JP2020111300A - 車両運転支援システム及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】比較的大きな加減速度が発生する走行経路を設定することとなる場合に、加減速度の大きさに応じて規定された経路コストに基づき適切な走行経路を選択する。【解決手段】車両運転支援システムにおいて、ＥＣＵは、カメラなどから取得された走行路情報に基づき複数の走行経路候補を設定し、複数の走行経路候補について経路コストを求め、経路コストに基づき複数の走行経路候補から目標走行経路を設定する。特に、ＥＣＵは、前後方向に発生する加減速度が閾値Ｔｈ１未満である場合には、経路コストを一定値（＝０）に設定し、加減速度が閾値Ｔｈ１である場合には、経路コストを第２所定値Ｃｏ１に設定し、加減速度が閾値Ｔｈ１を超える場合には、経路コストを、当該加減速度の大きさに応じて増加する値を第２所定値Ｃｏ１に対して加算した値に設定する。【選択図】図３

Description

本発明は、車両のための走行経路を設定し、この走行経路に基づき運転支援を行う車両運転支援システム及び方法に関する。

従来から、車両の走行経路生成アルゴリズムとして、ポテンシャル法や、スプライン補間関数や、Ａスター（Ａ＊）法や、ダイクストラ法や、ＲＲＴや、ステートラティス法などが用いられている。

Ａスター法やダイクストラ法では、縦横に区切られた各グリッドがノードとして設定されて、コスト（経路コスト）が最小となるようにノードを展開することで、経路探索が行われる。例えば、特許文献１には、グリッドで表された領域に含まれる始点から終点までの経路においてコストが最小の経路を選択する経路探索システムに関して、最小コストのノードを展開し、具体的には移動方向に応じて最小コストのノードからの展開方向の数を設定し、展開された最小コストのノードに対する移動方向を判定することが開示されている。

また、ステートラティス法では、走行路に多数のグリッド点からなるグリッド領域が設定され、このグリッド点を順次に連結することにより多数の走行経路候補が設定され、そして、これら走行経路候補から１つの走行経路が選択される。例えば、特許文献２には、グリッドマップ上の複数の走行経路を設定すると共に、グリッドマップの各セルについて自車両が走行した場合の危険度を示す移動コストを設定し、この移動コストに基づいて１つの走行経路を選択する車両運転支援システムが開示されている。

特開２０１１−１２８７５８号公報 国際公開第２０１３／０５１０８１号公報

ところで、従来から、走行経路の設定において、車両に発生する前後方向の加減速度（加速度及び／又は減速度を意味する。以下同様とする。）に応じて規定された経路コストが用いられている。この経路コストは、加減速度（絶対値）が大きくなると高い値に設定されることが考えられる。典型的な例では、加減速度が所定の閾値以上になると、比較的大きな経路コスト（一定値）を一律に設定して、そのような加減速度が発生する走行経路を設定しないようにすることが考えられる。

このように加減速度に応じて経路コストを規定する場合、基本的には、加減速度が閾値未満となる走行経路が優先的に設定されることとなるが、場合によっては、加減速度が閾値以上となる走行経路を設定するのが望ましいことがある。例えば、障害物を回避するための走行経路を設定する場合などが考えられる。この場合、加減速度が閾値以上となる走行経路についても複数の候補が含まれることが想定されるので、そのような複数の走行経路候補の中から最適な走行経路を選択できるようにするのがよい。しかしながら、上述したような加減速度が閾値以上である場合に経路コストを一定値に設定する方法では、加減速度が閾値以上となる複数の走行経路候補の中から、適用すべき走行経路を適切に選択することは困難である。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、比較的大きな加減速度が発生する走行経路を設定することとなる場合に、加減速度の大きさに応じて規定された経路コストに基づき適切な走行経路を選択することが可能な車両運転支援システム及び方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は、車両運転支援システムであって、車両の走行路に関する走行路情報を取得する走行路情報取得装置と、走行路情報に基づいて、走行路において車両のための目標走行経路を設定するように構成された制御装置と、を有し、制御装置は、走行路情報に基づいて、目標走行経路を設定するための候補となる複数の走行経路候補を設定し、複数の走行経路候補のそれぞれについて経路コストを求め、経路コストに基づき、複数の走行経路候補の中の１つの走行経路を目標走行経路として選択するように構成され、更に、制御装置は、走行経路候補を車両が走行したときに前後方向に発生する加減速度の大きさが所定の閾値未満である場合には、経路コストを一定の第１所定値に設定し、加減速度の大きさが閾値である場合には、経路コストを第１所定値よりも大きな第２所定値に設定し、加減速度の大きさが閾値を超える場合には、経路コストを、当該加減速度の大きさに応じて増加する値を第２所定値に対して加算した値に設定するように構成される、ことを特徴とする。

このように構成された本発明では、制御装置は、（１）走行経路候補を車両が走行したときに前後方向に発生する加減速度（絶対値）が閾値未満である場合には、経路コストを一定の第１所定値に設定し、（２）加減速度が閾値である場合には、第１所定値よりも大きな第２所定値を経路コストに設定し、（３）加減速度が閾値を超える場合には、当該加減速度の大きさに応じて増加する値を第２所定値に対して加算した値を、経路コストに設定する。つまり、本発明では、加減速度が閾値以上である場合には、加減速度の大きさによらずに経路コストが一定値とはならずに、加減速度の大きさに応じて経路コストが変化する。これにより、加減速度が閾値以上となる複数の走行経路候補において経路コストに適切に差が生じるので、この複数の走行経路候補の中から最適な走行経路（典型的には加減速度が閾値以上となる走行経路の中で加減速度が最も小さい走行経路）を選択することができる。したがって、本発明によれば、比較的大きな加減速度が発生する走行経路を設定することとなる場合に、加減速度の大きさに応じて規定された経路コストに基づき適切な走行経路を選択することが可能となる。

本発明において、好ましくは、制御装置は、加減速度の大きさが閾値を超える場合には、当該加減速度が大きくなるにつれて線形に増加する値を、第２所定値に対して加算して、経路コストを設定するように構成される。
このように構成された本発明によれば、加減速度が閾値以上となる複数の走行経路候補について、それらの経路コストに確実に差を生じさせることができる。

本発明において、好ましくは、閾値は、車両の運転者が許容可能な加減速度の大きさに基づき定められる。
このように構成された本発明によれば、運転者が許容可能な加減速度に基づき閾値を規定して、この閾値以上となる加減速度が発生する走行経路が設定されにくくすることで、加減速度により運転者に与える不快感を抑制することができる。

本発明において、好ましくは、第１所定値は０である。
このように構成された本発明によれば、加減速度が閾値未満となる走行経路に対して、加減速度に関する経路コストが実質的に付与されないようになるので、加減速度が閾値未満となる走行経路を優先的に設定することが可能となる。

本発明において、好ましくは、制御装置は、複数の走行経路候補のそれぞれの経路上に複数のサンプリング点を設定し、複数の走行経路候補のそれぞれに設定された複数のサンプリング点の各々について、加減速度の大きさに基づき経路コストを設定する。
このように構成された本発明によれば、各走行経路候補に設定された複数のサンプリング点のそれぞれについて経路コストを求めるので、複数の走行経路候補のそれぞれを的確に評価することができる。

他の観点では、上記の目的を達成するために、本発明は、コンピュータを備える制御装置により実行される車両運転支援方法であって、車両の走行路に関する走行路情報に基づいて、走行路において車両のための目標走行経路を設定するための候補となる複数の走行経路候補を設定するステップと、複数の走行経路候補のそれぞれについて経路コストを求めるステップと、経路コストに基づき、複数の走行経路候補の中の１つの走行経路を目標走行経路として選択するステップと、目標走行経路に沿って車両が走行するように、車両を運転制御するステップと、を有し、更に、方法は、経路コストを求めるステップにおいて、走行経路候補を車両が走行したときに前後方向に発生する加減速度の大きさが所定の閾値未満である場合には、経路コストを一定の第１所定値に設定し、加減速度の大きさが閾値である場合には、経路コストを第１所定値よりも大きな第２所定値に設定し、加減速度の大きさが閾値を超える場合には、経路コストを、当該加減速度の大きさに応じて増加する値を第２所定値に対して加算した値に設定する、ことを特徴とする。
このように構成された本発明によっても、比較的大きな加減速度が発生する走行経路を設定することとなる場合に、加減速度の大きさに応じて規定された経路コストに基づき適切な走行経路を選択することが可能となる。

本発明の車両運転支援システム及び方法によれば、比較的大きな加減速度が発生する走行経路を設定することとなる場合に、加減速度の大きさに応じて規定された経路コストに基づき適切な走行経路を選択することができる。

本発明の実施形態による車両運転支援システムの概略構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態による運転支援の基本概念についての説明図である。 本発明の実施形態による経路コストを規定するマップである。 本発明の実施形態による運転支援処理のフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態による車両運転支援システム及び方法について説明する。

［システム構成］
まず、図１を参照して、本発明の実施形態による車両運転支援システムの構成について説明する。図１は、本発明の実施形態による車両運転支援システムの概略構成を示すブロック図である。

車両運転支援システム１００は、車両１のための目標走行経路を設定して、車両１をこの目標走行経路に沿って走行させるように運転支援制御（自動運転制御）を行うように構成されている。図１に示すように、車両運転支援システム１００は、車両制御装置又はコントローラとしてのＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０と、複数のセンサ類と、複数の制御システムと、を有する。

具体的には、複数のセンサ類には、カメラ２１、レーダ２２や、車両１の挙動や乗員による運転操作を検出するための車速センサ２３、加速度センサ２４、ヨーレートセンサ２５、操舵角センサ２６、アクセルセンサ２７、ブレーキセンサ２８が含まれている。さらに、複数のセンサ類には、車両１の位置を検出するための測位システム２９、ナビゲーションシステム３０が含まれている。複数の制御システムには、エンジン制御システム３１、ブレーキ制御システム３２、ステアリング制御システム３３が含まれている。

また、他のセンサ類として、車両１に対する周辺構造物の距離及び位置を測定する周辺ソナー、車両１の４箇所の角部における周辺構造物の接近を測定するコーナーレーダや、車両１の車室内を撮影するインナーカメラが含まれていてもよい。

ＥＣＵ１０は、複数のセンサ類から受け取った信号に基づいて種々の演算を実行し、エンジン制御システム３１、ブレーキ制御システム３２、ステアリング制御システム３３に対して、それぞれエンジンシステム、ブレーキシステム、ステアリングシステムを適宜に作動させるための制御信号を送信する。ＥＣＵ１０は、１つ以上のプロセッサ（典型的にはＣＰＵ）と、各種プログラムを記憶するメモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭなど）と、入出力装置などを備えたコンピュータにより構成される。なお、ＥＣＵ１０は、本発明における「制御装置」の一例に相当する。

カメラ２１は、車両１の周囲を撮影し、画像データを出力する。ＥＣＵ１０は、カメラ２１から受信した画像データに基づいて、対象物（例えば、先行車両、駐車車両、歩行者、走行路、区画線（車線境界線、白線、黄線）、交通信号、交通標識、停止線、交差点、障害物等）を特定する。なお、ＥＣＵ１０は、交通インフラや車々間通信等により、外部から対象物の情報を取得してもよい。これにより、対象物の種類、相対位置、移動方向等が特定される。

レーダ２２は、対象物（特に、先行車両、駐車車両、歩行者、走行路５上の落下物等）の位置及び速度を測定する。レーダ２２として、例えばミリ波レーダを用いることができる。レーダ２２は、車両１の進行方向に電波を送信し、対象物により送信波が反射されて生じた反射波を受信する。そして、レーダ２２は、送信波と受信波に基づいて、車両１と対象物との間の距離（例えば、車間距離）や、車両１に対する対象物の相対速度を測定する。なお、本実施形態において、レーダ２２に代えて、レーザレーダや超音波センサ等を用いて対象物との距離や相対速度を測定してもよい。また、複数のセンサ類を用いて、位置及び速度測定装置を構成してもよい。

なお、カメラ２１及びレーダ２２は、本発明における「走行路情報取得装置」の一例に相当する。

車速センサ２３は、車両１の絶対速度を検出する。加速度センサ２４は、車両１の加速度を検出する。この加速度は、前後方向の加減速度と、横方向の加減速度とを含む。なお、本明細書において、「加減速度」は、速度が増加する方向の速度の変化率（つまり加速度）と、速度が減少する方向の速度の変化率（つまり減速度）の両方又は一方を意味するものとする。

ヨーレートセンサ２５は、車両１のヨーレートを検出する。操舵角センサ２６は、車両１のステアリングホイールの回転角度（操舵角）を検出する。ＥＣＵ１０は、車速センサ２３が検出した絶対速度、及び、操舵角センサ２６が検出した操舵角に基づいて所定の演算を実行することにより、車両１のヨー角（つまり、後述するｘ軸に対して車両１の前後方向が成す角度）を取得することができる。アクセルセンサ２７は、アクセルペダルの踏み込み量を検出する。ブレーキセンサ２８は、ブレーキペダルの踏み込み量を検出する。

測位システム２９は、ＧＰＳシステム及び／又はジャイロシステムであり、車両１の位置（現在車両位置情報）を検出する。ナビゲーションシステム３０は、内部に地図情報を格納しており、ＥＣＵ１０に地図情報を提供することができる。ＥＣＵ１０は、地図情報及び現在車両位置情報に基づいて、車両１の周囲（特に、進行方向）に存在する道路、交差点、交通信号、建造物等を特定する。地図情報は、ＥＣＵ１０内に格納されていてもよい。なお、ナビゲーションシステム３０も、本発明における「走行路情報取得装置」の一例に相当する。

エンジン制御システム３１は、車両１のエンジンを制御する。エンジン制御システム３１は、エンジン出力（駆動力）を調整可能な構成部であり、例えば、点火プラグや、燃料噴射弁や、スロットルバルブや、吸排気弁の開閉時期を変化させる可変動弁機構などを含む。ＥＣＵ１０は、車両１を加速又は減速させる必要がある場合に、エンジン制御システム３１に対して、エンジン出力を変更するために制御信号を送信する。

ブレーキ制御システム３２は、車両１のブレーキ装置を制御する。ブレーキ制御システム３２は、ブレーキ装置の制動力を調整可能な構成部であり、例えば液圧ポンプやバルブユニットなどを含む。ＥＣＵ１０は、車両１を減速させる必要がある場合に、ブレーキ制御システム３２に対して、制動力を発生させるために制御信号を送信する。

ステアリング制御システム３３は、車両１のステアリング装置を制御する。ステアリング制御システム３３は、車両１の操舵角を調整可能な構成部であり、例えば電動パワーステアリングシステムの電動モータなどを含む。ＥＣＵ１０は、車両１の進行方向を変更する必要がある場合に、ステアリング制御システム３３に対して、操舵方向を変更するために制御信号を送信する。

［運転支援の基本概念］
次に、図２を参照して、本発明の実施形態において上述したＥＣＵ１０によって実行される運転支援の基本概念について説明する。図２は、車両１が走行路５上を走行している様子を示している。

まず、ＥＣＵ１０は、走行路情報に基づいて、走行路５上の位置を特定するための演算を行う。走行路情報は、車両１が走行している走行路５に関する情報であり、カメラ２１、レーダ２２、ナビゲーションシステム３０等により取得される。走行路情報は、例えば、走行路の形状（直線、カーブ、カーブ曲率）、走行路幅、車線数、車線幅等に関する情報を含んでいる。

次いで、ＥＣＵ１０は、走行路情報に基づく演算により、車両１の進行方向前方に存在する走行路５上に、仮想の複数のグリッド点Ｇ_n（ｎ＝１，２，・・・Ｎ）を設定する。走行路５が延びる方向をｘ方向と定義し、走行路５の幅方向をｙ方向と定義した場合に、グリッド点Ｇ_nは、ｘ方向及びｙ方向に沿って格子状に配列されている。なお、ｘｙ座標の原点は、車両１の位置に対応する点に設定される。

ＥＣＵ１０がグリッド点Ｇ_nを設定する範囲は、走行路５に沿って、距離Ｌだけ車両１の前方に亘っている。距離Ｌは、演算実行時の車両１の速度に基づいて計算される。本実施形態では、距離Ｌは、演算実行時の速度（Ｖ）で所定の固定時間ｔ（例えば３秒）に走行すると予想される距離である（Ｌ＝Ｖ×ｔ）。しかしながら、距離Ｌは、所定の固定距離（例えば１００ｍ）であってもよいし、速度（及び加速度）の関数であってもよい。また、グリッド点Ｇ_nが設定される範囲の幅Ｗは、走行路５の幅と略等しい値に設定される。このような複数のグリッド点Ｇ_nの設定により、走行路５上の位置を特定することが可能になる。

なお、図２に示される走行路５は直線区間であるため、グリッド点Ｇ_nは矩形状に配置されている。しかしながら、グリッド点Ｇ_nは走行路が延びる方向に沿って配置されるため、走行路がカーブ区間を含んでいる場合は、グリッド点Ｇ_nはカーブ区間の湾曲に沿って配置される。

次いで、ＥＣＵ１０は、走行路情報に基づいて、走行経路候補ＲＣ（つまり、実際に車両１を走行させる目標走行経路となり得る候補）を設定するための演算を実行する。具体的には、ＥＣＵ１０は、ステートラティス法を用いた経路探索により、複数の走行経路候補ＲＣを設定する。ステートラティス法によれば、車両１の位置から、車両１の進行方向に存在するグリッド点Ｇ_nに向かって枝分かれするように、複数の走行経路候補ＲＣが設定される。図２は、ＥＣＵ１０が設定する複数の走行経路候補ＲＣの一部である走行経路候補ＲＣ_a，ＲＣ_b，ＲＣ_cを示している。

なお、ＥＣＵ１０は、走行路情報に加えて、障害物情報に基づいて、走行経路候補ＲＣを設定してもよい。この障害物情報は、車両１の進行方向の走行路５上の障害物（例えば、先行車両、駐車車両、歩行者、落下物等）の有無や、その移動方向、移動速度等に関する情報であり、カメラ２１及びレーダ２２により取得される。

次いで、ＥＣＵ１０は、図２に示されるように、各走行経路候補ＲＣに沿って複数のサンプリング点ＳＰを設定して、各サンプリング点ＳＰにおける経路コストを計算する。このサンプリング点ＳＰは、経路コストが計算される、各走行経路候補ＲＣの経路上の離散点（位置）である。具体的には、ＥＣＵ１０は、複数の走行経路候補ＲＣのそれぞれについて、複数のサンプリング点ＳＰの各々の経路コストを計算する。

次いで、ＥＣＵ１０は、このように計算された複数の走行経路候補ＲＣのそれぞれの経路コストに基づき、複数の走行経路候補ＲＣの中から経路コストが最小である１つの経路を選択し、この経路を目標走行経路として設定する。そして、ＥＣＵ１０は、設定した目標走行経路に沿って車両１が走行するように、エンジン制御システム３１、ブレーキ制御システム３２及びステアリング制御システム３３のうちの少なくとも１以上に対して制御信号を送信する。

［経路コストの計算］
次に、本発明の実施形態による経路コストについて説明する。基本的には、経路コストには、速度や、前後方向の加減速度や、横方向の加減速度や、経路変化率や、障害物などの複数の要因に応じて規定されるコストが含まれる。本実施形態は、そのような複数の経路コストの一つとして、前後方向の加減速度に応じて規定される経路コストに特徴を有するものである。以下では、この前後方向の加減速度に応じた経路コストについて具体的に説明する。

図３は、本発明の実施形態による経路コストを規定するマップである。図３は、加減速度（絶対値）を横軸に示し、経路コストを縦軸に示している。また、実線で示すグラフＧ１は、本実施形態において適用する経路コストのマップを示し、破線で示すグラフＧ２は、比較例において適用する経路コストのマップを示している。ＥＣＵ１０は、図３に示すようなマップを参照して、走行経路候補ＲＣ上の経路コストを求めるべきサンプリング点ＳＰについて、当該サンプリング点ＳＰにおいて発生することとなる加減速度に応じた経路コストを決定する。

本実施形態では、グラフＧ１に示すように、加減速度が閾値Ｔｈ１未満である場合には、経路コストが一律に０（第１所定値に対応する）に設定される。つまり、加減速度が閾値Ｔｈ１未満である場合には、加減速度の大きさによらずに、経路コストが一定値に設定される。この閾値Ｔｈ１は、車両１の運転者が許容可能な加減速度に基づき定められる。例えば、閾値Ｔｈ１には、加減速度がこの値を超えると、運転者に不快感を与え始めるような値が適用される。

また、本実施形態では、加減速度が閾値Ｔｈ１である場合には、経路コストが第２所定値Ｃｏ１（経路コストとしては比較的大きな値）に設定される。この場合、加減速度が閾値Ｔｈ１未満から閾値Ｔｈ１に達すると、経路コストが０から第２所定値Ｃｏ１へとステップ状に増加される。こうすることで、比較的大きい加減速度が発生する走行経路に対して高い経路コストを付与し、そのような走行経路が設定されにくくしている。

また、本実施形態では、加減速が閾値Ｔｈ１を超える場合には、当該加減速度の大きさに応じて増加する値を第２所定値Ｃｏ１に対して加算した値が、経路コストに設定される。特に、加減速度が大きくなるにつれて線形に増加する値を、第２所定値Ｃｏ１に対して加算した値が、経路コストに設定される。こうする理由について、比較例（グラフＧ２）と比較しながら説明する。

比較例では、グラフＧ２に示すように、加減速度が閾値Ｔｈ１以上である場合には、加減速度の大きさによらずに、経路コストが一定値（第２所定値Ｃｏ１）に設定される。この比較例でも、比較的大きい加減速度が発生する走行経路に対して高い経路コストを付与し、そのような走行経路が設定されにくくしている。

ここで、本実施形態及び比較例の両方とも、加減速度の閾値Ｔｈ１を適用して経路コストを設定するので、基本的には、加減速度が比較的小さい走行経路が設定される傾向にある。しかしながら、場合によっては、加減速度が比較的大きい走行経路を設定するのが望ましいことがある。例えば、障害物を回避するための走行経路を設定する場合などである。この場合、加減速度が閾値Ｔｈ１以上となる走行経路についても複数の走行経路候補ＲＣが含まれることが想定されるので、そのような複数の走行経路候補ＲＣの中から最適な走行経路を選択できるようにするのがよい。基本的には、この複数の走行経路候補ＲＣの中で、加減速度が最も小さい走行経路を選択できるとよい。

しかしながら、比較例では、加減速度が閾値Ｔｈ１以上である場合に経路コストを一定値に設定するので、加減速度が閾値Ｔｈ１以上となる複数の走行経路候補ＲＣにおいて、設定される経路コストに差が生じなくなる。そのため、比較例では、加減速度が閾値Ｔｈ１以上となる複数の走行経路候補ＲＣの中から、設定された経路コストに基づいて、適用すべき走行経路を適切に選択することは困難である。

一方で、本実施形態では、グラフＧ１に示すように、加減速度が閾値Ｔｈ１以上である場合には、経路コストが、当該加減速度の大きさに応じて増加する値に設定される。つまり、本実施形態では、加減速度が閾値Ｔｈ１以上である場合、加減速度の大きさによらずに経路コストが一定値とはならずに、加減速度の大きさに応じて経路コストが変化する。このような本実施形態によれば、加減速度が閾値Ｔｈ１以上となる複数の走行経路候補ＲＣにおいて経路コストに適切に差が生じるので、この複数の走行経路候補ＲＣの中から最適な走行経路を選択できるようになる。典型的には、加減速度が閾値Ｔｈ１以上となる走行経路候補ＲＣの中で、加減速度が最も小さくなる走行経路を適切に選択できるようになる。

［運転支援処理］
次に、図４は、本発明の実施形態による運転支援処理のフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ１０によって所定の周期（例えば、０．０５〜０．２秒毎）で繰り返し実行される。

まず、ステップＳ１において、ＥＣＵ１０は、カメラ２１、レーダ２２、及びナビゲーションシステム３０から走行路情報を取得する。

次いで、ステップＳ２において、ＥＣＵ１０は、走行路情報に基づいて、走行路５の形状（例えば、走行路５が延びる方向、走行路５の幅等）を特定するとともに、走行路５上に複数のグリッド点Ｇ_n（ｎ＝１，２，・・・Ｎ）を設定する。例えば、ＥＣＵ１０は、ｘ方向に１０ｍ毎に、またｙ方向に０．８７５ｍ毎に、グリッド点Ｇ_nを設定する。

次いで、ステップＳ３において、ＥＣＵ１０は、走行路情報に基づいて、ステートラティス法を用いた経路探索により、複数の走行経路候補ＲＣを設定する。具体的には、ＥＣＵ１０は、車両１の位置から進行方向に存在するグリッド点Ｇ_nに向かって枝分かれするように、複数の走行経路候補ＲＣを設定する。なお、ＥＣＵ１０は、走行路情報に加えて、障害物情報に基づいて、走行経路候補ＲＣを設定してもよい。

次いで、ステップＳ４において、ＥＣＵ１０は、各走行経路候補ＲＣに沿って複数のサンプリング点ＳＰを設定する。例えば、ＥＣＵ１０は、各走行経路候補ＲＣのそれぞれの経路上に、ｘ方向に等間隔（１つの例では０．２ｍ毎）にサンプリング点ＳＰを設定する。

次いで、ステップＳ５において、ＥＣＵ１０は、複数の走行経路候補ＲＣのそれぞれの経路コストを計算する。具体的には、ＥＣＵ１０は、複数の走行経路候補ＲＣのそれぞれについて、複数のサンプリング点ＳＰの各々の経路コストを計算する。そして、ＥＣＵ１０は、一つの走行経路候補ＲＣにおける複数のサンプリング点ＳＰについて計算された複数の経路コストから、当該走行経路候補ＲＣに適用する経路コストを計算する。例えば、ＥＣＵ１０は、複数のサンプリング点ＳＰにおける複数の経路コストの平均値を、一つの走行経路候補ＲＣの経路コストとする。このようにして、ＥＣＵ１０は、複数の走行経路候補ＲＣの全てについて経路コストを計算する。

より具体的には、ＥＣＵ１０は、各サンプリング点ＳＰの経路コストを求めるに当たって、速度に応じて規定される経路コストや、前後方向の加減速度に応じて規定される経路コストや、横方向の加減速度に応じて規定される経路コストや、経路変化率に応じて規定される経路コストや、障害物に応じて規定される経路コストなどの、複数の経路コストを求める。そして、ＥＣＵ１０は、こうして得られた複数の経路コストを例えば重み付け加算することで、各サンプリング点ＳＰについて最終的に適用する経路コストを求める。

特に、本実施形態においては、ＥＣＵ１０は、前後方向の加減速度に基づき経路コストを求める場合には、図３に示したマップを参照して経路コストを求める。詳しくは、ＥＣＵ１０は、経路コストを求める対象となっているサンプリング点ＳＰについて、所定のモデルや演算式などを用いて、車両１が当該サンプリング点ＳＰを通過するときに発生する前後方向の加減速度を求め、この加減速度に応じた経路コストを設定する。ＥＣＵ１０は、加減速度（絶対値）が閾値Ｔｈ１未満である場合には、経路コストを０に設定し、加減速度が閾値Ｔｈ１である場合には、経路コストを第２所定値Ｃｏ１に設定し、加減速が閾値Ｔｈ１を超える場合には、当該加減速度の大きさに応じて線形に増加する値を第２所定値Ｃｏ１に対して加算した値を経路コストに設定する（図３参照）。

次いで、ステップＳ６において、ＥＣＵ１０は、目標走行経路を設定する。具体的には、ＥＣＵ１０は、上記のように計算された複数の走行経路候補ＲＣのそれぞれの経路コストに基づき、複数の走行経路候補ＲＣの中から経路コストが最小である１つの経路を選択し、この経路を目標走行経路として設定する。

次いで、ステップＳ７において、ＥＣＵ１０は、目標走行経路に沿って車両１が走行するように、車両１の速度制御及び／又は操舵制御を含む運転制御（車両挙動制御）を実行する。具体的には、ＥＣＵ１０は、エンジン制御システム３１、ブレーキ制御システム３２及びステアリング制御システム３３のうちの少なくとも１以上に制御信号を送信して、エンジン制御、制動制御及び操舵制御の少なくとも１以上を実行する。

［作用及び効果］
次に、本発明の実施形態による作用及び効果について説明する。

本実施形態では、カメラ２１などから取得された走行路情報に基づき複数の走行経路候補ＲＣを設定し、この複数の走行経路候補ＲＣについて経路コストを求め、この経路コストに基づき複数の走行経路候補ＲＣから目標走行経路を設定する車両運転支援システム１００において、ＥＣＵ１０は、（１）走行経路候補ＲＣを車両１が走行したときに前後方向に発生する加減速度（絶対値）が閾値Ｔｈ１未満である場合には、経路コストを一定の第１所定値に設定し、（２）加減速度が閾値Ｔｈ１である場合には、第１所定値よりも大きな第２所定値Ｃｏ１を経路コストに設定し、（３）加減速度が閾値Ｔｈ１を超える場合には、当該加減速度の大きさに応じて増加する値を第２所定値Ｃｏ１に対して加算した値を、経路コストに設定する。

このような本実施形態では、加減速度が閾値Ｔｈ１以上である場合には、経路コストが、当該加減速度の大きさに応じて増加する値に設定される。つまり、本実施形態では、加減速度が閾値Ｔｈ１以上である場合、加減速度の大きさによらずに経路コストが一定値とはならずに、加減速度の大きさに応じて経路コストが変化する。これにより、加減速度が閾値Ｔｈ１以上となる複数の走行経路候補ＲＣにおいて経路コストに適切に差が生じるので、この複数の走行経路候補ＲＣの中から最適な走行経路を選択することができる。典型的には、加減速度が閾値Ｔｈ１以上となる走行経路候補ＲＣの中で、加減速度が最も小さい走行経路を適切に選択することができる。

また、本実施形態では、ＥＣＵ１０は、加減速度が閾値Ｔｈ１を超える場合には、当該加減速度が大きくなるにつれて線形に増加する値を、第２所定値Ｃｏ１に対して加算して、経路コストを設定する。これにより、加減速度が閾値Ｔｈ１以上となる複数の走行経路候補ＲＣについて、経路コストに確実に差を生じさせることができる。

また、本実施形態では、車両１の運転者が許容可能な加減速度の大きさに基づき閾値Ｔｈ１を定めるので、この閾値Ｔｈ１以上となる加減速度が発生する走行経路に対して高い経路コストを付与して、そのような走行経路が設定されにくくして、加減速度により運転者に与える不快感を抑制することができる。

また、本実施形態では、第１所定値として０を適用するので、つまり加減速度が閾値Ｔｈ１未満となる走行経路に対して、加減速度に関する経路コストを実質的に付与しないようにするので、加減速度が閾値Ｔｈ１未満となる走行経路を優先的に設定することが可能となる。

［変形例］
上述した実施形態では、第１所定値として０を適用していたが、第１所定値として０を適用することに限定はされない。すなわち、第１所定値には、少なくとも第２所定値Ｃｏ１よりも低い値、特に第２所定値Ｃｏ１と比べるとかなり低い値を設定すればよく、第１所定値を０に設定することに限定はされない。

また、上述した実施形態では、エンジンを駆動源とする車両１に本発明を適用する例を示したが（図１参照）、本発明は、電気モータを駆動源とする車両（電気自動車やハイブリッド車）にも適用可能である。加えて、上述した実施形態では、ブレーキ装置（ブレーキ制御システム３２）により制動力を車両１に付与していたが、他の例では、電気モータの回生により制動力を車両に付与してもよい。

１ 車両
５ 走行路
１０ ＥＣＵ
２１ カメラ
２２ レーダ
３０ ナビゲーションシステム
１００ 車両運転支援システム
Ｇ_n グリッド点
ＲＣ 経路候補
ＳＰ サンプリング点

Claims (6)

1. 車両運転支援システムであって、
   車両の走行路に関する走行路情報を取得する走行路情報取得装置と、
   前記走行路情報に基づいて、前記走行路において前記車両のための目標走行経路を設定し、前記目標走行経路に沿って前記車両が走行するように、前記車両を運転制御するように構成された制御装置と、を有し、
   前記制御装置は、
   前記走行路情報に基づいて、前記目標走行経路を設定するための候補となる複数の走行経路候補を設定し、
   前記複数の走行経路候補のそれぞれについて経路コストを求め、
   前記経路コストに基づき、前記複数の走行経路候補の中の１つの走行経路を前記目標走行経路として選択するように構成され、
   更に、前記制御装置は、
   前記走行経路候補を前記車両が走行したときに前後方向に発生する加減速度の大きさが所定の閾値未満である場合には、前記経路コストを一定の第１所定値に設定し、
   前記加減速度の大きさが前記閾値である場合には、前記経路コストを前記第１所定値よりも大きな第２所定値に設定し、
   前記加減速度の大きさが前記閾値を超える場合には、前記経路コストを、当該加減速度の大きさに応じて増加する値を前記第２所定値に対して加算した値に設定するように構成される、
   ことを特徴とする車両運転支援システム。
2. 前記制御装置は、前記加減速度の大きさが前記閾値を超える場合には、当該加減速度が大きくなるにつれて線形に増加する値を、前記第２所定値に対して加算して、前記経路コストを設定するように構成される、請求項１に記載の車両運転支援システム。
3. 前記閾値は、前記車両の運転者が許容可能な加減速度の大きさに基づき定められる、請求項１又は２に記載の車両運転支援システム。
4. 前記第１所定値は０である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の車両運転支援システム。
5. 前記制御装置は、前記複数の走行経路候補のそれぞれの経路上に複数のサンプリング点を設定し、前記複数の走行経路候補のそれぞれに設定された前記複数のサンプリング点の各々について、前記加減速度の大きさに基づき前記経路コストを設定する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の車両運転支援システム。
6. コンピュータを備える制御装置により実行される車両運転支援方法であって、
   車両の走行路に関する走行路情報に基づいて、前記走行路において前記車両のための目標走行経路を設定するための候補となる複数の走行経路候補を設定するステップと、
   前記複数の走行経路候補のそれぞれについて経路コストを求めるステップと、
   前記経路コストに基づき、前記複数の走行経路候補の中の１つの走行経路を前記目標走行経路として選択するステップと、
   前記目標走行経路に沿って前記車両が走行するように、前記車両を運転制御するステップと、
   を有し、
   更に、前記方法は、前記経路コストを求めるステップにおいて、
   前記走行経路候補を前記車両が走行したときに前後方向に発生する加減速度の大きさが所定の閾値未満である場合には、前記経路コストを一定の第１所定値に設定し、
   前記加減速度の大きさが前記閾値である場合には、前記経路コストを前記第１所定値よりも大きな第２所定値に設定し、
   前記加減速度の大きさが前記閾値を超える場合には、前記経路コストを、当該加減速度の大きさに応じて増加する値を前記第２所定値に対して加算した値に設定する、
   ことを特徴とする車両運転支援方法。

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