JP5874837B2 - 車両運転行動予測装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両運転行動予測装置に関する。

従来、車両の運転者に対して運転支援を行なう運転支援システムにおいて、将来の車両の運転行動を予測して、この予測した運転行動に基づいて運転支援を行なうことが知られている。このような車両運転行動予測装置として、例えば特許文献１には、運転支援の対象地点より前の一定区間における典型的な運転行動を示すテンプレートを記憶しておき、実際の運転データとテンプレートとの比較によって、対象地点での運転行動を推定する技術が開示されている。

特開２０１０−２２１９６２号公報

しかしながら、特許文献１のように運転行動の予測にテンプレートを用いる場合、テンプレートにより表される典型的な運転行動とは、例えば走行速度など車両の走行状態に応じて異なるものである。このため、運転行動の予測精度を向上するには、車両の走行状態に応じて多種のテンプレートを用意する必要がある。テンプレートを増加すると、テンプレートを記憶するための記憶手段の大容量化が必要となり、製造コストの増大を招く虞がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、テンプレートを用いた車両の運転行動の予測の精度を十分保ちつつ、テンプレートを記憶するための記憶容量を小さく抑えることができる車両運転行動予測装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る車両挙動予測装置は、車両の走行状態を示す走行状態情報に基づいて、予測対象地点における車両挙動を予測する車両挙動予測装置であって、前記予測対象地点までの所定の予測区間における、前記車両挙動ごとの前記走行状態情報の典型的な推移を示す特徴情報を含むテンプレートを記憶する記憶手段と、前記車両の前記予測区間への進入速度に基づいて、前記テンプレート内の前記特徴情報の少なくとも一部を変換する変換手段と、前記変換手段により変換された前記テンプレートと、前記車両の現在の走行状態情報とを比較して、前記予測対象地点における前記車両の車両挙動を予測する予測手段と、を備えることを特徴とする。

また、上記の車両挙動予測装置において、前記車両挙動が、車両の減速挙動を含み、前記変換手段により変換される前記特徴情報は、前記減速挙動のアクセルオフ地点及びブレーキオン地点における、前記予測対象地点からの距離を示す位置情報と、走行状態情報とを含むことが好ましい。

また、上記の車両挙動予測装置において、前記走行状態情報が前記車両の速度情報を含み、前記変換手段は、前記車両の前記予測区間への進入速度が遅くなるほど、前記アクセルオフ地点における前記速度情報を前記進入速度に応じて低減させ、前記アクセルオフ地点における前記位置情報を前記予測対象地点へ接近させるよう変換し、変換前の前記アクセルオフ地点と前記ブレーキオン地点との間の速度情報及び位置情報の変化量と、前記変換された前記アクセルオフ地点における速度情報及び位置情報とに基づき、前記ブレーキオン地点の速度情報及び位置情報を変換する、ことが好ましい。

また、上記の車両挙動予測装置において、前記走行状態情報が前記車両の加速度情報を含み、前記変換手段は、前記車両の前記予測区間への進入速度が遅くなるほど、前記アクセルオフ地点における前記位置情報を前記予測対象地点へ接近させるよう変換し、変換前の前記アクセルオフ地点と前記ブレーキオン地点との間の加速度情報及び位置情報の変化量と、前記アクセルオフ地点における加速度情報と、前記変換された前記アクセルオフ地点における前記位置情報とに基づき、前記ブレーキオン地点の加速度情報及び位置情報を変換する、ことが好ましい。

本発明にかかる車両運転行動予測装置は、テンプレートを用いた車両の運転行動の予測の精度を十分保ちつつ、テンプレートを記憶するための記憶容量を小さく抑えることができるという効果を奏する。

図１は、本実施形態にかかる車両運転行動予測装置を適用した運転支援システムの構成の一例を示すブロック図である。 図２は、運転行動データベースに記憶される速度テンプレートの一例を示す図である。 図３は、運転行動データベースに記憶される加速度テンプレートの一例を示す図である。 図４は、テンプレート変換部における速度テンプレートの変換手法の一例を説明するための模式図である。 図５は、テンプレート変換部における加速度テンプレートの変換手法の一例を説明するための模式図である。 図６は、本実施形態の車両運転行動予測装置により実施される車両運転行動予測処理を示すフローチャートである。 図７は、複数の交差点進入時における本実施形態の車両運転行動予測装置による車両挙動予測の判定結果を示す表である。 図８は、図７の判定結果において正判定の場合の予測タイミングを示す図である。

以下に、本発明に係る車両運転行動予測装置の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。

本発明の実施形態にかかる車両運転行動予測装置の構成について図１を参照しながら説明する。図１は、本実施形態にかかる車両運転行動予測装置を適用した運転支援システムの構成の一例を示すブロック図である。

図１に示すように、本実施形態にかかる車両運転行動予測装置１は、自車両としての車両１００に搭載される運転支援システム１０に適用される。

車両１００は、駆動輪を回転駆動させるための走行用駆動源として、エンジン、モータ等のいずれか一つを備える。車両１００は、エンジンとモータの両方を備えるハイブリッド（ＨＶ）車両、エンジンを備える一方でモータを備えないコンベ車両、モータを備える一方でエンジンを備えないＥＶ車両等のいずれの形式の車両であってもよい。

運転支援システム１０は、大別して、車両状態検出部１１０と、走行環境検出部１２０と、前方車両情報取得部１３０と、車載制御部１４０と、運転行動データベース１５０（記憶手段）と、運転支援制御部１６０とを備える。

運転支援システム１０では、予測対象の車両の走行状態を示す走行状態情報に基づいて、所定の予測対象地点（交差点など）における予測対象の車両の運転行動を予測する。そして、この予測した運転行動に応じた運転支援情報を自車両１００の運転者に提供することができる。本実施形態に係る車両運転行動予測装置１は、この運転支援システム１０における運転行動の予測に関わる構成要素であり、具体的には上記の運転支援システム１０の構成要素のうち車載制御部１４０及び運転行動データベース１５０に係る。

なお、本実施形態では、車両１００の前方を走行する前方車両を予測対象の車両とする。また、本実施形態では、予測する運転行動としては、交差点、横断歩道地点、丁字路、店舗入口に面した地点などの予測対象地点における前方車両の減速挙動と、巡航走行などの非減速挙動とを含む。以下の説明では、予定対象地点を、その一例の「交差点」とも記載する。以下に運転支援システム１０及び車両運転行動予測装置１の各要素について個別に説明する。

車両状態検出部１１０は、走行状態情報のうちの自車両（車両１００）の走行状態を検出する。車両状態検出部１１０は、例えば、車両１００の走行速度を検出する車速センサ１１１、および、車両１００の加速度を検出する加速度センサ１１２等を備える。これら車速センサ１１１および加速度センサ１１２は、例えばＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ａｒｅａ Ｎｅｒｗｏｒｋ）などの車載ネットワークを介して、種々のセンサ等の検出結果が集約される車載制御部（ＥＣＵ）１４０に電気的に接続される。車速センサ１１１は、車輪回転速度を検出し、この検出した回転速度に応じた信号を、車載制御部１４０に出力する。加速度センサ１１２は、車両１００の加速度を検出し、この検出した加速度に応じた信号を車載制御部１４０に出力する。

走行環境検出部１２０は、走行状態情報のうちの自車両または前方車両の走行位置または走行環境を検出する。走行環境検出部１２０は、例えば、衛星信号を受信し、この受信した衛星信号をもとに車両１００または前方車両の絶対位置、すなわち緯度経度を検出するＧＰＳ１２１等を備える。ＧＰＳ１２１は、車両１００または前方車両の移動に伴って変化する車両１００または前方車両の緯度経度、換言すれば、車両１００または前方車両が走行した各地点の緯度経度を検出し、その検出結果を示す緯度経度情報を車載制御部１４０に出力する。

前方車両情報取得部１３０は、走行状態情報のうちの前方車両の走行状態等を示す情報を取得する。前方車両は、車両１００の進行方向前方を走行する車両１００の直前を走行する１台の車両のみならず、車両１００の進行方向前方を走行する複数台の車両も含む。前方車両情報取得部１３０は、例えば、ミリ波帯の電波を用いて車両１００の進行方向前方を走行する前方車両の存在を検知するミリ波レーダ１３１、および、車両１００の周辺を走行する車両との車車間通信または路上に設けられた路側通信機との路車通信機との路車通信を行う車載通信機１３２を備える。ミリ波レーダ１３１は、車両１００の進行方向前方を走行する前方車両の存在を検知すると、その検知結果を示す信号を車載制御部１４０に出力する。車載通信機１３２は、例えば、車両１００の進行方向前方を走行する前方車両との車車間通信を通じて、前方車両の走行速度または加速度等の走行状態を示す情報を取得する。車載通信機１３２は、この取得した情報を車載制御部１４０に出力する。

本実施形態において、車両状態検出部１１０と、走行環境検出部１２０と、前方車両情報取得部１３０とが、検出手段に含まれる。検出手段は、車両（自車両および前方車両を含む）の走行状態情報を検出する。

車載制御部１４０は、検出手段から入力された各種走行状態情報に基づいて運転支援制御部１６０などの運転支援システム１０の各部を制御する。車載制御部１４０は、システム制御部１４１と、走行環境特定部１４２と、テンプレート選択部１４３と、テンプレート変換部１４４（変換手段）と、運転行動予測部１４５（予測手段）とを備える。

システム制御部１４１は、車両状態検出部１１０から各運転操作要素の検出結果が入力されると、その検出結果に基づいて各種車載機器を制御する。具体的には、システム制御部１４１は、車両状態検出部１１０から入力される車速センサ１１１および加速度センサ１１２の検出結果、ならびに、アクセルセンサ、ブレーキセンサ、操舵角センサ等の検出結果に基づき、エンジン、ブレーキ、ターンランプ、および、ステアリング等の各種車載機器を制御する。これにより、例えば、ドライバによりアクセルペダルが踏み込まれたことによってアクセルセンサ等の検出結果が変化すると、この検出結果に応じてエンジンの制御量が算出され、この算出結果に応じてエンジンが制御される。

走行環境特定部１４２は、走行環境検出部１２０から入力された車両１００または前方車両の緯度経度情報などの情報に基づき、車両１００または前方車両の走行環境を特定する。走行環境とは、交差点、カーブなどの道路種別、形状、道路線形、道路幅、曲率、勾配、など車両挙動に影響を与える要素を含む。走行環境特定部１４２は、車両１００または前方車両の走行環境を特定すると、その情報をテンプレート選択部１４３に出力する。

テンプレート選択部１４３は、走行環境特定部１４２により特定された走行環境に基づいて、前方車両の運転行動を予測する予測区間に関連付けられたテンプレートを選択して、運転行動データベース１５０から取得する。ここで、予測区間とは、車両前方の予測対象地点（交差点など）までの所定区間を設定することができる。テンプレート選択部１４３は、走行環境特定部１４２により特定された走行環境に基づいて、車両の走行路の前方に存在する予測対象地点及び予測区間を検出することができる。本実施形態で用いる「テンプレート」とは、運転行動ごとの走行状態情報の典型的な推移を示す特徴情報を含む情報群であり、言い換えると、予測対象地点までの所定の予測区間における、予測対象とする運転行動に対応する車両の走行状態情報の推移を示すものである。運転行動データベース１５０には、走行状態情報のうち速度及び加速度の推移を表す速度テンプレート１５１及び加速度テンプレート１５２が記憶されている。

ここで、図２，３を参照して、車両挙動データベース１５０に記憶されている速度テンプレート１５１及び加速度テンプレート１５２について説明する。図２は、車両挙動データベースに記憶される速度テンプレート１５１の一例を示す図である。図２の速度テンプレート１５１の横軸は、予測対象地点である交差点からの距離（ｍ）を表し、縦軸は速度情報（ｋｍ／ｈ）を表す。

速度テンプレート１５１は、予測対象地点から手前の所定の予測区間における、予測対象地点までの距離に応じた車両の典型的な速度情報の推移を含む。速度テンプレート１５１は、予測対象地点に向けて減速するときの運転行動（減速挙動）と、予測対象地点で減速することなく巡航速度で通過するときの運転行動（巡航挙動）という２つの異なる運転行動における個別の速度推移パターンを含む。巡航挙動は、上述の非減速挙動の一例である。ここで巡航挙動とは、ある距離区間もしくは時間区間での速度のばらつきが所定範囲σ内に収まっており、速度が単調増加、単調減少、０（ｋｍ／ｈ）のいずれでもない走行状態であり、巡航速度は巡航挙動における平均速度と定義することができる。ばらつきの所定範囲σは、例えば運転者が定常走行しているときの速度情報から求めることができる。

減速挙動の速度推移パターンは、例えば車両１００または前方車両が右左折するときの予測区間の速度推移のデータを平均化して作成することができる。巡航挙動の速度推移パターンは、例えば車両１００または前方車両が直進するときの予測区間の速度推移のデータを平均化して作成することができる。図２に示すように、速度テンプレート１５１には、減速挙動の速度推移の平均値及び９５％信頼区間と、巡航挙動の速度推移の平均値及び９５％信頼区間とが記録されている。

図２に示すように、速度テンプレート１５１では、巡航挙動の場合には所定の巡航速度を基準として速度変動が一定幅に収まるように略一定の速度推移となる。減速挙動では、予測区間進入直後（図２では−１００ｍ）は巡航挙動と略同一の速度をとるが、予測対象地点までの距離が近づくにつれて、速度を徐々に低減させていく。

図３は、車両挙動データベースに記憶される加速度テンプレート１５２の一例を示す図である。図３の加速度テンプレート１５２の横軸は、予測対象地点である交差点からの距離（ｍ）を表し、縦軸は加速度情報（ｍ／ｓ＾２）を表す。加速度テンプレート１５２は、予測対象地点から手前の所定の予測区間における、予測対象地点までの距離に応じた車両の典型的な加速度情報の推移を含む。加速度テンプレート１５２も、速度テンプレート１５１と同様に、減速挙動と巡航挙動という２つの異なる運転行動における個別の加速度推移パターンを含む。これらの加速度推移パターンも、速度推移パターンと同様に車両１００または前方車両の予測区間の加速度推移のデータを平均化して作成することができる。図３に示すように、加速度テンプレート１５２には、減速挙動の加速度推移の平均値及び９５％信頼区間と、巡航挙動の加速度推移の平均値及び９５％信頼区間とが記録されている。

図３に示すように、加速度テンプレート１５２では、巡航挙動の場合には加速度０を基準として加速度変動が一定幅に収まるような略一定の加速度推移となる。減速挙動では、予測区間進入直後は巡航挙動と同様に加速度はほぼ０であるが、予測対象地点までの距離が近づくにつれて、加速度を徐々に負方向に増加させていく。すなわち減速度が増大する。

本実施形態では、ある１つの予測対象地点には、ある１つの巡航速度で予測区間に進入したときの巡航挙動と減速挙動における速度、加速度パターンに基づき作成された一組の速度テンプレート１５１と加速度テンプレート１５２とが対応付けられている。すなわち、テンプレート選択部１４３は、車両１００または前方車両がある１つの予測対象地点に接近していることを特定できたときには、予測区間への進入速度がテンプレートの巡航速度と異なる場合でも、進入速度によらず常に同一のテンプレートを運転行動データベース１５０から選択する。テンプレート選択部１４３は、選択した速度テンプレート１５１及び加速度テンプレート１５２をテンプレート変換部１４４に出力する。

図１に戻り、テンプレート変換部１４４は、テンプレート選択部１４３により選択された速度テンプレート１５１及び加速度テンプレート１５２を、対象車両である前方車両の走行状態（本実施形態では、予測区間への進入速度）に合わせて変換する。言い換えると、テンプレート変換部１４４は、テンプレート選択部１４３により選択された速度テンプレート１５１及び加速度テンプレート１５２を、進入速度から予測対象とする運転行動を取る場合の速度または加速度の推移を示す形態に変換する。進入速度は、前方車両が予測区間へ進入する手前の所定区間にわたる速度の平均値としてもよいし、予測区間進入時の車速としてもよい。進入速度は、前方車両情報取得部１３０により取得された前方車両の速度情報から算出することができる。

より詳細には、テンプレート変換部１４４は、速度テンプレート１５１に含まれる特徴情報のうち、アクセルオフ地点及びブレーキオン地点における、予測対象地点からの距離を示す位置情報と、速度情報とを、予測区間への進入速度に応じて変換することで、速度テンプレート１５１の速度推移パターンを進入速度に応じた適切な形態に変更する。また、テンプレート変換部１４４は、加速度テンプレート１５２に含まれる特徴情報のうち、アクセルオフ地点及びブレーキオン地点における、予測対象地点からの距離を示す位置情報と、加速度情報とを、予測区間への進入速度に応じて変換することで、加速度テンプレート１５２を進入速度に応じた適切な形態に変更する。

ここで、図４，５を参照して、テンプレート変換部１４４における速度テンプレート１５１及び加速度テンプレート１５２の変換手法について説明する。図４は、テンプレート変換部１４４における速度テンプレート１５１の変換手法の一例を説明するための模式図であり、図５は、テンプレート変換部１４４における加速度テンプレート１５２の変換手法の一例を説明するための模式図である。図４，５の縦軸及び横軸は、それぞれ図２，３のものと同一である。図４では、変換前の速度推移が実線で示され、変換後の速度推移が点線で示されている。同様に図５では、変換前の加速度推移が実線で示され、変換後の加速度推移が点線で示されている。

図４を参照して速度テンプレート１５１の変換例について説明する。速度テンプレート１５１における減速挙動の速度推移パターンでは、変換手法に係る特徴情報として、図４に示すように、（１）運転者がアクセルをオフするアクセルオフ地点Ａにおける位置情報及び速度情報、（２）アクセルオフ中の所要時間、（３）運転者がブレーキをオンするブレーキオン地点Ｂにおける位置情報及び速度情報、（４）減速目標地点（予測対象地点）Ｏにおける最小速度、が挙げられる。これらのアクセルオフ地点Ａ、ブレーキオン地点Ｂを経由して滑らかに減速しつつ減速目標地点Ｏに到達するよう速度推移がとられている。

ここで、車両の予測区間への進入速度が速度テンプレート１５１の巡航速度より遅くなった場合を考える。この場合、運転者のアクセルオフ操作が遅れ、アクセルオフ地点Ａが減速目標地点（交差点）Ｏに接近する状況が考えられる。また、これに応じてブレーキオン操作も遅れ、ブレーキオン地点Ｂも減速目標地点Ｏに接近する。すなわち、予測区間への車両の進入速度と、アクセルオフ地点Ａ及びブレーキオン地点Ｂに相関関係があると考えることができる。一方、アクセルオフ操作からブレーキオン操作までの所要時間は、車両の進入速度に依存しない。また、減速挙動において、最終的な減速目標地点Ｏにおける最小速度と、その状態となる位置（交差点からの距離＝０）は、車両の進入速度によらず不変である。

そこで、本実施形態では、速度テンプレート１５１の速度推移パターンに関する特徴情報のうち、予測区間への進入速度に依存する特徴情報（アクセルオフ地点及びブレーキオン地点）は進入速度に合わせて変換し、進入速度に依存しない特徴情報（アクセルオフ時間及び減速目標地点）は固定して使用する。具体的には、まず、車両の進入速度に応じてアクセルオフ地点Ａの位置情報の移動量（図４の横軸方向）を算出する。位置情報の移動量は、例えば過去の走行データを利用して学習処理によって導出された関数を利用して算出することができる。この関数は、入力が進入速度であり、出力がアクセルオフ地点Ａの位置情報の移動量である。次に、アクセルオフ地点Ａの速度情報の移動量（図４の縦軸方向）を進入速度に基づいて求める。速度情報の移動量は、例えば変換前のアクセルオフ地点Ａの速度情報と進入速度との差分に所定の係数をかけて算出することができる。これにより、アクセルオフ地点Ａの位置情報の移動量と速度情報の移動量とが算出され、アクセルオフ地点を移動できる。図４の例では、進入速度が巡航速度より低速であるため、アクセルオフ地点Ａと比較して交差点からの距離が近く、速度も低いアクセルオフ地点Ｃへ移動されている。

次に、変換前のアクセルオフ地点Ａとブレーキオン地点Ｂとを結ぶ線分を、変換後のアクセルオフ地点Ｃを通るよう平行移動する。また、進入速度によらず、アクセルオフ操作とブレーキオン操作との間の所要時間は一定なので、進入速度に応じて線分の長さを増減する。図４の例では、進入速度が巡航速度より低速であるため、Ａ〜Ｂ間の線分の長さＬ１と比較して線分の長さＬ２は縮小される。さらに、この線分のアクセルオフ地点Ｃと反対側の端部に、変換後のブレーキオン地点Ｄがプロットされる。

そして、このようにアクセルオフ地点Ｃ及びブレーキオン地点Ｄを決めた後、これらの地点と減速目標地点Ｏとの３点間で線形補間や二次補間など周知の補間手法を用いて、図４に点線で示すように、変換後の減速挙動の速度推移パターンを形成することができる。

また、速度テンプレート１５１における巡航挙動の速度推移パターンでは、例えば進入速度に合わせて、巡航速度の平均値を図４の縦軸方向に平行移動させることで、変換後の巡航挙動の速度推移パターンを形成することができる。

図５を参照して加速度テンプレート１５２の変換例について説明する。加速度テンプレート１５２における減速挙動の速度推移パターンでは、変換手法に係る特徴情報として、図５に示すように、（１）アクセルオフ地点Ｅにおける加速度情報及び位置情報、（２）アクセルオフ中の加速度の傾き、（３）ブレーキオン地点Ｆにおける加速度情報及び位置情報、（４）減速目標地点（予測対象地点）Ｏ２における最小加速度、が挙げられる。これらのアクセルオフ地点Ｅ、ブレーキオン地点Ｆを経由して滑らかに加速度を負方向に増加しつつ減速目標地点Ｏ２に到達するよう加速度推移がとられている。

ここで、車両の予測区間への進入速度が加速度テンプレート１５２の巡航速度より遅くなった場合を考える。この場合、運転者のアクセルオフ操作が遅れるので、アクセルオフ地点Ｅが減速目標地点Ｏ２に接近する状況が考えられる。また、これに応じてブレーキオン操作も遅れ、ブレーキオン地点Ｆも減速目標地点Ｏ２に接近する。すなわち、車両の進入速度と、アクセルオフ地点Ｅ及びブレーキオン地点Ｆの位置情報に相関関係があると考えることができる。

一方、アクセルオフ時は加速度が略一定であるので、アクセルオフ地点Ｅの加速度情報は進入速度には依存しない。また、アクセルオフ後はエンジンブレーキなどの所定の減速度が発生するので、加速度は進入速度に依存することなく略一定のパターンで変動する。また、運転者の減速行動には再現性があるため、減速目標地点Ｏ２における最低加速度の大きさと、その状態になる位置（交差点からの距離＝０）は、車両の進入速度によらず一定である。

そこで、本実施形態では、加速度テンプレート１５２の加速度推移パターンに関する特徴情報のうち、予測区間への進入速度に依存する特徴情報（アクセルオフ地点及びブレーキオン地点）は進入速度に合わせて変換し、進入速度に依存しない特徴情報（アクセルオフ中の加速度傾き及び減速目標地点）は固定して使用する。まず、車両の進入速度に応じてアクセルオフ地点Ｅの位置情報の移動量（図５の横軸方向）を算出する。位置情報の移動量の算出には、図４のアクセルオフ地点Ａと同様に、例えば過去の走行データを利用して学習処理によって導出された関数を用いることができる。この関数は、入力が進入速度であり、出力がアクセルオフ地点Ｅの位置情報の移動量である。なお、アクセルオフ時は加速度が略一定であるので、アクセルオフ地点Ｅから加速度情報の移動量（図５の縦軸方向）は０とする。これにより、アクセルオフ地点Ｅを、水平方向に移動することができる。図５の例では、進入速度が巡航速度より低速であるため、アクセルオフ地点Ｅと比較して交差点からの距離が近いアクセルオフ地点Ｇへ水平移動されている。

次に、変換前のアクセルオフ地点Ｅとブレーキオン地点Ｆとを結ぶ線分を、変換後のアクセルオフ地点Ｇを通るよう平行移動する。この線分のアクセルオフ地点Ｇと反対側の端部に、変換後のブレーキオン地点Ｈをプロットする。

そして、このようにアクセルオフ地点Ｇ及びブレーキオン地点Ｈを決めた後、これらの地点と減速目標地点Ｏ２との３点間で、線形補間や二次補間など周知の補間手法を用いて、図５に点線で示すように、変換後の減速挙動の加速度推移パターンを形成することができる。

また、加速度テンプレート１５２における巡航挙動の加速度推移パターンでは、加速度推移の平均値は車両の進入速度に依存することなく加速度０近傍を維持するので、常時同一のものを使用する。

なお、本実施形態では、運転行動データベース１５０に記憶されている速度テンプレート１５１及び加速度テンプレート１５２を「基準テンプレート」とも記載し、テンプレート変換部１４４により変換された速度テンプレート１５１及び加速度テンプレート１５２を「変換テンプレート」とも記載する。

図１に戻り、運転行動予測部１４５は、テンプレート変換部１４４により変換された速度テンプレート１５１及び加速度テンプレート１５２と、検出手段により検出された現時点における車両の走行状態情報の時系列変化（車両の現在の速度情報及び加速度情報の推移）とを比較して、予測対象地点における運転行動を予測する。運転行動予測部１４５は、前方車両情報取得部１３０から入力される情報に基づいて車両１００の進行方向前方に前方車両が存在していると認識すると、この前方車両の運転行動を予測する。運転行動予測部１４５は、前方車両の運転行動として、例えば、減速挙動の発生の有無を予測する。運転行動予測部１４５は、前方車両の減速挙動の発生および非発生のいずれについても高確率で発生することが予測できないとき、前方車両の減速挙動が不定であると識別してもよい。

運転支援制御部１６０は、運転行動予測部１４５の予測結果に基づいて、各種運転支援に関する制御を行う。運転支援制御部１６０は、支援実施部１６１と、音声部１６２と、表示部１６３とを備える。

支援実施部１６１は、運転行動予測部１４５から前方車両の運転行動の予測結果が入力されると、この予測結果に基づいて、例えば、上記システム制御部１４１により制御される各種制御機器の制御量を求め、求めた制御量をシステム制御部１４１に出力する。これにより、例えば、運転行動予測部１４５の予測結果が前方車両の減速挙動の発生を示しているときは、前方車両が減速するタイミングもしくはこのタイミング以前でのエンジンオフまたはブレーキのオンを実行する。車両１００がハイブリッド自動車であるときは、支援実施部１６１は、前方車両が減速するタイミングもしくはこのタイミング以前でのブレーキ回生を実行する。支援実施部１６１は、例えば、前方車両が減速挙動を行う旨を案内する音声案内または画像案内のための音声データまたは画像データを生成し、これら生成した音声データまたは画像データを、前方車両が減速するタイミングもしくはこのタイミング以前に音声部１６２および表示部１６３に出力する。これにより、音声部１６２および表示部１６３を通じて、前方車両の減速時もしくは減速開始以前に、車両１００の減速を促す案内が車両１００のドライバに対して行われる。

一方、運転行動予測部１４５の予測結果が前方車両の減速挙動が発生しない、すなわち、前方車両の運転行動が巡航挙動（非減速挙動）である旨を示しているときには、支援実施部１６１は、システム制御部１４１、音声部１６２、および表示部１６３を通じた減速支援を実行しない。このとき、支援実施部１６１は、例えば、音声部１６２、および表示部１６３を通じて、前方車両が減速挙動を行わない旨をドライバに案内してもよい。同様に、支援実施部１６１は、運転行動予測部１４５から前方車両の運転行動が不定であるとする識別結果が入力されたときにも、システム制御部１４１、音声部１６２、および表示部１６３を通じた減速支援を実行しない。

車載制御部１４０及び運転支援制御部１６０の支援実施部１６１の各機能は、車両１００に搭載されている電子制御ユニット（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ：ＥＣＵ）により実現される。ＥＣＵは、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びインターフェースを含む周知のマイクロコンピュータを主体とする電子回路として構成されている。

次に、図６を参照して本実施形態に係る車両運転行動予測装置１の動作について説明する。図６は、本実施形態の車両運転行動予測装置１により実施される車両運転行動予測処理を示すフローチャートである。

まず走行環境特定部１４２により、車両１００の走行環境が特定され、予測対象地点の手前の所定の予測区間へ接近していることが検知されると（Ｓ０１）、テンプレート選択部１４３により、予測区間に関連付けられている速度テンプレート１５１及び加速度テンプレート１５２が運転行動データベース１５０から取得される（Ｓ０２）。

次に、走行環境特定部１４２により、予測区間へ進入する手前の所定区間での前方車両の速度情報（ｖ１〜ｖｎ）が検出され（Ｓ０３）、これらの速度情報の平均速度ｖが前方車両の予測区間への進入速度として定義される（Ｓ０４）。なお、速度ｖ１〜ｖｎを検出する所定区間とは、予測区間手前の任意の距離区間または時間区間とすることができる。

テンプレート変換部１４４により、前方車両の進入速度ｖに合わせて、ステップＳ０２にて取得された速度テンプレート１５１及び加速度テンプレート１５２が変換される（Ｓ０５）。テンプレートの変換手法は、例えば図４，５を参照して説明した手法を用いることができる。テンプレート変換部１４４は、速度テンプレート１５１及び加速度テンプレート１５２の推移パターンの特徴情報のうち、進入速度ｖに依存して変動するものを抽出して変更することで、前方車両の進入速度ｖに適合するよう速度テンプレート１５１及び加速度テンプレート１５２を変更することができる。

そして、運転行動予測部１４５により、ステップＳ０５にて変換された速度テンプレート１５１及び加速度テンプレート１５２を使用して、前方車両の運転行動が予測される（Ｓ０６）。運転行動予測部１４５は、テンプレート変換部１４４により変換された速度テンプレート１５１及び加速度テンプレート１５２と、検出手段により検出された前方車両の速度及び加速度の時系列変化とを比較することで、予測対象位置において前方車両が減速挙動または巡航挙動（非減速挙動）のいずれをとるかを予測することができる。運転行動予測部１４５が、予測結果の情報を運転支援制御部１６０の支援実施部１６１に出力すると、本フローの処理が終了する。

次に、本実施形態に係る車両運転行動予測装置１の効果について説明する。

本実施形態の車両運転行動予測装置１は、前方車両の速度情報または加速度情報に基づいて、予測対象地点における前方車両の運転行動を予測するものである。車両運転行動予測装置１は、予測対象地点までの所定の予測区間における、予測対象とする運転行動に対応する車両の速度情報または加速度情報の推移を示す基準テンプレート（速度テンプレート１５１及び加速度テンプレート１５２）を記憶する運転行動データベース１５０と、前方車両の予測区間への進入速度に基づいて、基準テンプレートを、進入速度から予測対象とする運転行動を取る場合の速度または加速度の推移を示す変換テンプレートに変換するテンプレート変換部１４４と、変換テンプレートと、前方車両の現在の速度情報または加速度情報の推移とを比較して、予測対象地点における前方車両の運転行動を予測する運転行動予測部１４５と、を備える。

この構成により、一組の速度テンプレート１５１及び加速度テンプレート１５２を進入速度に基づき変換して運転行動の予測に用いることができるので、車両の走行状態に応じて個別にテンプレートを用意する必要がなくなり、テンプレートを記憶するための記憶容量を小さく抑えることができる。また、車両の進入速度に基づきテンプレートを変換した上で運転行動の予測に用いるので、車両の走行状態に応じた予測が可能となり、運転行動の予測の精度を十分保つことができる。

ここで、図７，８を参照して、本実施形態の車両運転行動予測装置１による予測精度についてさらに説明する。図７は、複数の交差点進入時における本実施形態の車両運転行動予測装置１による運転行動予測の判定結果を示す表である。図８は、図７の判定結果において正判定の場合の予測タイミングを示す図である。図７，８に示す検証実験では、本実施形態のテンプレート変換手法を用いて、巡航速度が異なる６種類のテンプレートを作成した。そして、４箇所の交差点Ａ〜Ｄにて、作成したテンプレートを用いて、前方車両の減速挙動または巡航挙動を予測した。作成した６種類のテンプレートの巡航速度に合わせて前方車両を走行させ、３回ずつ減速挙動と巡航挙動をとらせた。すなわち、各交差点にて６回の運転行動予測を行い（但し交差点Ｂのみ７回予測を行い）、合計２５回の運転行動予測を行なった。

図７は、これらの検証実験における判定結果を示すグラフである。横軸は左から順に交差点Ａ〜Ｄの判定結果を示す。各交差点では、左から順に、前方車両巡航時に正判定した回数、前方車両巡航時に誤判定した回数、前方車両減速時に正判定した回数、前方車両減速時に誤判定した回数を、それぞれ棒グラフで示している。なお、回数が０回の項目には表内に「０」を記載している。図７に示すように、交差点Ａ，Ｄにおいては、巡航挙動及び減速挙動ともに全てのテンプレートで正判定となった。交差点Ｂにおいては、減速挙動は３回全て正判定となったが、巡航挙動の際に４回中１回が誤判定となった。交差点Ｃにおいては、巡航挙動は３回全て正判定となったが、減速挙動の際に３回中１回が誤判定となった。全体では、２５回の予測中２３回が正判定となり、正解率は９２％であった。このように、図７に示す実験結果によれば、テンプレートを車両の進入速度に応じて変換する本実施形態の手法によって、運転行動の予測の精度を十分に保つことが可能であることが示された。

図８は、この検証実験において正判定の場合の予測タイミングを示す図である。図８の横軸は、運転行動の予測結果が出力されたときの交差点からの距離を表し、縦軸は各テンプレートの巡航速度を表す。つまり、図中の左側にプロットされるほど、予測結果が早く出力されていることを示し、右側にプロットされるほど遅く出力されていることを示す。図８に示すように、巡航中の速度が速いほど、予測が早いタイミングで実行されている。予測完了地点の平均は交差点手前の６２ｍ地点であった。これまでの検討で、運転者が前方車両の減速に気付くのは前方車両のターンシグナルやブレーキランプが点灯したときであり、これらの点灯タイミングは概ね交差点より３０ｍ手前付近であることがわかっている。したがって、図８に示す実験結果によれば、テンプレートを車両の進入速度に応じて変換する本実施形態の手法によって、運転行動を十分に早く予測可能であることが示された。

また、本実施形態の車両運転行動予測装置１において、運動行動とは車両の減速挙動を含み、テンプレート変換部１４４は、基準テンプレート上の減速挙動のアクセルオフ地点及びブレーキオン地点における、予測対象地点からの距離を示す位置情報と、速度情報及び加速度情報を、予測区間への進入速度に応じて変換する。

減速挙動のアクセルオフ地点及びブレーキオン地点は、車両の進入速度に依存して変化する特徴情報であるので、これらを変更することにより、テンプレートを車両の走行状態に応じて適切に変更することが可能となり、運動行動を精度良く予測することができる。

また、本実施形態の車両運転行動予測装置１において、テンプレート変換部１４４は、速度情報の推移を示す基準テンプレート（速度テンプレート１５１）において、車両の予測区間への進入速度が遅くなるほど、アクセルオフ地点Ａにおける速度情報を進入速度に応じて低減させ、アクセルオフ地点Ａにおける位置情報を予測対象地点Ｏへ接近させるよう変換してアクセルオフ地点Ｃへ移動する。変換前のアクセルオフ地点Ａとブレーキオン地点Ｂとの間の速度情報及び位置情報の変化量と、変換されたアクセルオフ地点Ｃにおける速度情報及び位置情報とに基づき、ブレーキオン地点Ｂの速度情報及び位置情報を変換してブレーキオン地点Ｄへ移動する。

この構成により、テンプレートを減速時の実際の車両の速度推移に近づくよう変換することが可能となり、運転行動の予測の精度をより一層向上できる。

また、本実施形態の車両運転行動予測装置１において、テンプレート変換部１４４は、加速度情報の推移を示す基準テンプレート（加速度テンプレート１５２）において、車両の予測区間への進入速度が遅くなるほど、アクセルオフ地点Ｅにおける位置情報を予測対象地点Ｏ２へ接近させるよう変換してアクセルオフ地点Ｇへ移動する。変換前のアクセルオフ地点Ｅとブレーキオン地点Ｆとの間の加速度情報及び位置情報の変化量と、アクセルオフ地点Ｅにおける加速度情報と、変換されたアクセルオフ地点Ｇにおける位置情報とに基づき、ブレーキオン地点Ｆの加速度情報及び位置情報を変換してブレーキオン地点Ｈへ移動する。

この構成により、テンプレートを減速時の実際の車両の加速度推移に近づくよう変換することが可能となり、運転行動の予測の精度をより一層向上できる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。上記実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

上記実施形態では、運転行動を予測する対象として前方車両を例に説明したが、実施形態に示した運転行動予測処理は、自車両の運転行動を予測する場合も同様に適用できる。この場合、例えば、テンプレート変換部１４４は、車両状態検出部１１０により取得された車両１００(自車両)の速度情報から自車両の進入速度を算出し、算出した自車両の進入速度に基づいて速度テンプレート１５１及び加速度テンプレート１５２を変換する。そして、運転行動予測部１４５は、自車両の進入速度に基づき変換された速度テンプレート１５１及び加速度テンプレート１５２を用いて、自車両の運転行動を予測する。

また、支援実施部１６１は、運転行動予測部１４５から入力される前方車両と自車両の運転行動の予測結果の両方を考慮して、各状況に適切した運転支援を実施してもよい。また、運転行動は、例えば、車両１００または前方車両の加速挙動または非加速挙動など他の車両挙動であってもよい。この場合、支援実施部１６１は、前方車両または自車両の運転行動が加速挙動または非加速挙動であると予測された予測結果に基づいて、各状況に適した運転支援を実施してもよい。

また、上記実施形態では、速度テンプレート１５１及び加速度テンプレート１５２の両方を用いて運転行動の予測処理を行なっていたが、いずれか一方のみを用いてもよい。また、速度及び加速度以外の他の走行状態情報に関するテンプレートを用いてもよい。

上記実施形態では、速度テンプレート１５１及び加速度テンプレート１５２を車両１００内の運転行動データベース１５０に記憶する構成を例示したが、通信装置等を用いて外部から取得する構成としてもよい。

また上記実施形態では、予測区間への車両の進入速度に依存する速度テンプレート１５１及び加速度テンプレート１５２の特徴情報として、アクセルオフ地点とブレーキオン地点に関する情報を抽出し、これらの情報を進入速度に応じて変換することで速度テンプレート１５１及び加速度テンプレート１５２を変換する構成を例示したが、他の特徴情報を変換してもよい。

１ 車両運転行動予測装置
１００ 車両
１４４ テンプレート変換部（変換手段）
１４５ 運転行動予測部（予測手段）
１５０ 運転行動データベース（記憶手段）
１５１ 速度テンプレート
１５２ 加速度テンプレート

Claims (4)

1. 車両の速度情報または加速度情報に基づいて、予測対象地点における車両の運転行動を予測する車両運転行動予測装置であって、
   前記予測対象地点までの所定の予測区間における、予測対象とする運転行動に対応する前記車両の速度情報または加速度情報の推移を示す基準テンプレートを記憶する記憶手段と、
   前記車両の前記予測区間への進入速度に基づいて、前記基準テンプレートを、前記進入速度から前記予測対象とする運転行動を取る場合の速度または加速度の推移を示す変換テンプレートに変換する変換手段と、
   前記変換テンプレートと、検出装置により検出された前記車両の速度情報または加速度情報の推移とを比較して、前記予測対象地点における前記車両の運転行動を予測する予測手段と、
   を備えることを特徴とする車両運転行動予測装置。
2. 前記運動行動とは減速挙動を含み、
   前記変換手段は、前記基準テンプレート上の減速挙動のアクセルオフ地点及びブレーキオン地点における、前記予測対象地点からの距離を示す位置情報と、速度情報または加速度情報を、前記予測区間への進入速度に応じて変換する
   ことを特徴とする、請求項１に記載の車両運転行動予測装置。
3. 前記変換手段は、前記速度情報の推移を示す前記基準テンプレートにおいて、前記車両の前記予測区間への進入速度が遅くなるほど、前記アクセルオフ地点における前記速度情報を前記進入速度に応じて低減させ、前記アクセルオフ地点における前記位置情報を前記予測対象地点へ接近させるよう変換し、
   変換前の前記アクセルオフ地点と前記ブレーキオン地点との間の速度情報及び位置情報の変化量と、前記変換された前記アクセルオフ地点における速度情報及び位置情報とに基づき、前記ブレーキオン地点の速度情報及び位置情報を変換する、
   ことを特徴とする、請求項２に記載の車両運転行動予測装置。
4. 前記変換手段は、前記加速度情報の推移を示す前記基準テンプレートにおいて、前記車両の前記予測区間への進入速度が遅くなるほど、前記アクセルオフ地点における前記位置情報を前記予測対象地点へ接近させるよう変換し、
   変換前の前記アクセルオフ地点と前記ブレーキオン地点との間の加速度情報及び位置情報の変化量と、前記アクセルオフ地点における加速度情報と、前記変換された前記アクセルオフ地点における前記位置情報とに基づき、前記ブレーキオン地点の加速度情報及び位置情報を変換する、
   ことを特徴とする、請求項２または３に記載の車両運転行動予測装置。

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