JP4985431B2 - 道路走行予想軌跡導出装置、道路走行予想軌跡導出方法および道路走行予想軌跡導出プログラム - Google Patents

道路走行予想軌跡導出装置、道路走行予想軌跡導出方法および道路走行予想軌跡導出プログラム Download PDF

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本発明は、対象とする道路区間を走行する前に当該道路区間における走行予想軌跡を導出する、道路走行予想軌跡導出装置、道路走行予想軌跡導出方法および道路走行予想軌跡導出プログラムに関する。
従来、カーブ形状の道路区間における予定走行ラインの曲率半径に基づいてカーブ走行のための目標車速を算出し、減速制御を行う技術が知られている(例えば特許文献1)。
特開平11−328596号公報
特許文献1の技術においては、(カーブ形状の道路区間の道路上におけるカーブ外周寄りの領域をアウト、内周寄りの領域をインとすると)アウト・イン・アウトの走行ラインを通過する場合の曲率半径をRmax、イン・イン・インの走行ラインを通過する場合の曲率半径をRminとして、Rmin≦R≦RmaxであるRを減速制御の目標車速算出の基準の曲率半径として用いることが記載されている。当該Rは、道路種別や道路周辺の環境、走行時の天候、運転者の個性や心理状態に応じて、Rmin≦R≦Rmaxの範囲内で選択される旨が記載されている。この方法では、前述の様々な条件に応じて、上記範囲内で目標車速演算用の曲率半径Rを設定することができる。カーブ形状の道路区間において車両の旋回半径を大きくする(曲率を小さくする)ためにアウト・イン・アウトのパターンを選択することは妥当であるが、例えば当該道路区間内の路面に凹凸がある場合等、運転者はその凹凸を避けて走行することが予想され、その場合、必ずしもRmin≦R≦Rmaxの範囲内で選択される一定Rで表されるような単純な走行軌跡を取るとは限らない。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、自車両の前方にある道路区間における走行予想軌跡を、より実際の走行軌跡に近い走行予想軌跡として導出することができる技術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、本発明においては、自車両の前方にある道路区間の道路上に設定された複数の地点のうち少なくとも1地点を、前記道路区間の道路上あるいは道路外に存在し、運転者の忌避を誘発する忌避誘発形状物から離れる方向に移動させ、当該移動後の地点と他の地点とに基づいて前記自車両の走行予想軌跡を導出する。すなわち、対象道路区間の走行予想軌跡を導出する際に当該道路区間の走行に影響を与えうる忌避誘発形状物が存在する場合は、当該道路区間の形状を示す地点情報を用いて当該忌避誘発形状物から遠ざかるような走行予想軌跡を導出することにより、当該道路区間の走行予想軌跡を、より実際の走行軌跡に近い走行予想軌跡として導出することができる。その結果、導出された走行予想軌跡に基づいて、当該道路区間の走行に際して様々な車両制御を行う場合に設定する制御量の精度を向上させることができる。車両制御とは例えば、減速制御や、車両安定制御、ライトの配光制御などを想定してよい。
道路情報取得手段においては、自車両の前方にある道路区間の道路上に設定された複数の地点の位置を示す地点情報を取得することができればよい。具体的には例えば、自車両の位置を特定し、自車両が当該道路区間に所定距離まで接近したことを検出すると、当該道路区間に対応する地点情報を取得する。自車両の位置を特定する構成は、例えば、車両の位置をセンサやカメラによって特定する構成や、GPSからの信号や地図上での自車両の軌跡、車車間通信、路車間通信等によって位置を取得する構成等を採用可能である。
ここで道路区間とは、例えば地図情報において、一つのリンクとして記憶されている区間や、連続する複数のリンクとして記憶されている区間や、リンク内または複数のリンクにまたがった所定距離内の区間や、交差点から前後所定距離以内の区間などを想定してよい。このような道路区間は、直線形状のものや、屈曲あるいはカーブ形状のものなどいずれであってもよい。道路区間の道路上に設定された複数の地点とは、例えば対象道路区間の形状を表すために予め設定され地図情報として記憶されている地点であってもよいし、また例えば予め決められたパターン(アウト・イン・アウト、イン・アウト・イン、センター・センター・センターなど)で対象道路区間を走行する場合の当該パターン上の地点であってもよい。地点情報には、例えば対象地点の座標と当該地点の属性などが含まれてよい。地点の属性には、例えば、道路と当該地点の位置関係を示す情報が含まれていてもよい。具体的には、対向する複数のレーンを含む道路内の幅方向中央に設定されている地点であるか、進行方向が同一の複数のレーン群の幅方向中央に設定されている地点であるか、レーン毎にレーンの中央に設定されている地点であるか、交差点領域の中のどの位置にある地点であるかなどを示すものであってもよい。
忌避誘発形状物情報取得手段において、忌避誘発形状物情報は、道路区間の道路上あるいは道路外に存在し、運転者の忌避を誘発する忌避誘発形状物の位置を示す情報を少なくとも含んでいる。忌避誘発形状物としては例えば、対象となる道路区間の路面の凹凸部や、事故車両、カーブ先の視界を遮蔽するような地物(トンネル壁面、防音壁、崖(山)など)や、道路傍に形成されている崖(谷)などを想定してよい。忌避誘発形状物情報は、忌避誘発形状物の位置の他に忌避誘発形状物の大きさや種類などを含んでいてもよい。忌避誘発形状物情報は、地図情報のリンクデータやノードデータなどと予め対応付けて記憶されていてもよいし、例えばプローブカーが収集した忌避誘発形状物情報を情報センタから無線通信にて取得してもよい。また例えば、路車間通信や車車間通信によって忌避誘発形状物情報を取得してもよい。
走行予想軌跡導出手段は、前記複数の地点のうち、少なくとも1地点を前記忌避誘発形状物から離れる方向に移動させ、当該移動後の地点と他の地点とに基づいて前記自車両の走行予想軌跡を導出する。走行予想軌跡とは、例えば軌跡線を規定する2地点の座標であってもよいし、さらに、上記2点間に存在し軌跡線の形状を補間する1以上の点の座標が含まれていてもよい。上記の他にも、カーブ形状の区間であればその軌跡を走行する場合の車両の旋回半径などが導出されてもよい。
さらに、走行予想軌跡導出手段は、前記複数の地点のうち、少なくとも忌避誘発形状物に最も近い1地点を前記忌避誘発形状物から離れる方向に移動させてもよい。通常、忌避誘発形状物の存在によって、運転者の忌避が誘発され、自車両が忌避誘発形状物から遠ざかるように運転操作がなされることが多い。忌避誘発形状物から遠ざかる運転操作がなされるのは、道路上に設定された地点を通る任意のコースを走行すると仮定した場合、当該コースが忌避誘発形状物に最も接近する地点およびその周辺であると推測することができる。したがって、前記複数の地点のうち、少なくとも忌避誘発形状物に最も近い1地点を前記忌避誘発形状物から離れる方向に移動させることによって、当該コースが忌避誘発形状物に最も接近する地点およびその周辺において、忌避誘発形状物から離れるようなコースを近似してもよい。
さらに、走行予想軌跡導出手段は、忌避誘発形状物が前記道路区間の道路上に存在する場合、少なくとも1地点を前記忌避誘発形状物から離れる方向に移動させて、当該移動後の地点と他の地点とに基づいて前記自車両が前記忌避誘発形状物に重複しない前記走行予想軌跡を導出してもよい。すなわち、走行予想軌跡が、道路上に存在する忌避誘発形状物と重複しないように地点を移動させてもよい。その結果、忌避誘発形状物を重複しない走行予想軌跡を導出することができる。
なお、本発明のように、自車両の前方にある道路区間の道路上に設定された複数の地点のうち少なくとも1地点を、前記道路区間の道路上あるいは道路外に存在し、運転者の忌避を誘発する忌避誘発形状物から離れる方向に移動させ、当該移動後の地点と他の地点とに基づいて前記自車両の走行予想軌跡を導出する手法は、この処理を行うプログラムや方法としても適用可能である。また、以上のようなナビゲーション装置、プログラム、方法は、単独の装置として実現される場合もあれば、車両に備えられる各部と共有の部品を利用して実現される場合もあり、各種の態様を含むものである。また、一部がソフトウェアであり一部がハードウェアであったりするなど、適宜、変更可能である。さらに、ナビゲーション装置を制御するプログラムの記録媒体としても発明は成立する。むろん、そのソフトウェアの記録媒体は、磁気記録媒体であってもよいし光磁気記録媒体であってもよいし、今後開発されるいかなる記録媒体においても全く同様に考えることができる。
ここでは、下記の順序に従って本発明の実施の形態について説明する。
(1)ナビゲーション装置の構成:
(2)車両制御処理:
(3)他の実施形態:
(1)ナビゲーション装置の構成:
図1は、本発明にかかる道路走行予想軌跡導出装置としてのナビゲーション装置10の構成を示すブロック図である。ナビゲーション装置10は、CPU、RAM、ROM等を備える制御部20と記憶媒体30とを備えており、記憶媒体30やROMに記憶されたプログラムを制御部20で実行することができる。本実施形態においては、このプログラムの一つとしてナビゲーションプログラム21を実施可能であり、当該ナビゲーションプログラム21は、その機能として、走行予想軌跡を導出する機能を備えている。
自車両(ナビゲーション装置10が搭載された車両)には、ナビゲーションプログラム21による上記の機能を実現するために、GPS受信部40、車速センサ41、ジャイロセンサ42、カメラ43、車両制御装置44が備えられており、これらの各部と制御部20との信号の授受が図示しないインタフェースによって実現されている。
GPS受信部40は、GPS衛星からの電波を受信し、図示しないインタフェースを介して自車両の現在位置を算出するための情報を出力する。制御部20は、この信号を取得して自車両の現在位置を取得する。車速センサ41は、自車両が備える車輪の回転速度に対応した信号を出力する。制御部20は、図示しないインタフェースを介してこの信号を取得し、自車両の速度を取得する。ジャイロセンサ42は、自車両の水平面内の旋回についての角速度(ヨーレート)を検出し、自車両の向きに対応した信号を出力する。制御部20は図示しないインタフェースを介してこの信号を取得し、自車両の走行方向を取得する。車速センサ41およびジャイロセンサ42は、GPS受信部40の出力信号から特定される自車両の現在位置を補正するなどのために利用される。また、自車両の現在位置は、後述する地図情報30aと照合することにより適宜補正される。
カメラ43は、自車両の後方の路面を視野に含むように自車両に対して取り付けられており、撮影した画像を示す画像情報を出力する。制御部20は、図示しないインタフェースを介してこの画像情報を取得して画像認識処理を行い、走行領域の特定に利用する。図2において二点鎖線で囲まれた領域50は、自車両に取り付けられた状態のカメラ43の撮影範囲を路面に投影した領域を示している。なお、カメラ43は自車両の前方の路面を視野に含むように自車両に対して取り付けられていてもよい。
車両制御装置44は、制御部20から取得した走行予想軌跡を示す情報を用いて、自車両を減速させるための制御を行う機能や、車両の姿勢を安定させるための制御を行う機能、ライトの配光方向の制御を行う機能などを備えている。
本実施形態においては、ナビゲーションプログラム21による道路走行予想軌跡導出機能を実現するために、道路情報取得部21aと忌避誘発形状物情報取得部21bと走行予想軌跡導出部21cとを備えている。また、記憶媒体30には、ナビゲーションプログラム21による上述の機能を実現するために地図情報30aや忌避誘発形状物情報30bが記憶されている。
地図情報30aは、道路上に設定されたノードを示すノードデータや、ノードとノードの連結を示すリンクデータなどを含み、自車位置の特定や自車両の前方の道路区間の走行予想軌跡の導出などのために利用される。ノードデータには、ノードの座標、ノードの属性などが含まれている。リンクデータには、リンクの形状を補間するための形状補間点の座標、当該形状補間点の属性、リンク長、道路幅、レーン数、レーン幅などの情報が含まれる。ノードの属性や形状補間点の属性には、道路と当該ノード点や形状補間点との位置関係を示す情報が含まれている。具体的には例えば、対向する複数レーンを含む道路内の幅方向中央に設定されている地点であるかや、進行方向が同一の複数のレーン群の幅方向中央に設定されている地点であるか、レーン毎にレーンの中央に設定されている地点であるか、交差点領域の中のどの位置に設定されている地点であるか、などを示す情報が含まれていてもよい。なお、形状補間点は、カーブ形状の道路区間において道路の形状を補間する以外にも、レーン数が増減する地点や、道路の幅員が変化する地点に設定されることもある。また、高速道路や幹線道路は、対向方向の道路のそれぞれが別のリンクとして扱われる。
ここで道路区間とは、例えば地図情報30aにおいて、一つのリンクとして記憶されている区間や、連続する複数のリンクとして記憶されている区間や、リンク内または複数のリンクにまたがった所定距離内の区間や、交差点から前後所定距離以内の区間などを想定してよい。このように設定される道路区間は、直線形状のものや、屈曲あるいはカーブ形状のものなどいずれであってもよい。
忌避誘発形状物情報30bは、道路区間の道路上あるいは道路外に存在し、運転者の忌避を誘発する忌避誘発形状物の位置を少なくとも含んでいる。すなわち忌避誘発形状物には例えば、道路上に存在し運転者に対して直接的に影響を与えるもの(回避が必要であるために走行経路の変動を強いるもの)や、道路外に存在し運転者に対して間接的に影響を与えるもの(運転者に対する心理的負担によって運転者が無意識のうちに走行経路を変動する傾向にあるもの)が含まれる。前者としては例えば、対象となる道路区間の路面上の凹凸部や、事故車両、駐停車中の車両などを想定してよい。後者としては例えば、カーブ先の視界を遮蔽するような地物(トンネル壁面、防音壁、崖(山)など)や、道路傍に形成されている崖(谷)などを想定してよい。忌避誘発形状物情報30bは、忌避誘発形状物の位置の他に忌避誘発形状物の大きさや種類などを含んでいてもよい。本実施形態においては忌避誘発形状物情報30bは、地図情報30aのリンクデータやノードデータなどと予め対応付けて記憶媒体30に記憶されている。
道路情報取得部21aは、自車両の前方にある道路区間の道路上に設定された複数の地点の位置を示す地点情報を取得する機能を制御部20に実現させるモジュールである。具体的には例えば、自車両の位置を特定し、自車両の所定距離前方の道路区間の道路上に対応する地点情報を取得する。道路区間の道路上に設定された複数の地点とは、例えば対象道路区間の形状を表すために設定された地点であってもよい。具体的には例えば、カーブ形状の道路区間の場合は、当該道路区間の開始地点、当該道路区間の終了地点、開始地点と終了地点の間に設定された当該カーブ形状を補間するための1以上の補間地点であってもよい。これら開始地点や補間地点、終了地点は、地図情報30aにノードや形状補間点として含まれているいずれかの地点が該当してもよい。道路上に設定された複数の地点は、ノードや形状補間点として地図情報30aに含まれている地点の他にも、例えば予め決められたパターン(アウト・イン・アウトやイン・アウト・イン、センター・センター・センターなど)で対象道路区間を走行する場合の当該パターン上の地点であってもよい。
地点情報には、例えば対象地点の座標と当該地点の属性などが含まれている。地点の属性としては、上述のように、道路と当該地点の位置関係を示す情報(道路内の幅方向の中央に設定されている地点かどうか、進行方向が同一の複数のレーン群の中央に設定されている地点かどうか、交差点領域の中のどの位置にある地点であるかなどを示す情報)が含まれる。なお、地点情報は上記情報の他にも、当該道路区間のレーン数やレーン幅を含んでいてもよいし、また、当該道路区間がカーブ形状の区間である場合、当該カーブの形状を示す情報として予め定められている曲率や曲率半径、カーブの中心角などを含んでいてもよい。
なお、道路情報取得部21aはさらに、自車両の前方に対象道路区間が存在するときの当該自車両の走行位置における自車走行レーンのレーン幅を取得する機能を有していてもよい。
さらに、本実施形態においては、制御部20に、対象の道路区間に接近しているときの自車両の走行位置において自車走行レーンを幅方向に分割した複数個の領域のうち、自車両がいずれの領域に属すかを特定する機能を実現させる走行領域特定部を備えていてもよい。本実施形態では、カメラ43が撮影した自車走行レーンを含む画像の画像情報を取得し、前記画像情報に基づいて、自車両がどの領域に属すかを特定する。
忌避誘発形状物情報取得部21bは、前記道路区間の道路上あるいは道路外に存在し、運転者の忌避を誘発する忌避誘発形状物の位置を示す忌避誘発形状物情報を取得する機能を制御部20に実現させるモジュールである。本実施形態では、記憶媒体30に記憶されている忌避誘発形状物情報30bを取得する。
走行予想軌跡導出部21cは、道路上に設定された複数の地点のうち、少なくとも1地点を前記忌避誘発形状物から離れる方向に移動させ、当該移動後の地点と他の地点とに基づいて前記自車両の走行予想軌跡を導出する機能を制御部20に実現させるモジュールである。走行予想軌跡とは、例えば軌跡線を規定する2地点の座標であってもよいし、さらに、上記2点間に存在し軌跡線の形状を補間する1以上の点の座標が含まれていてもよい。上記の他にも、カーブ形状の区間であればその軌跡を走行する場合の車両の旋回半径などが導出されてもよい。
以上、ナビゲーション装置10の構成を説明した。
(2)車両制御処理:
次に、以上の構成においてナビゲーション装置10が実施する車両制御処理について説明する。本実施形態では、カーブ形状の道路区間を、走行予想軌跡を導出する対象とする。図3は、車両制御処理の流れを示すフローチャートである。図3に示す処理は、所定時間経過ごとに繰り返し制御部20によって実行される。以降、図4を例に用いて処理内容を具体的に説明する。図4に示す道路区間Sは右カーブ形状を有し、単一のレーンを有している道路区間を示している。道路区間Sのカーブ外周寄り側の道路外には、忌避誘発形状物としての谷が形成されていることを示している。以降の各ステップの処理説明は、図4に示す道路区間Sまで自車両が所定距離以内に接近した時に行われる処理の具体例を説明したものである。
はじめに、制御部20は、道路情報取得部21aの処理を実行することにより、自車両の現在位置を取得する(ステップS100)。具体的には制御部20は、GPS受信部40、車速センサ41、ジャイロセンサ42が出力する信号をもとに、地図情報30aを用いてマップマッチング処理を行うことにより自車走行道路および自車走行道路が複数のレーンを有する場合は自車走行道路内の自車走行レーンの位置、自車走行レーンの進行方向における自車両の現在位置を特定し、現在位置における自車走行レーンのレーン幅Wを、対応するリンクデータを参照して取得する。なお、自車走行道路が複数のレーンを有する場合に、複数のレーンのうち自車走行レーンの位置を特定する方法は、上記の方法に加えて、カメラ43が撮影した画像情報に基づいて画像内に含まれるレーン区画線の線種を判定し、地図情報30aに含まれる線種情報(自車走行道路が有するレーンのレーン区画線の線種情報)と照合することによって自車走行レーンを特定する方法を採用してもよい。
次に、制御部20は、道路情報取得部21aの処理を実行することにより、自車両の前方の道路区間の道路上に設定されている地点の地点情報を取得する(ステップS105)。具体的には例えば、自車走行道路上であって自車両の現在位置から所定距離前方にある任意の長さの道路区間のノードデータやリンクデータを取得する。経路案内中であれば、案内中の経路上の道路区間を選択する。また、ステップS105では制御部20は、忌避誘発形状物情報取得部21bの処理を実行することにより、記憶媒体30から当該道路区間に対応する忌避誘発形状物情報30bを取得する。
図4に示すように、道路区間Sに自車両が所定距離まで接近したとき、制御部20は、自車両の前方の道路区間の道路上に設定されている地点の地点情報として、地点P(カーブの開始地点)と地点P(補間地点)と地点P(終了地点)の地点情報(座標と属性)をリンクデータやノードデータを参照して取得する。またこのとき制御部20は、当該道路区間のレーン数や道路区間に対応付けて記憶されているその他の情報を、リンクデータやノードデータを参照して取得する。道路区間Sは、単一のレーンを有する道路区間であり、この場合、地点P・P・Pはそれぞれ道路区間Sの幅方向の中央に設定された地点であるという属性を有している。またこのとき制御部20は、地点P、P、P、P、P、Pを、開始地点P、補間地点Pおよび終了地点Pそれぞれの両側に道路区間Sのレーン幅に基づいて新たに設定する。地点P、Pは地点Pと左右のレーン端との間の地点であり、地点P、Pは地点Pと左右のレーン端との間の地点であり、地点P、Pは地点Pと左右のレーン端との間の地点を示している。
次に、制御部20は、道路情報取得部21aの処理を実行することにより、自車両の前方にカーブ形状の道路区間が存在するか否かを判定する(ステップS110)。具体的には例えば、取得した地点情報に基づいて、対象の道路区間がカーブ形状の区間を含んでいるか否かを判定する。例えば、当該道路区間に対応付けて所定値以上の曲率が記憶されているかを判定する。自車両の前方にカーブがあると判定された場合、制御部20は、走行予想軌跡導出処理を実行する(ステップS115)。
図5は、走行予想軌跡導出処理を示すフローチャートである。まず制御部20は走行領域特定部の処理を実行することにより、カメラ43が撮影した画像の画像情報を取得する(ステップS210)。続いて制御部20は、走行領域特定部の処理を実行することにより、自車走行レーンを幅方向に分割した複数個の領域のうち、自車両がいずれの領域に属すかを特定する(ステップS215)。
図2を用いて具体的に説明する。制御部20は、ステップS100で取得したレーン幅Wに基づいて、対象となる道路区間に所定距離接近した位置において自車走行レーンを幅方向に分割する領域の個数を決定する。図6A、図6Bおよび図6Cはカメラ43が撮影した画像を示している。図6Aは、図2Aのように車両の進行方向を基準にして自車両が自車走行レーン内で右寄りを走行している場合に撮影される画像の一例を模式的に示している。図6Bは、図2Bのように、自車走行レーン内の中央付近を走行している場合に撮影される画像の一例を、図6Cは、図2Cに示すように、自車走行レーン内で左寄りを走行している場合に撮影される画像の一例を模式的に示している。
このように、自車両に取り付けられた状態のカメラ43の撮影範囲の最大幅Wよりレーン幅Wが大きいときは、分割数を3分割とする。この場合、自車走行レーンの左右いずれか一方の端が画像内に含まれるパターンと、いずれの端も画像内に含まれないパターンと、他方の端が画像内に含まれるパターンの3パターンの画像の画像情報が取得されうる。制御部20は取得した画像情報に基づいて画像認識処理を行い、レーン端を示す画像の検出を行う。画像内の右側にレーン端を検出した場合は、自車走行レーン内の左寄りの領域に、画像内にレーン端を示す画像が含まれない場合は、自車走行レーン内の中央付近の領域に、画像内の左側にレーン端を示す画像を検出した場合は、自車走行レーン内の右寄りの領域に属していると制御部20は判断してもよい。もちろん、カメラ43が車両前方の路面の画像を撮影するように取り付けられている場合は、上述の逆となる。
なお、レーン幅Wがカメラの撮影範囲の最大幅Wより大きくない場合は、分割数を2分割とする。そして、左右のどちらの端が画像内の中央に近くにあるかに応じて、自車走行レーンを2分割したうちのどちらの領域であるかを特定してもよい。また、レーン幅Wがカメラの撮影範囲の最大幅Wより大きくない場合であっても3分割中のいずれの領域であるかを特定してもよい。以上説明した方法によると、自車走行レーン内での幅方向の走行位置を簡易に特定することができる。
続いて制御部20は、走行予想軌跡導出部21cの処理を実行することにより、複数の地点のうち、少なくとも1地点を忌避誘発形状物から離れる方向に移動させ、当該移動後の地点と他の地点とに基づいて前記自車両の走行予想軌跡を導出する(ステップS220)。本実施形態では、道路区間Sにおいて旋回半径を大きくする(曲率を小さくする)パターンの軌跡を忌避誘発形状物情報に基づいて補正した走行予想軌跡を導出する。但し、本実施形態では、ステップS215にて特定された領域内の地点を走行予想軌跡の基点とし、道路区間Sにおいて旋回半径を大きくするパターンの軌跡を忌避誘発形状物情報に基づいて補正した走行予想軌跡を導出する。
まず、例えばステップS215にて3つの領域のうちの一番右側の領域に自車両が属していることが特定された場合(図4参照)、制御部20は、地点Pの右に設定された地点Pを基点とする。対象道路区間に接近するときの自車走行レーンの幅方向における実際の走行位置を加味して走行予想軌跡を導出するため、当該道路区間の走行予想軌跡を、走行する都度、より実際の走行軌跡に近い走行予想軌跡として導出することができる。
次に、地点Pを通り旋回半径を大きくするパターンとして、制御部20は、地点P・P・Pを通過する軌跡をまず導出する(本実施形態においては、請求項に記載の複数の地点には地点P・P・Pが該当し、走行予想軌跡導出手段によって移動されうる少なくとも1地点には地点Pと地点Pが該当する)。旋回半径は、3地点を通る円の半径として算出することができ、例えば当該3地点を結ぶ2つの線分に対する2つの垂直二等分線の交点の座標を算出し、当該交点と3地点のうちのいずれかの地点との距離を旋回半径とすることができる。しかし、道路区間Sのカーブ外周寄り側の道路外には、忌避誘発形状物としての谷が形成されているため、運転者は道路上においてカーブ外周寄りに進路を取る可能性は低いと考えられる。道路傍に存在する谷の地形が運転者の恐怖心を誘い、忌避を誘発しやすいと考えられるためである。そのため、制御部20は、地点Pより自車走行レーンの幅方向にカーブ内周寄りへ所定距離移動させた地点(例えば地点P)と、地点Pと、地点Pを通る軌跡Tを走行予想軌跡として導出する。
このように、対象道路区間の走行予想軌跡を導出する際に当該道路区間の走行に影響を与えうる忌避誘発形状物が存在する場合は、当該道路区間の形状を示す地点情報を用いて当該忌避誘発形状物から遠ざかるような走行予想軌跡を導出することにより、当該道路区間の走行予想軌跡を、より実際の走行軌跡に近い走行予想軌跡として導出することができる。その結果、導出された走行予想軌跡に基づいて、当該道路区間の走行に際して様々な車両制御を行う場合に設定する制御量を最適化することができる。
なお、以上の説明では、自車走行レーンを幅方向に分割した領域のうち、自車両が属すると特定された領域内の地点を、走行予想軌跡の基点とすることを説明したが、もちろん、ステップS210・ステップS215の処理を実施しなくてもよい。すなわち、道路区間Sに進入する前にレーン内の幅方向の走行位置を変更しうる程度に道路区間Sから手前にいる時点で走行予想軌跡を導出してもよく、その場合、走行予想軌跡の基点は、その他の地点と同様に、忌避誘発形状物の位置や大きさに応じて地点Pから移動させた点であってもよい。
なお、走行予想軌跡として導出された3地点の座標から、自車両の旋回半径を求めてもよい。
以上、走行予想軌跡導出処理について説明した。走行予想軌跡を用いた車両制御処理の説明に戻る。
走行予想軌跡が導出された後、制御部20は、導出された走行予想軌跡に基づいて車両制御装置44に対象道路区間の走行に備えた車両制御処理を実行させる(ステップS120)。車両制御装置44は例えば、旋回半径に基づいて減速制御を実施する。具体的には、旋回半径から目標車速を設定し、現在の車速との差を算出する。そして、エンジン出力低減制御や、変速機のシフトダウン制御、制動装置によるブレーキ制御などのうちのいずれかを実行する。また、旋回半径に基づいて、車両の姿勢を安定させるための制御を実施してもよい。具体的には旋回半径が小さいほどサスペンションユニットの減衰力を大きくしてもよい。また、夜間やトンネル内走行中であればライト配光制御を実施してもよい。すなわち、導出した走行予想軌跡上を中心に照射できるように配光方向を制御してもよい。
(3)他の実施形態:
以上の実施形態は、本発明を実施するための一例であり、自車両の前方にある道路区間の道路上に設定された複数の地点のうち少なくとも1地点を、前記道路区間の道路上あるいは道路外に存在し、運転者の忌避を誘発する忌避誘発形状物から離れる方向に移動させ、当該移動後の地点と他の地点とに基づいて前記自車両の走行予想軌跡を導出する限りにおいて他にも種々の実施形態を採用可能である。
例えば、走行予想軌跡導出手段は、前記複数の地点のうち、少なくとも忌避誘発形状物に最も近い1地点を前記忌避誘発形状物から離れる方向に移動させてもよい。通常、忌避誘発形状物の存在によって、運転者の忌避が誘発され、自車両が忌避誘発形状物から遠ざかるように運転操作がなされることが多い。忌避誘発形状物から遠ざかる運転操作がなされるのは、道路上に設定された地点を通る任意のコースを走行すると仮定した場合、当該コースが忌避誘発形状物に最も接近する地点およびその周辺であると推測することができる。したがって、前記複数の地点のうち、少なくとも忌避誘発形状物に最も近い1地点を前記忌避誘発形状物から離れる方向に移動させることによって、当該コースが忌避誘発形状物に最も接近する地点およびその周辺において、忌避誘発形状物から離れるようなコースを近似してもよい。
なお、走行予想軌跡導出手段においては、前記複数の地点のうち、少なくとも前記忌避誘発形状物に最も近い1地点のみならず、その他の地点も移動させてもよい。具体的には例えば、図7Aに示すように、道路区間Sの開始地点P11付近のカーブ外周寄りの道路上に整備不良部Eが存在する場合、整備不良部Eに最も近い開始地点P11を整備不良部Eから離れる方向に移動(カーブ内周寄りに移動)した地点P14をまず選択する。そして整備不良部Eに最も近い地点ではない補間地点P12および終了地点P13もカーブ内周寄りに移動させ、地点P15と地点P16とを通る軌跡を導出してもよい。
また例えば、走行予想軌跡導出手段は、前記忌避誘発形状物が前記道路区間の道路上に存在する場合、少なくとも1地点を前記忌避誘発形状物から離れる方向に移動させて、当該移動後の地点と他の地点とに基づいて前記自車両が前記忌避誘発形状物に重複しない前記走行予想軌跡を導出してもよい。図7Bに示すような直線形状の道路区間の場合、レーン中央の地点を通る軌跡のパターンが予め決められているとする。中央付近に整備不良部Eが存在する場合、整備不良部Eに最も近い地点P22を整備不良部Eから遠ざかる方向に移動させた地点P24を通るようにし、地点P24と地点P23とを通る直線が整備不良部Eと重複する場合は、例えば地点P23を整備不良部Eから遠ざかる方向に移動させて導出する走行予想軌跡が整備不良部Eと重複しないようにしてもよい。
ところで、対象となる道路区間がカーブ形状を有していて、当該道路区間において最も小さな旋回半径を取りうる軌跡と、最も大きな旋回半径を取り得る軌跡(緩やかに旋回する)とを導出したい場合、前者の場合と後者の場合とは軌跡のパターンが決められているとする。例えば、図8A、図8B、図8Cに示すように道路区間Sの開始地点と補間地点と終了地点の位置に幅方向の中央に地点P31、P32、P33が設定されその座標が記憶されている場合、道路区間Sのレーン幅に基づいて、地点P31、P32、P33の両側にそれぞれ、地点P34、P35、P36、P37、P38、P39を設定する。前者の最も小さな旋回半径を取りうる軌跡の場合はイン・アウト・インのパターン(P35、P36、P39)が、後者の最も大きな旋回半径を取り得る軌跡の場合はアウト・イン・アウトのパターン(P34、P37、P38)が決められているとする。前者のイン・アウト・インのパターンの軌跡から求めた旋回半径と、後者のアウト・イン・アウトのパターンの軌跡から求めた旋回半径との平均を対象の道路区間での予想旋回半径としてもよいし、イン・アウト・インのパターンの場合の旋回半径を減速制御の際の最小目標車速の基準としてもよい。また、アウト・イン・アウトのパターンの場合の軌跡を実際に最も走行しうる軌跡の基準として用いてもよい。
上述のように、使用目的(例えば、減速制御の最小目標車速導出用や、緩やかな旋回のために最も走行しうる軌跡導出用など)に応じて軌跡のパターンが予め決められている場合を考える。緩やかに旋回する走行予想軌跡を導出したい場合であって、例えば図8Aに示すようにカーブ内周寄りの道路外にカーブ先の視界を遮蔽するような構造物Eが存在する場合、アウト・イン・アウトのパターンを補正して走行予想軌跡を導出してもよい。すなわち、アウト・イン・アウト(P34、P37、P38)のパターンにおいて構造物Eに最も近い地点P37をカーブ外周寄りに移動させた地点P32を通過するP34、P32、P38を走行予想軌跡としてもよい。また、減速制御の最小目標車速を導出するための走行予想軌跡を、イン・アウト・インのパターン(P35、P36、P39)において構造物Eに最も近い地点P39をカーブ外周寄りに移動させた地点P33を通過するP35、P36、P33としてもよい。
また、図8Bに示すように、カーブ外周寄りに崖Eが存在する場合、減速制御の最小目標車速を導出するための走行予想軌跡を、イン・アウト・インのパターン(P35、P36、P39)において崖Eに最も近い地点P36をカーブ内周寄りに移動させた地点P32を通過するP35、P32、P39としてもよい。また、図8Cに示すように、道路区間Sの中央付近のカーブ内周寄りの路面に整備不良部Eが存在する場合、緩やかに旋回する走行予想軌跡を、アウト・イン・アウトのパターン(P34、P37、P38)において整備不良部Eに最も近い地点P37をカーブ外周寄りに移動させた地点P32を通過するP34、P32、P38としてもよい。また、センター・センター・センターのパターンの軌跡を導出する場合であって、例えば図8Cにおいて整備不良部Eの他に地点P34の近傍と地点P38の近傍にも整備不良部が存在する場合、センター・センター・センターのパターン(P31、P32、P33)を補正して、P35、P36、P39としてもよい。このように対象道路区間の走行に影響を与えうる複数の忌避誘発形状物に応じて3地点のそれぞれを移動させることができるので、より実際の走行に近い走行予想軌跡を導出することができる。
上記実施形態においては、予め記憶媒体に記憶されている忌避誘発形状物情報を取得し用いる構成を説明したが、他にも例えばプローブカーが収集した忌避誘発形状物情報を情報センタから無線通信にて取得してもよい。また例えば、路車間通信や車車間通信によって忌避誘発形状物情報を取得してもよい。それ以外にも、忌避誘発形状物情報は、地図情報30aに含まれる情報から抽出されるものであってもよい。例えば、地図情報30aに含まれる施設や店舗(POI:Point Of Interest)の位置や大きさを取得して、忌避誘発形状物情報としてもよい。また、忌避誘発形状物情報は、自車両に搭載され車両の前方を撮影する前方カメラから取得した画像情報から抽出してもよい。例えば、当該画像情報に基づいて、カーブ先の視界を遮蔽するような地物の位置や大きさを取得して、忌避誘発形状物情報としてもよい。
ナビゲーション装置のブロック図である。 自車走行レーン内の自車両の位置とカメラの撮影範囲を説明する平面図である。 車両制御処理を示すフローチャートである。 カーブ形状の道路区間と走行予想軌跡の例を示す平面図である。 走行予想軌跡導出処理を示すフローチャートである。 カメラが撮影した画像の一例を示す図である。 他の実施例にかかる道路区間と走行予想軌跡の例を示す平面図である。 他の実施例にかかる道路区間と走行予想軌跡の例を示す平面図である。
符号の説明
10:ナビゲーション装置、20:制御部、21:ナビゲーションプログラム、21a:道路情報取得部、21b:忌避誘発形状物情報取得部、21c:走行予想軌跡導出部、30:記憶媒体、30a:地図情報、30b:忌避誘発形状物情報、40:GPS受信部、41:車速センサ、42:ジャイロセンサ、43:カメラ、44:車両制御装置、50:領域、S:道路区間。

Claims (8)

  1. 自車両の前方にある道路区間の道路上における前記自車両の進行方向の複数の位置のそれぞれにおいて、当該道路内の幅方向の複数の位置に設定された複数の地点の位置を示す地点情報を取得する道路情報取得手段と、
    前記道路区間の道路上あるいは道路外に存在し、運転者の忌避を誘発する忌避誘発形状物の位置を示す忌避誘発形状物情報を取得する忌避誘発形状物情報取得手段と、
    前記地点情報が位置を示す複数の地点を進行方向に通過する前記自車両の走行予想軌跡を導出するとともに、
    前記自車両の走行予想軌跡上の複数の地点のうち少なくとも1地点を道路内の幅方向において前記忌避誘発形状物から離れる方向に移動させた地点であって前記地点情報が位置を示す地点と、当該自車両の走行予想軌跡上の他の地点と通過するように当該自車両の走行予想軌跡を補正する走行予想軌跡導出手段と、
    を備える道路走行予想軌跡導出装置。
  2. 前記道路情報取得手段は、前記自車両の前方にある道路区間の道路上のカーブの開始位置と、カーブの終了位置と、当該開始位置と当該終了位置との間の補間位置と、のそれぞれにおいて、当該道路内の幅方向の複数の位置に設定された複数の地点の位置を示す前記地点情報を取得する、
    請求項1に記載の道路走行予想軌跡導出装置。
  3. 前記走行予想軌跡導出手段は、半径が最大または最小となるように前記地点情報が位置を示す複数の地点を進行方向に通過する前記自車両の走行予想軌跡を導出するとともに、
    前記自車両の走行予想軌跡上の複数の地点のうちの少なくとも1地点を道路内の幅方向において前記忌避誘発形状物から離れる方向に移動させた地点であって前記地点情報が位置を示す地点と、当該自車両の走行予想軌跡上の他の地点と、を通過するように当該自車両の走行予想軌跡を補正する、
    請求項1または請求項2のいずれかに記載の道路走行予想軌跡導出装置。
  4. 前記走行予想軌跡導出手段は、道路を幅方向に分割した複数の領域のうち前記自車両が属する領域を特定し、前記地点情報が位置を示す複数の地点のうち当該特定した領域内の地点を基点とする前記自車両の走行予想軌跡を導出するとともに、
    前記自車両の走行予想軌跡上の複数の地点のうちの少なくとも1地点を道路内の幅方向において前記忌避誘発形状物から離れる方向に移動させた地点であって前記地点情報が位置を示す地点と、当該自車両の走行予想軌跡上の他の地点と、を通過するように当該自車両の走行予想軌跡を補正する、
    請求項1から請求項3のいずれかに記載の道路走行予想軌跡導出装置。
  5. 前記走行予想軌跡導出手段は、前記地点情報が位置を示す複数の地点を進行方向に通過する前記自車両の走行予想軌跡を導出するとともに、
    前記自車両の走行予想軌跡上において前記忌避誘発形状物に最も近い1地点を前記忌避誘発形状物から離れる方向に移動させた地点であって前記地点情報が位置を示す地点と、当該自車両の走行予想軌跡上の他の地点と通過するように当該自車両の走行予想軌跡を補正する、
    請求項1から請求項4のいずれかに記載の道路走行予想軌跡導出装置。
  6. 前記走行予想軌跡導出手段は、前記忌避誘発形状物が前記道路区間の道路上に存在する場合、
    前記地点情報が位置を示す複数の地点を進行方向に通過する前記自車両の走行予想軌跡を導出するとともに、
    前記自車両の走行予想軌跡上の複数の地点のうち少なくとも1地点を道路内の幅方向において前記忌避誘発形状物から離れる方向に移動させた地点であって前記地点情報が位置を示す地点と、当該自車両の走行予想軌跡上の他の地点と通過し、かつ、前記自車両が前記忌避誘発形状物に重複しないように前記自車両の走行予想軌跡を補正する、
    請求項1から請求項5のいずれかに記載の道路走行予想軌跡導出装置。
  7. 自車両の前方にある道路区間の道路上における前記自車両の進行方向の複数の位置のそれぞれにおいて、当該道路内の幅方向の複数の位置に設定された複数の地点の位置を示す地点情報を取得する道路情報取得工程と、
    前記道路区間の道路上あるいは道路外に存在し、運転者の忌避を誘発する忌避誘発形状物の位置を示す忌避誘発形状物情報を取得する忌避誘発形状物情報取得工程と、
    前記地点情報が位置を示す複数の地点を進行方向に通過する前記自車両の走行予想軌跡を導出するとともに、
    前記自車両の走行予想軌跡上の複数の地点のうち少なくとも1地点を道路内の幅方向において前記忌避誘発形状物から離れる方向に移動させた地点であって前記地点情報が位置を示す地点と、当該自車両の走行予想軌跡上の他の地点と通過するように当該自車両の走行予想軌跡を補正する走行予想軌跡導出工程と、
    を含む道路走行予想軌跡導出方法。
  8. 自車両の前方にある道路区間の道路上における前記自車両の進行方向の複数の位置のそれぞれにおいて、当該道路内の幅方向の複数の位置に設定された複数の地点の位置を示す地点情報を取得する道路情報取得機能と、
    前記道路区間の道路上あるいは道路外に存在し、運転者の忌避を誘発する忌避誘発形状物の位置を示す忌避誘発形状物情報を取得する忌避誘発形状物情報取得機能と、
    前記地点情報が位置を示す複数の地点を進行方向に通過する前記自車両の走行予想軌跡を導出するとともに、
    前記自車両の走行予想軌跡上の複数の地点のうち少なくとも1地点を道路内の幅方向において前記忌避誘発形状物から離れる方向に移動させた地点であって前記地点情報が位置を示す地点と、当該自車両の走行予想軌跡上の他の地点と通過するように当該自車両の走行予想軌跡を補正する走行予想軌跡導出機能と、
    をコンピュータに実現させる道路走行予想軌跡導出プログラム。
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