JP2017019421A - 周辺環境認識装置、及び周辺環境認識プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】周辺環境情報データの利用側の演算処理負荷及びメモリ消費量を軽減可能な周辺環境認識装置を提供する。
【解決手段】搭載される車両２の走行経路を示す走行経路情報を取得する走行経路情報取得部と、車両の周辺の環境要素に関する、車両との空間上の位置関係を示す空間上の位置関係情報を含む周辺環境要素情報を取得する周辺環境要素情報取得部と、走行経路情報と空間上の位置関係情報に基づき、環境要素における走行経路との関係性を算出する走行経路関係性算出部と、走行経路関係性算出部が算出した走行経路との関係性に基づき、環境要素に関する情報を提供する周辺環境情報提供部１０６と、を備えた周辺環境認識装置１０を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、周辺環境認識装置、及び周辺環境認識プログラムに関する。

レーダやカメラ等の車載外界センサや車車間通信により取得したデータや道路地図データを用いて車両周辺の状況を認識し、車両の走行を自動制御するシステムが知られている。このようなシステムでは、自動運転のように自動制御内容の高度化のため、車載外界センサの装着数の増加、道路地図データの高精細化が進展し、さらには車車間通信対応車両の普及に伴い、今後車両周辺に関する認識情報のデータ量が増加していくと想定される。そのため、自動制御に係る演算処理負荷や当該演算処理に必要な認識情報を格納するメモリ消費量が増加していき、自動制御の動作環境を圧迫するという課題がある。

それに対し、特許文献１では、車車間通信で受信した他車両の情報に関する処理において、相対距離や相対進行方向に応じて当該他車両の監視重要度を設定し、監視重要度が低いものは軽い処理のみ実行する技術が開示されている。

特開２０１２−２７５５３号公報

しかし、上記特許文献１では、相対距離が近く同一方向に走行中の他車両情報を重要と判定するため、交差点や分岐・合流時に誤って重要度を設定してしまうという問題がある。例えば、交差点において当該車両が右折する場合、対向車線から交差点に入ってくる他車両や、右折先の横断歩道上の歩行者や自転車、右折先の道路上の他車両、等の情報が重要となるが、それらは自車両と同一方向に走行しているわけではないため、特許文献１の方式では低い重要度に設定してしまい、重要な情報を提供できない可能性がある。また、例えば、交差点を右折する場合、左折方向や直進方向に進んでいる他車両は自車両の走行とは無関係にもかかわらず、相対距離が近いと高い優先度を設定してしまい、不要情報を排除できない可能性がある。

以上を踏まえ、本発明では、認識情報の要否を高精度に判定して不要情報を提供しないようにすることにより、当該制御に係る演算処理負荷やメモリ消費量を軽減することが可能な周辺環境認識装置を提供することを目的とする。

本願は上記課題を解決するための複数の手段を開示しているが、その一例を示すと、搭載される車両の走行経路を示す走行経路情報を取得する走行経路情報取得部と、車両の周辺の環境要素に関する、車両との空間上の位置関係を示す空間上の位置関係情報を含む周辺環境要素情報を取得する周辺環境要素情報取得部と、走行経路情報と空間上の位置関係情報に基づき、環境要素における走行経路との関係性を算出する走行経路関係性算出部と、走行経路関係性算出部が算出した走行経路との関係性に基づき、環境要素に関する情報を提供する周辺環境情報提供部と、を備えた周辺環境認識装置を提供することにより上記課題を解決することができる。

本発明によれば、自車両の将来の走行内容に基づいてより高精度に認識情報の要否を判定して不要情報を提供しないようにするため、制御側の演算処理負荷やメモリ消費量を軽減することができる。

周辺環境認識システム１の機能ブロック図の一例である。 周辺環境要素情報の一例である。 周辺環境要素情報データ群１２１の障害物情報に関するデータ構造の一例である。 周辺環境要素情報データ群１２１の道路情報に関するデータ構造の一例である。 環境要素走行関係性データ群１２４に関するデータ構造の一例である。 周辺環境認識処理５００のフローチャートの一例である。 走行関連領域決定処理６００のフローチャートの一例である。 走行関連領域を説明するためのシーンの一例である。 走行推奨車線の一例である。 走行関連領域の一例である。 環境要素走行関係性算出処理７００のフローチャートの一例である。 周辺環境情報提供処理８００のフローチャートの一例である。 周辺環境情報提供メッセージのフォーマットの一例である。 周辺環境情報に含まれる道なり情報を説明するためのシーンの一例である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の第１実施形態による周辺環境認識システム１の構成の一例を示す機能ブロック図である。

図１に示すように、本実施形態に係る周辺環境認識システム１は、車両２に搭載され、車両２の周辺における走行道路や周辺車両等の障害物の状況を認識するためのシステムであり、周辺環境認識装置１０、無線通信部２０、自車位置決定装置３０、外界センサ群４０、車両センサ群５０、経路生成装置６０、運転支援装置７０、車載用ＨＭＩ装置８０、アクチュエータ群９０、等を含んで構成される。

周辺環境認識装置１０は、例えば、車両２に搭載されたＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）等であり、処理部１００と、記憶部１２０と、通信部１３０と、を有する。なお、周辺環境認識装置１０の形態に特に制限はなく、例えば、運転支援装置７０や外界センサ群４０の装置に統合されていてもよいし、車両２のユーザが車両ネットワークに接続したスマートフォン等の外部装置でもよい。

処理部１００は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ：中央演算処理装置）及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などのメモリなどを含んで構成され、記憶部１２０に格納されている所定の動作プログラムを実行することで、周辺環境認識装置１０の機能を実現する処理を行う。

記憶部１２０は、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、フラッシュメモリ、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などの記憶装置を含んで構成され、処理部１００が実行するプログラム、及び本システムの実現に必要なデータ群などを格納している。

本実施形態では、
各種処理に関連する情報を外部装置等から取得する関連情報取得部１０１、
外部装置などから取得した各種環境要素情報を重複がなく一貫性のある形に統合する周辺環境要素統合処理部１０２、
車両２の将来の走行に関連する領域を決定する走行関連領域決定部１０３、
取得した車両２周辺の環境要素情報と決定した車両２の走行関連領域に関する情報に基づき、各環境要素の車両２の走行に対する関係性を算出する環境要素走行関係性算出部１０４、
各環境要素の車両２の走行に対する関連度を算出する環境要素走行関連度算出部１０５、
周辺環境要素に関する情報を周辺環境認識装置１０内の機能や他装置に提供する周辺環境情報提供部１０６、等を処理部１００に実現させるためのプログラム、及び、
周辺環境要素情報データ群１２１、自車情報データ群１２２、走行関連領域データ群１２３、環境要素走行関係性データ群１２４、等が記憶部１２０に格納される。

以後では説明を簡単にするため、処理部１００が記憶部１２０に記憶されているプログラムに従い演算することで発現される関連情報取得部１０１等の動作を、処理部１００ではなく関連情報制御部１０１等を主語にして説明を行う。

周辺環境要素情報データ群１２１は、車両２が認識している周辺環境に関するデータの集合体であり、例えば、車両２周辺の道路に関するデジタル道路地図データや、外界センサ群４０や無線通信部２０から取得された車両２周辺の認識データ、それらを統合して生成されたデータが含まれる。周辺環境要素情報データ群１２１は、複数の「環境要素」で構成される。

環境要素とは、車両２の走行に影響を与える情報要素を意味し、例えば、周辺車両や歩行者、落下物等の障害物、車線中心線や車線境界線等の道路形状、速度規制や一方通行、信号等の交通ルール、等が含まれる。これらの情報要素は、性質としては様々であるが、いずれも車両２周辺の空間上の位置あるいは領域に意味を与えるものであるという共通点を持つ。そのため、本明細書では、これらの情報要素を「環境要素」として共通の枠組みで扱うものとする。

自車情報データ群１２２は、車両２に関するデータの集合体である。例えば、自車位置決定装置３０や車両センサ群５０から取得される車両２の位置や状態に関する情報の他に、走行経路情報、制御計画情報、等に関する情報が含まれる。走行経路情報とは、例えば、経路生成装置６０から取得される情報であり、車両２がこれから走行する予定の道路区間のリストである。制御計画情報とは、運転支援装置７０が決定する車両２をこれからどのように制御するかという情報であり、例えば、走行軌道や速度計画に関する情報が含まれる。

走行関連領域データ群１２３は、車両２の今後の走行に関連する領域（走行関連領域）に関するデータの集合体である。走行関連領域は、例えば、走行計画情報データ群１２２の走行経路情報あるいは制御計画情報そのものであっても良いし、それらをベースに領域を拡張定義したものであっても良い。

環境要素走行関係性データ群１２４は、各環境要素と走行関連領域の関係性を表すデータの集合体である。

通信部１３０は、例えば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）又はＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の通信規格に準拠したネットワークカード等を含んで構成され、車両２に搭載された他の装置と各種プロトコルに基づきデータの送受信を行う。なお、通信部１３０と車両２に搭載された他の装置との間の接続形態は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔのような有線接続に限定されることはなく、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）や無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などの近距離無線接続であってもよい。

無線通信部２０は、例えば、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）等の長距離無線通信規格、あるいは無線ＬＡＮ、ＤＳＲＣ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｓｈｏｒｔ Ｒａｎｇｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）等の近距離無線通信規格に準拠したネットワークカード等を有し、例えば、１台又は複数台の車両の走行を支援するセンタ（図示省略）、１台又は複数台の道路上に設置される路側機（図示省略）、１台又は複数台の他車両に搭載された無線通信部２０、１台又は複数台の人等が保有する通信端末（図示省略）、等の少なくともいずれかとデータ通信が可能となるように構成される。

自車位置決定装置３０は、車両２の地理的な位置を測位し、その情報を提供する装置であり、例えば、全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ）受信装置が相当する。自車位置決定装置３０は、単純にＧＮＳＳ衛星から受信する電波に基づいた測位結果を提供するように構成されていても良いし、車両２の移動速度及び進行方位角等、外界センサ群４０や車両センサ群５０から取得可能な情報を活用して位置補間及び誤差補正を行うように構成されていても良い。

外界センサ群４０は、車両２周辺の一定範囲の障害物（他車両、自転車、歩行者、落下物等）や特徴物（道路標識、白線、ランドマーク等）を認識することができるセンサ群であり、例えば、カメラ装置、レーダ、レーザーレーダ、ソナー等が該当する。外界センサ群４０は、検出した車両２周辺の障害物や特徴物の情報（例えば、車両２からの相対距離と相対角度等）を車載ネットワーク上に出力しており、周辺環境認識装置１０は車載ネットワークを通じて出力結果を取得できるように構成されている。なお、本実施形態では、外界センサ群４０で障害物や特徴物を検出する処理を実施する構成になっているが、外界センサ群４０が未処理のままデータを出力し、周辺環境認識装置１０等の他装置で検出処理を行っても良い。

車両センサ群５０は、車両２の各種部品の状態（例えば走行速度、操舵角、アクセルの操作量、ブレーキの操作量等）を検出している装置群であり、例えば、ＣＡＮ等の車載ネットワーク上に、検出した状態量を定期的に出力している。周辺環境認識装置１０を含む車載ネットワークに接続された装置は、各種部品の状態量を取得することが可能となるように構成されている。

経路生成装置６０は、車両２の道路上の走行経路を生成する装置であり、例えば、ナビゲーション装置が該当する。経路生成装置６０は、例えば、所定の地域全体あるいは車両２周辺のデジタル道路地図データを備え、自車位置決定装置３０で決定された車両２の位置情報に基づき、車両２の地図位置（走行中の道路等）を特定するように構成されている。また、特定した車両２の地図位置とデジタル道路地図データに基づき、ユーザから指定された目的地に到達するための適切な経路を算出して走行経路情報を生成し、車載用ＨＭＩ装置８０等を通じてユーザに走行経路情報を通知すると共に、周辺環境認識装置１０にも走行経路情報を提供するように構成されている。

運転支援装置７０は、例えば、車両２の先進運転支援システム（ＡＤＡＳ：Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｒｉｖｅｒ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ Ｓｙｓｔｅｍｓ）を実現するためのＥＣＵであり、燃費性能や安全性、利便性を高めることを目的として、周辺環境認識装置１０から出力される周辺環境認識情報に基づいて、例えば、アクチュエータ群９０に指示を出して車両２の加減速や操舵を自動で制御したり、車載用ＨＭＩ装置８０を介してドライバに情報提供や警告を出力したりする。

車載用ＨＭＩ装置８０は、例えば、車両２に搭載されたディスプレイ装置等であり、周辺環境認識装置１０から出力される周辺環境認識情報や、運転支援装置７０から出力される運転支援に関する情報を、音声や画面を通じてドライバに通知するように構成されている。

アクチュエータ群９０は、車両２の動きを決定する操舵、ブレーキ、アクセル等の制御要素を制御する装置群であり、運転者によるハンドル、ブレーキペダル、アクセルペダル等の操作情報や運転支援装置７０から出力される目標制御値に基づいて、車両２の動きを制御するように構成されている。

図２は、本実施形態の周辺環境要素情報データ群１２１に格納されている情報の一例の説明図である。

周辺環境要素情報データ群１２１は、車両２周辺の道路に関するデジタル道路地図データや、外界センサ群４０や無線通信部２０から取得された車両２周辺の認識データ、等が統合され、表現されているものである。その表現の粒度について特に制約はなく、図２の左下部分４０００のように、環境要素を道路単位でマクロに表現するような形式でも良いし、それに加えてさらに図２の右部分のように道路形状や障害物の位置関係を空間座標で詳細に表現するような形式でも良い。

これらの粒度は、車両２に搭載される装置の機能レベルやアプリケーションの要件に応じて変わる。例えば、従来のナビゲーション装置の地図データのように、道路単位の粒度でしか道路形状を参照できない場合は、図２の左下部分４０００の粒度で表現することになる。例えば、自動運転のように周辺環境認識に高い精度が求められる場合は、図２の右部分のような空間座標で詳細に表現することが必要となる。

周辺環境要素情報データ群１２１に含まれる環境要素としては、障害物、道路形状、交通ルール、等が含まれる。

障害物とは、例えば、車両（５０００〜５００７）、歩行者（５０１０〜５０１２）、自転車（非記載）、落下物（非記載）、建造物（非記載）等である。これらは、主に外界センサ群４０や無線通信部２０により動的に認識されたデータである。

道路形状とは、道路上あるいはその近傍（歩道等）の各種路面属性の空間形状を表現したものであり、車線の車線中心線形状（６２０１〜６２０５）や車線境界線形状（６１０１〜６１０４）、車線分岐・合流点（６２１１）、道路区間内の路肩の形状（６０１１、６０１２）、車道部境界線形状（７００１、７００２）、停止線形状（６３０１）、横断歩道形状（６３０２）、等である。各形状情報は、例えば、点列あるいは線で表現される。なお、本明細書では、車線中心線のＩＤを、車線のＩＤとしても扱うものとする。例えば、図２の６２０１で示される車線中心線に該当する車線を、車線６２０１と表現する。

交通ルールとは、車両の走行を制約する情報であり、例えば、信号（６３０３）、速度規制（６３０４）、車線の属性（通行可能方向、バス専用、通行可能時間帯等）、車線境界属性（車線変更可否、追い越し可否等）、等が含まれる。これらは、基本的に前記道路形状に紐づけられる形で管理される。例えば、信号６３０３は、停止線６３０１の通過可否を規定するものなので、停止線６３０１の属性情報として管理される。同様にして、速度規制、車線属性、車線境界属性は、該当する車線に紐づけられて管理される。

周辺環境要素情報データ群１２１のデータ構造の一例を、図３及び図４を用いて説明する。

周辺環境要素情報データ群１２１は、大きく障害物情報と道路情報の２つで構成される。交通ルールに関する情報は、上述のように道路情報に組込まれる形で表現されている。まず、図３を用いて、障害物情報のデータ構造について説明する。

ＩＤ２０１は、当該データエントリに関連する環境要素の識別子である。
種別２０２は、当該データエントリに関連する環境要素の種別を表し、例えば、自動車（四輪）、自動車（二輪）、自転車、歩行者、落下物、等が含まれる。

位置情報２０３は、当該データエントリに関連する環境要素の空間位置情報を示す。図３の例のように緯度、経度のような絶対座標で表現しても良いし、車両２を中心とした相対座標で表現しても良い。

方位２０４、速度２０５は、それぞれ当該データエントリに関連する環境要素の進行方位、速度を示す。

道路上位置情報２０６、道路上進行方向２０７、車線ＩＤ２０８は、当該データエントリに関連する環境要素の道路上における位置及び移動に関する情報を示す。道路上位置情報２０６は、道路の道なりに沿ってどの位置付近に存在するかを示す情報であり、道路区間の識別子である道路区間ＩＤと当該道路区間の起点からの道なり距離のセットで示す。例えば、図３のＩＤが５０００の障害物は、道路区間６０１１の起点から１５０ｍの位置付近に存在することを意味している。

道路上進行方向２０７とは、道路上位置情報２０６の示す道路区間の基準方向に対して、どちらの方向に進んでいるのかを示す情報である。図２の左下部分４０００で表されるように、本明細書における道路区間（４００１〜４００４）は、両方向の車線を含むため、道路区間ＩＤだけでは進行方向を特定することができない。そのため、道路区間情報の基準方向に対する相対方向を併せて含めることにより、当該環境要素の道路上の進行方向を特定している。車線ＩＤ２０８は、当該環境要素が存在する車線の識別子である。当該環境要素の車線位置が特定されている場合に設定される。なお、それぞれ必ずしも値を特定できるものではなく、特定できない場合は無効値「Ｎ／Ａ」が格納される。

次に、図４を用いて、道路情報のデータ構造について説明する。道路情報における環境要素情報は、道路区間情報と、車線情報と、それ以外の環境要素の情報を表現する領域情報に分類される。道路区間情報とは、例えば、従来のナビゲーション装置の地図データに相当し、道路単位での形状や道路区間の接続関係、複数の道路区間を繋ぐ交差点に関する情報、等を表現したものである。

まず、車線情報について説明する。ＩＤ２１１、種別２１２は、障害物情報のＩＤ２０１および種別２０１と同様、当該環境要素の識別子及び種別を表す。種別としては、道路車線と交差点車線があり、道路車線は、道路区間の車線、交差点車線は交差点内で推奨される走行軌道を仮想的な車線として表すものである。

中心線２１３は、例えば、当該車線の中心線の形状を点列表現したものであり、それぞれの形状点の位置情報を格納したリスト構造をしている。

車線境界線２１４は、例えば、当該車線の境界線の形状を点列表現したものであり、中心線２１３と同様のリスト構造をしている。なお、車線境界線２１４は、車線の左右に存在することに加え、形状として複数の線に分かれて表現される場合があるため、複数の位置情報リストが含まれる。

接続情報２１５は、当該車線における他の車線に対する接続関係を示すものであり、例えば、接続点種別２１５−１、接続点道なり位置２１５−２、接続先ＩＤ２１５−３のリストで表される。

接続点種別２１５−１は、接続点の種別を表し、例えば、当該車線の始端、終端（それぞれ「始端」、「終端」）、当該車線から分岐するあるいは当該車線に対して合流する接続点（それぞれ「分岐」、「合流」）等が含まれる。

接続点道なり位置２１５−２は、障害物情報の道路上位置情報２０６と同様、道路の道なりに沿ってどの位置付近に存在するかを示す情報である。

接続先ＩＤ２１５−３は、当該接続点がどの車線に接続しているかを示す識別子である。例えば、図４における車線６２０２の２番目の接続情報は、車線６２０３が車線６２０２から分岐していることを示している。

車線属性２１６は、当該車線における制限速度や属性（通行可能方向、バス専用、通行可能時間帯等）を示すものであり、例えば、車線属性情報範囲２１６−１、車線属性情報２１６−２のリストで表される。

車線属性情報範囲２１６−１は、道路の道なりに沿った範囲で表現される。例えば、（４００１：０ｍ、４００１：２４０ｍ）とは、道路区間４００１の０〜２４０ｍの範囲を意味している。そして、その範囲における当該車線の制限速度や属性情報を２１６−２で表現する。

境界属性２１７は、当該車線の境界線に関する属性を示すものであり、例えば、境界線方向２１７−１、境界属性情報範囲２１７−２、境界属性情報２１７−３のリストで表される。

境界線方向２１７−１とは、当該境界線情報エントリが左側に関するものか、右側に関するものかの識別子である。

境界属性情報範囲２１７−２は、道路の道なりに沿った範囲で表現され、その範囲における当該境界線属性に関する情報が境界属性情報２１７−３で表現される。

境界属性情報２１７−３は、例えば、当該境界線を介して接している隣接車線のＩＤ、当該車線を越えてはみ出しや車線変更、追越しをして良いかどうか（実線、破線等の線種情報でも可）、等が含まれる。

次に、領域情報について説明する。ＩＤ２２１、種別２２２は、障害物情報や車線情報のＩＤ２０１、２１１および種別２０２、２１２と同様、当該環境要素の識別子及び種別を表す。

領域形状２２３は、例えば、当該領域の形状を点列表現したものであり、それぞれの形状点の位置情報を格納したリスト構造をしている。例えば、停止線６３０１は、線分として２点の座標、横断歩道では幅を持った四角形（閉区間）として５点の座標で表される。

道路上位置情報２２４、道路上進行方向２２５、車線ＩＤ２２６については、障害物情報における２０６〜２０８と同様である。

付加情報２２７は、当該領域情報に付随する情報である。例えば、停止線６３０１には、信号６３０３の情報が紐づけられているため、信号６３０３の現在（観測時）の色や今後の切替えタイミング等の情報が格納される。

なお、本明細書では記載していないが、車線情報と領域情報の各データエントリは、関連する道路区間情報のデータエントリと関連付けられて管理されているものとする。例えば、車線６２０２や停止線６３０１は道路区間４００１に属しているため、道路区間４００１に相当する道路区間情報のデータエントリに関連付けられている。そのため、道路単位の情報から関連する車線情報や領域情報を容易に参照可能なように構成されている。

また、車線情報及び領域情報は、基本的にはデジタル道路地図データの情報に基づき構成されるが、さらに外界センサ群４０等により認識された情報に基づいて構成されてもよい。

以上に示した各環境要素情報において、本実施形態では、空間上の座標系で表現される情報と、道なりに沿った座標系で表現される情報を、それぞれ「空間情報」と「道なり情報」と呼ぶことにする。例えば、図３の障害物情報では、位置情報２０３、方位２０４が「空間情報」、速度２０５〜車線ＩＤ２０８が「道なり情報」、図４の車線情報では、中心線２１３、車線境界線２１４が「空間情報」、接続情報２１５〜境界属性２１７が「道なり情報」、図４の領域情報では、領域形状２２３が「空間情報」、道路上位置情報２２４〜付加情報２２７が「道なり情報」として扱われるものとする。

なお、空間情報は、２次元（あるいは３次元）で表現するため、カーブ等のように２次元的に変化する箇所では、多くの情報を必要とする。それに対し、道なり情報は道なりに沿って１次元で表現するため、情報の正確性は下がるものの道路形状に依存せず少ない情報量で表現できるという特徴を持つ。

環境要素走行関係性データ群１２４のデータ構造の一例を、図５を用いて説明する。
ＩＤ３０１は、当該データエントリに関連する環境要素の識別子であり、図３及び図４で示される周辺環境要素情報データ群１２１のＩＤ２０１、２１１、２２１に対応するものである。

走行関連度３０２は、当該環境要素が車両２の将来の走行に関連する度合を数値化したものである。数値が高いものほど関連性が高いことを意味している。

関連領域情報３０３とは、当該環境要素が車両２の将来の走行に関連する地点あるいは領域を表す。

道なり距離３０４とは、関連領域情報３０３で示される地点あるいは領域までの道なりに沿った距離を表す。なお、領域の場合は車両２の走行経路と重なる領域には幅があるが、それを道なり距離の範囲として表現しても良いし、車両２から見て最も近い点を基準点とした道なり距離として表現しても良い。

想定到達時間３０５とは、関連領域情報３０３で示された地点あるいは領域に到達すると想定される時間を表す。

続いて、周辺環境認識システム１の動作について説明する。本実施形態における周辺環境認識システム１の周辺環境認識装置１０は、各種外部装置２０〜６０等から取得した周辺環境要素情報や自車に関する情報に基づいて、運転支援装置７０や車載用ＨＭＩ装置８０等に必要となる周辺環境要素情報を抽出し、出力する周辺環境認識処理を実行する。

本実施形態の周辺環境認識システム１において実行される周辺環境認識処理フロー５００を図６に示す。

関連情報取得部１０１は、まず、所定時間待機後（ステップ（Ｓ）５０１）、周辺環境認識処理に必要な各種情報を取得する（Ｓ５０２）。ここでの所定時間待機とは、周辺環境情報の生成のトリガーがかかるまでの時間を待機することである。同トリガーは、一定時間毎に実施されるようにタイマーでかけても良いし、周辺環境認識情報の更新の必要性を検知してオンデマンドにかけても良い。

Ｓ５０２で取得する各種情報とは、以降の処理に必要となる、車両２の自車位置決定装置３０及び車両センサ群５０から取得される位置情報やセンサ情報等の自車情報や、無線通信部２０及び外界センサ群４０等から得られる認識データ、経路生成装置６０等から取得される車両２周辺の道路に関するデジタル道路地図データ等であり、記憶部１２０の周辺環境要素情報データ群１２１及び自車情報データ群１２２から取得される。なお、周辺環境要素情報データ群１２１や自車情報データ群１２２は、関連情報取得部１０１によって車両ネットワーク等を介して適切なタイミングで外部装置等から最新のデータが取得され、更新されているものとする。

次にＳ５０３で、周辺環境要素統合処理部１０２は、異なる手段により取得された各環境要素情報に関して、同一対象物に関する情報を統合したり（所謂、センサフュージョン）、認識データとデジタル道路地図データの関連付け（所謂、マップマッチング）をしたりする。これにより、原則として、重複がなく一貫性のある統合環境要素情報が生成される。生成された統合環境要素情報は、周辺環境要素情報データ群１２１に格納されるものとする。

続いて、Ｓ５０４で、走行関連領域決定部１０３は、車両２の今後の走行に関連する領域である走行関連領域を決定する走行関連領域決定処理６００を実行する。走行関連領域決定処理６００の詳細は図７〜１０を用いて以下で説明する。

走行関連領域決定処理（Ｓ５０４）が完了すると、環境要素走行関係性算出部１０４は、Ｓ５０４で決定した走行関連領域に基づいて、各環境要素と車両２の関係性を算出する環境要素走行関係性算出処理７００（Ｓ５０５）を実行する。環境要素走行関係性算出処理７００詳細は図１１を用いて以下で説明する。

環境要素走行関係性算出処理（Ｓ５０５）が完了すると、周辺環境情報提供部１０６は、運転支援装置７０や車載用ＨＭＩ装置８０等に、周辺環境要素情報データ群１２１の一部の情報を出力する周辺環境情報提供処理８００（Ｓ５０６）を実行する。そして、その後はＳ５０１に戻り、上述した処理を繰り返し実行する。周辺環境情報提供処理８００の詳細は図１２〜１４を用いて以下で説明する。

《走行関連領域決定処理６００（Ｓ５０４）》
図７に走行関連領域決定処理６００のフローチャートの一例を示す。

まず、走行関連領域決定部１０３は、Ｓ６０１で自車情報データ群１２２から走行経路情報を取得する。もしも走行経路情報が存在していた場合は（Ｓ６０２でＹｅｓ）Ｓ６０３に進む。他方、走行経路情報が存在しなかった場合は（Ｓ６０２でＮｏ）、Ｓ５０３で生成した統合環境要素情報に基づいて走行可能領域を決定する（Ｓ６１１）。走行可能領域とは、今後所定時間内あるいは所定距離範囲内において、車両２が走行する可能性がある地理的な範囲を意味する。

例えば、走行可能領域とは、車両２の位置から車両２の進行方向に対して所定距離範囲内にある車道領域全体（車道部境界線形状で挟まれている領域）と定義しても良いし、車道領域全体でなく進行方向の車線領域部分に絞って定義しても良いし、進行方向に関係なく所定距離範囲内の車道領域全体としても良い。この走行可能領域の決定方法は、道路環境や制御モードに応じて変更しても良い。例えば、高速道路走行中は進行方向に対して所定距離範囲内にある車道領域全体と決定する一方で、駐車場走行中（あるいは制御モードが駐車）は、進行方向だけでなく全体を見渡す必要があるため、進行方向に関係なく所定距離範囲内の車道領域全体と決定することも可能である。

そして次に、Ｓ６１１で決定した走行可能領域の境界にマージンｄ１（≧０）を持たせた領域を走行関連領域として決定し（Ｓ６１２）、走行関連領域データ群１２３に該走行関連領域を設定して（Ｓ６０５）、処理を終了する。

走行経路情報が存在した場合は（Ｓ６０２でＹｅｓ）、Ｓ６０３で走行推奨車線を決定する。図８を用いて走行経路情報と走行推奨車線について説明する。なお、図８では、車両５０００を自車両と見立てて表現している。

走行経路情報は、図８の左下図４１００の６５０１で示すように、例えば、道路単位で表現される。図８の例では、自車両５０００は、道路区間４００１の走行後、次の交差点を右折し、道路区間４００２を走行する経路を選択している。Ｓ６０３では、この道路単位の経路を車線単位の経路に変換する。本明細書では、この車線単位の経路を走行推奨車線と呼ぶものとする。具体的には、周辺環境要素情報データ群１２１や自車情報データ群１２２を参照し、自車両の走行車線位置、経路上の隣接する道路区間の車線接続情報、車線境界線の属性（車線変更可否等）、車線属性（進行可能方向、バス専用、走行可能時間帯等）等を用いて、経路上の次の道路区間に到達するための制約条件を解く。

例えば、図８において、車両５０００は道路区間４００１（図２参照）を走行中であり、道路区間４００２を走行する経路が選択されているため、図４の車線情報の接続情報を参照して道路区間４００２における進行方向の車線である車線６２０５を終端とする交差点車線を検索する。これにより検索される交差点車線は、交差点車線６２０４と、車線６２２１から左折して車線６２０５に入るための交差点車線と、直進して車線６２０５に入るための交差点車線である。さらにこれらの交差点車線の始端の接続情報を参照して、道路区間４００１の車線と接続しているものを選定すると、交差点車線６２０４だけが、道路区間４００１に属する車線６２０３と接続されていることがわかる。一方、車両５０００の走行車線は６２０２であるため、道路区間４００２に向かうためには、道路区間４００１内で車線６２０２から車線６２０３に移動する必要がある。

そこで、道路区間４００１に属する車線群（６２０１、６２０２，６２０３）に関する、図４の車線情報の接続情報や境界属性を参照し、現在の車両位置（車線６２０２）から車線６２０３に移動可能な車線範囲を特定する。車線６２０２の接続情報として車線６２０３への分岐点６２１１が３５ｍ先（車両５０００の道路上位置情報が４００１：１５０ｍで、分岐点の位置情報が４００１：１８５ｍのため）があり、境界属性として分岐点以外での車線６２０３への車線変更は不可であるため、当該分岐点で車線６２０３に車線変更する経路が、道路区間４００１における車線単位の経路として特定される。

以上により、図８の右側の図の太線６６０１で表されるように、車線６２０２の区間１５０ｍ〜１８５ｍを走行後、分岐点６２１１で車線６２０３に移動し、交差点車線６２０４を経由して、道路区間４００２の車線６２０５に進む、という経路が車両５０００の走行推奨車線として特定される。

なお、走行推奨車線は必ずしも同一道路区間で一つの車線が選択されるわけではなく、複数の車線が選択される場合もある。例えば、図９のような５車線の道路において、いずれの車線も経路上の次の道路区間に接続されている場合、車線境界線６０４１において車線変更不可であること以外は特に制約はないので、走行推奨車線は図９左図の太線６５１１で示されるように複数の車線を含むようになる。また、道路の交通ルールによる制約条件だけでなく、不要な車線変更の回数を限定する等、運転行動としての制約条件を考慮に入れても良い。

例えば、不要な車線変更回数＜１という制約条件が加わると、図９右図の太線６５１２で示されるような走行推奨車線が算出される。以上のように、車線単位で走行経路を特定することで、道路単位の走行経路と比較して、車両２の走行に関連する領域を絞ることが可能となる。

走行推奨車線の情報は、道なり情報と同様に１次元情報で表現される。例えば、走行推奨車線における各該当車線区間を、（６２０２：１５０ｍ〜１８５ｍ）のように、車線ＩＤと該当道路区間の起点からの距離範囲のペアで表現する。例えば、図８の走行推奨車線は、（６２０２：１５０ｍ〜１８５ｍ）、（６２０３：１８５ｍ〜２４０ｍ）、（６２０４：０ｍ〜２０ｍ）、（６２０５：０ｍ〜Ｘｍ）、…と表現される。

続いて、Ｓ６０３で決定した走行推奨車線に従い走行関連領域を決定後（Ｓ６０４）、走行関連領域データ群１２３に該走行関連領域を設定し（Ｓ６０５）、処理を終了する。具体的には、走行推奨車線にマージンｄ２（≧０）を持たせたものを走行関連領域とする。

マージンｄ１、マージンｄ２が０の場合は、走行推奨車線の車線中心線に相当する部分が走行関連領域となる。マージンｄ１、マージンｄ２を図１０の例に示すような値に設定した場合は、走行関連領域は隣接車線も含む範囲になる。人が運転するとき、たとえ特定の車線に沿って走行中であったとしても、隣接する車線あるいは隣接する路肩や歩道等の状況を鑑みて運転行動を決定している。そこで、走行推奨車線にマージンｄ１、マージンｄ２を持たせることにより、近接領域も走行関連領域として考慮されるようにしている。

なお、本処理フローでは、道路単位の経路情報を走行推奨車線という車線単位の経路情報に詳細化した上で空間上に走行関連領域を定義したが、道路単位の経路情報のままマクロに走行関連領域を定義しても良い。

また、本処理フローでは記載していないが、運転支援装置７０から取得される制御計画情報に基づいて走行関連領域を定義してもよい。車両２が自動運転モードで動作している場合、運転支援装置７０が車両２をどのような軌道、速度で車両を制御するかを決定している。これらの情報を制御計画情報と呼ぶ。この制御計画情報は、いわば近距離での走行経路に相当し、上述したような走行経路に対する処理ステップ（Ｓ６０１〜Ｓ６０４）を同じように適用することが可能である。なお、制御計画情報は、必ずしも確定したものである必要はなく、確定前の計画候補群（複数の軌道計画、速度計画のセット）に対して適用することも可能である。

《環境要素走行関係性算出処理７００（Ｓ５０５）》
図１１に環境要素走行関係性算出処理７００のフローチャートの一例を示す。

まず、環境要素走行関係性算出部１０４は、周辺環境要素情報データ群１２１からＳ５０３で生成された（統合）周辺環境要素情報のリストを取得し（Ｓ７０１）、Ｓ５０４で決定された走行関連領域情報を取得する（Ｓ７０２）。

続いて、環境要素走行関係性算出部１０４は、取得した（統合）周辺環境要素情報リストに含まれる全ての環境要素情報に対して、以降の処理を実行したかどうかを確認する（Ｓ７０３）。もしも、全ての環境要素情報に対して以降の処理を実行済であれば（Ｓ７０３でＹｅｓ）、本処理を終了する。一方で、そうでない場合は（Ｓ７０３でＮｏ）、環境要素情報リストから本処理フローで選択されていない環境要素情報を１つ選択し（Ｓ７０４）、以降の処理を実行する。

環境要素走行関係性算出部１０４は、選択した環境要素の関連領域を算出する（Ｓ７０５）。環境要素の関連領域とは、当該環境要素が現在あるいは将来的に存在すると想定される位置範囲のことである。環境要素の関連領域は、当該環境要素の現在位置（観測位置）、移動情報（速度、進行方向、加速度等）、環境要素種別（車両、歩行者等）、道路環境（車線形状、障害物等）のいずれか１つ以上の情報を用いて決定される。例えば、当該環境要素の移動情報と道路環境から、今後所定時間以内の当該環境要素の移動軌道を推定し、その移動軌道そのものを関連領域としても良いし、その移動軌道にマージンを持たせた領域を関連領域としても良い。なお、環境要素の移動軌道とは、当該環境要素の将来位置の推定値に関する時系列データであり、位置座標と時間の関数として連続値で表現しても良いし、離散的な時点（時刻）での位置座標値のリストとして表現しても良い。

あるいは、例えば、当該環境要素の現在位置から所定距離範囲の領域を関連領域としても良い。これは、歩行者のように移動方向にランダム性を伴い、正確な移動軌道を推定するのが困難な場合に有効である。あるいは、例えば、交差点前の車両のように、複数の移動軌道の候補がある場合は、個々の移動軌道により生成される領域をマージしたものを関連領域としても良い。あるいは、例えば、Ｓ５０４で決定された走行関連領域が、道路単位でマクロに定義されている場合、それに合わせて関連領域も道路単位で定義しても良い。

次に、環境要素走行関係性算出部１０４は、当該環境要素の関連領域と車両２の走行関連領域の位置関係を比較し、両者の重複領域を算出する（Ｓ７０６）。もしも、重複領域が存在する場合は（Ｓ７０７でＹｅｓ）、Ｓ７０８に進む。一方、重複領域がない場合は（Ｓ７０７でＮｏ）、当該環境要素情報の走行関連度を「０」に設定し（Ｓ７１１）、Ｓ７０３に戻る。

重複領域の判断の例として、走行関連領域や当該環境要素の関連領域が道路単位で定義されている場合、各領域で指定された道路区間に重なりがあるかどうかで重複領域が判定される。図８の左下図４１００において、走行関連領域が経路６５０１に相当し、車両５００５の関連領域が６５０２に相当する場合、両者の線が交差しているため、重複領域ありと判定される。一方で、車両５００８の関連領域６５０３や車両５００４の関連領域６５０４は、走行関連領域６５０１と線が交差していないため、重複領域なしと判定される。

また、重複領域の判断の例として、走行関連領域や関連領域が空間座標で定義されている場合、各領域に重なりがあるかどうかで判定される。図８の右図においては、走行関連領域は走行推奨車線６６０１に相当し、車両５００５の関連領域が想定軌道６６０２に相当する場合、両者は点５５０５において交差するため、重複領域ありと判定される。

車両５００７も、走行関連領域上に載っているので、同様に重複領域ありと判定される。一方で、それ以外の車両や、歩行者５０１０、５０１１は、関連領域（想定軌道）が走行関連領域と重複しないので、重複領域なしと判定される。

このように、走行関連領域や関連領域の定義の粒度に制限はないが、粒度が細かいほど重複領域の有無をより高精度に判定することが可能となる。

次に、Ｓ７０８に進むと、環境要素走行関係性算出部１０４は、Ｓ７０６で算出した重複領域に対する、車両２からの道なり距離あるいはその範囲を算出する。道なり距離とは、空間上の直線距離ではなく、対象の基準点に対する車両２の位置からの走行経路に沿った道のりの長さである。もしも当該重複領域が道なりに沿って幅を持つ場合は、例えば、（３０ｍ、４０ｍ）のように道なり距離における開始点（３０ｍ）と終了点（４０ｍ）で、その範囲を表現する。なお、重複領域が幅を持つ場合でも、例えば、道なりに沿って最も車両２に近い点を代表点とし、それに対する道なり距離で表現しても良い。

なお、これらの道なり情報は、図３及び図４に示した周辺環境要素情報データ群１２１の道なり情報に基づいて構成される。周辺環境要素情報データ群１２１の道なり情報は、道路の始点を基準とした道なり距離で環境要素の位置を表現されているが、車両２の道路位置情報（道路ＩＤとその道路上での道なり距離）との差分を取ることにより、車両２の車両位置を原点とした情報に変換することが可能である。また、車両２の走行経路に従って、経由する道路分の長さを積算していくことにより、経路に沿った道なり距離を算出することができる。

続いて、環境要素走行関連度算出部１０５は、これまで算出してきた当該環境要素との走行関係性に基づいて、当該環境要素との走行関連度を算出する（Ｓ７０９）。走行関連度とは、当該環境要素との走行関係性の度合を数値化したものに相当し、重複領域が経路上近いものであるほど、または重複領域に到達するまでの時間が短いほど、関連度が高くなるように設定する。

例えば、Ｓ７０８で算出した道なり距離をｄｒとすると、ａ×（１／ｄｒ）（ａは定数）という数式で、道なり距離に反比例する形で算出する。または、例えば、重複領域に到達するまでの時間をｔとすると、ｂ×（１／ｔ）（ｂは定数）という数式で、重複領域までの到達時間に反比例する形で算出する。なお、いずれの場合も、重複領域までの道なり距離あるいは到達時間が短いほど関連度が高くなるような数式であれば、前述の式に限ることはない。

また、ａ×（１／ｄｒ）＋ｂ×（１／ｔ）のように、両方を考慮した数式にしても良い。また、環境要素の種別に応じて、各種パラメータや算出方式を変更しても良い。

Ｓ７０９の処理が完了すると、算出済の道なり距離と環境要素走行関連度を環境要素走行関係性データ群１２４の当該環境要素のエントリにセットして、Ｓ７０３に戻る。その後、全ての環境要素情報に関して処理が完了するまで同様の処理を実行し、本処理フローを終了する。

《周辺環境情報提供処理８００（Ｓ５０６）》
図１２に周辺環境情報提供処理８００のフローチャートの一例を示す。

まず、環境要素走行関係性データ群１２４に含まれるデータエントリをリストとして取得し（Ｓ８０１）、走行関連度の高い順にリストをソートする（Ｓ８０２）。続いて、同リストから走行関連度の高い順に環境要素走行関係性データエントリを１つずつ選択し（Ｓ８０３）、以下の処理を行う。

まず、選択した環境要素走行関係性データエントリの走行関連度３０２が所定の閾値Ｔ１以上であった場合（Ｓ８０４でＹｅｓ）、Ｓ８０５に進む。一方、所定の閾値Ｔ１を下回った場合（Ｓ８０４でＮｏ）、本処理を終了する。これは、車両２の走行にあまり関連しない情報を提供対象から除外する効果を持つ。

例えば、図１１の環境要素走行関係性算出フロー７００において、車両２の走行関連領域と関連領域が重複しない環境要素は走行関連度として０が設定されている。そのため、Ｔ１＞０の場合は、それらの環境要素は提供対象から除外される。例えば、車両２の走行経路を走行関連領域として定義した場合は、車両２の走行経路と移動軌道が重ならない環境要素が提供対象から除外される。また、走行関連度は重複領域までの道なり距離あるいは到達時間が長いほど小さくなるため、所定以上遠方の環境要素も提供対象から除外される。

当該情報の走行関連度が所定の閾値Ｔ１以上の場合、ＩＤ３０１を検索キーとして、周辺環境要素情報データ群１２１から対応するＩＤ２０１を有する周辺環境要素情報を取得する（Ｓ８０５）。さらに走行関連度が所定の閾値Ｔ２（＞Ｔ１）以上だったら（Ｓ８０６でＹｅｓ）、当該周辺環境要素情報を参照し、空間情報及び道なり情報の両方を含むメッセージを生成し（Ｓ８０７）、適切な宛先に対して送信する（Ｓ８０８）。一方、走行関連度が所定の閾値Ｔ２未満（かつＴ１以上）の場合は（Ｓ８０６でＮｏ）、空間情報を省いた道なり情報をベースとしたメッセージを生成し（Ｓ８１０）、適切な宛先に対して送信する（Ｓ８０８）。

これは、走行関連度が比較的低い（Ｔ１以上かつＴ２未満）環境要素に関しては、空間情報を省いて送信することを意味する。車両の制御において環境要素の空間情報が必要になるのは、操舵が関係する走行軌道の算出時である。時々刻々と変化する道路環境では、走行軌道が有効なのはせいぜい５〜１０秒程度である。そのため、その範囲を超えて環境要素の空間情報を提供する必要性は低い。

一方、環境要素の道なり情報は、運転行動や加減速制御の判断に利用される。運転行動や加減速制御は、道路の車線構造に沿って前後左右の障害物や交通状況、交通ルールをマクロに把握し、約２０〜３０秒先の状況を推定しながら最適な運転行動計画（例えば、どのタイミングで車線変更をするか）や速度計画を算出する必要がある。そのため、比較的遠方まで情報提供が必要となる。そのため、このように走行関連度が所定値よりも低い（所定の距離範囲あるいは所定時間内の到達範囲よりも遠い）ものは、空間情報を省いて送信することにより、制御側の要件を満たしつつ、提供するデータ量を削減することが可能となる。

図１４は、図８で表される空間情報に相当する道なり情報の一例を図示したものである。道なり情報は、経路に沿って生成され、各環境要素との位置関係を、車両２の車両位置を原点とした道なり距離と関連する車線ＩＤで表現する。道なり情報の対象となる環境要素情報としては、基本的には図３及び図４の周辺環境要素情報データ群１２１の道なり情報に相当するものであり、経路上に紐づけられた障害物情報、車線境界線属性（車線変更可否等）、車線接続点（車線分岐点６２１１、車線交差点５５０５等）等の車線情報、停止線６３０１、横断歩道６３０２、信号情報６４０３（信号６３０３の情報に該当）、制限速度情報６４０４（道路標識６３０４に該当）等の交通ルール、図７の走行関連領域決定処理で決定される走行推奨車線（６６０１）、等が該当する。

なお、本実施形態では示していないが、カーブや坂道の形状を曲率値や勾配値として表現し、それを道なり距離との組合せ、あるいは道なり距離との関数として表現したものを含めても良い。このような表現形態では空間情報が表現されないため自車両周辺の詳細な環境認識はできないが、車線ＩＤと道なり距離の比較によって、運転行動計画や加減速制御に必要となる、車線を軸にした自車両の前後左右の環境情報を容易に（高速に）参照することが可能である。

図１３は、本実施形態の周辺環境認識装置１０が送信する周辺環境情報提供メッセージのフォーマット９００の一例の説明図である。ただし、通信プロトコルに関するヘッダ情報等の図示は割愛した。

周辺環境情報提供メッセージには、各環境要素の情報が含まれる。メッセージに含まれる環境要素情報は、例えば、環境要素ＩＤ９０１、環境要素種別９０２、情報有無フラグ９０３、空間情報９０４、道なり情報９０５、その他情報９０６、等を含む。環境要素ＩＤ９０１、環境要素種別９０２は、図３の障害物情報のＩＤ２０１、種別２０２、あるいは、道路情報のＩＤ２１１、種別２１２に該当する。情報有無フラグ９０３とは、空間情報９０４、道なり情報９０５あるいはその他情報９０６がメッセージ内に含まれているかを示す情報である。

例えば、空間情報９０４に該当するフラグが立っていない場合は、空間情報９０４部分は省略される。空間情報９０４は、当該環境要素の空間情報に関するデータ群であり、例えば、当該環境要素に関連する位置座標（緯度、経度のような絶対座標、あるいは、車両２からの相対座標）、方位、将来の走行軌道の位置座標、等が含まれる。道なり情報９０５は、当該環境要素の道なり情報に関するデータ群であり、例えば、当該環境要素に関連する位置に関する車両２からの道なり距離あるいは距離範囲、（道なり）速度、車線ＩＤ、等が含まれる。その他情報９０６は、当該環境要素において、位置が関係しない情報に関するデータ群である。例えば、当該環境要素が車両であれば、車種、車幅、車両の内部状態（ウィンカー動作状態等）等が該当する。

なお、本実施形態では、各環境要素の情報を個別のメッセージで送信するようにしているが、複数の環境要素を１つのメッセージ内に集約して送信しても良い。

また、走行推奨車線に関する情報も、環境要素情報と同様にしてＳ８０８で送信してもよい。走行推奨車線は、上述のように、車線ＩＤと該当道路区間の起点からの距離範囲のペアで表現される形式で管理されている。

ただし、Ｓ８０８では、他の環境要素と同様に、送信される道なり情報として表現される道なり距離は、道路区間単位での道なり距離ではなく、経路に沿って道路区間単位の道なり距離を積算したものに変換されているものとする。この走行推奨車線に関する情報を提供することにより、運転支援装置７０が運転行動計画を算出する際に、車線変更要否やどこの区間で車線変更可能なのかを容易に把握することができる。

例えば、図８の例における走行推奨車線に関する情報は、経路に沿って積算されて（６２０２：０ｍ〜３５ｍ）、（６２０３：３５ｍ〜９０ｍ）、（６２０４：９０ｍ〜１１０ｍ）、（６２０５：１１０ｍ〜Ｘｍ）と表現されるが、車線６２０２の走行推奨範囲が３５ｍまでで終了しているため、車線６２０３に移動する必要性があることわかる。また、道なり情報として送信されている車線情報の接続情報を参照することにより、車線６２０２と車線６２０３が同一の道路区間であり、３５ｍ地点で車線変更する必要があることがわかる。

一方、車線６２０３から車線６２０４に移動する必要性があることも同様だが、車線情報の接続情報を参照することで、両者が道なりに沿って接続しているため車線変更の必要性がないことがわかる。なお、例えば、図９のように、走行推奨車線として複数車線を有する場合は、（６０３３：０ｍ〜Ｘ１ｍ）、（６０３２：０ｍ〜Ｘ２ｍ）、…のように、異なる車線で走行推奨範囲に重複区間が生じるが、この重複区間を参照することにより、車線変更可能区間を把握することが可能である。

このように、走行推奨車線に関する情報を提供することにより、運転支援装置７０が車線変更要否や車線変更可能区間等、運転行動計画の制約条件を容易に把握することができ、車線情報のみから算出した場合と比較し、処理負荷を軽減することが可能である。

図１２の処理フロー８００に戻る。もしも、本処理内においてメッセージ送信数が所定数（Ｎ１）以上になったら（Ｓ８０９でＹｅｓ）、本処理フローを終了する。メッセージ送信数が所定数（Ｎ１）未満だったら（Ｓ８０９でＮｏ）、Ｓ８０３に戻り、同様の処理を実行する。

Ｎ１は、周辺環境情報の送信先の環境が、メモリや処理性能等の制約により、メッセージ受信数に制限がある際に設定される。本処理では、走行関連度の高い順を対象に送信する仕組みになっているため、送信可能な情報量に制約はある環境でも、車両２の走行に影響を与える情報を優先的に提供することが可能である。なお、本実施形態では、すべての環境要素に対してメッセージ送信数を算出しているが、環境要素の各種別に対して、別々にメッセージ送信数の算出や最大送信数の定義をしても良い。

以上のように、本実施形態によれば、車両２の周辺環境認識装置１０は、車両２の走行経路情報あるいは制御計画情報等の走行計画情報と各環境要素の関係性を決定し、その関係性に応じて、提供対象とする環境要素情報を決定している。

車両２の将来の行動を考慮した上で各環境要素の提供要否を判断しているため、相対距離等のようにその時点の状態に基づいて判断する場合と比較し、より高精度に車両の走行制御に必要な情報は抽出することができる。すなわち、制御に不要な環境要素情報を高精度に排除可能となり、当該制御に係る演算処理負荷やメモリ消費量を軽減することが可能となる。

また、本実施形態によれば、環境要素の関係性を、車両２から当該環境要素との関連地点までの相対距離（道なり）あるいは到達時間に応じて走行関連度として定量化し、その走行関連度に応じて送信優先度を決定している。そのため、制御側で受信可能な環境要素数に制約がある場合でも、車両２の走行に与える影響が大きい、車両２により近い環境要素を優先的に提供することが可能となる。例えば、渋滞時には車両２の経路上に多くの他車両が存在するため、全ての他車両情報を送信すると、制御側の演算処理負荷やメモリ消費量が増加する。

一方、渋滞時は近傍の他車両に進路を阻まれるため、経路上の遠方の他車両による車両２の走行に対する影響は少ない。このように、経路に沿ってより近い環境要素から優先的に送信し、所定数を超えたら送信しないようにする仕組みにより、渋滞のように混雑している環境でも、必要以上の環境要素情報の提供を抑制することが可能である。

また、本実施形態によれば、走行関連度の第１の閾値よりも低い環境要素情報は提供対象から除外することに加え、走行関連度の第２の閾値（＜第１の閾値）よりも低い場合は、提供情報から空間情報を省いて提供している。上述のように、制御側にとって環境要素の空間情報が必要となるのは、走行軌道を算出する必要がある近傍（約５〜１０秒）であり、それよりも遠方については不要である。そのため、所定の距離範囲あるいは所定時間内の到達範囲よりも遠いものは、空間情報を省いて提供することにより、制御側の要件を満たしつつ、提供するデータ量を削減することが可能となる
なお、以上で説明した実施形態は一例であり、本発明はこれに限られない。すなわち、様々な応用が可能であり、あらゆる実施の形態が本発明の範囲に含まれる。

例えば、上記実施形態では、走行経路は一意に決定されることを前提としているが、走行経路は複数存在しても良い。例えば、人が運転している場合（自動運転モードではない場合）、たとえナビゲーション装置により推奨経路が設定されていたとしても、その経路通り人が運転するとは限らない。

そこで、経路を一つに特定するのではなく、取り得る経路の候補を複数生成し、それぞれの経路を選択する確率を付与したものを、走行経路情報としても良い。その選択確率は、例えば、その人の走行履歴やその道路の交通流の統計情報等に基づいて算出される。そして、その確率を走行関連度の重みづけとして考慮に入れることにより、上述したような仕組みを適用することが可能である。

例えば、上記実施形態では、周辺環境認識装置１０の各処理を、プロセッサとＲＡＭを用いて、所定の動作プログラムを実行することで実現しているが、必要に応じて独自のハードウェアで実現することも可能である。また、上記の実施形態では、周辺環境認識装置、無線通信部、自車位置決定装置、外界センサ群、車両センサ群、経路生成装置、運転支援装置、車載用ＨＭＩ装置、アクチュエータ群を個別の装置として記載しているが、必要に応じて任意のいずれか２つ以上を組合せて実現することも可能である。

上記の各処理が、プロセッサが所定の動作プログラムを実行することで実現される場合、各処理を実現する動作プログラム、テーブル、ファイル等の情報は、不揮発性半導体メモリ、ハードディスクドライブ、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の記憶デバイス、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の計算機読み取り可能な非一時的データ記憶媒体に格納することができる。

また、図面には、実施形態を説明するために必要と考えられる制御線及び情報線を示しており、必ずしも、本発明が適用された実際の製品に含まれる全ての制御線及び情報線を示しているとは限らない。実際にはほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１：周辺環境認識システム、２：車両、１０：周辺環境認識装置、２０：無線通信部、３０：自車位置決定装置、４０：外界センサ群、５０：車両センサ群、６０：経路生成装置、７０：運転支援装置、８０：車載用ＨＭＩ装置、９０：アクチュエータ群、１００：処理部、１０１：関連情報取得部、１０２：周辺環境要素統合処理部、１０３：走行関連領域決定部、１０４：環境要素走行関係性算出部、１０５：環境要素走行関連度算出部、１０６：周辺環境情報提供部、１２０：記憶部、１２１：周辺環境要素情報データ群、１２２：自車情報データ群、１２３：走行関連領域データ群、１２４：環境要素走行関係性データ群、１３０：通信部

Claims (14)

1. 車両に搭載される周辺環境認識装置であって、
   前記車両の走行経路を示す走行経路情報を取得する走行経路情報取得部と、
   前記車両の周辺の環境要素に関する、前記車両との空間上の位置関係を示す空間上の位置関係情報を含む周辺環境要素情報を取得する周辺環境要素情報取得部と、
   前記走行経路情報と前記空間上の位置関係情報に基づき、前記環境要素における前記走行経路との関係性を算出する走行経路関係性算出部と、
   前記走行経路関係性算出部が算出した走行経路との関係性に基づき、前記環境要素に関する情報を提供する周辺環境情報提供部と、
   を備えた周辺環境認識装置。
2. 請求項１に記載の周辺環境認識装置であって、
   前記走行経路関係性算出部が算出する前記走行経路との関係性は、当該環境要素が関係する走行経路上の地点あるいは区間あるいは領域に係る情報を含み、
   前記周辺環境情報提供部は、前記環境要素が関係する走行経路上の地点あるいは区間あるいは領域が存在しない場合に、前記環境要素に関する情報を提供しない
   ことを特徴とする周辺環境認識装置。
3. 請求項２に記載の周辺環境認識装置であって、
   前記走行経路との関係性は、さらに、前記車両と、前記環境要素が関係する走行経路上の地点あるいは区間あるいは領域と、の道なり上の位置関係に係る道なり上の位置関係情報を含み、
   前記周辺環境情報提供部が提供する前記環境要素に関する情報とは、前記道なり上の位置関係情報に係る情報を含む
   ことを特徴とする周辺環境認識装置。
4. 請求項２または３に記載の周辺環境認識装置であって、さらに
   前記周辺環境要素情報を用いて、所定の環境要素の将来位置を推定する環境要素将来位置推定部と
   を備え、
   前記走行経路関係性算出部は、前記環境要素将来位置推定部が推定した環境要素の将来位置が、前記走行経路と重複する点あるいは区間あるいは領域を算出し、
   前記環境要素が関係する走行経路上の地点あるいは区間あるいは領域とは、前記走行経路と重複する点あるいは区間あるいは領域である、
   ことを特徴とする周辺環境認識装置。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の周辺環境認識装置であって、さらに
   前記走行経路関係性算出部が算出する前記走行経路との関係性とは、さらに、前記環境要素と前記走行経路との関係性の度合を数値化した走行経路関連度に係る情報を含み、
   前記周辺環境情報提供部は、前記走行経路関連度に応じて当該環境要素の提供要否を判定する
   ことを特徴とする周辺環境認識装置。
6. 請求項５に記載の周辺環境認識装置であって、
   前記周辺環境情報提供部は、前記走行経路関連度が第１の閾値未満の環境要素に関しては提供不要と判定する
   ことを特徴とする周辺環境認識装置。
7. 請求項５または６に記載の周辺環境認識装置であって、
   前記周辺環境情報提供部は、前記走行経路関連度が第１の閾値以上かつ第２の閾値未満の環境要素に関して、前記道なり上の位置関係情報は提供し、前記空間上の位置関係情報は提供しない
   ことを特徴とする周辺環境認識装置。
8. 請求項５から７のいずれかに記載の周辺環境認識装置であって、
   前記走行経路関係性算出部は、当該環境要素が関係する走行経路上の地点あるいは区間あるいは領域までの道なり上の距離、または、当該環境要素が関係する走行経路上の地点あるいは区間あるいは領域に前記車両が到達するまでの時間、またはこれらの組合せ、に基づいて前記走行経路関連度を算出する
   ことを特徴とする周辺環境認識装置。
9. 請求項８に記載の周辺環境認識装置であって、
   前記走行経路関係性算出部は、当該環境要素が関係する走行経路上の地点あるいは区間あるいは領域までの道なり上の距離が短いほど、あるいは、当該環境要素が関係する走行経路上の地点あるいは区間あるいは領域に前記車両が到達するまでの時間が短いほど、前記走行経路関連度の値が大きくなるように算出する
   ことを特徴とする周辺環境認識装置。
10. 請求項１から９のいずれかに記載の周辺環境認識装置であって、
    前記走行経路情報取得部は、さらに、
    前記車両に搭載された走行制御部が計画している走行軌道情報を含む制御計画情報を取得する制御計画情報取得を備え、
    前記走行経路情報とは、前記制御計画情報取得部が取得した制御計画情報に含まれる走行制御情報を含む
    ことを特徴とする周辺環境認識装置。
11. 請求項１から１０のいずれかに記載の周辺環境認識装置であって、さらに、
    前記走行経路情報に基づいて、前記車両の走行に関連する領域を算出する走行関連領域算出部を備え、
    前記走行経路関係性算出部は、前記車両の走行に関連する領域に基づいて、当該環境要素が関係する走行経路上の地点あるいは区間あるいは領域に係る情報を算出する
    ことを特徴とする周辺環境認識装置。
12. 請求項１から１１のいずれかに記載の周辺環境認識装置であって、
    前記周辺環境要素情報は、前記車両の走行経路上の車線情報を含み、
    前記周辺環境認識装置は、さらに、
    前記車両の走行経路上の車線情報に基づいて、前記車両が前記車両の走行経路を辿るために推奨される車線の範囲を示す走行推奨車線情報を算出する走行推奨車線算出部を備え、
    前記走行経路情報とは、前記走行推奨車線算出部が算出した走行推奨車線情報を含む
    ことを特徴とする周辺環境認識装置。
13. 請求項１２に記載の周辺環境認識装置であって、
    前記周辺環境情報提供部は、前記走行推奨車線情報を含む
    ことを特徴とする周辺環境認識装置。
14. 車両に搭載される車載器を、
    前記車両の走行経路を示す走行経路情報を取得する走行経路情報取得部と、
    前記車両の周辺の環境要素に関する、前記車両との空間上の位置関係を示す空間上の位置関係情報を含む周辺環境要素情報を取得する周辺環境要素情報取得部と、
    前記走行経路情報と前記空間上の位置関係情報とに基づき、前記環境要素における前記走行経路との関係性を算出する走行経路関係性算出部と、
    前記走行経路関係性算出部が算出した走行経路との関係性に基づき、前記環境要素に関する情報を提供する周辺環境情報提供部と、
    を備えた周辺環境認識装置として動作させる周辺環境認識プログラム。

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