JP6673531B2 - 運転支援車両の目標車速生成方法及び目標車速生成装置 - Google Patents

Description

本開示は、自車走行に支障を与える障害物に応じて自車の目標車速を生成する運転支援車両の目標車速生成方法及び目標車速生成装置に関する。

従来、自車の走行路上の障害物を考慮し、道幅残量に基づいて目標車速を生成する車両走行制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−１８４５６３号公報

しかしながら、従来装置にあっては、自車の走行路上の障害物のみを考慮し、自車の走行路外の側方の障害物（壁など）を考慮していない。このため、自車の走行路上の障害物により道幅残量が同じである場合、自車走行路の側方に障害物が存在しても存在していなくても、同じように減速する目標車速による車速計画が立案されることになる。従って、自車走行路の側方に障害物が存在する場合には、側方の壁が迫ってくるような違和感を乗員に対して与える。一方、自車走行路の側方に障害物が存在しない場合には、何も無い道路でのノロノロ走行感を乗員に対して与える、という問題がある。

本開示は、上記問題に着目してなされたもので、運転支援により走行する際、自車走行路の側方に障害物が存在するか否かにかわらず、乗員に違和感を与えるのを防止することを目的とする。

上記目的を達成するため、本開示は、自車走行に支障を与える障害物に応じて自車の目標車速を生成する運転支援車両の目標車速生成方法である。
自車の目標走行経路を生成する。
目標走行経路に対する障害物の位置情報を取得する。
目標走行経路に対する障害物までの複数の横偏差を算出する。
自車と障害物までの前方距離と横偏差に基づいて、横偏差が小さい障害物に対して、横偏差が大きい障害物よりも短い仮想距離を計算する。
計算される各障害物に対する仮想距離が最小となる障害物を選択して仮想最短距離を計算し、仮想最短距離に基づいて目標車速を生成する。

上記のように、自車と障害物までの前方距離と横偏差に基づいて車速計画を立案することで、運転支援により走行する際、自車走行路の側方に障害物が存在するか否かにかわらず、乗員に違和感を与えるのを防止することができる。加えて、自車と障害物までの前方距離と横偏差を仮想距離として扱うことで、目標車速の生成及び車速制御を容易にすることができる。さらに、仮想最短距離に基づいて目標車速を生成することで、車速計算を行う回数を減らすことができ、計算負荷を低下させることができる。

実施例１の目標車速生成方法及び目標車速生成装置が適用された自動運転制御システムを示す全体システム図である。 実施例１の目標車速生成方法及び目標車速生成装置の目標車速生成部の詳細構成を示すブロック図である。 実施例１の自動運転コントロールユニットにて実行される目標車速を用いた車速制御処理の流れを示すフローチャートである。 図３のフローチャートのステップＳ２における仮想距離算出処理の流れを示すフローチャートである。 図３のフローチャートのステップＳ３における車速指令算出処理にて生成される車速プロファイルを示す車速プロファイル特性図である。 仮想距離算出処理において用いられる足しこみ量マップＡと足しこみ量マップＢの一例を示すマップ図である。 仮想距離算出処理において用いられる足しこみ量マップＣと足しこみ量マップＤの一例を示すマップ図である。 比較例において自車走行路の前方に障害物があり自車走行路の側方に壁（障害物）が存在するときの車速制御作用を示す作用説明図である。 比較例において自車走行路の前方に障害物があり自車走行路の側方に壁（障害物）が存在しないときの車速制御作用を示す作用説明図である。 実施例１の自動運転コントロールユニットにて実行される目標車速生成処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１において自車走行路（緩やかなカーブ路）の前方に障害物があり自車走行路の側方に壁（障害物）が存在するときに側方障害物から十分離れて自車が走行する場合の車速制御作用を示す作用説明図である。 実施例１において自車走行路（緩やかなカーブ路）の前方に障害物があり自車走行路の側方に壁（障害物）が存在するときに側方障害物の近傍を自車が走行する場合の車速制御作用を示す作用説明図である。

以下、本開示による運転支援車両の目標車速生成方法及び目標車速生成装置を実現する最良の実施形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
実施例１における目標車速生成方法及び目標車速生成装置は、生成される目標車速情報を車速制御に用い、自動運転モードの選択により操舵/駆動/制動が自動制御される自動運転車両（運転支援車両の一例）に適用したものである。以下、実施例１の構成を、「全体システム構成」、「目標車速生成部の詳細構成」、「車速制御処理構成」、「仮想距離算出処理構成」に分けて説明する。

［全体システム構成］
図１は、実施例１の目標車速生成方法及び目標車速生成装置が適用された自動運転制御システムを示す全体システム図である。以下、図１に基づいて全体システム構成を説明する。

自動運転制御システムは、図１に示すように、センサ１と、自動運転コントロールユニット２と、アクチュエータ３と、を備えている。なお、自動運転コントロールユニット２は、ＣＰＵなどの演算処理装置を備え、演算処理を実行するコンピュータである。

センサ１は、周囲認識カメラ１１と、ライダー/レーダー１２（LIDAR・RADAR）と、車輪速センサ１３と、ヨーレートセンサ１４と、地図（ＭＡＰ）１５と、ＧＰＳ１６と、を有する。

周囲認識カメラ１１は、例えば、ＣＣＤ等の撮像素子を備える車載の撮像装置であり、自車の所定の位置に設置され、自車の周囲の対象物を撮像する。この周囲認識カメラ１１では、自車走行路上障害物・自車走行路外障害物（道路構造物、先行車、後続車、対向車、周囲車両、歩行者、自転車、二輪車）・自車走行路（道路白線、道路境界、停止線、横断歩道）・道路標識（制限車速）などを検出する。なお、周囲認識カメラ１１としては、複数個の車載カメラを組み合わせても良い。

ライダー/レーダー１２は、測距センサであり、レーザーレーダー、ミリ波レーダー、超音波レーダー、レーザーレンジファインダーなどの出願時に知られた方式のものを用いることができる。このライダー/レーダー１２では、自車走行路上障害物・自車走行路外障害物（道路構造物、先行車、後続車、対向車、周囲車両、歩行者、自転車、二輪車）などを検出する。なお、視野角が不足すれば、車両に複数個搭載してもよい。また、ライダー（光を発光する測距センサ）とレーダー（電波を放射する測距センサ）とを組み合わせても良い。

車輪速センサ１３は、４輪の各輪に設けられ、各輪の車輪速を検出する。そして、左右従動輪の車輪速平均値を、現時点での車速検出値として用いる。

ヨーレートセンサ１４は、車両のヨーレート（車両の重心点を通る鉛直軸まわりの回転角速度）を検出する姿勢センサである。なお、姿勢センサとしては、車両のピッチ角、ヨー角、ロール角を検出できるジャイロセンサを含む。

地図１５は、いわゆる電子地図であり、緯度経度と地図情報が対応づけられた情報である。地図１５には、各地点に対応づけられた道路情報を有し、道路情報は、ノードと、ノード間を接続するリンクにより定義される。道路情報は、道路の位置／領域により道路を特定する情報と、道路ごとの道路種別、道路ごとの道路幅、道路の形状情報とを含む。道路情報は、各道路リンクの識別情報ごとに、交差点の位置、交差点の進入方向、交差点の種別その他の交差点に関する情報を対応づけて記憶する。また、道路情報は、各道路リンクの識別情報ごとに、道路種別、道路幅、道路形状、直進の可否、進行の優先関係、追い越しの可否（隣接レーンへの進入の可否）、制限車速、その他の道路に関する情報を対応づけて記憶する。

ＧＰＳ１６（「Global Positioning System」の略称）は、走行中の自車の走行位置（緯度・経度）を検出する。

自動運転コントロールユニット２は、目標走行経路生成部２１と、周囲物体情報取得部２２と、目標車速生成部２３と、駆動制御部２４と、制動制御部２５と、舵角制御部２６と、を備える。

目標走行経路生成部２１は、周囲認識カメラ１１、ライダー/レーダー１２、地図１５、ＧＰＳ１６からの情報を入力し、自車の目標走行経路を生成する。

周囲物体情報取得部２２は、周囲認識カメラ１１とライダー/レーダー１２からの情報を入力し、自車走行路上の障害物の位置情報及び自車走行路外の障害物の位置情報を取得する。

目標車速生成部２３は、目標走行経路生成部２１からの目標走行経路情報と、周囲物体情報取得部２２からの周囲物体位置情報とを入力し、自車の目標車速を生成する。
ここで、「目標車速生成部２３」では、目標走行経路に対する自車走行路上の障害物までの横偏差及び目標走行経路に対する自車走行路外の障害物までの横偏差を算出し、横偏差が小さい障害物に対しては、横偏差が大きい障害物よりも低い車速に生成される。

駆動制御部２４は、目標車速生成部２３からの目標車速を入力し、車速サーボ制御により駆動制御指令値を演算し、演算結果をエンジンアクチュエータ３１へ出力する。

制動制御部２５は、目標車速生成部２３からの目標車速を入力し、車速サーボ制御により制動制御指令値を演算し、演算結果をブレーキ油圧アクチュエータ３２へ出力する。

ここで、車速サーボ制御により制御指令値の演算手法としては、例えば、目標車速の値や変化率に応じたF/F制御と、目標車速と現在車速の差に応じたF/B制御と、を併せたF/F＋F/B制御を行う。このとき、道路勾配等による目標値との乖離も考慮する。

舵角制御部２６は、目標走行経路生成部２１からの自車の目標走行経路情報を入力し、自車の目標走行経路に自車が追従するように目標舵角を決める。そして、実舵角が目標舵角に一致するように舵角制御指令値を演算し、演算結果を舵角アクチュエータ３３へ出力する。

アクチュエータ３は、エンジンアクチュエータ３１と、ブレーキ油圧アクチュエータ３２と、舵角アクチュエータ３３と、を有する。

エンジンアクチュエータ３１は、駆動制御部２４から駆動制御指令値を入力し、エンジン駆動力を制御するアクチュエータである。なお、ハイブリッド車の場合、エンジンアクチュエータとモータアクチュエータを用いても良いし、また、電気自動車の場合、モータアクチュエータを用いても良い。

ブレーキ油圧アクチュエータ３２は、制動制御部２５から制動制御指令値を入力し、ブレーキ油圧制動力を制御する油圧ブースタである。なお、油圧ブースタを搭載していない電動車両の場合、電動ブースタを用いても良い。

舵角アクチュエータ３３は、舵角制御部２６から舵角制御指令値を入力し、操舵輪の転舵角を制御する舵角制御モータである。

［目標車速生成部の詳細構成］
図２は、実施例１の目標車速生成装置の目標車速生成部２３の詳細構成を示す。以下、図２に基づいて自動運転コントロールユニット２に有する目標車速生成部２３の詳細構成について説明する。

目標車速生成部２３は、図２に示すように、目標経路補正部２３１と、仮想距離算出部２３２と、車速指令算出部２３３と、他の車速指令算出部２３４と、最小車速指令調停部２３５と、を備えている。

目標経路補正部２３１は、目標走行経路生成部２１からの目標走行経路と補正量とを入力し、目標走行経路を補正量により補正した目標経路を生成する。この「目標経路」は、仮想距離算出部２３２により仮想最短距離（１点）を計算する際の目標走行経路情報として用いられる。

仮想距離算出部２３２は、目標経路に対する横偏差計算部２３２ａと、足しこみ量計算部２３２ｂと、仮想距離計算部２３２ｃと、最短距離計算部２３２ｄと、を有する。

横偏差計算部２３２ａは、周囲物体情報取得部２２からの周囲物体位置情報（各点）と目標経路補正部２３１からの目標経路とを入力し、目標経路と障害物との横偏差を計算する。

足しこみ量計算部２３２ｂは、横偏差計算部２３２ａからの横偏差（各点）を入力し、横偏差に応じて前方距離の足しこみ量を計算する。

仮想距離計算部２３２ｃは、周囲物体情報取得部２２からの周囲物体位置情報（各点）と足しこみ量計算部２３２ｂからの足しこみ量（各点）を入力し、障害物と自車の実際の距離に足しこみ量を加算して仮想距離を計算する。

最短距離計算部２３２ｄは、仮想距離計算部２３２ｃからの仮想距離（各点）を入力し、仮想距離が最小となる障害物を選択し、仮想最短距離（１点）を計算する。

車速指令算出部２３３は、仮想距離算出部２３２の最短距離計算部２３２ｄから仮想最短距離（１点）を入力し、仮想最短距離に基づいて障害物対応の車速プロファイルを作成し、作成した車速プロファイルにより車速指令値（障害物）を算出する。

他の車速指令算出部２３４は、車速指令算出部２３３（障害物）に対し、種類が異なる車速指令値を算出する。例えば、ＡＣＣ（「Adaptive Cruise Control」の略称）に基づいてＡＣＣ対応の車速プロファイルを作成し、作成した車速プロファイルにより車速指令値（ＡＣＣ）を算出する。自車の先の停止線に基づいて停止線対応の車速プロファイルを作成し、作成した車速プロファイルにより車速指令値（停止線）を算出する。自車の先のタイトなコーナーに基づいてコーナー減速対応の車速プロファイルを作成し、作成した車速プロファイルにより車速指令値（コーナー減速）を算出する。

最小車速指令調停部２３５は、車速指令算出部２２３及び他の車速指令算出部２３４によって算出された複数の車速指令値のうち、最小値を目標車速として選択する。この最小車速指令調停部２３５では、最小値となる目標車速を選択することに加えて、選択された目標車速の種類に応じた加減速度制限量を同時に選択する。つまり、車速指令算出部２２３（障害物）により算出された車速指令値が最小車速指令調停部２３５により選択されると、仮想最短距離（１点）に基づいて目標車速（障害物）が生成されることになる。

ここで、最小車速指令調停部２３５において、車速指令算出部２２３（障害物）により算出された車速指令値が最小値として選択されるとき、下記の(a),(b),(c)のように、目標車速（障害物）が生成される。

(a)目標走行経路に対する横偏差が所定値以下の障害物に対しては、障害物の手前で停止する車速プロファイルにより目標車速（障害物）が生成される。

(b)目標走行経路からの横偏差に応じた目標車速（障害物）の調整度合いが、自車と障害物との前方距離によって変化させられる。つまり、自車と障害物との前方距離が離れているときの目標車速（障害物）に比べ、自車と障害物との前方距離が近くなるほど目標車速（障害物）が低くされる。

(c)目標走行経路からの横偏差に応じた目標車速（障害物）の調整度合いが、道路の制限車速に応じて変化させられる。つまり、同じ横偏差の障害物のとき、制限車速が低い道路であるときの目標車速（障害物）より、制限車速が高い道路であるとき目標車速（障害物）が高くされる。

［車速制御処理構成］
図３は、実施例１の自動運転コントロールユニット２にて実行される目標車速（障害物）を用いた車速制御処理の流れを示す。図４は、図３のフローチャートのステップＳ３における車速指令算出処理にて生成される車速プロファイルを示す。以下、図３及び図４に基づいて、目標車速（障害物）を用いた車速制御処理構成を説明する。

図３の各ステップについて説明する。周囲障害物に対する車速制御を開始すると、ステップＳ１において周囲障害物が認識され、ステップＳ２へ進む。ステップＳ２では、周囲障害物の認識に基づいて後述する仮想距離算出処理（図５〜図７）が実行され、ステップＳ３へ進む。ステップＳ３では、仮想距離算出処理で取得された仮想最短距離（１点）に基づいて車速指令算出処理が実行され、ステップＳ４へ進む。ステップＳ４では、車速指令算出処理で取得された目標車速（障害物）に基づいて加速度制限量に応じた駆動制御が実行され、周囲障害物に対する車速制御を終了する。

ここで、ステップＳ３の車速指令算出処理では、図４に示すように、減速開始車速ｖoと仮想最短距離ｄとに基づいて、一定の減速度αで減速したときの目標車速（障害物）の変化をあらわす車速プロファイル（＝目標車速プロファイル）を作成する。
車速プロファイルｖtrgt(d)は、
ｖtrgt(d)＝ｖo−√2α・ｄ
の式によりあらわされる。このとき、一定の減速度αが目標加速度とされる。そして、目標車速（障害物）に基づく駆動制御は、目標加速度と加速度制限量により決められた目標減速度を得るように実行される。

［仮想距離算出処理構成］
図５は、図３のフローチャートのステップＳ２における仮想距離算出処理の流れを示す。図６及び図７は、仮想距離算出処理において用いられる足しこみ量マップを示す。以下、図５〜図７に基づいて仮想距離算出処理構成（図２の仮想距離算出部２３２における処理構成）を説明する。まず、図５の各ステップについて説明する。

ステップＳ201では、仮想距離算出処理開始に続き、目標走行経路を読み出し、ステップＳ202へ進む。

ステップＳ202では、ステップＳ201での目標走行経路読み出し、或いは、ステップＳ211でのすべての障害物を考慮していないとの判断に続き、ある１点の障害物について目標経路に対する法線方向の横偏差を算出し、ステップＳ203へ進む。

ステップＳ203では、ステップＳ202での横偏差算出に続き、横偏差が一定値以下であるか否かを判断する。YES（横偏差≦一定値）の場合はステップＳ206へ進み、NO（横偏差＞一定値）の場合はステップＳ204へ進む。

ステップＳ204では、ステップＳ203での横偏差＞一定値であるとの判断に続き、障害物までの前方距離が所定値以上であるか否かを判断する。YES（前方距離≧所定値）の場合はステップＳ207へ進み、NO（前方距離＜所定値）の場合はステップＳ205へ進む。

ステップＳ205では、ステップＳ204での前方距離＜所定値であるとの判断に続き、自車が走行している道路制限速度が所定値以上であるか否かを判断する。YES（道路制限速度≧所定値）の場合はステップＳ208へ進み、NO（道路制限速度＜所定値）の場合はステップＳ209へ進む。

ステップＳ206では、ステップＳ203での横偏差≦一定値であるとの判断に続き、足しこみ量マップＡを読み出し、足しこみ量をゼロとし、ステップＳ210へ進む。
ここで、「足しこみ量マップＡ」は、図６に示すように、横偏差≦一定値であるとき、足しこみ量＝０とするマップである。

ステップＳ207では、ステップＳ204での前方距離≧所定値であるとの判断に続き、足しこみ量マップＢを読み出し、横偏差が大きいほど足しこみ量を増し、ステップＳ210へ進む。
ここで、「足しこみ量マップＢ」は、図６に示すように、前方距離≧所定値であるとセンサ分解能が低いため、前方距離＜所定値のときの足しこみ量マップＡ（破線特性）よりも感度を低くした特性により与えられる。

ステップＳ208では、ステップＳ205での道路制限速度≧所定値であるとの判断に続き、足しこみ量マップＣを読み出し、横偏差が大きいほど足しこみ量を増し、ステップＳ210へ進む。
ここで、「足しこみ量マップＣ」は、図７に示すように、市街地などで選択される足しこみ量マップＤより感度を高くした特性（同じ横偏差のときに足しこみ量を多くする特性）により与えられる。これは、道路制限速度≧所定値である高速道路などのときは出来る限り急減速を抑える必要があることによる。

ステップＳ209では、ステップＳ205での道路制限速度＜所定値であるとの判断に続き、足しこみ量マップＤを読み出し、横偏差が大きいほど足しこみ量を増し、ステップＳ210へ進む。
ここで、「足しこみ量マップＤ」は、図７に示すように、高速道路などで選択される足しこみ量マップＣより感度を低くした特性（同じ横偏差のときに足しこみ量を少なくする特性）により与えられる。これは、道路制限速度≧所定値である市街地などのときは障害物回避を優先することによる。

ステップＳ210では、ステップＳ206,Ｓ207,Ｓ208,Ｓ209での足しこみ量の計算に続き、自車と障害物までの前方距離に、足しこみ量を加算することで仮想距離を算出し、ステップＳ211へ進む。

ステップＳ211では、ステップＳ210での仮想距離の算出に続き、すべての障害物を考慮したか否かを判断する。YES（すべての障害物を考慮した）の場合はステップＳ212へ進み、NO（すべての障害物を考慮していない）の場合はステップＳ202へ戻る。

ステップＳ212では、ステップＳ211でのすべての障害物を考慮したとの判断に続き、すべての点の障害物仮想距離の最短を選択し、仮想距離算出処理を終了する。

このように、図２の仮想距離算出部２３２の足しこみ量計算部２３２ｂにおいては、下記のように足しこみ量が計算される。
(a)目標走行経路と障害物の横偏差が限界値以下であるとき、足しこみ量をゼロとする。
(b)道路制限車速に応じて足しこみ量が変化させられる。制限車速が高い道路では足しこみ量が増やされ、制限車速が低い道路では足しこみ量が減らされる。
(c)自車との前方距離に応じて足しこみ量が変化させられる。自車と障害物が近傍の距離であるときに足しこみ量が減らされる。自車と障害物との前方距離が離れるほど足しこみ量が増やされる。

次に、作用を説明する。
実施例１の作用を、「比較例の目標車速生成作用」、「目標車速生成処理作用」、「側方障害物から十分離れて自車が走行する場合の車速制御作用」、「側方障害物の近傍を自車が走行する場合の車速制御作用」に分けて説明する。

［比較例の目標車速生成作用］
図８は、比較例において自車走行路の前方に障害物があり自車走行路の側方に壁（障害物）が存在するときの車速制御作用を示す。図９は、比較例において自車走行路の前方に障害物があり自車走行路の側方に壁（障害物）が存在しないときの車速制御作用を示す。以下、図８及び図９に基づいて比較例の目標車速生成作用を説明する。

まず、比較例は、自車の走行路上の障害物のみを考慮し、道幅残量に基づいて目標車速により車速計画を立案するものをいう。

比較例は、自車の走行路上の障害物（停止車両など）のみを考慮し、自車の走行路外の側方の壁（障害物）を全く考慮していない。このため、自車の走行路上の障害物により道幅残量が同じである場合、自車走行路の側方に壁（障害物）が存在しても存在していなくても、同じように減速する目標車速による車速計画が立案されることになる。

従って、図８に示すように、自車走行路の両側方に壁が存在する場合には、自車走行路の両側方に壁が存在するにもかかわらず自車の減速が不足し、乗員が意図する車速よりも高車速になる。このため、両側方に壁が存在する道路を走り抜けるとき、自車の乗員に対して側方の壁が迫ってくるような感覚を与える。

一方、図９に示すように、自車走行路の両側方に壁が存在しない場合には、自車走行路の両側方に壁が存在しないにもかかわらず自車の減速が過剰になり、乗員が意図する車速よりも低車速になる。このため、何も無い道路を走り抜けるとき、自車の乗員に対してノロノロ走行感を与える。

この「側方の壁が迫ってくるような感覚」や「ノロノロ走行感」は、自動運転車両のような運転支援車両の場合には、ドライバによるアクセル操作やブレーキ操作によるものではなく、ドライバ含む乗員にとって意図しないものであるために違和感となる。

走行路上の障害物のみを考慮した道幅残量に基づく比較例の場合、道幅は広いが側方障害物がある道路の場合についても、側方の側方障害物が迫ってくるような違和感を与えることになる。また、道幅は狭いが、側方に何もない道路の場合についても、必要以上の減速によりノロノロ走行による違和感を与えることになる。

［目標車速生成処理作用］
図１０は、実施例１の自動運転コントロールユニット２にて実行される目標車速生成処理の流れを示す。以下、図１０の各ステップについて説明する。

ステップＳ１１では、目標車速の生成が開始されると、物体位置情報・目標走行経路情報を取得し、ステップＳ１２へ進む。
ここで、「物体位置情報」は、周囲物体情報取得部２２から取得される。「目標走行経路情報」は、目標走行経路生成部２１から取得される。

ステップＳ１２では、ステップＳ１１での物体位置情報・目標走行経路情報の取得に続き、各点に対する横偏差を計算し、ステップＳ１３へ進む。
ここで、「各点に対する横偏差の計算」は、仮想距離算出部２３２の横偏差計算部２３２ａにより計算される。

ステップＳ１３では、ステップＳ１２での各点に対する横偏差の計算に続き、横偏差量に応じた前方距離の足しこみ量を算出し、ステップＳ１４へ進む。
ここで、「横偏差量に応じた前方距離の足しこみ量」は、仮想距離算出部２３２の足しこみ量計算部２３２ｂにより計算される。

ステップＳ１４では、ステップＳ１３での横偏差量に応じた距離の足しこみ量算出に続き、自車と各点との前方距離（実前方距離）に、足しこみ量を加算し、仮想距離を生成し、ステップＳ１５へ進む。
ここで、「仮想距離」は、仮想距離算出部２３２の仮想距離計算部２３２ｃにより計算される。

ステップＳ１５では、ステップＳ１４での仮想距離の生成に続き、各点の仮想距離の最小値を選択し、ステップＳ１６へ進む。
ここで、「各点の仮想距離の最小値の選択」は、仮想距離算出部２３２の最短距離計算部２３２ｄにより行われる。

ステップＳ１６では、ステップＳ１５での各点の仮想距離の最小値選択に続き、最小値に対して、衝突しないように車速計画を実施し、ステップＳ１７へ進む。
ここで、「最小値に対する車速計画の実施」は、目標車速生成部２３の車速指令算出部２３３（障害物）にて実施される。

ステップＳ１７では、ステップＳ１６での最小値に対する車速計画の実施に続き、他の車速指令値との調停により目標車速を選択（最小値）し、目標車速の生成終了へと進む。
ここで、「他の車速指令値との調停による目標車速の選択」は、目標車速生成部２３の最小車速指令調停部２３５にて実施される。

このように、目標車速の生成が開始されると、ステップＳ１１→ステップＳ１２→ステップＳ１３→ステップＳ１４→ステップＳ１５→ステップＳ１６→ステップＳ１７へと進み、目標車速の生成が終了する。つまり、自車と前方及び側方の障害物との位置関係と、障害物と目標走行経路との横偏差量から、前方及び側方の障害物を同時に考慮した車速計画を行うことで、適切な車速で走行できるシーンを拡大することができる。

［側方障害物から十分離れて自車が走行する場合の車速制御作用］
図１１は、実施例１において自車走行路（緩やかなカーブ路）の前方に障害物があり自車走行路の側方に壁（障害物）が存在するときに側方障害物から十分離れて自車が走行する場合の車速制御作用を示す。以下、図１１に基づいて側方障害物から十分離れて自車が走行する場合の車速制御作用を説明する。

自車走行路（緩やかなカーブ路）での自車前方の停止車両（障害物）については、右後端点をE1とし、中央後端点をE2とし、左後端点をE3とする。また、自車の側方の左壁（障害物）については、自車に近い位置から点F1,F2,F3,F4,F5,F6,F7とする。

このとき、右後端点E1については、仮想距離（＝前方距離＋足しこみ量）のうち、横偏差量が最も小さく足しこみ量が小さくなることで、仮想距離≒前方距離になる。中央後端点をE2と左後端点をE3については、右後端点E1よりも横偏差量が大きくなる分、足しこみ量も大きくなり、E1,E2,E3の仮想距離は、E1＜E2＜E3の関係になる。

一方、左壁（障害物）の各点F1,F2,F3,F4,F5,F6,F7については、仮想距離（＝前方距離＋足しこみ量）のうち、横偏差量がほぼ同じであるため足しこみ量がほぼ一定になることで、前方距離の長さに応じたものになる。よって、仮想距離は、F1＜F2＜F3＜F4＜F5＜F6＜F7の関係になる。

ここで、自車は側方の左壁から十分離れて走行しているため、各点F1,F2,F3,F4,F5,F6,F7の横偏差量が大きく、足しこみ量も大きくなる。このため、すべての点E1,E2,E3,F1,F2,F3,F4,F5,F6,F7の仮想距離の関係は、図１１に示すように、E1＜E2＜E3＜F1＜F2＜F3＜F4＜F5＜F6＜F7の関係になる。よって、仮想最短距離は、停止車両の右後端点E1になる。

この結果、自車が側方の左壁から十分離れて走行し、道路を走り抜けるときに自車の乗員に対して側方の左壁が迫ってくるような感覚を与えないときは、停止車両の右後端点E1に対して減速を強めない車速計画が立案されることになる。このため、必要以上の減速がなく、適切な減速走行により、停止車両の横をすり抜けての走行が確保される。

［側方障害物の近傍を自車が走行する場合の車速制御作用］
図１２は、実施例１において自車走行路（緩やかなカーブ路）の前方に障害物があり自車走行路の側方に壁（障害物）が存在するときに側方障害物の近傍を自車が走行する場合の車速制御作用を示す。以下、図１２に基づいて側方障害物の近傍を自車が走行する場合の車速制御作用を説明する。

自車走行路（緩やかなカーブ路）での自車前方の停止車両（障害物）については、右後端点をE1とし、中央後端点をE2とし、左後端点をE3とする。また、自車の側方の左壁（障害物）については、自車に近い位置から点F1,F2,F3,F4,F5,F6,F7とする。

このとき、右後端点E1については、仮想距離（＝前方距離＋足しこみ量）のうち、横偏差量が最も小さく足しこみ量が小さくなることで、仮想距離≒前方距離になる。中央後端点をE2と左後端点をE3については、右後端点E1よりも横偏差量が大きくなる分、足しこみ量も大きくなり、E1,E2,E3の仮想距離は、E1＜E2＜E3の関係になる。

一方、左壁（障害物）の各点F1,F2,F3,F4,F5,F6,F7については、仮想距離（＝前方距離＋足しこみ量）のうち、横偏差量がほぼ同じであるため足しこみ量がほぼ一定になることで、前方距離の長さに応じたものになる。よって、仮想距離は、F1＜F2＜F3＜F4＜F5＜F6＜F7の関係になる。

ここで、自車は側方の左壁の近傍位置を走行しているため、各点F1,F2,F3,F4,F5,F6,F7の横偏差量が小さく、足しこみ量も小さくなる。このため、すべての点E1,E2,E3,F1,F2,F3,F4,F5,F6,F7の仮想距離の関係は、図１２に示すように、F1＜F2＜E1＜F3＜E2＜E3＜F4＜F5＜F6＜F7の関係になる。よって、仮想最短距離は、左壁と自車との距離が最も近い点F1になる。

この結果、自車が側方の左壁の近傍を走行し、道路を走り抜けるときに自車の乗員に対して側方の左壁が迫ってくるような感覚を与えるときは、左壁と自車との距離が最も近い点F1に対して減速を強めた車速計画が立案されることになる。このため、側方の左壁が迫ってくることがない適切な減速走行により、停止車両の横をすり抜けての走行が確保される。

次に、効果を説明する。
実施例１における自動運転車両の目標車速生成方法及び目標車速生成装置にあっては、下記に列挙する効果が得られる。

(1) 自車走行に支障を与える障害物に応じて自車の目標車速を生成する運転支援車両（自動運転車両）の目標車速生成方法である。
自車の目標走行経路を生成する。
自車走行路上の障害物の位置情報及び自車走行路外の側方の障害物の位置情報を取得する。
目標走行経路に対する自車走行路上の障害物までの横偏差及び目標走行経路に対する自車走行路外の障害物までの横偏差を算出し、横偏差が小さい障害物に対しては、横偏差が大きい障害物よりも低い目標車速を生成する（図１）。
このため、運転支援（自動運転）により走行する際、自車走行路の側方に障害物が存在するか否かにかわらず、乗員に違和感を与えるのを防止する運転支援車両（自動運転車両）の目標車速生成方法を提供することができる。つまり、走行車線上だけでなく、側方にある障害物に対しても、側方に近い障害物があると減速するというように車速制御を行うことができる。このように、自車の走行経路の側方に存在する障害物を考慮することで、実際の走行状態に応じた車速計画を立案することができる。

(2) 目標車速を生成する際、目標走行経路に対する横偏差が所定値以下の障害物に対しては、障害物の手前で停止する車速プロファイルにより目標車速を生成する（目標車速生成部２３：図４）。
このため、(1)の効果に加え、目標走行経路上及びその近傍（車幅の範囲内）に障害物があれば、自車と障害物との車間距離が適切な減速となり、障害物が静止物体である場合は障害物の手前で停止することができる。

(3) 目標車速を生成する際、目標走行経路からの横偏差に応じた目標車速の調整度合いを、自車と障害物との前方距離によって変化させ、自車と障害物との前方距離が離れているときの目標車速に比べ、自車と障害物との前方距離が近くなるほど目標車速を低くする（目標車速生成部２３：図６）。
このため、(1)又は(2)の効果に加え、センサの能力に合わせた車速制御を行うことができる。つまり、自車に対して遠い障害物に対しては、横位置精度が低いため、横偏差に応じた目標車速の調整をあまり使わない。一方で自車付近の障害物に対しては、横位置精度が高いため、横偏差に応じた目標車速の調整を使うことで、確信度を高めた車速制御にすることができる。

(4) 目標車速を生成する際、目標走行経路からの横偏差に応じた目標車速の調整度合いを、道路の制限車速に応じて変化させ、同じ横偏差の障害物のとき、制限車速が低い道路であるときの目標車速より、制限車速が高い道路であるときの目標車速を高くする（目標車速生成部２３：図７）。
このため、(1)〜(3)の効果に加え、高速道路走行において、過度に減速してしまうことを防止することができると共に、市街地走行において、減速不足になることを防止することができる。

(5) 目標車速を生成する際、目標走行経路と障害物との横偏差を計算し（横偏差計算部２３２ａ）、横偏差に応じて前方距離の足しこみ量を計算し（足しこみ量計算部２３２ｂ）、障害物と自車の実際の距離に足しこみ量を加算して仮想距離を計算し（仮想距離計算部２３２ｃ）、仮想距離に基づいて目標車速を生成する（目標車速生成部２３：図４）。
このため、(1)〜(4)の効果に加え、仮想距離として扱うことで、目標車速の生成及び車速制御を容易にすることができる。

(6) 目標車速を生成する際、計算される各障害物に対する仮想距離が最小となる障害物を選択し、仮想最短距離を計算し（最短距離計算部２３２ｄ）、仮想最短距離に基づいて目標車速を生成する（目標車速生成部２３：図２）。
このため、(5)の効果に加え、車速計算を行う回数を減らすことができ、計算負荷を低下させることができる。つまり、仮想距離計算部２３２ｃにより計算される各障害物に対する仮想距離に対し、目標車速を生成する必要がないことによる。

(7) 足しこみ量を計算する際、目標走行経路と障害物の横偏差が所定偏差より大きければ足しこみ量を増やし、横偏差が所定偏差より小さければ足しこみ量を減らす（足しこみ量計算部２３２ｂ：図６）。
このため、(5)又は(6)の効果に加え、各障害物に対して、横偏差の大きさにより優先度づけすることができる。加えて、横偏差に対する足しこみ量のマップにより減速量を調整することができる。

(8) 足しこみ量を計算する際、目標走行経路と障害物の横偏差が一定値以下であるとき、足しこみ量をゼロとする（足しこみ量計算部２３２ｂ：図６）。
このため、(5)〜(7)の効果に加え、車幅＋余裕分を考慮して、障害物の直前にて止まり切れるようにすることができる。

(9) 足しこみ量を計算する際、道路の制限車速に応じて足しこみ量を変化させ、制限車速が高い道路では足しこみ量を増やし、制限車速が低い道路では足しこみ量を減らす（足しこみ量計算部２３２ｂ：図７）。
このため、(5)〜(8)の効果に加え、高速道路走行において、過度に減速することを防止することができると共に、市街地走行において、減速不足になることを防止することができる。

(10) 足しこみ量を計算する際、自車との前方距離に応じて足しこみ量を変化させ、自車と障害物が近傍の距離であるときに足しこみ量を減らし、自車と障害物との前方距離が離れるほど足しこみ量を増やす（足しこみ量計算部２３２ｂ：図６）。
このため、(5)〜(9)の効果に加え、センサの能力に合わせた車速制御を行うことができる。つまり、自車に対して遠い障害物に対しては、横位置精度が低いため、横偏差に応じた目標車速の調整をあまり使わない。一方で自車付近の障害物に対しては、横位置精度が高いため、横偏差に応じた目標車速の調整を使うことで、確信度を高めた車速制御にすることができる。

(11) 自車走行に支障を与える障害物に応じて自車の目標車速を生成するコントローラ（自動運転コントロールユニット２）を搭載した運転支援車両（自動運転車両）の目標車速生成装置であって、コントローラ（自動運転コントロールユニット２）は、目標走行経路生成部２１と、周囲物体情報取得部２２と、目標車速生成部２３と、を備える。
目標走行経路生成部２１は、自車の目標走行経路を生成する。
周囲物体情報取得部２２は、自車走行路上の障害物の位置情報及び自車走行路外の側方の障害物の位置情報を取得する。
目標車速生成部２３は、目標走行経路に対する自車走行路上の障害物までの横偏差及び目標走行経路に対する自車走行路外の障害物までの横偏差を算出し、横偏差が小さい障害物に対しては、横偏差が大きい障害物よりも低い目標車速を生成する（図１）。
このため、運転支援（自動運転）により走行する際、自車走行路の側方に障害物が存在するか否かにかわらず、乗員に違和感を与えるのを防止する運転支援車両（自動運転車両）の目標車速生成装置を提供することができる。

以上、本開示の運転支援車両の目標車速生成方法及び目標車速生成装置を実施例１に基づき説明してきた。しかし、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１では、自車走行路上の障害物として、自車の走行経路上に停止している停止車両の例を示した。しかし、自車走行路上の障害物としては、自車の走行経路に置かれている設置物や自車の同一車線上を徐行する車両なども含まれる。実施例１では、自車走行路外の障害物として、自車の走行経路に沿って設置されている壁の例を示した。しかし、自車走行路外の障害物としては、中央分離帯や自車の対向車線を走行する車両なども含まれる。

実施例１では、目標車速生成部２３に、横偏差計算部２３２ａと、足しこみ量計算部２３２ｂと、仮想距離計算部２３２ｃと、を有する仮想距離算出部２３２を備える例を示した。しかし、目標車速生成部としては、仮想距離算出部を備えることなく、仮想距離以外の計算要素を用い、横偏差が小さい障害物に対しては、横偏差が大きい障害物よりも低い目標車速を生成する例も含まれる。

実施例１では、本開示の目標車速生成方法及び目標車速生成装置を、自動運転モードの選択により操舵/駆動/制動が自動制御される自動運転車両に適用する例を示した。しかし、本開示の目標車速生成方法及び目標車速生成装置は、目標車速を表示することでドライバの運転支援をする運転支援車両やＡＣＣのみを搭載した運転支援車両などにように、目標車速を用いてドライバの運転支援をする車両であれば適用することができる。

Claims (10)

1. 自車走行に支障を与える障害物に応じて自車の目標車速を生成する運転支援車両の目標車速生成方法であって、
   自車の目標走行経路を生成し、
   前記目標走行経路に対する障害物の位置情報を取得し、
   前記目標走行経路に対する障害物までの複数の横偏差を算出し、
   自車と障害物までの前方距離と前記横偏差に基づいて、横偏差が小さい障害物に対して、横偏差が大きい障害物よりも短い仮想距離を計算し、
   計算される各障害物に対する前記仮想距離が最小となる障害物を選択して仮想最短距離を計算し、前記仮想最短距離に基づいて目標車速を生成する
   ことを特徴とする運転支援車両の目標車速生成方法。
2. 請求項１に記載された運転支援車両の目標車速生成方法において、
   前記目標車速を生成する際、前記目標走行経路に対する横偏差が所定値以下である目標経路上及び車幅の範囲内の障害物に対しては、障害物の手前で停止する車速プロファイルにより目標車速を生成する
   ことを特徴とする運転支援車両の目標車速生成方法。
3. 請求項１又は２に記載された運転支援車両の目標車速生成方法において、
   前記目標車速を生成する際、前記目標走行経路からの横偏差に応じた目標車速の調整度合いを、自車と障害物との前方距離によって変化させ、自車と障害物との前方距離が離れているときの目標車速に比べ、自車と障害物との前方距離が近くなるほど目標車速を低くする
   ことを特徴とする運転支援車両の目標車速生成方法。
4. 請求項１から３までの何れか一項に記載された運転支援車両の目標車速生成方法において、
   前記目標車速を生成する際、前記目標走行経路からの横偏差に応じた目標車速の調整度合いを、道路の制限車速に応じて変化させ、同じ横偏差の障害物のとき、制限車速が低い道路であるときの目標車速より、制限車速が高い道路であるときの目標車速を高くする
   ことを特徴とする運転支援車両の目標車速生成方法。
5. 請求項１から４までの何れか一項に記載された運転支援車両の目標車速生成方法において、
   前記横偏差に対する足しこみ量の特性を、横偏差が大きいほど足し込み量を大きくする特性に設定し、
   前記目標車速を生成する際、目標走行経路と障害物との横偏差を計算し、前記横偏差に応じて前方距離の足しこみ量を計算し、障害物と自車の実際の前方距離に前記足しこみ量を加算して仮想距離を計算する
   ことを特徴とする運転支援車両の目標車速生成方法。
6. 請求項５に記載された運転支援車両の目標車速生成方法において、
   前記足しこみ量を計算する際、目標走行経路と障害物の横偏差が所定偏差より大きければ足しこみ量を増やし、横偏差が所定偏差より小さければ足しこみ量を減らす
   ことを特徴とする運転支援車両の目標車速生成方法。
7. 請求項５又は７に記載された運転支援車両の目標車速生成方法において、
   前記足しこみ量を計算する際、目標走行経路と障害物の横偏差が一定値以下であるとき、足しこみ量をゼロとする
   ことを特徴とする運転支援車両の目標車速生成方法。
8. 請求項５、７、８の何れか一項に記載された運転支援車両の目標車速生成方法において、
   前記足しこみ量を計算する際、道路の制限車速に応じて足しこみ量を変化させ、制限車速が高い道路では足しこみ量を増やし、制限車速が低い道路では足しこみ量を減らす
   ことを特徴とする運転支援車両の目標車速生成方法。
9. 請求項５、７、８、９までの何れか一項に記載された運転支援車両の目標車速生成方法において、
   前記足しこみ量を計算する際、自車との前方距離に応じて足しこみ量を変化させ、自車と障害物が近傍の距離であるときに足しこみ量を減らし、自車と障害物との前方距離が離れるほど足しこみ量を増やす
   ことを特徴とする運転支援車両の目標車速生成方法。
10. 自車走行に支障を与える障害物に応じて自車の目標車速を生成するコントローラを搭載した運転支援車両の目標車速生成装置であって、
    前記コントローラは、
    自車の目標走行経路を生成する目標走行経路生成部と
    前記目標走行経路に対する障害物の位置情報を取得する周囲物体情報取得部と、
    前記目標走行経路に対する障害物までの複数の横偏差を算出し、
    自車と障害物までの前方距離と前記横偏差に基づいて、横偏差が小さい障害物に対して、横偏差が大きい障害物よりも短い仮想距離を計算し、
    計算される各障害物に対する前記仮想距離が最小となる障害物を選択して仮想最短距離を計算し、前記仮想最短距離に基づいて目標車速を生成する目標車速生成部と、
    を備えることを特徴とする運転支援車両の目標車速生成装置。

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