JP6154348B2 - 走行経路生成装置 - Google Patents

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に関する。

自車両が走行中の道路上で自動操舵を行うために道路に沿って設定された既定経路と、先行車両の走行軌跡に基づいて設定した経路とをそれぞれ認識し、既定経路において障害物と遭遇する可能性が高い場合は、先行車両の走行軌跡に基づいて設定した経路を選択する技術が提案されている（特許文献１参照）。

特開２００４−７８３３３号公報

先行車両は、他の車線から自車両が走行中の車線に割り込んできたばかりのものである場合がある。この先行車両の走行軌跡は、車線の幅方向に大きく移動したものとなる。仮に、この先行車両の走行軌跡に基づいて設定した経路を選択すると、自車両の経路が不安定になってしまう。本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、上述した課題を解決できる走行経路生成装置を提供することを目的とする。

本発明の走行経路生成装置は、自車両が走行する走行領域を認識する走行領域認識手段と、自車両の前方を走行する先行車両を検出する先行車両検出手段と、先行車両の走行軌跡を中心とし、先行車両の認識尤度が低いほど幅が大きくなる先行車両走行領域を設定する先行車両走行領域設定手段と、走行領域認識手段で認識した走行領域と、先行車両走行領域との重複範囲内を通る自車両の走行経路を生成する走行経路生成手段とを備えることを特徴とする。

本発明の走行経路生成装置は、先行車両に対し、先行車両走行領域を設定する。先行車両の認識尤度が高い場合（例えば先行車両の走行軌跡における変動が十分小さい（安定して走行している）場合）、先行車両走行領域は、先行車両の走行軌跡を中心とする狭い領域となり、先行車両走行領域と走行領域との重複範囲は、先行車両走行領域に等しくなる。本発明の走行経路生成装置は、重複範囲内を通る走行経路を生成するので、上記の場合に生成される走行経路は、先行車両の走行軌跡を中心とする狭い先行車両走行領域を通り、先行車両に追随するものとなる。よって、本発明の走行経路生成装置は、認識尤度が高い先行車両に追随する走行経路を設定することができる。

一方、先行車両の認識尤度が低い場合（例えば、先行車両がふらついていたり、他の車線から直前に割り込んできたばかりである等、先行車両の走行軌跡における変動が大きい場合）、本発明の走行経路生成装置は、先行車両走行領域の幅を大きくする。その結果、先行車両走行領域と走行領域との重複範囲は、走行領域に等しいか、それに近くなる。

本発明の走行経路生成装置は、重複範囲を通る走行経路を生成するので、上記の場合、走行経路は、先行車両走行領域に大きく影響されることなく、走行領域に基づき生成される。よって、本発明の走行経路生成装置は、認識尤度が低い先行車両に追随する走行経路を生成してしまうことがない。

前記走行経路生成手段は、例えば、重複範囲における中央を通る走行経路を生成することができる。この場合、安全性が一層高い走行経路を生成できる。
先行車両走行領域の幅における変化範囲は、例えば、走行領域認識手段で認識した走行領域の幅以上の範囲を含むことができる。この場合、走行軌跡における変動が大きい先行車両の先行車両走行領域を、走行領域の外側にまで広げ（先行車両走行領域と走行領域との重複範囲を走行領域に等しくし）、走行経路を、先行車両走行領域に影響されることなく生成することができる。

先行車両走行領域の幅における変化範囲は、例えば、先行車両の車幅以下の範囲を含むことができる。この場合、走行軌跡における変動が小さい先行車両の先行車両走行領域を、先行車両の車幅以下とし、その先行車両走行領域内を通る走行経路を、先行車両に一層正確に追随するものとすることができる。

本発明の走行経路生成装置は、例えば、自車両の前方の障害物を検出する障害物検出手段を備え、先行車両走行領域設定手段は、障害物検出手段が前記障害物を検出した場合は、それ以外の場合に比べ、先行車両走行領域の幅を小さくすることができる。

この場合、自車両の前方に存在する障害物の検出に応じて、先行車両走行領域の幅が小さくなるので、生成される走行経路は、走行軌跡における変動が小さい場合と同様に、先行車両に追随するものになりやすい。よって、本発明の走行経路生成装置は、障害物を避ける先行車両に追随する走行経路を生成することが容易となる。

走行経路生成装置１の構成を表すブロック図である。 カメラ９及びその撮影範囲１０を表す鳥瞰図である。 走行経路生成装置１が実行する処理を表すフローチャートである。 安定して走行する先行車両１０３が存在する場合における走行経路１２３の生成例を表す説明図である。 直前に割り込んできた先行車両１０３が存在する場合における走行経路１２３の生成例を表す説明図である。 ふらついている先行車両１０３が存在する場合における走行経路１２３の生成例を表す説明図である。 ２台の先行車両１０３、１０５が存在する場合における走行経路１２３の生成例を表す説明図である。 ２台の先行車両１０３、１０５が存在する場合における走行経路１２３の生成例を表す説明図である。

本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
＜第１の実施形態＞
１．走行経路生成装置１の構成
走行経路生成装置１の構成を図１、図２に基づき説明する。走行経路生成装置１は車両に搭載される車載装置である。以下では、走行経路生成装置１を搭載した車両を自車両とする。走行経路生成装置１は、図１に示すように、周囲情報取得部３、走行情報取得部５、及び演算部７を備える。

周囲情報取得部３は、カメラ９（図２参照）、ミリ波レーダ、レーザレーダ、及びソナーを備える。カメラ９は、図２に示すように、自車両１０１の前方に取り付けられ、自車両１０１の前方を撮影することができる。カメラ９の撮影範囲１０には、自車両１０１の前方を走行する先行車両１０３、１０５が含まれる。また、カメラ９の撮影範囲には、自車両１０１が走行中の車線１０７（車線１０７の両側の車線境界線１０９を含む）が含まれる。

また、周囲情報取得部３が備えるミリ波レーダ、レーザレーダ、及びソナーは、先行車両１０３、１０５を検出するとともに、先行車両１０３、１０５と自車両１０１との距離、及び自車両１０１を基準とした先行車両１０３、１０５の方位を算出できる。また、ミリ波レーダ、レーザレーダ、及びソナーは、自車両の前方の障害物（例えば停止車両等）も検出することができる。

走行情報取得部５は、ＧＰＳ、車速センサ、加速度センサ、ヨーレートセンサ、操舵角センサ、及びウインカーセンサ等を備えており、自車両の走行情報を検出する。すなわち、走行情報取得部５は、ＧＰＳにより、自車両の位置を取得し、車速センサにより自車両の車速を取得し、加速度センサにより自車両の加速度を取得し、ヨーレートセンサにより自車両のヨーレートを取得し、操舵角センサにより自車両の操舵角を取得し、ウインカーセンサにより、ウインカーの表示状態（ウインカーを表示しているか否か、表示している場合は左右のどちらの表示をしているか）を取得する。

演算部７は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を備える周知のコンピュータであり、周囲情報取得部３及び走行情報取得部５で取得した情報に基づき、後述する処理を実行し、自車両の走行経路を生成する。演算部７は、機能的に、走行領域認識部１１、先行車両検出部１３、先行車両走行領域設定部１５、及び走行経路生成部１７を備える。

なお、自車両は、走行経路生成装置１が生成した走行経路に沿って自動操舵により追従走行を行う機構（図示略）を備えている。
２．走行経路生成装置１が実行する処理
自車両の走行中、走行経路生成装置１（特に演算部７）が所定時間ごとに繰り返し実行する処理を図３〜図８に基づき説明する。

図３のステップ１では、周囲情報取得部３が備えるカメラ９を用いて、自車両の前方を撮影し、画像を取得する。
ステップ２では、走行情報取得部５を用いて、自車両の走行情報を取得する。すなわち、ＧＰＳを用いて自車両の位置を取得する。また、自車両の位置の経時的な変化、ヨーレートセンサ、操舵角センサ、及びウインカーセンサの検出結果を用いて、今後の自車両の進行方向を予測する。

ステップ３では、走行領域認識部１１が、その時点以降に自車両が走行する走行領域を認識する。走行領域とは、自車両が走行可能な領域であって、具体的には、以下のものである。

(i) 走行領域は、基本的には、その時点で自車両が走行中の車線のうち、自車両よりも前方の部分である。
(ii)ただし、図４に示すように、自車両が走行中の車線１０７内の前方に、停止車両１１１等の障害物が存在する場合は、車線１０７のうち、障害物を除く領域が走行領域１０８となる。

(iii)また、自車両が、その時点で走行中の車線から、他の車線（例えば隣接する車線）に移行することを予定している場合、走行領域は、走行中の車線のうち、移行点までの部分と、他の車線のうち、移行点から先の部分とから成る領域である。

(iv)また、自車両が走行中の車線が、前方において複数の分岐先に分岐している場合、走行領域は、走行中の車線のうち、分岐点までの部分と、自車両が走行する予定の分岐先とから成る領域である。

なお、自車両が走行中の車線は、カメラ９で撮影した画像を用いて認識できる。すなわち、カメラ９で撮影した画像において輝度が急変するエッジ点（車線境界線のエッジに対応）を抽出し、エッジ点を通る近似線を引くことで、車線境界線を検出し、一対の車線境界線で挟まれた領域を車線として認識する。

また、自車両が走行中の車線内の障害物は、カメラ９で撮影した画像に対し周知の画像認識処理を実行することで検出できる。また、自車両が走行中の車線内の障害物は、周囲情報取得部３が備えるミリ波レーダ、レーザレーダ、及びソナーによっても検出できる。

また、自車両が、その時点で走行中の車線から、他の車線に移行することは、例えば、走行情報取得部５が備えるウインカーセンサの検出結果により判断できる。また、自車両が走行中の車線が前方において複数の分岐先に分岐していることや、自車両がどの分岐先を走行するかということは、例えば、自車両が備えるナビゲーションシステムにおける設定により判断できる。

ステップ４では、先行車両検出部１３が、前記ステップ１で取得した画像に対し画像認識処理を実行し、自車両の前方を走行する先行車両を検出できるか否かを判断する。先行車両が検出できた場合はステップ５に進み、先行車両が検出できなかった場合はステップ１０に進む。

ステップ５では、先行車両走行領域設定部１５が、前記ステップ４で検出した先行車両について、Ｘ秒前から、その時点までの走行軌跡（先行車両が過去に存在した位置を順次路面にプロットして成る軌跡）を取得する。なお、走行軌跡は、前記ステップ１の処理を所定時間ごとに繰り返し実行した結果得られた複数の画像（異なる時刻において撮影された複数の画像）における先行車両の位置を、時間の経過順にたどることで取得できる。

図４〜図６に、先行車両の走行軌跡の例を示す。図４は、車線１０７内を、車線１０７の進行方向に沿って直線する先行車両１０３の走行軌跡１１３を表す。図５は、隣の車線１１４から、自車両１０１が走行中の車線１０７に割り込んできた先行車両１０３の走行軌跡１１３を示す。図６は、自車両１０１が走行中の車線１０７内でふらついている（蛇行して走行している）先行車両１０３の走行軌跡１１３を示す。

ステップ６では、先行車両走行領域設定部１５が、先行車両の認識尤度を算出する。認識尤度は、以下の基準により増減する。
(i)走行軌跡の幅方向（車線の進行方向に直交する方向）での変動量が大きいほど、認識尤度は低い。

(ii)走行軌跡のうち、車線の進行方向に対する角度が所定の閾値以上である部分（車線の進行方向に対し斜行している部分）の割合が大きいほど、認識尤度は低い。
(iii)自車両１０１が走行中の車線１０７内の障害物を、カメラ９、周囲情報取得部３で検出した場合は、それ以外の場合に比べ、認識尤度は高い。

(iv)先行車両１０３がウインカーを表示させており、自車両１０１は車線変更を予定していない場合は、それ以外の場合に比べ、認識尤度は低い。
(v)先行車両１０３がウインカーを表示させており、自車両１０１が同方向に車線変更を予定している場合は、それ以外の場合に比べ、認識尤度は高い。

（vi）自車両が、道路中の工事区間情報を、カメラ９、周囲情報取得部３で検出した場合は、それ以外の場合に比べ、認識尤度は高い。
（vii）自車両が、渋滞中、交差点または道路の白線かすれなどの車線情報の取得不良により走行中の走行領域の取得が連続的に出来なかった場合は、それ以外の場合に比べ、認識尤度は高い。

例えば、図４に示す走行軌跡１１３の場合、幅方向での変動量は小さく、車線の進行方向に対し斜行している部分はないので、認識尤度は高い。一方、図５、図６に示す走行軌跡１１３の場合、幅方向での変動量は大きく、車線の進行方向に対し斜行している部分の割合が大きいので、認識尤度は低い。

ステップ７では、先行車両走行領域設定部１５が、先行車両ごとに、先行車両走行領域を設定する。図４〜図６に示すように、先行車両走行領域１１５は、先行車両１０３の走行軌跡１１３を中心とし、右側境界線１１７から左側境界線１１９までの、幅Ｗを有する走行領域である。幅Ｗの大きさは、前記ステップ６で算出した認識尤度と反比例している。よって、認識尤度が低いほど、幅Ｗは大きくなる。

認識尤度が変化したときの幅Ｗの変化範囲は、走行領域の幅以上の範囲を含む。すなわち、図５、図６に示すように、先行車両１０３の走行軌跡１１３における変動が十分著しく、認識尤度が十分低い場合、幅Ｗは、走行領域１０８（車線１０７）の幅よりも大きくなる。また、幅Ｗの変化範囲は、先行車両の車幅以下の範囲を含む。すなわち、図４に示すように、先行車両１０３の走行軌跡１１３における変動が十分小さく、認識尤度が十分高い場合、幅Ｗは、先行車両１０３の車幅以下となる。また、先行車両を複数検出した場合は、図７、図８に示すように、先行車両ごとにそれぞれ先行車両走行領域１１５を設定する。

ステップ８では、走行経路生成部１７が、前記ステップ３で認識した走行領域と、前記ステップ７で設定した先行車両走行領域との重複範囲を認識する。図４に示す例では、走行領域１０８は、車線１０７のうち、停止車両１１１を除く部分である。先行車両１０３の先行車両走行領域１１５は、走行領域１０８に含まれる。よって、走行領域１０８と先行車両走行領域１１５との重複範囲は、先行車両走行領域１１５に等しい。

また、図５、図６に示す例では、走行領域１０８は、車線１０７に等しい。また、先行車両１０３の先行車両走行領域１１５は、幅方向の両側において、概ね、車線１０７よりも外側にまで広がっている。よって、走行領域１０８と先行車両走行領域１１５との重複範囲は、走行領域１０８（車線１０７）に等しい。

また、図７、図８に示すように、複数の先行車両走行領域１１５が存在する場合は、全ての先行車両走行領域１１５、及び走行領域１０８が重複する重複範囲を認識する。図７の例では、２つの先行車両走行領域１１５は、いずれも、幅方向の両側において、走行領域１０８（車線１０７）よりも外側にまで広がっているので、走行領域１０８と２つの先行車両走行領域１１５との重複範囲は、走行領域１０８に等しい。また、図８の例では、矢印で示す領域１２１が、走行領域１０８と２つの先行車両走行領域１１５との重複範囲である。

ステップ９では、走行経路生成部１７が、図４〜図８に示すように、前記ステップ８で認識した重複範囲の中央（車線１０７の幅方向における中央）を通る走行経路１２３を生成する。

一方、前記ステップ４で否定判断した場合はステップ１０に進む。ステップ１０では、前記ステップ３で認識した走行可能領域の中央（車線１０７の幅方向における中央）を通る走行経路を生成する。

３．走行経路生成装置１が奏する効果
（１）走行経路生成装置１は、先行車両に対し、先行車両走行領域を設定する。先行車両の認識尤度が高い場合（例えば、先行車両が自車両と同じ車線を安定して走行している（ふらついたりすることなく、また、他の車線から直前に割り込んできた車両でもない）場合）、図４に示すように、走行経路生成装置１は、先行車両走行領域１１５の幅Ｗを小さくし、先行車両走行領域１１５は走行領域１０８に含まれる。

その結果、先行車両走行領域１１５と走行領域１０８との重複範囲は、先行車両走行領域１１５に等しくなる。走行経路生成装置１は、重複範囲内を通る走行経路を生成するので、図４に示す例では、生成される走行経路は、先行車両走行領域１１５を通り、先行車両１０３に追随するものとなる。よって、走行経路生成装置１は、認識尤度が高い先行車両に追随する走行経路を生成することができる。

（２）先行車両の認識尤度が低い場合(例えば、先行車両がふらついていたり、他の車線から直前に割り込んできた車両である等、先行車両の走行軌跡における変動が大きい場合)、図５、図６に示すように、走行経路生成装置１は、先行車両走行領域１１５の幅Ｗを大きくし、先行車両走行領域１１５は走行領域１０８(車線１０７)よりも外側に広がる。

その結果、先行車両走行領域１１５と走行領域１０８との重複範囲は、走行領域１０８に等しくなる。走行経路生成装置１は、重複範囲の中央を通る走行経路を生成するので、図５、図６に示す例では、その走行経路は、先行車両走行領域１１５に影響されることなく、走行領域１０８の中央となる。よって、走行経路生成装置１は、認識尤度が低い先行車両に追随する走行経路を生成してしまうことがない。
＜第２の実施形態＞
１．走行経路生成装置１の構成
走行経路生成装置１の構成は前記第１の実施形態と同様である。

２．走行経路生成装置１が実行する処理
走行経路生成装置１が実行する処理は基本的には前記第１の実施形態と同様である。ただし、本実施形態では、先行車領域における幅Ｗの設定において一部相違する。以下では、その相違点を中心に説明する。

走行経路生成装置１は、周囲情報取得部３を用いて、自車両の前方に存在する障害物を検出することができる。走行経路生成装置１は、障害物を検出した場合、障害物を検出しない場合に比べ、先行車両走行領域の幅Ｗを小さくする。

なお、障害物を検出した場合同士で比較すると、前記第１の実施形態と同様に、先行車両走行領域の幅Ｗは、走行軌跡の変動の程度が大きいほど、大きく設定される。また、障害物を検出しない場合同士で比較しても、前記第１の実施形態と同様に、先行車両走行領域の幅Ｗは、走行軌跡の変動の程度が大きいほど、大きく設定される。

３．走行経路生成装置１が奏する効果
（１）本実施形態の走行経路生成装置１は、前記第１の実施形態と同様の効果を奏することができる。

（２）自車両の前方に存在する障害物を検出した場合、本実施形態の走行経路生成装置１は、先行車両走行領域の幅Ｗを小さくするので、図４に示すように、走行経路生成装置１が生成する走行経路１２３は、先行車両１０３に追随するものになりやすい。よって、走行経路生成装置１は、障害物（図４に示す例では停止車両１１１）を避ける先行車両１０３と同様の走行経路１２３を生成することができる。
＜その他の実施形態＞
（１）前記第１、第２の実施形態において、走行経路は、重複範囲内であれば、重複範囲の中央以外（例えば、重複範囲内における右寄りの位置、又は左寄りの位置等）を通るものであってもよい。

（２）前記第１、第２の実施形態において、先行車両走行領域の幅Ｗは、走行軌跡における変動の程度が大きくなるにつれて、連続的に（例えば線形的に）大きくなってもよいし、段階的に大きくなってもよい。

（３）前記第１、第２の実施形態において、走行領域は、自車両が走行中の車線と常に等しいものであってもよい。
（４）前記第１、第２の実施形態において、先行車両走行領域の幅Ｗにおける変化範囲は適宜設定できる。例えば、先行車両走行領域の幅Ｗは、最も大きくなったときでも、走行領域の幅より小さくてもよい、また、先行車両走行領域の幅Ｗは、最も小さくなったときでも、先行車両の車幅より大きくてもよい、

１…走行経路生成装置、３…周囲情報取得部、５…走行情報取得部、７…演算部、９…カメラ、１０…撮影範囲、１１…走行領域認識部、１３…先行車両検出部、１５…先行車両走行領域設定部、１７…走行経路生成部、１０１…自車両、１０３、１０５…先行車両、１０７…車線、１０８…走行領域、１０９…車線境界線、１１１…停止車両、１１３…走行軌跡、１１４…隣の車線、１１５…先行車両走行領域、１１７…右側境界線、１１９…左側境界線、１２３…走行経路

Claims (5)

1. 自車両が走行する走行領域を認識する走行領域認識手段と、
   自車両の前方を走行する先行車両を検出する先行車両検出手段と、
   前記先行車両の走行軌跡を中心とし、前記先行車両の認識尤度が低いほど幅が大きくなる先行車両走行領域を設定する先行車両走行領域設定手段と、
   前記走行領域認識手段で認識した前記走行領域と、前記先行車両走行領域との重複範囲内を通る自車両の走行経路を生成する走行経路生成手段と、
   を備えることを特徴とする走行経路生成装置。
2. 前記走行経路生成手段は、前記重複範囲における中央を通る前記走行経路を生成することを特徴とする請求項１に記載の走行経路生成装置。
3. 前記先行車両走行領域の幅における変化範囲は、前記走行領域認識手段で認識した前記走行領域の幅以上の範囲を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の走行経路生成装置。
4. 前記先行車両走行領域の幅における変化範囲は、前記先行車両の車幅以下の範囲を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の走行経路生成装置。
5. 自車両の前方の障害物を検出する障害物検出手段を備え、
   前記先行車両走行領域設定手段は、前記障害物検出手段が前記障害物を検出した場合は、それ以外の場合に比べ、前記先行車両走行領域の幅を小さくすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の走行経路生成装置。

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