JP2023148660A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】合流地形において、他の車両と車両との位置関係を把握できる時には、スペース生成処理を実行するようにすることにより、車両が不安定な制御となることを防止できる車両制御装置を提供する。【解決手段】車両制御装置は、車両１０の現在位置と、ナビルートと、地図情報とに基づいて、ナビルートの所定の運転区間内に、車両１０が走行する走行車線と隣接する隣接車線が走行車線と合流することにより消滅する合流地形Ｊがあるか否かを判定する判定部２３２と、判定部２３２によって合流地形Ｊがあると判定された場合、車両１０の速度が基準速度以上である時には、他の車両が前記隣接車線から移動可能なスペースを車両１０の前方の走行車線上に生成するためのスペース生成処理を開始するか否かを判定するスペース判定処理を実行することを決定し、車両１０の速度が基準速度未満である時には、スペース判定処理を実行しないことを決定する決定部２３３と、を有する。【選択図】図２

Description

本開示は、車両制御装置に関する。

車両に搭載される自動制御システムは、車両の現在位置と、車両の目的位置と、ナビゲーション用地図とに基づいて、車両のナビルートを生成する。自動制御システムは、地図情報を用いて車両の現在位置を推定し、車両をナビルートに沿って走行するように制御する。

車両が走行する走行車線と隣接する隣接車線が走行車線と合流して消滅する合流地形では、隣接車線を走行する他の車両は走行車線へ移動してくる。隣接車線を走行する他の車両が、車両の前方に検出された場合、車両の自動制御システムは、運転計画を生成可能な範囲において、車両の前方に他の車両が移動可能なスペースを生成して、他の車両が走行車線へ移動できるように車両を制御する（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１７－８７９２３号公報

合流地点付近において走行車線を走行する自車両の速度が遅い場合、隣接車線を走行する他の車両の速度も遅く、隣接車線は渋滞していると推測される。

合流地点付近において隣接車線が渋滞している場合、隣接車線を走行する他の車両は停止と低速走行とを繰り返すこととなり、自動制御システムは、他の車両を安定して検出できない可能性がある。

他の車両を安定して検出できないと、自動制御システムは、他の車両と自車両との位置関係を正確に把握できないので、他の車両が隣接車線から走行車線へ移動する時に、自車両の前方に他の車両が移動可能なスペースを生成する制御が不安定となるという問題があった。

そこで、本開示は、合流地形において、他の車両と車両との位置関係を把握できる時には、他の車両が移動可能なスペースを車両の前方に生成するスペース生成処理を実行し、他の車両と車両との位置関係を把握できない時には、スペース生成処理を実行しないようにすることにより、車両が不安定な制御となることを防止できる車両制御装置を提供することを目的とする。

一の実施形態によれば、車両制御装置が提供される。この車両制御装置は、車両の現在位置と、ナビルートと、地図情報とに基づいて、ナビルートの所定の運転区間内に、車両が走行する走行車線と隣接する隣接車線が走行車線と合流することにより消滅する合流地形があるか否かを判定する判定部と、判定部によって合流地形があると判定された場合、車両の速度が基準速度以上である時には、他の車両が隣接車線から移動可能なスペースを車両の前方の走行車線上に生成するためのスペース生成処理を開始するか否かを判定するスペース判定処理を実行することを決定し、車両の速度が基準速度未満である時には、スペース判定処理を実行しないことを決定する決定部と、を有する、ことを特徴とする。

本開示に係る車両制御装置は、合流地形において、他の車両と自車両との位置関係を把握できる時に、他の車両が移動可能なスペースを自車両の前方に生成する処理を実行するので、自車両が不安定な制御となることを防止できる。

第１実施形態の運転計画装置の動作の概要を説明する図である。 本実施形態の車両制御システムが実装される車両の概略構成図である。 本実施形態の運転計画装置のスペース判定検討処理に関する動作フローチャートの一例である。 第２実施形態の運転計画装置のスペース判定検討処理に関する動作フローチャートの一例である。 カメラ画像の視野の境界領域を説明する図であり、（Ａ）は視野の境界領域を示す平面図であり、（Ｂ）は、カメラ画像の境界領域を説明する図である。 距離画像の視野の境界領域を説明する図である。 他の車両の検出を説明する図であり、（Ａ）は他の車両の全体が検出される例であり、（Ｂ）は、他の車両の一部が検出される例である。

図１は、本実施形態の運転計画装置の動作の概要を説明する図である。以下、図１を参照しながら、本明細書に開示する運転計画装置１５の車両制御処理に関する動作の概要を説明する。運転計画装置は、車両制御装置の一例である。

図１に示すように、車両１０は、車線５１、５２を有する道路５０の車線５２上を走行している。車線５１と車線５２とは、車線区画線５３により区画されている。車両１０は、ナビルートに基づいて、道路５０の車線５２を直進して走行している。

車両１０の現在位置の先には、道路６０が道路５０と合流する合流地形Ｊがある。合流地形Ｊでは、合流開始位置６２と合流終了位置６３との間において、道路６０の車線６１と、道路５０の車線５２とが接続している。合流地点Ｊでは、車両１０が走行する道路５０の車線５２と隣接する道路６０の車線６１が、車線５２と合流することにより消滅する。道路６０の車線６１を走行する車両７０は、合流地点Ｊにおいて車線６１から車線５２へ移動してくる。

車両１０は、物体検出装置１３及び運転計画装置１５を有する。物体検出装置１３は、カメラ２等のセンサにより取得された情報に基づいて、車両１０の周辺の他の車両を検出する。運転計画装置１５は、車両１０の周辺の他の車両の位置を参照して、所定の時間先までの車両１０の予定走行軌跡を表す運転計画を生成する。

図１に示す例では、運転計画装置１５は、車両１０の現在位置と、ナビルートと、地図情報とに基づいて、ナビルートの直近の運転区間内に、合流地形Ｊがあると判定する。

合流地形Ｊでは、道路６０の車線６１を走行する他の車両は道路５０の車線５２へ移動してくる。運転計画装置１５は、合流地形Ｊにおいて、道路６０の車線６１を走行する他の車両が道路５０の車線５２へ移動してくると判定した場合、他の車両が車線６１から移動可能なスペースを車両１０の前方の車線５２上に生成するためのスペース生成処理を行う。

合流地形Ｊにおいて、道路６０の車線６１を走行する他の車両の数が多いと、他の車両は道路５０の車線５２へ次々に移動してくるので、車線６１及び車線５２が共に渋滞し、車両１０の速度が遅くなる。他の車両の速度が遅くなると、物体検出装置１３は、他の車両を正確に検出できない場合がある。これは、他の車両が停止と低速走行とを繰り返して行うと、他の車両を移動物体として検出することが困難になるためである。

他の車両を正確に検出できないと、運転計画装置１５は、他の車両と車両１０との位置関係を把握できないので、他の車両が車線６１から車線５２へ移動する時に、車両１０の前方に他の車両が移動可能なスペースを生成する時に不安定な制御状態となるおそれがある。

合流地形Ｊにおいて、車両１０の速度が基準速度以上であれば、運転計画装置１５は、他の車両と車両１０との位置関係を正確に把握できる。そのため、合流地形Ｊにおいて、運転計画装置１５は、車両１０の速度が基準速度以上である時には、スペース生成処理を開始するか否かを判定するスペース判定処理を実行することを決定する。そして、運転計画装置１５は、スペース生成処理を開始すると判定した場合、スペース生成処理を実行する。

一方、運転計画装置１５は、車両１０の速度が基準速度未満である時には、スペース判定処理を実行しないことを決定する。合流地点付近において、隣接車線を走行する他車両の数が多いと、他車両は走行車線へ次々に移動してくるので、走行車線を走行する自車両の速度が遅くなる。そのため、合流地点では、車両１０の速度が遅い場合、隣接車線を走行する他の車両の速度も遅いと推定される。

そこで、車両１０の速度が基準速度未満である時には、他の車両と車両１０との位置関係を正確に把握できないので、運転計画装置１５は、スペース判定処理を実行しない。他の車両と車両１０との位置関係を正確に把握できない場合には、スペース生成処理を安定して実行できないおそれがあるのでスペース判定処理も行わない。なお、運転計画装置１５の動作について、図１を参照して、後で詳述する。

以上説明したように、運転計画装置１５は、合流地形Ｊにおいて、他の車両と車両１０との位置関係を把握できる時に、他の車両が移動可能なスペースを車両の前方に生成するスペース生成処理を実行するので、車両１０が不安定な制御となることを防止できる。

図２は、本実施形態の車両制御システム１が実装される車両１０の概略構成図である。車両１０は、カメラ２と、ＬｉＤＡＲセンサ３と、測位情報受信機４と、ナビゲーション装置５と、ユーザインターフェース（ＵＩ）６と、地図情報記憶装置１１と、位置推定装置１２と、物体検出装置１３と、走行車線計画装置１４と、運転計画装置１５と、車両制御装置１６等とを有する。更に、車両１０は、ミリ波レーダといった、車両１０の周囲の物体までの距離を測定するための測距センサ（図示せず）を有してもよい。

カメラ２と、ＬｉＤＡＲセンサ３と、測位情報受信機４と、ナビゲーション装置５と、ＵＩ６と、地図情報記憶装置１１と、位置推定装置１２と、物体検出装置１３と、走行車線計画装置１４と、運転計画装置１５と、車両制御装置１６とは、コントローラエリアネットワークといった規格に準拠した車内ネットワーク１７を介して通信可能に接続される。

カメラ２は、車両１０に設けられる撮像部の一例である。カメラ２は、車両１０の前方を向くように、車両１０に取り付けられる。カメラ２は、例えば所定の周期で、車両１０の前方の所定の視野内の領域の環境が表されたカメラ画像を撮影する。カメラ画像には、車両１０の前方の所定の領域内に含まれる道路と、その路面上の車線区画線等の道路特徴物が表わされ得る。カメラ２は、ＣＣＤあるいはＣ－ＭＯＳ等、可視光に感度を有する光電変換素子のアレイで構成された２次元検出器と、その２次元検出器上に撮影対象となる領域の像を結像する撮像光学系を有する。カメラ画像は、周辺環境情報の一例である。

カメラ２は、カメラ画像を撮影する度に、カメラ画像及びカメラ画像が撮影されたカメラ画像撮影時刻を、車内ネットワーク１７を介して、位置推定装置１２及び物体検出装置１３等へ出力する。カメラ画像は、位置推定装置１２において、車両１０の位置を推定する処理に使用される。また、カメラ画像は、物体検出装置１３において、車両１０の周囲の他の物体を検出する処理に使用される。

ＬｉＤＡＲセンサ３は車両１０の前方を向くように、例えば、車両１０の外面に取り付けられる。ＬｉＤＡＲセンサ３は、所定の周期で設定される反射波情報取得時刻において、車両１０の前方の所定の視野に向けてレーザを走査するように発射して、反射物により反射された反射波を受信する。反射波が戻ってくるのに要する時間は、レーダが照射された方向に位置する他の物体と車両１０との間の距離情報を有する。ＬｉＤＡＲセンサ３は、レーダの照射方向及び反射波が戻ってくるのに要する時間を含む反射波情報を、レーダを発射した反射波情報取得時刻と共に、車内ネットワーク１７を介して物体検出装置１３へ出力する。反射波情報は、物体検出装置１３において、車両１０の周囲の他の物体を検出する処理に使用される。反射波情報は、周辺環境情報の一例である。

測位情報受信機４は、車両１０の現在位置を表す測位情報を出力する。例えば、測位情報受信機４は、ＧＮＳＳ受信機とすることができる。測位情報受信機４は、所定の受信周期で測位情報を取得する度に、測位情報及び測位情報を取得した測位情報取得時刻を、ナビゲーション装置５及び地図情報記憶装置１１等へ出力する。

ナビゲーション装置５は、ナビゲーション用地図情報と、ＵＩ６から入力された車両１０の目的位置と、測位情報受信機４から入力された車両１０の現在位置を表す測位情報とに基づいて、車両１０の現在位置から目的位置までのナビルートを生成する。ナビルートは、右折、左折、合流、分岐等の位置に関する情報を含む。ナビゲーション装置５は、目的位置が新しく設定された場合、又は、車両１０の現在位置がナビルートから外れた場合等に、車両１０のナビルートを新たに生成する。ナビゲーション装置５は、ナビルートを生成する度に、そのナビルートを、車内ネットワーク１７を介して、位置推定装置１２、走行車線計画装置１４及び運転計画装置１５等へ出力する。

ＵＩ６は、通知部の一例である。ＵＩ６は、ナビゲーション装置５、運転計画装置１５及び車両制御装置１６等に制御されて、車両１０の走行情報等をドライバへ通知する。車両１０の走行情報は、車両の現在位置、ナビルート等の車両の現在及び将来の経路に関する情報等を含む。また、ＵＩ６は、スペース判定処理を実行しないことを表す決定情報を、ドライバへ通知する。ＵＩ６は、走行情報等を表示するために、液晶ディスプレイ又はタッチパネル等の表示装置５ａを有する。また、ＵＩ６は、走行情報等をドライバへ通知するための音響出力装置（図示せず）を有していてもよい。また、ＵＩ６は、ドライバから車両１０に対する操作に応じた操作信号を生成する。操作情報として、例えば、目的位置、経由地、車両の速度及びその他の制御情報等が挙げられる。ＵＩ６は、ドライバから車両１０への操作情報を入力する入力装置として、例えば、タッチパネル又は操作ボタンを有する。ＵＩ６は、入力された操作情報を、車内ネットワーク１７を介して、ナビゲーション装置５、運転計画装置１５及び車両制御装置１６等へ出力する。

地図情報記憶装置１１は、車両１０の現在位置を含む相対的に広い範囲（例えば１０～３０ｋｍ四方の範囲）の広域の地図情報を記憶する。この地図情報は、路面の３次元情報と、道路の制限速度、道路の曲率、道路上の車線区画線等の道路特徴物、構造物の種類及び位置を表す情報等を含む高精度地図情報を有する。

地図情報記憶装置１１は、車両１０の現在位置に応じて、車両１０に搭載される無線通信装置（図示せず）を介した無線通信により、基地局を介して外部のサーバから広域の地図情報を受信して記憶装置に記憶する。地図情報記憶装置１１は、測位情報受信機４から測位情報を入力する度に、記憶している広域の地図情報を参照して、測位情報により表される現在位置を含む相対的に狭い領域（例えば、１００ｍ四方～１０ｋｍ四方の範囲）の地図情報を、車内ネットワーク１７を介して、位置推定装置１２、物体検出装置１３、走行車線計画装置１４、運転計画装置１５及び車両制御装置１６等へ出力する。

位置推定装置１２は、カメラ２により撮影されたカメラ画像内に表された車両１０の周囲の道路特徴物に基づいて、カメラ画像撮影時刻における車両１０の位置を推定する。例えば、位置推定装置１２は、カメラ画像内に識別した車線区画線と、地図情報記憶装置１１から入力された地図情報に表された車線区画線とを対比して、カメラ画像撮影時刻における車両１０の推定位置及び推定方位角を求める。また、位置推定装置１２は、地図情報に表された車線区画線と、車両１０の推定位置及び推定方位角とに基づいて、車両１０が位置する道路上の走行車線を推定する。位置推定装置１２は、カメラ画像撮影時刻における車両１０の推定位置、推定方位角及び走行車線を求める度に、これらの情報を、物体検出装置１３、走行車線計画装置１４、運転計画装置１５及び車両制御装置１６等へ出力する。

物体検出装置１３は、カメラ画像に基づいて、車両１０の周囲の他の物体及びその種類を検出する。他の物体には、車両１０の周囲を走行する他の車両が含まれる。物体検出装置１３は、例えば、カメラ画像を識別器に入力することで画像に表された物体を検出する。識別器として、例えば、入力された画像から、その画像に表された物体を検出するように予め学習されたディープニューラルネットワーク（ＤＮＮ）を用いることができる。物体検出装置１３は、ＤＮＮ以外の識別器を用いてもよい。例えば、物体検出装置１３は、識別器として、カメラ画像上に設定されるウィンドウから算出される特徴量（例えば、Histograms of Oriented Gradients, ＨＯＧ）を入力として、そのウィンドウに検出対象となる物体が表される確信度を出力するように予め学習されたサポートベクトルマシン（ＳＶＭ）を用いてもよい。あるいはまた、物体検出装置１３は、検出対象となる物体が表されたテンプレートと画像との間でテンプレートマッチングを行うことで、物体領域を検出してもよい。

また、物体検出装置１３は、LiDARセンサ３が出力する反射波情報に基づいて、車両１０の周囲の他の物体を検出してもよい。また、物体検出装置１３は、カメラ画像内の他の物体の位置に基づいて、車両１０に対する他の物体の方位を求め、この方位と、LiDARセンサ３が出力する反射波情報とに基づいて、この他の物体と車両１０との間の距離を求めてもよい。物体検出装置１３は、車両１０の現在位置と、車両１０に対する他の物体までの距離及び方位に基づいて、例えば世界座標系で表された、他の物体の位置を推定する。また、物体検出装置１３は、オプティカルフローに基づく追跡処理に従って、最新のカメラ画像から検出された他の物体を過去の画像から検出された物体と対応付けることで、最新の画像から検出された他の物体を追跡してもよい。そして、物体検出装置１３は、過去の画像から最新の画像における物体の世界座標系で表された位置に基づいて、追跡中の他の物体の軌跡を求めてもよい。物体検出装置１３は、時間経過に伴う他の物体の位置の変化に基づいて、車両１０に対するその物体の速度を推定できる。また、物体検出装置１３は、時間経過に伴う他の物体の速度の変化に基づいて、他の物体の加速度を推定できる。更に、物体検出装置１３は、地図情報に表された車線区画線と、他の物体位置とに基づいて、他の物体が走行している走行車線を特定する。例えば、物体検出装置１３は、他の物体の水平方向の中心位置を挟むように位置する互いに隣接する二つの車線区画線で特定される車線を他の物体が走行していると判定する。また、物体検出装置１３は、LiDARセンサ３が出力する反射波情報（距離画像）を、識別器に入力することで反射波情報（距離画像）に表された物体を検出してもよい。識別器として、例えば、入力された反射波情報（距離画像）から、その反射波情報（距離画像）に表された物体を検出するように予め学習されたディープニューラルネットワーク（ＤＮＮ）を用いることができる。

物体検出装置１３は、検出された他の物体の種類を示す情報と、その位置を示す情報、速度、加速度及び走行車線を示す情報を含む物体検出情報を、走行車線計画装置１４及び運転計画装置１５等へ出力する。また、物体検出装置１３は、検出された物体のカメラ画像内の位置を表すカメラ画像内位置情報を、物体検出情報に含めて、運転計画装置１５等へ出力する。また、物体検出装置１３は、反射波情報に基づいて距離画像を生成して、検出された物体の距離画像内の位置を表す距離画像内位置情報を、物体検出情報に含めて、運転計画装置１５等へ出力する。更に、物体検出装置１３は、検出された物体の距離画像内の位置を表す距離画像内位置情報を、物体検出情報に含めて、運転計画装置１５等へ出力してもよい。

走行車線計画装置１４は、所定の周期で設定される走行車線計画生成時刻において、ナビルートから選択された直近の運転区間（例えば、１０ｋｍ）において、地図情報と、ナビルート及び周辺環境情報と、車両１０の現在位置とに基づいて、車両１０が走行する道路内の車線を選択して、車両１０が走行する予定走行車線を表す走行車線計画を生成する。走行車線計画装置１４は、例えば、車両１０が追い越し車線以外の車線を走行するように、走行車線計画を生成する。走行車線計画装置１４は、走行車線計画を生成する度に、この走行車線計画を運転計画装置１５へ出力する。

運転計画装置１５は、計画処理と、判定処理と、決定処理と、制御処理とを実行する。そのために、運転計画装置１５は、通信インターフェース（ＩＦ）２１と、メモリ２２と、プロセッサ２３とを有する。通信インターフェース２１と、メモリ２２と、プロセッサ２３とは、信号線２４を介して接続されている。通信インターフェース２１は、運転計画装置１５を車内ネットワーク１７に接続するためのインターフェース回路を有する。

メモリ２２は、記憶部の一例であり、例えば、揮発性の半導体メモリ及び不揮発性の半導体メモリを有する。そしてメモリ２２は、プロセッサ２３により実行される情報処理において使用されるアプリケーションのコンピュータプログラム及び各種のデータを記憶する。

運転計画装置１５が有する機能の全て又は一部は、例えば、プロセッサ２３上で動作するコンピュータプログラムにより実現される機能モジュールである。プロセッサ２３は、計画部２３１と、判定部２３２と、決定部２３３と、制御部２３４とを有する。あるいは、プロセッサ２３が有する機能モジュールは、プロセッサ２３に設けられる、専用の演算回路であってもよい。プロセッサ２３は、１個又は複数個のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）及びその周辺回路を有する。プロセッサ２３は、論理演算ユニット、数値演算ユニットあるいはグラフィック処理ユニットといった他の演算回路を更に有していてもよい。

計画部２３１は、所定の周期で設定される運転計画生成時刻において、走行車線計画と、地図情報と、車両１０の現在位置と、周辺環境情報と、車両状態情報とに基づいて、所定の時間（例えば、５秒）先までの車両１０の予定走行軌跡を表す運転計画を生成する運転計画処理を実行する。運転計画は、所定の制限を満たすように生成されることが好ましい。所定の制限として、加速度、減速度、ヨーレート等が挙げられる。周辺環境情報は、車両の１０の周囲を走行する他の車両の位置及び速度等を含む。車両状態情報は、車両１０の現在位置、車両速度、加速度及び進行方向等を含む。運転計画は、現時刻から所定時間先までの各時刻における、車両１０の目標位置及びこの目標位置における目標車両速度の集合として表される。運転計画が生成される周期は、走行車線計画が生成される周期よりも短いことが好ましい。運転計画装置１５は、車両１０と他の物体（車両等）との間に所定の距離以上の間隔を維持できるように運転計画を生成する。運転計画装置１５は、運転計画を生成する度に、その運転計画を車両制御装置１６へ出力する。

また、計画部２３１は、後述するスペース判定検討処理において、スペース判定処理を行うことが決定された場合、スペース判定処理を行う。例えば、計画部２３１は、合流地形における合流終了位置と車両１０の現在位置との間の距離が所定の基準距離以上あり、且つ、車両１０と他の車両との相対速度が所定の基準速度以内であり、且つ、車両１０と他の車両との相対距離が所定の基準距離以内の場合、スペース生成処理を開始すると判定する。ここで他の車両は、車両１０が走行する車線に合流して消滅する隣接車線を走行する車両である。なお、スペース生成処理を開始すると判定されても、所定の基準減速度以上の減速を行う等の所定の制限を満たさない運転計画を生成することが必要な場合、スペース生成処理は実行されない。そのため、車両の速度が基準速度以上である場合でも、車両１０の速度が速い場合には、スペース生成処理は開始されない場合がある。そして、スペース生成処理を行うことが決定された場合、計画部２３１は、スペース生成処理を含む運転計画を生成する。運転計画装置１５の他の動作については、後述する。

車両制御装置１６は、車両１０の現在位置と、車両速度及びヨーレートと、運転計画装置１５によって生成された運転計画とに基づいて、車両１０の各部を制御する。例えば、車両制御装置１６は、運転計画、車両１０の車両速度及びヨーレートに従って、車両１０の操舵角、加速度及び角加速度を求め、その操舵角、加速度及び角加速度となるように、操舵量、アクセル開度又はブレーキ量を設定する。そして車両制御装置１６は、設定された操舵量に応じた制御信号を、車両１０の操舵輪を制御するアクチュエータ（図示せず）へ車内ネットワーク１７を介して出力する。また、車両制御装置１６は、設定されたアクセル開度に応じた制御信号を車両１０の駆動装置（エンジン又はモータ）へ車内ネットワーク１７を介して出力する。あるいは、車両制御装置１６は、設定されたブレーキ量に応じた制御信号を車両１０のブレーキ（図示せず）へ車内ネットワーク１７を介して出力する。

地図情報記憶装置１１と、位置推定装置１２と、物体検出装置１３と、走行車線計画装置１４と、運転計画装置１５と、車両制御装置１６は、例えば、電子制御装置（Electronic Control Unit:ECU）である。図２では、地図情報記憶装置１１と、位置推定装置１２と、物体検出装置１３と、走行車線計画装置１４と、運転計画装置１５と、車両制御装置１６は、別々の装置として説明されているが、これらの装置の全て又は一部は、一つの装置として構成されていてもよい。

図３は、本実施形態の運転計画装置１５のスペース判定検討処理に関する動作フローチャートの一例である。図３を参照しながら、運転計画装置１５のスペース判定検討処理について、以下に説明する。運転計画装置１５は、所定の周期を有するスペース判定検討時刻に、図３に示される動作フローチャートに従ってスペース判定検討処理を実行する。

まず、判定部２３２は、車両１０の現在位置と、ナビルートと、地図情報とに基づいて、ナビルートの直近の運転区間内に、車両１０が走行する走行車線と隣接する隣接車線が走行車線と合流することにより消滅する合流地形があるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。合流地形には、車両１０が走行する道路に他の道路が合流して、走行車線と隣接する隣接車線が走行車線と合流することにより消滅する場合（図１参照）と、車両１０が走行する道路内において、走行車線と隣接する隣接車線が走行車線と合流することにより消滅する場合とが含まれる。

合流地形がある場合（ステップＳ１０１－Ｙｅｓ）、判定部２３２は、車両１０が、スペース判定処理を実行するか否かを決定する決定処理を開始する処理開始位置に到達したか否かを判定する（ステップＳ１０２）。判定部２３２は、走行車線と隣接車線とが接続することを開始する開始位置に対して、車両１０の速度に基づいて決定される所定の距離だけ手前の位置を、処理開始位置として設定する。処理開始位置は、ドライバが、合流地形を視認可能な位置に設定されることが好ましい。車両１０の速度は、道路の法定速度、制限速度又は車両１０の直近の平均速度であってもよい。車両１０の速度に基づいて決定される所定の距離として、例えば、視距を用いることができる。視距は、法定速度ごとに定められており、道路を作る際に、ドライバの視野を妨げないように道路構造物が設置されるようにするドライバが視認可能な距離である。車両１０が処理開始位置に到達していない場合（ステップＳ１０２－Ｎｏ）、一連の処理を終了する。

図１に示す例では、走行車線と隣接車線とが接続することを開始する開始位置６２に対して、車両１０の速度に基づいて決定される所定の距離Ｌ１だけ手前の位置が、処理開始位置Ｓとして設定される。開始位置６２として、例えば、ソフトノーズの位置とすることができる。ソフトノーズの位置は、地図情報に基づいて取得され得る。

車両１０が処理開始位置に到達している場合（ステップＳ１０２－Ｙｅｓ）、決定部２３３は、車両１０が合流終了位置に到達したか否かを判定する（ステップＳ１０３）。車両１０が合流終了位置に到達した場合、一連の処理を終了する。スペース判定検討処理は、車両１０が処理開始位置と合流終了位置との間を走行している時に実行される。図１に示す例では、スペース判定検討処理は、処理開始位置Ｓと合流終了位置６３との間の区間Ｌ２において行われる。

車両１０が合流終了位置に到達していない場合（ステップＳ１０３－Ｎｏ）、決定部２３３は、物体検出情報に基づいて、隣接車線上に他の車両が検出されているか否かを判定する（ステップＳ１０４）。ここで、隣接車線は、走行車線と隣接し、且つ、合流地形において消滅する車線を意味する。図１に示す例では、隣接車線は、道路６０の車線６１である。他の車両が検出されていない場合、一連の処理を終了する。

他の車両が検出されている場合（ステップＳ１０４－Ｙｅｓ）、決定部２３３は、車両１０の速度が基準速度以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。車両１０の速度として、車両１０の直近の平均速度を用いることができる。基準速度は、車両に搭載されたカメラ等のセンサの視野の境界付近に他の車両が存在していても、他の車両を正確に検出できる速度の下限値として設定され得る。例えば、車両１０が停止と低速走行とを繰り返して行う場合には、センサの視野の境界付近に他の車両が存在していると、他の車両を正確に検出できない場合がある。基準速度として、例えば１５ｋｍ／ｈ～２５ｋｍ／ｈとすることができる。

車両１０の速度が基準速度以上である場合（ステップＳ１０５－Ｙｅｓ）、決定部２３３は、スペース判定処理を実行することを決定して（ステップＳ１０６）、一連の処理を終了する。そして、計画部２３１は、スペース判定処理を含む運転計画を生成する。スペース生成処理を行うと判定された場合には、計画部２３１は、スペース生成処理を含む運転計画を生成する。このスペース生成処理を含む運転計画は、車両制御装置１６によって実行される。

車両１０の速度が基準速度以上ではない場合（ステップＳ１０５－Ｎｏ）、決定部２３３は、スペース判定処理を実行しないことを決定する（ステップＳ１０７）。車両１０の速度が基準速度未満である時には、他の車両と車両１０との位置関係を正確に把握できないおそれがある。スペース生成処理を安定して実行できないおそれがあるので、決定部２３３は、スペース判定処理自体を行わないこととする。決定部２３３は、境界領域に他の車両が一台でも検出されている場合、スペース判定処理を実行しないことを決定し得る。スペース判定処理が行わないので、スペース生成処理が行われることもない。

次に、制御部２３４は、スペース判定処理を実行しないことを表す情報を、ＵＩ６を介してドライバへ通知して（ステップＳ１０８）、一連の処理を終了する。スペース判定処理を実行しないことを表す情報として、スペース生成処理を行わないことを、制御部２３４は、文字又は音声でドライバへ通知してもよい。ドライバは、合流地形を視認可能の位置において、スペース生成処理を実行しないことが通知されるので、合流地形において、他の車両が隣接車線から車両１０の前方の走行車線上に移動してくることを注意するように促せられる。なお、上述したステップＳ１０１、Ｓ１０２、Ｓ１０３の全て又は一部は、スペース判定検討処理ではなく、スペース判定処理において行うようにしてもよい。また、ステップＳ１０７の処理は、スペース判定処理がプログラムとして実装される場合、特になにも実行することなく、処理がステップＳ１０８へ進むようにしてもよい。

以上説明したように、本実施形態の運転計画装置は、合流地形において、他の車両と車両との位置関係を把握できる時に、他の車両が移動可能なスペースを車両の前方に生成する処理を実行するので、車両が不安定な制御となることを防止できる。

次に、上述した第１実施形態の運転計画装置の変型例について、以下に説明する。本変型例では、車両１０の速度が基準速度以上ではない場合であっても、視野の境界を含む境界領域以外の領域に他の車両が検出された時には、決定部２３３は、スペース判定処理を実行することを決定する。視野の境界を含む境界領域以外の領域では、物体検出装置１３は、他の車両を正確に検出すると考えられる。そこで、車両１０の速度が基準速度未満であっても、他の車両を正確に検出できる時には、スペース判定処理を実行することが決定される。カメラ２及びLiDARセンサ３の視野の境界を含む境界領域の説明については、後述する。

次に、上述した運転計画装置１５の第２実施形態を、図４～図６を参照しながら以下に説明する。第２実施形態について特に説明しない点については、上述の第１実施形態に関して詳述した説明が適宜適用される。また、同一の構成要素には同一の符号を付してある。

本実施形態の運転計画装置１５では、スペース判定検討処理が、上述した第１実施形態とは異なっている。運転計画装置１５は、車両の現在位置と、ナビルートと、地図情報とに基づいて、ナビルートの所定の運転区間内に、車両が走行する走行車線と隣接する隣接車線が走行車線と合流することにより消滅する合流地形があるか否かを判定し、合流地形があると判定された場合、車両の速度が基準速度以上であるか、又は、所定の視野内の車両の周辺環境を表す周辺環境情報に基づいて視野の境界を含む境界領域以外の領域に他の車両が検出された時には、他の車両が隣接車線から移動可能なスペースを車両の前方の走行車線上に生成するためのスペース生成処理を開始するか否かを判定するスペース判定処理を実行することを決定し、車両の速度が基準速度未満であり、且つ、周辺環境情報に基づいて境界領域に他の車両が検出された時には、スペース判定処理を実行しないことを決定する。

図１を参照して、第２実施形態の運転計画装置の動作の概要を以下に説明する。図１に示す例では、運転計画装置１５は、車両１０の現在位置と、ナビルートと、地図情報とに基づいて、ナビルートの所定の運転区間内に、合流地形Ｊがあると判定する。

合流地形Ｊでは、道路６０の車線６１を走行する他の車両は道路５０の車線５２へ移動してくる。運転計画装置１５は、合流地形Ｊにおいて、道路６０の車線６１を走行する他の車両が道路５０の車線５２へ移動してくると判定した場合、他の車両が車線６１から移動可能なスペースを車両１０の前方の車線５２上に生成するためのスペース生成処理を行う。

合流地形Ｊにおいて、道路６０の車線６１を走行する他の車両の数が多いと、他の車両は道路５０の車線５２へ次々に移動してくるので、車線６１及び車線５２が共に渋滞し、車両１０の速度が遅くなる。また、車線６１及び車線５２が共に渋滞しているときに、車両１０に搭載されたカメラ２等のセンサの視野の境界付近に他車両が存在すると、物体検出装置１３は、他の車両を正確に検出できない場合がある。

他の車両を正確に検出できないと、運転計画装置１５は、他の車両と車両１０との位置関係を把握できないので、他の車両が車線６１から車線５２へ移動する時に、車両１０の前方に他の車両が移動可能なスペースを生成する時に不安定な制御状態となるおそれがある。

合流地形Ｊにおいて、車両１０の速度が基準速度以上であれば、運転計画装置１５は、他の車両と車両１０との位置関係を正確に把握できる。また、カメラ２の視野の境界を含む境界領域以外の領域に他の車両が検出された時には、運転計画装置１５は、他の車両と車両１０との位置関係を正確に把握できる。そのため、合流地形Ｊにおいて、運転計画装置１５は、車両１０の速度が基準速度以上であるか、又は、カメラ２の視野の境界を含む境界領域以外の領域に他の車両が検出された時には、スペース生成処理を開始するか否かを判定するスペース判定処理を実行することを決定する。運転計画装置１５は、スペース生成処理を開始すると判定した場合、スペース生成処理を開始する。

一方、運転計画装置１５は、車両１０の速度が基準速度未満であり、且つ、カメラ２の境界領域に他の車両が検出された時には、スペース判定処理を実行しないことを決定する。車両１０の速度が基準速度未満であり、且つ、カメラ２の境界領域に他の車両が検出された時には、他の車両と車両１０との位置関係を正確に把握できないので、運転計画装置１５は、スペース判定処理を実行しない。他の車両と車両１０との位置関係を正確に把握できない場合には、スペース生成処理を安定して実行できないおそれがあるのでスペース判定処理を行わないので、スペース生成処理も行われない。

図４は、本実施形態の運転計画装置１５のスペース判定検討処理に関する動作フローチャートの一例である。図４を参照しながら、運転計画装置１５のスペース判定検討処理について、以下に説明する。運転計画装置１５は、所定の周期を有するスペース判定検討時刻に、図４に示される動作フローチャートに従ってスペース判定検討処理を実行する。

図４に示す動作フローチャートにおけるステップＳ２０１～Ｓ２０５、Ｓ２０７～Ｓ２０９の処理は、上述した図３に示す動作フローチャートにおけるステップＳ１０１～Ｓ１０５、Ｓ１０６～Ｓ１０８と同様である。以下、追加されたステップＳ２０６を含む処理について、以下に説明する。

車両１０の速度が基準速度以上ではない場合（ステップＳ２０５－Ｎｏ）、決定部２３３は、所定の視野内の車両の周辺環境を表す周辺環境情報に基づいて視野の境界を含む境界領域に他の車両が検出されているか否かを判定する（ステップＳ２０６）。周辺環境情報として、例えば、カメラ画像及び反射波情報が挙げられる。決定部２３３は、カメラの視野の境界領域に他の車両が検出されているか否かを判定し得る。

また、決定部２３３は、反射波情報に基づいて生成される距離画像の境界領域に他の車両が検出されているか否かを判定し得る。カメラ及びLiDARセンサの視野の境界領域については、後で詳述する。カメラ画像及び反射波情報に基づいて他の車両を検出する場合、決定部２３３は、カメラの視野の境界領域又は距離画像のうちの何れかの境界領域に他の車両が検出されていれば、境界領域に他の車両が検出されていると判定する。

境界領域に他の車両が検出されていない場合（ステップＳ２０６－Ｎｏ）又は車両１０の速度が基準速度以上である場合（ステップＳ２０５－Ｙｅｓ）、決定部２３３は、スペース判定処理を実行することを決定して（ステップＳ２０７）、一連の処理を終了する。計画部２３１は、スペース判定処理を含む運転計画を生成する。そして、スペース生成処理を行うと判定された場合には、計画部２３１は、スペース生成処理を含む運転計画を生成する。

一方、境界領域に他の車両が検出されている場合（ステップＳ２０６－Ｙｅｓ）、決定部２３３は、スペース判定処理を実行しないことを決定する（ステップＳ２０８）。車両１０の速度が基準速度未満であり、且つ、カメラ２の境界領域に他の車両が検出された時には、他の車両と車両１０との位置関係を正確に把握できないおそれがある。そこで、決定部２３３は、スペース生成処理を安定して実行できないおそれがあるのでスペース判定処理を行わないこととする。決定部２３３は、境界領域に他の車両が一台でも検出されている場合、スペース判定処理を実行しないことを決定する。

次に、制御部２３４は、スペース判定処理を実行しないことを表す情報を、ＵＩ６を介してドライバへ通知して（ステップＳ２０９）、一連の処理を終了する。

次に、カメラ２の視野の境界領域について、図５を参照しながら以下に説明する。図５は、カメラ画像の視野の境界領域を説明する図であり、図５（Ａ）は視野の境界を示す平面図であり、図５（Ｂ）は、カメラ画像の境界領域を説明する図である。

カメラ２は、車両１０の前方に向かって視野Ｆ１を有する。視野Ｆ１は、車両の１０の前方から左右の所定の範囲を含む。視野Ｆ１の左側の境界から視野Ｆ１の内側に向かって所定の領域が境界領域Ｒ１１であり、視野Ｆ１の右側の境界から視野Ｆ１の内側に向かって所定の領域が境界領域Ｒ１２である。境界領域以外の領域Ｒ１３は、視野Ｆ１の中央を含む領域である。境界領域Ｒ１１及び境界領域Ｒ１２は、車両１０の前方に向かう方向を原点とした方位角の範囲で定めることができる。

カメラ画像１００において、左側の領域１０１には、境界領域Ｒ１１に含まれる環境が表されており、右側の領域１０２には、境界領域Ｒ１２に含まれる環境が表されている。カメラ画像１００の中央の領域１０３は、境界領域以外の領域Ｒ１３に含まれる環境が表されている。カメラ画像１００において、領域１０１、１０２、１０３は、カメラ２の設置位置、設置方向、カメラの内部パラメータ等に基づいて決定され得る。

図５（Ｂ）に示す例では、左側の領域１０１に検出された車両７１は、境界領域Ｒ１１に含まれている。即ち、境界領域Ｒ１１に車両７１が検出されている。運転計画装置１５は、カメラ画像１００を参照した場合、境界領域に他の車両が検出されていると判定する。

次に、LiDARセンサ３の視野の境界領域について、図６を参照しながら以下に説明する。図６は、距離画像の視野の境界領域を説明する図である。

LiDARセンサ３は、車両１０の前方に向かって視野Ｆ２を有する。反射波情報に基づいて、物体検出装置１３において視野Ｆ２内の距離画像が生成される。距離画像は、左右方向において車両１０から所定の範囲内の領域について生成される。

図６は、車両１０が合流地形Ｊの手前に位置する時に生成された距離画像の一例である。距離画像の左側の境界から視野Ｆ２の内側に向かって所定の領域が境界領域Ｒ２１であり、視野Ｆ２の右側の境界から視野Ｆ２の内側に向かって所定の領域が境界領域Ｒ２２である。境界領域以外の領域Ｒ２３は、視野Ｆ２の中央を含む領域である。

境界領域Ｒ２１は、視野Ｆ２を平面視して、４点Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４により囲まれた四角形の領域である。また、境界領域Ｒ２２は、視野Ｆ２を平面視して、４点Ｂ５、Ｂ６、Ｂ７、Ｂ８により囲まれた四角形の領域である。

境界領域Ｒ２１には車両７２が検出されており、境界領域Ｒ２２には車両７４が検出されており、領域Ｒ２３には、車両７３が検出されている。運転計画装置１５は、図６に示す距離画像を参照した場合、境界領域に他の車両が検出されていると判定する。

本実施形態では、他の車両が合流する道路の隣接車線側の境界領域で検出された場合でも、他の車両が合流する道路とは反対側の境界領域で検出された場合でも、決定部２３３は、スペース判定処理を実行しないことを決定する。何れの境界領域に他の車両が検出された場合、車両１０と他の車両との関係を正確に把握できないおそれがあるので、スペース生成処理を行わないこととする。

運転計画装置１５は、カメラ画像及び距離画像に基づいて、他の車両が境界領域にいるか否かを判定してもよい。この場合、カメラ画像及び距離画像において、他の車両が境界領域にいる場合、境界領域に他の車両が検出されている（ステップＳ２０６－Ｙｅｓ）と判定される。また、運転計画装置１５は、カメラ画像又は距離画像の何れか一方に基づいて、他の車両が境界領域にいるか否かを判定してもよい。

以上説明したように、本実施形態の運転計画装置は、合流地形において、他の車両と車両との位置関係を把握できる時に、他の車両が移動可能なスペースを車両の前方に生成する処理を実行するので、車両が不安定な制御となることを防止できる。

次に、上述した第２実施形態の運転計画装置の変型例について、図７を参照しながら、以下に説明する。

図７は、変型例における補正値算出処理を説明する図である。本変型例では、決定部２３３は、周辺環境情報に基づいてセンサの視野の境界領域以外の領域に他の車両が検出された時でも、他の車両の全体のうちの所定の割合以上が検出されていない場合には、スペース判定処理を実行しないことを決定する。

物体検出装置１３は、カメラ画像に基づいて、他の車両を検出した場合、カメラ画像内の他の車両を３－ＤＢｏｕｎｄｉｎｇＢＯＸで表す。物体検出装置１３は、画像中の車両の位置を３次元のボックスで表すように学習して識別器を有していてもよい。カメラ画像内の他の車両は、直方体の８つの頂点で囲まれた領域として表される。

図７（Ａ）は他の車両の全体が検出される例であり、図７（Ｂ）は、他の車両の一部が検出される例である。図７（Ａ）に示すように、他の車両の全体が検出された場合、直方体の８つの頂点Ｄ１～Ｄ８の座標が有効な値として識別される。一方、図７（Ｂ）に示すように、他の車両の全体が検出されていない場合、直方体の８つの頂点のうちの一部Ｄ１～Ｄ６の座標が有効な値として識別される。

決定部２３３は、例えば、８つの頂点のうちの６つ以上が有効な値として識別されていない場合、スペース判定処理を実行しないことを決定してもよい。例えば、他の車両の一部が、また他の車両と重なっている場合、他の車両の全体のうちの所定の割合以上が検出されてないことがある。このような場合、他の車両と車両との位置関係を正確に把握できないおそれがある。そこで、他の車両と車両１０との位置関係を正確に把握できない場合には、スペース生成処理を安定して実行できないおそれがあるのでスペース判定処理を行わないこととする。

本開示では、上述した実施形態の車両制御装置は、本開示の趣旨を逸脱しない限り適宜変更が可能である。また、本開示の技術範囲はそれらの実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶものである。

例えば、上述した実施形態では、他の車両が合流する道路の隣接車線側の境界領域で検出された場合でも、他の車両が合流する道路とは反対側の境界領域で検出された場合でも、スペース判定処理を実行しないことが決定されていた。ここで、他の車両が合流する道路の隣接車線側の境界領域で検出された場合のみ、スペース判定処理を実行しないことを決定してもよい。

１ 車両制御システム
２ カメラ
３ LiDARセンサ
４ 測位情報受信機
５ ナビゲーション装置
６ ユーザインターフェース
６ａ 表示装置
１０ 車両
１１ 地図情報記憶装置
１２ 位置推定装置
１３ 物体検出装置
１４ 走行車線計画装置
１５ 運転計画装置
２１ 通信インターフェース
２２ メモリ
２３ プロセッサ
２３１ 計画部
２３２ 判定部
２３３ 決定部
２３４ 制御部
１６ 車両制御装置
１７ 車内ネットワーク

Claims (1)

1. 車両の現在位置と、ナビルートと、地図情報とに基づいて、ナビルートの所定の運転区間内に、前記車両が走行する走行車線と隣接する隣接車線が前記走行車線と合流することにより消滅する合流地形があるか否かを判定する判定部と、
   前記判定部によって前記合流地形があると判定された場合、前記車両の速度が基準速度以上である時には、他の車両が前記隣接車線から移動可能なスペースを前記車両の前方の前記走行車線上に生成するためのスペース生成処理を開始するか否かを判定するスペース判定処理を実行することを決定し、前記車両の速度が前記基準速度未満である時には、前記スペース判定処理を実行しないことを決定する決定部と、
   を有する、ことを特徴とする車両制御装置。

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