JP5597932B2 - 車両軌跡生成方法、および、車両軌跡生成装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両軌跡生成方法、および、車両軌跡生成装置に関する。

従来、車両のコーナー走行における走行軌跡の演算を行う方法が開発されている。

例えば、特許文献１には、車両が一定速度で走行すると定義可能な高速道路（例えば、緩和曲線等）の設計において用いる、車両が一定の速度かつ一定の舵角速度の際に描く曲線であるクロソイド曲線を用いて、複数の点列の座標が任意に与えられた場合に、与えられた点列を滑らかに補間し、軌跡を生成する技術が開示されている。

また、例えば、非特許文献１には、人工衛星やシャトルなどの最適軌跡演算に使用されているＳＣＧＲＡ（Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ Ｃｏｎｊｕｇａｔｅ Ｇｒａｄｉｅｎｔ−Ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）を自動車の運動計算に応用することにより、自動車の運動性状や運転制御方法について考察し、前後輪ともに独立に制御できる自動車が、最適化手法により与えられたコース内の最速軌跡を導出する技術が開示されている。

特開平１−５０１８１号公報

藤岡健彦，江守大昌，「最適時間コーナリング法に関する理論的研究−第４報 状態量不等式拘束を用いた道路条件の導入−」，自動車技術会論文集，Ｖｏｌ．２４，Ｎｏ．３，Ｊｕｌｙ １９９３，ｐ．１０６−１１１．

しかしながら、特許文献１記載の従来のクロソイドによる曲線補間を用いた軌跡制御補間方法においては、車両が一定速度かつ一定舵角速度で走ることが条件となるため、一定速度でないことが多いコーナーでのコーナリングの際に、加減速を伴う緩和曲線等の走行軌跡の生成をすることができないという問題点を有していた。

また、非特許文献１記載の従来の最適化方法による数値計算を用いた最適軌跡生成方法においては、複数のパラメータ、制約条件のもと収束演算を用いて精度を重視した計算を行っているため、計算にかかる時間に関して考慮されていないという問題点を有していた。しかし、一般道を走行する車両においては与えられた時間内になるべく精度の良い走行軌跡を生成することが要求される。そのため、非特許文献１記載の従来の最適化方法を一般車両に適用する場合、演算時間と走行軌跡精度の両立のための工夫を施す必要がある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、クロソイド曲線を使った緩和区間を作るスペースもない、市街地やサーキットにおける、加減速を伴う車両走行において、車両速度と、乗り心地に関して重要な条件である舵角速度一定の条件を満たす走行軌跡を、短時間で生成する車両軌跡生成方法、および、車両軌跡生成装置を提供することを目的とする。

このような目的を達成するため、本発明の車両軌跡生成方法は、制御部を少なくとも備えた車両軌跡生成装置において実行される、車両軌跡を生成する車両軌跡生成方法であって、上記制御部において実行される、車両の目標速度を生成する速度生成工程と、道路における車両軌跡を生成する車両軌跡生成工程と、を含むことを特徴とする。

また、本発明の車両軌跡生成方法は、上記記載の車両軌跡生成方法において、上記車両軌跡生成工程は、上記速度生成工程にて上記目標速度を生成した後に、上記車両軌跡を生成することを特徴とする。

また、本発明の車両軌跡生成方法は、上記記載の車両軌跡生成方法において、上記車両は、舵角速度が一定であることを特徴とする。

また、本発明の車両軌跡生成方法は、上記記載の車両軌跡生成方法において、上記制御部は、上記車両の通過点が指定されている場合、当該車両が当該通過点を通過する舵角速度を計算する舵角速度計算工程、を更に含み、上記車両軌跡生成工程は、上記舵角速度計算工程にて上記舵角速度を計算した後に、上記舵角速度に基づく上記車両軌跡を生成することを特徴とする。

また、本発明の車両軌跡生成装置は、制御部を少なくとも備えた車両軌跡生成装置であって、上記制御部は、車両の目標速度を生成する速度生成手段と、道路における車両軌跡を生成する車両軌跡生成手段と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明の車両軌跡生成装置は、上記記載の車両軌跡生成装置において、上記車両軌跡生成手段は、上記速度生成手段により上記目標速度を生成した後に、上記車両軌跡を生成することを特徴とする。

また、本発明の車両軌跡生成装置は、上記記載の車両軌跡生成装置において、上記車両は、舵角速度が一定であることを特徴とする。

また、本発明の車両軌跡生成装置は、上記記載の車両軌跡生成装置において、上記制御部は、上記車両の通過点が指定されている場合、当該車両が当該通過点を通過する舵角速度を計算する舵角速度計算手段、を更に備え、上記車両軌跡生成手段は、上記舵角速度計算手段により上記舵角速度を計算した後に、上記舵角速度に基づく上記車両軌跡を生成することを特徴とする。

この発明によれば、車両の目標速度を生成し、道路における車両軌跡を生成することができる。これにより、本発明は、目標速度の生成と、車両軌跡の生成と、を別々に行うことができ、短時間で速度と軌跡の両方を生成できるという効果を奏する。

また、この発明によれば、目標速度を生成した後に、車両軌跡を生成することができる。これにより、本発明は、メモリ等の容量に制約のある車載の計算機等の装置であっても短時間で計算を終了されることができるという効果を奏する。

また、この発明によれば、車両は、舵角速度を一定でとすることができる。これにより、本発明は、舵角速度が一定であるため、加減速を伴う中で乗り心地のよい走行軌跡を算出することができるという効果を奏する。

また、この発明によれば、車両の通過点が指定されている場合、当該車両が当該通過点を通過する舵角速度を計算し、舵角速度を計算した後に、舵角速度に基づく車両軌跡を生成することができる。これにより、本発明は、車両の通過点をパラメータとして用いることで、従来の最適化演算を解くよりもパラメータ数が少なく計算時間が短縮できるという効果を奏する。また、本発明は、加減速を伴いながらＣＰ（クリッピングポイント）等のユーザが希望する通過点を通過するような、一定の舵角速度を計算し、車両軌跡を生成することができるという効果を奏する。また、本発明は、乗り心地を悪化させることなく希望の通過点を通る軌跡を生成することができるという効果を奏する。

図１は、本システムの構成の一例を示すブロック図である。 図２は、本システムが行う車両軌跡生成処理の一例を示すフローチャートである。 図３は、舵角速度が一定の車両軌跡を表す曲線の一例を示すグラフである。 図４は、本実施の形態において生成される車両軌跡の一例を示す概略図である。 図５は、本システムが行う車両軌跡生成処理の一例を示すフローチャートである。

以下に、本発明にかかる車両軌跡生成方法、および、車両軌跡生成装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

［１．構成］
まず、本発明にかかる車両軌跡生成方法を実施するための電子制御装置および本発明にかかる車両軌跡生成装置を包含する本実施の形態のシステム（以下では本システムと記載する場合がある。）の構成について図１を参照して説明する。図１は、本システムの構成の一例を示すブロック図である。

本システムは、カーブを走行する際の車両軌跡を車両速度や舵角速度等に応じて演算し、演算した走行軌跡に基づいて車両の走行を制御するためのシステムである。なお、本実施の形態における「車両軌跡」とは、車両が通過するライン（すなわち、走行軌跡）を示す概念である。本システムは、図１に示すように、概略的に車両ＥＣＵ１００と車両情報センサ２００とを通信可能に接続して構成されている。

車両情報センサ２００は、速度、加速度等の車両情報を検出するセンサである。車両情報センサ２００としては、レーザドップラ振動計等の速度センサ、ＭＥＭＳ（ｍｉｃｒｏ ｅｌｅｔｒｏ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍｓ）センサ等の加速度センサ等を含んでいてもよい。

また、本車両ＥＣＵ１００は、車両に搭載され通信可能に接続された入力部（図示せず）を介して、車両の舵角速度、上限舵角速度、ユーザが車両軌跡の生成において重視する項目等を受け付けることができる。入力部としては、キー入力部、タッチパネル、マイク等を用いることができる。

車両ＥＣＵ１００は電子制御装置であり、概略的に制御部１０２と記憶部１０６とを備えている。制御部１０２および記憶部１０６は任意の通信路を介して通信可能に接続されている。

記憶部１０６はストレージ手段であり、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等のメモリ装置や、ハードディスクのような固定ディスク装置、フレキシブルディスク、光ディスク等を用いることができる。記憶部１０６には、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）と協働してＣＰＵに命令を与え各種処理を行うためのコンピュータプログラムが記録されている。記憶部１０６は、概略的に道路情報ファイル１０６ａを備えている。

道路情報ファイル１０６ａは、道路情報を記憶する道路情報記憶手段である。道路情報ファイル１０６ａには、車両軌跡生成処理の演算に使用される道路の形状（例えば、幅員、カーブの曲率半径Ｒ等）や道路の区間距離、最大（制限）速度等に関する道路情報を記憶している。

制御部１０２は車両ＥＣＵ１００の全体を統括的に制御するＣＰＵ等である。制御部１０２は、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）等の制御プログラムや各種の処理手順等を規定したプログラム、所要データなどを格納するための内部メモリを有し、これらのプログラムに基づいて種々の情報処理を実行する。制御部１０２は、機能概念的に道路形状取得部１０２ａと車両情報取得部１０２ｂと上限速度計算部１０２ｃと速度生成部１０２ｄと舵角速度設定部１０２ｅと車両軌跡生成部１０２ｆと車両軌跡判定部１０２ｇと車両通過点取得部１０２ｈと舵角速度計算部１０２ｉと重視判定部１０２ｊと上限速度判定部１０２ｋと車両走行制御部１０２ｍとを備えている。

道路形状取得部１０２ａは、道路情報ファイル１０６ａに記憶された道路形状の曲率半径Ｒを取得する道路形状取得手段である。ここで、曲率半径Ｒは、車両軌跡の計算対象であるカーブの曲がり具合を円に近似した場合の、当該円の半径Ｒである。

車両情報取得部１０２ｂは、車両情報センサ２００にて検出される現在の車両情報を取得する車両情報取得手段である。ここで、車両情報は、車両の速度、および、加速度等であってもよい。

上限速度計算部１０２ｃは、道路形状取得部１０２ａにより取得された曲率半径Ｒに基づき、所定の拘束条件を満たす、車両の走行区間における、上限速度Ｖ１を計算する上限速度計算手段である。ここで、拘束条件は、道路情報ファイル１０６ａに記憶された最大速度、摩擦円、加減速度、ジャーク（加加速度）、加減速回数等であってもよい。また、走行区間は、車両が現在、および、将来において、走行する道路の区間である。

速度生成部１０２ｄは、車両の目標速度Ｖ（ｔ）を生成する速度生成手段である。ここで、速度生成部１０２ｄは、道路形状取得部１０２ａにより取得された道路形状の曲率半径Ｒ、および、上限速度計算部１０２ｃにより計算された走行区間における上限速度Ｖ１と、に基づき、車両情報取得部１０２ｂにより取得された現在の車両情報（すなわち、車両の速度、および、加速度等）から速度パターン（すなわち、目標速度Ｖ（ｔ））を生成してもよい。

舵角速度設定部１０２ｅは、任意の舵角速度を設定する舵角速度取得手段である。ここで、任意の舵角速度は、ユーザにより入力部を介して入力されたものであってもよく、制御部１０２により乗り心地、車両安定性、車両軌跡等を考慮して設定されたものであってもよい。

車両軌跡生成部１０２ｆは、道路における車両軌跡を生成する車両軌跡生成手段である。ここで、車両軌跡生成部１０２ｆは、速度生成部１０２ｄにより生成された目標速度Ｖ（ｔ）、および、舵角速度設定部１０２ｅにより設定された舵角速度に基づいて、道路における舵角速度一定の車両軌跡を計算（すなわち、生成）してもよい。

車両軌跡判定部１０２ｇは、道路情報ファイル１０６ａに記憶された道路情報に基づいて、車両軌跡生成部１０２ｆにより生成された車両軌跡が、車両の走行区間の道路内に収まっているか否かを判定する車両軌跡判定手段である。ここで、道路内とは、道路の幅員内、車両が走行している車線内等であってもよい。また、車両軌跡判定部１０２ｇは、更に、舵角速度計算部１０２ｉにより計算される舵角速度が、予め設定された上限舵角速度内に収まっているか否かを判定してもよい。また、上限舵角速度は、ユーザにより入力部を介して入力されたものであってもよく、制御部１０２により乗り心地、車両安定性等を考慮して設定されたものであってもよい。

車両通過点取得部１０２ｈは、車両の走行区間における通過点を取得する車両通過点取得手段である。ここで、通過点は、ユーザにより入力部を介して入力されたものであってもよく、制御部１０２により乗り心地、車両安定性等を考慮して設定されたものであってもよい。

舵角速度計算部１０２ｉは、車両通過点取得部１０２ｈにより取得された通過点を通過するように、収束演算を用いて舵角速度を計算する舵角速度計算手段である。

重視判定部１０２ｊは、車両軌跡の生成において任意の項目を重視するか否かを判定する重視判定手段である。ここで、任意の項目、および、判定基準は、ユーザにより入力部を介して入力されたものであってもよく、制御部１０２により乗り心地、車両安定性、燃費等を考慮して設定されたものであってもよい。

上限速度判定部１０２ｋは、車両軌跡判定部１０２ｇにより車両の走行区間の道路内に収まっていると判定された、車両軌跡生成部１０２ｆにより計算された車両軌跡に対し、当該車両軌跡の各点での曲率半径Ｒ’に基づき、車両情報取得部１０２ｂにより取得された現在の車両情報から上限速度Ｖ２を生成し、当該上限速度Ｖ２に目標速度Ｖ（ｔ）が収まっているか否かを判定する上限速度判定手段である。

車両走行制御部１０２ｍは、上限速度判定部１０２ｋにより上限速度Ｖ２に目標速度Ｖ（ｔ）が収まっていると判定された、車両軌跡に基づいて車両の走行を制御する。

［２．処理］
次に、上述のように構成された本システムが行う車両軌跡生成処理の一例について、以下に図２〜図５を参照して詳細に説明する。

［２−１．車両軌跡生成処理１］
車両軌跡生成処理の詳細について図２を参照して説明する。図２は、本システムが行う車両軌跡生成処理の一例を示すフローチャートである。

図２に示すように、まず、道路形状取得部１０２ａは、道路情報ファイル１０６ａに記憶された道路形状の曲率半径Ｒを取得する（ステップＳＡ−１）。

そして、車両情報取得部１０２ｂは、車両情報センサ２００にて検出される現在の車両情報（速度、加速度）を取得する（ステップＳＡ−２）。

そして、上限速度計算部１０２ｃは、道路形状取得部１０２ａにより取得された曲率半径Ｒに基づき、摩擦円、上限加速度、加加速度等の拘束条件を満たす、車両の走行区間における、上限速度Ｖ１を計算する（ステップＳＡ−３）。

そして、速度生成部１０２ｄは、道路形状取得部１０２ａにより取得された道路形状の曲率半径Ｒ、および、上限速度計算部１０２ｃにより計算された、走行区間における上限速度Ｖ１と、に基づき、車両情報取得部１０２ｂにより取得された現在の速度、加速度から目標速度Ｖ（ｔ）を生成する（ステップＳＡ−４）。

そして、舵角速度設定部１０２ｅは、任意の舵角速度を設定する（ステップＳＡ−５）。ここで、任意の舵角速度は、ユーザにより入力部を介して入力されたものであってもよく、制御部１０２により乗り心地、車両安定性、車両軌跡等を考慮して設定されたものであってもよい。

そして、車両軌跡生成部１０２ｆは、速度生成部１０２ｄにより生成された目標速度Ｖ（ｔ）、および、舵角速度設定部１０２ｅにより設定された舵角速度に基づいて、例えば、下記数式（１）から数式（４）を用いて、道路における舵角速度一定の車両軌跡を生成する（ステップＳＡ−６）。

そして、車両軌跡判定部１０２ｇは、道路情報ファイル１０６ａに記憶された道路情報に基づいて、車両軌跡生成部１０２ｆにより生成された車両軌跡が、車両の走行区間の道路内に収まっているか否かを判定する（ステップＳＡ−７）。

そして、制御部１０２は、ステップＳＡ−７にて、車両軌跡生成部１０２ｆにより生成された車両軌跡が、車両の走行区間の道路内に収まっていないと判定された場合（ステップＳＡ−７：Ｎｏ）、舵角速度を再設定するために、処理をステップＳＡ−５へ移行させる。

一方、上限速度判定部１０２ｋは、ステップＳＡ−７にて、車両軌跡生成部１０２ｆにより生成された車両軌跡が、車両の走行区間の道路内に収まっていると判定された場合（ステップＳＡ−７：Ｙｅｓ）、車両軌跡判定部１０２ｇにより車両の走行区間の道路内に収まっていると判定された、車両軌跡生成部１０２ｆにより生成された車両軌跡に対し、当該車両軌跡の各点での曲率半径Ｒ’に基づき、車両情報取得部１０２ｂにより取得された現在の車両情報から上限速度Ｖ２を生成し、当該上限速度Ｖ２に目標速度Ｖ（ｔ）が収まっているか否かを判定する（ステップＳＡ−８）。

そして、制御部１０２は、ステップＳＡ−８にて、上限速度判定部１０２ｋにより上限速度Ｖ２に目標速度Ｖ（ｔ）が収まっていないと判定された場合（ステップＳＡ−８：Ｎｏ）、上限速度Ｖ１を下げるように拘束条件を変更し（ステップＳＡ−９）、処理をステップＳＡ−３へ移行させる。

一方、上限速度判定部１０２ｋは、ステップＳＡ−８にて上限速度Ｖ２に目標速度Ｖ（ｔ）が収まっていると判定した場合（ステップＳＡ−８：Ｙｅｓ）、処理を終了する。

ここで、図３、および、図４を参照して、本実施の形態において生成される車両軌跡の一例について説明する。図３は、舵角速度一定の車両軌跡を表す曲線の一例を示すグラフである。図４は、本実施の形態において生成される車両軌跡の一例を示す概略図である。

図３に示すように、車両の舵角速度が一定の場合、車両速度一定の際の車両軌跡は、クロソイド曲線と同じとなり、車両が減速する際の車両軌跡は、クロソイド曲線よりも車両の回転半径が小さい曲線となり、車両が加速する際の車両軌跡は、クロソイド曲線よりも回転半径が大きい曲線となる。

このように、車両の加減速を伴う場合、車両軌跡は大きく変化するため、車両の乗り心地を悪化させる原因となる。そこで、図４に示すように、本実施の形態における車両ＥＣＵ１００では、車両軌跡の各点での曲率半径Ｒ’に基づき計算される上限速度Ｖ２に収まるような目標速度Ｖ（ｔ）を用いて、カーブ進入（舵角切り足し）時、および、カーブ脱出（舵角切り戻し）時において舵角速度が一定であって、乗り心地よいアウト・イン・アウトのラインをとる、車両軌跡の生成をしている。これにより、本実施の形態における車両軌跡生成処理においては、上限速度Ｖ２と、最初に求めた目標速度Ｖ（ｔ）とを比較することで、車両ＥＣＵ１００にて生成した目標速度Ｖ（ｔ）と車両軌跡の妥当性を確認することができる。

［２−２．車両軌跡生成処理２］
次に、通過点を設定する場合の、車両軌跡生成処理の詳細について図５を参照して説明する。図５は、本システムが行う車両軌跡生成処理の一例を示すフローチャートである。

図５に示すように、まず、道路形状取得部１０２ａは、道路情報ファイル１０６ａに記憶された道路形状の曲率半径Ｒを取得する（ステップＳＢ−１）。

そして、車両情報取得部１０２ｂは、車両情報センサ２００にて検出される現在の車両情報（速度、加速度）を取得する（ステップＳＢ−２）。

そして、上限速度計算部１０２ｃは、道路形状取得部１０２ａにより取得された曲率半径Ｒに基づき、摩擦円、上限加速度、加加速度等の拘束条件を満たす、車両の走行区間における、上限速度Ｖ１を計算する（ステップＳＢ−３）。

そして、速度生成部１０２ｄは、道路形状取得部１０２ａにより取得された道路形状の曲率半径Ｒ、および、上限速度計算部１０２ｃにより計算された、走行区間における上限速度Ｖ１と、に基づき、車両情報取得部１０２ｂにより取得された現在の速度、加速度から目標速度Ｖ（ｔ）を生成する（ステップＳＢ−４）。

そして、車両通過点取得部１０２ｈは、車両の走行区間における通過点を取得する（ステップＳＢ−５）。通過点は、ユーザにより入力部を介して入力されたもの（例えば、ＣＰ等）であってもよく、制御部１０２により乗り心地、車両安定性等を考慮して設定されたものであってもよい。

そして、舵角速度計算部１０２ｉは、車両通過点取得部１０２ｈにより取得された通過点を通過するように、収束演算を用いて舵角速度を計算する（ステップＳＢ−６）。ここで、舵角速度計算部１０２ｉは、例えば、通過点（Ｘｐ，Ｙｐ）を用いて、｜Ｘ−Ｘｐ｜，｜Ｙ−Ｙｐ｜が十分小さくなる舵角速度を計算してもよい。

そして、車両軌跡生成部１０２ｆは、速度生成部１０２ｄにより生成された目標速度Ｖ（ｔ）、および、舵角速度計算部１０２ｉにより計算された舵角速度に基づいて、車両通過点取得部１０２ｈにて取得された通過点を通過する、舵角速度一定の車両軌跡を計算する（ステップＳＢ−７）。

そして、車両軌跡判定部１０２ｇは、道路情報ファイル１０６ａに記憶された道路情報に基づいて、車両軌跡生成部１０２ｆにより生成された車両軌跡が、車両の走行区間の道路内に収まっているか否か、および、舵角速度計算部１０２ｉにより計算される舵角速度が、予め設定された上限舵角速度内に収まっているか否かを判定する（ステップＳＢ−８）。ここで、上限舵角速度は、ユーザにより入力部を介して入力されたものであってもよく、制御部１０２により乗り心地、車両安定性等を考慮して設定されたものであってもよい。

そして、重視判定部１０２ｊは、ステップＳＢ−８にて、車両軌跡判定部１０２ｇにより、車両軌跡生成部１０２ｆにより計算された車両軌跡が車両の走行区間の道路内に収まっていない、または、舵角速度計算部１０２ｉにより計算される舵角速度が、予め設定された上限舵角速度内に収まっていないと判定された場合（ステップＳＢ−８：Ｎｏ）、車両軌跡の生成において通過点を重視するか否かを判定する（ステップＳＢ−９）。

そして、制御部１０２は、ステップＳＢ−９にて、重視判定部１０２ｊにより車両軌跡の生成において通過点を重視しないと判定された場合（ステップＳＢ−９：Ｎｏ）、通過点を変更し（ステップＳＢ−１０）、処理をステップＳＢ−６へ移行させる。

一方、制御部１０２は、ステップＳＢ−９にて、重視判定部１０２ｊにより車両軌跡の生成において通過点を重視すると判定された場合（ステップＳＢ−９：Ｙｅｓ）、処理をステップＳＢ−３へ移行させる。

また、上限速度判定部１０２ｋは、ステップＳＢ−８にて、車両軌跡判定部１０２ｇにより、車両軌跡生成部１０２ｆにより計算された車両軌跡が車両の走行区間の道路内に収まっていて、舵角速度計算部１０２ｉにより計算される舵角速度が、予め設定された上限舵角速度内に収まっていると判定された場合（ステップＳＢ−８：Ｙｅｓ）、車両軌跡判定部１０２ｇにより車両の走行区間の道路内に収まっていると判定された、車両軌跡生成部１０２ｆにより生成された車両軌跡に対し、当該車両軌跡の各点での曲率半径Ｒ’に基づき、車両情報取得部１０２ｂにより取得された現在の車両情報から上限速度Ｖ２を生成し、当該上限速度Ｖ２に目標速度Ｖ（ｔ）が収まっているか否かを判定する（ステップＳＢ−１１）。

そして、制御部１０２は、ステップＳＢ−１１にて、上限速度判定部１０２ｋにより上限速度Ｖ２に目標速度Ｖ（ｔ）が収まっていないと判定された場合（ステップＳＢ−１１：Ｎｏ）、上限速度Ｖ１を下げるように拘束条件を変更し（ステップＳＢ−１２）、処理をステップＳＢ−３へ移行させる。

一方、上限速度判定部１０２ｋは、ステップＳＢ−１１にて上限速度Ｖ２に目標速度Ｖ（ｔ）が収まっていると判定した場合（ステップＳＢ−１１：Ｙｅｓ）、処理を終了する。

［３．本実施の形態のまとめ、および他の実施の形態］
本実施の形態によれば、道路形状の曲率半径Ｒを取得し、現在の車両情報（速度、加速度）を取得し、曲率半径Ｒに基づき、摩擦円、上限加速度、加加速度等の拘束条件を満たす、車両の走行区間における、上限速度Ｖ１を計算し、道路形状の曲率半径Ｒ、および、走行区間における上限速度Ｖ１と、に基づき、現在の速度、加速度から目標速度Ｖ（ｔ）を生成し、任意の舵角速度を設定し、目標速度Ｖ（ｔ）、および、舵角速度に基づいて、道路における舵角速度一定の車両軌跡を生成し、道路情報に基づいて、生成された車両軌跡が、車両の走行区間の道路内に収まっているか否かを判定し、車両軌跡が、車両の走行区間の道路内に収まっていると判定された場合、車両の走行区間の道路内に収まっていると判定された車両軌跡に対し、当該車両軌跡の各点での曲率半径Ｒ’に基づき、現在の車両情報から上限速度Ｖ２を生成し、当該上限速度Ｖ２に目標速度Ｖ（ｔ）が収まっているか否かを判定し、上限速度Ｖ２に目標速度Ｖ（ｔ）が収まっていると判定した場合、処理を終了する。これにより、メモリ等の容量に制約のある車載の計算機であっても短時間で計算を終了されることができ、舵角速度が一定であるため、加減速を伴う中で乗り心地のよい走行軌跡を算出することができる。

また、本実施の形態によれば、道路形状の曲率半径Ｒを取得し、現在の車両情報（速度、加速度）を取得し、曲率半径Ｒに基づき、摩擦円、上限加速度、加加速度等の拘束条件を満たす、車両の走行区間における、上限速度Ｖ１を計算し、道路形状の曲率半径Ｒ、および、走行区間における上限速度Ｖ１と、に基づき、現在の速度、加速度から目標速度Ｖ（ｔ）を生成し、車両の走行区間における通過点を取得し、通過点を通過するように、収束演算を用いて舵角速度を計算し、生成された目標速度Ｖ（ｔ）、および、計算された舵角速度に基づいて、通過点を通過する、舵角速度一定の車両軌跡を計算し、道路情報に基づいて、車両軌跡が、車両の走行区間の道路内に収まっているか否か、および、舵角速度が、予め設定された上限舵角速度内に収まっているか否かを判定し、車両軌跡が車両の走行区間の道路内に収まっていて、舵角速度が、予め設定された上限舵角速度内に収まっていると判定された場合、車両の走行区間の道路内に収まっていると判定された車両軌跡に対し、当該車両軌跡の各点での曲率半径Ｒ’に基づき、現在の車両情報から上限速度Ｖ２を生成し、当該上限速度Ｖ２に目標速度Ｖ（ｔ）が収まっているか否かを判定し、上限速度Ｖ２に目標速度Ｖ（ｔ）が収まっていると判定した場合、処理を終了する。これにより、加減速を伴いながらＣＰ等のユーザが希望する通過点を通過するような、一定の舵角速度を計算し、車両軌跡を生成することができ、乗り心地を悪化させることなく希望の通過点を通る軌跡を生成することができる。

最後に、本発明にかかる車両軌跡生成方法、および、車両軌跡生成装置は、上述した実施の形態以外にも、特許請求の範囲に記載した技術的思想の範囲内において種々の異なる実施の形態にて実施されてよいものである。例えば、実施の形態において説明した各処理のうち、自動的に行われるものとして説明した処理の全部または一部を手動的に行うこともでき、あるいは、手動的に行われるものとして説明した処理の全部または一部を公知の方法で自動的に行うこともできる。また、本明細書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各処理の登録データやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。また、車両ＥＣＵ１００に関して、図示の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。また、装置の分散・統合の具体的形態は図示するものに限られず、その全部または一部を、各種の付加等に応じて又は機能負荷に応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。また、上述した実施の形態では車両ＥＣＵ１００がスタンドアローンの形態で処理を行う場合を一例に説明したが、車両ＥＣＵ１００が、当該車両ＥＣＵ１００とは別筐体で構成されるＥＣＵからの要求に応じて情報処理を行い、その処理結果を当該ＥＣＵに返却するように構成してもよい。

以上説明したように、本発明にかかる車両軌跡生成方法、および、車両軌跡生成装置は、特に自動車製造産業で好適に実施することができ、極めて有用である。

１００ 車両ＥＣＵ
１０２ 制御部
１０２ａ 道路形状取得部
１０２ｂ 車両情報取得部
１０２ｃ 上限速度計算部
１０２ｄ 速度生成部
１０２ｅ 舵角速度設定部
１０２ｆ 車両軌跡生成部
１０２ｇ 車両軌跡判定部
１０２ｈ 車両通過点取得部
１０２ｉ 舵角速度計算部
１０２ｊ 重視判定部
１０２ｋ 上限速度判定部
１０２ｍ 車両走行制御部
１０６ 記憶部
１０６ａ 道路情報ファイル
２００ 車両情報センサ

Claims (6)

1. 制御部を少なくとも備えた車両軌跡生成装置において実行される、車両軌跡を生成する車両軌跡生成方法であって、
   上記制御部において実行される、
   車両の目標速度を生成する速度生成工程と、
   上記車両の加減速を伴う場合、上記目標速度を用いて道路における舵角切り足し時、および、舵角切り戻し時において舵角速度が一定の車両軌跡を生成する車両軌跡生成工程と、
   を含み、
   上記速度生成工程にて生成された上記目標速度が、上記車両軌跡の各点での曲率半径に基づき計算される上限速度に収まり、且つ、
   上記車両軌跡生成工程にて生成された上記車両軌跡が、上記車両の走行区間の道路内に収まるまで、各工程が繰り返されることを特徴とする車両軌跡生成方法。
2. 請求項１に記載の車両軌跡生成方法において、
   上記車両軌跡生成工程は、
   上記速度生成工程にて上記目標速度を生成した後に、上記車両軌跡を生成することを特徴とする車両軌跡生成方法。
3. 請求項１に記載の車両軌跡生成方法において、
   上記制御部は、
   上記車両の通過点が指定されている場合、当該車両が当該通過点を通過する上記舵角速度を計算する舵角速度計算工程、
   を更に含み、
   上記車両軌跡生成工程は、
   上記舵角速度計算工程にて上記舵角速度を計算した後に、上記車両軌跡を生成することを特徴とする車両軌跡生成方法。
4. 制御部を少なくとも備えた車両軌跡生成装置であって、
   上記制御部は、
   車両の目標速度を生成する速度生成手段と、
   上記車両の加減速を伴う場合、上記目標速度を用いて道路における舵角切り足し時、および、舵角切り戻し時において舵角速度が一定の車両軌跡を生成する車両軌跡生成手段と、
   を備え、
   上記速度生成手段により生成された上記目標速度が、上記車両軌跡の各点での曲率半径に基づき計算される上限速度に収まり、且つ、
   上記車両軌跡生成手段により生成された上記車両軌跡が、上記車両の走行区間の道路内に収まるまで、各手段を繰り返し実行することを特徴とする車両軌跡生成装置。
5. 請求項４に記載の車両軌跡生成装置において、
   上記車両軌跡生成手段は、
   上記速度生成手段により上記目標速度を生成した後に、上記車両軌跡を生成することを特徴とする車両軌跡生成装置。
6. 請求項４に記載の車両軌跡生成装置において、
   上記制御部は、
   上記車両の通過点が指定されている場合、当該車両が当該通過点を通過する上記舵角速度を計算する舵角速度計算手段、
   を更に備え、
   上記車両軌跡生成手段は、
   上記舵角速度計算手段により上記舵角速度を計算した後に、上記車両軌跡を生成することを特徴とする車両軌跡生成装置。

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