JP2019090834A - 経路探索装置及び経路探索装置の経路探索方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車両制御の特性に合った誘導経路を探索できる経路探索装置及び経路探索装置の経路探索方法を提供する。【解決手段】経路探索装置５０は、記憶部５５０及び制御部５８０を備え、制御部５８０は、自動運転の制御に関する情報を含む制御特性情報に基づき、車両の駆動、制動及び操舵を行って車両を自動で走行させる自動運転システム、と通信する通信部と、少なくとも２つの制御特性情報を比較する制御特性情報比較部と、経路探索条件に基づき車両の走行経路を探索する経路探索部５８３と、を有し、制御特性情報比較部が、新たに入力された第１の制御特性情報と記憶部５５０に記憶されている第２の制御特性情報との間に変更があると判定した場合、経路探索部５８３は、第１の制御特性情報に基づいて経路探索条件を設定する。【選択図】図２

Description

本発明は、経路探索装置及び経路探索装置の経路探索方法に関する。

従来、車両の走行経路を探索する装置として、ドライバの運転嗜好を反映した走行経路を選択する装置（例えば、特許文献１参照）や、探索された経路が、所定の条件を満たさない場合に、検出された車両の周辺状況に応じて、指示された目的地に代わる第２の目的地を検索する装置（例えば、特許文献２参照）が知られている。

特開２００８−１８０５９０１号公報 特開２００８−９９１３号公報

しかしながら、経路探索装置によって探索された経路であっても、車両制御の特性等によっては車両が走行できない場合がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、車両制御の特性に合った誘導経路を探索する経路探索装置及び経路探索装置の経路探索方法を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために本発明の経路探索装置は、記憶部及び制御部を備え、前記制御部は、自動運転の制御に関する情報を含む制御特性情報に基づき、車両の駆動、制動及び操舵を行って前記車両を自動で走行させる自動運転システム、と通信する通信部と、少なくとも２つの制御特性情報を比較する制御特性情報比較部と、経路探索条件に基づき車両の走行経路を探索する経路探索部と、を有し、前記制御特性情報比較部が、新たに入力された第１の制御特性情報と前記記憶部に記憶されている第２の制御特性情報との間に変更があると判定した場合、前記経路探索部は、前記第１の制御特性情報に基づいて前記経路探索条件を設定する。

また、本発明は、上記経路探索装置において、前記通信部は、前記第１の制御特性情報と、設定された前記車両の走行モードとを前記自動運転システムから取得し、前記経路探索部は、前記車両の走行モードが自動運転である場合、前記第１の制御特性情報を含んで設定された経路探索条件で、自動運転可能な走行経路を探索し、前記車両の走行モードが自動運転でない場合、前記第１の制御特性情報を含まずに設定された経路探索条件で、走行経路を探索する。

本発明の経路探索装置の経路探索方法は、自動運転の制御に関する情報を含む制御特性情報に基づき、車両の駆動、制動及び操舵を行って前記車両を自動で走行させる自動運転システム、と制御部の通信部によって通信するステップと、少なくとも２つの制御特性情報を前記制御部の制御特性情報比較部によって比較するステップと、経路探索条件に基づき車両の走行経路を前記制御部の経路探索部によって探索するステップと、を備え、前記比較するステップが、新たに入力された第１の制御特性情報と前記経路探索装置の記憶部に記憶されている第２の制御特性情報との間に変更があると判定した場合、前記探索するステップは、前記第１の制御特性情報に基づいて前記経路探索条件を設定する。

また、本発明は、上記経路探索装置の経路探索方法において、前記通信するステップは、前記第１の制御特性情報と、設定された前記車両の走行モードとを前記自動運転システムから取得し、前記探索するステップは、前記車両の走行モードが自動運転である場合、前記第１の制御特性情報を含んで設定された経路探索条件で、自動運転可能な走行経路を探索し、前記車両の走行モードが自動運転でない場合、前記第１の制御特性情報を含まずに設定された経路探索条件で、走行経路を探索する。

第１実施形態の自動運転制御システムのシステム構成図。 第１実施形態の自動運転制御装置及びナビゲーション装置の機能ブロック図。 ナビゲーション装置及び自動運転制御装置の動作を示すフローチャート。 ナビゲーション装置及び自動運転制御装置の動作を示すフローチャート。 表示パネルの表示例。 第２実施形態の自動運転制御システムのシステム構成図。 自動運転制御システムの他の構成を示す図。

［第１実施形態］
添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。図１は、自動運転制御システム１のシステム構成図である。自動運転制御システム１は、車両２に搭載され、運転者の運転操作によらずに車両２の駆動、制動及び操舵を行って、車両２を自動運転するシステムである。車両２は、走行モードとして、自動運転制御システム１が車両２の駆動、制動及び操舵を行って、車両２を自動運転制御システム１の制御により走行させる自動運転と、車両２の乗員による手動操作により車両２を走行させる手動運転とを有する。

自動運転制御システム１は、自動運転制御装置３０と、自動運転実行装置４０と、ナビゲーション装置５０と、エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）１１と、トランスミッションＥＣＵ１２と、ブレーキＥＣＵ１３と、ステアリングＥＣＵ１４とを備える。これら各部は、ＣＡＮ（Controller Area Network）やＬＩＮ（Local Interconnect Network）等の規格に対応したバス１０を介して通信可能に相互に接続される。

自動運転制御装置３０は、自動運転実行装置４０に制御データを送信して自動運転実行装置４０を制御し、車両２の自動運転を制御する。自動運転制御装置３０の詳細については後述する。
自動運転実行装置４０は、自動運転制御装置３０から入力された制御データに基づいて各ＥＣＵに制御信号を送信して各ＥＣＵを制御し、自動運転を実行する。

エンジンＥＣＵ１１は、エンジンの吸気管に設けられた電子スロットルバルブを開閉するスロットルアクチュエータ１１１に接続する。エンジンＥＣＵ１１は、自動運転実行装置４０から受信した制御信号に基づいて、スロットルアクチュエータ１１１を制御して、エンジン回転数が目標回転数となるように電子スロットバルブの開閉度を調整する。

トランスミッションＥＣＵ１２は、変速機に供給される作動油の油圧を調整する油圧制御装置１２１に接続する。トランスミッションＥＣＵ１２は、自動運転実行装置４０から受信した制御信号に基づいて油圧制御装置１２１を制御し、変速機に供給される作動油の油圧を調整して変速機の変速比を切り替え、エンジンから伝達される回転数やトルクを変化させる。

ブレーキＥＣＵ１３は、ブレーキ装置１３１に接続する。ブレーキＥＣＵ１３は、自動運転実行装置４０から受信した制御信号に基づいて、車両２の各車輪に設けられたブレーキ装置１３１を制御し、車両２の制動を行う。

ステアリングＥＣＵ１４は、ステアリング装置１４１に接続する。ステアリングＥＣＵ１４は、自動運転実行装置４０から受信した制御信号に基づいて、車両２に設けられたステアリング装置１４１を制御し、車両２の操舵を行う。

自動運転実行装置４０は、自動運転制御装置３０から受信した制御データに基づいて、各ＥＣＵを制御し、車両２の発進／停止の制御、車両２の加減速の制報、車両２の変速の制御、車両２の操舵の制御、その他の制御を行って、自動運転を実行する。

ナビゲーション装置５０は、ＧＰＳ受信部５１１（図２参照）により受信したＧＰＳ信号により自車位置を検出し、記憶部５５０（図２参照）から読み出した地図データ５５１を表示パネル５４１（図２参照）に表示して、目的地までの経路を案内する。

図２は、自動運転制御装置３０及びナビゲーション装置５０の機能ブロック図である。
まず、自動運転制御装置３０について説明する。自動運転制御装置３０は、バストランシーバ３１、制御部３２、路車間通信部３３、車車間通信部３４、レーダ装置３５、車速センサ３６、ヨーレートセンサ３７、ブレーキセンサ３８、操舵角センサ３９、カメラ４５を備える。

バストランシーバ３１は、バス１０間のインターフェイス用ＩＣ（Integrated Circuit）である。バストランシーバ３１は、制御部３２から入力される制御データを、バス１０を介して自動運転実行装置４０に出力する。また、バストランシーバ３１は、ナビゲーション装置５０から出力された車両２の現在位置を示す位置情報や、誘導経路の情報を入力し、入力した情報を制御部３２に出力する。

制御部３２は、ＣＰＵ３２１や、制御プログラムを記録したＲＯＭ３２２、ＣＰＵ３２１のワークメモリとしてのＲＡＭ３２３を備え、ＣＰＵ３２１が制御プログラムに従って演算を行い、自動運転実行装置４０に、制御指令としての制御データを出力する。
また、制御部３２は、不揮発性メモリ３２４を備える。不揮発性メモリ３２４は、制御特性情報（制御条件）を記憶する。制御特性情報の詳細については後述する。

路車間通信部３３は、交差点等の路側に設置された路側機から、光ビーコンや、電波ビーコン、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communications）などの狭帯域無線通信によって送信される情報を受信する。路側機から路車間通信部３３に送信される情報には、例えば、渋滞情報等を含む道路交通情報や、歩行者の情報等が含まれる。路車間通信部３３は、受信した情報を制御部３２に出力する。

車車間通信部３４は、車両２の周辺に位置する周辺車両との間で車両情報を無線通信によって相互に伝達する。車両情報には、例えば車両２及び周辺車両を識別する識別情報や、車両２及び周辺車両の位置情報や、車両２及び周辺車両の速度や、車両２及び周辺車両の進行方向等の情報が含まれる。車車間通信部３４は、受信した車両情報を制御部３２に出力する。

レーダ装置３５は、例えば、ミリ波レーダ、レーザーレーダ等の電波や、超音波レーダ等の音波を自車両前方の所定範囲に照射する。レーダ装置３５は、所定範囲内に存在する対象物（例えば、先行車両）により反射された反射波を受信することで、車両２の前方を走行する対象物の情報を検出する。ここで検出される情報には、例えば、先行車両の有無情報や、先行車両までの距離（車間距離）、角度（相対位置）、速度（相対速度）、加速度等の情報が含まれる。レーダ装置３５は、検出した情報を制御部３２に出力する。

車速センサ３６は、車両２の速度（車速）を検出して、検出した車速を表す検出信号を制御部３２に出力する。

ヨーレートセンサ３７は、車両２にかかるヨーレートを検出し、検出したヨーレートを表す検出信号を制御部３２に出力する。

ブレーキセンサ３８は、ブレーキペダルに対する運転者の操作量（踏み込み量や、角度、圧力等）を検出して、検出した操作量を表す検出信号を制御部３２に出力する。

操舵角センサ３９は、ステアリングの操舵角を検出して、検出した操舵角を表す検出信号を制御部３２に出力する。

カメラ４５は、複数の撮影装置を備え、車両２の前後左右方向を撮影する。カメラ４５は、制御部３２の制御に従って、所定の周期（例えば、１００ｍｓごと）で撮影を実行し、撮影結果に基づいて撮影画像データを生成して、制御部３２に出力する。

次に、ナビゲーション装置５０の構成について説明する。
ナビゲーション装置５０は、ＧＰＳ受信部５１１、ＧＰＳアンテナ５１２、相対方位検出部５２０、音声出力部５３１、スピーカ５３２、タッチパネル５４０、記憶部５５０、無線通信部５６０、バストランシーバ５７０、制御部５８０を備える。

ＧＰＳ受信部５１１は、ＧＰＳアンテナ５１２を介してＧＰＳ衛星からのＧＰＳ電波を受信し、ＧＰＳ電波に重畳されたＧＰＳ信号から、車両２の現在位置を示す位置座標と進行方向とを演算する。ＧＰＳ受信部５１１は、演算結果を制御部５８０に出力する。

相対方位検出部５２０は、ジャイロセンサ及び加速度センサ（共に図示略）を備える。ジャイロセンサは、例えば振動ジャイロにより構成され、自車両の相対的な方位（例えば、ヨー軸方向の旋回量）を検出する。加速度センサは、自車両に作用する加速度（例えば、進行方向に対する自車両の傾き）を検出する。相対方位検出部５２０は、検出結果を制御部５８０に出力する。

音声出力部５３１は、図示しないＤ／Ａコンバータ、アンプ等を備え、制御部５８０から出力される経路案内用の音声データ信号をディジタル／アナログ変換してアンプにより増幅し、スピーカ５３２により車室内に音声出力する。

タッチパネル５４０は、表示パネル５４１及びタッチセンサ５４２を備える。表示パネル５４１は、液晶ディスプレイやＥＬ（Electro Luminescent）ディスプレイ等により構成され、制御部５８０の制御の下、各種情報を表示する。タッチセンサ５４２は、表示パネル５４１に重ねて配置され、ユーザのタッチ操作を検出して制御部５８０に出力する。

記憶部５５０は、ハードディスクや、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性記憶装置を備え、データを書き換え可能に記憶する。記憶部５５０は、制御プログラムのほか、地図データ５５１を記憶する。地図データ５５１は、交差点やその他の道路網上の結線点を示すノードに関する情報や、ノードとノードとの道路区間を示すリンクに関する情報、地図上の行政区画や、道路、施設、交差点等の名称に関する情報を有する。

無線通信部５６０は、制御部５８０の制御により、所定の通信規格に準拠して、インターネット等のネットワークにアクセスし、ネットワークに接続された外部機器と通信する。外部機器には、例えば、道路交通情報を提供するサーバが含まれ、無線通信部５６０は、ネットワークに接続して、サーバから道路交通情報を取得する。

バストランシーバ５７０は、バス１０に接続する。バストランシーバ５７０は、バス１０間のインターフェイス用ＩＣ（Integrated Circuit）である。バストランシーバ５７０は、制御部５８０によって生成された誘導経路情報や、車両２の現在位置を示す位置情報を自動運転制御装置３０に出力する。また、バストランシーバ５７０は、他のＥＣＵや、センサから出力されるデータを、バス１０を介して入力し、制御部５８０に出力する。

制御部５８０は、ＣＰＵや、ＲＯＭ、ＲＡＭ（すべて図示略）等のハードウェアを備え、ナビゲーション装置５０の各部を制御する。また、制御部５８０は、ＲＯＭ等に記憶された制御プログラムを実行することによって、位置推定部５８１、情報入力部（入力部）５８２、経路探索部５８３として機能する。

位置推定部５８１は、車両２の現在位置を特定する。位置推定部５８１には、ＧＰＳ受信部５１１から入力された位置座標と進行方向を示す情報、相対方位検出部５２０から入力された車両２の相対的な方位情報、及び記憶部５５０に記憶された地図データ５５１に含まれる情報が入力される。また、位置推定部５８１には、車速センサ３６により測定された車速を示す検出信号、操舵角センサ３９により測定された操舵角を表す検出信号、ブレーキセンサ３８により測定されたブレーキの操作量を表す検出信号、ヨーレートセンサ３７により測定されたヨーレートを表す検出信号等が、バス１０を介して自動運転制御装置３０から入力される構成であってもよい。位置推定部５８１は、入力したこれらの情報に基づいて車両２の現在位置を特定する。
具体的には、位置推定部５８１は、相対方位検出部５２０等の各種センサから入力される情報、及び地図データ５５１に含まれる情報に基づいて、随時、車両２の移動速度や、移動方向等を推定する。また、位置推定部５８１は、ＧＰＳ受信部５１１からの入力に基づいて算出される車両２の現在位置を、推定した移動速度や、移動方向等に基づいて補正して現在位置を特定する。
なお、位置推定部５８１は、ＧＰＳ信号と併せて、ＧＬＯＮＡＳＳ、Ｇａｌｉｌｅｏ、Ｂｅｉｄｏｕ、ＱＺＳＳ（みちびき）などの測位衛星システムの信号を利用して、車両２の現在位置を特定する構成であってもよい。

情報入力部５８２は、例えば、制御部５８０の起動時や、予め設定された期間ごとに、自動運転制御装置３０と通信して制御特性情報の取得要求を送信する。自動運転制御装置３０は、ナビゲーション装置５０から取得要求を入力すると、不揮発性メモリ３２４に記憶された制御特性情報を読み出して、ナビゲーション装置５０に送信する。
制御特性情報は、自動運転制御装置３０が車両２の自動運転を制御する際に使用する、車両自体の特性を示す情報や、自動運転の制御に関する情報である。制御特性情報には、例えば、以下の情報が含まれる。（１）各運転局面において、車両制御の実行が許可される距離のしきい値（２）各運転局面において、車両制御の実行が許可される車速の範囲（最高速度及び最低速度）（３）各運転局面において、車両制御の実行が許可される操舵角の範囲（４）各運転局面における安全マージン（５）車両の車高及び車幅（６）自動運転に対応していない道路種別

運転局面には、例えば、分岐点での分岐に備えたレーン移動や、転回、右左折等が含まれる。車両制御の実行が許可される距離のしきい値（許可しきい値）は、例えば、運転局面がレーン移動である場合、レーン移動に必要な分岐点までの距離のしきい値である。また、車両制御の実行が許可される車速の範囲（許可しきい値）は、例えば、運転局面がレーン移動である場合、レーン移動を安全に行うために必要な車速の範囲である。

各自動車メーカーは、各社の自動運転における安全基準に基づいて、自動運転におけるレーン移動が許容される距離や車速を独自に設定している。
このため、ナビゲーション装置５０が探索した誘導経路であっても、レーン移動のために許容された道路長が、制御特性情報として設定された距離のしきい値よりも短い場合や、レーン移動時の車速が、制御特性情報として設定された車速の範囲内にない場合、自動運転制御装置３０はレーン移動の実行を自動運転実行装置４０に指示しない。このため、誘導経路の途中で、ナビゲーション装置５０により経路の再探索が行われるため、遠回りの経路を走行することになる。また、ナビゲーション装置５０の案内とは異なる経路を走行することになるため、乗員に不快感を与えてしまう。

そこで、経路探索部５８３は、情報入力部５８２から入力される、レーン移動が許可される距離のしきい値や、車速の範囲を取得して、取得した距離のしきい値や車速の範囲に基づいて車両２を誘導する誘導経路を選択する。すなわち、経路探索部５８３は、レーン移動が許可される距離のしきい値や、車速の範囲の条件を満たす（すなわち制御条件を満たす）誘導経路を探索する。具体的には、自動運転制御装置３０は、レーン移動が許容される距離が、距離のしきい値よりも長い道路、及び／又はレーン移動が許容される最低車速よりも速い車速を出すことができる道路を誘導経路として選択する。また、自動運転制御装置３０は、レーン移動が許容される距離が、距離のしきい値以下である道路や、右折や左折をしてからの距離が短く、レーン移動が許容される最低車速を出すことができない道路は誘導経路として選択しない。これにより、自動運転制御装置３０が選択した誘導経路に従って車両２を自動運転させた場合に、レーン移動が実行されずに誘導経路の再検索が行われる事態の発生を低減することができる。

情報入力部５８２が自動運転制御装置３０から取得する操舵角の範囲（許可しきい値）は、運転局面ごとに設定された、操舵角の最大値及び最小値の情報である。車両２によって操舵角の範囲（特に最大値）は異なる。ナビゲーション装置５０が探索した誘導経路に、制御特性情報として設定された操舵角の最大値よりも大きな角度で転回や、右左折、レーン移動を行う必要がある道路である場合、自動運転制御装置３０は、自動運転実行装置４０に転回や、右左折、レーン移動の指示を行わない。
このため、経路探索部５８３は、情報入力部５８２から入力される操舵角の範囲に基づいて、車両２を誘導する誘導経路を選択する。すなわち、経路探索部５８３は、転回や、右左折、レーン移動が許可される操舵角の範囲を満たす（すなわち、制御条件を満たす）誘導経路を探索する。具体的には、経路探索部５８３は、制御特性情報として設定された操舵角の最大値よりも大きな角度で転回や、右左折、レーン移動を行う必要がある道路を誘導経路として選択しない。これにより、自動運転制御装置３０が選択した誘導経路に従って車両２を自動運転させた場合に、転回や、右折、レーン移動が実行されずに誘導経路の再検索が行われる事態の発生を低減することができる。

情報入力部５８２が自動運転制御装置３０から取得する安全マージンは、乗員に不快感を与えないようにするための作動保証距離である。
例えば、自動運転制御装置３０による自動運転制御によって車両２が走行中に、車両２の走行レーンの前方で信号により停止している車両を検出した場合、自動運転制御装置３０は、自動車メーカーによって設定された車間距離に、安全マージンとして設定された距離を加算した距離で車両２が停止するようにブレーキＥＣＵ１３に指示する。また、運転局面がレーン移動である場合、自動運転制御装置３０は、レーン移動後に、移動後のレーンにおける、車両２と車両２の前方車両との距離、及び車両２と車両２の後方車両との距離が、自動車メーカーにより設定された車間距離に安全マージンを加算した距離だけ離れていない場合、レーン移動の実行を許可しない。
また、安全マージンは、例えば、低速域、中速域、高速域といった車両２の速度域ごとに設定することもできる。例えば、車両２が低速域の車速で走行している場合、自動運転制御装置３０は、前方の車両との車間距離が５ｍ以上となるように車両２を制御し、車両２が高速域で走行している場合、自動運転実行装置４０は、前方の車両との車間距離が１０ｍ以上となるように車両２を制御する。

また、経路探索部５８３は、情報入力部５８２が自動運転制御装置３０から取得した、車両２の車高や車幅の情報を入力する。経路探索部５８３は、入力された車両２の車高や車幅の情報に基づいて、車両２が走行できない道路や、車両２の進入できない駐車場を誘導経路や、目的地探索の探索結果として選択しないようにする。
また、経路探索部５８３は、情報入力部５８２が自動運転制御装置３０から取得した、自動運転に対応していない道路種別の情報を入力する。経路探索部５８３は、入力された道路種別の情報に基づいて、自動運転に対応していない道路種別（例えば、ラウンドアバウト（Ｒｏｕｎｄａｂｏｕｔ：環状交差点）等）が誘導経路として選択されないようにする。

また、経路探索部５８３は、車両２が自動運転による走行を予定している場合には、自動運転制御装置３０から取得した制御特性情報に加え、以下の道路を誘導経路として選択しないようにする。
経路探索部５８３は、自動運転による走行を予定している場合、道路状況が複雑化しやすい細街路を誘導経路として選択しないようにする。
また、経路探索部５８３は、自動運転による走行を予定している場合、合流が必要な地点において渋滞が発生している道路を誘導経路として選択しないようにする。
また、経路探索部５８３は、自動運転による走行を予定している場合、車線数が多く、走行レーンの特定が難しい道路を誘導経路として選択しないようにする。
また、経路探索部５８３は、自動運転による走行を予定している場合、車両２の周辺を走行する周辺車両の乗員との意思疎通が必要な道路、例えば、信号機が設置されていない道路を誘導経路として選択しないようにする。
また、制御部５８０は、自動運転による走行を予定している場合に、無線通信部５６０により、例えば、外部装置としてのサーバから車線が引かれていない道路や車線の一部が消えている道路の情報を取得する。経路探索部５８３は、取得した情報に基づいて、車線が引かれていない道路や車線の一部が消えている道路等、メンテナンスが行き届いていない道路を誘導経路として選択しないようにする。
また、制御部５８０は、自動運転による走行を予定している場合に、無線通信部５６０により、例えば、外部装置としてのサーバから工事等により道路形状に変化が生じた地点の情報を取得する。経路探索部５８３は、工事等により道路形状が変わった場所が含まれる経路を、誘導経路として選択しないようにする。道路形状が変化した道路は、ＬＤＭ（Local Dynamic Map）にも変更があるため、ＬＤＭを用いた車両２の現在位置の特定ができない場合があるため、工事等により道路形状が変わった場所が含まれる経路を誘導経路として選択しないようにする。

また、経路探索部５８３は、上述した（１）〜（６）の情報以外に、例えば、車両２に搭載されたカメラ４５の台数、及び各カメラ４５の設置位置の情報を自動運転制御装置３０から取得してもよい。
経路探索部５８３は、カメラ４５の設置位置や、設置台数の情報に基づいて、細街路であっても自動運転による走行が可能であると判定した場合、細街路を含む経路を誘導経路として選択する。

制御部５８０は、経路探索部５８３により誘導経路が算出されると、算出された誘導経路の情報、路車間通信部３３から取得した道路交通情報、及び誘導経路の地図データ５５１を自動運転制御装置３０に送信する。

自動運転制御装置３０は、車両２の走行モードが自動運転に設定され、ナビゲーション装置５０から誘導経路の情報、道路交通情報及び誘導経路の地図データ５５１を入力すると、入力された情報に基づいて制御データを生成する。自動運転制御装置３０は、生成した制御データを自動運転実行装置４０に出力して、自動運転実行装置４０に自動運転を実行させる。制御データには、車両２の発進／停止の制御に関する制御情報、車両２の加減速の制御に関する制御情報、車両２の変速の制御に関する制御情報、車両２の操舵の制御に関する制御情報等の、車両２の自動走行の制御に関する制御情報が含まれる。

自動運転制御装置３０は、誘導経路を走行中、誘導経路を走行する際の目標速度パターン及び目標走行パターンを生成する。目標速度パターンは、誘導経路を所定条件で区間に区切り、区切った各区間における速度の目標値である。目標走行パターンは、各区間における車両２の速度が目標速度パターンに設定された速度となるように制御するための、各区間における加速、惰行（車両２の慣性によって車両２を走行させること）、及び制動の情報である。
自動運転制御装置３０は、生成した目標速度パターン及び目標走行パターンに従って車両２が走行するように自動運転を制御する制御データを生成する。すなわち、自動運転制御装置３０は、目標走行パターンに従って走行するように車両２を発進／停止、操舵させ、また、目標速度パターンに従った速度となるように車両２を加減速させ、変速させる制御情報を含む制御データを生成する。

自動運転による走行中、制御部３２は、以下の処理を行う。
制御部３２は、車速センサ３６、操舵角センサ３９、ブレーキセンサ３８及びヨーレートセンサ３７からの入力に基づいて、車両２の走行状態を検出し、車両２の走行状態に応じて目標速度パターン及び目標走行パターンを修正する。また、制御部３２は、車車間通信部３４から入力される車両情報に基づいて、車両２の周辺に位置する車両との関係に応じて、目標速度パターン及び目標走行パターンを修正する。また、制御部３２は、路車間通信部３３から入力される情報、及びカメラ４５から入力される撮影画像データに基づいて、渋滞の有無や、信号機の状態、歩行者の有無等の車両２の周囲の環境に関する情報を取得し、車両２の周囲の環境に応じて目標速度パターン及び目標走行パターンを修正する。また、自動運転制御装置３０は、レーダ装置３５から入力される情報に基づいて、先行する車両との距離に応じて目標速度パターン及び目標走行パターンを修正する。そして、自動運転制御装置３０は、修正後の目標速度パターン及び目標走行パターンに基づいて、制御データを生成する。

自動運転制御装置３０は、生成した制御データを、自動運転実行装置４０に出力する。自動運転実行装置４０は、入力された制御データに基づいて、エンジンＥＣＵ１１等の各ＥＣＵを制御する。この結果、適宜修正される目標速度パターン及び目標走行パターンに従って車両２が自動で走行し、自動運転による自動運転経路の走行が実現される。

図３及び４は、ナビゲーション装置５０及び自動運転制御装置３０動作を示すフローチャートである。図３及び４を参照してナビゲーション装置５０及び自動運転制御装置３０の動作を説明する。
ナビゲーション装置５０は、電源がオンされて起動すると（ステップＳ１／ＹＥＳ）、制御特性情報の取得要求を、バス１０を介して自動運転制御装置３０に出力する（ステップＳ２）。制御特性情報の取得要求を入力した自動運転制御装置３０は（ステップＳ２１／ＹＥＳ）、不揮発性メモリ３２４に保存された制御特性情報を読み出し、バス１０を介してナビゲーション装置５０に出力する（ステップＳ２２）。

ナビゲーション装置５０は、制御特性情報を入力すると（ステップＳ３／ＹＥＳ）、入力した制御特性情報に変更があるか否かを判定する（ステップＳ４）。すなわち、ナビゲーション装置５０は、ナビゲーション装置５０が搭載された車両が変更されたか否かを判定する。ナビゲーション装置５０は、制御特性情報に変更がないと判定した場合には（ステップＳ４／ＮＯ）、ステップＳ７の判定に移行する。また、ナビゲーション装置５０は、車両２の制御特性情報に変更があると判定した場合（ステップＳ４／ＹＥＳ）、入力した制御特性情報に基づいて、自動運転用の経路の探索条件を変更する（ステップＳ５）。ナビゲーション装置５０は、自動運転用の経路を探索する場合、探索条件を満たす経路を誘導経路として選択する。

ナビゲーション装置５０は、自動運転用の経路の探索条件として、制御特性情報に含まれる距離のしきい値、最低車速及び最高車速、操舵角の最大値及び最小値、安全マージン、車高及び車幅、自動運転に対応していない道路種別等を設定する。
例えば、ナビゲーション装置５０は、経路探索により探索した経路に、分岐点での分岐に備えたレーン移動が必要な道路が存在する場合、この道路における分岐点までの走行距離と、探索条件としての距離のしきい値とを比較する。ナビゲーション装置５０は、分岐点までの走行距離が、距離のしきい値よりも短い場合には、この道路を誘導経路から除外して、他の経路を探索する。また、ナビゲーション装置５０は、分岐点までの走行距離が、距離のしきい値よりも長い場合には、この道路を誘導経路として選択する。
また、ナビゲーション装置５０は、探索した経路に、分岐点での分岐に備えたレーン移動が必要な道路が存在する場合、この道路における分岐点までの走行距離に基づいて、レーン移動を行う際の車速を推定し、推定した車速と、探索条件としての最低車速とを比較する。ナビゲーション装置５０は、推定した車速が、最低車速よりも遅い場合には、この道路を誘導経路から除外して、他の経路を探索する。また、ナビゲーション装置５０は、推定した車速が、最低車速よりも速い場合には、この道路を誘導経路として選択する。
この他に、ナビゲーション装置５０は、車高、車幅、自動運転に対応していない道路種別等の条件に基づいて、誘導経路を探索する。

次に、ナビゲーション装置５０は、制御特性情報を不図示の不揮発性メモリに保存し（ステップＳ６）、目的地が設定されるまで待機する。目的地の設定が入力される前に、ナビゲーション装置５０の電源がシャットダウンされた場合（ステップＳ８／ＹＥＳ）、ナビゲーション装置５０は、この処理フローを終了させる。また、ナビゲーション装置５０は、目的地の設定をタッチパネル５４０により受け付けた場合（ステップＳ７／ＹＥＳ）、例えは、自動運転制御装置３０に、車両２の走行モードが自動運転に設定されているか否かを問い合わせる。ナビゲーション装置５０は、車両２の走行モードが自動運転であると判定した場合（ステップＳ９／ＹＥＳ）、自動運転用の探索条件に基づいて、自動運転に適した誘導経路を探索する（ステップＳ１０）。ナビゲーション装置５０は、探索した誘導経路の情報と、道路交通情報と、誘導経路を含む地図データ５５１とを自動運転制御装置３０に出力する（ステップＳ１１）。

自動運転制御装置３０は、誘導経路の情報と、誘導経路を含む地図データ５５１とに基づいて、誘導経路を走行する際の目標速度パターン及び目標走行パターンを生成する。自動運転制御装置３０は、生成した目標速度パターン及び目標走行パターンに従って車両２が走行するように自動運転を制御する制御データを生成して、自動運転実行装置４０に出力する。自動運転実行装置４０が、制御データに従って、車両２に搭載された各ＥＣＵを制御することで、誘導経路に従った自動運転による走行が開始される（ステップＳ２３）。
また、自動運転制御装置３０は、ナビゲーション装置５０から取得した道路交通情報に基づいて、現在走行中の道路の混雑具合を判定する。自動運転制御装置３０は、自動運転の実行中は、道路の混雑具合に応じて車間距離を変更する。例えば、自動運転制御装置３０は、道路が渋滞しているときの車間距離が、道路が渋滞していないときの車間距離よりも狭くなるように車両２の各部を制御する制御データを生成し、自動運転実行装置４０に出力する。自動運転において、道路が渋滞している場合と、渋滞していない場合とで車間距離が同一であると、手動運転との差が大きく、不自然な走行になってしまうが、道路の混雑状況に応じて車間距離を変更することで、手動運転に近い、より自然な走行を行うことができる。

また、ナビゲーション装置５０は、自動運転制御装置３０から入力した情報により、車両２の走行モードが手動運転であると判定した場合（ステップＳ９／ＮＯ）、自動運転用の探索条件を使用せずに、通常の探索条件に従って通常の誘導経路を探索する（ステップＳ１２）。ナビゲーション装置５０は、通常の探索条件に従って誘導経路を探索すると、探索した誘導経路を表示パネル５４１に表示させる（ステップＳ１３）。この後、ナビゲーション装置５０は、一般的に知られた通常のナビゲーション装置の動作を行って、車両２が誘導経路から外れた道路を走行した場合には、誘導経路の再探索を行うが、この動作の詳細は説明を省略する。

図４は、車両２の走行モードが自動運転であり、自動運転用の探索条件に基づいて探索した誘導経路により車両２が走行を開始した場合の処理フローを示す。
ナビゲーション装置５０の位置推定部５８１は、各種センサから入力される情報や、ＧＰＳ受信部５１１から入力される情報に基づいて、車両２の現在位置を推定する。ナビゲーション装置５０は、推定された車両２の現在位置に基づいて誘導経路を逸脱していると判定した場合（ステップＳ１４／ＹＥＳ）、自動運転制御装置３０に誘導経路の逸脱を通知する（ステップＳ１５）。自動運転制御装置３０は、ナビゲーション装置５０から誘導経路の逸脱を通知された場合（ステップＳ２４／ＹＥＳ）、例えば、そのままの走行状態を維持してもよいし、又は一定の範囲内を移動して、誘導経路から離れ過ぎないようにしてもよい。また、自動運転制御装置３０は、誘導経路から逸脱した場合、誘導経路からの逸脱が生じた要因をナビゲーション装置５０に通知する。
ナビゲーション装置５０は、自動運転制御装置３０から通知された、誘導経路からの逸脱が生じた要因を表示パネル５４１に表示させる。図５は、表示パネル５４１に表示された要因の一例を示す図である。このように誘導経路から逸脱した要因を表示パネル５４１に表示させることで、乗員に対して、なぜ誘導経路通りに自動走行が行われなかったのかを通知することができ、乗員に生じる不快感を軽減することができる。また、自動運転制御システム１のシステムエラーにより生じた経路逸脱ではなく、正常動作における経路逸脱である場合には、乗員の信頼を得ることができる。

ナビゲーション装置５０は、誘導経路の逸脱を検出すると、誘導経路の再探索を行う（ステップＳ１６）。ナビゲーション装置５０は、ステップＳ５にて設定した自動運転用の探索条件に基づいて自動運転に適した誘導経路を再探索する（ステップＳ１６）。誘導経路を再探索すると、自動運転制御装置３０は、探索した誘導経路を自動運転制御装置３０に通知する（ステップＳ１７）。自動運転制御装置３０は、ナビゲーション装置５０から通知された誘導経路に従って走行を開始する（ステップＳ２５）。

また、ステップＳ１４の判定において誘導経路の逸脱が生じていないと判定した場合（ステップＳ１４／ＮＯ）、又はステップＳ１７において新たな誘導経路を自動運転制御装置３０に通知すると、ナビゲーション装置５０は、目的地の設定に変更があるか否かを判定する（ステップＳ１８）。ナビゲーション装置５０は、タッチパネル５４０により目的地の変更を受け付けた場合（ステップＳ１８／ＹＥＳ）、図３に示すステップＳ９に移行し、ステップＳ９からの処理を再度行う。

また、目的地の設定に変更がない場合（ステップＳ１８／ＮＯ）、ナビゲーション装置５０は、位置推定部５８１により推定された車両２の現在位置に基づいて目的地に到達したか否かを判定する。ナビゲーション装置５０は、目的地に到達していないと判定した場合（ステップＳ１９／ＮＯ）、ステップＳ１４に戻り、ステップＳ１４からの処理を再度行う。また、ナビゲーション装置５０は、目的地に到達したと判定した場合には（ステップＳ１９／ＹＥＳ）、この処理を終了させる。また、自動運転制御装置３０は、誘導経路等に基づいて目的地に到達したと判定した場合には（ステップＳ２６／ＹＥＳ）、この処理を終了させる。

以上説明したように、第１実施形態のナビゲーション装置５０は、情報入力部５８２と、経路探索部５８３とを備える。情報入力部５８２は、車両２の走行を制御する制御条件の情報である制御特性情報を自動運転制御装置３０から取得する。経路探索部５８３は、情報入力部５８２が取得した制御特性情報に基づいて、制御条件を満たす車両２の誘導経路を探索する。従って、車両制御の特性に合った誘導経路を探索して、誘導経路の再探索が行われる頻度を低減することができる。

また、情報入力部５８２は、車両２の走行局面ごと設定された、走行局面に対応した車両制御の実行が許可される許可しきい値を制御条件の情報として入力する。そして、経路探索部５８３は、許可しきい値に基づいて、車両２が車両制御の実行を許可される誘導経路を探索する。従って、走行局面に対応した車両制御の実行が可能な経路を誘導経路として選択することができる。このため、経路案内の途中で、経路の再探索が行われる頻度を低減して、車両の乗員に与える不快感を軽減することができる。

また、経路探索部５８３は、探索した経路において、走行局面としてのレーン移動がある場合に、レーン移動が行われる道路の道路長と、前記許可しきい値としての距離とを比較して、探索した経路を車両２の誘導経路として選択するか否かを判定する。従って、選択された誘導経路において、レーン移動ができない事態の発生回数を低減して、車両の乗員に与える不快感を軽減することができる。

また、経路探索部５８３は、探索した経路において、走行局面としてのレーン移動がある場合に、レーン移動が、許可しきい値としての車両２の操舵角の範囲内での移動であるか否かを判定して、探索した経路を、車両２の誘導経路として選択するか否かを判定する。従って、選択された誘導経路において、レーン移動ができない事態の発生回数を低減して、車両２の乗員に与える不快感を軽減することができる。

また、情報入力部５８２は、車両２の車幅を制御特性情報として入力する。経路探索部５８３は、制御特性情報に基づいて、探索した経路が、車両２が走行可能な経路であるか否かを判定して、探索した経路を、車両２の誘導経路として選択するか否かを判定する。従って、選択された誘導経路において、車両２が走行できない道路を含む経路が誘導経路として選択されないようにすることができる。このため、経路案内の途中で、経路の再探索が行われる頻度を低減して、車両２の乗員に与える不快感を軽減することができる。

また、情報入力部５８２は、車両２が環状交差点を走行可能であるか否かを示す情報を制御特性情報として入力する。経路探索部５８３は、制御特性情報に基づいて、車両２が環状交差点の走行が可能であるか否かを判定し、探索した誘導経路を車両２の経路として選択するか否かを判定する。従って、車両２が走行できない環状交差点を誘導経路として選択しないようにすることができる。

［第２実施形態］
図６は、本実施形態の構成を示すブロック図である。
第２実施形態は、誘導経路の探索を、インターネット等のネットワークＮに接続された情報提供サーバ６０により行う実施形態である。
車両２のナビゲーション装置５０は、目的地の設定をタッチパネル５４０により入力すると、無線通信部５６０によりネットワークＮに接続して、目的地の設定と、車両２の制御特性情報とを情報提供サーバ６０に送信する。情報提供サーバ６０は、ナビゲーション装置５０から入力した目的地の設定と、車両２の制御特性情報とに基づいて誘導経路を探索する。

また、情報提供サーバ６０は、誘導経路の探索の際、自動運転において、渋滞等の要因により逸脱が予測される経路の迂回路も同時に検索する。
情報提供サーバ６０は、各車両２に搭載されたナビゲーション装置５０から、自動運転において逸脱が生じた地点及び逸脱が生じた時刻の情報を収集し、不図示の記憶部に記憶している。情報提供サーバ６０は、探索した誘導経路に、経路逸脱の発生する確率が高い地点が含まれ、及びこの地点を通過する予測時間が経路逸脱の発生件数の多い時間帯である場合、この地点を迂回する迂回路の情報も探索する。情報提供サーバ６０は、探索した誘導経路と、迂回路の情報とを取得要求を受信したナビゲーション装置５０に送信する。

上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を例示するものであって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変形、及び応用が可能である。
例えば、図７に示すように、ＧＰＳ受信部７１、ＧＰＳアンテナ７２、相対方位検出部７３、自車位置推定部７４、地図データ７５等を備えるＭＰＵ（Map Positioning Unit）７０をナビゲーション装置５０とは別途設けて、車両２の自車位置をＭＰＵ７０により特定する構成であってもよい。

また、上述した第１及び第２実施形態では、自動運転制御装置３０及び自動運転実行装置４０を搭載し、自動運転制御装置３０の制御により自動運転で走行する車両２を対象として説明したが、ドライバの手動操作で走行する車両にも適用可能である。ナビゲーション装置５０は、車両２から車高、車幅等の情報を取得し、取得した情報に基づいて、車両２が走行可能な誘導経路を探索する。また、ナビゲーション装置５０は、ドライバから、運転の習熟度の情報を特性情報として取得して、取得した特性情報に基づいて誘導経路を探索することもできる。

また、図２に示す自動運転制御装置３０及びナビゲーション装置５０の機能ブロックは、自動運転制御装置３０及びナビゲーション装置５０の備える機能を主な処理内容に応じて分類して示した概略図であり、自動運転制御装置３０及びナビゲーション装置５０の構成は、処理内容に応じて、さらに多くのブロックに分割することもできる。また、機能ブロックは、図１に示す１つのブロックによりさらに多くの処理を実行するように構成してもよい。また、各ブロックの処理は、１つのハードウェアで実行されてもよいし、複数のハードウェアで実行されてもよい。また、各ブロックの処理は、１つのプログラムで実現されてもよいし、複数のプログラムで実現されてもよい。

また、自動運転制御装置３０のＲＯＭ３２２や、ナビゲーション装置５０の不図示のＲＯＭに記憶させた制御プログラムは、例えば、ネットワーク上のサーバ装置からダウンロードされ、ＲＡＭ上にロードされてＣＰＵにより実行されるようにしてもよい。

また、図３及び４に示すフローチャートの処理単位は、ナビゲーション装置５０の制御部５８０及び自動運転制御装置３０の制御部３２の処理を理解容易にするために、主な処理内容に応じて分割したものである。処理単位の分割の仕方や名称によって、本発明が制限されることはない。ナビゲーション装置５０の制御部５８０及び自動運転制御装置３０の制御部３２の処理は、処理内容に応じて、さらに多くの処理単位に分割することもできる。また、１つの処理単位がさらに多くの処理を含むように分割することもできる。また、上記のフローチャートの処理順序も、図示した例に限られるものではない。

１ 自動運転制御システム
３０ 自動運転制御装置
３２ 制御部
４０ 自動運転実行装置
５０ ナビゲーション装置
５８０ 制御部
５８１ 位置推定部
５８２ 情報入力部
５８３ 経路探索部

Claims (4)

1. 記憶部及び制御部を備え、
   前記制御部は、
   自動運転の制御に関する情報を含む制御特性情報に基づき、車両の駆動、制動及び操舵を行って前記車両を自動で走行させる自動運転システム、と通信する通信部と、
   少なくとも２つの制御特性情報を比較する制御特性情報比較部と、
   経路探索条件に基づき車両の走行経路を探索する経路探索部と、
   を有し、
   前記制御特性情報比較部が、新たに入力された第１の制御特性情報と前記記憶部に記憶されている第２の制御特性情報との間に変更があると判定した場合、前記経路探索部は、前記第１の制御特性情報に基づいて前記経路探索条件を設定する、ことを特徴とする経路探索装置。
2. 前記通信部は、前記第１の制御特性情報と、設定された前記車両の走行モードとを前記自動運転システムから取得し、
   前記経路探索部は、
   前記車両の走行モードが自動運転である場合、前記第１の制御特性情報を含んで設定された経路探索条件で、自動運転可能な走行経路を探索し、
   前記車両の走行モードが自動運転でない場合、前記第１の制御特性情報を含まずに設定された経路探索条件で、走行経路を探索する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の経路探索装置。
3. 経路探索装置の経路探索方法において、
   自動運転の制御に関する情報を含む制御特性情報に基づき、車両の駆動、制動及び操舵を行って前記車両を自動で走行させる自動運転システム、と制御部の通信部によって通信するステップと、
   少なくとも２つの制御特性情報を前記制御部の制御特性情報比較部によって比較するステップと、
   経路探索条件に基づき車両の走行経路を前記制御部の経路探索部によって探索するステップと、を備え、
   前記比較するステップが、新たに入力された第１の制御特性情報と前記経路探索装置の記憶部に記憶されている第２の制御特性情報との間に変更があると判定した場合、前記探索するステップは、前記第１の制御特性情報に基づいて前記経路探索条件を設定する、ことを特徴とする経路探索装置の経路探索方法。
4. 前記通信するステップは、前記第１の制御特性情報と、設定された前記車両の走行モードとを前記自動運転システムから取得し、
   前記探索するステップは、
   前記車両の走行モードが自動運転である場合、前記第１の制御特性情報を含んで設定された経路探索条件で、自動運転可能な走行経路を探索し、
   前記車両の走行モードが自動運転でない場合、前記第１の制御特性情報を含まずに設定された経路探索条件で、走行経路を探索する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の経路探索装置の経路探索方法。

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