以具有用于对到目的地为止的预定行驶路线进行搜索的导航装置(未图示)。再者，车辆控制系统1也可以具有用于与其他设备进行无线通信的无线通信器(未图示)。
GPS接收机2按规定周期接收来自GPS卫星的GPS信号，基于所接收到的GPS信号，对车辆10的本车位置进行测位。并且，GPS接收机2按规定周期经由车内网络向ECU5输出测位信息，该测位信息是基于GPS信号的表示车辆10的本车位置的测位结果的信息。此外，车辆10也可以具有遵循了GPS接收机2以外的卫星测位系统的接收机。在该情况下，该接收机对车辆10的本车位置进行测位即可。
摄像头3是拍摄部的一个例子，具有：由CCD或者C-MOS等对可见光具有灵敏度的光电转换元件的阵列构成的二维检测器；和在该二维检测器上成像成为拍摄对象的区域的像的成像光学系。并且，摄像头3例如以朝向车辆10前方的方式例如安装于车辆10的车室内。并且，摄像头3按规定的拍摄周期(例如1/30秒～1/10秒)对车辆10的前方区域进行拍摄，生成映现了该前方区域的图像。由摄像头3得到的图像可以是彩色图像，或者也可以是灰度图像。此外，在车辆10也可以设置有拍摄方向或者焦点距离不同的多个摄像头。
摄像头3每当生成图像时，经由车内网络向ECU5输出其生成的图像。
储存装置4是存储部的一个例子，例如具有硬盘装置、非易失性的半导体存储器或者光记录介质及其访问装置。并且，储存装置4存储作为地图信息的一个例子的高精度地图。在高精度地图例如包含：对显示于该高精度地图的规定区域所包含的道路的各地点处的车道线的有无以及位置进行表示的信息；和表示道路端缘的信息(例如从道路的中心到道路端缘为止的距离、路缘石的位置等)。另外，在高精度地图也可以包含有对停止线这样的车道线以外的道路标示进行表示的信息和表示道路标识的信息等。
进一步，储存装置4也可以具有用于执行高精度地图的更新处理、和与来自ECU5的高精度地图的读取要求有关的处理等的处理器。并且，储存装置4例如也可以每当车辆10移动规定距离时，将高精度地图的取得要求与车辆10的当前位置一起经由无线通信器(未图示)发送给地图服务器，从地图服务器经由无线通信器接收关于车辆10的当前位置的周围的规定区域的高精度地图。另外，储存装置4当接收来自ECU5的高精度地图的读取要求时，从所存储的高精度地图提取包含车辆10的当前位置在内的、表示相对地比上述的规定区域小的范围的高精度地图，并经由车内网络输出给ECU5。
ECU5对车辆10的行驶进行控制以使车辆10进行自动驾驶。
如图2所示，ECU5具有通信接口21、存储器22以及处理器23。通信接口21、存储器22以及处理器23分别既可以作为单独的电路而构成，或者也可以作为一个集成电路而一体地构成。
通信接口21具有用于将ECU5连接于车内网络的接口电路。并且，通信接口21每当从GPS接收机2接收测位信息时，将该测位信息交给处理器23。另外，通信接口21每当从摄像头3接收图像时，将所接收到的图像交给处理器23。再者，通信接口21将从储存装置4读取的高精度地图交给处理器23。
存储器22是存储部的另一个例子，例如具有易失性的半导体存储器和非易失性的半导体存储器。并且，存储器22存储有在由ECU5的处理器23执行的预定行驶路径设定处理中使用的各种数据。例如，存储器22存储车辆10周围的图像、本车位置的测位结果、高精度地图、摄像头3的表示焦点距离、视场角、拍摄方向及安装位置等的内部参数、以及用于确定在车道线等的检测中所利用的识别器的参数集等。进一步，存储器22暂时性地存储有在预定行驶路径设定处理的中途生成的各种数据。
处理器23具有一个或者多个CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)及其外围电路。处理器23也可以还具有逻辑运算单元、数值运算单元或者图形处理单元这样的其他运算电路。并且，处理器23对车辆10执行车辆控制处理。
图3是与包括预定行驶路径设定处理的车辆控制处理有关的、处理器23的功能框图。处理器23具有车道确定部31、检测部32、基准路径设定部33、路径设定部34以及车辆控制部35。处理器23具有的这些各部分例如是由在处理器23上工作的计算机程序实现的功能模块。或者，处理器23具有的这些各部分也可以是设置于处理器23的专用的运算电路。
车道确定部31按规定周期确定车辆10行驶中的车道(以下有时称为本车车道)。例如，车道确定部31参照由GPS接收机2测位的车辆10的当前位置和高精度地图，确定车辆10行驶中的道路，在所确定的道路中，将车辆10能够行驶的车道确定为本车车道。例如，若车辆10的当前位置处的道路为单侧1车道的道路、且是左侧通行的道路，则车道确定部31将朝向车辆10的行进方向为左侧的车道确定为本车车道。
或者，车道确定部31也可以通过对由摄像头3得到的图像与高精度地图进行对照，确定本车车道。在该情况下，车道确定部31例如通过将图像输入到识别器，对显示于图像的道路上或者道路周边的地面物(例如车道线、道路端缘的路缘石、道路标识等)进行检测。作为那样的识别器，车道确定部31例如可以使用Single Shot MultiBox Detector(SSD)或者Faster R-CNN这样的、具有卷积神经网络型(CNN)的架构的深度神经网络(DNN)。这样的识别器被预先进行学习以使得根据图像检测作为检测对象的地面物。并且，车道确定部31对车辆10的位置和姿势进行假定，参照摄像头3的内部参数，将根据图像检测到的道路上的地面物投影到高精度地图上、或者将高精度地图上的车辆10周围的道路上的地面物投影到图像上。车道确定部31推定根据图像检测到的道路上的地面物与显示在高精度地图上的道路上的地面物最一致时的车辆10的位置和姿势来作为车辆10的当前位置和姿势。并且，车道确定部31将显示于高精度地图的各个车道中的、包含所推定的车辆10的当前位置的车道确定为本车车道即可。
车道确定部31向检测部32、基准路径设定部33、路径设定部34以及车辆控制部35通知表示所确定的本车车道的信息和表示车辆10的当前位置的信息。
检测部32每当从车道确定部31接收表示本车车道的信息和表示车辆10的当前位置的信息时，在从车辆10的当前位置到规定距离目的地为止的车辆10的预定行驶区间内，至少检测不存在左右任一方的车道线的特定区间、即单车道线区间和无车道线区间。进一步，检测部32检测本车车道的宽度比标准的车道的宽度宽的扩宽区间来作为特定区间之一。再者，检测部32将存在本车车道的左右各自的车道线、且本车车道的宽度为标准的车道的宽度的区间作为基准区间。
例如，检测部32为了对单车道线区间和无车道线区间进行检测，在预定行驶区间中，参照高精度地图，对本车车道的左侧的车道线和本车车道的右侧的车道线分别检测车道线中断的端点来作为节点(日文：ノード)。检测部32设定从各个节点到另一方的车道线为止的成为最短距离的位置所对应的节点。但是，在成为最短距离的位置为另一方的车道线的端点且该端点已经与另外的节点关联的情况下，检测部32设定假想的节点，该假想的节点表示在另一方的车道线上没有对应的节点。检测部32沿着本车车道的延伸方向按在左右各自的车道线上连续的两个节点间的区间对该本车车道进行划分。并且，检测部32在各个区间中，检测仅在左右中的一方具有车道线的区间来作为单车道线区间，检测两方都没有车道线的区间来作为无车道线区间。
图4A～图4C是表示单车道线区间和无车道线区间的检测的一个例子的图。如图4A所示设为：在预定行驶区间中，在本车车道400的右侧设置有车道线401，在本车车道400的左侧设置有车道线402。在该例子中，右侧的车道线401和左侧的车道线402都存在在中途中断的部位。因此，车道线401中的各个端点被确定为节点403－1～403－6，并且，车道线402中的各个端点被确定为节点404－1～404－6。
如图4B所示，设定从右侧的车道线401的各个节点403－1～403－6到左侧的车道线402中的成为最短距离的位置所对应的节点。例如，作为与节点403－1对应的节点，在左侧的车道线上设定有节点405－1。同样地，设定从左侧的车道线402的各个节点404－1～404－6到右侧的车道线401中的成为最短距离的位置所对应的节点。但是，关于节点404－1，成为最短距离的位置为右侧的车道线401的端点，且该端点已经与另外的节点405－1关联。因此，设定与节点404－1对应的、表示没有右侧的车道线401上的节点的假想的节点407－1。同样地，关于节点404－4也设定表示没有所对应的节点的假想的节点407－2。
如图4C所示，检测由沿着本车车道400的延伸方向连续的两个节点划分出的各个区间410－1～410－9中的、仅在左右任一方存在车道线的区间来作为单车道线区间。在该例子中，区间410－1、410－3、410－5以及410－7被检测为单车道线区间。另外，区间410－8被检测为无车道线区间。这些以外的区间被作为基准区间。此外，在本车车道的左右任一侧都没有节点的区间、例如比区间410－1靠前方的区间被检测为无车道线区间。
另外，检测部32为了对扩宽区间进行检测，在预定行驶区间内，沿着车辆10的行进方向按规定间隔而参照高精度地图来求出本车车道的宽度。并且，检测部32按规定间隔而将本车车道的宽度与规定的宽度阈值进行比较，检测本车车道的宽度比宽度阈值大的区间来作为扩宽区间。宽度阈值是作为在遵循了道路规格的标准车道的宽度加上规定的偏置值而得到的值来设定的，被预先存储于存储器22。此外，规定的偏置值例如可以设为将车道的标准宽度乘以0.3～0.7而得到的值。另外，宽度阈值也可以根据道路的规格(例如汽车专用道或者国道等)来设定有多个。在该情况下，检测部32参照高精度地图，确定车辆10当前行驶中的道路的规格，从存储器22读取与所确定的规格对应的宽度阈值，在与本车车道的宽度的比较中加以使用即可。或者，检测部32也可以在预定行驶区间内，通过对在本车车道的左右两侧存在车道线的各地点的本车车道的宽度的平均值加上规定的偏置值来设定宽度阈值。
进一步，检测部32将在本车车道的左右两方存在车道线且车道的宽度为宽度阈值以下的区间作为基准区间。
图5是表示扩宽区间的一个例子的图。在图5所示的例子中，车辆10行驶在车道501上，在区间502中，车道501的宽度比宽度阈值大。因此，区间502被检测为扩宽区间。
检测部32将表示从车辆10的当前位置到规定距离目的地为止的车辆10的预定行驶区间内的基准区间的位置的信息(例如表示基准区间的两端点的位置的信息)通知给基准路径设定部33。另外，检测部32将表示从车辆10的当前位置到规定距离目的地为止的车辆10的预定行驶区间内的各个特定区间的位置的信息(例如表示特定区间的两端点的位置的信息)以及表示特定区间的类别的信息通知给路径设定部34。
基准路径设定部33当从检测部32接收表示预定行驶区间内的基准区间的位置的信息时，设定该基准区间中的预定行驶路径(以下有时称为基准路径)。例如，基准路径设定部33设定基准路径以使得从本车车道的左侧的车道线到基准路径为止的距离(第1距离)与从本车车道的右侧的车道线到基准路径为止的距离(第2距离)之比成为规定比。规定比例如被设定为1比1。在该情况下，基准路径被设定为通过本车车道的中央。但是，规定比不限于1比1，也可以根据车辆10周围的状况，设定为基准路径成为本车车道内的偏左或者偏右。具体而言，当在车辆10的周围，在与本车车道的右侧相邻的相邻车道上行驶有卡车或者公共汽车这样的大型车辆的情况下，基准路径优选设定为本车车道的偏左，以使得车辆10与大型车辆之间的间隔不会过于窄。于是，在这样的情况下，上述的规定比例如被设定为4：6或者3：7以使得第1距离比第2距离短。相反地，当在与本车车道的左侧相邻的相邻车道上行驶有大型车辆的情况下，基准路径优选被设定为本车车道的偏右。于是，在这样的情况下，上述的规定比例如被设定为6：4或者7：3以使得第2距离比第1距离短。
此外，基准路径设定部33例如能够通过将由摄像头3得到的图像输入到识别器，对在车辆10的周围行驶的其他车辆进行检测，并且，判别其他车辆是否为大型车辆。作为那样的识别器，基准路径设定部33可以使用如关于车道确定部31在上面描述过的那样的、具有CNN型的架构的DNN。基准路径设定部33通过在所检测到的其他车辆的类别为大型车辆的情况下对在图像上显示了该大型车辆的物体区域的位置与车道线的位置进行比较，能够判定该大型车辆是否行驶在相邻车道上。进一步，物体区域的下端的位置被推定为该大型车辆与路面接触的位置，因此，图像上的物体区域的下端的位置被推定为是从摄像头3来看的朝向该大型车辆与路面接触的位置的方位。于是，基准路径设定部33能够基于摄像头3的安装位置和焦点距离这样的内部参数、和显示该大型车辆的物体区域的下端的位置，推定与该大型车辆的距离。并且，基准路径设定部33在存在行驶在相邻车道上的大型车辆、且从车辆10到该大型车辆为止的推定距离为规定距离以下的情况下，可以如上述的那样设定规定比，以使得基准路径与本车车道的中心相比靠近与该相邻车道相反侧的车道线。
或者，基准路径设定部33也可以在车辆10的当前位置包含于基准区间的情况下，基于车辆10的当前位置，设定上述的规定比。例如，基准路径设定部33也可以将从车辆10的当前位置到本车车道的左侧的车道线为止的距离与从车辆10的当前位置到本车车道的右侧的车道线为止的距离之比设定为上述的规定比。通过这样设定基准路径，能设定基准路径以使得维持车辆10在车道的横穿方向上的位置。
基准路径设定部33向路径设定部34和车辆控制部35通知表示关于基准区间所设定的基准路径的信息(例如第1距离与第2距离之比和基准区间的车道宽度)。
路径设定部34当从检测部32接收表示预定行驶区间内的特定区间的位置和种类的信息、且从基准路径设定部33接收表示关于基准区间的基准路径的信息时，设定关于各个特定区间的预定行驶路径。
例如，路径设定部34关于特定区间中的单车道线区间，设定包括第1备选路径在内的至少一个备选路径，该第1备选路径位于从本车车道的左右的车道线中的存在的一方车道线向本车车道的中心侧偏置第1偏置距离的位置。并且，路径设定部34将所设定的至少一个备选路径中的、与单车道线区间前后的区间中的预定行驶路径相连接时与该预定行驶路径的连接部处的曲率变化的平均值成为最小的备选路径，设定为单车道线区间中的预定行驶路径。在本实施方式中，单车道线区间前后的区间成为单车道线区间以外的其他类别的特定区间或者基准区间。第1偏置距离例如被设定为最接近所着眼的单车道线区间的基准区间中的、从左侧的车道线到基准路径为止的第1距离或者从右侧的车道线到基准路径为止的第2距离中的某一个。此外，路径设定部34也可以在单车道线区间中存在左侧的车道线的情况下，将第1偏置距离设定为最接近所着眼的单车道线区间的基准区间中的、从左侧的车道线到基准路径为止的第1距离。同样地，路径设定部34也可以在单车道线区间中存在右侧的车道线的情况下，将第1偏置距离设定为最接近所着眼的单车道线区间的基准区间中的、从右侧的车道线到基准路径为止的第2距离。由此，即使是在基准路径被设定为使得车辆10在本车车道的偏右位置或者偏左位置上行驶的情况下，设定与单车道线区间前后的区间中的预定行驶路径平滑地连接的备选路径的可能性也高。
另外，路径设定部34对于特定区间中的无车道线区间检测车辆10行驶中的道路的左端和右端。例如，路径设定部34可以基于车辆10的当前位置和高精度地图，对车辆10行驶中的道路的无车道线区间中的左右的道路端缘的位置进行检测。或者，路径设定部34既可以如关于车道确定部31说明过的那样通过将由摄像头3得到的图像输入到识别器来检测左右的道路端缘，也可以从车道确定部31接受左右的道路端缘的路缘石的检测结果，基于该检测结果来确定左右的道路端缘的位置。
路径设定部34设定包括第1备选路径和第2备选路径在内的多个备选路径，该第1备选路径位于从道路的左端向道路的中心侧偏置第2偏置距离的位置，该第2备选路径位于从道路的右端向道路的中心侧偏置第2偏置距离的位置。并且，路径设定部34将所设定的多个备选路径中的、与无车道线区间前后的区间中的预定行驶路径相连接时与该预定行驶路径的连接部处的曲率变化的平均值成为最小的备选路径，设定为无车道线区间中的预定行驶路径。在本实施方式中，无车道线区间前后的区间，成为无车道线区间以外的其他类别的特定区间或者基准区间。
图6是单车道线区间和无车道线区间中的预定行驶路径设定的说明图。如图6所示，在预定行驶区间600内包含车辆10要行驶的本车车道601的左右任一车道线中断了的单车道线区间611、612以及不存在本车车道601的左右两侧的车道线的无车道线区间613。在左右的车道线中的仅存在左侧的车道线602的单车道线区间611中，在从左侧的车道线602向本车车道601的中心侧偏置第1偏置距离的位置设定备选路径621。同样地，在仅存在右侧的车道线603的单车道线区间612中，在从右侧的车道线602向本车车道601的中心侧偏置第1偏置距离的位置设置备选路径622。在该例子中，在各单车道线区间中设定的备选路径的数量为一个，因此，所设定的备选路径成为该单车道线区间中的预定行驶路径。
另外，在无车道线区间613中，设定位于从道路的左端向道路的中心侧偏置第2偏置距离的位置的第1备选路径631、和位于从道路的右端向道路的中心侧偏置第2偏置距离的位置的第2备选路径632。在该例子中，对于无车道线区间613前后的区间中的预定行驶路径640，与第1备选路径631相比，第2备选路径632的连接部处的曲率变化的平均值小。于是，第2备选路径632被选择为无车道线区间613中的预定行驶路径。
进一步，路径设定部34关于特定区间中的扩宽区间，设定包括第1备选路径和第2备选路径在内的多个备选路径，该第1备选路径位于从本车车道的左侧的车道线向本车车道的中心侧偏置第3偏置距离的位置，该第2备选路径位于从本车车道的右侧的车道线向本车车道的中心侧偏置第3偏置距离的位置。并且，路径设定部34将所设定的多个备选路径中的、与扩宽区间前后的区间中的预定行驶路径相连接时与该预定行驶路径的连接部处的曲率变化的平均值成为最小的备选路径，设定为扩宽区间中的预定行驶路径。在本实施方式中，扩宽区间前后的区间成为扩宽区间以外的其他类别的特定区间或者基准区间。第3偏置距离例如被设定为最接近所着眼的扩宽区间的基准区间中的、从左侧的车道线到基准路径为止的第1距离或者从右侧的车道线到基准路径为止的第2距离。此外，路径设定部34也可以将关于以左侧的车道线为基准的第1备选路径的第3偏置距离设定为上述的第1距离，将关于以右侧的车道线为基准的第2备选路径的第3偏置距离设定为上述的第2距离。由此，即使是在基准路径被设定为以使得车辆10在本车车道的偏右位置或者偏左位置上行驶的情况下，设定为第1备选路径或者第2备选路径的某一个与扩宽区间前后的区间中的预定行驶路径平滑地连接的可能性也高。
图7是扩宽区间中的预定行驶路径设定的说明图。如图7所示，在预定行驶区间700内包含车辆10要行驶的本车车道701的宽度比其他部分宽的扩宽区间710。在扩宽区间710中，在从左侧的车道线702偏置第3偏置距离的位置设定有第1备选路径711，另一方面，在从右侧的车道线703偏置第3偏置距离的位置设定有第2备选路径712。在该情况下，对于扩宽区间710前后的区间中的预定行驶路径720，与第1备选路径711相比，第2备选路径712的连接部处的曲率变化的平均值小。于是，第2备选路径712被选择为扩宽区间710中的预定行驶路径。
此外，根据变形例，路径设定部34也可以对于单车道线区间和无车道线区间，将所设定的备选路径中的与前后的区间中的预定行驶路径的连接部处的沿着与车辆10的行进方向正交的方向的偏置距离的平均值成为最小的备选路径，设定为预定行驶路径。同样地，路径设定部34也可以对于扩宽区间将所设定的备选路径中的与前后的区间中的预定行驶路径的连接部处的沿着与车辆10的行进方向正交的方向的偏置距离的平均值成为最小的备选路径，设定为扩宽区间中的预定行驶路径。
进一步，路径设定部34也可以对于扩宽区间、单车道线区间以及无车道线区间分别设定上述以外的备选路径。例如，路径设定部34也可以对于扩宽区间、单车道线区间以及无车道线区间中的某一个，将以最短的方式连结该区间前后的区间各自的预定行驶路径而得到的路径设定为备选路径之一。通过追加性地设定这样的备选路径，路径设定部34能够进一步提高能将特定区间中的预定行驶路径与其前后的区间中的预定行驶路径平滑地连接的可能性。
进一步，有时种类不同的特定区间连续。例如，当再次参照图6时，单车道线区间612与无车道线区间613连续。在这样的情况下，特定区间前后的区间中的至少一方成为能够基于该区间自身的车道线设定预定行驶路径的基准区间以外的区间。于是，路径设定部34也可以在种类不同的特定区间连续的情况下，设定根据特定区间的种类来设定预定行驶路径的优先顺位，按照该优先顺位，按特定区间来设定预定行驶路径。例如，路径设定部34也可以对于扩宽区间设定为优先顺位最高，对于单车道线区间设定第2优先顺位，将无车道线区间的优先顺位设定为最低。在该情况下，路径设定部34可以按扩宽区间→单车道线区间→无车道线区间的顺序(当也包括基准区间时，按基准区间→扩宽区间→单车道线区间→无车道线区间的顺序)，按照上述的方法设定预定行驶路径。或者，路径设定部34也可以对于单车道线区间设定为优先顺位最高，对于扩宽区间设定第2优先顺位，将无车道线区间的优先顺位设定为最低。在该情况下，路径设定部34可以按单车道线区间→扩宽区间→无车道线区间的顺序(当也包括基准区间时，按基准区间→单车道线区间→扩宽区间→无车道线区间的顺序)，按照上述的方法设定预定行驶路径。路径设定部34从能够将本车车道的至少一方的车道线利用于预定行驶路径的设定的区间开始依次设定预定行驶路径，因此，能够在整个预定行驶区间更平滑地连接车道线。
或者，路径设定部34也可以在种类不同的多个特定区间连续的情况下，从该多个特定区间中的靠近某一基准区间一方的特定区间起依次按照上述的方法设定预定行驶路径。或者，路径设定部34也可以在种类不同的多个特定区间连续的情况下，从该多个特定区间中的靠近车辆10的当前位置那方的特定区间起依次按照上述的方法设定预定行驶路径。在该情况下，路径设定部34也能够在整个预定行驶区间更平滑地连接车道线。
路径设定部34当对于各特定区间设定预定行驶路径时，通过将对于预定行驶区间内的各区间所设定的预定行驶路径连接，设定对于整个预定行驶区间的预定行驶路径。此时，路径设定部34也可以通过对如下路径执行平滑(smoothing)处理来设定对于整个预定行驶区间的预定行驶路径，该路径是通过将对于预定行驶区间内的各区间所设定的预定行驶路径连接而得到的路径。
路径设定部34将关于整个预定行驶路径的预定行驶路径交给车辆控制部35。
车辆控制部35对车辆10进行自动驾驶控制以使得车辆10沿着预定行驶路径进行行驶。例如，车辆控制部35按照预定行驶路径和由车速传感器(未图示)测定的车辆10的当前车速，求出车辆10的目标加速度，设定加速器开度或者制动量以使得成为该目标加速度。并且，车辆控制部35按照所设定的加速器开度求出燃料喷射量，向车辆10的发动机的燃料喷射装置输出与该燃料喷射量相应的控制信号。或者，车辆控制部35向车辆10的制动器输出与所设定的制动量相应的控制信号。
进一步，车辆控制部35在为了使车辆10沿着预定行驶路径行驶而对车辆10的行进方向进行变更的情况下，按照该预定行驶路径求出车辆10的转向角，向对车辆10的转向轮进行控制的致动器(未图示)输出与该转向角相应的控制信号。
图8是由处理器23执行的、包括预定行驶路径设定处理的车辆控制处理的动作流程图。处理器23按规定周期而按照以下的动作流程图执行车辆控制处理即可。此外，以下所示的动作流程图的各步骤中的步骤S101～S110的处理包含于预定行驶路径设定处理。
处理器23的车道确定部31确定车辆10行驶中的车道、即本车车道(步骤S101)。处理器23的检测部32在预定行驶区间内检测本车车道的扩宽区间、单车道线区间以及无车道线区间，并且，将除此以外的区间设为基准区间(步骤S102)。
处理器23的基准路径设定部33对于预定行驶区间内的各基准区间，设定基准路径以使得从本车车道的左侧的车道线到基准路径为止的第1距离与从本车车道的右侧的车道线到基准路径为止的第2距离之比成为规定比(步骤S103)。
处理器23的路径设定部34对于预定行驶区间内的单车道线区间，设定包括第1备选路径在内的至少一个备选路径(步骤S104)，该第1备选路径位于从本车车道的左右的车道线中的存在的一方的车道线向本车车道的中心侧偏置第1偏置距离的位置。并且，路径设定部34将所设定的至少一个备选路径中的与单车道线区间前后的区间中的预定行驶路径相连接时与该预定行驶路径的连接部处的曲率变化的平均值成为最小的备选路径，设定为单车道线区间中的预定行驶路径(步骤S105)。
进一步，路径设定部34对于预定行驶区间内的无车道线区间设定包括第1备选路径和第2备选路径在内的多个备选路径(步骤S106)，该第1备选路径位于从车辆10行驶中的道路的左端向道路的中心侧偏置第2偏置距离的位置，该第2备选路径位于从道路的右端向道路的中心侧偏置第2偏置距离的位置。并且，路径设定部34将所设定的多个备选路径中的与无车道线区间前后的区间中的预定行驶路径相连接时与该预定行驶路径的连接部处的曲率变化的平均值成为最小的备选路径，设定为无车道线区间中的预定行驶路径(步骤S107)。
进一步，路径设定部34对于预定行驶区间内的扩宽区间，设定包括第1备选路径和第2备选路径在内的多个备选路径(步骤S108)，该第1备选路径位于从本车车道的左侧的车道线向本车车道的中心侧偏置第1偏置距离的位置，该第2备选路径位于从本车车道的右侧的车道线向本车车道的中心侧偏置第1偏置距离的位置。并且，路径设定部34将所设定的多个备选路径中的与扩宽区间前后的区间中的预定行驶路径相连接时与该预定行驶路径的连接部处的曲率变化的平均值成为最小的备选路径，设定为扩宽区间中的预定行驶路径(步骤S109)。此外，路径设定部34也可以在步骤S105、S107以及S109中，如上述那样，将所设定的备选路径中的与前后的区间中的预定行驶路径的连接部处的沿着与车辆10的行进方向正交的方向的偏置距离的平均值成为最小的备选路径，设定为该区间中的预定行驶路径。
路径设定部34通过将基准区间、扩宽区间、单车道线区间以及无车道线区间各自的预定行驶路径连接，设定整个预定行驶区间的预定行驶路径(步骤S110)。然后，处理器23的车辆控制部35对车辆10进行自动驾驶控制以使得车辆10沿着预定行驶路径行驶(步骤S111)。然后，处理器23结束车辆控制处理。
如以上说明过的那样，该预定行驶路径设定装置在从车辆的当前位置到规定距离目的地为止的预定行驶区间中检测单车道线区间和无车道线区间。并且，该预定行驶路径设定装置对于单车道线区间，将备选路径之一设定于从左右的车道线中的存在的一方的车道线向本车车道的中心侧偏置规定的偏置距离的位置。另外，该预定行驶路径设定装置对于无车道线区间设定多个备选路径，以使得包括以车辆行驶中的道路的左端为基准的备选路径和以右端为基准的备选路径。并且，该预定行驶路径设定装置对于单车道线区间和无车道线区间，分别将所设定的备选中的与该区间前后的区间中的预定行驶路径的连接部处的曲率变化或者偏置小的备选，设定为单车道线区间和无车道线区间中的预定行驶路径。因此，该预定行驶路径设定装置即使具有不存在本车车道的左右任一方或者两方的车道线的区间，也能够设定沿着本车车道的平滑的预定行驶路径。
根据变形例，检测部32也可以对在预定行驶区间内本车车道与其他车道合流或者其他车道从本车车道分岔的合流分岔区间进行检测。在该情况下，也与上述的实施方式同样地，检测部32通过参照车辆10的当前位置和高精度地图，能够对合流分岔区间进行检测。例如，检测部32在本车车道与其他车道合流的情况下，将从本车车道的左右各自的车道线中的其他车道侧的车道线与其他车道的车道线相交的地点到本车车道和其他车道变为一个车道的地点、即车道的宽度变为了一车道量的宽度的地点为止的区间作为合流分岔区间即可。同样地，检测部32在其他车道从本车车道分岔的情况下，将从本车车道与其他车道开始分岔了的地点到显示本车车道与其他车道之间的车道线的地点为止的区间设为合流分岔区间即可。
在该情况下，路径设定部34可以在合流分岔区间中，将与其他车道相反侧的合流侧的车道线或者道路端缘作为基准，将预定行驶路径设定在向被合流侧或者被分岔侧即向本车车道的中心侧偏置第4偏置距离的位置。此外，第4偏置距离例如与单车道线区间中的第1偏置距离同样地，可以设定为最靠近所着眼的合流分岔区间的基准区间中的、从左侧的车道线到基准路径为止的第1距离或者从右侧的车道线到基准路径为止的第2距离中的某一个。
图9是表示该变形例涉及的合流分岔区间中的预定行驶路径的一个例子的图。在该例子中，车辆10行驶中的车道901向在右侧相邻的其他车道902合流。因此，在车道901与其他车道902的合流分岔区间中，预定行驶路径921被设定在从车道901的左侧的车道线911向其他车道902侧偏置第4偏置距离的位置，或者若没有车道线911，则预定行驶路径921被设定在从车道901的左侧的道路端缘912向其他车道902侧偏置第4偏置距离的位置。通过这样在合流分岔区间中设定预定行驶路径，在合流分岔区间及其前后的区间中，预定行驶路径被设定为沿着车道的平滑的路径。
另外，上述的实施方式或者变形例涉及的实现ECU5的处理器23的功能的计算机程序也可以以记录于半导体存储器、磁记录介质或者光记录介质这样的计算机能够读取的便携式的记录介质的形式来提供。
如上所述，本领域技术人员能够在本发明的范围内按照所实施的形态进行各种各样的变更。

Claims (7)

1.一种预定行驶路径设定装置，其特征在于，具有：
车道确定部，其确定车辆行驶中的车道；
检测部，其在从所述车辆的当前位置到规定距离目的地为止的预定行驶区间内，检测所述车辆行驶中的车道的左右车道线中的至少一方不存在的区间来作为特定区间；和
路径设定部，其在所述特定区间中，设定包括以所述左右车道线中的存在的那方或者道路端缘为基准的备选在内的、所述车辆行驶的预定路径的至少一个备选，将所设定的所述备选中的、与所述特定区间前后的区间中的所述预定路径的连接部处的曲率变化或者与所述车辆的行进方向正交的方向上的偏置距离成为最小的备选，设定为所述特定区间中的所述预定路径。
2.根据权利要求1所述的预定行驶路径设定装置，其特征在于，
所述检测部检测所述车辆行驶中的车道的左右车道线中的任一方中断的单车道线区间来作为所述特定区间，
所述路径设定部在所述单车道线区间中，设定包括第1备选在内的至少一个所述备选，将所设定的所述备选中的、与所述单车道线区间前后的区间中的所述预定路径的连接部处的曲率变化或者与所述车辆的行进方向正交的方向上的偏置距离成为最小的备选，设定为所述单车道线区间中的所述预定路径，所述第1备选被设定在从左右车道线中的不中断的那方的车道线向所述车道的中心侧偏置第1偏置距离的位置。
3.根据权利要求2所述的预定行驶路径设定装置，其特征在于，
所述检测部进一步检测所述车辆行驶中的车道的左右车道线中的两方中断的无车道线区间来作为所述特定区间，
所述路径设定部在所述无车道线区间中，设定包括第1备选和第2备选在内的多个所述备选，将所设定的所述备选中的、与所述无车道线区间前后的区间中的所述预定路径的连接部处的曲率变化或者与所述车辆的行进方向正交的方向上的偏置距离成为最小的备选，设定为所述无车道线区间中的所述预定路径，所述第1备选被设定在从所述车辆行驶中的道路的左端向所述道路的中心侧偏置第2偏置距离的位置，所述第2备选被设定在从所述车辆行驶中的道路的右端向所述道路的中心侧偏置第2偏置距离的位置。
4.根据权利要求3所述的预定行驶路径设定装置，其特征在于，
所述路径设定部在所述单车道线区间与所述无车道线区间连续的情况下，与所述无车道线区间的所述预定路径相比先设定所述单车道线区间的所述预定路径。
5.根据权利要求1所述的预定行驶路径设定装置，其特征在于，
所述检测部进一步检测所述车道的宽度比规定的宽度阈值宽的扩宽区间，
所述路径设定部在所述扩宽区间中，设定包括第1备选和第2备选在内的多个所述备选，将所设定的所述备选中的、与所述扩宽区间前后的区间中的所述预定路径的连接部处的曲率变化或者与所述车辆的行进方向正交的方向上的偏置距离成为最小的备选，设定为所述扩宽区间中的所述预定路径，所述第1备选被设定在从所述车辆行驶中的车道左侧的车道线向所述车道的中心侧偏置第3偏置距离的位置，所述第2备选被设定在从所述车辆行驶中的车道右侧的车道线向所述车道的中心侧偏置第3偏置距离的位置。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的预定行驶路径设定装置，其特征在于，
所述检测部在所述预定行驶区间内，进一步检测所述车辆行驶的车道与其他车道合流、或者与其他车道分岔的合流分岔区间，
所述路径设定部在所述合流分岔区间中将所述预定路径设定在从与所述其他车道相反侧的车道线或者与所述其他车道相反侧的道路端缘向所述车道的中心侧偏置第4偏置距离的位置。
7.一种预定行驶路径设定方法，其特征在于，包括：
确定车辆行驶中的车道，
在从所述车辆的当前位置到规定距离目的地为止的预定行驶区间内，检测所述车辆行驶中的车道的左右车道线中的至少一方不存在的区间来作为特定区间，
在所述特定区间中，设定包括以所述左右车道线中的存在的那方或者道路端缘为基准的备选在内的、所述车辆行驶的预定路径的至少一个备选，将所设定的所述备选中的、与所述特定区间前后的区间中的所述预定路径的连接部处的曲率变化或者与所述车辆的行进方向正交的方向上的偏置距离成为最小的备选，设定为所述特定区间中的所述预定路径。
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