JP2022142863A - 移動体制御装置、移動体制御方法、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】移動体の乗員の状況に応じて、柔軟に合流位置を選択すること。【解決手段】移動体の外部空間を撮像した画像を取得する画像取得部と、前記画像に基づいて、前記移動体が、二つある合流車線のうち被合流車線に近い方の合流車線に居るか否かを判定する第１判定部と、前記第１判定部によって前記移動体が前記近い方の合流車線に居ると判定された場合、前記移動体の前方で、前記合流車線のうち前記被合流車線から遠い方の合流車線に他移動体が居るか否かを判定する第２判定部と、前記移動体が前記被合流車線への合流を完了する少なくとも一以上の合流位置候補であって、前記被合流車線にいる移動体間の相対位置として設定される合流位置候補を設定する合流位置候補設定部と、前記少なくとも一以上の合流位置候補から、前記移動体が前記被合流車線への合流を完了する合流位置を選択する合流位置選択部と、を備える移動体制御装置。【選択図】図１

Description

本発明は、移動体制御装置、移動体制御方法、およびプログラムに関する。

合流車線を走行する車両による被合流車線への進入を支援する技術が知られている。例えば、特許文献１には、被合流車線への合流時に行動予測モデルに基づいて、複数の車両の行動を予測し、当該予測に基づいて、合流位置を示す技術が開示されている。

特開２０１９－１９２２３３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術は、合流車線が二車線である場合を具体的に考慮するものではなく、その結果、合流車線が二車線であるときに合流位置を適切に示すことができない場合があった。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、合流車線が二車線であるときに合流位置を適切に示すことができる移動体制御装置、移動体制御方法、およびプログラムを提供することを目的の一つとする。

この発明に係る移動体制御装置は、以下の構成を採用した。
（１）：この発明の一態様に係る移動体制御装置は、移動体の外部空間を撮像した画像を取得する画像取得部と、前記画像に基づいて、前記移動体が、二つある合流車線のうち被合流車線に近い方の合流車線に居るか否かを判定する第１判定部と、前記第１判定部によって前記移動体が前記近い方の合流車線に居ると判定された場合、前記移動体の前方で、前記合流車線のうち前記被合流車線から遠い方の合流車線に他移動体が居るか否かを判定する第２判定部と、前記移動体が前記被合流車線への合流を完了する少なくとも一以上の合流位置候補であって、前記被合流車線にいる移動体間の相対位置として設定される合流位置候補を設定する合流位置候補設定部と、前記少なくとも一以上の合流位置候補から、前記移動体が前記被合流車線への合流を完了する合流位置を選択する合流位置選択部と、を備え、前記合流位置選択部は、前記第２判定部によって前記他移動体が存在すると判定された場合、前記少なくとも一以上の合流位置候補のうち、前記移動体の進行方向に関して先頭に位置する合流位置候補を除いた合流位置候補から前記合流位置を選択するものである。

（２）：上記（１）の態様において、前記第２判定部は、仮想的に上空から見た想定平面において、前記先頭に位置する合流位置候補から前記移動体の進行方向に対して引いた垂線を仮想線として設定し、前記移動体と前記仮想線との間の第１距離と、前記他移動体と前記仮想線との間の第２距離とを比較し、前記第２距離が前記第１距離よりも小さい場合に、前記他移動体が前記移動体よりも前方に居ると判定するものである。

（３）：上記（１）又は（２）の態様において、前記移動体制御装置は、前記他移動体の走行軌道を推定し、前記走行軌道に基づいて、前記他移動体が前記先頭に位置する合流位置候補に合流可能か否かを判定する第３判定部を更に備え、前記合流位置選択部は、前記第３判定部によって前記他移動体が前記先頭に位置する合流位置候補に合流可能ではないと判定された場合、前記少なくとも一以上の合流位置候補のうち、前記移動体の進行方向に関して先頭に位置する合流位置候補と二番目に位置する合流位置候補を除いた合流位置候補から前記合流位置を選択するものである。

（４）：上記（１）から（３）のいずれかの態様において、前記移動体制御装置は、前記移動体の乗員が前記移動体のブレーキ装置を操作するまでの時間を推定するブレーキ時間推定部を更に備え、前記合流位置選択部は、前記ブレーキ時間推定部によって推定された前記時間が閾値未満である場合、前記移動体の進行方向に関して先頭に位置する合流位置候補を除かず、前記少なくとも一以上の合流位置候補から前記合流位置を選択するものである。

（５）：上記（１）から（４）のいずれかの態様において、前記合流位置選択部は、前記先頭に位置する合流位置候補を除いた合流位置候補から前記合流位置を選択した後に、前記他移動体が減速した場合であっても、前記選択を維持するものである。

（６）：上記（１）から（５）のいずれかの態様において、前記移動体制御装置は、前記合流位置選択部によって選択された前記合流位置に合流するような前記移動体の目標軌道を生成し、生成した前記目標軌道に沿って前記移動体が走行するように、前記移動体の運転者の操作に依らずに前記移動体の操舵および加減速を制御する運転制御部を更に備えるものである。

（７）：この発明の一態様に係る移動体制御方法は、移動体に搭載されたコンピュータが、移動体の外部空間を撮像した画像を取得し、前記画像に基づいて、前記移動体が、二つある合流車線のうち被合流車線に近い方の合流車線に居るか否かを判定し、前記移動体が前記近い方の合流車線に居ると判定された場合、前記移動体の前方で、前記合流車線のうち前記被合流車線から遠い方の合流車線に他移動体が居るか否かを判定し、前記移動体が前記被合流車線への合流を完了する少なくとも一以上の合流位置候補であって、前記被合流車線にいる移動体間の相対位置として設定される合流位置候補を設定し、前記少なくとも一以上の合流位置候補から、前記移動体が前記被合流車線への合流を完了する合流位置を選択し、前記他移動体が存在すると判定された場合、前記少なくとも一以上の合流位置候補のうち、前記移動体の進行方向に関して先頭に位置する合流位置候補を除いた合流位置候補から前記合流位置を選択するものである。

（８）：この発明の一態様に係るプログラムは、移動体に搭載されたコンピュータに、移動体の外部空間を撮像した画像を取得させ、前記画像に基づいて、前記移動体が、二つある合流車線のうち被合流車線に近い方の合流車線に居るか否かを判定させ、前記移動体が前記近い方の合流車線に居ると判定された場合、前記移動体の前方で、前記合流車線のうち前記被合流車線から遠い方の合流車線に他移動体が居るか否かを判定させ、前記移動体が前記被合流車線への合流を完了する少なくとも一以上の合流位置候補であって、前記被合流車線にいる移動体間の相対位置として設定される合流位置候補を設定させ、前記少なくとも一以上の合流位置候補から、前記移動体が前記被合流車線への合流を完了する合流位置を選択させ、前記他移動体が存在すると判定された場合、前記少なくとも一以上の合流位置候補のうち、前記移動体の進行方向に関して先頭に位置する合流位置候補を除いた合流位置候補から前記合流位置を選択させるものである。

（１）～（８）の態様によれば、合流車線が二車線であるときに合流位置を適切に示すことができる。

本実施形態に係る移動体制御装置を利用した車両システム１の構成図である。 第１制御部１２０および第２制御部１６０の機能構成図である。 本実施形態に係る移動体制御装置の処理が実行される場面の一例を示す図である。 第３判定部１３０Ｄによって他車両が先頭に位置する合流位置候補ＣＰ１に合流可能ではないと判定された場合に、合流位置選択部１３０Ｅから合流位置を選択する場面の一例を示す図である。 合流位置選択部１３０Ｅが合流位置を選択した後に、他車両が減速した結果、自車両Ｍが他車両の前方に位置する場面の一例を示す図である。 本実施形態に係る移動体制御装置の処理の流れの一例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照し、本発明の移動体制御装置、移動体制御方法、およびプログラムの実施形態について説明する。本発明における移動体とは、四輪車両や二輪車両、マイクロモビリティ、ロボット等である。以下の説明において移動体は四輪車両であるものとする。

［全体構成］
図１は、本実施形態に係る移動体制御装置を利用した車両システム１の構成図である。車両システム１が搭載される車両は、例えば、二輪や三輪、四輪等の車両であり、その駆動源は、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンなどの内燃機関、電動機、或いはこれらの組み合わせである。電動機は、内燃機関に連結された発電機による発電電力、或いは二次電池や燃料電池の放電電力を使用して動作する。

車両システム１は、例えば、カメラ１０と、レーダ装置１２と、ＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging）１４と、物体認識装置１６と、通信装置２０と、ＨＭＩ（Human Machine Interface）３０と、車両センサ４０と、ナビゲーション装置５０と、ＭＰＵ（Map Positioning Unit）６０と、運転操作子８０と、自動運転制御装置１００と、走行駆動力出力装置２００と、ブレーキ装置２１０と、ステアリング装置２２０とを備える。これらの装置や機器は、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信線等の多重通信線やシリアル通信線、無線通信網等によって互いに接続される。なお、図１に示す構成はあくまで一例であり、構成の一部が省略されてもよいし、更に別の構成が追加されてもよい。

カメラ１０は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の固体撮像素子を利用したデジタルカメラである。カメラ１０は、車両システム１が搭載される車両（以下、自車両Ｍ）の任意の箇所に取り付けられる。前方を撮像する場合、カメラ１０は、フロントウインドシールド上部やルームミラー裏面等に取り付けられる。カメラ１０は、例えば、周期的に繰り返し自車両Ｍの周辺を撮像する。カメラ１０は、ステレオカメラであってもよい。

レーダ装置１２は、自車両Ｍの周辺にミリ波などの電波を放射すると共に、物体によって反射された電波（反射波）を検出して少なくとも物体の位置（距離および方位）を検出する。レーダ装置１２は、自車両Ｍの任意の箇所に取り付けられる。レーダ装置１２は、ＦＭ－ＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式によって物体の位置および速度を検出してもよい。

ＬＩＤＡＲ１４は、自車両Ｍの周辺に光（或いは光に近い波長の電磁波）を照射し、散乱光を測定する。ＬＩＤＡＲ１４は、発光から受光までの時間に基づいて、対象までの距離を検出する。照射される光は、例えば、パルス状のレーザー光である。ＬＩＤＡＲ１４は、自車両Ｍの任意の箇所に取り付けられる。

物体認識装置１６は、カメラ１０、レーダ装置１２、およびＬＩＤＡＲ１４のうち一部または全部による検出結果に対してセンサフュージョン処理を行って、物体の位置、種類、速度などを認識する。物体認識装置１６は、認識結果を自動運転制御装置１００に出力する。物体認識装置１６は、カメラ１０、レーダ装置１２、およびＬＩＤＡＲ１４の検出結果をそのまま自動運転制御装置１００に出力してよい。本実施形態において、物体認識装置１６は、画像取得部１６Ａを備え、画像取得部１６Ａは、カメラ１０によって撮像された車両の外部空間の画像を取得し、後述する自動運転制御装置１００に出力する。

通信装置２０は、例えば、セルラー網やＷｉ－Ｆｉ網、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）などを利用して、自車両Ｍの周辺に存在する他車両と通信し、或いは無線基地局を介して各種サーバ装置と通信する。

ＨＭＩ３０は、自車両Ｍの乗員に対して各種情報を提示すると共に、乗員による入力操作を受け付ける。ＨＭＩ３０は、各種表示装置、スピーカ、ブザー、タッチパネル、スイッチ、キーなどを含む。

車両センサ４０は、自車両Ｍの速度を検出する車速センサ、加速度を検出する加速度センサ、鉛直軸回りの角速度を検出するヨーレートセンサ、自車両Ｍの向きを検出する方位センサ等を含む。

ナビゲーション装置５０は、例えば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機５１と、ナビＨＭＩ５２と、経路決定部５３とを備える。ナビゲーション装置５０は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリなどの記憶装置に第１地図情報５４を保持している。ＧＮＳＳ受信機５１は、ＧＮＳＳ衛星から受信した信号に基づいて、自車両Ｍの位置を特定する。自車両Ｍの位置は、車両センサ４０の出力を利用したＩＮＳ（Inertial Navigation System）によって特定または補完されてもよい。ナビＨＭＩ５２は、表示装置、スピーカ、タッチパネル、キーなどを含む。ナビＨＭＩ５２は、前述したＨＭＩ３０と一部または全部が共通化されてもよい。経路決定部５３は、例えば、ＧＮＳＳ受信機５１により特定された自車両Ｍの位置（或いは入力された任意の位置）から、ナビＨＭＩ５２を用いて乗員により入力された目的地までの経路（以下、地図上経路）を、第１地図情報５４を参照して決定する。第１地図情報５４は、例えば、道路を示すリンクと、リンクによって接続されたノードとによって道路形状が表現された情報である。第１地図情報５４は、道路の曲率やＰＯＩ（Point Of Interest）情報などを含んでもよい。地図上経路は、ＭＰＵ６０に出力される。ナビゲーション装置５０は、地図上経路に基づいて、ナビＨＭＩ５２を用いた経路案内を行ってもよい。ナビゲーション装置５０は、例えば、乗員の保有するスマートフォンやタブレット端末等の端末装置の機能によって実現されてもよい。ナビゲーション装置５０は、通信装置２０を介してナビゲーションサーバに現在位置と目的地を送信し、ナビゲーションサーバから地図上経路と同等の経路を取得してもよい。

ＭＰＵ６０は、例えば、推奨車線決定部６１を含み、ＨＤＤやフラッシュメモリなどの記憶装置に第２地図情報６２を保持している。推奨車線決定部６１は、ナビゲーション装置５０から提供された地図上経路を複数のブロックに分割し（例えば、車両進行方向に関して１００［ｍ］毎に分割し）、第２地図情報６２を参照してブロックごとに推奨車線を決定する。推奨車線決定部６１は、左から何番目の車線を走行するといった決定を行う。推奨車線決定部６１は、地図上経路に分岐箇所が存在する場合、自車両Ｍが、分岐先に進行するための合理的な経路を走行できるように、推奨車線を決定する。

第２地図情報６２は、第１地図情報５４よりも高精度な地図情報である。第２地図情報６２は、例えば、車線の中央の情報あるいは車線の境界の情報等を含んでいる。また、第２地図情報６２には、道路情報、交通規制情報、住所情報（住所・郵便番号）、施設情報、電話番号情報などが含まれてよい。第２地図情報６２は、通信装置２０が他装置と通信することにより、随時、アップデートされてよい。

運転操作子８０は、例えば、アクセルペダル、ブレーキペダル、シフトレバー、ステアリングホイール、異形ステアリングホイール、ジョイスティックその他の操作子を含む。運転操作子８０には、操作量あるいは操作の有無を検出するセンサが取り付けられており、その検出結果は、自動運転制御装置１００、もしくは、走行駆動力出力装置２００、ブレーキ装置２１０、およびステアリング装置２２０のうち一部または全部に出力される。

自動運転制御装置１００は、例えば、第１制御部１２０と、第２制御部１６０とを備える。第１制御部１２０と第２制御部１６０は、それぞれ、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。また、これらの構成要素のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などのハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予め自動運転制御装置１００のＨＤＤやフラッシュメモリなどの記憶装置（非一過性の記憶媒体を備える記憶装置）に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ－ＲＯＭなどの着脱可能な記憶媒体に格納されており、記憶媒体（非一過性の記憶媒体）がドライブ装置に装着されることで自動運転制御装置１００のＨＤＤやフラッシュメモリにインストールされてもよい。物体認識装置１６と自動運転制御装置１００とを合わせたものが「移動体制御装置」の一例であり、行動計画生成部１４０と第２制御部１６０を合わせたものが「運転制御部」の一例である。

図２は、第１制御部１２０および第２制御部１６０の機能構成図である。第１制御部１２０は、例えば、認識部１３０と、行動計画生成部１４０とを備える。第１制御部１２０は、例えば、ＡＩ（Artificial Intelligence；人工知能）による機能と、予め与えられたモデルによる機能とを並行して実現する。例えば、「交差点を認識する」機能は、ディープラーニング等による交差点の認識と、予め与えられた条件（パターンマッチング可能な信号、道路標示などがある）に基づく認識とが並行して実行され、双方に対してスコア付けして総合的に評価することで実現されてよい。これによって、自動運転の信頼性が担保される。

認識部１３０は、カメラ１０、レーダ装置１２、およびＬＩＤＡＲ１４から物体認識装置１６を介して入力された情報に基づいて、自車両Ｍの周辺にある物体の位置、および速度、加速度等の状態を認識する。物体の位置は、例えば、自車両Ｍの代表点（重心や駆動軸中心など）を原点とした絶対座標上の位置として認識され、制御に使用される。物体の位置は、その物体の重心やコーナー等の代表点で表されてもよいし、表現された領域で表されてもよい。物体の「状態」とは、物体の加速度やジャーク、あるいは「行動状態」（例えば車線変更をしている、またはしようとしているか否か）を含んでもよい。

また、認識部１３０は、例えば、自車両Ｍが走行している車線（走行車線）を認識する。例えば、認識部１３０は、第２地図情報６２から得られる道路区画線のパターン（例えば実線と破線の配列）と、カメラ１０によって撮像された画像から認識される自車両Ｍの周辺の道路区画線のパターンとを比較することで、走行車線を認識する。なお、認識部１３０は、道路区画線に限らず、道路区画線や路肩、縁石、中央分離帯、ガードレールなどを含む走路境界（道路境界）を認識することで、走行車線を認識してもよい。この認識において、ナビゲーション装置５０から取得される自車両Ｍの位置やＩＮＳによる処理結果が加味されてもよい。また、認識部１３０は、一時停止線、障害物、赤信号、料金所、その他の道路事象を認識する。

認識部１３０は、走行車線を認識する際に、走行車線に対する自車両Ｍの位置や姿勢を認識する。認識部１３０は、例えば、自車両Ｍの基準点の車線中央からの乖離、および自車両Ｍの進行方向の車線中央を連ねた線に対してなす角度を、走行車線に対する自車両Ｍの相対位置および姿勢として認識してもよい。これに代えて、認識部１３０は、走行車線のいずれかの側端部（道路区画線または道路境界）に対する自車両Ｍの基準点の位置などを、走行車線に対する自車両Ｍの相対位置として認識してもよい。

本実施形態において、認識部１３０は、特に、第１判定部１３０Ａと、第２判定部１３０Ｂと、合流位置候補設定部１３０Ｃと、第３判定部１３０Ｄと、合流位置選択部１３０Ｅと、ブレーキ位置推定部１３０Ｆとを含むが、これらの機能の詳細は後述する。

行動計画生成部１４０は、原則的には推奨車線決定部６１により決定された推奨車線を走行し、更に、自車両Ｍの周辺状況に対応できるように、自車両Ｍが自動的に（運転者の操作に依らずに）将来走行する目標軌道を生成する。目標軌道は、例えば、速度要素を含んでいる。例えば、目標軌道は、自車両Ｍの到達すべき地点（軌道点）を順に並べたものとして表現される。軌道点は、道なり距離で所定の走行距離（例えば数［ｍ］程度）ごとの自車両Ｍの到達すべき地点であり、それとは別に、所定のサンプリング時間（例えば０コンマ数［ｓｅｃ］程度）ごとの目標速度および目標加速度が、目標軌道の一部として生成される。また、軌道点は、所定のサンプリング時間ごとの、そのサンプリング時刻における自車両Ｍの到達すべき位置であってもよい。この場合、目標速度や目標加速度の情報は軌道点の間隔で表現される。

行動計画生成部１４０は、目標軌道を生成するにあたり、自動運転のイベントを設定してよい。自動運転のイベントには、定速走行イベント、低速追従走行イベント、車線変更イベント、分岐イベント、合流イベント、テイクオーバーイベントなどがある。行動計画生成部１４０は、起動させたイベントに応じた目標軌道を生成する。

第２制御部１６０は、行動計画生成部１４０によって生成された目標軌道を、予定の時刻通りに自車両Ｍが通過するように、走行駆動力出力装置２００、ブレーキ装置２１０、およびステアリング装置２２０を制御する。

図２に戻り、第２制御部１６０は、例えば、取得部１６２と、速度制御部１６４と、操舵制御部１６６とを備える。取得部１６２は、行動計画生成部１４０により生成された目標軌道（軌道点）の情報を取得し、メモリ（不図示）に記憶させる。速度制御部１６４は、メモリに記憶された目標軌道に付随する速度要素に基づいて、走行駆動力出力装置２００またはブレーキ装置２１０を制御する。操舵制御部１６６は、メモリに記憶された目標軌道の曲がり具合に応じて、ステアリング装置２２０を制御する。速度制御部１６４および操舵制御部１６６の処理は、例えば、フィードフォワード制御とフィードバック制御との組み合わせにより実現される。一例として、操舵制御部１６６は、自車両Ｍの前方の道路の曲率に応じたフィードフォワード制御と、目標軌道からの乖離に基づくフィードバック制御とを組み合わせて実行する。

走行駆動力出力装置２００は、車両が走行するための走行駆動力（トルク）を駆動輪に出力する。走行駆動力出力装置２００は、例えば、内燃機関、電動機、および変速機などの組み合わせと、これらを制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）とを備える。ＥＣＵは、第２制御部１６０から入力される情報、或いは運転操作子８０から入力される情報に従って、上記の構成を制御する。

ブレーキ装置２１０は、例えば、ブレーキキャリパーと、ブレーキキャリパーに油圧を伝達するシリンダと、シリンダに油圧を発生させる電動モータと、ブレーキＥＣＵとを備える。ブレーキＥＣＵは、第２制御部１６０から入力される情報、或いは運転操作子８０から入力される情報に従って電動モータを制御し、制動操作に応じたブレーキトルクが各車輪に出力されるようにする。ブレーキ装置２１０は、運転操作子８０に含まれるブレーキペダルの操作によって発生させた油圧を、マスターシリンダを介してシリンダに伝達する機構をバックアップとして備えてよい。なお、ブレーキ装置２１０は、上記説明した構成に限らず、第２制御部１６０から入力される情報に従ってアクチュエータを制御して、マスターシリンダの油圧をシリンダに伝達する電子制御式油圧ブレーキ装置であってもよい。

ステアリング装置２２０は、例えば、ステアリングＥＣＵと、電動モータとを備える。電動モータは、例えば、ラックアンドピニオン機構に力を作用させて転舵輪の向きを変更する。ステアリングＥＣＵは、第２制御部１６０から入力される情報、或いは運転操作子８０から入力される情報に従って、電動モータを駆動し、転舵輪の向きを変更させる。

［動作］
次に、図３から図８を参照して、本実施形態に係る移動体制御装置の処理について説明する。図３は、本実施形態に係る移動体制御装置の処理が実行される場面の一例を示す図である。図３において、自車両Ｍは、二車線Ｌ１及びＬ２を有する合流車線ＭＬのうち、被合流車線Ｌ３に近い方の合流車線Ｌ２を走行しており、他車両Ｍ１は、被合流車線Ｌ３から遠い方の合流車線Ｌ１を走行している。さらに、他車両Ｍ２と他車両Ｍ３が、被合流車線Ｌ３を走行している。移動体制御装置は、自車両Ｍが被合流車線Ｌ３に進入するために被合流車線Ｌ３上の合流位置を決定するが、一方、他車両Ｍ１も被合流車線Ｌ３に進入を試みるため、移動体制御装置は、他車両Ｍ１による被合流車線Ｌ３への進入を考慮して、被合流車線Ｌ３上の合流位置を決定する必要がある。本発明は、このような状況下で合流位置を決定し、自動運転又は運転支援に活用するためのものである。

第１判定部１３０Ａは、画像取得部１６Ａからカメラ１０によって撮像された自車両Ｍの外部空間の画像を取得すると、当該画像に基づいて、自車両Ｍが、二つある合流車線ＭＬのうち被合流車線Ｌ３に近い方の合流車線Ｌ２（以下、被合流車線Ｌ３に近い方の合流車線を単に「合流車線Ｌ２」と表記する）に居るか否かを判定する。具体的には、例えば、第１判定部１３０Ａは、第２地図情報６２が合流車線Ｌ２を示すとき、自車両Ｍの外部空間の画像が、合流車線Ｌ２を示すとき、或いは二車線を有する合流路特有の破線形状を示すときに、自車両Ｍが合流車線Ｌ２に居ると判定する。図３の場合、第１判定部１３０Ａは、自車両Ｍが合流車線Ｌ２に居ると判定する。

第２判定部１３０Ｂは、第１判定部１３０Ａによって自車両Ｍが合流車線Ｌ２に居ると判定された場合、自車両Ｍの前方で、合流車線ＭＬのうち被合流車線Ｌ３から遠い方の合流車線Ｌ１（以下、被合流車線Ｌ３から遠い方の合流車線を単に「合流車線Ｌ１」と表記する）に他車両が居るか否かを判定する。具体的には、例えば、第２判定部１３０Ｂは、カメラ１０を用いて、自車両Ｍの前方で、合流車線Ｌ１に他車両が居るか否かを判定する。ここで、「自車両Ｍの前方」とは、例えば、自車両Ｍの進行方向に関して、他車両の前端部が自車両Ｍの前端部の前にあることを意味する。図３の場合、他車両Ｍ１が、その前端部が自車両Ｍの前端部の前にある状態で合流車線Ｌ１に居るため、第２判定部１３０Ｂは、自車両Ｍの前方で、合流車線Ｌ１に他車両が居ると判定する。これに代えて、「自車両Ｍの前方」とは、他車両の重心が自車両Ｍの重心の前にあることであってもよいし、他車両の前端部が自車両の後端部よりも前にあることであってもよい。

合流位置候補設定部１３０Ｃは、自車両Ｍが被合流車線Ｌ３への合流を完了する少なくとも一以上の合流位置候補ＣＰであって、被合流車線Ｌ３にいる車両間の相対位置として設定される合流位置候補ＣＰを設定する。具体的には、例えば、合流位置候補設定部１３０Ｃは、カメラ１０によって撮像された画像に映された、被合流車線Ｌ３にいる複数の他車両を特定し、自車両Ｍと当該複数の他車両との相対距離および相対速度に基づいて、速度、加速度、及びヨーレートに関する制約（上限値と下限値）を満たす前提で、被合流車線Ｌ３に進入することが可能か否かを判定し、進入することが可能と判定された場合には、進入することが可能な空間の前後に存在する他車両間の相対位置として合流位置候補ＣＰを抽出する。図３の場合、合流位置候補設定部１３０Ｃは、他車両Ｍ２と他車両Ｍ３の間の位置ＣＰ１と、他車両Ｍ３の後方の位置ＣＰ２とを、合流位置候補ＣＰとして設定している。

第２判定部１３０Ｂは、他車両が自車両Ｍの前方に居るか否かを判定するために、合流位置候補設定部１３０Ｃが設定した合流位置候補ＣＰを活用することができる。例えば、図３の場合、第２判定部１３０Ｂは、仮想的に上空から見た想定平面において、自車両Ｍの進行方向に関して先頭に位置する合流位置候補ＣＰ１から自車両Ｍの進行方向に対して引いた垂線を仮想線ＶＬとして設定し、自車両Ｍと仮想線ＶＬとの間の第１距離Ｄ１と、他車両Ｍ１と仮想線ＶＬとの間の第２距離Ｄ２とを比較し、第２距離Ｄ２が第１距離Ｄ１よりも小さい場合に、他車両Ｍ１が自車両Ｍよりも前方に居ると判定することができる。

第３判定部１３０Ｄは、他車両の走行軌道を推定し、推定した走行軌道に基づいて、当該他車両が先頭に位置する合流位置候補ＣＰ１に合流可能か否かを判定する。具体的には、例えば、第３判定部１３０Ｄは、カメラ１０、レーダ装置１２、又はＬＩＤＡＲ１４を用いて、他車両の速度ベクトルや加速度ベクトルを測定し、当該測定情報に基づいて、他車両の軌道を直線又は曲線で生成する。図３の場合、第３判定部１３０Ｄは、合流位置候補ＣＰ１に合流する他車両Ｍ１の走行軌道ＰＴを推定しているため、他車両Ｍ１が合流位置候補ＣＰ１に合流可能と判定する。

合流位置選択部１３０Ｅは、合流位置候補設定部１３０Ｃによって設定された少なくとも一以上の合流位置候補ＣＰから、自車両Ｍが被合流車線Ｌ３への合流を完了する合流位置を選択する。このとき、合流位置選択部１３０Ｅは、第２判定部１３０Ｂによって、自車両Ｍの前方で、合流車線Ｌ１に他車両が居ると判定された場合、少なくとも一以上の合流位置候補ＣＰのうち、自車両Ｍの進行方向に関して先頭に位置する合流位置候補ＣＰ１を除いた合流位置候補ＣＰから合流位置を選択する。図３の場合、自車両Ｍの左前方で他車両Ｍ１が走行しているため、合流位置選択部１３０Ｅは、合流位置候補ＣＰ１を除いた合流位置候補ＣＰから合流位置を選択する。すなわち、合流位置選択部１３０Ｅは、合流位置として、合流位置候補ＣＰ２を選択する。

一方、仮に、第２判定部１３０Ｂによって、自車両Ｍの前方で、合流車線Ｌ１に他車両が居ると判定された場合であっても、他車両から、先頭に位置する合流位置候補ＣＰ１への走行軌道が引けない場合、当該他車両は合流位置候補ＣＰ１に到達できないことがある。そのような場合に、合流位置選択部１３０Ｅが、合流位置として、合流位置候補ＣＰ２を選択すると、他車両は被合流車線Ｌ３に車線変更することができない。

そこで、合流位置選択部１３０Ｅは、第３判定部１３０Ｄによって他車両が先頭に位置する合流位置候補ＣＰ１に合流可能ではないと判定された場合、少なくとも一以上の合流位置候補ＣＰのうち、自車両Ｍの進行方向に関して先頭に位置する合流位置候補ＣＰ１と二番目に位置する合流位置候補ＣＰ２を除いた合流位置候補ＣＰから合流位置を選択する。図４は、第３判定部１３０Ｄによって他車両が先頭に位置する合流位置候補ＣＰ１に合流可能ではないと判定された場合に、合流位置選択部１３０Ｅから合流位置を選択する場面の一例を示す図である。図４において、第３判定部１３０Ｄは、他車両Ｍ１から合流位置候補ＣＰ１への走行軌道が引けないと判定している。そのため、合流位置選択部１３０Ｅは、合流位置候補ＣＰのうち、自車両Ｍの進行方向に関して先頭に位置する合流位置候補ＣＰ１と二番目に位置する合流位置候補ＣＰ２を除いた合流位置候補ＣＰから、合流位置として合流位置候補ＣＰ３を選択する。これにより、自車両Ｍと他車両Ｍ１の双方が被合流車線Ｌ３への車線変更を実施することができる。

また、合流位置選択部１３０Ｅは、先頭に位置する合流位置候補ＣＰ１を除いた合流位置候補ＣＰから合流位置を選択した後に、他車両が減速し、自車両Ｍが他車両の前方に位置するようになった場合であっても、当該選択を維持する。図５は、合流位置選択部１３０Ｅが合流位置を選択した後に、他車両が減速した結果、自車両Ｍが他車両の前方に位置する場面の一例を示す図である。図５において、合流位置選択部１３０Ｅは、合流位置として合流位置候補ＣＰ２を選択し、その後、他車両Ｍ１が減速した結果、自車両Ｍが他車両Ｍ１の前方に位置している。この場合、合流位置選択部１３０Ｅは、合流位置として合流位置候補ＣＰ２を選択した結果を維持する。これにより、合流位置の選択動作のハンチングを防ぎ、自車両Ｍの挙動を安定化させることができる。

次に、図６を参照して、本実施形態に係る移動体制御装置の処理の流れについて説明する。図６は、本実施形態に係る移動体制御装置の処理の流れの一例を示すフローチャートである。本フローチャートの処理は、移動体制御装置によって所定の制御サイクル（例えば、１０ミリ秒）ごとに実行されるものである。

まず、移動体制御装置は、画像取得部１６Ａを用いて、カメラ１０が自車両Ｍの外部空間を撮像した画像を取得する（ステップＳ１００）。次に、移動体制御装置は、第１判定部１３０Ａを用いて、画像取得部１６Ａから取得した画像に基づいて、自車両Ｍが、二つある合流車線ＭＬのうち被合流車線Ｌ３に近い方の合流車線Ｌ２に居るか否かを判定する（ステップＳ１０１）。合流車線Ｌ２に居ないと判定された場合、移動体制御装置は処理をステップＳ１００に戻す。

一方、合流車線Ｌ２に居ると判定された場合、移動体制御装置は、合流位置候補設定部１３０Ｃを用いて、自車両Ｍが被合流車線Ｌ３への合流を完了する少なくとも一以上の合流位置候補ＣＰを設定する（ステップＳ１０２）。次に、移動体制御装置は、第２判定部１３０Ｂを用いて、自車両Ｍの前方で、合流車線ＭＬのうち被合流車線Ｌ３から遠い方の合流車線Ｌ１に他車両が居るか否かを判定する（ステップＳ１０３）。自車両Ｍの前方で、合流車線Ｌ１に他車両が居ないと判定された場合、移動体制御装置は、合流位置選択部１３０Ｅを用いて、少なくとも一以上の合流位置候補ＣＰのうち、先頭の合流位置候補ＣＰ１を合流位置として選択する（ステップＳ１０４）。

一方、自車両Ｍの前方で、合流車線Ｌ１に他車両が居ると判定された場合、移動体制御装置は、第３判定部１３０Ｄを用いて、他車両の走行軌道を推定し、推定した走行軌道に基づいて、当該他車両が先頭に位置する合流位置候補ＣＰ１に合流可能か否かを判定する（ステップＳ１０５）。他車両が合流位置候補ＣＰ１に合流可能と判定された場合、移動体制御装置は、合流位置選択部１３０Ｅを用いて、少なくとも一以上の合流位置候補ＣＰのうち、先頭の合流位置候補ＣＰ１を除いた合流点位置候補から合流位置を選択する（ステップＳ１０６）。

一方、他車両が合流位置候補ＣＰ１に合流可能ではないと判定された場合、移動体制御装置は、合流位置選択部１３０Ｅを用いて、少なくとも一以上の合流位置候補ＣＰのうち、自車両Ｍの進行方向に関して先頭に位置する合流位置候補ＣＰ１と二番目に位置する合流位置候補ＣＰ２を除いた合流位置候補ＣＰから、合流位置として合流位置候補を選択する（ステップＳ１０７）。次に、移動体制御装置は、行動計画生成部１４０を用いて、選択した合流位置に合流するような自車両Ｍの目標軌道を生成する。これにより、本フローチャートの処理が終了する。

なお、上記のフローチャートでは、自車両Ｍの前方に居る他車両が一台である場合を説明した。しかし、本発明の適用はこのような状況に限定されず、例えば、自車両Ｍの前方に居る他車両が複数台である場合、当該台数に応じて、合流位置選択部１３０Ｅは合流位置を選択すればよい。具体的には、例えば、ステップＳ１０５において、複数台の他車両が合流位置候補ＣＰ１に合流可能と判定された場合、合流位置選択部１３０Ｅは、合流位置候補ＣＰのうち、先頭の合流位置候補ＣＰ１から当該台数と同じ個数の合流位置候補ＣＰを除いた合流点位置候補から合流位置を選択すればよい。

＜変形例＞
上記の実施形態では、本発明の移動体制御装置が自動運転に適用される例について説明した。しかし、本発明の移動体制御装置はその構成に限定されず、手動運転にも適用することができる。その場合、本発明の移動体制御装置は、運転制御部に代えて、選択された合流位置に基づいて目標軌道を生成し、生成した目標軌道に沿って自車両Ｍの乗員が運転を行うように操舵指示と加減速指示とのうちの少なくとも一方を与える運転指示部を更に備えればよい。運転指示部は、例えば、ナビゲーション装置５０の機能の一部として実現することができる。

本発明の移動体制御装置が手動運転に適用される場合、移動体制御装置は、自車両Ｍの乗員がブレーキ装置２１０を操作するまでの時間、すなわち、ＴＴＤ（Time To Brake）を推定するブレーキ時間推定部を更に備えてもよい。この場合、合流位置選択部１３０Ｅは、ブレーキ時間推定部によって推定された時間が閾値未満である場合、自車両Ｍの乗員がブレーキ装置２１０を操作する余裕がないと判定し、自車両Ｍの進行方向に関して先頭に位置する合流位置候補ＣＰ１を除かず、全ての合流位置候補ＣＰから合流位置を選択してもよい。これにより、自車両Ｍの乗員の状況に応じて、柔軟に合流位置を選択することができる。

以上の通り説明した本発明によれば、移動体制御装置は、自車両Ｍが走行する合流車線が二車線であるとき、被合流車線から遠い方の合流車線を自車両の前方で走行している他車両が存在するか否かを判定し、当該判定結果に応じて、合流位置を選択する。これにより。合流車線が二車線であるときに合流位置を適切に示すことができる。

上記説明した実施形態は、以下のように表現することができる。
プログラムを記憶した記憶装置と、
ハードウェアプロセッサと、を備え、
前記ハードウェアプロセッサが前記記憶装置に記憶されたプログラムを実行することにより、
移動体の外部空間を撮像した画像を取得し、
前記画像に基づいて、前記移動体が、二つある合流車線のうち被合流車線に近い方の合流車線に居るか否かを判定し、
前記移動体が前記近い方の合流車線に居ると判定された場合、前記移動体の前方で、前記合流車線のうち前記被合流車線から遠い方の合流車線に他移動体が居るか否かを判定し、
前記移動体が前記被合流車線への合流を完了する少なくとも一以上の合流位置候補であって、前記被合流車線にいる移動体間の相対位置として設定される合流位置候補を設定し、
前記少なくとも一以上の合流位置候補から、前記移動体が前記被合流車線への合流を完了する合流位置を選択し、
前記他移動体が存在すると判定された場合、前記少なくとも一以上の合流位置候補のうち、前記移動体の進行方向に関して先頭に位置する合流位置候補を除いた合流位置候補から前記合流位置を選択する、移動体制御装置。

以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。

１０ カメラ
１６ 物体認識装置
１６Ａ 画像取得部
１００ 自動運転制御装置
１２０ 第１制御部
１３０ 認識部
１３０Ａ 第１判定部
１３０Ｂ 第２判定部
１３０Ｃ 合流位置候補設定部
１３０Ｄ 第３判定部
１３０Ｅ 合流位置選択部
１６０ 第２制御部

Claims (8)

1. 移動体の外部空間を撮像した画像を取得する画像取得部と、
   前記画像に基づいて、前記移動体が、二つある合流車線のうち被合流車線に近い方の合流車線に居るか否かを判定する第１判定部と、
   前記第１判定部によって前記移動体が前記近い方の合流車線に居ると判定された場合、前記移動体の前方で、前記合流車線のうち前記被合流車線から遠い方の合流車線に他移動体が居るか否かを判定する第２判定部と、
   前記移動体が前記被合流車線への合流を完了する少なくとも一以上の合流位置候補であって、前記被合流車線にいる移動体間の相対位置として設定される合流位置候補を設定する合流位置候補設定部と、
   前記少なくとも一以上の合流位置候補から、前記移動体が前記被合流車線への合流を完了する合流位置を選択する合流位置選択部と、を備え、
   前記合流位置選択部は、前記第２判定部によって前記他移動体が存在すると判定された場合、前記少なくとも一以上の合流位置候補のうち、前記移動体の進行方向に関して先頭に位置する合流位置候補を除いた合流位置候補から前記合流位置を選択する、
   移動体制御装置。
2. 前記第２判定部は、仮想的に上空から見た想定平面において、前記先頭に位置する合流位置候補から前記移動体の進行方向に対して引いた垂線を仮想線として設定し、前記移動体と前記仮想線との間の第１距離と、前記他移動体と前記仮想線との間の第２距離とを比較し、前記第２距離が前記第１距離よりも小さい場合に、前記他移動体が前記移動体よりも前方に居ると判定する、
   請求項１に記載の移動体制御装置。
3. 前記他移動体の走行軌道を推定し、前記走行軌道に基づいて、前記他移動体が前記先頭に位置する合流位置候補に合流可能か否かを判定する第３判定部を更に備え、
   前記合流位置選択部は、前記第３判定部によって前記他移動体が前記先頭に位置する合流位置候補に合流可能ではないと判定された場合、前記少なくとも一以上の合流位置候補のうち、前記移動体の進行方向に関して先頭に位置する合流位置候補と二番目に位置する合流位置候補を除いた合流位置候補から前記合流位置を選択する、
   請求項１又は２に記載の移動体制御装置。
4. 前記移動体の乗員が前記移動体のブレーキ装置を操作するまでの時間を推定するブレーキ時間推定部を更に備え、
   前記合流位置選択部は、前記ブレーキ時間推定部によって推定された前記時間が閾値未満である場合、前記移動体の進行方向に関して先頭に位置する合流位置候補を除かず、前記少なくとも一以上の合流位置候補から前記合流位置を選択する、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の移動体制御装置。
5. 前記合流位置選択部は、前記先頭に位置する合流位置候補を除いた合流位置候補から前記合流位置を選択した後に、前記他移動体が減速した場合であっても、前記選択を維持する、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の移動体制御装置。
6. 前記合流位置選択部によって選択された前記合流位置に合流するような前記移動体の目標軌道を生成し、生成した前記目標軌道に沿って前記移動体が走行するように、前記移動体の運転者の操作に依らずに前記移動体の操舵および加減速を制御する運転制御部を更に備える、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の移動体制御装置。
7. 移動体に搭載されたコンピュータが、
   移動体の外部空間を撮像した画像を取得し、
   前記画像に基づいて、前記移動体が、二つある合流車線のうち被合流車線に近い方の合流車線に居るか否かを判定し、
   前記移動体が前記近い方の合流車線に居ると判定された場合、前記移動体の前方で、前記合流車線のうち前記被合流車線から遠い方の合流車線に他移動体が居るか否かを判定し、
   前記移動体が前記被合流車線への合流を完了する少なくとも一以上の合流位置候補であって、前記被合流車線にいる移動体間の相対位置として設定される合流位置候補を設定し、
   前記少なくとも一以上の合流位置候補から、前記移動体が前記被合流車線への合流を完了する合流位置を選択し、
   前記他移動体が存在すると判定された場合、前記少なくとも一以上の合流位置候補のうち、前記移動体の進行方向に関して先頭に位置する合流位置候補を除いた合流位置候補から前記合流位置を選択する、
   移動体制御方法。
8. 移動体に搭載されたコンピュータに、
   移動体の外部空間を撮像した画像を取得させ、
   前記画像に基づいて、前記移動体が、二つある合流車線のうち被合流車線に近い方の合流車線に居るか否かを判定させ、
   前記移動体が前記近い方の合流車線に居ると判定された場合、前記移動体の前方で、前記合流車線のうち前記被合流車線から遠い方の合流車線に他移動体が居るか否かを判定させ、
   前記移動体が前記被合流車線への合流を完了する少なくとも一以上の合流位置候補であって、前記被合流車線にいる移動体間の相対位置として設定される合流位置候補を設定させ、
   前記少なくとも一以上の合流位置候補から、前記移動体が前記被合流車線への合流を完了する合流位置を選択させ、
   前記他移動体が存在すると判定された場合、前記少なくとも一以上の合流位置候補のうち、前記移動体の進行方向に関して先頭に位置する合流位置候補を除いた合流位置候補から前記合流位置を選択させる、
   プログラム。

Images