JP6512084B2 - 走行軌跡生成装置、走行軌跡生成方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両の走行制御技術に関する。

近年、路側機や管制センタ等のインフラストラクチャ（以下、インフラ）と車両との路車間通信等を利用して、車両の走行経路を設定し、設定した走行経路に沿って車両が走行するようにエンジン・ブレーキ・ステアリング等を制御する、いわゆる協調型自動運転の技術が提案されている（特許文献１参照）。

特許第２９６９１７５号公報

ところで、この種の自動運転技術では、車両の走行経路が単純に車線の中央位置を示すだけのものであると、走行経路のうち曲線の経路に沿って車両が走行する場合に、車両の乗り心地を悪化させてしまう可能性があった。このため、走行経路を補正する等により、例えばコーナリング中に車両にかかる横向きの力（以下、横加速度）が低減可能な走行予定軌跡を生成することが望ましいと考えられる。

しかしながら、単に横加速度の低減だけを考慮した走行予定軌跡を生成すると、車両周辺の状況によっては運転者に不安を抱かせてしまい、このことによって車両の乗り心地を悪化させてしまう、という問題が考えられた。なお、この種の問題は、上記した協調型自動運転に限るものではなく、車載システムだけで周囲の状況を判断して走行制御する、いわゆる自律型自動運転を含む、各種の走行制御技術に共通する問題である。

本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものであり、走行制御技術において、車両の乗り心地をさらに改善可能な技術を提供することを目的としている。

本発明の一局面である走行軌跡生成装置は、情報取得部（４１）と、対象物認識部（４４）と、軌跡生成部（４３）と、を備える。情報取得部（４１）は、予め設定された走行経路のうち対象車両が走行中の車線（以下、対象車線）の中央位置を示す経路を車線走行経路とし、その車線走行経路の道路線形を表す道路線形情報を取得する。

対象物認識部（４４）は、対象車両の前方において対象車線に近接している対象物を近接対象物として認識する。
軌跡生成部（４３）は、情報取得部により取得した道路線形情報に基づき、対象車線において対象車両が走行することを予定する軌跡である走行予定軌跡を生成する。その際、軌跡生成部は、対象物認識部により認識した近接対象物に対する車線幅方向の間隔が、予め設定された安全間隔以上となるように、車線走行経路を補正することによって、走行予定軌跡を生成する。

このような構成によれば、車両の走行経路として車線の中央位置を示す車線走行経路を補正した走行予定軌跡が、近接対象物として例えば道路脇の防音壁やトンネルの内壁等に近づきすぎない軌跡となるため、運転者が不安を抱きにくくなる。具体的には、近接対象物に衝突するかもしれないという不安や、近接対象物に近づきすぎることによる圧迫感等を和らげることができる。これにより、車両の乗り心地をさらに改善することができる。

なお、本発明の一局面である走行軌跡生成方法によれば、上記同様の理由により、本発明の一局面である走行軌跡生成装置において既に述べた効果と同様の効果を得ることができる。

但し、この欄及び特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

車載システム１及びインフラ３の構成を示すブロック図である。 管制センタ５の構成を示すブロック図である。 走行軌跡生成ユニット２１の機能的構成を示すブロック図である。 走行予定軌跡５４及びコーナリングライン５５を主に示す模式図である。 走行予定軌跡５４及びコーナリングライン５５を主に示す模式図である。 第１補正経路６２及び第２補正経路６３を主に示す模式図である。 第１補正経路６２及び第２補正経路６３を主に示す模式図である。 第１補正経路生成処理のフローチャートである。 第２補正経路生成処理のフローチャートである。

以下、図面を参照しながら、発明を実施するための形態を説明する。
［１．第１実施形態］
［１−１．全体構成］
図１に示す自動運転制御システムは、車載システム１と、インフラ３と、を備える。インフラ３は、管制センタ５と、路側機７と、を備える。

車載システム１は、自車両を含む各車両に搭載され、それぞれが管制センタ５との無線通信により、いわゆる自動運転で使用する走行経路の設定等を行う。また、車載システム１は、管制センタ５との無線通信に加え、走行路に設置された路側機７との無線通信（以下、路車間通信）や他車両に搭載された車載システム１との無線通信（以下、車車間通信）等により、自車両や自車両周辺の状況を表す周辺情報を相互に提供し合う。車載システム１は、さらに、歩行者が所持する携帯端末との無線通信により周辺情報を取得しても良い。

また、インフラ３は、周辺情報を収集して統合した環境情報を生成し、走行経路の設定等に使用される。さらに、車載システム１は、インフラ３から環境情報を取得し、その環境情報に基づいて決定した、加速、減速、停車、発進、右折、左折、車線変更等の運転行動に従った走行制御を実施する。このように、自動運転制御システムでは、車載システム１とインフラ３とが協調して、各車両について目的地に向かう最適な走行経路が設定され、各車両が走行経路に沿って安全に自動走行できるように制御される。なお、走行経路は、車両が走行する道筋である。その道筋は、少なくとも道路によって示されるものであり、本実施形態ではさらに道路の車線によって示されている。

［１−２．車載システム１の構成］
車載システム１は、通信器１１、ＧＮＳＳ１２、センサ１３、高度地図情報記憶部１４、室内ディスプレイ１５、スピーカ１６、入力装置１７、自動運転制御装置２、パワートレインシステム４、ブレーキシステム６、ステアリングシステム８等を備える。

通信器１１は、無線通信によって、他車両との車車間通信、インフラ３との路車間通信等を実行する。ＧＮＳＳ１２は、準天頂衛星やＧＰＳ衛星からの電波を受信して自車両の位置情報等を取得する。センサ１３は、画像センサ、ミリ波レーダ、ライダー等を備え、自車両の周辺に存在する障害物、他車両、歩行者、標識、車線境界線、建造物等の各種物標を検出する。例えば、センサ１３は、画像センサが撮像する画像データに基づいて、自車両が走行する走行路を規定する左右の白線を、白線と路面との輝度差に基づいて検出することにより、車線境界線を認識する。また例えば、センサ１３は、ミリ波レーダやライダーにより、物標との距離及び相対速度、並びに物標の方位を検出する。さらに、センサ１３は、ドライバによる操作や車両の挙動を検出するセンサも備える。車両の挙動としては、車両の速度や加速度、ヨーレート、操舵角等が検出される。

高度地図情報記憶部１４は、地図情報に環境情報を対応付けた高度地図情報を記憶する。地図情報には、ナビゲーションシステムで使用される一般的な道路情報の他、道路幅、道路の曲率半径、ビル、建物等の後述する建造物の高さや長さ等が記憶されている。環境情報には、例えば、自車両から所定範囲内に存在する他車両の走行状態、道路状況、交通規制等の交通管理情報、車両や歩行者等の交通状況の情報等が含まれる。環境情報は、通信器１１を介してインフラ３、他車両等から取得する情報によって逐次更新される。

室内ディスプレイ１５は、自車両の車室内に設けられた、画像を表示可能なディスプレイであり、ナビゲーション用の地図等を表示するディスプレイの他、メータディスプレイやヘッドアップディスプレイ等を含む。スピーカ１６は、自車両の車室内に設けられ、各種音声案内や警報等を発生させる。入力装置１７は、ユーザの入力操作を受け付け、その入力操作に応じた入力信号を生成する。

自動運転制御装置２は、走行軌跡生成ユニット２１、自動走行制御ユニット２２、ＨＭＩユニット２３、運行管理ユニット２４を備える。これらのユニット２１〜２４は、ＣＰＵ２５と、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の半導体メモリ（以下、メモリ２６）と、を有する周知のマイクロコンピュータ及び車載ネットワーク用の通信コントローラを中心に構成される。各ユニット２１〜２４では、メモリ２６に格納されているプログラムに基づいてＣＰＵ２５により各種処理が実行され、プログラムが実行されることで、プログラムに対応する方法が実行される。なお、マイクロコンピュータは、各ユニット２１〜２４において兼用されてもよいし、各ユニット２１〜２４がそれぞれ備えてもよい。マイクロコンピュータの設置場所は車両内部の何れでもよい。

ＨＭＩユニット２３は、入力装置１７を介して自動運転機能の利用意思が確認されると、インフラ３に対して、自車両の車両ＩＤ、現在位置を表す位置情報、自動運転の目的地を示した開始要求通知を送信する。その後、インフラ３から送信されてくる環境情報や走行経路等の各種情報、センサ１３から得られる各種情報等に基づき、室内ディスプレイ１５やスピーカ１６を介して必要な情報をドライバに報知する制御を行う。

運行管理ユニット２４は、ＧＮＳＳ１２からの情報に基づいて自車両の現在位置を表す位置情報を生成すると共に、センサ１３から得られる自車両周囲に存在する各種物標に関する情報や自車両の挙動を表す情報等の周辺情報を生成する。物標に関する情報には、例えば、物標が車両や歩行者の場合は、その物標までの距離、物標の方位、移動速度等であり、物標が標識である場合は、その標識に示された内容等が挙げられる。運行管理ユニット２４は、これら位置情報及び周辺情報と自車両を識別する車両ＩＤとを対応付けた情報を、通信器１１を介して、定期的にインフラ３に送信する。

また、運行管理ユニット２４は、インフラ３から送信されてくる環境情報に基づき、高度地図情報を逐次更新すると共に、インフラ３から送信されてくる走行経路と、センサ１３から得られる各種情報とに基づき、自車両の現在位置から目的地までの最適な走行経路を設定する。さらに、運行管理ユニット２４は、自車両の現在位置を表す位置情報に基づき、自車両が走行中の車線である自車線を特定し、センサ１３から得られる周辺情報や車線境界線の認識結果等に基づき、自車線内における自車両の位置を特定する。

自動走行制御ユニット２２は、走行軌跡生成ユニット２１から出力される走行予定軌跡５４にしたがって、走行予定軌跡５４に沿って自車両が走行するように、走行予定軌跡５４上の各地点における目標速度、目標加速度、目標操舵角、目標ヨーレート等を設定し、パワートレインシステム４、ブレーキシステム６、ステアリングシステム８を制御する。走行予定軌跡５４については後述する。

パワートレインシステム４は、自動走行制御ユニット２２から指令される駆動出力にしたがって、駆動源として内燃機関を搭載している場合にはスロットル装置の開度および燃料噴射量を制御し、駆動源としてモータを搭載している場合にはモータへの供給電力を制御する。

ブレーキシステム６は、自動走行制御ユニット２２から指令される制動力にしたがって、油圧式ブレーキの液圧回路に設けられたアクチュエータを制御する。自車両が駆動源としてモータを搭載している場合には、ブレーキシステム６は、自動走行制御ユニット２２から指令される制動力にしたがって、モータへの供給電力を制御して回生ブレーキによる制動力を生成しても良い。

ステアリングシステム８は、自動走行制御ユニット２２から指令される操舵角にしたがって、ステアリング機構に設けられたピニオンギアの回転方向及び回転量を制御する。
なお、自動運転制御装置２、パワートレインシステム４、ブレーキシステム６、ステアリングシステム８は、車内ＬＡＮに接続されており、車内ＬＡＮを介して相互に制御量等の車両情報を共有する。車内ＬＡＮは、車両の内部に配備されているローカルエリアネットワークであり、例えば、周知のＣＡＮやＦｌｅｘＲａｙ、ＬＩＮ、ＭＯＳＴ、ＡＶＣ−ＬＡＮ等の通信プロトコルが使用される。

［１−３．管制センタ５の構成］
管制センタ５は、予め定められたエリア内での各車両の自動走行を監視、制御するセンタ型装置である。管制センタ５は、図２に示すように、通信器３１、データベース３２、高度地図情報記憶部３３、演算ユニット３４を備える。

通信器３１は、車載システム１との間の無線通信、及び公衆通信網等を介した路側機７との通信を行う。データベース３２は、通信器３１を介して開始要求通知を受信すると、その開始要求通知に示された車両ＩＤ、位置情報、目的地を関連付けて記憶する。高度地図情報記憶部３３は、高度地図情報を記憶する。高度地図情報の内容は、上述の高度地図情報記憶部１４で説明した通りである。

演算ユニット３４は、ＣＰＵ３５と、メモリ３６と、を有する周知のマイクロコンピュータを中心に構成される。演算ユニット３４では、メモリ３６に格納されているプログラムに基づいてＣＰＵ３５により各種処理が実行され、プログラムが実行されることで、プログラムに対応する方法が実行される。演算ユニット３４は、通信器３１を介して取得した各車両からの周辺情報を統合することによって環境情報を生成し、高度地図情報記憶部３３に記憶された環境情報の内容を逐次更新する。また、演算ユニット３４は、周辺情報に示された車両ＩＤ及び位置情報に基づき、データベース３２に登録されている車両ＩＤの位置情報を逐次更新する。

また、演算ユニット３４は、高度地図情報記憶部３３に記憶された情報を利用して、位置情報が示す現在位置から目的地に至る走行経路を生成し、その走行経路を、走行経路に関わる環境情報と共に、開始要求通知の送信元車両に送信する、以降、予め決められた更新タイミング毎に、登録された全ての自動運転車両について走行経路の再計算を行って、その結果を環境情報と共に、各自動運転車両に送信する。

［１−４．路側機７の構成］
路側機７は、路車間通信により各車両から提供される周辺情報を収集すると共に、自動運転に必要な走行経路や環境情報などの情報を、路車間通信により各車両に提供する装置である。路側機７は、例えば、車載システム１と管制センタ５との無線通信や、車載システム１同士の車車間通信が困難な通信困難地点等に設置される。路側機７は、通信器、データベース、高度地図情報記憶部、演算ユニット等を備える。路側機７のデータベース及び高度地図情報記憶部は、管制センタ５のデータベース３２及び高度地図情報記憶部３３と同様のものであり、その記憶内容は、管制センタ５のデータベース３２及び高度地図情報記憶部３３のものと同期したものとなるように通信器を介した更新処理が演算ユニットによって逐次行われる。

［１−５．走行軌跡生成ユニット２１の構成］
次に、車載システム１の走行軌跡生成ユニット２１について説明する。
走行軌跡生成ユニット２１は、ＣＰＵ２５の各種処理の実行により実現される機能の構成として、図３に示すように、情報取得部４１と、道路判定部４２と、軌跡生成部４３と、対象物認識部４４と、最接近推定部４５と、間隔設定部４６と、を備える。また、軌跡生成部４３は、第１の補正部４７と、第２の補正部４８と、を備える。なお、走行軌跡生成ユニット２１が提供するこれら機能の一部または全部を、一つあるいは複数の論理回路やＩＣ等の電子回路によりハードウェア的に構成してもよい。つまり、走行軌跡生成ユニット２１では、ソフトウェアに限らず、ハードウェアあるいはそれらの組合せによっても上記機能を提供することができる。

情報取得部４１は、予め設定された走行経路のうち対象車両５１が走行中の車線である対象車線５２の中央位置を示す経路（以下、車線走行経路５３）の道路線形を表す道路線形情報を取得する。本実施形態において、走行経路は、インフラ３から送信されてくる走行経路と、センサ１３から得られる各種情報とに基づき、運行管理ユニット２４によって再度設定される。また本実施形態において、図４に示すように、対象車両５１は、自車両に相当する。対象車線５２は、自車線に相当する。道路線形は、道路の平面的な形状を示す線形要素であり、直線と曲線とが曲率半径によって示される。車線走行経路５３は、運行管理ユニット２４によって設定される走行経路であり、対象車線の車線幅方向における中心点を繋いだ経路を示す情報である。

道路判定部４２は、情報取得部４１により取得した道路線形情報に基づき、車線走行経路５３のうち対象車両５１の現在位置から進行方向に予め設定された経路範囲内において、曲率半径により規定される曲線の経路（以下、曲線経路）が１ないし複数存在するか否かを判定する。経路範囲は、例えば車線走行経路５３の距離として表され、固定値でも変動値でもよく、変動値の場合は、例えば対象車両５１の速度に応じて大きい距離が設定される。

軌跡生成部４３は、経路範囲内の対象車線５２において対象車両５１が走行することを予定する軌跡（以下、走行予定軌跡５４）を生成する。本実施形態において、走行予定軌跡５４は、対象車線の車線幅方向において対象車両５１の前端中央部が通過することを予定する点を繋いだ経路を示す情報であるが、前端中央部に限るものではない。走行予定軌跡５４は、例えば、左右いずれか予め決められた一方の車輪が通過することを予定する軌跡であってもよいし、対象車両５１の重心が通過することを予定する点を繋いだ経路を示す情報であってもよい。軌跡生成部４３は、道路判定部４２により経路範囲内において曲線経路が存在しないと判定した場合、車線走行経路５３を走行予定軌跡５４として設定する。これにより、予め設定された長さ以上の直線の経路（以下、直線経路）が続く場合には、対象車線５２の中央位置を示す走行予定軌跡５４が生成される。

第１の補正部４７は、道路判定部４２により経路範囲内において１ないし複数の曲線経路が存在すると判定した場合に、図５に示すように、走行予定軌跡５４のうち各曲線経路に対応する軌跡をそれぞれコーナリングライン５５とし、各コーナリングライン５５の曲率半径が、それぞれ対応する曲線経路の曲率半径よりも大きくなるように、車線走行経路５３を補正する。これにより、曲線経路に対応する対象車線５２の中央位置から曲率半径の大きくなる側へシフトされた対象車線５２上の各位置を示す走行予定軌跡５４が生成される。

対象物認識部４４は、対象車両５１の前方において対象車線５２に近接している対象物を近接対象物５６として認識する。対象物は、センサ１３により検出される物標のうち、予め定められた物標である。本実施形態において、対象物は、防音壁やトンネル壁、ビル、建物、ガードレール、ポール等の建造物、車両、歩行者等である。本実施形態において、近接対象物５６は、図６に示すように、第１の補正部４７によって補正された走行予定軌跡５４との距離が予め定められた閾値（以下、安全間隔５７の初期値）よりも短い地点に存在する対象物である。安全間隔５７は、近接対象物５６に対する車線幅方向の間隔であり、本実施形態では走行予定軌跡５４との距離と比較されるが、これに限らず、走行予定軌跡５４を近接対象物５６側に対象車両５１の車幅の半分だけずらした軌跡との距離を比較しても良い。また、安全間隔５７は、固定値であってもよいが、本実施形態では変動値である場合を例に説明する。

最接近推定部４５は、対象車線５２に隣接する車線を隣接車線５８、隣接車線５８を走行している車両を隣接車両５９とし、近接対象物５６が隣接車両５９である場合に、車線走行経路５３において対象車両５１が隣接車両５９と最接近する位置を最接近位置６０として推定する。最接近推定部４５は、例えば、センサ１３により検出される隣接車両５９との相対位置及び相対速度の履歴に基づき、隣接車両５９と最接近するまでの時間を計算し、計算した時間に対象車両５１の速度を乗じることで、対象車両の現在位置からの到達距離６１を予測して、図７に示すように、その到達距離６１に対応する車線走行経路５３上の位置を最接近位置６０として設定する。なお、隣接車両５９に限らず、例えば対象車線５２に隣接する歩道等を歩行している歩行者を隣接歩行者とし、同様の方法で隣接歩行者との最接近位置６０を推定しても良い。ここでの隣接車両５９や隣接歩行者が移動物に相当する。移動物は、自らが移動可能な動的物体として定義される。

間隔設定部４６は、安全間隔５７を設定する。安全間隔５７の設定方法については後述する。
第２の補正部４８は、対象物認識部４４により認識した近接対象物５６に対する車線幅方向の間隔が、予め定められた安全間隔５７以上となるように、車線走行経路５３を補正する。本実施形態において、第２の補正部４８は、図６及び図７に示すように、第１の補正部４７により補正した車線走行経路５３、つまり第１の補正部４７により生成した走行予定軌跡５４を第１補正経路６２とし、対象物認識部４４により認識した近接対象物５６に対する車線幅方向の間隔が安全間隔以上となるように、第１補正経路６２を更に補正することにより、第２補正経路６３を生成する。第２の補正部４８により生成された第２補正経路６３は、対象車両５１の走行予定軌跡５４として自動走行制御ユニット２２に出力される。なお、第２の補正部４８を備えない構成においては、第１の補正部４７により生成された第１補正経路６２が、対象車両５１の走行予定軌跡５４として自動走行制御ユニット２２に出力される。

［１−６．処理］
［１−６−１．第１補正経路生成処理］
次に、走行軌跡生成ユニット２１のＣＰＵ２５が実行する第１補正経路生成処理について、図８のフローチャートを用いて説明する。本処理は、入力装置１７を介して自動運転機能の利用意思が確認されている間、所定サイクル毎に繰り返し実行される。

本処理が開始されると、Ｓ１１０において道路判定部４２は、対象車両５１の速度に応じて直線経路とみなされる直線の長さを設定する。直線は、曲率半径が閾値以上の線分である。直線経路は、曲率半径が閾値以上の線分が所定の長さ以上連続する経路である。ここでは、この長さを対象車両５１の速度に応じて可変設定する。具体的には、対象車両５１の速度が大きいほど、直線の長さは大きく設定される。対象車両５１の速度は、センサ１３による検出結果から得られる。

次に、Ｓ１２０において道路判定部４２は、経路範囲内において曲線経路が１ないし複数存在するか否かを判定する。具体的には、経路範囲内における車線走行経路５３を構成する各線分の曲率半径を閾値と比較し、閾値未満の線分が存在する場合に、曲線経路が存在すると判定する。曲率半径は、高度地図情報記憶部１４の記憶内容や、センサ１３による車線境界線の認識結果から得られる。なお、曲率半径が閾値未満の線分が存在する場合ではなく、曲率半径が閾値未満の線分が所定長さ以上連続する場合に、後続走行経路が曲線経路であると判定しても良い。曲線経路が存在すると判定した場合、Ｓ１３０に移行する。曲線経路が存在しないと判定した場合、軌跡生成部４３は、経路範囲内における車線走行経路５３を補正することなく、車線走行経路５３を走行予定軌跡５４として生成し、Ｓ１１０に戻る。

Ｓ１３０において道路判定部４２は、対象車両５１の現在位置から近い順に曲線経路を進入カーブとし、車線走行経路において進入カーブの後に続く経路（以下、後続走行経路）の種別を判定する。具体的には、経路範囲内において進入カーブに後続する車線走行経路５３を構成する線分の曲率半径を閾値と比較し、曲率半径が閾値以上である線分がＳ１１０で設定された長さ以上連続する場合、後続走行経路が直線経路であると判定する。また、後続走行経路が直線経路であると判定する前に、例えば曲率半径が閾値未満の線分が存在する場合には、後続走行経路が曲線経路であると判定する。直線経路の判定用の閾値は、曲線経路の判定用の閾値よりも大きい値でも同じ値でも良い。また、後続走行経路が曲線経路であると判定した場合は、その曲線経路の向きを判定する。曲線経路の向きは、高度地図情報記憶部１４の記憶内容や、センサ１３による車線境界線の認識結果から得られる。なお、曲率半径が閾値未満の線分が存在する場合でなく、曲率半径が閾値未満の線分が所定長さ以上連続する場合に、後続走行経路が曲線経路であると判定しても良い。また、本実施形態では、対象車両５１の現在位置から近い順に曲線経路を進入カーブとしているが、これに限らず、例えば、対象車両５１の現在位置から遠い順に曲線経路を進入カーブとして処理を進めても良い。

Ｓ１４０において道路判定部４２は、後続走行経路が直線経路であると判定した場合、Ｓ１５０に移行し、後続走行経路が曲線経路であると判定した場合、Ｓ１６０を経て、Ｓ１７０又はＳ１８０に移行する。

以下において第１の補正部４７は、コーナリングライン５５のうち対象車線５２において曲線経路の曲率中心に対する最内側地点をクリッピングポイント６５とし、Ｓ１３０の判定結果を基に、後続走行経路の種別に応じて、進入カーブに対応するコーナリングライン５５の入口地点６４及び出口地点６６を設定する。具体的には、進入カーブに対応する対象車線５２の車線幅内に、対象車両５１の車幅が収まることを条件とし、入口地点６４、クリッピングポイント６５、出口地点６６の順に対象車両５１が走行するようなコーナリングライン５５を生成する。このとき、コーナリングライン５５の曲率半径が、対応する曲線経路の曲率半径よりも大きくなるように、車線走行経路５３が補正される。なお、曲線経路が複数の曲率半径を有する場合には、コーナリングライン５５を構成する各線分の曲率半径が、曲率経路を構成する各線分の曲率半径よりも大きくなるように、車線走行経路５３が補正される。さらに、第１の補正部４７は、自動走行制御ユニット２２により設定された目標値に基づき、コーナリングライン５５上の各地点の横加速度変化率が所定変化率以下になるように、入口地点６４、クリッピングポイント６５、出口地点６６を補正しても良い。

Ｓ１５０において第１の補正部４７は、進入カーブに対応するコーナリングライン５５について、入口地点６４を対象車線５２において進入カーブの曲率中心に対する外側地点、出口地点６６を対象車線５２の中央地点にそれぞれ設定する。これにより、進入カーブの後続走行経路が直線経路である場合、図５に示すように、車線走行経路５３に対し、入口地点６４が進入カーブの外側地点、クリッピングポイント６５が進入カーブの内側地点、出口地点６６が中央地点となる、いわゆるＯｕｔ−Ｉｎ−Ｃｅｎｔｅｒのコーナリングライン５５が生成される。

Ｓ１６０において道路判定部４２は、後続走行経路としての曲線経路が進入カーブと同じ向きに曲がる曲線経路であると判定した場合、Ｓ１７０に移行し、後続走行経路としての曲線経路が進入カーブと逆の向きに曲がる曲線経路であると判定した場合、Ｓ１８０に移行する。

Ｓ１７０において第１の補正部４７は、進入カーブに対応するコーナリングライン５５について、入口地点６４を対象車線５２において進入カーブの曲率中心に対する外側地点、出口地点６６を同じく対象車線５２において進入カーブの曲率中心に対する外側地点にそれぞれ設定する。これにより、進入カーブの後続走行経路が進入カーブと同じ向きに曲がる曲線経路である場合、図４に示すように、車線走行経路５３に対し、入口地点６４が進入カーブの外側地点、クリッピングポイント６５が進入カーブの内側地点、出口地点６６が進入カーブの外側地点となる、いわゆるＯｕｔ−Ｉｎ−Ｏｕｔのコーナリングライン５５が生成される。

Ｓ１８０において第１の補正部４７は、進入カーブに対応するコーナリングライン５５について、入口地点６４を対象車線５２において進入カーブの曲率中心に対する外側地点、出口地点６６を対象車線５２において進入カーブの曲率中心に対する内側地点にそれぞれ設定する。これにより、進入カーブの後続走行経路が進入カーブと逆の向きに曲がる曲線経路である場合、図５に示すように、車線走行経路５３に対し、入口地点６４が進入カーブの外側地点、クリッピングポイント６５が進入カーブの内側地点、出口地点６６が進入カーブの内側地点となる、いわゆるＯｕｔ−Ｉｎ−Ｉｎのコーナリングライン５５が生成される。

Ｓ１９０において軌跡生成部４３は、経路範囲内における全ての曲線経路についてコーナリングライン５５が生成されたか否かを判断し、全ての曲線経路についてコーナリングライン５５が生成されたと判断した場合は、本処理を終了する。一方、コーナリングライン５５が生成されていない曲線経路が存在すると判断した場合は、Ｓ１３０に戻り、この曲線経路に関し、対象車両５１の現在位置から近い順、又は対象車両５１の現在位置から遠い順に、Ｓ１３０〜Ｓ１８０と同様の方法でコーナリングライン５５を生成する。

このように、第１補正経路生成処理では、経路範囲内に曲線経路が存在する場合、進入カーブの道路線形だけでなく、後続走行経路の種別に応じてコーナリングライン５５を生成することにより、車線走行経路５３を補正して第１補正経路６２を生成する。

［１−６−２．第２補正経路生成処理］
次に、走行軌跡生成ユニット２１のＣＰＵ２５が実行する第２補正経路生成処理について、図９のフローチャートを用いて説明する。本処理は、入力装置１７を介して自動運転機能の利用意思が確認されている間、所定サイクル毎に繰り返し実行される。なお、本実施形態では、第１補正経路６２を補正する例を説明するが、これに限らず、車線走行経路５３を直接補正しても良い。

本処理が開始されると、Ｓ２１０において対象物認識部４４は、第１補正経路６２との距離が安全間隔５７の初期値よりも短い地点に存在する対象物を近接対象物５６として認識する。間隔設定部４６は、この認識結果に基づき、経路範囲内において、近接対象物５６が存在すると判断した場合は、Ｓ２２０に移行し、近接対象物５６が存在しないと判断した場合は、本処理を終了する。対象物の位置は、センサ１３による物標の検出結果から得られる。対象物の認識には、パターンマッチング等の周知の手法が用いられる。なお、近接対象物５６の認識方法としては、上記方法に限らず、例えば、対象車線５２を構成する車線境界線のうち、対象物に近い側の車線境界線との距離と安全間隔５７の初期値とを比較する方法を採用しても良い。

Ｓ２２０において間隔設定部４６は、対象車両５１の速度及びヨーレートの少なくとも一方が予め定められた閾値よりも大きいか否かを判断する。間隔設定部４６は、対象車両５１の速度及びヨーレートの少なくとも一方が閾値よりも大きいと判断した場合、Ｓ２３０に移行し、対象車両５１の速度及びヨーレートのいずれもが閾値以下であると判断した場合、Ｓ２４０に移行する。ここでの閾値は、対象車両５１の速度及びヨーレートについてそれぞれ個別に定められている。これら速度及びヨーレートは、センサ１３による対象車両５１の挙動に関する検出結果から得られる。なお、対象車両５１の速度及びヨーレートのいずれか一方だけを閾値判断しても良いし、このステップを省略し、Ｓ２３０を経てＳ２４０に移行するようにしても良い。

Ｓ２３０において間隔設定部４６は、対象車両５１の速度及びヨーレートの少なくとも一方が大きいほど安全間隔５７が広くなるように第１の補正値を設定し、安全間隔５７の初期値に対して第１の補正値を加算することにより、新たな安全間隔５７を設定する。つまり、間隔設定部４６は、対象車両５１の速度及びヨーレートの少なくとも一方に応じて大きい値に安全間隔５７を設定する。具体的には、近接対象物５６の位置において例えば近接対象物５６の長さに対応するエリア内が安全間隔５７に設定される。

Ｓ２４０において対象物認識部４４は、Ｓ２１０で認識した近接対象物５６の属性を判定する。近接対象物５６の属性としては、上述の建造物や車両、歩行者等の種別や、近接対象物５６の高さ、長さが挙げられる。近接対象物５６の高さ、長さ等は、例えば画像データから算出したり、高度地図情報記憶部１４から取得したりすることができる。近接対象物５６の長さは、対象車線５２に沿う方向の長さを意味する。

Ｓ２５０において間隔設定部４６は、Ｓ２４０の判定結果に基づき、近接対象物５６の高さが予め定められた閾値よりも大きいか否かを判断する。間隔設定部４６は、近接対象物５６の高さが閾値よりも大きいと判断した場合、Ｓ２６０に移行し、近接対象物５６の高さが閾値以下であると判断した場合、Ｓ２７０に移行する。なお、このステップを省略し、Ｓ２６０を経てＳ２７０に移行するようにしても良い。

Ｓ２６０において間隔設定部４６は、Ｓ２４０の判定結果に基づき、近接対象物５６が高さ方向に大きいほど安全間隔５７が広くなるように第２の補正値を設定し、安全間隔５７の初期値、又はＳ２３０で設定した安全間隔５７に対して第２の補正値を加算することにより、新たな安全間隔５７を設定する。つまり、間隔設定部４６は、近接対象物５６の高さに応じて大きい値に安全間隔５７を設定する。具体的には、近接対象物５６の位置において例えば近接対象物５６の長さに対応するエリア内が安全間隔５７に設定される。なお、間隔設定部４６は、さらに近接対象物５６の長さに応じて大きい値に安全間隔５７を設定しても良い。

Ｓ２７０において間隔設定部４６は、Ｓ２４０の判定結果に基づき、近接対象物５６が隣接車両５９や隣接歩行者等の移動物であるか否かを判断する。間隔設定部４６は、近接対象物５６が移動物であると判断した場合、Ｓ２８０に移行し、近接対象物５６が移動物でないと判断した場合、Ｓ３１０に移行する。

Ｓ２８０において最接近推定部４５は、Ｓ２７０における移動物が第１補正経路６２において対象車両５１と最接近する位置を最接近位置６０として推定する。最接近位置６０の推定方法については、既述のとおりである。

Ｓ２９０において間隔設定部４６は、Ｓ２７０における移動物が対象車両５１に接近する側を正とし、対象車両５１に対する移動物の相対速度が予め定められた閾値よりも大きいか否かを判断する。間隔設定部４６は、移動物の相対速度が閾値よりも大きいと判断した場合、Ｓ３００に移行し、移動物の相対速度が閾値以下であると判断した場合、Ｓ３１０に移行する。なお、このステップを省略し、Ｓ３００を経てＳ３１０に移行するようにしても良い。

Ｓ３００において間隔設定部４６は、Ｓ２９０における移動物の相対速度が大きいほど安全間隔５７が広くなるように第３の補正値を設定し、安全間隔５７の初期値、Ｓ２３０で設定した安全間隔５７、又はＳ２６０で設定した安全間隔５７に対して第３の補正値を加算することにより、新たな安全間隔５７を設定する。つまり、間隔設定部４６は、移動物の接近速度に応じて大きい値に安全間隔５７を設定する。なお、間隔設定部４６は、Ｓ２８０で推定された最接近位置６０において安全間隔５７を設定する。具体的には、最接近位置６０において例えば移動物の長さに対応するエリア内が安全間隔５７に設定される。

Ｓ３１０において第２の補正部４８は、Ｓ２３０、Ｓ２６０、Ｓ３００の少なくとも一つのステップで新たに設定した安全間隔５７、又は安全間隔５７の初期値を用いて、近接対象物５６に対する車線幅方向の間隔が、安全間隔５７以上となるように、第１補正経路６２を補正することによって、第２補正経路６３を生成する。具体的には、例えば近接対象物５６が建造物である場合、図６に示すように、近接対象物５６の長さに対応するエリア内において、近接対象物５６に対する車線幅方向の間隔が、安全間隔５７以上となるように、第１補正経路６２が補正される。また例えば近接対象物５６が隣接車両５９である場合、図７に示すように、最接近位置６０を中心とする隣接車両５９の長さに対応するエリア内において、近接対象物５６に対する車線幅方向の間隔が、安全間隔５７以上となるように、第１補正経路６２が補正される。

［１−７．効果］
以上詳述した第１実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１ａ）車両の走行経路として車線の中央位置を示す車線走行経路５３を補正した走行予定軌跡５４が、近接対象物５６として例えば道路脇の防音壁やトンネルの内壁等に近づきすぎない軌跡となるため、運転者が不安を抱きにくくなる。具体的には、近接対象物５６に衝突するかもしれないという不安や、近接対象物５６に近づきすぎることによる圧迫感等を和らげることができる。これにより、車両の乗り心地をさらに改善することができる。

（２ａ）車両の走行経路として車線の中央位置を示す車線走行経路５３の曲率半径よりも、走行予定軌跡５４におけるコーナリングライン５５の曲率半径が大きくなるため、コーナリング中に車両にかかる横向きの力（以下、横加速度）が減り、車両の乗り心地を改善することができる。また、横加速度が減ることによってタイヤの摩耗を低減できる。また、車両を比較的減速させずに済むので、車両の燃費を向上できる。

（３ａ）走行予定軌跡５４を生成する際に、車線走行経路５３を基に、まずコーナリングライン５５の曲率半径を大きくする補正を行い、この補正後のコーナリングライン５５等について、近接対象物５６に近づきすぎないようにする補正を行うため、二つの補正間で調停を行わずに済み、制御の可用性を向上することができる。

（４ａ）近接対象物５６に近づきすぎないようにする補正において、近接対象物５６の属性に応じて安全間隔５７を可変設定するため、例えばガードレール等、運転者が比較的圧迫感を受けないと推定される建造物に対しては、過剰に安全間隔５７が広く設定されずに済み、コーナリングライン５５の曲率半径を大きめに維持できる。

（５ａ）近接対象物５６が高さ方向に大きいほど、安全間隔５７を広く設定するため、例えば防音壁やトンネル壁等、運転者が比較的圧迫感を受けると推定される建造物に対しては、適切に安全間隔５７を大きめに設定することができる。

（６ａ）対象車両５１の速度及びヨーレートの少なくとも一方が大きいほど、安全間隔５７を広く設定するため、車両の走行状況に応じて変動し得る圧迫感の程度に適した安全間隔５７を設定することができる。

（７ａ）近接対象物５６が移動物である場合、対象車両５１と移動物との最接近位置６０を推定し、推定した最接近位置６０において安全間隔５７を設定するため、安全間隔５７を設定するエリアの長さが過剰に大きくならずに済み、近接対象物５６に近づきすぎないようにする補正を必要最小限にすることができる。

（８ａ）近接対象物５６が移動物である場合、移動物の相対速度が大きいほど、安全間隔５７を広く設定するため、移動物の走行状況に応じても変動し得る圧迫感の程度に適した安全間隔５７を設定することができる。

［２．他の実施形態］
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。

（２Ａ）上記実施形態は、インフラ３と車載システム１とが協調して走行予定軌跡５４を生成する協調型の自動運転制御システムを例に説明したものであるが、これに限定されるものではない。例えば、いわゆる自律型の自動運転制御システムとして、車載システム１が単独で走行予定軌跡５４を生成するようにしても良い。また、自動運転制御システムに限らず、ドライバが運転操作を行う他の走行制御システムにおいて、走行予定軌跡５４を生成するようにしても良い。

（２Ｂ）上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合させたりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。

（２Ｃ）上述した走行軌跡生成ユニット２１の他、当該走行軌跡生成ユニット２１を構成要素とする車載システム１、当該走行軌跡生成ユニット２１としてコンピュータを機能させるための１ないし複数のプログラム、このプログラムの少なくとも一部を記録した１ないし複数の半導体メモリ等の非遷移的実体的記録媒体、走行軌跡生成方法など、種々の形態で本発明を実現することもできる。

（２Ｄ）また、管制センタ５、路側機７といったインフラ３側が、走行軌跡生成ユニット２１を備え、生成した走行予定軌跡５４を各車両に無線送信する形態で本発明を実現することもできる。

１…車載システム、２…自動運転制御装置、３…インフラ、５…管制センタ、６…ブレーキシステム、７…路側機、８…ステアリングシステム、２１…走行軌跡生成ユニット、２５…ＣＰＵ、２６…メモリ、３４…演算ユニット、３５…ＣＰＵ、３６…メモリ、４１…情報取得部、４２…道路判定部、４３…軌跡生成部、４４…対象物認識部、４５…最接近推定部、４６…間隔設定部、４７…第１の補正部、４８…第２の補正部、５１…対象車両、５２…対象車線、５３…車線走行経路、５４…走行予定軌跡、５５…コーナリングライン、５６…近接対象物、５７…安全間隔、５８…隣接車線、５９…隣接車両、６２…第１補正経路、６３…第２補正経路、６４…入口地点、６５…クリッピングポイント、６６…出口地点。

Claims (7)

1. 予め設定された走行経路のうち対象車両が走行中の車線である対象車線の中央位置を示す経路を車線走行経路とし、該車線走行経路の道路線形を表す道路線形情報を取得する情報取得部（４１）と、
   前記対象車両の前方において前記対象車線に近接している対象物を近接対象物として認識する対象物認識部（４４）と、
   前記情報取得部により取得した道路線形情報に基づき、前記対象車線において前記対象車両が走行することを予定する軌跡である走行予定軌跡を生成する際に、前記対象物認識部により認識した近接対象物に対する車線幅方向の間隔が、予め設定された安全間隔以上となるように、前記車線走行経路を補正することによって、前記走行予定軌跡を生成する軌跡生成部（４３）と、
   前記安全間隔を設定する間隔設定部（４６）と、
   を備え、
   前記間隔設定部は、
   前記対象車両の速度及びヨーレートの少なくとも一方が予め定められた閾値よりも大きいか否かを判断する第１判断部と、
   前記近接対象物としての移動物の前記対象車両に対する相対速度が予め定められた閾値よりも大きいか否かを判断する第２判断部と、
   前記第１判断部により前記対象車両の速度及びヨーレートの少なくとも一方が前記予め定められた閾値よりも大きいと判断される場合に、前記対象車両の速度及びヨーレートの少なくとも一方が大きいほど、前記安全間隔を広く設定し、前記第２判断部により前記相対速度が前記予め定められた閾値よりも大きいと判断される場合に、前記相対速度が大きいほど、前記安全間隔を広く設定する設定部と、
   を備える、走行軌跡生成装置。
2. 請求項１に記載の走行軌跡生成装置であって、
   前記情報取得部により取得した道路線形情報に基づき、前記車線走行経路のうち前記対象車両の現在位置から進行方向に予め設定された経路範囲内において、曲率半径により規定される曲線の経路である曲線経路が１ないし複数存在するか否かを判定する道路判定部（４２）を更に備え、
   前記軌跡生成部（４３）は、
   前記道路判定部により前記曲線経路が存在すると判定した場合、前記走行予定軌跡のうち前記各曲線経路に対応する軌跡をそれぞれコーナリングラインとし、該各コーナリングラインの曲率半径が、それぞれ対応する前記曲線経路の曲率半径よりも大きくなるように、前記車線走行経路を補正する第１の補正部（４７）と、
   前記第１の補正部により補正した車線走行経路を第１補正経路とし、前記対象物認識部により認識した近接対象物に対する車線幅方向の間隔が、前記安全間隔以上となるように、前記第１補正経路を更に補正する第２の補正部（４８）と、
   を有する走行軌跡生成装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の走行軌跡生成装置であって、
   前記間隔設定部（４６）は、前記対象物認識部により認識した近接対象物の属性に応じて前記安全間隔を設定する、
   ように構成された走行軌跡生成装置。
4. 請求項３に記載の走行軌跡生成装置であって、
   前記間隔設定部（４６）は、前記近接対象物が高さ方向に大きいほど、前記安全間隔を広く設定する、
   ように構成された走行軌跡生成装置。
5. 請求項１から請求項４までの何れか１項に記載の走行軌跡生成装置であって、
   前記近接対象物が移動物である場合、前記車線走行経路において前記対象車両が前記移動物と最接近する位置を最接近位置として推定する最接近推定部（４５）と、
   を更に備え、
   前記間隔設定部（４６）は、前記最接近推定部により推定した最接近位置において前記安全間隔を設定する、
   ように構成された走行軌跡生成装置。
6. コンピュータに、
   予め設定された走行経路のうち対象車両が走行中の車線である対象車線の中央位置を示す経路を車線走行経路とし、該車線走行経路の道路線形を表す道路線形情報を取得する情報取得工程（４１）と、
   前記対象車両の前方において前記対象車線に近接している対象物を近接対象物として認識する対象物認識工程（４４）と、
   前記情報取得工程により取得した道路線形情報に基づき、前記対象車線において前記対象車両が走行することを予定する軌跡である走行予定軌跡を生成する際に、前記対象物認識工程により認識した近接対象物に対する車線幅方向の間隔が、予め設定された安全間隔以上となるように、前記車線走行経路を補正することによって、前記走行予定軌跡を生成する軌跡生成工程（４３）と、
   前記安全間隔を設定する間隔設定工程（４６）と、
   を実行させ、
   前記間隔設定工程は、
   前記対象車両の速度及びヨーレートの少なくとも一方が予め定められた閾値よりも大きいか否かを判断する第１判断工程と、
   前記近接対象物としての移動物の前記対象車両に対する相対速度が予め定められた閾値よりも大きいか否かを判断する第２判断工程と、
   前記第１判断工程により前記対象車両の速度及びヨーレートの少なくとも一方が前記予め定められた閾値よりも大きいと判断される場合に、前記対象車両の速度及びヨーレートの少なくとも一方が大きいほど、前記安全間隔を広く設定し、前記第２判断工程により前記相対速度が前記予め定められた閾値よりも大きいと判断される場合に、前記相対速度が大きいほど、前記安全間隔を広く設定する設定工程と、
   を備える、走行軌跡生成方法。
7. コンピュータに、
   予め設定された走行経路のうち対象車両が走行中の車線である対象車線の中央位置を示す経路を車線走行経路とし、該車線走行経路の道路線形を表す道路線形情報を取得させ、
   前記対象車両の前方において前記対象車線に近接している対象物を近接対象物として認識させ、
   前記道路線形情報に基づき、前記対象車線において前記対象車両が走行することを予定する軌跡である走行予定軌跡を生成する際に、前記近接対象物に対する車線幅方向の間隔が、予め設定された安全間隔以上となるように、前記車線走行経路を補正することによって、前記走行予定軌跡を生成させ、
   前記安全間隔を設定させ、
   前記対象車両の速度及びヨーレートの少なくとも一方が予め定められた閾値よりも大きいか否かを判断させる第１判断を行わせ、また、前記近接対象物としての移動物の前記対象車両に対する相対速度が予め定められた閾値よりも大きいか否かを判断させる第２判断を行わせ、
   前記第１判断により前記対象車両の速度及びヨーレートの少なくとも一方が前記予め定められた閾値よりも大きいと判断される場合に、前記対象車両の速度及びヨーレートの少なくとも一方が大きいほど、前記安全間隔を広く設定させ、前記第２判断により前記相対速度が前記予め定められた閾値よりも大きいと判断される場合に、前記相対速度が大きいほど、前記安全間隔を広く設定させる、
   ように構成された走行軌跡生成方法。

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