JP6298772B2 - 車載用制御装置、自車位置姿勢特定装置、車載用表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載されて使用される車載用制御装置、自車位置姿勢特定装置及び車載用表示装置に関する。

道路地図データを用いて車両の走行道路の形状や交通ルールを認識し、車両の走行を自動制御するシステムが知られている。このようなシステムでは、道路地図データにおける車両位置や姿勢の推定精度が悪化すると、誤って走行道路の形状や交通ルールを参照し、危険な走行制御を引き起こす可能性がある。そのような状況下では、システムによる自動運転制御を継続できる状態ではないため手動運転に切り替えることが求められるが、システムから制御権を突然渡されてもドライバは咄嗟に対応できないという課題がある。

上記の課題に関して、特許文献１に開示された技術が知られている。特許文献１には、自車両前方の白線の検出状態に応じて自動運転制御の安定度を判断し、その判断結果に基づいて車載用表示装置に表示する技術が開示されている。

特開２００１−１９９２９５号公報

上記特許文献１の技術では、各時点での白線検出状態に基づいて自動運転制御の安定度が判断される。そのため、例えば一時的に白線検出状態が悪化した場合など、実質的に自動運転制御に問題がないような場合でも、自動運転制御が不安定であることが通知されてしまう。その結果、運転者は不要な通知を受けることとなり、煩わしく感じてしまう。また、自動運転制御の安定度が急激に低下した場合には、通知を受けても運転者は即時に対応できない場合がある。このように、従来の技術では、自車両の位置推定精度が悪化した場合に、自動運転の継続性に関する通知を精度良く、かつ十分に前もって行うことができないという課題がある。

本発明による車載用制御装置は、車両に搭載され、前記車両の走行を制御するための車載用制御装置であって、前記車両の位置誤差を推定する車両位置誤差特定部と、前記車両位置誤差特定部により推定された前記車両の位置誤差に基づいて、前記車両の走行制御状態の継続性に関する情報を決定する走行制御継続性情報決定部と、前記走行制御継続性情報決定部により決定された前記車両の走行制御状態の継続性に関する情報を出力する走行制御継続性情報出力部と、前記車両位置誤差特定部により推定された前記車両の位置誤差に基づいて、前記車両の将来の位置誤差を推定する将来位置誤差特定部とを備え、前記走行制御継続性情報決定部は、前記将来位置誤差特定部により推定された前記将来の位置誤差に基づいて、前記車両の走行制御状態の継続性に関する情報を決定する。

本発明によれば、自車両の位置推定精度が悪化した場合に、自動運転の継続性に関する通知を精度良く、かつ十分に前もって行うことができる。

図１は、本発明の第１実施形態による走行制御システム１の構成の一例を示す機能ブロック図である。 図２は、周辺道路地図データ群１２１のデータ構造の一例を示す図である。 図３は、車両位置姿勢関連データ群１２２のデータ構造の一例を示す図である。 図４は、許容位置精度パラメータデータ群１２３のデータ構造の一例を示す図である。 図５は、本発明の第１実施形態の車載用制御装置１０において実行される走行制御処理のフローチャートである。 図６は、本発明の第１実施形態の車載用制御装置１０において実行される位置姿勢誤差推移推定処理のフローチャートである。 図７は、本発明の第１実施形態の車載用制御装置１０において実行される適正走行制御レベル判定処理のフローチャートである。 図８は、本発明の第１実施形態の車載用制御装置１０における適正走行制御レベル判定処理の動作を説明するための具体的な走行シーンの一例を示す図である。 図９は、本発明の第１実施形態の車載用制御装置１０における適正走行制御レベル判定処理の動作を説明するための具体的な走行シーンの一例を示す図である。 図１０は、本発明の第１実施形態の車載用制御装置１０における適正走行制御レベル判定処理の動作を説明するための具体的な走行シーンの一例を示す図である。 図１１は、本発明の第１実施形態の車載用制御装置１０における適正走行制御レベル判定処理の動作を説明するための具体的な走行シーンの一例を示す図である。 図１２は、本発明の第１実施形態の車載用制御装置１０及び車載用表示装置２０における走行制御継続性情報通知処理のフローチャートである。 図１３は、本発明の第１実施形態の車載用制御装置１０が出力する走行制御継続性情報メッセージのフォーマットの一例を示す図である。 図１４は、本発明の第１実施形態の車載用表示装置２０による走行制御継続性情報の表示画面の一例を示す図である。 図１５は、本発明の第２実施形態による走行制御システム１Ａの構成の一例を示す機能ブロック図である。 図１６は、本発明の第２実施形態の自車位置姿勢特定装置９０及び車載用制御装置１０Ａにおいて実行される車両位置姿勢特定処理のフローチャートである。 図１７は、本発明の第２実施形態の自車位置姿勢特定装置９０が出力する自車位置姿勢関連情報メッセージのフォーマットの一例を示す図である。 図１８は、本発明の第２実施形態の車載用制御装置１０Ａにおいて実行される走行制御処理のフローチャートである。

以下，図面を参照して，本発明の実施形態について説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による走行制御システム１の構成の一例を示す機能ブロック図である。

図１に示すように、本実施形態に係る走行制御システム１は、車両に搭載され、車両の走行の一部または全てを自動で制御するシステムである。走行制御システム１は、車載用制御装置１０、車載用表示装置２０、無線通信部３０、自車位置測位装置４０、外界センサ群５０、車両センサ群６０、アクチュエータ群７０、走行経路決定装置８０、等を含んで構成される。なお、以下の説明では、走行制御システム１が搭載される車両を自車両と称する。

車載用制御装置１０は、自車両の自動走行制御を実現するための各種の処理や制御を行う装置であり、処理部１００と、記憶部１２０と、通信部１３０とを有する。車載用制御装置１０には、例えば自車両に搭載されたＥＣＵ（Electronic Control Unit）等が用いられる。なお、車載用制御装置１０の形態に特に制限はなく、ＥＣＵ以外のものを車載用制御装置１０として用いてもよい。例えば、車載用制御装置１０は、自車両の先進運転支援システム（ＡＤＡＳ：Advanced Driver Assistance Systems）を実現するための走行制御装置でもよい。また、車載用制御装置１０を外界センサ群５０等と統合してもよいし、自車両のユーザが車両ネットワークに接続したスマートフォン等の外部装置を車載用制御装置１０として用いてもよい。

処理部１００は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算処理装置）やＲＡＭ（Random Access Memory）などのメモリを含んで構成される。処理部１００は、車載用制御装置１０の機能を実現するための部分として、関連情報取得部１０１、車両位置姿勢特定部１０２、車両位置姿勢誤差特定部１０３、将来位置姿勢誤差特定部１０４、許容位置姿勢誤差特定部１０５、走行制御内容決定部１０６、走行経路情報特定部１０７、将来走行内容推定部１０８、走行制御継続性情報決定部１０９、走行制御継続性情報出力部１１０、及び運転者状態特定部１１１を有する。処理部１００は、記憶部１２０に格納されている所定の動作プログラムを実行することで、これらの各部に対応する処理を行うことができる。

関連情報取得部１０１は、自車両の位置姿勢や走行制御内容を決定する際に必要な各種情報（周辺道路地図、走行経路情報、測位情報、外界認識情報、車両センサ情報等）を取得する部分である。車両位置姿勢特定部１０２は、測位情報に基づいて自車両の位置及び姿勢を特定する部分である。車両位置姿勢誤差特定部１０３は、車両位置姿勢特定部１０２で特定した自車両の位置姿勢の誤差を推定する部分である。将来位置姿勢誤差特定部１０４は、将来の自車両の位置姿勢誤差を推定する部分である。許容位置姿勢誤差特定部１０５は、対象の走行制御が正しく動作するために許容できる位置や姿勢の精度を特定する部分である。走行制御内容決定部１０６は、自車両の走行制御内容を決定する部分である。走行経路情報特定部１０７は、自車両の想定走行経路に関する情報を特定する部分である。将来走行内容推定部１０８は、将来の自車両の走行内容を推定する部分である。走行制御継続性情報決定部１０９は、現在の走行制御状態を継続するかどうかに関する情報を決定する部分である。走行制御継続性情報出力部１１０は、走行制御継続性情報決定部１０９が決定した情報を、通信部１３０を用いて車載用表示装置２０に出力する部分である。運転者状態特定部１１１は、運転者の状態を特定する部分である。なお、本明細書において「特定」とは、推定または決定する場合を含むものとする。

記憶部１２０は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュメモリ、ＲＯＭ（Read Only Memory）などの記憶装置を含んで構成される。記憶部１２０は、処理部１００が実行するプログラムや、本システムの実現に必要な各種のデータ群などを格納している。本実施形態では、特に、車載用制御装置１０の機能を実現するための情報として、周辺道路地図データ群１２１、車両位置姿勢関連データ群１２２、及び許容位置精度パラメータデータ群１２３の各情報が記憶部１２０に格納される。

周辺道路地図データ群１２１は、自車両の位置姿勢や走行制御内容を決定するために必要な自車両周辺の道路に関するデジタル道路地図データの集合体である。例えば、道路のネットワーク構造、属性（道路の種別、制限速度、進行方向等）、形状（道路のレーン形状，交差点の形状等），及びランドマーク（道路標識，路面上のペイント等）等の情報が周辺道路地図データ群１２１に含まれる。なお、この周辺道路地図データ群１２１の管理方法としては、様々な方法を用いることができる。例えば、車載用制御装置１０に予め全体の地図データを格納していても良いし、車載用表示装置２０等の外部装置から受信するように構成されていても良い。また、無線通信部３０を経由して自車両の外部から受信するように構成されていても良い。

車両位置姿勢関連データ群１２２は、自車両の位置姿勢の特定結果及びその関連情報を示すデータの集合体である。例えば、自車位置測位装置４０から取得された測位情報に基づいて特定された自車両の位置姿勢情報や、車両位置姿勢特定部１０２、車両位置姿勢誤差特定部１０３によりそれぞれ特定された自車両の位置姿勢やその誤差に関する情報等が、車両位置姿勢関連データ群１２２に含まれる。

許容位置精度パラメータデータ群１２３は、許容位置姿勢誤差特定部１０５が許容できる位置精度の特定に用いるパラメータに関するデータの集合体である。

通信部１３０は、各種プロトコルに基づいて、自車両に搭載された他の装置とデータの送受信を行う。通信部１３０は、例えば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）又はＣＡＮ（Controller Area Network）等の通信規格に準拠したネットワークカード等を含んで構成される。なお、通信部１３０と他の装置との間の接続形態は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔのような有線接続に限定されることはなく、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）や無線ＬＡＮ（Local Area Network）などの近距離無線接続であってもよい。

車載用表示装置２０は、自車両に搭載された表示装置である。車載用表示装置２０は、処理部２００と、記憶部２２０と、通信部２３０と、画面入出力部２４０と、音声入出力部２５０とを有する。なお、車載用表示装置２０の形態に特に制限はない。例えば、車載用表示装置２０として、ナビゲーション装置や、自車両のユーザが車載ネットワークに接続したスマートフォン等の外部装置を利用することができる。

処理部２００は、車載用制御装置１０の処理部１００と同様に、例えば、ＣＰＵやＲＡＭなどのメモリを含んで構成される。処理部２００は、車載用表示装置２０の機能を実現するための部分として、走行制御継続性情報取得部２０１およびＨＭＩ出力制御部２０２を有する。処理部２００は、記憶部２２０に格納されている所定の動作プログラムを実行することで、これらの各部に対応する処理を行うことができる。

走行制御継続性情報取得部２０１は、自車両の走行制御の継続性に関する情報を車載用制御装置１０から取得する部分である。ＨＭＩ出力制御部２０２は、走行制御継続性情報取得部２０１で取得した情報に基づいて、画面入出力部２４０、音声入出力部２５０に様々な画面や音声をそれぞれ出力する部分である。画面入出力部２４０は、例えば液晶ディスプレイを用いて構成されており、ＨＭＩ出力制御部２０２の制御に応じて様々な画面を表示する。音声入出力部２５０は、例えばアンプ及びスピーカを用いて構成されており、ＨＭＩ出力制御部２０２の制御に応じて様々な音声を出力する。

記憶部２２０は、車載用制御装置１０の記憶部１２０と同様に、例えば、ＨＤＤ、フラッシュメモリ、ＲＯＭなどの記憶装置を含んで構成される。記憶部２２０は、処理部２００が実行するプログラムや、本システムの実現に必要なデータ群などを格納している。

通信部２３０は、車載用制御装置１０の通信部１３０と同様に、各種プロトコルに基づいて、自車両に搭載された他の装置とデータの送受信を行う。通信部２３０は、例えば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ又はＣＡＮ等の通信規格に準拠したネットワークカード等を含んで構成される。なお、通信部２３０と他の装置との間の接続形態は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔのような有線接続に限定されることはなく、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈや無線ＬＡＮなどの近距離無線接続であってもよい。

無線通信部３０は、走行制御システム１と自車両の外に設置された他の装置との間で無線通信を行う。無線通信部３０は、例えば、ＬＴＥ（Long Term Evolution）等の長距離無線通信規格や、無線ＬＡＮ、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communications）等の近距離無線通信規格に準拠したネットワークカード等を有する。無線通信部３０は、データの目的や用途に応じて様々な接続先に接続し、無線通信を行うことができる。例えば、自車両を含む複数の車両の走行支援を行うために設置されたサーバ、道路上に設置された路側機、他車両に搭載された無線通信装置、個人が保有する通信端末等との間で、データ通信が可能となるように構成される。

自車位置測位装置４０は、自車両の地理的な位置を測位し、その結果を示す測位情報を車載用制御装置１０に提供する装置である。自車位置測位装置４０は、例えば、全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ）受信装置を用いて実現可能である。この場合、自車位置測位装置４０は、単純にＧＮＳＳ衛星から受信する電波に基づいた測位結果を提供するように構成されていても良い。または、自車両の移動速度及び進行方位角等、外界センサ群５０や車両センサ群６０から取得可能な情報を活用して、ＧＮＳＳ衛星による測位結果に対して位置補間及び誤差補正を行い、その結果を基に測位情報を出力するように自車位置測位装置４０を構成しても良い。なお、自車位置測位装置４０から出力される測位情報は、典型的には、緯度及び経度のような所定の地理座標系の値を用いて、自車両の位置を表している。しかし、自車両が走行している道路を特定するために使用できる情報であれば、上記以外の情報であってもよい。例えば、自車両が走行している道路及びその道路上の位置を示す情報を、自車位置測位装置４０からの測位情報として出力してもよい。

外界センサ群５０は、自車両周辺の一定範囲の障害物（他車両、自転車、歩行者、落下物等）や特徴物（道路標識、白線、ランドマーク等）を認識することができるセンサ群である。外界センサ群５０は、例えば、カメラ装置、レーダ、レーザーレーダ、ソナー等を用いて実現可能である。外界センサ群５０は、自車両周辺に存在する障害物や特徴物の検出情報（例えば、自車両からの相対距離と相対角度等）を車載ネットワーク上に出力する。車載用制御装置１０を含む他の装置は、車載ネットワークを通じて、外界センサ群５０から出力される検出情報を取得できるように構成されている。なお、本実施形態では、外界センサ群５０においてセンサ信号を取得すると共に、取得したセンサ信号に基づいて障害物や特徴物を検出する処理を実施する構成になっているが、外界センサ群５０で取得したセンサ信号のデータを未処理のままで出力しても良い。その場合、外界センサ群５０から出力されたセンサ信号のデータに基づいて、車載用制御装置１０等の他装置で検出処理を行うことにより、所望の検出結果を得ることができる。

車両センサ群６０は、自車両の各種部品の状態（例えば走行速度、操舵角、アクセルの操作量、ブレーキの操作量等）を検出している装置群である。車両センサ群６０は、例えば、ＣＡＮ等の車載ネットワーク上に、検出した状態量を定期的に出力する。車載ネットワークに接続された車載用制御装置１０を含む他の装置は、車載ネットワークを通じて、自車両の各種部品の状態量を車両センサ群６０から取得できるように構成されている。

アクチュエータ群７０は、自車両の動きを決定する操舵、ブレーキ、アクセル等の制御要素を制御する装置群である。アクチュエータ群７０は、運転者によるハンドル、ブレーキペダル、アクセルペダル等の操作情報や、車載用制御装置１０から出力される目標制御値に基づいて、自車両の動きを制御するように構成されている。

走行経路決定装置８０は、運転者あるいは乗員が指定した目的地に到達するための推奨走行経路を自車位置に基づいて決定する装置である。走行経路決定装置８０は、例えば、ナビゲーション装置に該当する。本実施形態では、走行経路決定装置８０は、決定した推奨走行経路に関する情報を車載ネットワーク上に出力するように構成されている。車載用制御装置１０の走行経路情報特定部１０７は、走行経路決定装置８０から出力される情報を取得することで、自車両の想定走行経路を特定できる。

次に、車載用制御装置１０の記憶部１２０に格納されるデータの詳細について、図２〜４を参照して説明する。

図２は、車載用制御装置１０の記憶部１２０における周辺道路地図データ群１２１のデータ構造の一例を示す図である。図２では、周辺道路地図データ群１２１に格納されている情報の一部を抽出し、その情報が表す内容の一例を模擬的に図示している。

図２に示す道路は、所定距離ごとに区切られた各道路区間を表現する道路リンクと、各道路リンクの端点を表すノードとの集合により構成されている。ノードは、例えば、複数の道路が交差する交差点、道路の形状や構造が変化する地点、道路属性が変化する地点等に配置される。各ノードは、ノードＩＤと呼ばれる識別子を持つ。図２では、ノードの例としてノードＩＤ３５０〜３５２を示してある。以下、ノードＩＤの値を、そのノードＩＤによって識別されるノードの参照符号としても用いる。例えば、ノードＩＤ３５０によって識別されるノードを単にノード３５０とも記載する。

各道路リンクは、ノードＩＤのペアで表現される。すなわち、図２では、ノード３５０とノード３５１の間をつなぐ道路リンクを（３５０，３５１）と表し、ノード３５１とノード３５２の間をつなぐ道路リンクを（３５１，３５２）と表している。なお、以下の説明では、進行方向を区別して各道路リンクを表現するものとする。すなわち、図２に示した道路リンク（３５０，３５１）は、ノード３５０からノード３５１に向かう方向の道路区間に対応する道路リンクを表している。図２には示していないが、これとは反対にノード３５１からノード３５０に向かう方向の道路区間に対応する道路リンクは、（３５１，３５０）と表される。なお、道路リンクの表現方法はこれに限ることはない。例えば、ノード３５０とノード３５１の間の双方向の道路リンクを共に（３５０，３５１）で表しても良い。この場合、進行方向を表すデータと組み合わせることで、各方向の道路リンクを区別しても良い。また、ノードＩＤを用いずに、道路リンクごとに重複のないＩＤ（リンクＩＤ）を割り当てることで各道路リンクを表現しても良い。

図２において、自車位置姿勢３６０は、自車両の位置と姿勢を表している。ここで、自車位置姿勢３６０は、通常は周辺道路地図データ群１２１に含まれる情報ではないが、図２では説明の便宜上、自車位置姿勢３６０を図中に示している。この自車位置姿勢３６０は、位置情報と姿勢情報の組合せで表現される。自車位置姿勢３６０の位置情報は、例えば、周辺道路地図に応じて定義される座標系上の点として表現される。具体的には、例えば交差点の中心点であるノード３５２の参照点を原点として、そこから東方向にｘ軸、北方向にｙ軸、高さ方向にｚ軸を取ることで、自車位置の座標系が定義される。一方、道路リンク（３５１，３５２）のように交差点間をつなぐ路線に対しては、例えば、着目している道路リンクの開始点（始点ノード）を原点として、そこから当該道路リンクの進行方向に沿ってｘ軸を取り、当該道路リンクの中心線から道路の外側方向に向かってｙ軸を取り、高さ方向にｚ軸を取ることで、自車位置の座標系が定義される。すなわち、後者の座標系に従うと、図２に示す自車位置姿勢３６０の位置情報におけるｘの値は、ノード３５１からのオフセット３８０の大きさに相当する。また、ｙの値は、道路リンク（３５１，３５２）の中心線３９４からのオフセット３８１の大きさに相当する。なお、位置情報の表現方法はこれに限ることはなく、例えば、緯度、経度を用いて表現しても良い。

一方、自車位置姿勢３６０の姿勢情報は、自車両の向いている方向を表す。具体的には、例えば真北に対して時計回りに見た場合の角度により、姿勢情報が表現される。すなわち、図２に示すように自車両が真東を向いている場合、自車位置姿勢３６０の姿勢情報の値は９０°となる。なお、以下の説明では、水平面上における回転角であるヨー角のみを対象として姿勢情報を定義しているが、ロール角やピッチ角も対象として姿勢情報を定義しても良い。

図２において、符号３９０〜３９４には、周辺道路地図データ群１２１に含まれる情報のうち、道路上の標識等の物体や、路面上のペイントに関する情報を示している。具体的には、図２に示すように、道路標識３９０、路面ペイント３９１、停止線３９２、横断歩道３９３及び中心線３９４に関する情報が、周辺道路地図データ群１２１に含まれる。以下の説明では、このような道路地図上での位置が判明している特徴的な物体やペイントの情報のことを、ランドマーク情報と呼ぶこととする。なお、図２の例においては、道路交通に関するランドマーク情報を示しているが、周辺道路地図データ群１２１に含まれるランドマーク情報は、図２の例に限定されることはない。例えば、道路近辺の特徴的な建造物等に関する情報をランドマーク情報として扱っても良い。本発明では、ランドマーク情報は、自車位置姿勢を高精度に特定する用途に用いられる。具体的には、カメラ等により認識した実環境における自車両に対するランドマークの相対位置関係と、周辺道路地図データ群１２１に格納されているランドマークの位置情報とを照合することによって、自車位置姿勢を高精度に特定することができる。

車載用制御装置１０の記憶部１２０において、周辺道路地図データ群１２１には、以上説明したような情報が格納されている。

図３は、車載用制御装置１０の記憶部１２０における車両位置姿勢関連データ群１２２のデータ構造の一例を示す図である。

車両位置姿勢関連データ群１２２は、自車両の位置推定結果及びその関連情報を示すデータの集合体である。車両位置姿勢関連データ群１２２は、図３に示すように、時刻３０１、位置姿勢情報３０２、累積距離３０３、前後方向位置誤差３０４、横方向位置誤差３０５、進行方向角度誤差３０６、及び測位状態フラグ３０７の各情報をそれぞれ組み合わせた複数のデータレコードにより構成される。

車両位置姿勢関連データ群１２２の各データレコードにおいて、時刻３０１は情報の取得時刻を示し、位置姿勢情報３０２は自車両の位置および姿勢を示す。位置姿勢情報３０２は、例えば、前述のような道路地図データの表現形態による道路リンクと座標情報の組み合わせを用いて、自車位置に対応する道路リンクと、自車両の位置および姿勢とを表現している。具体的には、図３のデータレコード＃１の例では、自車両が道路リンク（３５１，３５２）上で、（ｘ，ｙ）＝（１００．０，１．５）の座標値で示される座標点の位置におり、北から時計回りに９０．０°の方向を向いていたことを意味している。ここで、ｘ、ｙの各座標値の単位は、例えばメートルである。言い換えると、このとき自車両は、図２に示した道路リンク（３５１，３５２）の始点ノード３５１から終点ノード３５２へ向かう道路に沿って１００メートル進み、かつ道路中心線から外側に１．５メートルずれた位置を、東に向かって走行していたことを意味している。

累積距離３０３は、自車両が走行した距離の累積値を示す。例えば、２つのデータレコードで累積距離３０３の差分を計算することにより、２地点間での走行距離を容易に算出することができる。累積距離３０３の計算開始点は、任意に設定可能である。例えば、自車両の販売時点でも良いし、自車両のエンジン始動時でも良い。

前後方向位置誤差３０４は、位置姿勢情報３０２により特定される自車位置が前後方向にどれぐらいの誤差を伴っているかを示す。ここでの前後方向とは、例えば、自車両の走行において推奨される走行軌道に沿った方向を意味している。前述のように、道路リンク上での自車位置の場合は、走行道路（走行車線）の進行方向と並行する方向、すなわち図２に示した周辺道路地図での座標系のｘ軸に沿った方向が、前後方向に該当する。換言すると、前後方向位置誤差３０４は、位置姿勢情報３０２が表すｘ座標値の誤差を表している。一方、交差点内での自車位置においても、道路リンク上の場合のように明示的ではないが、走行すべき軌道は道路設計時に決められている。本実施形態では、交差点での前後方向の定義として、その推奨走行軌道に沿った方向を意味するものとする。自車両の推奨走行軌道は、例えば、走行経路決定装置８０から取得した情報に基づいて特定しても良いし、その走行経路情報と周辺道路地図データ群１２１から参照できる交差点の形状情報から特定しても良い。

横方向位置誤差３０５は、位置姿勢情報３０２により特定される自車位置が上記前後方向に対して直交方向にどれぐらいの誤差を伴っているかを示す。上記の前後方向の定義によれば、自車位置が道路リンク上にある場合は、横方向位置誤差３０５は、自車両の走行道路（走行車線）の進行方向に対して直交する方向、すなわち図２に示した周辺道路地図での座標系のｙ軸に沿った方向の誤差を意味する。換言すると、横方向位置誤差３０５は、位置姿勢情報３０２が表すｙ座標値の誤差を表している。一方、自車位置が交差点内にある場合は、横方向位置誤差３０５は、上記推奨走行軌道に対して直交する方向の誤差を意味する。

なお、本実施形態では、前後方向と横方向に分離して誤差情報を表現したが、まとめて表現しても良いし、緯度・経度方向等、別の軸に分離して表現しても良い。

測位状態フラグ３０７は、自車両の前後方向位置、横方向位置、進行方向がそれぞれ測位できているかどうかを表すフラグ情報である。例えば、データレコード＃１の測位状態フラグ３０７は、「（０，１，１）」である。これは、前後方向位置は測位できていないのに対して、横方向位置及び進行方向については測位できていることを意味する。具体的例としては、自車両の横位置及び進行方向については、道路上の白線の検知結果等から特定できているのに対して、前後方向位置については、過去の位置姿勢情報と車両センサ群６０から得られる移動量の積分により推定しているような状況を意味している。

車載用制御装置１０の記憶部１２０において、車両位置姿勢関連データ群１２２には、以上説明したような情報が格納されている。

図４は、車載用制御装置１０の記憶部１２０における許容位置精度パラメータデータ群１２３のデータ構造の一例を示す図である。

許容位置精度パラメータデータ群１２３は、走行制御システム１が自車両の走行制御を行う場合に要求される位置姿勢精度を示すデータの集合体である。許容位置精度パラメータデータ群１２３は、図４に示すように、走行制御レベル３７１、環境条件３７２、前後方向許容誤差３７３、及び横方向許容誤差３７４の各情報をそれぞれ組み合わせた複数のデータレコードにより構成される。

許容位置精度パラメータデータ群１２３の各データレコードにおいて、走行制御レベル３７１は、自車両の走行制御に関する動作モードを数値で示している。好ましくは、動作モードの難易度に対応して、この数値が大きくなるほど高度でかつ精度が要求される制御が実行されるように、走行制御レベル３７１の数値が設定される。例えば、図４においては、運転者による運転を支援する制御をレベル１（運転支援制御）、運転者の監視下において走行制御システム１が自車両の運転を制御するものをレベル２（半自動運転）、運転者の監視なしで走行制御システム１が自車両の運転を制御するものをレベル３（全自動運転）、と定義している。ここで、レベル２とレベル３はいずれも走行制御システムによる自動運転である。レベル２では運転者による常時監視が義務付けられているため、自動運転の継続が困難な状況では、比較的早く運転者による運転（手動運転）への切り替えが可能である。これに対し、レベル３では運転者がどのような状態にあるか不明のため、手動運転への切り替えに時間を要するという違いがある。なお、走行制御レベル３７１は、この定義に制限される必要はなく、自車両の走行制御モードを規定するものであればどのような形態であっても良い。

環境条件３７２は、走行制御レベル３７１により示される走行制御モードの動作環境を示す。同じ走行制御モードであっても、環境に応じて求められる位置姿勢精度が異なる場合がある。そのため、環境条件３７２により対象の動作環境を指定することで、様々な環境条件下において位置姿勢精度の要件を記載できるようにする。例えば、データレコード＃１及び＃２は、同じ「レベル１（加減速）」の走行制御レベルでの位置姿勢精度の要件を表しているが、環境条件３７２の内容が異なっている。これは、高速域での減速制御と停止を含む低速域での減速制御では、制御に対する正確性への要求が異なるため、位置姿勢に対する要求精度も異なる。そこで、環境条件３７２の記載内容により、環境条件を分けて、それぞれの場合に要求される位置姿勢精度を示している。

前後方向許容誤差３７３、横方向許容誤差３７４は、道路の進行方向と直交方向に対して要求される位置精度をそれぞれ示している。すなわち、前後方向許容誤差３７３は、位置姿勢情報３０２が表すｘ座標値に対する許容誤差を表しており、横方向許容誤差３７４は、位置姿勢情報３０２が表すｙ座標値に対する許容誤差を表している。なお、データレコード＃１及び＃２の横方向許容誤差３７４のように、前後方向許容誤差３７３または横方向許容誤差３７４の内容が「Ｎ／Ａ」である場合は、それぞれの方向に対して位置精度に関する要件が存在しないことを表している。

続いて、本実施形態の走行制御システム１の動作について説明する。走行制御システム１における車載用制御装置１０は、主要な処理として、自車両の周辺の状況に基づいて走行制御内容を決定し、アクチュエータ群７０に対して目標制御値を出力する走行制御処理を実行する。図５に示す処理フロー４００は、本実施形態の走行制御システム１において、車載用制御装置１０により実行される走行制御処理のフローチャートである。

ステップＳ４０１において、車載用制御装置１０は、所定時間待機する。このとき車載用制御装置１０は、予め定められた走行制御内容決定部１０６に対する走行制御内容の算出トリガー条件に基づいて、待機時間を決定する。例えば、走行制御内容の算出が一定時間毎に実施されるように、タイマーを用いたトリガー条件により待機時間を決定しても良い。また、走行制御内容の算出をオンデマンドで実施できるように、走行制御内容の再計算の必要性を検知し、その検知結果をトリガー条件として待機時間を決定しても良い。所定時間待機後、車載用制御装置１０は、次のステップＳ４０２へ処理を進める。

ステップＳ４０２において、車載用制御装置１０は、走行制御処理に必要な各種情報を特定する。ここでは、車両位置姿勢特定部１０２において自車両の位置姿勢を特定したり、走行制御内容決定部１０６において走行制御内容を決定したりするのに必要な情報を特定する。例えば、自車位置測位装置４０から取得した自車両の測位情報、外界センサ群５０や車両センサ群６０から取得した各種センサ情報、走行経路決定装置８０から取得した走行経路情報、周辺道路地図データ群１２１から取得した自車両の周辺道路地図に関する情報などを、走行制御処理に必要な情報として特定する。なお、これらの情報は、車載用制御装置１０の関連情報取得部１０１により、車両ネットワーク等を介して適切なタイミングで取得され、記憶部１２０に格納される。

ステップＳ４０３において、車載用制御装置１０は、自車位置姿勢、すなわち自車両の位置及び姿勢を特定する。ここでは、ステップＳ４０２で取得した測位情報等を用いて、車載用制御装置１０の車両位置姿勢特定部１０２により、自車位置姿勢を特定する。

以下では、ステップＳ４０３での自車位置姿勢の特定方法の具体例を説明する。まず、車両位置姿勢特定部１０２は、自車位置測位装置４０から取得した測位情報（例えば、緯度、経度、進行方位等）と周辺道路地図データ群１２１とを照合して、自車両がどの道路を走行中であるかを特定する。これは、ナビゲーション装置等で用いられている、いわゆるマップマッチングの処理に該当する。

次に、車両位置姿勢特定部１０２は、周辺道路地図データ群１２１から取得した走行道路周辺のランドマーク情報と、外界センサ群５０から取得したランドマークの観測情報（認識したランドマークの種別、相対位置等に関する情報）とを照合する。これにより、自車両とランドマークの相対位置関係を求め、自車両の位置姿勢を特定する。

例えば、図２に示した状況下では、外界センサ群５０による道路中心線３９４の観測結果から、道路中心線３９４に対する自車両の相対位置および相対角度を求めることができる。これらの値と、周辺道路地図データ群１２１における道路中心線３９４の情報とを照合することで、道路リンク（３５１，３５２）における自車両の横位置（ｙ座標値）及び進行方向を特定することができる。具体的には、例えば、自車両の位置が道路中心線３９４から２．０ｍずれており、自車両の進行方向の相対角度が０°であったとする。この場合、自車両の位置姿勢情報は、図３に例示した車両位置姿勢関連データ群１２２での位置姿勢の表現方法を用いて、｛道路リンク（３５１，３５２）、Ｘ、２．０、９０．０｝と特定できる。ここでは、Ｘの値は未定である。さらに、例えば、道路標識３９０が｛道路リンク（３５１，３５２）、２００．０、６．０、２７０．０｝で表される位置にあり、この道路標識３９０は自車両から見て、前後方向に相対距離＝５０．０ｍ、横方向に相対距離＝４．０ｍの位置にあることを観測できたとする。この場合、上記の道路中心線３９４の認識結果から求めた座標値と組み合わせることで、自車両の位置姿勢情報は、｛道路リンク（３５１，３５２）、１５０．０、２．０、９０．０｝と特定できる。

一方、自車両の周辺には、上記のように自車両の位置姿勢を特定する際に活用できるランドマークが存在しない場合もある。また、こうしたランドマークが存在していたとしても、外界センサ群５０が当該ランドマークを認識できない場合もある。このように、常にランドマーク情報を用いて自車位置姿勢を特定できるとは限らない。そこで、このような場合には、例えばオドメトリなどの他の手法を用いて、自車両の位置姿勢を推定することが好ましい。具体的には、自車両の車速情報及び角速度情報、またはこれらに相当する情報（例えば、車速情報の代わりに、タイヤの回転角情報や車速パルス情報等）を車両センサ群６０から取得し、それを積分演算して前回特定した位置及び進行方向に加算する。このようにしても、現在の自車両の位置姿勢を推定することが可能である。

なお、自車位置姿勢を特定する方法は、上記のランドマーク観測やオドメトリに限らない。例えば、路側に設置された無線通信機から位置情報を受け取って位置姿勢の補正をしても良いし、高精度なＧＮＳＳを用いて位置姿勢補正をしても良い。

ステップＳ４０３では、以上説明したような方法により、車両位置姿勢特定部１０２が自車位置姿勢を特定することができる。

続いて、ステップＳ４０４において、車載用制御装置１０は、ステップＳ４０３で特定した自車位置姿勢の誤差（位置姿勢誤差）を推定する。ここでは、ステップＳ４０２で取得した測位情報等に含まれる誤差に基づいて、車載用制御装置１０の車両位置姿勢誤差特定部１０３により、現在の位置姿勢誤差を推定する。

以下では、ステップＳ４０４での位置姿勢誤差の推定方法の具体例を説明する。前述のステップＳ４０３において、ランドマークの観測情報を用いて自車位置姿勢を特定できた場合は、その観測情報（例えば、認識したランドマークの相対距離等）の誤差や、地図情報におけるランドマークの位置誤差等に基づいて、位置姿勢誤差が算出される。一方、ランドマークの観測情報を用いて自車位置姿勢を特定できなかった場合は、前述のオドメトリで用いられる車両センサ群６０からの情報の誤差を蓄積することで、位置姿勢誤差が算出される。すなわち、この場合には、車両センサ群６０から出力される車速情報や角速度情報を用いて積分演算をすることで自車位置姿勢が特定されるため、これらの情報に含まれる誤差が位置姿勢誤差として蓄積していくことになる。具体的には、例えば、ある時刻ｔでの自車両のｘ軸方向、ｙ軸方向の位置をそれぞれｘ（ｔ）、ｙ（ｔ）と表し、これらの位置ｘ（ｔ）、ｙ（ｔ）の誤差をそれぞれ位置誤差Δｘ（ｔ）、Δｙ（ｔ）とする。また、時刻ｔでのｘ軸に対する自車両の進行方向の角度を姿勢角θ（ｔ）と表し、この姿勢角θ（ｔ）の誤差を姿勢誤差Δθ（ｔ）とする。さらに、時刻ｔでの車速と角速度をそれぞれｖ（ｔ）、ω（ｔ）と表し、車速ｖ（ｔ）の誤差を速度誤差Δｖ（ｔ）、角速度ω（ｔ）の誤差を角速度誤差Δω（ｔ）とする。このとき、時刻ｔから１サンプリング時間Δｔを経過した時点の時刻をｔ＋Δｔとすると、この時刻ｔ＋Δｔでの位置姿勢誤差は、例えば以下のような式（１）〜（３）で近似できることが知られている。ここで、式（１）〜（３）で表される各誤差は、確率分布をもつ確率変数として求められる。
Δｘ（ｔ＋Δｔ）＝Δｘ（ｔ）＋｛−ｖ（ｔ）・ｓｉｎθ（ｔ）・Δθ（ｔ）＋ｃｏｓθ（ｔ）・Δｖ（ｔ）｝・Δｔ ・・・（１）
Δｙ（ｔ＋Δｔ）＝Δｙ（ｔ）＋｛ｖ（ｔ）・ｃｏｓθ（ｔ）・Δθ（ｔ）＋ｓｉｎθ（ｔ）・Δｖ（ｔ）｝・Δｔ ・・・（２）
Δθ（ｔ＋Δｔ）＝Δθ（ｔ）＋Δω（ｔ）・Δｔ ・・・（３）

上記（１）〜（３）の式を用いることで、車速及び角速度の測定誤差の統計値を使って、位置姿勢情報の誤差分散を更新していくことができる。なお、上述のようにｘ軸を推奨走行軌道に沿った方向とすると、車線認識等によって横方向位置を補正できる場合には、θ（ｔ）、Δθ（ｔ）、Δｙ（ｔ）をそれぞれ０に近似できる。そのため、式（１）は、Δｘ（ｔ＋Δｔ）＝Δｘ（ｔ）＋Δｖ（ｔ）・Δｔと近似される。すなわち、時間経過に伴って位置姿勢誤差が蓄積されることになる。一方、交差点のように横方向位置の補正が難しく、かつ車速ｖ（ｔ）がある程度の大きさである場合には、式（１）の第２項、すなわち式（１）を変形して得られるｖ（ｔ）・Δｔ・Δθ（ｔ）が支配項になる。これは、時刻ｔから時刻ｔ＋Δｔまでの間に自車両が走行した距離に位置誤差Δθ（ｔ）をかけた値にほぼ相当する。したがって、自車両が走行した累積距離に伴って位置姿勢誤差が蓄積されることになる。

ステップＳ４０４では、以上説明したような方法により、車両位置姿勢誤差特定部１０３が現在の位置姿勢誤差を推定することができる。推定した位置姿勢誤差は、ステップＳ４０３で特定した自車位置姿勢と共に、図３に示したようなデータ形式で車両位置姿勢関連データ群１２２に格納される。

次に、ステップＳ４０５において、車載用制御装置１０は、将来の位置姿勢誤差がどのように推移していくかを推定するための位置姿勢誤差推移推定処理を実行する。ここでは、車載用制御装置１０の将来走行内容推定部１０８及び将来位置姿勢誤差特定部１０４により、図６に示す処理フロー４５０に従って、位置姿勢誤差推移推定処理を実行する。これにより、ステップＳ４０４で特定した現在の位置姿勢誤差を初期値として、将来の自車位置姿勢の誤差を推定する。なお、図６の処理フロー４５０については、後で詳細に説明する。

次に、ステップＳ４０６において、車載用制御装置１０は、自車両の将来の走行制御において適正な走行制御レベルを判定するための適正走行制御レベル判定処理を実行する。ここでは、車載用制御装置１０の許容位置姿勢誤差特定部１０５、走行制御内容決定部１０６、将来走行内容推定部１０８及び運転者状態特定部１１１により、図７に示す処理フロー５００に従って、適正走行制御レベル判定処理を実行する。これにより、ステップＳ４０５で推定した将来の自車位置姿勢の誤差に基づいて、自車両の将来の走行制御内容に対応する適正走行制御レベルを決定する。なお、図７の処理フロー５００については、後で詳細に説明する。

ステップＳ４０６の処理が終了すると、ステップＳ４０７において、車載用制御装置１０は、ステップＳ４０６で判定した適正走行制御レベルに基づいて、自車両の走行制御の継続性に関する情報を運転者に通知するための走行制御継続性情報通知処理を実行する。ここでは、車載用制御装置１０の走行制御継続性情報決定部１０９及び走行制御継続性情報出力部１１０により、図１２に示す処理フロー７００に従って、走行制御継続性情報通知処理を実行する。なお、図１２の処理フロー７００については、後で詳細に説明する。

ステップＳ４０７で自車両の走行制御の継続性に関する情報を通知したら、ステップＳ４０８において、車載用制御装置１０は、自車両の走行制御内容を決定する。ここでは、車載用制御装置１０の走行経路情報特定部１０７により、走行経路決定装置８０から出力される情報に基づいて、周辺道路地図データ群１２１を参照し、自車両の想定走行経路に関する情報を特定する。この情報は、自車両の想定走行経路上における道路形状に関する情報などを含む。そして、特定した想定走行経路に関する情報と、現在の走行制御レベルに基づいて、車載用制御装置１０の走行制御内容決定部１０６により、自車両の走行制御内容を決定する。具体的には、想定走行経路上における道路形状に基づいて、例えば右左折やカーブがある場合には、これらを自動走行するために必要な操舵制御や加減速制御などの走行制御内容を決定する。

ステップＳ４０９において、車載用制御装置１０は、ステップＳ４０８で決定した自車両の走行制御内容に基づいて、自車両の走行制御に必要な目標制御値を演算し、アクチュエータ群７０に出力する。ステップＳ４０９の処理を実行したら、車載用制御装置１０はステップＳ４０１に戻り、図５の処理フロー４００に従って走行制御処理を繰り返す。

次に、図５のステップＳ４０５において実行される位置姿勢誤差推移推定処理の詳細について説明する。図６は、位置姿勢誤差推移推定処理の処理フロー４５０を示す。

ステップＳ４５１において、将来走行内容推定部１０８は、自車両の走行制御内容を表す走行制御計画情報を取得する。走行制御計画情報は、例えば、図５の走行制御処理フロー４００に従って走行制御内容決定部１０６が前回の処理サイクルのステップＳ４０８で決定した走行制御内容に基づいて定められる。走行制御計画情報には、現時点から先の自車両の走行制御内容を表す情報、例えば、自車両をどのように制御していくかを示す目標軌道や目標速度プロファイルなどの情報が含まれる。

ステップＳ４５２において、将来走行内容推定部１０８は、ステップＳ４５１で走行制御計画情報が取得できたか否かを判定する。自車両の走行制御計画情報が存在しており、これをステップＳ４５１で取得できた場合は、ステップＳ４５３に進む。一方、例えば自車両の走行制御が実施されていない場合など、自車両の走行制御計画情報が存在しておらずに取得できなかった場合は、ステップＳ４５４に進む。

ステップＳ４５３において、将来走行内容推定部１０８は、ステップＳ４５１で取得した走行制御計画情報に基づいて、ｔｏ秒後（ｔｏは任意の値）までの自車両の走行内容を特定する。ここでは、取得した走行制御計画情報に従って、自車両が想定走行経路上をどのように走行するかを求める。ステップＳ４５３の処理を終えたら、ステップＳ４５５に進む。

一方、ステップＳ４５１で走行制御計画情報を取得できなかった場合、ステップＳ４５４において、将来走行内容推定部１０８は、ｔｏ秒後までの自車両の走行内容を推定する。ここでは、走行経路情報特定部１０７により、図５のステップＳ４０８と同様の方法で自車両の想定走行経路に関する情報を特定し、その情報に基づいて、現時点からｔｏ秒間に運転者が自車両をどのように運転するかを推定する。自車両の走行の推定方法としては、例えば単純に自車両が等速または等加速度で走行を続けると推定しても良い。また、周辺道路地図データ群１２１や外界センサ群５０から得られる外界情報を用いて、走行経路情報特定部１０７により特定された想定走行経路に関する情報が表す道路形状等に基づいて走行制御内容を仮算出することで、自車両の走行内容を推定しても良い。なお、このｔｏの値は、後述する検証対象時間Ｔの最大値よりも大きくすることが好ましい。ステップＳ４５４の処理を終えたら、ステップＳ４５５に進む。

ステップＳ４５５において、将来位置姿勢誤差特定部１０４は、ステップＳ４５３で特定された自車両の走行内容、またはステップＳ４５４で推定された自車両の走行内容に基づいて、ｔｏ秒後までの位置姿勢誤差を推定する。ここでは、図５のステップＳ４０４で特定した現在の位置姿勢誤差を初期値として用いて、その初期値に、自車両が想定走行経路を走行することで現在からｔｏ秒後までの間に蓄積される位置姿勢誤差を加えることで、将来すなわち現在からｔｏ秒後の位置姿勢誤差を推定する。

ステップＳ４５５では、将来位置姿勢誤差特定部１０４は、基本的に、現時点からｔｏ秒間での自車両の走行内容を考慮して、想定される位置姿勢誤差の最悪値を算出する。最も単純な方法では、ランドマーク情報を用いた位置推定等、高精度な位置姿勢の特定が不可能な状況を想定し、ｔｏ秒後までのオドメトリによる蓄積誤差を算出する。例えば、ステップＳ４５１で取得した走行制御計画情報が表す走行制御内容や、ステップＳ４５４で仮算出した走行制御内容に基づいて、自車両が想定走行経路を走行する際の進行方向や速度、角速度等を決定し、上述した位置姿勢誤差の算出式を用いて、ｔｏ秒後までの位置姿勢誤差を推定する。

なお、ランドマーク認識等により自車位置姿勢を高精度に特定可能であることが既知の地点については、その地点での自車位置姿勢の特定精度を考慮して位置姿勢誤差を設定することが好ましい。例えば、走行道路の車線を認識することで横方向の位置を精度高く推定できている状態では、車線を認識可能な道路区間を走行する間は、位置姿勢誤差が蓄積されないように算出しても良い。あるいは、自車両がこれから走行する道路上に存在するランドマーク情報とその認識確率に基づいて、位置姿勢誤差の推移を推定しても良い。また、例えば、道路インフラ等から正確な位置情報を受信できる箇所を通る際には、それまでに蓄積された誤差をリセットするようにしても良い。

前述の速度誤差Δｖ（ｔ）や角速度誤差Δω（ｔ）の分散値の決定要因には、例えば量子化誤差など車両センサ群６０に固有の特徴に加えて、自車両の周囲環境も含まれる。例えば、速度情報をタイヤの回転数から算出する場合には、タイヤのスリップ率が速度誤差に大きな影響を与える。タイヤのスリップ率は、路面の摩擦抵抗値による影響が大きい。そのため、周辺道路地図データ群１２１に各道路の摩擦抵抗値を格納しておき、それを参照して、摩擦抵抗値が大きい道路ほど分散値が大きくなるように、速度誤差の分散値を補正しても良い。また、外界センサ群５０や無線通信部３０から得られる情報に基づいて、凍結、雨、積雪等の路面状態を認識し、その認識結果から摩擦抵抗値の変化を推定して速度誤差の分散値を補正しても良い。

あるいは、上記の摩擦抵抗値や路面状態のように、誤差の分散値を変化させる要因の情報を取得できない場合には、誤差情報の時系列データを用いて補正することも可能である。例えば、上述のように車線認識等により横方向位置を補正できると仮定した場合、ｘ軸方向の位置誤差は、前述のようにθ（ｔ）、Δθ（ｔ）、Δｙ（ｔ）をそれぞれ０として式（１）を変形することで、Δｘ（ｔ＋Δｔ）＝Δｘ（ｔ）＋Δｖ（ｔ）・Δｔのように求められる。つまり、速度誤差Δｖ（ｔ）を傾きとして、経過時間Δｔに比例する形で、位置誤差Δｘ（ｔ＋Δｔ）が蓄積していくことになる。一方、ランドマーク認識が可能な場合は、経過時間に関わらず、一定の高い精度で自車位置姿勢を特定できる。そのため、ランドマーク認識を行った場合の自車位置姿勢の誤差と、オドメトリで自車位置姿勢を推定した場合の自車位置姿勢精度とを比較することにより、どれぐらいの位置姿勢誤差がオドメトリにより発生するかを測定することができる。この測定結果を統計的に求めることにより、速度誤差Δｖ（ｔ）の大きさを推定することができる。

ステップＳ４５５では、将来位置姿勢誤差特定部１０４は、以上説明したようにして、ステップＳ４５３またはＳ４５４で特定または推定された自車両の走行内容に基づいて、現在時刻ｔから所定時間ｔｏ経過後の将来における自車両の前後方向、すなわちｘ軸方向の位置誤差Δｘ（ｔ＋ｔｏ）と、自車両の横方向、すなわちｙ軸方向の位置誤差Δｙ（ｔ＋ｔｏ）とを含む位置姿勢誤差を推定する。なお、以上説明した位置姿勢誤差の推定方法は一例である。少なくともｔｏ秒後までの位置姿勢誤差の推移を推定できれば、どのような方法を用いて将来の位置姿勢誤差を推定しても良い。

ステップＳ４５５の処理を実行したら、将来位置姿勢誤差特定部１０４は、図６の処理フロー４５０に示す位置姿勢誤差推移推定処理を終了する。これにより、図５のステップＳ４０５の処理が完了する。

なお、以上説明した位置姿勢誤差推移推定処理では、前述のように、将来走行内容推定部１０８は、走行経路情報特定部１０７により特定された自車両の想定走行経路に関する情報に基づいて、ステップＳ４５３またはＳ４５４の処理を実行することで、想定走行経路上における道路形状に応じた自車両の走行内容を特定または推定する。この処理結果に基づいて、将来位置姿勢誤差特定部１０４は、ステップＳ４５５の処理により、位置姿勢誤差を推定する。すなわち、将来位置姿勢誤差特定部１０４は、ステップＳ４５５の処理を行うことで、走行経路情報特定部１０７により特定された情報に基づいて、想定走行経路上における道路形状に応じた位置姿勢誤差を推定することができる。

次に、図５のステップＳ４０６において実行される適正走行制御レベル判定処理の詳細について説明する。図７は、適正走行制御レベル判定処理の処理フロー５００を示す。

ステップＳ５０１において、走行制御内容決定部１０６は、現在の自車両の走行制御内容に応じた走行制御レベルＬｃを取得する。

ステップＳ５０２において、走行制御内容決定部１０６は、ステップＳ５０１で取得した現在の走行制御レベルＬｃに基づいて、変数Ｌ、Ｌｏの初期値を設定する。ここでは、選択中の走行制御レベルを表す変数Ｌの初期値として、ステップＳ５０１で取得した現在の走行制御レベルＬｃを設定する。また、適正走行制御レベルの設定経過を表す変数Ｌｏの初期値として、無効値であることを示すφを設定する。

ステップＳ５０３において、運転者状態特定部１１１は、自車両の運転者が現在どのような状態にあるかを特定し、その結果を取得する。ここでは、例えば、カメラにより運転者の表情等を撮影した画像や、各種センサにより検出された運転者の生体情報（視線、発汗、脈拍、体温等）などに基づいて、運転者の状態を検出する。その結果、例えば、運転者が覚醒状態、居眠り状態、注意散漫状態等の中でいずれの状態にあるかを識別する。なお、運転者の状態を正しく検出できなかった場合や、運転者の状態を検出するためのセンサが搭載されていない場合は、検出不能状態であることを示す値が取得される。

ステップＳ５０４において、走行制御内容決定部１０６は、現在の変数Ｌの値と、ステップＳ５０３で特定した運転者状態とに基づいて、適正走行制御レベルの検証対象とする将来の時間Ｔを設定する。ここでは、ステップＳ５０３で特定した運転者状態が運転困難な状態であるほど、検証対象時間Ｔを長く設定することが好ましい。例えば、運転者が居眠り状態の場合は、運転者を覚醒させるための時間を確保する必要がある。また、運転者が注意散漫状態の場合は、運転者への注意喚起のための時間を確保する必要がある。そのため、これらの状態では、他の状態よりも検証対象時間Ｔの値を大きく設定する。すなわち、上述した運転者状態の例では、例えば、「覚醒状態での検証対象時間Ｔ」＜「注意散漫状態での検証対象時間Ｔ」＜「居眠り状態での検証対象時間Ｔ」となるように設定する。このようにして、自車両の運転者の状態に基づいて、適正走行制御レベルを決定するための検証対象時間Ｔが決定される。

なお、前述のように運転者状態を検出不能な場合は、例えば、居眠り状態の場合と同様の検証対象時間Ｔを設定しても良い。さらに、検証対象時間Ｔの値は、選択中の走行制御レベルを表す変数Ｌの値に基づいて変化させても良い。例えば、運転者状態が覚醒状態であったとしても、走行制御レベルが３の場合には、自車両の自動運転制御に対する監視義務がないため、運転者はよそ見等をしている可能性がある。そのため、走行制御レベルが高いほど、検証対象時間Ｔの値を大きく設定することが好ましい。なお、ステップＳ５０４で設定される検証対象時間Ｔの値は、図６のステップＳ４５５で位置姿勢誤差の推定を行う将来の時間ｔｏよりも小さくすることが好ましい。

ステップＳ５０５において、将来走行内容推定部１０８は、ステップＳ５０４で決定された検証対象時間Ｔに基づいて、自車両の将来の走行内容を特定する。ここでは、現在から検証対象時間Ｔ先までの間での自車両の走行内容を特定する。将来走行内容推定部１０８は、例えば、図６のステップＳ４５１〜Ｓ４５４と同様の手法により、Ｔ秒後までの自車両の走行内容を特定することができる。すなわち、将来走行内容推定部１０８は、走行経路情報特定部１０７により特定された自車両の想定走行経路に関する情報に基づいて、想定走行経路上における道路形状に応じた自車両の走行内容を特定する。このとき、検証対象時間Ｔよりもさらに先の自車両の走行内容を含めて特定しても良い。

ステップＳ５０６において、許容位置姿勢誤差特定部１０５は、現在の変数Ｌの値と、ステップＳ５０４で設定された検証対象時間Ｔの値と、ステップＳ５０５で特定された自車両の将来の走行内容とに基づいて、将来の走行制御における自車両の位置姿勢誤差の許容範囲（許容位置姿勢誤差範囲）、すなわち自車位置姿勢の要求精度を特定する。ここでは、許容位置姿勢誤差特定部１０５は、図４に示した許容位置精度パラメータデータ群１２３を参照することにより、現在から検証対象時間Ｔに応じた将来のある時点までの自車両の走行内容について、変数Ｌが表す走行制御レベルの値に応じた許容位置姿勢誤差範囲を特定する。具体的には、例えば、変数Ｌが表す制御レベルが３であり、現在から検証対象時間Ｔ先までの自車両の走行内容が、直進路線を走行した後に交差点を右折するという内容だったとする。この場合、許容位置精度パラメータデータ群のデータレコード＃２１を参照することにより、直進路線走行時の前後方向（ｘ軸方向）と横方向（ｙ軸方向）の許容位置誤差は、それぞれ１０ｍ、０．５ｍと求められる。同様に、許容位置精度パラメータデータ群のデータレコード＃２４を参照することにより、交差点右折前の減速制御時には、前後方向（ｘ軸方向）と横方向（ｙ軸方向）の許容位置誤差は、それぞれ２ｍ、０．５ｍと求められる。また、許容位置精度パラメータデータ群のデータレコード＃２５を参照することにより、交差点右折時には、前後方向（ｘ軸方向）と横方向（ｙ軸方向）の許容位置誤差は、それぞれ１ｍ、０．５ｍと特定される。

ステップＳ５０６では、許容位置姿勢誤差特定部１０５は、以上説明したようにして、自車両の前後方向、すなわちｘ軸方向の位置誤差の許容範囲と、自車両の横方向、すなわちｙ軸方向の位置誤差の許容範囲とを含む許容位置姿勢誤差範囲を特定する。このとき、許容位置姿勢誤差特定部１０５は、想定走行経路上における道路形状に応じてステップＳ５０５で特定された自車両の将来の走行内容を考慮して、許容位置精度パラメータデータ群１２３において参照するデータレコードを決定し、許容位置姿勢誤差範囲を特定する。すなわち、許容位置姿勢誤差特定部１０５は、ステップＳ５０６の処理を行うことで、想定走行経路上における道路形状に基づいて許容位置姿勢誤差範囲を特定することができる。なお、検証対象時間Ｔよりもさらに先の将来時点までを含む時間範囲について、許容位置姿勢誤差範囲を特定しても良い。

ステップＳ５０７において、走行制御内容決定部１０６は、将来位置姿勢誤差特定部１０４により推定された位置姿勢誤差のうち現在から検証対象時間Ｔまでの値と、ステップＳ５０６で特定された変数Ｌの値に応じた走行制御レベルでの許容位置姿勢誤差範囲とを比較する。そして、この比較結果に基づいて、検証対象時間Ｔ先までの位置姿勢誤差が許容位置姿勢誤差範囲未満であるかを判定する。その結果、現在から検証対象時間Ｔまでの期間において、位置姿勢誤差が常に許容位置姿勢誤差範囲未満である場合は、ステップＳ５０８に進む。一方、現在から検証対象時間Ｔまでの期間において、位置姿勢誤差が許容位置姿勢誤差範囲以上となる時点が存在する場合は、ステップＳ５１１に進む。なお、ステップＳ５０７で位置姿勢誤差と許容位置姿勢誤差範囲とを比較する期間は、必ずしも検証対象時間Ｔと一致しなくても良い。例えば、現在から検証対象時間Ｔよりもさらに先の時点までの期間について、位置姿勢誤差と許容位置姿勢誤差範囲との比較を行い、その比較結果に基づいて、位置姿勢誤差が許容位置姿勢誤差範囲未満であるか否かを判定しても良い。また、ステップＳ５０７において、位置姿勢誤差と許容位置姿勢誤差範囲との比較は、それぞれの離散値を用いて行っても良い。例えば、将来位置姿勢誤差特定部１０４により現在から検証対象時間Ｔまでの間で所定の離散時間ごとに推定された位置姿勢誤差を、それぞれの時点での許容位置姿勢誤差範囲と比較する。この比較結果に基づいて、位置姿勢誤差が許容位置姿勢誤差範囲未満であるか否かを判定しても良い。

ステップＳ５０７からＳ５０８に進んだ場合、ステップＳ５０８において、走行制御内容決定部１０６は、現在の変数Ｌの値を変数Ｌｏに代入する。すなわち、直前のステップＳ５０６で許容位置姿勢誤差範囲を特定する際に用いた走行制御レベルの値を、適正走行制御レベルとして設定する。

続いてステップＳ５０９において、走行制御内容決定部１０６は、ステップＳ５０８で設定した変数Ｌｏの値と、ステップＳ５０１で取得した現在の走行制御レベルＬｃとを比較する。その結果、変数Ｌｏの値が現在の走行制御レベルＬｃ未満であるか、または現在の走行制御レベルＬｃが走行制御レベルの最大値Ｌｍａｘである場合には、図７の処理フロー５００に示す適正走行制御レベル判定処理を終了する。すなわち、Ｌｏ＜ＬｃまたはＬｃ＝Ｌｍａｘの関係が成り立つ場合は、位置姿勢精度の要件を満たすか否かを確認すべき走行制御レベルがこれ以上は存在しないため、このときの変数Ｌｏの値を自車両の適正走行制御レベルとして確定し、適正走行制御レベル判定処理を完了する。一方、変数Ｌｏの値が現在の走行制御レベルＬｃ以下であり、かつ現在の走行制御レベルＬｃが走行制御レベルの最大値Ｌｍａｘ未満である場合には、ステップＳ５１０に進む。すなわち、Ｌｃ≦Ｌｏ＜Ｌｍａｘの関係が成り立つ場合は、さらに上位の走行制御レベルでも位置姿勢精度の要件を満たす可能性があるため、ステップＳ５１０に進んで適正走行制御レベル判定処理を続行する。

ステップＳ５０９からＳ５１０に進んだ場合、ステップＳ５１０において、走行制御内容決定部１０６は、変数Ｌの値に１を加える。すなわち、直前のステップＳ５０６で許容位置姿勢誤差範囲を特定する際に用いた走行制御レベルの値を１上げることで、より上位の走行制御レベルを以降の処理対象とする。ステップＳ５１０を実行したらステップＳ５０３に戻り、増加後の変数Ｌの値を用いて前述のような処理を繰り返す。

また、ステップＳ５０７からＳ５１１に進んだ場合、ステップＳ５１１において、走行制御内容決定部１０６は、現在の変数Ｌｏの値が前述の無効値を示すφであるか否かを判定する。その結果、Ｌｏ＝φである場合、すなわち変数Ｌ０の値がステップＳ５０２で設定した初期値のままである場合は、処理を続けて位置姿勢精度の要件を満たす走行制御レベルを探索する必要があるため、ステップＳ５１２に進む。一方、Ｌｏ≠φである場合、すなわち変数Ｌｏに初期値以外の何らかの値が既に設定されている場合は、その変数Ｌｏの値を自車両の適正走行制御レベルとして確定し、図７の処理フロー５００に示す適正走行制御レベル判定処理を終了する。

ステップＳ５１１からＳ５１２に進んだ場合、ステップＳ５１２において、走行制御内容決定部１０６は、現在の変数Ｌの値が１以下であるか否かを判定する。その結果、変数Ｌが１以下である場合はステップＳ５１３に進む。一方、変数Ｌが１より大きい場合は、ステップＳ５１４に進む。すなわち、Ｌ＞１の関係が成り立つ場合は、下位の走行制御レベルでは位置姿勢精度の要件を満たし、機能を縮退した走行制御を実行できる可能性があるため、ステップＳ５１４に進んで適正走行制御レベル判定処理を続行する。

ステップＳ５１２からＳ５１３に進んだ場合、ステップＳ５１３において、走行制御内容決定部１０６は、変数Ｌｏの値を０に設定する。すなわち、自動運転制御を行わずに運転者が手動で運転するように、適性走行制御レベルを０に設定する。ステップＳ５１２を実行したら、図７の処理フロー５００に示す適正走行制御レベル判定処理を終了する。

一方、ステップＳ５１２からＳ５１４に進んだ場合、ステップＳ５１４において、走行制御内容決定部１０６は、変数Ｌの値から１を減じる。すなわち、直前のステップＳ５０６で許容位置姿勢誤差範囲を特定する際に用いた走行制御レベルの値を１下げることで、より下位の走行制御レベルを以降の処理対象とする。ステップＳ５１４を実行したらステップＳ５０３に戻り、減少後の変数Ｌの値を用いて前述のような処理を繰り返す。

以上説明したようにして、図７の処理フロー５００に示す適正走行制御レベル判定処理が行われる。その結果、走行制御内容決定部１０６により、自車両の将来の走行制御内容に対応する適正走行制御レベルが設定される。

以下では、図８〜図１１に示す自車両の走行シーンの具体例を用いて、上記の適正走行制御レベル判定処理フロー５００の内容を具体的に説明する。図８〜図１１の走行シーンでは、図２に例示した周辺道路地図データ群１２１が表す内容と同様に、自車両が走行している道路の周辺には、道路標識３９０、路面ペイント３９１、停止線３９２、横断歩道３９３が存在しているものとする。なお、以下では簡単のため、自車両の前後方向の位置誤差、すなわちｘ軸方向の位置誤差のみに着目して説明する。

図８〜図１０は、いずれも走行制御レベルＬｃ＝３の状態で、自車両が直進走行路線から交差点右折に差し掛かる走行シーンの例を示している。そのため、ステップＳ５０２の時点では、Ｌ＝３、Ｌｏ＝φが設定される。

まず、図８の走行シーンにおいて、ステップＳ５０３で運転者状態が特定され、続くステップＳ５０４で運転者状態に基づいて検証対象時間Ｔが設定される。ここで設定される検証対象時間Ｔの値をＴ１と表す。そして、ステップＳ５０５では、現在からＴ１秒後までの自車両の走行内容として、図８の走行軌道５５０と、この走行軌道５５０上での自車両の走行速度プロファイルとが特定される。これにより、Ｔ１秒後の自車両の推定位置５７２が特定される。

次に、ステップＳ５０６では、変数Ｌの値に応じて、走行制御レベルＬ＝３に対応する許容位置姿勢誤差範囲が特定される。このとき、走行軌道５５０に基づいて、自車両の環境条件の推移は、通常走行→交差点前減速制御→交差点右折と求められる。図４の許容位置精度パラメータデータ群１２３において、この環境条件の推移に対応するデータレコードは、データレコード＃２１、＃２４、＃２５である。したがって、これらのデータレコードを参照することで、前後方向許容誤差の推移は、１０ｍ→２ｍ→１ｍと求められる。その結果、図８に太破線で示すように、許容位置誤差範囲５６１が特定される。

そして、ステップＳ５０７では、図６の位置姿勢誤差推移推定処理フロー４５０により、現在までの位置姿勢誤差履歴５６３に基づいて細破線で示すように推定された将来の位置姿勢誤差の推定値５６０と、許容位置誤差範囲５６１とが比較される。ここで、図８の走行シーンでは、道路標識３９０が認識されることにより、位置姿勢誤差履歴５６３の値が図に示すように低減されたとする。そのため、このときの将来の位置姿勢誤差の推定値５６０は、図８に示すＴ１秒間の想定走行範囲５６２において、許容位置誤差範囲５６１よりも低くなっている。なお、想定走行範囲５６２は、ｘ＝ｘ０である現在位置５７１からｘ＝ｘ１であるＴ１秒後の推定位置５７２までの範囲に相当する。そのため、ステップＳ５０７の判定条件が満たされてステップＳ５０８に進み、適正走行制御レベルを表す変数Ｌｏの値として、Ｌ＝３が設定される。その後ステップＳ５０９では、Ｌｍａｘ＝３とすると、Ｌｃ＝Ｌｍａｘの条件が満たされると判定される。したがって、適正走行制御レベル判定処理フロー５００が終了される。

図８の走行シーンでは、以上説明したような処理により、Ｌｏ＝Ｌｃ＝３と設定される。これは、現在の走行制御レベルを継続可能であることを示している。

図９、図１０は、図８から所定時間経過後の走行シーンをそれぞれ表している。これらの走行シーンでも、図８の走行シーンで説明したのと同様に、ステップＳ５０３で運転者状態が特定され、続くステップＳ５０４で運転者状態に基づいて検証対象時間Ｔが設定される。ここで設定される検証対象時間Ｔの値をＴ２と表す。その後、ステップＳ５０５で走行軌道５５０が特定され、Ｔ２秒後の自車両の推定位置６２２が特定された後、ステップＳＳ５０６で図８と同様の許容位置誤差範囲５６１が特定される。

図９の走行シーンでは、路面ペイント３９１が認識されることにより、位置姿勢誤差履歴５６３の値がさらに図に示すように低減されたとする。そのため、このときの将来の位置姿勢誤差の推定値６１０は、図９に示すＴ２秒間の想定走行範囲６１２において、図８の走行シーンと同様に、許容位置誤差範囲５６１よりも低くなっている。なお、想定走行範囲６１２は、ｘ＝ｘ０である現在位置６２１からｘ＝ｘ２であるＴ２秒後の推定位置６２２までの範囲に相当する。そのため、この場合にもステップＳ５０７の判定条件が満たされてステップＳ５０８に進み、適正走行制御レベルを表す変数Ｌｏの値として、Ｌ＝３が設定される。その後、適正走行制御レベル判定処理フロー５００が終了され、現在の走行制御レベルを継続可能と判断される。

一方、図１０の走行シーンでは、路面ペイント３９１のかすれや、交通渋滞等の外部環境の原因により、路面ペイント３９１が認識できなかったとする。この場合、図１０に示すように、道路標識３９０を認識できなくなった後には、誤差が蓄積されることで位置姿勢誤差履歴５６３の値が増加する。その影響により、このときの将来の位置姿勢誤差の推定値６６０は、想定走行範囲６１２において、ｘ＝ｘｃ以降では許容位置誤差範囲５６１よりも大きくなっている。そのため、この場合はステップＳ５０７の判定条件が満たされず、ステップＳ５１１に進む。

ここで、Ｌｏ＝φ、Ｌ＝３と設定されているため、ステップＳ５１１からＳ５１２を経由してＳ５１４に進む。ステップＳ５１４では、Ｌ＝３から１減じることにより、Ｌ＝２と設定される。そして、再びステップＳ５０３以降の処理が実行される。図１１の走行シーンは、このときの様子を示している。

図１１の走行シーンでは、Ｌ＝２と設定されたことで、ステップＳ５０４において、Ｌ＝３の場合の検証対象時間Ｔ２よりも短い検証対象時間Ｔ３が新たに設定される。その後、ステップＳ５０５で走行軌道５５０が特定され、Ｔ３秒後の自車両の推定位置６９１が特定された後、ステップＳＳ５０６では、走行制御レベルＬ＝２に対応する許容位置姿勢誤差範囲６６１が新たに特定される。ここで、図４の許容位置精度パラメータデータ群１２３によれば、データレコード＃１１、＃１４、＃１５に示されるＬ＝２の場合の前後方向許容誤差の値は、Ｌ＝３の場合と同様である。したがって、図１１に示すように、許容位置姿勢誤差範囲６６１には、図８〜図１０の許容位置誤差範囲５６１と同じ値が設定される。

その後、ステップＳ５０７では、将来の位置姿勢誤差の推定値６６０と、ステップＳ５０６で特定された許容位置誤差範囲６６１とが比較される。将来の位置姿勢誤差の推定値６６０は、図１１に示すＴ３秒間の想定走行範囲６９０において、許容位置誤差範囲６６１よりも低くなっている。なお、想定走行範囲６９０は、ｘ＝ｘ０である現在位置６２１からｘ＝ｘ３であるＴ３秒後の推定位置６９１までの範囲に相当する。そのため、この場合はステップＳ５０７の判定条件が満たされてステップＳ５０８に進み、適正走行制御レベルを表す変数Ｌｏの値として、Ｌ＝２が設定される。その後、適正走行制御レベル判定処理フロー５００が終了される。現在の走行制御レベルを継続可能と判断される。

図１１の走行シーンでは、以上説明したような処理により、Ｌｏ＝２と設定される。ここで、Ｌｃ＝３であるため、Ｌｏ＜Ｌｃである。これは、現在の走行制御レベルを継続不可能であり、走行制御レベルを下げる必要があることを示している。

以上説明したように、適正走行制御レベル判定処理フロー５００では、運転者状態や現在の走行制御レベルに応じて検証対象時間Ｔを特定した上で、その検証対象時間Ｔにおける位置姿勢誤差と、対象走行制御レベルの許容位置姿勢誤差（要求位置姿勢精度）とを比較する。これにより、現在の走行制御レベルを継続可能かどうかを判定することができる。図７に示した処理フロー５００は、こうした適正走行制御レベル判定処理の流れを一般化して示したものであり、今後の位置姿勢誤差の推移に耐えうる最大の走行制御レベルを表す適正走行制御レベルを算出することができる。すなわち、図７の処理フロー５００に従って処理を行うことで、現在の走行制御レベルを継続可能かどうかだけでなく、どの走行制御レベルまで縮退させるべきか、あるいは、どの走行制御レベルまで機能復帰させることが可能かを判断することができる。

次に、図５のステップＳ４０７において実行される走行制御継続性情報通知処理の詳細について説明する。図１２は、走行制御継続性情報通知処理の処理フロー７００を示す。

ステップＳ７０１において、走行制御継続性情報決定部１０９は、車載用表示装置２０に自車両の走行制御の継続性を通知するための走行制御継続性情報を生成する。ここでは、走行制御継続性情報決定部１０９は、図５のステップＳ４０６で走行制御内容決定部１０６により前述の適正走行制御レベル判定処理が実行されることで決定された適正走行制御レベルの値に基づいて、走行制御継続性情報を生成する。なお、図７の処理フロー５００で説明したように、走行制御内容決定部１０６は、将来位置姿勢誤差特定部１０４により推定された将来の位置姿勢誤差に基づいて適正走行制御レベルを決定する。この将来の位置姿勢誤差は、車両位置姿勢誤差特定部１０３により推定された現在の位置姿勢誤差に基づいて推定されるものである。すなわち、ステップＳ７０１において、走行制御継続性情報決定部１０９は、車両位置姿勢誤差特定部１０３により推定された位置姿勢誤差に基づいて、生成する走行制御継続性情報を決定する。

ステップＳ７０２において、走行制御継続性情報出力部１１０は、ステップＳ７０１で生成された走行制御継続性情報を車載用表示装置２０に出力する。ここでは、走行制御継続性情報出力部１１０は、走行制御継続性情報に基づくメッセージを生成し、車載用表示装置２０に出力する。これにより、車載用制御装置１０から車載用表示装置２０に走行制御継続性情報が送信される。

図１３は、図１２のステップＳ７０２で送信される走行制御継続性情報メッセージのフォーマットの一例を示す図である。図１３に示す走行制御継続性情報メッセージのフォーマット７５０は、現在の走行制御レベル７５１、適正走行制御レベル７５２及び走行制御継続可能時間７５３を含む。なお、図１３では、通信プロトコルに関するヘッダ情報等の図示を省略している。

現在の走行制御レベル７５１は、車載用制御装置１０が現在実行中の走行制御モードのレベルを表す情報を格納する部分である。適正走行制御レベル７５２は、図５のステップＳ４０６で実行される適正走行制御レベル判定処理により特定された適正走行制御レベルを表す情報を格納する部分である。走行制御継続可能時間７５３は、現在の走行制御レベルをどれぐらいの時間保持することが可能であるかを表す値を格納する部分である。この走行制御継続可能時間７５３の値は、例えば、ステップＳ４０６の適正走行制御レベル判定処理において、自車両が現在位置から許容位置姿勢誤差範囲と将来の位置姿勢誤差の推定値とが交差する位置（例えば、図１０のｘ＝ｘｃに対応する位置）に到達するまでの時間を算出することにより、計算することができる。

図１２の説明に戻る。ステップＳ７２１において、車載用表示装置２０は、走行制御継続性情報取得部２０１により、ステップＳ７０２で車載用制御装置１０から送信された走行制御継続性情報メッセージを受信する。そして、図１３に例示したフォーマット７５０に従ってメッセージ内容を解析し、各種情報を取得する。

ステップＳ７２２において、車載用表示装置２０は、ＨＭＩ出力制御部２０２により、ステップＳ７２１で取得した情報を画面入出力部２４０に表示するための走行制御継続性情報表示処理を行う。

ステップＳ７２３において、車載用表示装置２０は、ＨＭＩ出力制御部２０２により、ステップＳ７２１で取得した走行制御継続性情報が表す現在の走行制御レベルと適正走行制御レベルとを比較することで、現在実行中の走行制御モードを継続可能か否かを判断する。その結果、適正走行制御レベルと現在の走行制御レベルが同じである場合は、現在実行中の走行制御モードを継続可能であると判断し、図１２の処理フロー７００に示す走行制御継続性情報通知処理を終了する。一方、適正走行制御レベルと現在の走行制御レベルとが異なる場合は、現在実行中の走行制御モードを継続不可能であると判断し、ステップＳ７２４に進む。この場合、走行制御レベルを変更するための手続処理（セッション）を運転者に対して実行する必要がある。

なお、本実施形態の車載用表示装置２０では、ステップＳ７２３において、現在の走行制御レベルと適正走行制御レベルを比較することで走行制御の継続性を判断したが、これ以外の方法で走行制御の継続性を判断しても良い。例えば、車載用制御装置１０による走行制御の継続性の判断結果を示す情報を含むメッセージを車載用制御装置１０から車載用表示装置２０に送信し、この情報に基づいて判断するように構成しても良い。

ステップＳ７２４において、車載用表示装置２０は、セッションを生成済みであるか否かを判定する。生成済みであれば図１２の処理フロー７００に示す走行制御継続性情報通知処理を終了し、未生成であればステップＳ７２５に進む。

ステップＳ７２５において、車載用表示装置２０は、ＨＭＩ出力制御部２０２により、ステップＳ７２１で取得した走行制御継続性情報に基づいて、走行制御レベルを変更するためのセッションを生成する。

ステップＳ７２６において、車載用表示装置２０は、ＨＭＩ出力制御部２０２により、ステップＳ７２５で生成したセッションを用いて、運転者に走行制御レベルの変更を通知するためのセッション処理を行う。ここでは、所定のセッション画面を画面入出力部２４０に表示することで、運転者に走行制御レベルの変更を通知する。

図１４は、図１２のステップＳ７２６で実行されるセッション処理において、車載用表示装置２０の画面入出力部２４０に表示される走行制御継続性情報の表示画面の一例を示す図である。この画面は、図１０に例示した走行シーンに対応して表示されるものである。図１４に示す画面は、走行制御モード表示８０１、走行制御安定度表示８０２、通知内容表示８０３、ナビゲーション情報表示８０４、位置姿勢誤差表示８０５を含む。

走行制御モード表示８０１は、現時点での走行制御モードを示す。図１０の走行シーンでは、走行制御レベルは３（操舵＋加減速＋運転者監視無）である。そのため、走行制御モード表示８０１には「完全自動運転モード」と記載されている。なお、現在の走行制御モードを運転者が識別できるような表現であれば、走行制御モード表示８０１の表示内容は、図１４の例に制限されない。例えば、走行制御モードを模式的に表すようなアイコン等で表現しても良い。

走行制御安定度表示８０２は、現在の走行制御モードの安定度を示す。ここには、例えば安定度を６段階（０〜５）のレベルで表現できるようになっている。図１４の例では、安定度がレベル２であることを表している。この安定度のレベルは、車載用制御装置１０から取得した情報に基づいて算出される。例えば、図１３に示した走行制御継続性情報メッセージのフォーマット７５０における走行制御継続可能時間７５３の値と、走行制御モードの移行要求時間とに基づいて、安定度のレベルが算出される。具体的には、例えば、完全自動運転モード（走行制御レベル３）から半自動運転モード（走行制御レベル２）へ移行するときに、前述の検証対象時間Ｔ２の値が３０秒であったとする。この場合、走行制御継続可能時間が０〜１０秒であれば安定度がレベル０、１０〜２０秒であれば安定度がレベル１、走行制御継続可能時間が２０〜３０秒であれば安定度がレベル２とそれぞれ判断する。このように、走行制御継続可能時間が長いほど、安定度のレベルが高くなるように設定することが好ましい。このようにすれば、単純に位置推定精度がどの程度であるかを示す場合と比べて、走行制御モードの変更通知に求められる要件を踏まえて、実態に合った安定度の情報を運転者に提示することが可能である。

通知内容表示８０３は、運転者に対する通知内容を示す。図１４は、走行制御レベルが３から２に移行する際のセッション開始時の画面例を示している。そのため、通知内容表示８０３には「半自動運転モードに移行してください」と記載されている。なお、通知内容表示８０３は、運転者に注意を促すための表示である。そのため、車載用表示装置２０では、通知内容表示部８０３を表示すると共に、音声入出力部２５０により、同様の内容を音声で出力したり、注意喚起を促す通知音を出力したりすることが望ましい。

ナビゲーション情報表示８０４は、自車両周辺の道路地図を示すと共に、自車両の地図上の位置や走行経路を示す。このナビゲーション情報表示８０４の表示内容は、一般的なナビゲーションシステムの表示画面に相当するものである。図１４の例では、自車両の位置を道路地図上に自車位置マーク８１０で示している。また、自車両の走行経路を示し、その走行経路上にそれぞれ異なる形態の線８１１、８１２、８１３を表示することで、走行制御の継続性の推移を示している。実線８１１は、現在の走行制御モードを継続できる確証がある範囲を示している。網掛け線８１２は、現在の走行制御モードを継続できない可能性の高い範囲を表示している。破線８１３は、走行制御モードの継続性を未判定の範囲を表示している。また、ナビゲーション情報表示８０４は、現在の走行制御モードを継続できる時間及び継続範囲の終了点を示すアイコン８１４を含む。このアイコン８１４により、現在の走行制御モードの継続可能時間を可視化している。これにより、現在の走行制御モードを切り替えるまでの時間的及び距離的な猶予をユーザ（運転者）に認識させることが可能である。なお、アイコン８１４は、走行制御モードの切り替えが必要ない場合でも表示して良い。その場合、アイコン８１４を表示することで、現在の走行制御の安定性を示唆することが可能である。

位置姿勢誤差表示８０５は、自車両周辺の外界認識情報を示すと共に、自車両の直近の走行軌道や位置姿勢誤差を示す。位置姿勢誤差表示８０５において、車両マーク８２０は自車両を、破線エリア８２１は位置姿勢誤差（例えば、２σ値）の範囲を、矢印８２２は自車両の走行軌道をそれぞれ表している。

なお、図１４は、セッション開始時に表示される走行制御モードの移行に関する通知画面の例を示しており、セッション処理中に表示される他の画面例については示していない。実際のセッション処理では、車載用表示装置２０は、図１４のような通知画面を表示すると共に、運転者との間で半自動運転モードに移行するための手続を開始する。例えば、運転者が通知内容を確認したかどうかを認識するため、通知画面上で所定の操作を運転者が行うか、あるいは運転者が音声で応答した場合には、当該セッションを確立する。また、半自動運転モードへ移行する場合は、運転者が走行制御システム１による自車両の自動走行制御を監視していることの確認する必要がある。そのため、例えば、カメラやセンサ等を用いて運転者の状態を検出し、その検出結果に基づいて運転者が覚醒状態で前方を見ていることを一定時間以上確認した場合には、当該セッションを終了する。

以上説明したように，本実施形態によれば、自車両の車載用制御装置１０は、現時点での位置姿勢誤差だけではなく、センサ固有のパラメータや走行する道路の環境等を考慮して将来の位置姿勢誤差を推定して、現在の走行制御レベルを継続できるかどうかを判定する。そのため、走行制御レベルの切り替え要否を精度良く判定することができる。したがって、不要な走行制御レベルの切り替えや誤った通知を抑制することが可能となり、運転者が感じる煩わしさを軽減することができる。

また、本実施形態によれば、自車両の車載用制御装置１０は、さらに、走行制御システムが決定した走行制御計画情報（目標走行軌道、目標速度プロファイル）を用いて、自車両の想定挙動に応じた将来の位置姿勢誤差の推定を行う。そのため、将来の位置姿勢誤差の推定精度を向上させることができる。これにより、さらに不要な走行制御レベルの切り替えや誤った通知を抑制することが可能となり、運転者が感じる煩わしさをさらに軽減することができる。

また、本実施形態によれば、自車両の車載用制御装置１０は、走行制御レベルの切り替え要否の判定に用いる要求位置姿勢精度を、走行制御の種類や走行する道路の環境等を考慮して設定する。そのため、上記と同様に、さらに判定精度を向上させることが可能であり、運転者が感じる煩わしさをさらに軽減することができる。

また、本実施形態によれば、自車両の車載用制御装置１０は、対象とする走行制御レベルの変更手続の内容や運転者の状態に応じて、現在の走行制御レベルを最低限維持する必要がある時間、すなわち検証対象とする時間を動的に定める。これにより、精度良くかつ制御レベルの移行に十分な時間を確保して通知することが可能であるため、運転者が感じる煩わしさをさらに軽減することができる。

以上説明した本発明の第１実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。

（１）車載用制御装置１０は、自車両に搭載され、自車両の走行を制御する。車載用制御装置１０は、自車両の位置誤差を推定する車両位置姿勢誤差特定部１０３と、車両位置姿勢誤差特定部１０３により推定された自車両の位置誤差に基づいて自車両の走行制御状態の継続性に関する情報を決定する走行制御継続性情報決定部１０９と、走行制御継続性情報決定部１０９により決定された自車両の走行制御状態の継続性に関する情報を出力する走行制御継続性情報出力部１１０とを備える。このようにしたので、自車両の位置推定精度が悪化した場合に、自動運転の継続性に関する通知を精度良く、かつ十分に前もって行うことができる。

（２）車載用制御装置１０は、車両位置姿勢誤差特定部１０３により推定された自車両の位置誤差に基づいて、自車両の将来の位置誤差を推定する将来位置姿勢誤差特定部１０４をさらに備える。走行制御継続性情報決定部１０９は、将来位置姿勢誤差特定部１０４により推定された将来の位置誤差に基づいて、自車両の走行制御状態の継続性に関する情報を決定する。このようにしたので、自車両の将来の位置誤差を考慮して、自動運転の継続性に関する通知を適切に行うことができる。

（３）車載用制御装置１０は、自車両の将来の走行制御における位置誤差の許容範囲を決定する許容位置姿勢誤差特定部１０５をさらに備える。走行制御継続性情報決定部１０９は、将来位置姿勢誤差特定部１０４により推定された将来の位置誤差と、許容位置姿勢誤差特定部１０５により決定された位置誤差の許容範囲との比較結果に基づいて、自車両の走行制御状態の継続性に関する情報を決定する。具体的には、将来位置姿勢誤差特定部１０４は、自車両の走行道路の進行方向と並行する方向であるｘ軸方向の将来の位置誤差を表す前後方向位置誤差と、走行道路の進行方向と直交する方向であるｙ軸方向の将来の位置誤差を表す横方向位置誤差とを推定する（ステップＳ４５５）。許容位置姿勢誤差特定部１０５は、自車両の走行道路の進行方向と並行する方向であるｘ軸方向の位置誤差の許容範囲を表す前後方向許容誤差と、車両の走行道路の進行方向と直交する方向であるｙ軸方向の位置誤差の許容範囲を表す横方向許容誤差とを決定する（ステップＳ５０６）。走行制御内容決定部１０６は、将来位置姿勢誤差特定部１０４により推定された前後方向位置誤差および／または横方向位置誤差と、許容位置姿勢誤差特定部１０５により決定された前後方向許容誤差および／または横方向許容誤差とを比較し（ステップＳ５０７）、その比較結果に基づいて適正走行制御レベルを決定する（ステップＳ５０８〜Ｓ５１４）。走行制御継続性情報決定部１０９は、この走行制御内容決定部１０６での比較結果に基づいて決定された適正走行制御レベルに基づいて、自車両の走行制御状態の継続性に関する情報を決定する（ステップＳ７０１）。このようにしたので、自車両の走行制御状態の継続性に関する情報を高精度で確実に決定し、その情報に基づいて、自動運転の継続性に関する通知を正確に行うことができる。

（４）車載用制御装置１０は、自車両の想定走行経路に関する情報を特定する走行経路情報特定部１０７をさらに備える。将来位置姿勢誤差特定部１０４は、走行経路情報特定部１０７により特定された想定走行経路に関する情報に基づいて、自車両の将来の位置誤差を推定する（ステップＳ４５１〜Ｓ４５５）。また、上記の想定走行経路に関する情報は、想定走行経路上における道路形状に関する情報を含む。許容位置姿勢誤差特定部１０５は、この情報が表す想定走行経路上における道路形状に基づいて、位置誤差の許容範囲を決定することができる。このようにしたので、自車両がこれから走行予定の道路における周囲環境等を考慮して、自車両の将来の位置誤差を正確に推定すると共に、自車両の位置誤差の許容範囲を正確に決定することができる。

（５）車載用制御装置１０は、車両の走行制御内容を決定する走行制御内容決定部１０６をさらに備える。将来位置姿勢誤差特定部１０４は、走行制御内容決定部１０６により決定された自車両の走行制御内容に基づいて、自車両の将来の位置誤差を推定する（ステップＳ４５５）。また、許容位置姿勢誤差特定部１０５は、走行制御内容決定部１０６により決定された自車両の走行制御内容に基づいて、位置誤差の許容範囲を決定する（ステップＳ５０６）。このようにしたので、今後予定されている自車両の走行制御内容に応じて、自車両の将来の位置誤差を正確に推定すると共に、自車両の位置誤差の許容範囲を正確に決定することができる。

（６）許容位置姿勢誤差特定部１０５は、変数Ｌの値を設定することで、自車両の走行制御内容に応じて予め設定された複数の走行制御レベルの中からいずれかの走行制御レベルを選択し（ステップＳ５０２、Ｓ５１０、Ｓ５１４）、その選択した走行制御レベルに基づいて、位置誤差の許容範囲を決定する（ステップＳ５０６）。走行制御内容決定部１０６は、将来位置姿勢誤差特定部１０４により推定された将来の位置誤差と、許容位置姿勢誤差特定部１０５により決定された位置誤差の許容範囲とを比較し（ステップＳ５０７）、その比較結果に基づいて変数Ｌｏの値を設定することで、複数の走行制御レベルの中からいずれかの走行制御レベルを、自車両の将来の走行制御内容に対応する適正走行制御レベルとして設定する（ステップＳ５０８、Ｓ５１３）。走行制御継続性情報決定部１０９は、走行制御内容決定部１０６により設定された適正走行制御レベルに基づいて、自車両の走行制御状態の継続性に関する情報を決定する（ステップＳ７０１）。このようにしたので、自車両の走行制御の状態に応じて、その走行制御の継続性に関する情報を正確かつ容易に決定することができる。

（７）車載用制御装置１０は、自車両の運転者の状態を推定する運転者状態特定部１１１をさらに備える。許容位置姿勢誤差特定部１０５は、運転者状態特定部１１１により推定された自車両の運転者の状態に応じて決定された検証対象時間Ｔに基づいて、位置誤差の許容範囲を決定する（ステップＳ５０４）。このようにしたので、運転者の状態に応じて決定された検証対象時間Ｔの値に基づいて、位置誤差の許容範囲を適切に設定することができる。

（８）自車両に搭載される車載用表示装置２０は、自車両の走行制御状態の継続性に関する情報を車載用制御装置１０から取得する走行制御継続性情報取得部２０１と、走行制御継続性情報取得部２０１により取得された情報に基づいて、例えば図１４に示すような画面により、現在の自車両の走行制御の継続可能時間を含む情報を画面表示する画面入出力部２４０とを備える。このようにしたので、自動運転の継続性に関する通知を運転者にとって分かりやすい形態で行うことができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態による走行制御システムについて説明する。第１実施形態では、車載用制御装置１０が自車位置測位装置４０からＧＮＳＳ等を用いて測位した位置姿勢を取得し、ランドマーク認識やオドメトリによってさらに高精度に自車両の位置姿勢を特定する走行制御システムの構成について説明した。これに対して、以下の第２実施形態では、第１実施形態の自車位置測位装置４０に替えて、ランドマーク認識やオドメトリを用いて自車両の位置姿勢を特定する装置を用いる走行制御システムの構成について説明する。

図１５は、本発明の第２実施形態による走行制御システム１Ａの構成の一例を示す機能ブロック図である。本実施形態の走行制御システム１Ａにおいて、図１に示した第１実施形態の走行制御システム１と異なるのは、自車位置測位装置４０に替えて自車位置姿勢特定装置９０を備え、車載用制御装置１０の機能の一部が自車位置姿勢特定装置９０に移行されて車載用制御装置１０Ａとなっている点である。その他の機能構成については、第１実施形態の走行制御システム１と同等である。そのため、以下では、自車位置姿勢特定装置９０と、車載用制御装置１０Ａにおいて車載用制御装置１０との相違点に関連する構成のみについて説明する。

本実施形態における自車位置姿勢特定装置９０は、第１実施形態の車両位置姿勢特定部１０２と同様に、自車両の地理的な位置及び姿勢を特定し、その情報を車載用制御装置１０Ａに提供する装置である。自車位置姿勢特定装置９０は、処理部９００と、記憶部９２０と、通信部９３０とを有する。

処理部９００は、例えば、ＣＰＵやＲＡＭなどのメモリを含んで構成される。処理部９００は、自車位置姿勢特定装置９０の機能を実現するための部分として、関連情報取得部９０１、車両位置姿勢特定部９０２、車両位置姿勢誤差特定部９０３、将来位置姿勢誤差特定部９０４、及び車両位置姿勢データ出力部９０５を有する。処理部９００は、記憶部９２０に格納されている所定の動作プログラムを実行することで、これらの各部に対応する処理を行うことができる。

関連情報取得部９０１は、自車両の位置姿勢を特定する際に必要な各種情報（測位情報、周辺ランドマーク情報、外界認識情報、車両センサ情報等）を取得する部分であり、図１の自車位置測位装置４０の機能と、関連情報取得部１０１のうち一部の機能に相当する。車両位置姿勢特定部９０２は、関連情報取得部９０１で得られた情報に基づいて自車両の位置及び姿勢を特定する部分であり、図１の車両位置姿勢特定部１０２に相当する。車両位置姿勢誤差特定部９０３は、車両位置姿勢特定部９０２で特定した自車両の位置姿勢の誤差を推定する部分であり、図１の車両位置姿勢誤差特定部１０３に相当する。将来位置姿勢誤差特定部９０４は、将来の自車両の位置姿勢誤差を推定する部分であり、図１の将来位置姿勢誤差特定部１０４に相当する。車両位置姿勢データ出力部９０５は、車両位置姿勢特定部９０２、車両位置姿勢誤差特定部９０３、将来位置姿勢誤差特定部９０４でそれぞれ特定した自車両の位置姿勢及びその誤差に関連する情報を、通信部９３０を用いて車載用制御装置１０Ａに出力する部分である。

記憶部９２０は、車載用制御装置１０Ａの記憶部１２０や車載用表示装置２０の記憶部２２０と同様に、各種の記憶装置を含んで構成される。記憶部９２０は、処理部９００が実行するプログラム、本システムの実現に必要な各種のデータ群などを格納している。本実施形態では、特に、自車位置姿勢特定装置９０の機能を実現するための情報として、周辺道路地図データ群９２１、及び車両位置姿勢関連データ群９２２の各情報が記憶部９２０に格納される。

周辺道路地図データ群９２１は、自車両の位置姿勢や走行制御内容を決定するために必要な自車両周辺の道路に関するデジタル道路地図データの集合体であり、図１の周辺道路地図データ群１２１に相当する。車両位置姿勢関連データ群９２２は、自車両の位置姿勢の特定結果及びその関連情報を示すデータの集合体であり、図１の車両位置姿勢関連データ群１２２に相当する。これらのデータ群の具体的な内容は、第１実施形態で説明した周辺道路地図データ群１２１、車両位置姿勢関連データ群１２２とそれぞれ同様であるため、本実施形態では説明を省略する。

車載用制御装置１０Ａは、処理部１００Ａと、記憶部１２０と、通信部１３０とを有する。記憶部１２０及び通信部１３０は、図１の記憶部１２０及び通信部１３０とそれぞれ同一のものであるため、説明を省略する。

処理部１００Ａは、図１の処理部１００と同様に、例えば、ＣＰＵやＲＡＭなどのメモリを含んで構成される。処理部１００Ａは、車載用制御装置１０Ａの機能を実現するための部分として、関連情報取得部１０１、車両位置姿勢データ取得部１１２、許容位置姿勢誤差特定部１０５、走行制御内容決定部１０６、走行経路情報特定部１０７、将来走行内容推定部１０８、走行制御継続性情報決定部１０９、走行制御継続性情報出力部１１０、及び運転者状態特定部１１１を有する。このうち関連情報取得部１０１、許容位置姿勢誤差特定部１０５、走行制御内容決定部１０６、走行経路情報特定部１０７、将来走行内容推定部１０８、走行制御継続性情報決定部１０９、走行制御継続性情報出力部１１０、及び運転者状態特定部１１１については、第１実施形態で説明したものとそれぞれ同一である。処理部１００Ａは、記憶部１２０に格納されている所定の動作プログラムを実行することで、これらの各部に対応する処理を行うことができる。

本実施形態の車載用制御装置１０Ａでは、第１実施形態で説明した車載用制御装置１０に対して、一部の機能が自車位置姿勢特定装置９０に移行されている。具体的には、図１の車両位置姿勢特定部１０２、車両位置姿勢誤差特定部１０３、将来位置姿勢誤差特定部１０４が、それぞれ車両位置姿勢特定部９０２、車両位置姿勢誤差特定部９０３、将来位置姿勢誤差特定部９０４として、自車位置姿勢特定装置９０に移行されている。また、関連情報取得部１０１の機能の一部については、関連情報取得部９０１として、自車位置姿勢特定装置９０に移行されている。

本実施形態の車載用制御装置１０Ａは、自車位置姿勢特定装置９０が特定した自車両の位置姿勢関連データを、車載ネットワーク等を介して取得する必要がある。そのため、車載用制御装置１０Ａの処理部１００Ａは、車両位置姿勢データ取得部１１２を有している。車両位置姿勢データ取得部１１２は、自車位置姿勢特定装置９０の車両位置姿勢データ出力部９０５から出力される自車両の位置姿勢及びその誤差に関連する情報を、通信部１３０を用いて取得する部分である。この車両位置姿勢データ取得部１１２が取得した情報に基づいて、許容位置姿勢誤差特定部１０５及び走行制御内容決定部１０６は、それぞれの処理を実行する。

本実施形態の走行制御システム１Ａでは、自車位置姿勢特定装置９０により、自車両の位置姿勢及びその誤差を特定して車載用制御装置１０Ａに通知するための車両位置姿勢特定処理を実行する。図１６に示す処理フロー１０００は、本実施形態の走行制御システム１Ａにおいて実行される車両位置姿勢特定処理のフローチャートである。

ステップＳ１００１〜Ｓ１００５において、自車位置姿勢特定装置９０は、図５のステップＳ４０１〜Ｓ４０５とそれぞれ同様の処理を行う。すなわち、ステップＳ１００１で所定時間待機した後、ステップＳ１００２では、関連情報取得部９０１により、自車両の位置姿勢を特定するのに必要な測位情報等を取得する。ステップＳ１００３では、ステップＳ１００２で取得した情報に基づいて、車両位置姿勢特定部９０２により、現在の自車位置姿勢を特定する。ステップＳ１００４では、車両位置姿勢誤差特定部９０３により、ステップＳ１００３で特定した現在の自車位置姿勢の誤差を推定する。ステップＳ１００５では、ステップＳ１００４で推定した現在の自車位置姿勢の誤差に基づいて、将来位置姿勢誤差特定部９０４により、将来の自車位置姿勢の誤差を推定する。

ステップＳ１００６において、自車位置姿勢特定装置９０は、ステップＳ１００３で特定した現在の自車位置姿勢と、ステップＳ１００４で推定した現在の自車位置姿勢の誤差と、ステップＳ１００５で推定した将来の自車位置姿勢の誤差とに基づいて、車載用制御装置１０Ａに自車両の位置姿勢及びその誤差を通知するための自車位置姿勢関連情報を出力する。ここでは、自車位置姿勢特定装置９０の車両位置姿勢データ出力部９０５により、ステップＳ１００３〜Ｓ１００５の処理結果に基づく自車位置姿勢関連情報のメッセージを生成し、車載用制御装置１０Ａに出力する。これにより、自車位置姿勢特定装置９０から車載用制御装置１０Ａに自車位置姿勢関連情報が送信される。

図１７は、図１６のステップＳ１００６で送信される自車位置姿勢関連情報メッセージのフォーマットの一例を示す図である。図１７に示す自車位置姿勢関連情報メッセージのフォーマット１０５０は、位置姿勢情報１０５１、位置姿勢誤差情報１０５２及び将来位置姿勢誤差情報１０５３を含む。なお、図１７では、通信プロトコルに関するヘッダ情報等の図示を省略している。

位置姿勢情報１０５１は、自車位置姿勢特定装置９０が特定した自車両の位置姿勢に関する情報を格納する部分である。この位置姿勢情報１０５１の値は、例えば、緯度、経度、方位等の地理座標系での位置情報や、第１実施形態で説明したような自車両の道路上の位置情報などが含まれる。

位置姿勢誤差情報１０５２は、位置姿勢情報１０５１が表す自車両の位置姿勢の誤差に関する情報を格納する部分である。この位置姿勢誤差情報１０５２は、例えば、緯度、経度方向の誤差の標準偏差や、推奨走行軌道に対する前後方向及び横方向の誤差の標準偏差などが含まれる。

将来位置姿勢誤差情報１０５３は、位置姿勢誤差情報１０５２が表す自車両の位置姿勢誤差の今後の推移、すなわち将来の自車両の位置姿勢誤差の推移に関する情報を格納する部分である。この将来位置姿勢誤差情報１０５３は、例えば、単位時間ステップ毎の将来の位置姿勢誤差（例えば、１秒後、２秒後、…）のリストで表現される。なお、将来の位置姿勢誤差に関する情報を表現できれば、将来位置姿勢誤差情報１０５３の表現形態は上記に限定されない。例えば、単位距離ステップ毎（例えば、１０ｍ先、２０ｍ先）、あるいは、誤差の挙動が変化する特異点毎（カーブ開始点、交差点進入点、等）の将来の位置姿勢誤差のリストにより、将来位置姿勢誤差情報１０５３を表現しても良い。また、車載用制御装置１０Ａが誤差推移を推定するために用いられるパラメータ（例えば、単位時間あたりの誤差増加量、単位距離あたりの誤差増加量等）を、将来位置姿勢誤差情報１０５３としても良い。

なお、自車位置姿勢関連情報メッセージに将来位置姿勢誤差情報１０５３を含めないような構成としても良い。この場合、自車位置姿勢特定装置９０は、位置姿勢情報１０５１及び位置姿勢誤差情報１０５２のみを含む自車位置姿勢関連情報を、車載用制御装置１０Ａに時系列的に出力する。車載用制御装置１０Ａでは、これらの情報の時系列データに基づいて、走行制御内容決定部１０６及び走行制御継続性情報決定部１０９により、自車位置姿勢誤差の推移を予測し、走行制御の継続性を判断して、車載用表示装置２０に出力する走行制御継続性情報を決定することができる。前述のように、ｘ軸方向（前後方向）の位置誤差は、概して速度の測定誤差を傾きとして、経過時間に比例する形で増加する。そのため、位置姿勢誤差の時系列データから傾きを逆算することで、将来の位置姿勢誤差を算出することが可能となる。

図１６の説明に戻る。ステップＳ１０２１において、車載用制御装置１０Ａは、車両位置姿勢データ取得部１１２により、ステップＳ１００６で自車位置姿勢特定装置９０から送信された自車位置姿勢関連情報メッセージを受信する。そして、図１７に例示したフォーマット１０５０に従ってメッセージ内容を解析し、各種情報を取得する。

ステップＳ１０２２において、車載用制御装置１０Ａは、ステップＳ１０２１で取得した情報を車両位置姿勢関連データ群１２２に格納する。ここで格納された車両位置関連データは、車載用制御装置１０Ａにおいて走行制御処理に利用される。ステップＳ１０２２の処理を実行したら、車載用制御装置１０Ａは、図１６の処理フロー１０００に示す車両位置姿勢特定処理を終了する。

次に、本実施形態の走行制御システム１Ａにおいて実行される走行制御処理について説明する。図１８に示す処理フロー１１００は、本実施形態の走行制御システム１Ａにおいて、車載用制御装置１０Ａにより実行される走行制御処理のフローチャートである。

ステップＳ４０１〜Ｓ４０２において、車載用制御装置１０Ａは、図５のステップＳ４０１〜Ｓ４０２とそれぞれ同様の処理を行う。すなわち、ステップＳ４０１で所定時間待機した後、ステップＳ４０２では、関連情報取得部１０１により、自車両の走行制御内容を決定するのに必要な情報を特定する。

ステップＳ４１１において、車載用制御装置１０Ａは、前述の車両位置姿勢特定処理によって自車位置姿勢特定装置９０から送信された自車位置姿勢関連情報を特定する。ここでは、図１６のステップＳ１０２２で車両位置姿勢関連データ群１２２に格納された情報を取得することで、自車位置姿勢関連情報を特定する。

ステップＳ４０６〜Ｓ４０９において、車載用制御装置１０Ａは、ステップＳ４１１で特定した自車位置姿勢関連情報に基づいて、図５のステップＳ４０６〜Ｓ４０９とそれぞれ同様の処理を行う。すなわち、ステップＳ４０６では、許容位置姿勢誤差特定部１０５、走行制御内容決定部１０６、将来走行内容推定部１０８及び運転者状態特定部１１１により、図７の処理フロー５００に従って適正走行制御レベル判定処理を実行することで、自車両の将来の走行制御内容に対応する適正走行制御レベルを決定する。このとき、図７のステップＳ５０７では、ステップＳ４１１で特定した自車位置姿勢関連情報に基づいて、現在から検証対象時間Ｔまでの位置姿勢誤差の推定値を取得し、許容位置姿勢誤差範囲と比較する。ステップＳ４０７では、走行制御継続性情報決定部１０９及び走行制御継続性情報出力部１１０により、図１２の処理フロー７００に従って走行制御継続性情報通知処理を実行することで、自車両の走行制御の継続性に関する情報を運転者に通知する。ステップＳ４０８では、走行制御内容決定部１０６により、自車両の走行制御内容を決定する。ステップＳ４０９では、ステップＳ４０８で決定した自車両の走行制御内容に基づいて、自車両の走行制御に必要な目標制御値を演算し、アクチュエータ群７０に出力する。

なお、前述したように、自車位置姿勢特定装置９０から送信される自車位置姿勢関連情報メッセージには、将来位置姿勢誤差情報１０５３が含まれない場合もあり得る。その場合、ステップＳ４０６では、ステップＳ４１１で特定した自車位置姿勢関連情報に基づいて、自車位置姿勢及びその誤差の時系列データを取得し、その時系列データから将来の位置姿勢誤差の推移を予測することが好ましい。例えば、図３の車両位置姿勢関連データ群１２２に示すような時系列データが取得された場合、前後方向位置誤差３０４に着目すると、１秒あたりに０．０２ｍの割合で前後方向の位置誤差が増加していることが分かる。これにより、例えば、ｔ秒後の前後方向位置誤差は、現時点よりも０．０２×ｔメートル増加すると推定することが可能となる。

ステップＳ４１２において、車載用制御装置１０Ａは、ステップＳ４０８で決定した走行制御内容を自車位置姿勢特定装置９０に出力する。ここでは、通信部１３０を用いて、走行制御内容に関する走行制御計画情報を自車位置姿勢特定装置９０に送信する。本実施形態では前述のように、自車位置姿勢特定装置９０が図１６の処理フロー１０００に従って車両位置姿勢特定処理を実行することで、将来の自車位置姿勢の誤差を推定する。このとき、自車両の走行制御内容を取得することで、将来の自車位置姿勢の誤差を精度良く推定することができる。そのため、ステップＳ４１２の処理を実行することで、車載用制御装置１０Ａで決定した走行制御内容に関する走行制御計画情報を、車載用制御装置１０Ａから自車位置姿勢特定装置９０に送信する。この走行制御計画情報には、例えば、目標軌道や目標速度プロファイル等の情報が含まれる。車載用制御装置１０Ａから送信された走行制御計画情報は、所定のメッセージフォーマットにより、車両ネットワークを介して自車位置姿勢特定装置９０に伝達される。自車位置姿勢特定装置９０で受信された走行制御計画情報は、記憶部９２０に格納される。これにより、自車位置姿勢特定装置９０は、図６のステップＳ４５１において走行制御計画情報を取得し、これを用いて、将来の自車位置姿勢の誤差推定精度を向上させることができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、図１５に示した構成の走行制御システム１Ａを用いて、第１実施形態で説明したのと同様の効果を実現することができる。すなわち、不要な走行制御レベルの切り替えや誤った通知を抑制可能となり、運転者が感じる煩わしさを軽減することができる。

以上説明した本発明の第２実施形態によれば、第１実施形態で説明した（１）〜（８）の作用効果に加えて、さらに以下の作用効果を奏する。

（９）自車位置姿勢特定装置９０は、自車両の位置および姿勢を推定する車両位置姿勢特定部９０２と、自車両の将来の位置誤差および姿勢誤差を推定する将来位置姿勢誤差特定部９０４と、車両位置姿勢特定部９０２により推定された自車両の位置および姿勢に関する情報と、将来位置姿勢誤差特定部９０４により推定された自車両の将来の位置誤差および姿勢誤差に関する情報とを含むメッセージを出力する車両位置姿勢データ出力部９０５とを備える。このようにしたので、第１実施形態の車載用制御装置１０と比べて、車載用制御装置１０Ａの構成を簡略化することができる。

（１０）車載用制御装置１０Ａの走行制御継続性情報決定部１０９は、自車位置姿勢特定装置９０から出力される自車両の位置誤差の時系列データに基づいて、自車両の走行制御状態の継続性に関する情報を決定することもできる。このようにすれば、自車位置姿勢特定装置９０から自車両の将来の位置誤差および姿勢誤差に関する情報が送信されない場合でも、車載用制御装置１０Ａにおいて自車両の将来の位置誤差を精度良く推定し、自動運転の継続性に関する通知を適切に行うことができる。

なお、以上説明した各実施形態は一例であり、本発明はこれに限られない。すなわち、様々な応用が可能であり、あらゆる実施の形態が本発明の範囲に含まれる。

例えば、上記実施形態では、車載用制御装置や車載用表示装置の各処理を、プロセッサとＲＡＭを用いて、所定の動作プログラムを実行することで実現しているが、必要に応じて独自のハードウェアで実現することも可能である。また、上記の実施形態では、車載用制御装置、車載用表示装置、無線通信部、自車位置測位装置、自車位置姿勢特定装置、外界センサ群、車両センサ群、アクチュエータ群、走行経路決定装置等をそれぞれ個別の装置として記載しているが、必要に応じて任意のいずれか２つ以上を組み合せても良い。

上記の各処理が、プロセッサが所定の動作プログラムを実行することで実現される場合、各処理を実現する動作プログラム、テーブル、ファイル等の情報は、不揮発性半導体メモリ、ハードディスクドライブ、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記憶デバイス、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の計算機で読み取り可能な非一時的データ記憶媒体に格納することができる。

また、各図面には、実施形態を説明するために必要と考えられる制御線及び情報線を示しており、必ずしも、本発明が適用された実際の製品に含まれる全ての制御線及び情報線を示しているとは限らない。実際にはほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

以上説明した各実施形態や各種の変化例はあくまで一例であり、発明の特徴が損なわれない限り、本発明はこれらの内容に限定されない。本発明は、上述した実施形態や変形例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

１、１Ａ：走行制御システム
１０、１０Ａ：車載用制御装置
２０：車載用表示装置
３０：無線通信部
４０：自車位置測位装置
５０：外界センサ群
６０：車両センサ群
７０：アクチュエータ群
８０：走行経路決定装置
９０：自車位置姿勢特定装置
１００、１００Ａ：処理部
１０１：関連情報取得部
１０２：車両位置姿勢特定部
１０３：車両位置姿勢誤差特定部
１０４：将来位置姿勢誤差特定部
１０５：許容位置姿勢誤差特定部
１０６：走行制御内容決定部
１０７：走行経路情報特定部
１０８：将来走行内容推定部
１０９：走行制御継続性情報決定部
１１０：走行制御継続性情報出力部
１１１：運転者状態特定部
１２０：記憶部
１２１：周辺道路地図データ群
１２２：車両位置姿勢関連データ群
１２３：許容位置精度パラメータデータ群
１３０：通信部
２００：処理部
２０１：走行制御継続性情報取得部
２０２：ＨＭＩ出力制御部
２２０：記憶部
２３０：通信部
２４０：画面入出力部
２５０：音声入出力部
９００：処理部
９０１：関連情報取得部
９０２：車両位置姿勢特定部
９０３：車両位置姿勢誤差特定部
９０４：将来位置姿勢誤差特定部
９０５：車両位置姿勢データ出力部
９２０：記憶部
９２１：周辺道路地図データ群
９２２：車両位置姿勢関連データ群
９３０：通信部

Claims (10)

1. 車両に搭載され、前記車両の走行を制御するための車載用制御装置であって、
   前記車両の位置誤差を推定する車両位置誤差特定部と、
   前記車両位置誤差特定部により推定された前記車両の位置誤差に基づいて、前記車両の走行制御状態の継続性に関する情報を決定する走行制御継続性情報決定部と、
   前記走行制御継続性情報決定部により決定された前記車両の走行制御状態の継続性に関する情報を出力する走行制御継続性情報出力部と、
   前記車両位置誤差特定部により推定された前記車両の位置誤差に基づいて、前記車両の将来の位置誤差を推定する将来位置誤差特定部とを備え、
   前記走行制御継続性情報決定部は、前記将来位置誤差特定部により推定された前記将来の位置誤差に基づいて、前記車両の走行制御状態の継続性に関する情報を決定する車載用制御装置。
2. 請求項１に記載の車載用制御装置において、
   前記走行制御継続性情報決定部は、前記車両の位置誤差の時系列データに基づいて、前記車両の走行制御状態の継続性に関する情報を決定する車載用制御装置。
3. 請求項１に記載の車載用制御装置において、
   前記車両の将来の走行制御における位置誤差の許容範囲を決定する許容位置誤差特定部をさらに備え、
   前記走行制御継続性情報決定部は、前記将来位置誤差特定部により推定された前記将来の位置誤差と、前記許容位置誤差特定部により決定された前記位置誤差の許容範囲との比較結果に基づいて、前記車両の走行制御状態の継続性に関する情報を決定する車載用制御装置。
4. 請求項３に記載の車載用制御装置において、
   前記将来位置誤差特定部は、前記車両の走行道路の進行方向と並行する方向の前記将来の位置誤差を表す前後方向位置誤差と、前記走行道路の進行方向と直交する方向の前記将来の位置誤差を表す横方向位置誤差とを推定し、
   前記許容位置誤差特定部は、前記車両の走行道路の進行方向と並行する方向の前記位置誤差の許容範囲を表す前後方向許容誤差と、前記車両の走行道路の進行方向と直交する方向の前記位置誤差の許容範囲を表す横方向許容誤差とを決定し、
   前記走行制御継続性情報決定部は、前記将来位置誤差特定部により推定された前記前後方向位置誤差および／または前記横方向位置誤差と、前記許容位置誤差特定部により決定された前記前後方向許容誤差および／または前記横方向許容誤差との比較結果に基づいて、前記車両の走行制御状態の継続性に関する情報を決定する車載用制御装置。
5. 請求項３に記載の車載用制御装置において、
   前記車両の想定走行経路に関する情報を特定する走行経路情報特定部をさらに備え、
   前記将来位置誤差特定部は、前記走行経路情報特定部により特定された前記想定走行経路に関する情報に基づいて、前記車両の将来の位置誤差を推定する車載用制御装置。
6. 請求項５に記載の車載用制御装置において、
   前記想定走行経路に関する情報は、前記想定走行経路上における道路形状に関する情報を含み、
   前記許容位置誤差特定部は、前記想定走行経路上における道路形状に基づいて、前記位置誤差の許容範囲を決定する車載用制御装置。
7. 請求項１に記載の車載用制御装置において、
   前記車両の走行制御内容を決定する走行制御内容決定部をさらに備え、
   前記将来位置誤差特定部は、前記走行制御内容決定部により決定された前記車両の走行制御内容に基づいて、前記車両の将来の位置誤差を推定する車載用制御装置。
8. 請求項３に記載の車載用制御装置において、
   前記車両の走行制御内容を決定する走行制御内容決定部をさらに備え、
   前記許容位置誤差特定部は、前記走行制御内容決定部により決定された前記車両の走行制御内容に基づいて、前記位置誤差の許容範囲を決定する車載用制御装置。
9. 請求項８に記載の車載用制御装置において、
   前記許容位置誤差特定部は、前記車両の走行制御内容に応じて予め設定された複数の走行制御レベルの中からいずれかの走行制御レベルを選択し、その選択した走行制御レベルに基づいて、前記位置誤差の許容範囲を決定し、
   前記走行制御内容決定部は、前記将来位置誤差特定部により推定された前記将来の位置誤差と、前記許容位置誤差特定部により決定された前記位置誤差の許容範囲との比較結果に基づいて、前記複数の走行制御レベルの中からいずれかの走行制御レベルを、前記車両の将来の走行制御内容に対応する適正走行制御レベルとして設定し、
   前記走行制御継続性情報決定部は、前記走行制御内容決定部により設定された適正走行制御レベルに基づいて、前記車両の走行制御状態の継続性に関する情報を決定する車載用制御装置。
10. 請求項３に記載の車載用制御装置において、
    前記車両の運転者の状態を推定する運転者状態特定部をさらに備え、
    前記許容位置誤差特定部は、前記運転者状態特定部により推定された前記車両の運転者の状態に応じて決定された検証対象時間に基づいて、前記位置誤差の許容範囲を決定する車載用制御装置。

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