JP6573769B2 - 車両走行制御装置 - Google Patents
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Description
本発明は、経路の幅や障害物に応じて走行軌道と走行速度を制御する車両走行制御装置に関する。
特許文献１は、自車両から左右の走路境界までの距離、及び自車両進路前方の右左折路までの距離に応じて、第一の閾値と、この第一の閾値よりも小さな第二の閾値とを設定し、走路境界までの距離が第一の閾値よりも短いときには、支援トルクに対して制御介入して走路境界への接近を抑制するための回避操作を運転者に促し、走路境界までの距離が第二の閾値よりも短いときには、支援トルクに対して制御介入して走路境界からの離間を促進するための回避操作を運転者に促す、狭路走行支援装置を提案している。
経路内の障害物を回避して安全かつ円滑に自車両を自動走行させるためには、障害物近傍での十分な減速、適正な回避行動などが要求されるが、特に経路幅の狭い道路（狭路）においては、自車両に適正な速度および走行パターンを設定することが困難であった。
そこで本発明は、経路の経路幅や障害物に応じて、適正な速度および軌道で自車両を走行させることができる車両走行制御装置を提供することを目的とする。
請求項１記載の本発明の車両走行制御装置は、自車両の走行位置を判断し、前記走行位置における経路幅または障害物に応じて走行速度を制御する車両走行制御装置であって、前記自車両の前記走行位置を判断する自車両位置判断部と、前記自車両の車両幅両側方に最小マージンを付加して最小枠幅の衝突判定枠を設定する衝突判定枠設定部と、前記走行位置における前記経路幅に応じて前記衝突判定枠の枠幅を変更する枠幅変更部と、前記衝突判定枠の枠幅に応じた前記自車両の前記走行速度を設定する速度設定部とを制御手段に備えたことを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の車両走行制御装置において、前記枠幅変更部で変更する前記衝突判定枠の枠幅を、前記経路幅以下としたことを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項１または請求項２に記載の車両走行制御装置において、前記制御手段には、前記自車両が走行する基準となるセンターラインを前記経路幅内に設定するセンターライン設定部と、前記自車両の走行経路中に存在する障害物の位置と大きさを判断する障害物判断部と、前記センターラインから前記障害物までの走行許可寸法を算出する走行許可寸法算出部とを備え、前記枠幅変更部では、前記走行許可寸法算出部で算出した前記走行許可寸法に応じて前記衝突判定枠の枠幅を変更することを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項３に記載の車両走行制御装置において、前記制御手段には、前記衝突判定枠設定部で設定した前記最小枠幅の片側最小枠幅が、前記走行許可寸法算出部で算出した前記走行許可寸法より大きい場合に、前記走行許可寸法が前記片側最小枠幅以上となるように前記センターラインを変更するセンターライン変更部を備えたことを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項４に記載の車両走行制御装置において、前記制御手段には、前記自車両位置判断部で判断した前記自車両の前記走行位置から前記障害物判断部で判断した前記障害物までの距離を判断する距離判断部を備え、前記障害物判断部において、前記障害物として、前記センターラインの一方に位置する第１障害物と、第１障害物より遠方にあって前記センターラインの他方に位置する第２障害物を判断した場合には、前記距離判断部では、前記自車両の前記走行位置から前記第１障害物までの第１距離と、前記自車両の前記走行位置から前記第２障害物までの第２距離とを判断し、前記センターライン変更部では、前記第２距離から前記第１距離を減じた障害物間距離に応じて前記センターラインを変更することを特徴とする。
請求項６記載の本発明の車両走行制御装置は、自車両の走行位置を判断し、前記走行位置における経路幅または障害物に応じて走行速度を制御する車両走行制御装置であって、前記自車両の前記走行位置を判断する自車両位置判断部と、前記自車両の走行経路中に存在する障害物の位置と大きさを判断する障害物判断部と、前記自車両の車両幅両側方に最小マージンを付加して最小枠幅の衝突判定枠を設定する衝突判定枠設定部と、前記衝突判定枠の枠幅を変更する枠幅変更部と、前記衝突判定枠の枠幅に基づいて前記自車両と前記障害物との衝突判定を行う衝突判定部と、前記自車両が走行する基準となるセンターラインを前記経路幅内に設定するセンターライン設定部と、前記センターラインからのオフセットパターンを複数生成するオフセットパターン生成部と、前記自車両が目標とする前記走行速度を設定する目標速度設定部と、前記目標速度設定部で設定した前記走行速度に基づいて、所定時刻後の前記自車両の位置を示す走行距離パターンを複数生成する走行距離パターン生成部と、前記オフセットパターンおよび前記走行距離パターンに基づいて、前記自車両が走行すべき軌道を複数生成する軌道生成部と、複数の前記軌道の中から最適軌道を選択する最適軌道選択部と、を制御手段に備えたことを特徴とする。
請求項７記載の本発明は、請求項６に記載の車両走行制御装置において、前記目標速度設定部には、前記自車両の仮目標速度を設定する仮目標速度設定部と、前記仮目標速度に基づいて、所定時刻後の前記自車両の位置を示す仮走行距離パターンを複数生成する仮走行距離パターン生成部と、前記オフセットパターンおよび前記仮走行距離パターンに基づいて、前記自車両が走行すべき仮軌道を複数生成する仮軌道生成部と、を備え、前記衝突判定部では、生成した前記仮軌道に対して衝突判定を行い、前記目標速度設定部では、前記衝突判定部において衝突しないと判定された場合には、前記仮目標速度を前記走行速度として設定することを特徴とする。
請求項８記載の本発明は、請求項７に記載の車両走行制御装置において、前記衝突判定枠設定部で設定した前記衝突判定枠の枠幅は、前記仮目標速度設定部で設定した前記仮目標速度に応じて変更することを特徴とする。
請求項９記載の本発明は、請求項６に記載の車両走行制御装置において、前記制御手段には、前記センターラインの変更を行うセンターライン変更部と、前記衝突判定部において、最初に衝突すると判断した障害物を先行車として設定する追従対象設定部と、を備え、前記センターライン変更部では、前記追従対象設定部において前記先行車が設定された場合に、前記衝突判定部が前記先行車と衝突しないと判断する位置に前記センターラインを変更することを特徴とする。
請求項１０記載の本発明は、請求項９に記載の車両走行制御装置において、前記制御手段には、前記自車両位置判断部で判断した前記自車両の前記走行位置から前記障害物判断部で判断した前記障害物までの距離を判断する距離判断部を備え、前記障害物判断部において、前記障害物として、前記センターラインの一方に位置する第１障害物と、第１障害物より遠方にあって前記センターラインの他方に位置する第２障害物を判断し、前記追従対象設定部において、前記第１障害物を前記先行車として設定した場合には、前記距離判断部では、前記自車両の前記走行位置から前記先行車までの第１距離と、前記自車両の前記走行位置から前記第２障害物までの第２距離とを判断し、前記センターライン変更部では、前記第２距離から前記第１距離を減じた障害物間距離に応じて前記センターラインを変更することを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の車両走行制御装置において、前記枠幅変更部で変更する前記衝突判定枠の枠幅を、前記経路幅以下としたことを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項１または請求項２に記載の車両走行制御装置において、前記制御手段には、前記自車両が走行する基準となるセンターラインを前記経路幅内に設定するセンターライン設定部と、前記自車両の走行経路中に存在する障害物の位置と大きさを判断する障害物判断部と、前記センターラインから前記障害物までの走行許可寸法を算出する走行許可寸法算出部とを備え、前記枠幅変更部では、前記走行許可寸法算出部で算出した前記走行許可寸法に応じて前記衝突判定枠の枠幅を変更することを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項３に記載の車両走行制御装置において、前記制御手段には、前記衝突判定枠設定部で設定した前記最小枠幅の片側最小枠幅が、前記走行許可寸法算出部で算出した前記走行許可寸法より大きい場合に、前記走行許可寸法が前記片側最小枠幅以上となるように前記センターラインを変更するセンターライン変更部を備えたことを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項４に記載の車両走行制御装置において、前記制御手段には、前記自車両位置判断部で判断した前記自車両の前記走行位置から前記障害物判断部で判断した前記障害物までの距離を判断する距離判断部を備え、前記障害物判断部において、前記障害物として、前記センターラインの一方に位置する第１障害物と、第１障害物より遠方にあって前記センターラインの他方に位置する第２障害物を判断した場合には、前記距離判断部では、前記自車両の前記走行位置から前記第１障害物までの第１距離と、前記自車両の前記走行位置から前記第２障害物までの第２距離とを判断し、前記センターライン変更部では、前記第２距離から前記第１距離を減じた障害物間距離に応じて前記センターラインを変更することを特徴とする。
請求項６記載の本発明の車両走行制御装置は、自車両の走行位置を判断し、前記走行位置における経路幅または障害物に応じて走行速度を制御する車両走行制御装置であって、前記自車両の前記走行位置を判断する自車両位置判断部と、前記自車両の走行経路中に存在する障害物の位置と大きさを判断する障害物判断部と、前記自車両の車両幅両側方に最小マージンを付加して最小枠幅の衝突判定枠を設定する衝突判定枠設定部と、前記衝突判定枠の枠幅を変更する枠幅変更部と、前記衝突判定枠の枠幅に基づいて前記自車両と前記障害物との衝突判定を行う衝突判定部と、前記自車両が走行する基準となるセンターラインを前記経路幅内に設定するセンターライン設定部と、前記センターラインからのオフセットパターンを複数生成するオフセットパターン生成部と、前記自車両が目標とする前記走行速度を設定する目標速度設定部と、前記目標速度設定部で設定した前記走行速度に基づいて、所定時刻後の前記自車両の位置を示す走行距離パターンを複数生成する走行距離パターン生成部と、前記オフセットパターンおよび前記走行距離パターンに基づいて、前記自車両が走行すべき軌道を複数生成する軌道生成部と、複数の前記軌道の中から最適軌道を選択する最適軌道選択部と、を制御手段に備えたことを特徴とする。
請求項７記載の本発明は、請求項６に記載の車両走行制御装置において、前記目標速度設定部には、前記自車両の仮目標速度を設定する仮目標速度設定部と、前記仮目標速度に基づいて、所定時刻後の前記自車両の位置を示す仮走行距離パターンを複数生成する仮走行距離パターン生成部と、前記オフセットパターンおよび前記仮走行距離パターンに基づいて、前記自車両が走行すべき仮軌道を複数生成する仮軌道生成部と、を備え、前記衝突判定部では、生成した前記仮軌道に対して衝突判定を行い、前記目標速度設定部では、前記衝突判定部において衝突しないと判定された場合には、前記仮目標速度を前記走行速度として設定することを特徴とする。
請求項８記載の本発明は、請求項７に記載の車両走行制御装置において、前記衝突判定枠設定部で設定した前記衝突判定枠の枠幅は、前記仮目標速度設定部で設定した前記仮目標速度に応じて変更することを特徴とする。
請求項９記載の本発明は、請求項６に記載の車両走行制御装置において、前記制御手段には、前記センターラインの変更を行うセンターライン変更部と、前記衝突判定部において、最初に衝突すると判断した障害物を先行車として設定する追従対象設定部と、を備え、前記センターライン変更部では、前記追従対象設定部において前記先行車が設定された場合に、前記衝突判定部が前記先行車と衝突しないと判断する位置に前記センターラインを変更することを特徴とする。
請求項１０記載の本発明は、請求項９に記載の車両走行制御装置において、前記制御手段には、前記自車両位置判断部で判断した前記自車両の前記走行位置から前記障害物判断部で判断した前記障害物までの距離を判断する距離判断部を備え、前記障害物判断部において、前記障害物として、前記センターラインの一方に位置する第１障害物と、第１障害物より遠方にあって前記センターラインの他方に位置する第２障害物を判断し、前記追従対象設定部において、前記第１障害物を前記先行車として設定した場合には、前記距離判断部では、前記自車両の前記走行位置から前記先行車までの第１距離と、前記自車両の前記走行位置から前記第２障害物までの第２距離とを判断し、前記センターライン変更部では、前記第２距離から前記第１距離を減じた障害物間距離に応じて前記センターラインを変更することを特徴とする。
本発明によれば、経路の経路幅や障害物に応じて、適正な速度および軌道で自車両を走行させることができる。
本発明の第１の実施の形態による車両走行制御装置は、自車両の走行位置を判断する自車両位置判断部と、自車両の車両幅両側方に最小マージンを付加して最小枠幅の衝突判定枠を設定する衝突判定枠設定部と、走行位置における経路幅に応じて衝突判定枠の枠幅を変更する枠幅変更部と、衝突判定枠の枠幅に応じた自車両の走行速度を設定する速度設定部とを制御手段に備えたものである。本実施の形態によれば、経路幅に応じた適正な速度で自車両を走行させることができる。
本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態による車両走行制御装置において、枠幅変更部で変更する衝突判定枠の枠幅を、経路幅以下としたものである。本実施の形態によれば、衝突判定枠を経路内に収めることで、経路外に位置する障害物を衝突判定枠の対象外とすることができるため、経路外の物体を障害物と誤検知して自車両が減速や回避行動をとることを防止できる。したがって自車両を円滑に走行させることができる。
本発明の第３の実施の形態は、第１または第２の実施の形態による車両走行制御装置において、制御手段には、自車両が走行する基準となるセンターラインを経路幅内に設定するセンターライン設定部と、自車両の走行経路中に存在する障害物の位置と大きさを判断する障害物判断部と、センターラインから障害物までの走行許可寸法を算出する走行許可寸法算出部とを備え、枠幅変更部では、走行許可寸法算出部で算出した走行許可寸法に応じて衝突判定枠の枠幅を変更するものである。本実施の形態によれば、特に経路幅が狭い箇所を走行する際に、障害物の横を通るスペースが実際には少ないにも関わらず十分に減速しないといった事象を防ぐことができる。したがって自車両を安全に走行させることができる。
本発明の第４の実施の形態は、第３の実施の形態による車両走行制御装置において、制御手段には、衝突判定枠設定部で設定した最小枠幅の片側最小枠幅が、走行許可寸法算出部で算出した走行許可寸法より大きい場合に、走行許可寸法が片側最小枠幅以上となるようにセンターラインを変更するセンターライン変更部を備えたものである。本実施の形態によれば、センターラインを補正して自車両のセンターラインを変更することができるため、障害物の横を通る際のスペースに余裕を持たせて必要以上に減速することなく自車両を走行させることができる。
本発明の第５の実施の形態は、第４の実施の形態による車両走行制御装置において、制御手段には、自車両位置判断部で判断した自車両の走行位置から障害物判断部で判断した障害物までの距離を判断する距離判断部を備え、障害物判断部において、障害物として、センターラインの一方に位置する第１障害物と、第１障害物より遠方にあってセンターラインの他方に位置する第２障害物を判断した場合には、距離判断部では、自車両の走行位置から第１障害物までの第１距離と、自車両の走行位置から第２障害物までの第２距離とを判断し、センターライン変更部では、第２距離から第１距離を減じた障害物間距離に応じてセンターラインを変更するものである。本実施の形態によれば、前方に複数の障害物が存在する場合であっても、それらの障害物を避けて自車両を走行または停止させることができる。
本発明の第６の実施の形態による車両走行制御装置は、前記自車両の前記走行位置を判断する自車両位置判断部と、前記自車両の走行経路中に存在する障害物の位置と大きさを判断する障害物判断部と、前記自車両の車両幅両側方に最小マージンを付加して最小枠幅の衝突判定枠を設定する衝突判定枠設定部と、前記衝突判定枠の枠幅を変更する枠幅変更部と、前記衝突判定枠の枠幅に基づいて前記自車両と前記障害物との衝突判定を行う衝突判定部と、前記自車両が走行する基準となるセンターラインを前記経路幅内に設定するセンターライン設定部と、前記センターラインからのオフセットパターンを複数生成するオフセットパターン生成部と、前記自車両が目標とする前記走行速度を設定する目標速度設定部と、前記目標速度設定部で設定した前記走行速度に基づいて、所定時刻後の前記自車両の位置を示す走行距離パターンを複数生成する走行距離パターン生成部と、前記オフセットパターンおよび前記走行距離パターンに基づいて、前記自車両が走行すべき軌道を複数生成する軌道生成部と、複数の前記軌道の中から最適軌道を選択する最適軌道選択部と、を制御手段に備えたものである。本実施の形態によれば、複数の軌道の中から選択した最適な軌道に基づいて自車両を走行させることができる。
本発明の第７の実施の形態は、第６の実施の形態による車両走行制御装置において、前記目標速度設定部には、前記自車両の仮目標速度を設定する仮目標速度設定部と、前記仮目標速度に基づいて、所定時刻後の前記自車両の位置を示す仮走行距離パターンを複数生成する仮走行距離パターン生成部と、前記オフセットパターンおよび前記仮走行距離パターンに基づいて、前記自車両が走行すべき仮軌道を複数生成する仮軌道生成部と、を備え、前記衝突判定部では、生成した仮軌道に対して衝突判定を行い、前記目標速度設定部では、前記衝突判定部において衝突しないと判定された場合には、前記仮目標速度を前記走行速度として設定するものである。本実施の形態によれば、自車両に適正な速度を設定することができる。
本発明の第８の実施の形態は、第７の実施の形態による車両走行制御装置において、前記衝突判定枠設定部で設定した前記衝突判定枠の枠幅は、前記仮目標速度設定部で設定した前記仮目標速度に応じて変更するものである。本実施の形態によれば、自車両の速度に応じて適切な衝突判定を行うことができ安全性を高めることができる。
本発明の第９の実施の形態は、第６の実施の形態による車両走行制御装置において、前記制御手段には、前記センターラインの変更を行うセンターライン変更部と、前記衝突判定部において、最初に衝突すると判断した障害物を先行車として設定する追従対象設定部と、を備え、前記センターライン変更部では、前記追従対象設定部において前記先行車が設定された場合に、前記衝突判定部が前記先行車と衝突しないと判断する位置に前記センターラインを変更するものである。センターラインの変更（補正）を行わない場合、障害物を回避せず障害物の手前で自車両が停止し続ける可能性があるが、本実施の形態によれば、センターラインの位置を補正することで、障害物を確実に回避することができる。
本発明の第１０の実施の形態は、第９の実施の形態による車両走行制御装置において、前記制御手段には、前記自車両位置判断部で判断した前記自車両の前記走行位置から前記障害物判断部で判断した前記障害物までの距離を判断する距離判断部を備え、前記障害物判断部において、前記障害物として、前記センターラインの一方に位置する第１障害物と、第１障害物より遠方にあって前記センターラインの他方に位置する第２障害物を判断し、前記追従対象設定部において、前記第１障害物を前記先行車として設定した場合には、前記距離判断部では、前記自車両の前記走行位置から前記先行車までの第１距離と、前記自車両の前記走行位置から前記第２障害物までの第２距離とを判断し、前記センターライン変更部では、前記第２距離から前記第１距離を減じた障害物間距離に応じて前記センターラインを変更するものである。本実施の形態によれば、前方に複数の障害物が存在する場合であっても、それらの障害物を避けて自車両を走行または停止させることができる。
以下本発明の一実施例による車両走行制御装置について説明する。
図１は本実施例による車両走行制御装置を示す概略構成図である。
本実施例による車両走行制御装置は、自車両計測手段１、障害物計測手段２、自車両情報入力手段３、制御手段４、経路情報記憶手段５、運転行動記憶手段６、および自車両走行手段７を備えている。
自車両計測手段１は、自車両に搭載したセンサーを用いて、例えば自車両の速度、ステアリング角、および道路の白線位置等を計測する。
障害物計測手段２には、例えば複数個のレーザーを内蔵して水平全方位と垂直視野が３０度程度の三次元イメージングが可能なレーザー送受信センサーを用いることができる。レーザー送受信センサーは、三次元の点群データを取得するもので、観測点の距離と方向を計測でき障害物の位置を計測する。
自車両情報入力手段３は、自車両の全長および全幅に関するデータを入力することができる。
制御手段４は、自車両計測手段１、障害物計測手段２、および自車両情報入力手段３からのデータに基づいて自車両の走行を制御する。
経路情報記憶手段５は、目的地の位置等に関する情報である目的地情報５１、交差点等に設けられた一時停止箇所に関する情報である一時停止情報５２、各経路に規定されている制限速度に関する情報である制限速度情報５３、および走行車線の幅長に関する情報である経路幅情報５４が記憶されている。
運転行動記憶手段６は、優先車両等の障害物の位置や向き等を判断して自車両の車線変更を許可する車線変更許可情報６１、および交差点進入許可情報６２が記憶されている。
自車両走行手段７は、例えば駆動機構、減速機構、および操舵機構などの車両走行に必要な機構である。
図１は本実施例による車両走行制御装置を示す概略構成図である。
本実施例による車両走行制御装置は、自車両計測手段１、障害物計測手段２、自車両情報入力手段３、制御手段４、経路情報記憶手段５、運転行動記憶手段６、および自車両走行手段７を備えている。
自車両計測手段１は、自車両に搭載したセンサーを用いて、例えば自車両の速度、ステアリング角、および道路の白線位置等を計測する。
障害物計測手段２には、例えば複数個のレーザーを内蔵して水平全方位と垂直視野が３０度程度の三次元イメージングが可能なレーザー送受信センサーを用いることができる。レーザー送受信センサーは、三次元の点群データを取得するもので、観測点の距離と方向を計測でき障害物の位置を計測する。
自車両情報入力手段３は、自車両の全長および全幅に関するデータを入力することができる。
制御手段４は、自車両計測手段１、障害物計測手段２、および自車両情報入力手段３からのデータに基づいて自車両の走行を制御する。
経路情報記憶手段５は、目的地の位置等に関する情報である目的地情報５１、交差点等に設けられた一時停止箇所に関する情報である一時停止情報５２、各経路に規定されている制限速度に関する情報である制限速度情報５３、および走行車線の幅長に関する情報である経路幅情報５４が記憶されている。
運転行動記憶手段６は、優先車両等の障害物の位置や向き等を判断して自車両の車線変更を許可する車線変更許可情報６１、および交差点進入許可情報６２が記憶されている。
自車両走行手段７は、例えば駆動機構、減速機構、および操舵機構などの車両走行に必要な機構である。
ここで、図２は、階層型軌道生成手法の説明図である。階層型軌道修正手法とは、複雑な軌道生成をハイレベル、ミドルレベル、ローレベルの三つの階層に分け、それぞれの階層に役割分担させることで軌道生成を単純化するものである。
図２（ａ）に示すように、ハイレベルの階層８１では、目的地情報５１、一時停止情報５２、制限速度情報５３、および経路幅情報５４を取得して経路情報を作成し、下の階層であるミドルレベルの階層８２に渡す。
図２（ｂ）に示すように、ミドルレベルの階層８２では、ハイレベルの階層８１から受け取った経路情報を用いて、車線変更許可情報６１、および交差点進入許可情報６２を判断して運転行動を作成し、下の階層であるローレベルの階層８３に指示する。
図２（ｃ）に示すように、ローレベルの階層８３では、ハイレベルの階層８１が作成した経路情報と、ミドルレベルの階層８２から指示された運転行動とに基づいて、制御手段４が、実際に自車両Ａを誘導するための車線変更軌道、障害物Ｃの回避軌道または停止軌道といった複数パターンの軌道を生成し、その複数パターンの軌道の中から衝突を回避しつつ乗り心地のよい軌道を選択して自車両走行手段７を制御する。
図２（ａ）に示すように、ハイレベルの階層８１では、目的地情報５１、一時停止情報５２、制限速度情報５３、および経路幅情報５４を取得して経路情報を作成し、下の階層であるミドルレベルの階層８２に渡す。
図２（ｂ）に示すように、ミドルレベルの階層８２では、ハイレベルの階層８１から受け取った経路情報を用いて、車線変更許可情報６１、および交差点進入許可情報６２を判断して運転行動を作成し、下の階層であるローレベルの階層８３に指示する。
図２（ｃ）に示すように、ローレベルの階層８３では、ハイレベルの階層８１が作成した経路情報と、ミドルレベルの階層８２から指示された運転行動とに基づいて、制御手段４が、実際に自車両Ａを誘導するための車線変更軌道、障害物Ｃの回避軌道または停止軌道といった複数パターンの軌道を生成し、その複数パターンの軌道の中から衝突を回避しつつ乗り心地のよい軌道を選択して自車両走行手段７を制御する。
図１において、制御手段４は、自車両データ読み込み部４０１、自車両位置判断部４０２、距離判断部４０３、センターライン設定部４０４、障害物データ読み込み部４０５、障害物判断部４０６、走行許可寸法算出部４０７、センターライン変更部４０８、自車両走行制御部４０９、衝突判定枠設定部４１０、枠幅変更部４１１、および速度設定部４１２を有している。
自車両位置判断部４０２では、自車両データ読み込み部４０１で読み込まれた自車両Ａに関する計測データから自車両Ａの位置を判断する。自車両位置判断部４０２で判断された自車両Ａの位置に関するデータは、距離判断部４０３およびセンターライン設定部４０４に送出される。
障害物判断部４０６では、障害物データ読み込み部４０５で読み込まれた障害物Ｃに関する計測データから障害物Ｃの位置および大きさを判断する。障害物判断部４０６で判断された障害物Ｃの位置および大きさに関するデータは、距離判断部４０３および走行許可寸法算出部４０７に送出される。
距離判断部４０３では、自車両Ａの走行位置から障害物Ｃまでの距離を判断する。距離判断部４０３が判断した距離に関するデータは、センターライン変更部４０８に送出される。
センターライン設定部４０４では、自車両Ａの走行位置の経路の幅に関する情報を経路幅情報５４から取得し、取得した経路幅内に、自車両Ａが走行する基準となるセンターラインを設定する。センターライン設定部４０４が設定したセンターラインに関するデータは、走行許可寸法算出部４０７、センターライン変更部４０８、および自車両走行制御部４０９に送出される。
走行許可寸法算出部４０７では、センターライン設定部４０４が設定したセンターラインから障害物Ｃまでの走行許可寸法を算出する。走行許可寸法算出部４０７が算出した走行許可寸法に関するデータは、センターライン変更部４０８および枠幅変更部４１１に送出される。
衝突判定枠設定部４１０では、自車両Ａの車両幅両側方に最小マージンを付加して最小枠幅を設定する。衝突判定枠設定部４１０が設定した最小枠幅に関するデータは、センターライン変更部４０８および枠幅変更部４１１に送出される。
センターライン変更部４０８では、衝突判定枠設定部４１０で設定した最小枠幅の片側最小枠幅が、走行許可寸法算出部４０７で算出した走行許可寸法より大きい場合に、走行許可寸法が片側最小枠幅以上となるようにセンターライン設定部４０４が設定したセンターラインを変更する。
枠幅変更部４１１では、自車両Ａの走行位置の経路の幅に関する情報を経路幅情報５４から取得し、その経路幅に応じて衝突判定枠設定部４１０が設定した枠幅を変更する。また、走行許可寸法算出部４０７で算出した走行許可寸法に応じて衝突判定枠設定部４１０が設定した枠幅を変更する。
速度設定部４１２では、枠幅変更部４１１が変更した枠幅に応じて、自車両Ａの走行速度を設定する。
自車両走行制御部４０９では、センターライン設定部４０４が設定したセンターラインまたはセンターライン変更部４０８により変更されたセンターラインと、速度設定部４１２が設定した走行速度に応じて自車両Ａの走行制御を行う。自車両走行制御部４０９における走行制御データは自車両走行手段７に送出される。
自車両位置判断部４０２では、自車両データ読み込み部４０１で読み込まれた自車両Ａに関する計測データから自車両Ａの位置を判断する。自車両位置判断部４０２で判断された自車両Ａの位置に関するデータは、距離判断部４０３およびセンターライン設定部４０４に送出される。
障害物判断部４０６では、障害物データ読み込み部４０５で読み込まれた障害物Ｃに関する計測データから障害物Ｃの位置および大きさを判断する。障害物判断部４０６で判断された障害物Ｃの位置および大きさに関するデータは、距離判断部４０３および走行許可寸法算出部４０７に送出される。
距離判断部４０３では、自車両Ａの走行位置から障害物Ｃまでの距離を判断する。距離判断部４０３が判断した距離に関するデータは、センターライン変更部４０８に送出される。
センターライン設定部４０４では、自車両Ａの走行位置の経路の幅に関する情報を経路幅情報５４から取得し、取得した経路幅内に、自車両Ａが走行する基準となるセンターラインを設定する。センターライン設定部４０４が設定したセンターラインに関するデータは、走行許可寸法算出部４０７、センターライン変更部４０８、および自車両走行制御部４０９に送出される。
走行許可寸法算出部４０７では、センターライン設定部４０４が設定したセンターラインから障害物Ｃまでの走行許可寸法を算出する。走行許可寸法算出部４０７が算出した走行許可寸法に関するデータは、センターライン変更部４０８および枠幅変更部４１１に送出される。
衝突判定枠設定部４１０では、自車両Ａの車両幅両側方に最小マージンを付加して最小枠幅を設定する。衝突判定枠設定部４１０が設定した最小枠幅に関するデータは、センターライン変更部４０８および枠幅変更部４１１に送出される。
センターライン変更部４０８では、衝突判定枠設定部４１０で設定した最小枠幅の片側最小枠幅が、走行許可寸法算出部４０７で算出した走行許可寸法より大きい場合に、走行許可寸法が片側最小枠幅以上となるようにセンターライン設定部４０４が設定したセンターラインを変更する。
枠幅変更部４１１では、自車両Ａの走行位置の経路の幅に関する情報を経路幅情報５４から取得し、その経路幅に応じて衝突判定枠設定部４１０が設定した枠幅を変更する。また、走行許可寸法算出部４０７で算出した走行許可寸法に応じて衝突判定枠設定部４１０が設定した枠幅を変更する。
速度設定部４１２では、枠幅変更部４１１が変更した枠幅に応じて、自車両Ａの走行速度を設定する。
自車両走行制御部４０９では、センターライン設定部４０４が設定したセンターラインまたはセンターライン変更部４０８により変更されたセンターラインと、速度設定部４１２が設定した走行速度に応じて自車両Ａの走行制御を行う。自車両走行制御部４０９における走行制御データは自車両走行手段７に送出される。
図３は本実施例による車両走行制御装置の制御方法を示すフローチャートである。
本実施例による車両走行制御装置は、衝突判定枠設定部４１０が自車両情報入力手段３で入力された自車両Ａの全長および全幅に関するデータに基づいて、衝突判定枠を設定する（ステップ１）。衝突判定枠は、自車両Ａのサイズに少なくとも車両幅両側方に最小マージンを付加したサイズを最小枠幅とする。
経路情報記憶手段５に記憶された経路幅情報５４を取得して、ステップ１で設定された衝突判定枠の幅を経路幅に応じて変更する（ステップ２）。
ステップ２で変更した衝突判定枠の幅に基づいて自車両Ａの走行速度を設定する（ステップ３）。
自車両走行制御部４０９では、ステップ３で設定した走行速度に関するデータを参照して自車両Ａの走行制御を行う（ステップ４）。
一方、自車両データ読み込み部４０１では、自車両計測手段１が定期的に取得する自車両Ａの速度、ステアリング角、および道路の白線位置等のデータを取り込む（ステップ５）。
ステップ５で取り込んだデータから、自車両位置判断部４０２が自車両Ａの走行位置を判断する（ステップ６）。
ステップ６で判断した自車両Ａの走行位置と経路幅情報５４とに基づいて、自車両Ａが走行する基準となるセンターラインを経路幅内に設定する（ステップ７）。その後にステップ４に移行する。
また一方、障害物データ読み込み部４０５では、障害物計測手段２が定期的に取得する三次元の点群データを取り込む（ステップ８）。
ステップ８で取り込んだデータから、障害物判断部４０６は自車両Ａの走行経路中に障害物Ｃが存在するか否かを判断する（ステップ９）。
ステップ９において障害物Ｃが存在しないと判断した場合には、ステップ４に移行する。
ステップ９において障害物Ｃが存在すると判断した場合には、障害物Ｃの位置と大きさを判断する（ステップ１０）。
ステップ１０で判断した障害物Ｃの位置と大きさに基づいて、障害物Ｃがセンターラインより一方の側方にのみ位置するか否かを判断する（ステップ１１）。
ステップ１１において障害物Ｃがセンターラインより一方の側方にのみ位置すると判断した場合には、ステップ７で設定したセンターラインに関するデータと、ステップ１０で判断した障害物Ｃの位置と大きさに関するデータとに基づいて、センターラインから障害物Ｃまでの走行許可寸法を算出する（ステップ１２）。
ステップ１１において障害物Ｃがセンターラインより一方の側方だけでなく他方の側方にも位置すると判断した場合、つまり障害物Ｃとして、センターラインの一方に位置する第１障害物と、第１障害物より遠方にあってセンターラインの他方に位置する第２障害物を判断した場合には、距離判断部４０３では、自車両Ａの走行位置から第１障害物までの第１距離と、自車両Ａの走行位置から第２障害物までの第２距離とを判断し、第２距離から第１距離を減じた障害物間距離が、閾値以上か否かを判定する（ステップ１３）。
ステップ１３において障害物間距離が閾値以上と判断された場合は、ステップ１２となる。
ステップ１２で算出した走行許可寸法が、衝突判定枠設定部４１０が設定した衝突判定枠の最小枠幅の片側最小枠幅よりも大きいか否かを判断する（ステップ１４）。
ステップ１４において走行許可寸法が片側最小枠幅よりも大きいと判断した場合は、ステップ２に移行し、走行許可寸法に応じて、衝突判定枠の幅を変更する。
ステップ１４において走行許可寸法が片側最小枠幅よりも小さいと判断した場合は、走行許可寸法が片側最小枠幅以上となるようにセンターラインを変更する（ステップ１５）。その後にステップ４に移行する。
ステップ１３において障害物間距離が閾値未満と判断された場合は、複数のオフセットパターンを生成し、衝突判定枠Ｘを用いて各オフセットパターンに対して最初に衝突する障害物Ｃを判断する。そして最初に衝突すると判断した障害物Ｃを先行車として決定する（ステップ１６）。なお、ここで用いる衝突判定枠Ｘの枠幅は最小枠幅とする。
ステップ１６で決定した先行車と生成した複数のオフセットパターンとに基づいて、安全かつ滑らかに障害物Ｃの手前で停止する軌道となるオフセットを決定する（ステップ１７）。その後にステップ４に移行する。
本実施例による車両走行制御装置は、衝突判定枠設定部４１０が自車両情報入力手段３で入力された自車両Ａの全長および全幅に関するデータに基づいて、衝突判定枠を設定する（ステップ１）。衝突判定枠は、自車両Ａのサイズに少なくとも車両幅両側方に最小マージンを付加したサイズを最小枠幅とする。
経路情報記憶手段５に記憶された経路幅情報５４を取得して、ステップ１で設定された衝突判定枠の幅を経路幅に応じて変更する（ステップ２）。
ステップ２で変更した衝突判定枠の幅に基づいて自車両Ａの走行速度を設定する（ステップ３）。
自車両走行制御部４０９では、ステップ３で設定した走行速度に関するデータを参照して自車両Ａの走行制御を行う（ステップ４）。
一方、自車両データ読み込み部４０１では、自車両計測手段１が定期的に取得する自車両Ａの速度、ステアリング角、および道路の白線位置等のデータを取り込む（ステップ５）。
ステップ５で取り込んだデータから、自車両位置判断部４０２が自車両Ａの走行位置を判断する（ステップ６）。
ステップ６で判断した自車両Ａの走行位置と経路幅情報５４とに基づいて、自車両Ａが走行する基準となるセンターラインを経路幅内に設定する（ステップ７）。その後にステップ４に移行する。
また一方、障害物データ読み込み部４０５では、障害物計測手段２が定期的に取得する三次元の点群データを取り込む（ステップ８）。
ステップ８で取り込んだデータから、障害物判断部４０６は自車両Ａの走行経路中に障害物Ｃが存在するか否かを判断する（ステップ９）。
ステップ９において障害物Ｃが存在しないと判断した場合には、ステップ４に移行する。
ステップ９において障害物Ｃが存在すると判断した場合には、障害物Ｃの位置と大きさを判断する（ステップ１０）。
ステップ１０で判断した障害物Ｃの位置と大きさに基づいて、障害物Ｃがセンターラインより一方の側方にのみ位置するか否かを判断する（ステップ１１）。
ステップ１１において障害物Ｃがセンターラインより一方の側方にのみ位置すると判断した場合には、ステップ７で設定したセンターラインに関するデータと、ステップ１０で判断した障害物Ｃの位置と大きさに関するデータとに基づいて、センターラインから障害物Ｃまでの走行許可寸法を算出する（ステップ１２）。
ステップ１１において障害物Ｃがセンターラインより一方の側方だけでなく他方の側方にも位置すると判断した場合、つまり障害物Ｃとして、センターラインの一方に位置する第１障害物と、第１障害物より遠方にあってセンターラインの他方に位置する第２障害物を判断した場合には、距離判断部４０３では、自車両Ａの走行位置から第１障害物までの第１距離と、自車両Ａの走行位置から第２障害物までの第２距離とを判断し、第２距離から第１距離を減じた障害物間距離が、閾値以上か否かを判定する（ステップ１３）。
ステップ１３において障害物間距離が閾値以上と判断された場合は、ステップ１２となる。
ステップ１２で算出した走行許可寸法が、衝突判定枠設定部４１０が設定した衝突判定枠の最小枠幅の片側最小枠幅よりも大きいか否かを判断する（ステップ１４）。
ステップ１４において走行許可寸法が片側最小枠幅よりも大きいと判断した場合は、ステップ２に移行し、走行許可寸法に応じて、衝突判定枠の幅を変更する。
ステップ１４において走行許可寸法が片側最小枠幅よりも小さいと判断した場合は、走行許可寸法が片側最小枠幅以上となるようにセンターラインを変更する（ステップ１５）。その後にステップ４に移行する。
ステップ１３において障害物間距離が閾値未満と判断された場合は、複数のオフセットパターンを生成し、衝突判定枠Ｘを用いて各オフセットパターンに対して最初に衝突する障害物Ｃを判断する。そして最初に衝突すると判断した障害物Ｃを先行車として決定する（ステップ１６）。なお、ここで用いる衝突判定枠Ｘの枠幅は最小枠幅とする。
ステップ１６で決定した先行車と生成した複数のオフセットパターンとに基づいて、安全かつ滑らかに障害物Ｃの手前で停止する軌道となるオフセットを決定する（ステップ１７）。その後にステップ４に移行する。
ここで、図４および図５を用いて、本発明の車両走行制御装置による衝突判定枠と走行速度の設定について説明する。
図４（ａ）に示すように本実施例においては、自車両Ａに設定する衝突判定枠Ｘは矩形とする。衝突判定枠Ｘは、車両幅両側方と車両長前後方にそれぞれ最小マージン（本実施例では０．３ｍ）を付加したものを最小枠幅としている。図４（ｂ）に示すように、衝突判定枠Ｘは他車両等の障害物Ｃと衝突する可能性を判断するために用いられる。時刻ｔ1またはｔ2後に衝突判定枠Ｘが他車両Ｃと少なくとも一部が重なると予測される場合、つまり同時刻に同位置に自車両Ａと他車両Ｃが存在する場合は衝突可能性ありと判断される。
衝突判定枠Ｘの枠幅は、走行位置における経路幅や、障害物Ｃの横を通り抜ける際の自車両Ａの側面から障害物Ｃまでの距離（許容横幅）に応じて、車両幅両側方のみマージンの更なる付加が許可され、本実施例では両側方それぞれの枠幅の最大マージンは０．３ｍ＋δmaxとなる。図５（ａ）に示すように本実施例においては、衝突判定枠Ｘの枠幅が小さいほど障害物Ｃの横を通る際の自車両Ａの走行速度を遅く、衝突判定枠Ｘの枠幅が大きいほど障害物Ｘの横を通る際の自車両Ａの走行速度を速く設定する。
図５（ｂ）のように経路（走行車線）内のセンターラインＹを自車両Ａが通る場合は、車両幅両側方にマージンを付加して広げた衝突判定枠Ｘの枠幅を経路幅Ｗ以下としている。センターラインYは、自車両Ａが走行する際に基準とするライン（走行ライン）であり、本実施例においては経路幅Ｗの中心をセンターラインＹとしている。衝突判定枠Ｘの枠幅を広げることで走行速度を上げて走行できるとともに、衝突判定枠Ｘを経路幅Ｗに収まる大きさとするようにδmaxを設定することで、経路外の物体を障害物Ｃと誤検知して自車両Ａが減速や回避行動をとることを防止できる。
図５（ｃ）のように障害物Ｃを右回避するためにセンターラインＹを外れて自車両Ａが走行する場合は、車両幅両側方にマージンを付加して広げた衝突判定枠Ｘの枠幅が、障害物Ｃの右横を通る際において左右それぞれ経路幅Ｗの半分となるようにδmaxの大きさを設定している。ここで図５（ｄ）は、経路幅Ｗが特に狭い経路において障害物Ｃを右回避する状態を示している。衝突判定枠Ｘの枠幅を経路幅Ｗ以下とする設定では、この狭い経路では衝突判定枠Ｘの枠幅も狭くなるので、もしこの枠幅のまま右回避した場合には障害物Ｃの横を通り抜ける際の自車両Ａの側面から障害物Ｃまでの距離（許容横幅）が近いにもかかわらず減速しないという結果になってしまう。そこで図５（ｃ）のように障害物Ｃを回避する場合には、衝突判定枠Ｘの枠幅が左右それぞれ経路幅Ｗの半分となるようにδmaxの大きさを変更することで、経路幅Ｗが狭い経路で障害物Ｃの横を通る際の走行速度の出し過ぎを防ぐことができる。
なお、図５（ｃ）に示す右回避において、自車両Ａの右側の衝突判定枠Ｘは経路からはみ出す大きさとしているが、自車両Ａの左側の衝突判定枠Ｘは経路からはみ出さないように制限している。これは経路外の物体を障害物Ｃと誤検知して自車両Ａが減速や回避行動をとるのを防止するためである。
このように衝突判定枠Ｘの枠幅を状況に応じて変更し、その枠幅に応じて自車両Ａの走行速度を設定することで、図５（ｂ）のように許容横幅が小さい場合にはゆっくりと、図５（ｃ）のように許容横幅が大きい場合には速度を緩めることなく障害物Ｃの横を通り抜けることができるので、状況に応じた安全かつ滑らかな走行を実現できる。
図４（ａ）に示すように本実施例においては、自車両Ａに設定する衝突判定枠Ｘは矩形とする。衝突判定枠Ｘは、車両幅両側方と車両長前後方にそれぞれ最小マージン（本実施例では０．３ｍ）を付加したものを最小枠幅としている。図４（ｂ）に示すように、衝突判定枠Ｘは他車両等の障害物Ｃと衝突する可能性を判断するために用いられる。時刻ｔ1またはｔ2後に衝突判定枠Ｘが他車両Ｃと少なくとも一部が重なると予測される場合、つまり同時刻に同位置に自車両Ａと他車両Ｃが存在する場合は衝突可能性ありと判断される。
衝突判定枠Ｘの枠幅は、走行位置における経路幅や、障害物Ｃの横を通り抜ける際の自車両Ａの側面から障害物Ｃまでの距離（許容横幅）に応じて、車両幅両側方のみマージンの更なる付加が許可され、本実施例では両側方それぞれの枠幅の最大マージンは０．３ｍ＋δmaxとなる。図５（ａ）に示すように本実施例においては、衝突判定枠Ｘの枠幅が小さいほど障害物Ｃの横を通る際の自車両Ａの走行速度を遅く、衝突判定枠Ｘの枠幅が大きいほど障害物Ｘの横を通る際の自車両Ａの走行速度を速く設定する。
図５（ｂ）のように経路（走行車線）内のセンターラインＹを自車両Ａが通る場合は、車両幅両側方にマージンを付加して広げた衝突判定枠Ｘの枠幅を経路幅Ｗ以下としている。センターラインYは、自車両Ａが走行する際に基準とするライン（走行ライン）であり、本実施例においては経路幅Ｗの中心をセンターラインＹとしている。衝突判定枠Ｘの枠幅を広げることで走行速度を上げて走行できるとともに、衝突判定枠Ｘを経路幅Ｗに収まる大きさとするようにδmaxを設定することで、経路外の物体を障害物Ｃと誤検知して自車両Ａが減速や回避行動をとることを防止できる。
図５（ｃ）のように障害物Ｃを右回避するためにセンターラインＹを外れて自車両Ａが走行する場合は、車両幅両側方にマージンを付加して広げた衝突判定枠Ｘの枠幅が、障害物Ｃの右横を通る際において左右それぞれ経路幅Ｗの半分となるようにδmaxの大きさを設定している。ここで図５（ｄ）は、経路幅Ｗが特に狭い経路において障害物Ｃを右回避する状態を示している。衝突判定枠Ｘの枠幅を経路幅Ｗ以下とする設定では、この狭い経路では衝突判定枠Ｘの枠幅も狭くなるので、もしこの枠幅のまま右回避した場合には障害物Ｃの横を通り抜ける際の自車両Ａの側面から障害物Ｃまでの距離（許容横幅）が近いにもかかわらず減速しないという結果になってしまう。そこで図５（ｃ）のように障害物Ｃを回避する場合には、衝突判定枠Ｘの枠幅が左右それぞれ経路幅Ｗの半分となるようにδmaxの大きさを変更することで、経路幅Ｗが狭い経路で障害物Ｃの横を通る際の走行速度の出し過ぎを防ぐことができる。
なお、図５（ｃ）に示す右回避において、自車両Ａの右側の衝突判定枠Ｘは経路からはみ出す大きさとしているが、自車両Ａの左側の衝突判定枠Ｘは経路からはみ出さないように制限している。これは経路外の物体を障害物Ｃと誤検知して自車両Ａが減速や回避行動をとるのを防止するためである。
このように衝突判定枠Ｘの枠幅を状況に応じて変更し、その枠幅に応じて自車両Ａの走行速度を設定することで、図５（ｂ）のように許容横幅が小さい場合にはゆっくりと、図５（ｃ）のように許容横幅が大きい場合には速度を緩めることなく障害物Ｃの横を通り抜けることができるので、状況に応じた安全かつ滑らかな走行を実現できる。
図６を用いて、本発明の車両走行制御装置によるセンターラインＹの変更（センターラインＹの補正）について説明する。図６はセンターラインＹの変更方法の説明図である。
図６（ａ）において、自車両Ａは二車線のうちの左側の走行車線を走行している。自車両の現在の走行位置はＡ１であり、ｔ秒後の走行予測位置はＡ２である。経路内の前方には障害物Ｃ１、障害物Ｃ２、障害物Ｃ３が存在する。この状態においては自車両Ａの衝突判定枠Ｘの枠幅は経路幅Ｗ以下に設定している。
時刻ｔ以内（例えば６秒以内）の経路内に障害物Ｃ１、Ｃ２またはＣ３が存在するか否かを、衝突判定枠Ｘを用いて障害物判断部４０６で判断する。
障害物判断部４０６において時刻ｔ以内の経路内に障害物Ｃ１、Ｃ２またはＣ３が存在しないと判断した場合には、自車両ＡはセンターラインＹに沿ってそのまま走行する。
障害物判断部４０６において、時刻ｔ以内の経路内に障害物Ｃ１、Ｃ２またはＣ３が存在すると判断した場合には、複数のオフセットパターンを生成し、衝突判定枠Ｘを用いて各オフセットパターンに対して最初に衝突する障害物Ｃ１、Ｃ２またはＣ３を判断する。そして最初に衝突すると判断した障害物Ｃ１、Ｃ２またはＣ３を先行車として決定する。なお、ここで用いる衝突判定枠Ｘの枠幅は最小枠幅とする。
先行車を決定すると、センターラインＹ（オフセットパターン８３）の先行車Ｃ２を基準として、その先行車Ｃ２よりも前に存在する障害物Ｃ３との距離Ｄが閾値Ｄthr以上か否かを判断する。
図６（ｂ）に示すように、先行車Ｃ２とその前の障害物Ｃ３との距離Ｄが閾値Ｄthr以上の場合は、先行車Ｃ２とその前の障害物Ｃ３との間を自車両Ａが縫って行くように、センターラインＹが変更される。例えば、オフセットパターン８１および８２の平均値として第１の変更センターラインＹ１を設定する。第１の変更センターラインＹ１はセンターラインＹよりも右側に位置するので、自車両Ａを第１の変更センターラインＹ１に沿って走行させることでまず先行車Ｃ２を回避することができる。先行車Ｃ２を回避した後は、新たな変更センターラインを障害物Ｃ３の左側に設定することによって、左に回避して障害物Ｃ３の左側を通り抜けることができる。
図６（ｃ）および図６（ｄ）は、先行車Ｃ２とその前の障害物Ｃ３との距離Ｄが閾値Ｄthr未満の場合を示している。
図６（ｃ）に示すように、距離Ｄが閾値Ｄthr未満かつ０以上の場合は、先行車Ｃ２とその前の障害物Ｃ３との間を自車両Ａがすり抜けることは不可と判断され、障害物Ｃ１、Ｃ２、またはＣ３の手前で止まるようにオフセットが変更される。例えば、障害物Ｃ２が先行車となるオフセットパターン８３（センターラインＹを直進）および８４（左回避）のときには、障害物Ｃ２の手前で停止させ、障害物Ｃ１が先行車となるオフセットパターン８５（オフセットパターン８４よりも大きく左回避）のときには、障害物Ｃ１の手前で停止させる。また、障害物Ｃ３が先行車となるオフセットパターン８１（右回避）および８２（オフセットパターン８１よりも大きく右回避）のときには、オフセットパターン８２、８３、８４および８５の平均値として第２の変更センターラインＹ２を設定し、自車両Ａを第２の変更センターラインＹ２に沿って走行させることでまず障害物Ｃ２を回避して、その後に障害物Ｃ３の手前で停止することができる。
また、図６（ｄ）に示すように、先行車Ｃ２とその前の障害物Ｃ３との距離Ｄが０未満の場合は、センターラインの補正値は０、つまり変更センターラインを設定しない。この場合において、障害物Ｃ２が先行車となるオフセットパターン８３および８４のときには障害物Ｃ２の手前で停止させ、障害物Ｃ１が先行車となるオフセットパターン８５のときには障害物Ｃ１の手前で停止させ、障害物Ｃ３が先行車となるオフセットパターン８１および８２のときには障害物Ｃ３の手前で停止させる。
図６（ａ）において、自車両Ａは二車線のうちの左側の走行車線を走行している。自車両の現在の走行位置はＡ１であり、ｔ秒後の走行予測位置はＡ２である。経路内の前方には障害物Ｃ１、障害物Ｃ２、障害物Ｃ３が存在する。この状態においては自車両Ａの衝突判定枠Ｘの枠幅は経路幅Ｗ以下に設定している。
時刻ｔ以内（例えば６秒以内）の経路内に障害物Ｃ１、Ｃ２またはＣ３が存在するか否かを、衝突判定枠Ｘを用いて障害物判断部４０６で判断する。
障害物判断部４０６において時刻ｔ以内の経路内に障害物Ｃ１、Ｃ２またはＣ３が存在しないと判断した場合には、自車両ＡはセンターラインＹに沿ってそのまま走行する。
障害物判断部４０６において、時刻ｔ以内の経路内に障害物Ｃ１、Ｃ２またはＣ３が存在すると判断した場合には、複数のオフセットパターンを生成し、衝突判定枠Ｘを用いて各オフセットパターンに対して最初に衝突する障害物Ｃ１、Ｃ２またはＣ３を判断する。そして最初に衝突すると判断した障害物Ｃ１、Ｃ２またはＣ３を先行車として決定する。なお、ここで用いる衝突判定枠Ｘの枠幅は最小枠幅とする。
先行車を決定すると、センターラインＹ（オフセットパターン８３）の先行車Ｃ２を基準として、その先行車Ｃ２よりも前に存在する障害物Ｃ３との距離Ｄが閾値Ｄthr以上か否かを判断する。
図６（ｂ）に示すように、先行車Ｃ２とその前の障害物Ｃ３との距離Ｄが閾値Ｄthr以上の場合は、先行車Ｃ２とその前の障害物Ｃ３との間を自車両Ａが縫って行くように、センターラインＹが変更される。例えば、オフセットパターン８１および８２の平均値として第１の変更センターラインＹ１を設定する。第１の変更センターラインＹ１はセンターラインＹよりも右側に位置するので、自車両Ａを第１の変更センターラインＹ１に沿って走行させることでまず先行車Ｃ２を回避することができる。先行車Ｃ２を回避した後は、新たな変更センターラインを障害物Ｃ３の左側に設定することによって、左に回避して障害物Ｃ３の左側を通り抜けることができる。
図６（ｃ）および図６（ｄ）は、先行車Ｃ２とその前の障害物Ｃ３との距離Ｄが閾値Ｄthr未満の場合を示している。
図６（ｃ）に示すように、距離Ｄが閾値Ｄthr未満かつ０以上の場合は、先行車Ｃ２とその前の障害物Ｃ３との間を自車両Ａがすり抜けることは不可と判断され、障害物Ｃ１、Ｃ２、またはＣ３の手前で止まるようにオフセットが変更される。例えば、障害物Ｃ２が先行車となるオフセットパターン８３（センターラインＹを直進）および８４（左回避）のときには、障害物Ｃ２の手前で停止させ、障害物Ｃ１が先行車となるオフセットパターン８５（オフセットパターン８４よりも大きく左回避）のときには、障害物Ｃ１の手前で停止させる。また、障害物Ｃ３が先行車となるオフセットパターン８１（右回避）および８２（オフセットパターン８１よりも大きく右回避）のときには、オフセットパターン８２、８３、８４および８５の平均値として第２の変更センターラインＹ２を設定し、自車両Ａを第２の変更センターラインＹ２に沿って走行させることでまず障害物Ｃ２を回避して、その後に障害物Ｃ３の手前で停止することができる。
また、図６（ｄ）に示すように、先行車Ｃ２とその前の障害物Ｃ３との距離Ｄが０未満の場合は、センターラインの補正値は０、つまり変更センターラインを設定しない。この場合において、障害物Ｃ２が先行車となるオフセットパターン８３および８４のときには障害物Ｃ２の手前で停止させ、障害物Ｃ１が先行車となるオフセットパターン８５のときには障害物Ｃ１の手前で停止させ、障害物Ｃ３が先行車となるオフセットパターン８１および８２のときには障害物Ｃ３の手前で停止させる。
図７を用いてオフセットパターンの生成について説明する。
軌道の定義は次式（１）で表される。
ここで、ｔは媒介変数である。
ハイレベルの階層８１から、センターラインＹの位置情報と方位の情報をミドルレベルの階層８２を経由してローレベルの階層８３に送る。ローレベルの階層８３では、ミドルレベルの階層８２から送られてきた経路情報に基づいて、例えば図７（ａ）に示すように、時刻ｔ1、ｔ2、ｔ3、ｔ4後の位置ｓ（ｔ1）、ｓ（ｔ2）、ｓ（ｔ3）、ｓ（ｔ4）を目標とする走行距離パターンｓ（ｔ）を生成する。また、生成した走行距離パターンの各位置点から経路の法線方向にどれだけのオフセットをもって自車両Ａを走行させるかという、オフセット指示を与えるオフセットパターンｄ（ｔ1）、ｄ（ｔ2）、ｄ（ｔ3）、ｄ（ｔ4）を生成する。この二つのパターンの組み合わせによって一本の軌道が生成される。
例えば、図７（ｂ）に示すように、ハイレベルの階層８１からのｓ（ｔ4）までの走行指示に対し、それよりも所定距離手前かつオフセットをもたせて自車両Ａを走行させることができる。
また、図７（ｃ）に示すように、左回避ではなく、右回避を行うようにオフセットパターンｄ（ｔ1）、ｄ（ｔ2）、ｄ（ｔ3）、ｄ（ｔ4）を生成することもできる。
走行距離パターンとオフセットパターンは、図７（ｄ）に示すように、それぞれ２５パターン生成することで、合計６２５パターンの軌道を生成する。この６２５パターンの軌道の中から障害物Ｃとの衝突が発生しない軌道を選択し、その衝突が発生しない軌道の中から自車両Ａの乗員が最も乗り心地のよい滑らかな軌道を選択する。
軌道の定義は次式（１）で表される。
ハイレベルの階層８１から、センターラインＹの位置情報と方位の情報をミドルレベルの階層８２を経由してローレベルの階層８３に送る。ローレベルの階層８３では、ミドルレベルの階層８２から送られてきた経路情報に基づいて、例えば図７（ａ）に示すように、時刻ｔ1、ｔ2、ｔ3、ｔ4後の位置ｓ（ｔ1）、ｓ（ｔ2）、ｓ（ｔ3）、ｓ（ｔ4）を目標とする走行距離パターンｓ（ｔ）を生成する。また、生成した走行距離パターンの各位置点から経路の法線方向にどれだけのオフセットをもって自車両Ａを走行させるかという、オフセット指示を与えるオフセットパターンｄ（ｔ1）、ｄ（ｔ2）、ｄ（ｔ3）、ｄ（ｔ4）を生成する。この二つのパターンの組み合わせによって一本の軌道が生成される。
例えば、図７（ｂ）に示すように、ハイレベルの階層８１からのｓ（ｔ4）までの走行指示に対し、それよりも所定距離手前かつオフセットをもたせて自車両Ａを走行させることができる。
また、図７（ｃ）に示すように、左回避ではなく、右回避を行うようにオフセットパターンｄ（ｔ1）、ｄ（ｔ2）、ｄ（ｔ3）、ｄ（ｔ4）を生成することもできる。
走行距離パターンとオフセットパターンは、図７（ｄ）に示すように、それぞれ２５パターン生成することで、合計６２５パターンの軌道を生成する。この６２５パターンの軌道の中から障害物Ｃとの衝突が発生しない軌道を選択し、その衝突が発生しない軌道の中から自車両Ａの乗員が最も乗り心地のよい滑らかな軌道を選択する。
図８は、オフセットパターンの生成を説明する図である。横軸は時間ｔ［ｓｅｃ］、縦軸はオフセット量ｄ［ｍ］である。
オフセットパターンは、次式（２）の５次多項式で表される。
式（２）は六つのパラメータから生成する。境界条件が二つあり、初期状態の境界条件は前時刻のパターンにおける最近傍点の二階微分値まで取得する。目標状態の境界条件は任意に定め二階微分値まで取得する。この二つの境界条件を結ぶことによって連続的な軌道を生成できる。この目標状態のオフセットパターンを、右または左に回避するパターンなど５パターン生成し、オフセットを終了する時刻も５パターン生成することによって、障害物Ｃを早めに避ける軌道や滑らかに避ける軌道を生成できる。また、目標状態の一階微分値と二階微分値は０とすることによって、オフセットを終了するときには経路に対して自車両Ａが平行になるようにすることができる。
オフセットパターンは、次式（２）の５次多項式で表される。
また、図９は自車両Ａが低速時のオフセットパターンを示す図であり、図９（ａ）は横軸を時間ｔ［ｓｅｃ］とした図、図９（ｂ）は横軸を走行距離ｓ［ｍ］とした図である。
図９（ｂ）に示すように、自車両Ａが低速のときには走行距離は短くなるので、オフセットをもたせる場合にオフセット軌道の曲率が大きくなり、自車両Ａの走行が不安定になってしまう。
そこで、最小距離ＳTj minを設定することによって、自車両Ａが低速のときであってもオフセット軌道の曲率を小さくでき、自車両Ａの走行が不安定になるのを防ぐことができる。
図９（ｂ）に示すように、自車両Ａが低速のときには走行距離は短くなるので、オフセットをもたせる場合にオフセット軌道の曲率が大きくなり、自車両Ａの走行が不安定になってしまう。
そこで、最小距離ＳTj minを設定することによって、自車両Ａが低速のときであってもオフセット軌道の曲率を小さくでき、自車両Ａの走行が不安定になるのを防ぐことができる。
また、図１０は目的地接近時のオフセットパターンを示す図である。
ここでは１０ｍでオフセットを変更するオフセットパターン（破線）と、３０ｍでオフセットを変更するパターン（長破線）を示している。この二つのオフセットパターンの途中に目的地または一時停止位置Ｚがあった場合は、基本的には滑らかな軌道である３０ｍでオフセットを変更するパターンが選ばれる。しかしながら、この３０ｍでオフセットを変更するパターンに沿うと目的地または一時停止位置Ｚに自車両Ａが到達したときは、まだオフセットの途中なので、自車両Ａが経路に対して平行でなく角度をもった状態で停止してしまう。
そこで、目的地または一時停止位置Ｚまでの距離で制限Ｄgoalを設け、もう一つのオフセットパターン（実線）を生成することで、自車両Ａを経路に対して平行な状態で停止させることができる。
ここでは１０ｍでオフセットを変更するオフセットパターン（破線）と、３０ｍでオフセットを変更するパターン（長破線）を示している。この二つのオフセットパターンの途中に目的地または一時停止位置Ｚがあった場合は、基本的には滑らかな軌道である３０ｍでオフセットを変更するパターンが選ばれる。しかしながら、この３０ｍでオフセットを変更するパターンに沿うと目的地または一時停止位置Ｚに自車両Ａが到達したときは、まだオフセットの途中なので、自車両Ａが経路に対して平行でなく角度をもった状態で停止してしまう。
そこで、目的地または一時停止位置Ｚまでの距離で制限Ｄgoalを設け、もう一つのオフセットパターン（実線）を生成することで、自車両Ａを経路に対して平行な状態で停止させることができる。
図１１は軌道選択の評価関数を説明する図である。
生成した６２５パターン軌道の一つ一つに対し、次式（３）の評価関数を適用し、最終的にコストが一番小さい軌道が選択される。
Ｅ＝Ｃr＋Ｃd＋Ｃs ・・・（３）
ここで、Ｃrは経路の優先順位、Ｃdはオフセットパターンのコスト、Ｃsは走行距離パターンのコストである。
経路の優先順位Ｃrは例えば二車線道路の場合に、どちらの道路（経路）が優先されるかという優先順位を反映したものであり、ハイレベルの階層８１からミドルレベルの階層８２を経由してローレベルの階層８３へ送られる。
オフセットパターンのコストＣdは次式（４）で与えられ、走行距離パターンのコストＣsは次式（５）で与えられる。
ここで、ｋ1、ｋ2、ｋ3、ｋ4、ｋ5、ｋ6は正定数である。
式（４）および式（５）の１項目は、オフセットパターンの三階微分値つまり加速度の微分値（ジャーク）の２乗をとり、総ジャーク量を求める。この総ジャーク量が小さいほど滑らかなオフセットパターンとなる。
式（４）および式（５）の２項目は、時間の評価関数であり、目標オフセット量に収束する時間的な速さに関する。
式（４）および式（５）の３項目は、距離の評価関数であり、例えばオフセット量に関するものであり、オフセット量が少ない場合は偏差が小さいことになる。ここで、Δｄはセンターラインからの偏差、Δｓは目標位置からの偏差を表す。
この評価関数に従うことで軌道の滑らかさを加味し、希望のセンターライン上を走行する軌道を選択することができる。
生成した６２５パターン軌道の一つ一つに対し、次式（３）の評価関数を適用し、最終的にコストが一番小さい軌道が選択される。
Ｅ＝Ｃr＋Ｃd＋Ｃs ・・・（３）
ここで、Ｃrは経路の優先順位、Ｃdはオフセットパターンのコスト、Ｃsは走行距離パターンのコストである。
経路の優先順位Ｃrは例えば二車線道路の場合に、どちらの道路（経路）が優先されるかという優先順位を反映したものであり、ハイレベルの階層８１からミドルレベルの階層８２を経由してローレベルの階層８３へ送られる。
オフセットパターンのコストＣdは次式（４）で与えられ、走行距離パターンのコストＣsは次式（５）で与えられる。
式（４）および式（５）の１項目は、オフセットパターンの三階微分値つまり加速度の微分値（ジャーク）の２乗をとり、総ジャーク量を求める。この総ジャーク量が小さいほど滑らかなオフセットパターンとなる。
式（４）および式（５）の２項目は、時間の評価関数であり、目標オフセット量に収束する時間的な速さに関する。
式（４）および式（５）の３項目は、距離の評価関数であり、例えばオフセット量に関するものであり、オフセット量が少ない場合は偏差が小さいことになる。ここで、Δｄはセンターラインからの偏差、Δｓは目標位置からの偏差を表す。
この評価関数に従うことで軌道の滑らかさを加味し、希望のセンターライン上を走行する軌道を選択することができる。
次に本発明の他の実施例による車両走行制御装置について説明する。
図１２は本実施例による車両走行制御装置を示す概略構成図である。なお、上述の実施例と同一機能手段および同一機能部には同一符号を付して説明を省略する。
本実施例による車両走行制御装置は、自車両計測手段１、障害物計測手段２、自車両情報入力手段３、自車両走行手段７、自車両位置推定部１００、障害物認識部２００、および制御手段４００を備える。
自車両位置推定部１００は、自車両データ読み込み部１０１および自車両位置判断部１０２を備え、自車両計測手段１より得られた情報より自車両位置を推定する。自車両位置判断部１０２では、自車両データ読み込み部１０１で読み込まれた自車両Ａに関する計測データから自車両Ａの位置を判断する。自車両位置推定部１００で推定された自車両Ａの位置に関するデータは、軌道生成手段３００に送出される。
障害物認識部２００は、障害物データ読み込み部２０１および障害物判断部２０２を備え、障害物計測手段２より得られた情報より障害物Ｃを認識する。障害物判断部２０２では、障害物データ読み込み部２０１で読み込まれた障害物Ｃに関する計測データから障害物Ｃの位置および大きさを判断する。障害物認識部２００で認識された障害物Ｃに関するデータは、軌道生成手段３００に送出される。
制御手段４００は、自車両情報入力手段３、自車両位置推定部１００、障害物認識部２００からのデータに基づいて自車両Ａの走行を制御する。
図１２は本実施例による車両走行制御装置を示す概略構成図である。なお、上述の実施例と同一機能手段および同一機能部には同一符号を付して説明を省略する。
本実施例による車両走行制御装置は、自車両計測手段１、障害物計測手段２、自車両情報入力手段３、自車両走行手段７、自車両位置推定部１００、障害物認識部２００、および制御手段４００を備える。
自車両位置推定部１００は、自車両データ読み込み部１０１および自車両位置判断部１０２を備え、自車両計測手段１より得られた情報より自車両位置を推定する。自車両位置判断部１０２では、自車両データ読み込み部１０１で読み込まれた自車両Ａに関する計測データから自車両Ａの位置を判断する。自車両位置推定部１００で推定された自車両Ａの位置に関するデータは、軌道生成手段３００に送出される。
障害物認識部２００は、障害物データ読み込み部２０１および障害物判断部２０２を備え、障害物計測手段２より得られた情報より障害物Ｃを認識する。障害物判断部２０２では、障害物データ読み込み部２０１で読み込まれた障害物Ｃに関する計測データから障害物Ｃの位置および大きさを判断する。障害物認識部２００で認識された障害物Ｃに関するデータは、軌道生成手段３００に送出される。
制御手段４００は、自車両情報入力手段３、自車両位置推定部１００、障害物認識部２００からのデータに基づいて自車両Ａの走行を制御する。
制御手段４００は、軌道生成手段３００、衝突判定部３０３Ｂａ、距離判断部３０３Ｆａ、センターライン設定部４０４、自車両走行制御部４０９、衝突判定枠設定部４１０、および枠幅変更部４１１を備えている。
衝突判定部３０３Ｂａは、衝突判定枠設定部４１０で設定した衝突枠を用いて自車両Ａと障害物Ｃとの衝突判定を行う。距離判断部３０３Ｆａは、障害物間距離を判断する。
軌道生成手段３００は、経路情報生成部３０１、運転行動生成部３０２および最適軌道生成部３０３を備える。経路情報生成部３０１では、経路上の任意の位置に設定される経路点に関する情報である経路点情報３０１Ａ、目的地の位置等に関する情報である目的地情報３０１Ｂ、交差点等に設けられた一時停止箇所に関する情報である一時停止情報３０１Ｃ、各経路に規定されている制限速度に関する情報である制限速度情報３０１Ｄ、および走行車線の幅長に関する情報である経路幅情報３０１Ｅを生成する。また、運転行動生成部３０２では、優先車両等の障害物の位置や向き等を判断して自車両の車線変更を許可する車線変更許可情報３０２Ａ、および交差点進入許可情報３０２Ｂを生成する。
最適軌道生成部３０３は、センターラインからのオフセットパターンを複数生成するオフセットパターン生成部３０３Ａ、自車両Ａが追従対象とする障害物Ｃを設定する追従対象設定部３０３Ｂ、自車両Ａが目標とする走行速度を設定する目標速度設定部３０３Ｃ、目標速度設定部３０３Ｃで設定した走行速度に基づいて所定時刻後の自車両Ａの位置を示す走行距離パターンを複数生成する走行距離パターン生成部３０３Ｄ、オフセットパターンおよび走行距離パターンに基づいて自車両Ａが走行すべき軌道を複数生成する軌道生成部３０３Ｅ、自車両Ａが走行する基準となるセンターラインを変更（補正）するセンターライン変更部３０３Ｆ、および軌道生成部３０３Ｅで生成した軌道の中から最適な軌道を選択する最適軌道選択部３０３Ｇを備えている。
最適軌道生成部３０３では複数の生成軌道から最適軌道を選択し、選択した最適軌道を自車両走行制御部４０９に送信する。オフセットパターン３０３Ａにおいてオフセットパターンは複数生成し、各オフセットパターンについて、追従対象設定部３０３Ｂから軌道生成部３０３Ｅまでの処理を行う（各オフセットパターンにつき、追従対象、目標速度、走行距離パターンが設定され、軌道が生成される）。オフセットパターンの数の軌道が生成され、それらを用いて、センターラインを変更する。変更後のセンターラインは、自車両Ａが走行すべき（上位レベル８１、８２の設定した経路からの）オフセットである。センターラインを補正するための補正値ｄcrrctを計算し、後のオフセットパターンのコストに用いる。オフセットパターンのコストＣdは次式（６）で表される。
次式（７）によりΔｄが計算され、新たに生成したセンターラインの軌道のコストが小さくなることにより、その軌道が選択されやすくなる。
コスト最小となる軌道が最適軌道となり、自車両走行制御部４０９に送信される。
衝突判定部３０３Ｂａは、衝突判定枠設定部４１０で設定した衝突枠を用いて自車両Ａと障害物Ｃとの衝突判定を行う。距離判断部３０３Ｆａは、障害物間距離を判断する。
軌道生成手段３００は、経路情報生成部３０１、運転行動生成部３０２および最適軌道生成部３０３を備える。経路情報生成部３０１では、経路上の任意の位置に設定される経路点に関する情報である経路点情報３０１Ａ、目的地の位置等に関する情報である目的地情報３０１Ｂ、交差点等に設けられた一時停止箇所に関する情報である一時停止情報３０１Ｃ、各経路に規定されている制限速度に関する情報である制限速度情報３０１Ｄ、および走行車線の幅長に関する情報である経路幅情報３０１Ｅを生成する。また、運転行動生成部３０２では、優先車両等の障害物の位置や向き等を判断して自車両の車線変更を許可する車線変更許可情報３０２Ａ、および交差点進入許可情報３０２Ｂを生成する。
最適軌道生成部３０３は、センターラインからのオフセットパターンを複数生成するオフセットパターン生成部３０３Ａ、自車両Ａが追従対象とする障害物Ｃを設定する追従対象設定部３０３Ｂ、自車両Ａが目標とする走行速度を設定する目標速度設定部３０３Ｃ、目標速度設定部３０３Ｃで設定した走行速度に基づいて所定時刻後の自車両Ａの位置を示す走行距離パターンを複数生成する走行距離パターン生成部３０３Ｄ、オフセットパターンおよび走行距離パターンに基づいて自車両Ａが走行すべき軌道を複数生成する軌道生成部３０３Ｅ、自車両Ａが走行する基準となるセンターラインを変更（補正）するセンターライン変更部３０３Ｆ、および軌道生成部３０３Ｅで生成した軌道の中から最適な軌道を選択する最適軌道選択部３０３Ｇを備えている。
最適軌道生成部３０３では複数の生成軌道から最適軌道を選択し、選択した最適軌道を自車両走行制御部４０９に送信する。オフセットパターン３０３Ａにおいてオフセットパターンは複数生成し、各オフセットパターンについて、追従対象設定部３０３Ｂから軌道生成部３０３Ｅまでの処理を行う（各オフセットパターンにつき、追従対象、目標速度、走行距離パターンが設定され、軌道が生成される）。オフセットパターンの数の軌道が生成され、それらを用いて、センターラインを変更する。変更後のセンターラインは、自車両Ａが走行すべき（上位レベル８１、８２の設定した経路からの）オフセットである。センターラインを補正するための補正値ｄcrrctを計算し、後のオフセットパターンのコストに用いる。オフセットパターンのコストＣdは次式（６）で表される。
図１３は最適軌道生成部３０３における目標速度設定部３０３Ｃの設定方法を示すフローチャートである。
まず仮目標速度を設定する（ステップ１０１）。例えば、1ループ目は上位レベル８１、８２の設定した制限速度ｖ0、2ループ目以降はｖi+1＜ｖi（ｉ＝０、１、・・・）のように前回ループより小さくなるように設定する。
次に、仮目標速度を目標速度とする仮走行距離パターンを生成する（ステップ１０２）。
次に、この走行距離パターンとオフセットパターンを用いて仮軌道を生成する（ステップ１０３）。
軌道はＴ［ｓ］分生成され，τ［ｓ］おきに軌道点を取得し、この軌道点の速度に応じて衝突判定枠を拡縮し衝突判定を行う（ステップ１０４〜ステップ１０７）。なお、速度が速いほど衝突判定枠は大きくなる。
衝突する場合は、全パターンの衝突判定が終了したかを確認し（ステップ１０９）、終了していない場合は初めに戻り次のループとなる。
ステップ１０９においてＮループになったらループを終了し、最低速度ｖminを走行速度に設定し（ステップ１１０）、終了する（ステップ１１１）。
Ｔ［ｓ］分すべてにおいて衝突が発生しないなら、先に定めた仮目標速度を走行速度に設定し（ステップ１０８）、終了する（ステップ１１１）。
まず仮目標速度を設定する（ステップ１０１）。例えば、1ループ目は上位レベル８１、８２の設定した制限速度ｖ0、2ループ目以降はｖi+1＜ｖi（ｉ＝０、１、・・・）のように前回ループより小さくなるように設定する。
次に、仮目標速度を目標速度とする仮走行距離パターンを生成する（ステップ１０２）。
次に、この走行距離パターンとオフセットパターンを用いて仮軌道を生成する（ステップ１０３）。
軌道はＴ［ｓ］分生成され，τ［ｓ］おきに軌道点を取得し、この軌道点の速度に応じて衝突判定枠を拡縮し衝突判定を行う（ステップ１０４〜ステップ１０７）。なお、速度が速いほど衝突判定枠は大きくなる。
衝突する場合は、全パターンの衝突判定が終了したかを確認し（ステップ１０９）、終了していない場合は初めに戻り次のループとなる。
ステップ１０９においてＮループになったらループを終了し、最低速度ｖminを走行速度に設定し（ステップ１１０）、終了する（ステップ１１１）。
Ｔ［ｓ］分すべてにおいて衝突が発生しないなら、先に定めた仮目標速度を走行速度に設定し（ステップ１０８）、終了する（ステップ１１１）。
図１４は最適軌道生成部３０３におけるセンターライン変更部３０３Ｆの設定方法を示すフローチャートである。
まず、Ｔ秒以内の経路内に障害物Ｃが存在するかを判断する（ステップ２０１）。
ステップ２０１において、Ｔ［ｓ］以内の経路内に障害物Ｃが存在すると判断した場合にはセンターラインの補正値を計算する（ステップ２０５〜２１０）。障害物Ｃの有無の判断は、Ｔ［ｓ］分の軌道を生成し衝突判定枠幅を経路幅に設定し衝突判定により行う。
障害物Ｃが存在しない場合は、指定時間センターラインを維持したかを確認し（ステップ２０２）、指定時間維持していない場合は補正値を前時刻の値に設定し（ステップ２０３）、指定時間維持した場合は補正値を０に設定する（ステップ２０４）。
補正値の計算は以下の通りである。まず、中央軌道（オフセットパターンの終点オフセットが０の軌道つまり上位レベル８１、８２の設定した経路上を走行する軌道）の追従対象の有無を確認する（ステップ２０５）。なお、追従対象とは、上述した先行車のことであり、各軌道において衝突判定を行ったときに最初に衝突する障害物Ｃのことを指す。このときの衝突判定は自車両Ａの各時刻の軌道点と周辺物体（障害物Ｃ）の現時刻の位置との矩形の衝突判定枠の重ね合わせにより行う。追従対象が存在する場合は障害物間距離を比較し、仮補正値を計算する（ステップ２０６〜ステップ２０８）。追従対象が存在しない場合は、仮補正値を追従対象の存在しない軌道の終点オフセットの平均値に設定する（ステップ２０９）。
最後に、前時刻の値を考慮して補正値を設定する（ステップ２１０）。なお、仮補正値と前時刻の補正値が同符号なら絶対値が最大の方を補正値とする。これにより、補正値が時刻間で絶対値が増減するのを防ぐことができる。
まず、Ｔ秒以内の経路内に障害物Ｃが存在するかを判断する（ステップ２０１）。
ステップ２０１において、Ｔ［ｓ］以内の経路内に障害物Ｃが存在すると判断した場合にはセンターラインの補正値を計算する（ステップ２０５〜２１０）。障害物Ｃの有無の判断は、Ｔ［ｓ］分の軌道を生成し衝突判定枠幅を経路幅に設定し衝突判定により行う。
障害物Ｃが存在しない場合は、指定時間センターラインを維持したかを確認し（ステップ２０２）、指定時間維持していない場合は補正値を前時刻の値に設定し（ステップ２０３）、指定時間維持した場合は補正値を０に設定する（ステップ２０４）。
補正値の計算は以下の通りである。まず、中央軌道（オフセットパターンの終点オフセットが０の軌道つまり上位レベル８１、８２の設定した経路上を走行する軌道）の追従対象の有無を確認する（ステップ２０５）。なお、追従対象とは、上述した先行車のことであり、各軌道において衝突判定を行ったときに最初に衝突する障害物Ｃのことを指す。このときの衝突判定は自車両Ａの各時刻の軌道点と周辺物体（障害物Ｃ）の現時刻の位置との矩形の衝突判定枠の重ね合わせにより行う。追従対象が存在する場合は障害物間距離を比較し、仮補正値を計算する（ステップ２０６〜ステップ２０８）。追従対象が存在しない場合は、仮補正値を追従対象の存在しない軌道の終点オフセットの平均値に設定する（ステップ２０９）。
最後に、前時刻の値を考慮して補正値を設定する（ステップ２１０）。なお、仮補正値と前時刻の補正値が同符号なら絶対値が最大の方を補正値とする。これにより、補正値が時刻間で絶対値が増減するのを防ぐことができる。
図１５は障害物間距離を判断する距離判断部３０３Ｆａの設定方法を示すフローチャートである。
障害物間距離とは中央軌道（センターライン）の追従対象とその他の軌道の追従対象の距離のことである。追従対象が存在しない軌道との障害物間距離は無限大となる。
閾値１Ｄ1（０＜Ｄ1）は自車両Ａがその間を縫って走行可能か否か判断するための閾値である。閾値２Ｄ２（Ｄ２＜０）は中央軌道の追従対象の手前かつ近傍にある追従対象を回避しないようにするための閾値である。
まず、軌道の先行車を取得する（ステップ３０１）。
次に、障害物距離≧閾値１の軌道が存在するかを判断する（ステップ３０２）。
ステップ３０２において存在すると判断した場合は、仮補正値を障害物距離≧閾値１の軌道の終点オフセットの平均値に設定する（ステップ３０４）。
ステップ３０２において存在しないと判断した場合は、障害物距離≧閾値２の軌道が存在するかを判断する（ステップ３０３）。
ステップ３０３において存在すると判断した場合は、仮補正値を障害物距離≧閾値２の軌道の終点オフセットの平均値に設定する（ステップ３０５）。
ステップ３０３において存在しないと判断した場合は、仮補正値を０に設定する（ステップ３０６）。
その後、仮補正値を決定し（ステップ３０７）、終了する（ステップ３０８）。
障害物間距離とは中央軌道（センターライン）の追従対象とその他の軌道の追従対象の距離のことである。追従対象が存在しない軌道との障害物間距離は無限大となる。
閾値１Ｄ1（０＜Ｄ1）は自車両Ａがその間を縫って走行可能か否か判断するための閾値である。閾値２Ｄ２（Ｄ２＜０）は中央軌道の追従対象の手前かつ近傍にある追従対象を回避しないようにするための閾値である。
まず、軌道の先行車を取得する（ステップ３０１）。
次に、障害物距離≧閾値１の軌道が存在するかを判断する（ステップ３０２）。
ステップ３０２において存在すると判断した場合は、仮補正値を障害物距離≧閾値１の軌道の終点オフセットの平均値に設定する（ステップ３０４）。
ステップ３０２において存在しないと判断した場合は、障害物距離≧閾値２の軌道が存在するかを判断する（ステップ３０３）。
ステップ３０３において存在すると判断した場合は、仮補正値を障害物距離≧閾値２の軌道の終点オフセットの平均値に設定する（ステップ３０５）。
ステップ３０３において存在しないと判断した場合は、仮補正値を０に設定する（ステップ３０６）。
その後、仮補正値を決定し（ステップ３０７）、終了する（ステップ３０８）。
以上のように本実施例によれば、経路の経路幅や障害物に応じて、適正な速度および軌道で自車両を走行させることができる。
本発明は、特に狭路走行する自車両の自動運転制御に有効である。
１ 自車両計測手段
２ 障害物計測手段
３ 自車両情報入力手段
４ 制御手段
４０２ 自車両位置判断部
４０３ 距離判断部
４０４ センターライン設定部
４０６ 障害物判断部
４０７ 走行許可寸法算出部
４０８ センターライン変更部
４１０ 衝突枠設定部
４１１ 枠幅変更部
４１２ 速度設定部
２ 障害物計測手段
３ 自車両情報入力手段
４ 制御手段
４０２ 自車両位置判断部
４０３ 距離判断部
４０４ センターライン設定部
４０６ 障害物判断部
４０７ 走行許可寸法算出部
４０８ センターライン変更部
４１０ 衝突枠設定部
４１１ 枠幅変更部
４１２ 速度設定部
Claims (10)
- 自車両の走行位置を判断し、前記走行位置における経路幅または障害物に応じて走行速度を制御する車両走行制御装置であって、
前記自車両の前記走行位置を判断する自車両位置判断部と、
前記自車両の車両幅両側方に最小マージンを付加して最小枠幅の衝突判定枠を設定する衝突判定枠設定部と、
前記走行位置における前記経路幅に応じて前記衝突判定枠の枠幅を変更する枠幅変更部と、
前記衝突判定枠の枠幅に応じた前記自車両の前記走行速度を設定する速度設定部と
を制御手段に備えたことを特徴とする車両走行制御装置。 - 前記枠幅変更部で変更する前記衝突判定枠の枠幅を、前記経路幅以下としたことを特徴とする請求項１に記載の車両走行制御装置。
- 前記制御手段には、
前記自車両が走行する基準となるセンターラインを前記経路幅内に設定するセンターライン設定部と、
前記自車両の走行経路中に存在する障害物の位置と大きさを判断する障害物判断部と、
前記センターラインから前記障害物までの走行許可寸法を算出する走行許可寸法算出部と
を備え、
前記枠幅変更部では、前記走行許可寸法算出部で算出した前記走行許可寸法に応じて前記衝突判定枠の枠幅を変更することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両走行制御装置。 - 前記制御手段には、
前記衝突判定枠設定部で設定した前記最小枠幅の片側最小枠幅が、前記走行許可寸法算出部で算出した前記走行許可寸法より大きい場合に、前記走行許可寸法が前記片側最小枠幅以上となるように前記センターラインを変更するセンターライン変更部を備えたことを特徴とする請求項３に記載の車両走行制御装置。 - 前記制御手段には、
前記自車両位置判断部で判断した前記自車両の前記走行位置から前記障害物判断部で判断した前記障害物までの距離を判断する距離判断部を備え、
前記障害物判断部において、前記障害物として、前記センターラインの一方に位置する第１障害物と、第１障害物より遠方にあって前記センターラインの他方に位置する第２障害物を判断した場合には、
前記距離判断部では、前記自車両の前記走行位置から前記第１障害物までの第１距離と、前記自車両の前記走行位置から前記第２障害物までの第２距離とを判断し、
前記センターライン変更部では、前記第２距離から前記第１距離を減じた障害物間距離に応じて前記センターラインを変更することを特徴とする請求項４に記載の車両走行制御装置。 - 自車両の走行位置を判断し、前記走行位置における経路幅または障害物に応じて走行速度を制御する車両走行制御装置であって、
前記自車両の前記走行位置を判断する自車両位置判断部と、
前記自車両の走行経路中に存在する障害物の位置と大きさを判断する障害物判断部と、
前記自車両の車両幅両側方に最小マージンを付加して最小枠幅の衝突判定枠を設定する衝突判定枠設定部と、
前記衝突判定枠の枠幅を変更する枠幅変更部と、
前記衝突判定枠の枠幅に基づいて前記自車両と前記障害物との衝突判定を行う衝突判定部と、
前記自車両が走行する基準となるセンターラインを前記経路幅内に設定するセンターライン設定部と、
前記センターラインからのオフセットパターンを複数生成するオフセットパターン生成部と、
前記自車両が目標とする前記走行速度を設定する目標速度設定部と、
前記目標速度設定部で設定した前記走行速度に基づいて、所定時刻後の前記自車両の位置を示す走行距離パターンを複数生成する走行距離パターン生成部と、
前記オフセットパターンおよび前記走行距離パターンに基づいて、前記自車両が走行すべき軌道を複数生成する軌道生成部と、
複数の前記軌道の中から最適軌道を選択する最適軌道選択部と、
を制御手段に備えたことを特徴とする車両走行制御装置。 - 前記目標速度設定部には、
前記自車両の仮目標速度を設定する仮目標速度設定部と、
前記仮目標速度に基づいて、所定時刻後の前記自車両の位置を示す仮走行距離パターンを複数生成する仮走行距離パターン生成部と、
前記オフセットパターンおよび前記仮走行距離パターンに基づいて、前記自車両が走行すべき仮軌道を複数生成する仮軌道生成部と、
を備え、
前記衝突判定部では、生成した前記仮軌道に対して衝突判定を行い、
前記目標速度設定部では、前記衝突判定部において衝突しないと判定された場合には、前記仮目標速度を前記走行速度として設定することを特徴とする請求項６に記載の車両走行制御装置。 - 前記衝突判定枠設定部で設定した前記衝突判定枠の枠幅は、前記仮目標速度設定部で設定した前記仮目標速度に応じて変更することを特徴とする請求項７に記載の車両走行制御装置。
- 前記制御手段には、
前記センターラインの変更を行うセンターライン変更部と、
前記衝突判定部において、最初に衝突すると判断した障害物を先行車として設定する追従対象設定部と、
を備え、
前記センターライン変更部では、前記追従対象設定部において前記先行車が設定された場合に、前記衝突判定部が前記先行車と衝突しないと判断する位置に前記センターラインを変更することを特徴とする請求項６に記載の車両走行制御装置。 - 前記制御手段には、
前記自車両位置判断部で判断した前記自車両の前記走行位置から前記障害物判断部で判断した前記障害物までの距離を判断する距離判断部を備え、
前記障害物判断部において、前記障害物として、前記センターラインの一方に位置する第１障害物と、第１障害物より遠方にあって前記センターラインの他方に位置する第２障害物を判断し、前記追従対象設定部において、前記第１障害物を前記先行車として設定した場合には、
前記距離判断部では、前記自車両の前記走行位置から前記先行車までの第１距離と、前記自車両の前記走行位置から前記第２障害物までの第２距離とを判断し、
前記センターライン変更部では、前記第２距離から前記第１距離を減じた障害物間距離に応じて前記センターラインを変更することを特徴とする請求項９に記載の車両走行制御装置。
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