JP2023078739A - 走行経路生成装置及び走行経路生成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】地図情報や画像情報から取得した車線中心点列に基づき、安全でスムーズな車両挙動を実現可能な走行経路を生成する。【解決手段】走行経路生成装置は、境界線情報に基づき車線中心点列を生成し、車線中心点列を複数の区間に分割し、区間の各々の両端の車線中心点に対応する位置に設けられた複数の制御点を通る曲線として走行経路を生成し、走行経路と車線中心点列との一致度が閾値以下である場合、制御点により区分される走行経路の各区間の中の誤差最大区間を２つの区間に分割し、当該分割した区間の各々の両端の車線中心点に対応する位置に設けられた制御点をさらに通る曲線として走行経路を生成し、一致度が閾値より大きくなるまで誤差最大区間の分割及び走行経路の生成を繰り返す。走行経路の各区間の曲線は５次関数により表され、各制御点において曲線の接ベクトル及び曲率ベクトルが連続するように５次関数を決定する。【選択図】図３

Description

本発明は、車両の走行経路を生成する走行経路生成装置及び走行経路生成方法に関する。

従来、自車両の周辺の状況や自車両の状態などに基づき、自車両に走行させるための走行経路を設定し、この走行経路に基づき車両の運転支援（具体的には運転アシスト制御や自動運転制御）を行う技術が開発されている。例えば、特許文献１及び２には、車両の走行軌跡や走行経路を３次関数やクロソイド曲線を利用して生成する技術が開示されている。

特許第６７３９８８１号明細書 特開２０２１－１６０６２５号公報

一般的には、車線内において車両を安全に走行させるために、車線の幅方向の中央に位置する仮想的な中心線（車線中心線）に沿って走行経路が生成される。車線中心線は、例えば地図情報に含まれる境界線（例えば道路区画線や路端など）の位置情報や、車載カメラにより認識された境界線の画像情報に基づき検出された車線中心の点列として取得される。この車線中心点列に沿うように走行経路が生成される。

道路の境界線の位置情報や画像情報にノイズが含まれていたり、境界線自体に不連続な箇所（交差点や分岐、車線幅の変化する箇所など）が存在したりすると、それらの位置情報や画像情報に基づき生成される車線中心点列にもノイズや変位の大きい点が含まれることになる。この場合、車両をスムーズに走行させるために、車線中心点列を平滑化して走行経路を生成する必要があるが、例えば移動平均線やＢ－スプライン曲線などを利用すると、ノイズだけでなく車線の形状を反映した車線中心点列の変位まで平滑化されてしまい、生成された走行経路が実際の車線の形状に沿わない可能性がある。一方、車線中心点列の全ての点に沿うような補完曲線や近似曲線を走行経路として生成することも考えられるが、その場合ノイズや不連続点まで走行経路に反映されるので、その走行経路に基づき車両の運転支援を行ったときに乗員に違和感を与える可能性がある。

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、地図情報や画像情報から取得した車線中心点列に基づき、安全でスムーズな車両挙動を実現可能な走行経路を生成することができる走行経路生成装置、及び、走行経路生成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、車両に走行させる走行経路を生成する走行経路生成装置であって、車両が走行する車線の境界線を特定するための境界線情報を取得する境界線情報取得装置と、境界線情報に基づいて、走行経路を生成するよう構成された演算装置と、を有し、演算装置は、境界線情報に基づき、車線の幅方向の中央に沿って並ぶ車線中心点列を生成し、車線中心点列を複数の区間に分割し、区間の各々の両端の車線中心点に対応する位置に設けられた複数の制御点を通る曲線として走行経路を生成し、生成した走行経路と車線中心点列との一致度を算出し、一致度が閾値以下である場合、制御点により区分される走行経路の各区間の中で、当該区間内の車線中心点列からの残差の２乗和が最大となる誤差最大区間を２つの区間に分割し、当該分割した区間の各々の両端の車線中心点に対応する位置に設けられた制御点をさらに通る曲線として走行経路を生成し、一致度が閾値より大きくなるまで誤差最大区間の分割及び走行経路の生成を繰り返し、走行経路の各区間の曲線は５次関数により表され、各区間を区分する制御点において曲線の接ベクトル及び曲率ベクトルが連続するように５次関数を決定する、ように構成されている。
このように構成された本発明では、演算装置は、走行経路を構成する各区間の曲線を５次関数により表し、各区間の境界を成す制御点における曲線の接ベクトルと、その接ベクトルを微分した曲率ベクトルとがそれぞれ連続するように、各区間の曲線を表す５次関数の係数を決定するので、各制御点において車両の挙動がスムーズな走行経路を生成することができる。また、一致度が閾値より大きくなるまで、誤差最大区間の分割及び走行経路の生成を繰り返すので、車両１を走行させる車線の実際の形状に沿った安全な走行経路を生成することができる。

本発明において、好ましくは、境界線情報取得装置はカメラであり、道路の区画線及び路端の画像を含む画像情報を境界線情報として取得する。
このように構成された本発明によれば、カメラにより取得した画像情報に基づき、安全でスムーズな車両挙動を実現可能な走行経路を生成することができる。

本発明において、好ましくは、境界線情報取得装置はナビゲーションシステムであり、道路の区画線及び路端の位置を含む地図情報を境界線情報として取得する。
このように構成された本発明によれば、ナビゲーションシステムにより取得した地図情報に基づき、安全でスムーズな車両挙動を実現可能な走行経路を生成することができる。

本発明において、好ましくは、演算装置は、一致度として自由度調整済み決定係数を算出する。
このように構成された本発明によれば、閾値として具体的な物理量（例えば距離）を用いることなく、走行経路と車線中心点列との一致度を判定することができる。

他の観点では、本発明において、走行経路生成方法は、演算装置により車両に走行させる走行経路を生成する走行経路生成方法であって、演算装置は、車両が走行する車線の境界線を特定するための境界線情報を取得し、境界線情報に基づき、車線の幅方向の中央に沿って並ぶ車線中心点列を生成し、車線中心点列を複数の区間に分割し、区間の各々の両端の車線中心点に対応する位置に設けられた複数の制御点を通る曲線として走行経路を生成し、生成した走行経路と車線中心点列との一致度を算出し、一致度が閾値以下である場合、制御点により区分される走行経路の各区間の中で、当該区間内の車線中心点列からの残差の２乗和が最大となる誤差最大区間を２つの区間に分割し、当該分割した区間の各々の両端の車線中心点に対応する位置に設けられた制御点をさらに通る曲線として走行経路を生成し、一致度が閾値より大きくなるまで誤差最大区間の分割及び走行経路の生成を繰り返し、走行経路の各区間の曲線は５次関数により表され、各区間を区分する制御点において曲線の接ベクトル及び曲率ベクトルが連続するように５次関数を決定する。

本発明の走行経路生成装置及び走行経路生成方法によれば、地図情報や画像情報から取得した車線中心点列に基づき、安全でスムーズな車両挙動を実現可能な走行経路を生成することができる。

本発明の実施形態による走行経路生成装置が適用された車両運転支援システムの概略構成を示すシステムブロック図である。 本発明の実施形態による走行経路生成装置の入出力を表す説明図である。 本発明の実施形態による走行経路生成装置が実行する走行経路生成処理のフローチャートである。 本発明の実施形態による走行経路生成装置が生成した車線中心点列と走行経路とを例示する説明図である。 本発明の実施形態による走行経路生成装置が生成した走行経路の一例を示す線図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態による走行経路生成装置及び走行経路生成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走行経路生成装置が適用された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走行経路生成装置が適用された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、地図情報や画像情報に基づき車両１に走行させるための走行経路を生成する走行経路生成装置としての機能を有すると共に、車両１をこの走行経路に沿って走行させるように運転支援制御（運転アシスト制御や自動運転制御）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、演算装置及び制御装置としての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、駆動力制御システム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、駆動力制御システム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「演算装置」の一例に相当する。

カメラ２１は、車両１の周囲を撮影し、画像情報を出力する。ＥＣＵ１０は、カメラ２１から受信した画像情報に基づいて、対象物（例えば、区画線（車線境界線、白線、黄線等）、路端、停止線、交通信号、交通標識、交差点、障害物、先行車両（前方車両）、後続車両（後方車両）、駐車車両、歩行者等）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。

なお、カメラ２１は、本発明における「境界線情報取得装置」の一例に相当する。また、「境界線情報」は、車両１に走行させる車線の境界線を特定するための情報であり、例えば、区画線や路端等に関する情報を含んでいる。

レーダ２２は、対象物（特に、先行車両、後続車両、駐車車両、歩行者、走行路上の落下物等）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。なお、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もよい。

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、前後方向の加速度と、横方向の加速度（つまり横加速度）とを含む。なお、加速度には、速度が増加する方向の速度の変化率だけでなく、速度が減少する方向の速度の変化率（つまり減速度）も含むものとする。

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のヨーレート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（ナビシステム）３０は、内部に格納された地図情報及び／又は外部から取得した地図情報を、ＥＣＵ１０に提供する。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。なお、ナビゲーションシステム３０も、本発明における「境界線情報取得装置」の一例に相当する。

駆動力制御システム３１は、車両１の駆動力源（例えばエンジンや電動モータ）を制御する。駆動力制御システム３１は、例えば、エンジンの点火プラグや、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、あるいは電動モータに供給される電力を制御するインバータなどを含む。ＥＣＵ１０は、車両１を加速又は減速させる必要がある場合に、駆動力制御システム３１に対して、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。

［走行経路生成装置の入出力］
次に、図２を参照して、本発明の実施形態による走行経路生成装置の入出力について説明する。図２は、走行経路生成装置の入出力を表す説明図である。具体的には、図２は、ＥＣＵ１０がセンサ類から入力された情報を処理することにより、制御システムに走行経路情報を出力することを示している。

センサ類は、取得した情報を継続的にＥＣＵ１０へ送信する。ＥＣＵ１０は、取得した情報に基づいて、以下の計算を行う。

ＥＣＵ１０は、測位システム２９からの位置情報、車速センサ２３からの車速情報、ヨーレートセンサ２５からのヨーレート情報に基づいて、車両１の位置及び方位角を計算する。

また、ＥＣＵ１０は、ナビゲーションシステム３０からの地図情報と、計算した車両１の位置及び方位角とに基づいて、車両１が走行している車線の境界線を特定する。また、ＥＣＵ１０は、カメラ２１からの画像情報に基づいて、車両１が走行している車線の境界線を特定する。これら境界線は、例えば、境界線上に所定間隔（例えば０．５ｍ）で並ぶ点列（境界線点列）の各点の位置を、車両１を基準とした座標系（車両基準座標系）における座標で表すことにより特定され、車両１の現在位置から進行方向における所定距離（例えば１００ｍ）前方まで特定される。

また、ＥＣＵ１０は、地図情報と車両１の位置及び方位角とに基づいて特定した車線境界線、又は、画像情報に基づいて特定した車線境界線の何れかに基づいて、車線中心線の点列（車線中心点列）を生成する。車線中心点列は、車線中心線（例えば、車両１の左側に位置する境界線と右側に位置する境界線との中間点を繋いだ線）上に所定間隔（例えば０．５ｍ）で並ぶ点列の各点の位置を、車両基準座標系における座標で表したものとして生成され、車両１の現在位置から進行方向における所定距離（例えば１００ｍ）前方まで生成される。

また、ＥＣＵ１０は、生成した車線中心点列に基づいて、走行経路を生成する。ＥＣＵ１０は、車線中心点列に基づいて複数の制御点を設定し、それら制御点により規定される制約条件を満たすような曲線関数を算出することにより、走行経路を生成する。

また、ＥＣＵ１０は、生成した走行経路と、車線中心点列とに基づいて、走行経路と車線中心点列との一致度を算出する。ＥＣＵ１０は、算出した一致度が所定の閾値以下である場合には、車線中心点列に基づいて制御点を追加し、追加された制御点を含む複数の制御点に基づき改めて走行経路を生成する。また、ＥＣＵ１０は、算出した一致度が所定の閾値より大きい場合、走行経路を確定し、確定した走行経路に関する走行経路情報を制御システムに出力する。制御システムは、走行経路情報に基づいて、車両１を走行経路に沿って走行させるように運転支援制御を実行する。

［走行経路生成処理］
次に、図３及び図４を参照して、本発明の実施形態による走行経路生成装置が実行する走行経路生成処理のフローを説明する。図３は走行経路生成処理のフローチャート、図４は走行経路生成装置が生成した車線中心点列と走行経路とを例示する説明図である。ＥＣＵ１０は、例えば車両１のイグニッションスイッチがオンにされ、運転支援制御の実行要求を受け取った後、走行経路生成処理を所定の周期（例えば、０．０５～０．２秒毎）で繰り返し実行する。

まず、ステップＳ１において、ＥＣＵ１０は、図１に示した複数のセンサ類（特にカメラ２１、測位システム２９、及びナビゲーションシステム３０など）から各種の情報を取得する。

次に、ステップＳ２において、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１で取得した位置情報、車速情報、ヨーレート情報などに基づき、自車位置（例えば緯度及び経度）及び方位角を算出する。

次に、ステップＳ３において、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１で取得した地図情報に高精度地図の情報が含まれているか否かを判定する。ここで、高精度地図とは、例えば地図に含まれる対象物（特に区画線や路端）の位置情報の精度がセンチメートル単位あるいはそれ以上に高精度のものである。

地図情報に高精度地図の情報が含まれている場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、ステップＳ４に進み、ＥＣＵ１０は、ステップＳ２で算出した自車位置及び方位角に基づいて、自車位置から進行方向前方の所定距離（例えば１００ｍ）を含む自車周辺の境界線点列を高精度地図から検索する。

また、地図情報に高精度地図の情報が含まれていない場合（ステップＳ３：ＮＯ）、ステップＳ５に進み、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１で取得した画像情報から、既知の画像解析技術を利用して、自車位置から進行方向前方の所定距離（例えば１００ｍ）を含む自車周辺の白線を検出する。

次いで、ステップＳ６において、ＥＣＵ１０は、ステップＳ５で検出された白線に基づいて自車周辺の境界線点列を生成する。ＥＣＵ１０は、この境界線点列として、例えば、ステップＳ５で検出された白線上の点列をそのまま利用し、あるいは、白線上の点列に対して所定の平滑化処理を適用した後の点列を利用することができる。

ステップＳ４又はＳ６の後、ステップＳ７において、ＥＣＵ１０は、ステップＳ４で検索した境界線点列、又は、ステップＳ６で生成した境界線点列に基づき、車線中心点列を生成する。例えば、ＥＣＵ１０は、自車位置から進行方向前方の所定距離（例えば１００ｍ）における境界線点列により表される自車の左右両側の境界線間の中間点の点列を、車線中心点列として生成する。

次に、ステップＳ８において、ＥＣＵ１０は、ステップＳ７で生成した車線中心点列を２区間に分割する。例えば、図４に示すように、ＥＣＵ１０は、２区間のそれぞれに含まれる車線中心点の数が等しくなるように、２区間の境界となる車線中心点を選択する。

次に、ステップＳ９において、ＥＣＵ１０は、ステップＳ７で生成した車線中心点列に基づいて走行経路を生成する。図４に例示するように、走行経路は、複数の制御点を通る曲線として表される。制御点は、ステップＳ８及び後述するステップＳ１３において分割された各区間の両端の車線中心点に対応する位置に設けられ、隣り合う制御点を結ぶ曲線の各々が５次関数により表される。各区間の境界を成す制御点における曲線の接ベクトルと、その接ベクトルを微分した曲率ベクトルとがそれぞれ連続するように、各区間の曲線を表す５次関数の係数を決定することにより、各制御点を通過する時の車両挙動がスムーズな走行経路が生成される。

走行経路を構成する各区間の曲線を表す５次関数の導出について以下に説明する。直交するｘ軸及びｙ軸を有する車両基準座標系において、２つの点（ｘ₀，ｙ₀）及び（ｘ₁，ｙ₁）を通り、（ｘ₀，ｙ₀）における接ベクトルｄｙ／ｄｘがθ₀、曲率ベクトルｄ²ｙ／ｄｘ²がκ₀であり、（ｘ₁，ｙ₁）における接ベクトルｄｙ／ｄｘがθ₁、曲率ベクトルｄ²ｙ／ｄｘ²がκ₁である曲線の５次関数は、以下のように表される。

・・・式（１）

ここで、

である。

ＥＣＵ１０は、上記式（１）により表される各区間の曲線の接ベクトル及び曲率ベクトルが、各区間の境界を成す制御点で連続する（つまり同一の値になる）ことを束縛条件とした上で、各区間の曲線と、その区間内の車線中心点列との残差の２乗和Ｊが最小となるように各区間及び全体で最適化を行うことにより、走行経路の各区間の曲線を表す５次関数を決定する（つまり走行経路を生成する）。

ｘ座標に注目すると、残差の２乗和はパラメータｔを用いて以下の式で表される。

・・・（２）
ここで、ｉは制御点の数（つまり区間数＋１）であり、ｐ_i、ｑ_iは、それぞれ各区間に含まれる最初の車線中心点及び最後の車線中心点を表す。
また、Ｓ_i（ｔ_k）は、パラメータｔを用いてｘを表した５次関数であり

・・・（３）
である。

ラグランジュの未定乗数法により、各区間の境界を成す制御点における係数が一致するという束縛条件の下で残差の２乗和Ｊ_xの最小値を与える（つまり各パラメータの偏微分を０とする）正規方程式が得られる。この方程式を解くことにより、各区間の曲線を表す５次関数が得られる。なお、最後の区間の終点における制御点については、例えばｘ座標を車線中心点列のｘ座標とすることにより、他のパラメータ（即ちｙ座標、接ベクトル、曲率ベクトル）を定めることができる。

次に、ステップＳ１０において、ＥＣＵ１０は、ステップＳ７で生成した車線中心点列とステップＳ９で生成した走行経路との一致度を算出する。ＥＣＵ１０は、一致度として、例えば自由度調整済み決定係数を算出する。また、決定係数や残差の２乗和を一致度として用いてもよい。

次に、ステップＳ１１において、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１０で算出した一致度が閾値より大きいか否かを判定する。閾値は、地図情報や画像情報の精度、車両１の制御システムの応答特性等に応じて決定することができる。例えば一致度として自由度調整済み決定係数を用いる場合、閾値は０から１の間の値、例えば０．８とすることができる。

ステップＳ１１において一致度が閾値より大きい場合、ステップＳ１２に進み、ＥＣＵ１０は最後にステップＳ９において生成した走行経路を最終的に使用する走行経路として確定し、その走行経路に関する情報（例えば走行経路を構成する各区間の曲線を表す５次関数）を含む走行経路情報を制御システムに出力する。

一方、ステップＳ１１において一致度が閾値以下である場合、ステップＳ１３に進み、ＥＣＵ１０は、走行経路を構成する各区間の中で誤差が最大（区間内の車線中心点列との残差の２乗和が最大）の区間（誤差最大区間）を２つに分割する。例えば、ＥＣＵ１０は、分割後の２区間のそれぞれに含まれる車線中心点の数が等しくなるように、２区間の境界となる車線中心点を選択する。

次いでステップＳ９に戻り、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１３において分割された区間を含む各区間の境界を成す制御点における曲線の接ベクトルと、その接ベクトルを微分した曲率ベクトルとがそれぞれ連続するように、各区間の曲線を表す５次関数の係数を改めて決定することにより、走行経路を生成する。以降、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１１において一致度が閾値より大きいと判定されるまで、ステップＳ９～Ｓ１１及びＳ１３を繰り返す。

［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。

図５は、本発明の実施形態による走行経路生成装置が生成した走行経路の一例を示す線図である。図５において、実線は車線中心点列を繋いだ線を示し、点線は従来技術により生成した走行経路を示し、一点鎖線は本実施形態により生成した走行経路を示す。また、図５（ｂ）は図５（ａ）におけるｘ＝１００からｘ＝１５０までの範囲を拡大した図であり、図５（ｃ）は図５（ａ）におけるｘ＝１４０からｘ＝１９０までの範囲を拡大した図である。

図５から明らかなように、本発明による実施例では、車線中心線が直線的であるか急激に曲がっているかに関わらず、比較例に比べて車線中心線により一致するように走行経路が生成されている。また、特に図５（ｂ）のｘ＝１２０から１５０の範囲を参照すると、実施例では比較例に比べて走行経路の曲率が滑らかに変化していることが分かる。即ち、実施例の走行経路に沿って車両１を走行させた場合、比較例に比べて車両１の挙動をよりスムーズなものとすることができる。

本実施形態では、ＥＣＵ１０は、カメラ２１やナビゲーションシステム３０などから取得した境界線情報に基づき、車線中心点列を生成し、車線中心点列を複数の区間に分割し、区間の各々の両端の車線中心点に対応する位置に設けられた複数の制御点を通る曲線として走行経路を生成する。生成した走行経路と車線中心点列との一致度が閾値以下である場合、制御点により区分される走行経路の各区間の中で、当該区間内の車線中心点列からの残差の２乗和が最大となる誤差最大区間を２つの区間に分割し、当該分割した区間の各々の両端の車線中心点に対応する位置に設けられた制御点をさらに通る曲線として走行経路を生成する。ＥＣＵ１０は、一致度が閾値より大きくなるまで、誤差最大区間の分割及び走行経路の生成を繰り返す。また、ＥＣＵ１０は、走行経路の各区間の曲線は５次関数により表され、各区間を区分する制御点において曲線の接ベクトル及び曲率ベクトルが連続するように５次関数を決定する。
このように、走行経路を構成する各区間の曲線を５次関数により表し、各区間の境界を成す制御点における曲線の接ベクトルと、その接ベクトルを微分した曲率ベクトルとがそれぞれ連続するように、各区間の曲線を表す５次関数の係数を決定するので、各制御点において車両１の挙動がスムーズな走行経路を生成することができる。また、一致度が閾値より大きくなるまで、誤差最大区間の分割及び走行経路の生成を繰り返すので、車両１を走行させる車線の実際の形状に沿った安全な走行経路を生成することができる。

また、本実施形態では、境界線情報取得装置はカメラ２１であり、道路の区画線及び路端の画像を含む画像情報を境界線情報として取得する。したがって、カメラ２１により取得した画像情報に基づき、安全でスムーズな車両挙動を実現可能な走行経路を生成することができる。

また、本実施形態では、境界線情報取得装置はナビゲーションシステム３０であり、道路の区画線及び路端の位置を含む地図情報を境界線情報として取得する。したがって、ナビゲーションシステム３０により取得した地図情報に基づき、安全でスムーズな車両挙動を実現可能な走行経路を生成することができる。

また、本実施形態では、ＥＣＵ１０は、一致度として自由度調整済み決定係数を算出する。したがって、閾値として具体的な物理量（例えば距離）を用いることなく、走行経路と車線中心点列との一致度を判定することができる。

１ 車両
１０ ＥＣＵ
２１ カメラ
２９ 測位システム
３０ ナビゲーションシステム
３１ 駆動力制御システム
３２ ブレーキ制御システム
３３ ステアリング制御システム
１００ 車両運転支援システム（走行経路生成装置）

Claims (5)

1. 車両に走行させる走行経路を生成する走行経路生成装置であって、
   前記車両が走行する車線の境界線を特定するための境界線情報を取得する境界線情報取得装置と、
   前記境界線情報に基づいて、前記走行経路を生成するよう構成された演算装置と、を有し、
   前記演算装置は、
   前記境界線情報に基づき、前記車線の幅方向の中央に沿って並ぶ車線中心点列を生成し、
   前記車線中心点列を複数の区間に分割し、
   前記区間の各々の両端の車線中心点に対応する位置に設けられた複数の制御点を通る曲線として前記走行経路を生成し、
   前記生成した走行経路と前記車線中心点列との一致度を算出し、
   前記一致度が閾値以下である場合、前記制御点により区分される前記走行経路の各区間の中で、当該区間内の前記車線中心点列からの残差の２乗和が最大となる誤差最大区間を２つの区間に分割し、当該分割した区間の各々の両端の前記車線中心点に対応する位置に設けられた制御点をさらに通る曲線として前記走行経路を生成し、前記一致度が閾値より大きくなるまで前記誤差最大区間の分割及び前記走行経路の生成を繰り返し、
   前記走行経路の各区間の前記曲線は５次関数により表され、前記各区間を区分する前記制御点において前記曲線の接ベクトル及び曲率ベクトルが連続するように前記５次関数を決定する、
   ように構成されている、
   走行経路生成装置。
2. 前記境界線情報取得装置はカメラであり、道路の区画線及び路端の画像を含む画像情報を前記境界線情報として取得する、請求項１に記載の走行経路生成装置。
3. 前記境界線情報取得装置はナビゲーションシステムであり、道路の区画線及び路端の位置を含む地図情報を前記境界線情報として取得する、請求項１に記載の走行経路生成装置。
4. 前記演算装置は、前記一致度として自由度調整済み決定係数を算出する、請求項１から３のいずれか１項に記載の走行経路生成装置。
5. 演算装置により車両に走行させる走行経路を生成する走行経路生成方法であって、
   前記演算装置は、
   前記車両が走行する車線の境界線を特定するための境界線情報を取得し、
   前記境界線情報に基づき、前記車線の幅方向の中央に沿って並ぶ車線中心点列を生成し、
   前記車線中心点列を複数の区間に分割し、
   前記区間の各々の両端の車線中心点に対応する位置に設けられた複数の制御点を通る曲線として前記走行経路を生成し、
   前記生成した走行経路と前記車線中心点列との一致度を算出し、
   前記一致度が閾値以下である場合、前記制御点により区分される前記走行経路の各区間の中で、当該区間内の前記車線中心点列からの残差の２乗和が最大となる誤差最大区間を２つの区間に分割し、当該分割した区間の各々の両端の前記車線中心点に対応する位置に設けられた制御点をさらに通る曲線として前記走行経路を生成し、前記一致度が閾値より大きくなるまで前記誤差最大区間の分割及び前記走行経路の生成を繰り返し、
   前記走行経路の各区間の前記曲線は５次関数により表され、前記各区間を区分する前記制御点において前記曲線の接ベクトル及び曲率ベクトルが連続するように前記５次関数を決定する、
   走行経路生成方法。

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