JP6739881B2

JP6739881B2 - 走行軌跡認識装置、走行軌跡認識方法、車両制御装置、および車両制御方法

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Publication number: JP6739881B2
Application number: JP2018094402A
Authority: JP
Inventors: 貴寛占部; 哲治 ▲濱▼田; 雅也遠藤; 田中　英之; 英之田中
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2018-05-16
Filing date: 2018-05-16
Publication date: 2020-08-12
Anticipated expiration: 2038-05-16
Also published as: JP2019199160A

Description

本発明は、自車両の前方に存在する目標対象の走行軌跡を自車両の走行経路として認識する走行軌跡認識装置、走行軌跡認識装置による認識結果に基づいて自車両の走行を制御する車両制御装置、自車両の前方に存在する目標対象の走行軌跡を自車両の走行経路として認識する走行軌跡認識方法、および走行軌跡認識方法による認識結果に基づいて自車両の走行を制御する車両制御方法に関する。

従来、前方車両を含む前方環境を認識する前方環境認識手段と、前方車両の走行軌跡を推定する走行軌跡推定手段と、前方車両のうち、自車両に設定された基準点に対する走行軌跡の車幅方向の誤差が最も小さくかつ誤差が設定誤差以下の前方車両を先行車として登録する先行車登録手段と、先行車の軌跡に基づいて自車両が走行すべき目標コースを設定可能な目標コース設定手段とを備える走行軌跡認識装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

このような従来の走行軌跡認識装置では、最小二乗法を用いて先行車の中心点の点列を二次曲線に近似させることによって先行車の走行軌跡を推定し、推定した走行軌跡を自車両が走行すべき目標経路として設定している。

特開２０１７−４７７９９号公報

従来の走行軌跡認識装置では、単に、自車両が走行すべき目標経路を生成した場合、例えば、先行車の中心点の点列が自車両の後方に存在しない状態で点列を近似すると、自車両の横方向において先行車の中心点がないため、自車両が走行すべき目標経路を生成したとき、当該目標経路の変動が大きくなる。すなわち、目標経路の誤認識が生じる。従って、目標経路に追従するように自車両の走行を制御すると、自車両がふらつくなどの問題が生じる。このように、従来の走行軌跡認識装置では、自車両が走行すべき経路の精度が高いとはいえなかった。また、自車両が走行すべき経路の精度が高くないため、自車両の走行が安定しないという問題があった。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、自車両が走行すべき経路の精度を向上させることが可能な走行軌跡認識装置および走行軌跡認識方法と、自車両の走行を安定させることが可能な車両制御装置および車両制御方法とを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明による走行軌跡認識装置は、自車両と、当該自車両の前方に存在する目標対象との相対位置を目標対象情報として取得する目標対象情報取得部と、目標対象情報取得部が取得した目標対象情報を記憶する目標対象情報記憶部と、目標対象情報記憶部が記憶した目標対象情報に基づいて、目標対象の走行軌跡を３次以上の多項式として生成する走行軌跡生成部と、自車両と走行軌跡生成部が生成した走行軌跡との位置関係に基づいて、走行軌跡を自車両の走行経路として認識するか否かを判断する判断部と、判断部が走行軌跡を走行経路として認識しないと判断した場合、判断部が走行軌跡を走行経路として認識しないと判断する前の走行経路を、自車両が追従して走行する対象である推定走行経路として生成する推定走行経路生成部とを備え、判断部は、走行軌跡を構成する複数の相対位置の点列の端部が自車両の後方に位置し、自車両の後方に存在する相対位置の点列の数が予め定められた数以上であり、かつ走行軌跡と自車両との横方向の偏差が予め定められた閾値よりも小さいとき、走行軌跡を自車両の走行経路として認識し、判断部は、相対位置の点列の端部のうちの自車両に最も近い端部が自車両の前方に位置するとき、走行軌跡を走行経路として認識しない。

また、本発明による車両制御装置は、走行軌跡認識装置と、自車両の状態を示す自車両情報を取得する自車両情報取得部と、判断部の判断結果と、自車両情報取得部が取得した自車両情報とに基づいて、自車両の走行を制御する制御部とを備える。

また、本発明による走行軌跡認識方法は、（ａ）自車両と、当該自車両の前方に存在する目標対象との相対位置を目標対象情報として取得する工程と、（ｂ）工程（ａ）で取得した目標対象情報を記憶する工程と、（ｃ）工程（ｂ）で記憶した目標対象情報に基づいて、目標対象の走行軌跡を３次以上の多項式として生成する工程と、（ｄ）自車両と工程（ｃ）で生成した走行軌跡との位置関係に基づいて、走行軌跡を自車両の走行経路として認識するか否かを判断する工程と、（ｅ）工程（ｄ）が走行軌跡を走行経路として認識しないと判断した場合、工程（ｄ）が走行軌跡を走行経路として認識しないと判断する前の走行経路を、自車両が追従して走行する対象である推定走行経路として生成する工程とを備え、工程（ｄ）は、走行軌跡を構成する複数の相対位置の点列の端部が自車両の後方に位置し、自車両の後方に存在する相対位置の点列の数が予め定められた数以上であり、かつ走行軌跡と自車両との横方向の偏差が予め定められた閾値よりも小さいとき、走行軌跡を自車両の走行経路として認識し、工程（ｄ）は、相対位置の点列の端部のうちの自車両に最も近い端部が自車両の前方に位置するとき、走行軌跡を走行経路として認識しない。

また、本発明による車両制御方法は、走行軌跡認識方法と、（ｆ）自車両の状態を示す自車両情報を取得する工程と、（ｇ）工程（ｄ）の判断結果と、工程（ｆ）が取得した自車両情報とに基づいて、自車両の走行を制御する工程とを備える。

本発明によると、走行軌跡認識装置は、自車両と、当該自車両の前方に存在する目標対象との相対位置を目標対象情報として取得する目標対象情報取得部と、目標対象情報取得部が取得した目標対象情報を記憶する目標対象情報記憶部と、目標対象情報記憶部が記憶した目標対象情報に基づいて、目標対象の走行軌跡を３次以上の多項式として生成する走行軌跡生成部と、自車両と走行軌跡生成部が生成した走行軌跡との位置関係に基づいて、走行軌跡を自車両の走行経路として認識するか否かを判断する判断部と、判断部が走行軌跡を走行経路として認識しないと判断した場合、判断部が走行軌跡を走行経路として認識しないと判断する前の走行経路を、自車両が追従して走行する対象である推定走行経路として生成する推定走行経路生成部とを備え、判断部は、走行軌跡を構成する複数の相対位置の点列の端部が自車両の後方に位置し、自車両の後方に存在する相対位置の点列の数が予め定められた数以上であり、かつ走行軌跡と自車両との横方向の偏差が予め定められた閾値よりも小さいとき、走行軌跡を自車両の走行経路として認識し、判断部は、相対位置の点列の端部のうちの自車両に最も近い端部が自車両の前方に位置するとき、走行軌跡を走行経路として認識しないため、自車両が走行すべき経路の精度を向上させることが可能となる。

また、車両制御装置は、走行軌跡認識装置と、自車両の状態を示す自車両情報を取得する自車両情報取得部と、判断部の判断結果と、自車両情報取得部が取得した自車両情報とに基づいて、自車両の走行を制御する制御部とを備えるため、自車両の走行を安定させることが可能となる。

また、走行軌跡認識方法は、（ａ）自車両と、当該自車両の前方に存在する目標対象との相対位置を目標対象情報として取得する工程と、（ｂ）工程（ａ）で取得した目標対象情報を記憶する工程と、（ｃ）工程（ｂ）で記憶した目標対象情報に基づいて、目標対象の走行軌跡を３次以上の多項式として生成する工程と、（ｄ）自車両と工程（ｃ）で生成した走行軌跡との位置関係に基づいて、走行軌跡を自車両の走行経路として認識するか否かを判断する工程と、（ｅ）工程（ｄ）が走行軌跡を走行経路として認識しないと判断した場合、工程（ｄ）が走行軌跡を走行経路として認識しないと判断する前の走行経路を、自車両が追従して走行する対象である推定走行経路として生成する工程とを備え、工程（ｄ）は、走行軌跡を構成する複数の相対位置の点列の端部が自車両の後方に位置し、自車両の後方に存在する相対位置の点列の数が予め定められた数以上であり、かつ走行軌跡と自車両との横方向の偏差が予め定められた閾値よりも小さいとき、走行軌跡を自車両の走行経路として認識し、工程（ｄ）は、相対位置の点列の端部のうちの自車両に最も近い端部が自車両の前方に位置するとき、走行軌跡を走行経路として認識しないため、自車両が走行すべき経路の精度を向上させることが可能となる。

また、車両制御方法は、走行軌跡認識方法と、（ｆ）自車両の状態を示す自車両情報を取得する工程と、（ｇ）工程（ｄ）の判断結果と、工程（ｆ）が取得した自車両情報とに基づいて、自車両の走行を制御する工程とを備えるため、自車両の走行を安定させることが可能となる。

本発明の実施の形態１による車両制御装置の構成の一例を示すブロック図である。本発明の実施の形態１による車両制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。本発明の実施の形態１による図２のステップ１４の詳細な動作の一例を示すフローチャートである。本発明の実施の形態１による車両制御装置の作用効果を説明するための図である。本発明の実施の形態１による車両制御装置の作用効果を説明するための図である。本発明の実施の形態１による車両制御装置の作用効果を説明するための図である。本発明の実施の形態１による車両制御装置の作用効果を説明するための図である。本発明の実施の形態２による図２のステップ１４の詳細な動作の一例を示すフローチャートである。本発明の実施の形態３による図２のステップ１４の詳細な動作の一例を示すフローチャートである。本発明の実施の形態４による車両制御装置の構成の一例を示すブロック図である。本発明の実施の形態４による車両制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。本発明の実施の形態による車両制御装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。本発明の実施の形態による車両制御装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

本発明の実施の形態について、図面に基づいて以下に説明する。

＜実施の形態１＞
＜構成＞
図１は、本発明の実施の形態１による車両制御装置１の構成の一例を示すブロック図である。

図１に示すように、車両制御装置１は、走行軌跡認識装置１０と、自車両情報取得部２０と、制御部３０とを備えている。以下、車両制御装置１は、自車両に搭載されているものとして説明する。

走行軌跡認識装置１０は、目標対象情報取得部１１と、目標対象情報記憶部１２と、走行軌跡生成部１３と、判断部１４とを備えている。

目標対象情報取得部１１は、自車両と、当該自車両の前方に存在する目標対象との相対位置を目標対象情報として取得する。例えば、目標対象情報取得部１１は、前方カメラが撮影した自車両の前方の画像から、自車両と目標対象である先行車両との相対位置を目標対象情報として取得する。また、目標対象情報取得部１１は、ミリ波レーダから出力されたミリ波帯の電波を目標対象である先行車両に照射し、その反射波から求めた自車両と先行車両との相対位置を目標対象情報として取得する。目標対象情報取得部１１は、取得した目標対象情報を目標対象情報記憶部１２に出力する。なお、前方カメラおよびミリ波レーダは、車両制御装置１または走行軌跡認識装置１０が備えてもよく、車両制御装置１の外部に設けてもよい。

目標対象情報記憶部１２は、目標対象情報取得部１１が取得した目標対象情報を記憶する。目標対象情報記憶部１２は、記憶している目標対象情報を、走行軌跡生成部１３および判断部１４のそれぞれに出力する。

走行軌跡生成部１３は、目標対象情報記憶部１２から取得した目標対象情報、すなわち自車両と目標対象との相対位置に基づいて、目標対象情報取得部１１が取得の対象とした目標対象の走行軌跡を生成する。例えば、走行軌跡生成部１３は、最小二乗法を用いて、自車両と目標対象との相対位置から最適な近似となる多項式を演算し、演算した多項式の係数を導出することによって走行軌跡を求める。走行軌跡生成部１３は、生成した走行軌跡を、判断部１４および制御部３０のそれぞれに出力する。

判断部１４は、目標対象情報記憶部１２から取得した目標対象情報、すなわち自車両と目標対象との相対位置と、走行軌跡生成部１３が生成した走行軌跡とに基づいて、走行軌跡を自車両の走行経路として認識するか否かを判断する。具体的には、判断部は、自車両と走行軌跡との位置関係に基づいて、走行軌跡を自車両の走行経路として認識するか否かを判断する。

自車両情報取得部２０は、自車両の状態を示す自車両情報を取得する。例えば、自車両情報取得部２０は、舵角センサが検出した自車両のステアリング角を自車両情報として取得する。また、自車両情報取得部２０は、車速センサが検出した自車両の走行速度を自車両情報として取得する。なお、舵角センサおよび車速センサは、車両制御装置１または走行軌跡認識装置１０が備えてもよく、車両制御装置１の外部に設けてもよい。

制御部３０は、判断部１４による判断結果と、自車両情報取得部２０が取得した自車両情報とに基づいて、自車両の走行を制御する。具体的には、判断部１４が目標対象の走行軌跡を自車両の走行経路として認識すると判断したとき、制御部３０は、走行軌跡に追従するように自車両の操舵および制駆動のうちの少なくとも一方を制御する。また、判断部１４が目標対象の走行軌跡を自車両の走行経路として認識しないと判断したとき、制御部３０は、走行軌跡に追従しないように制御する。

自車両の操舵を制御する一例として、制御部３０は、走行軌跡の形状すなわち曲率、または現在の自車両の位置と走行軌跡との横方向の偏差に基づいて、走行軌跡に追従するための目標操舵量を算出し、算出した目標操舵量を実現するように自車両の操舵機構を制御する。ここで、横方向とは、自車両の進行方向に対して垂直な方向のことをいう。

自車両の制駆動を制御する一例として、制御部３０は、目標対象情報取得部１１が取得した目標対象情報から求めた先行車両の速度を目標速度とし、当該目標速度を実現するように自車両の制駆動機構を制御する。また、制御部３０は、前方カメラが撮影した画像に含まれる速度標識に記されている制限速度を目標速度としてもよい。

なお、上記で説明した制御部３０による制御は一例であり、他の方法によって自車両の走行を制御してもよい。

＜動作＞
図２は、車両制御装置１の動作の一例を示すフローチャートである。図２に示す一連の動作は、例えば０．０１秒を周期とする一定周期で実行される。

ステップＳ１１において、目標対象情報取得部１１は、自車両と、自車両の前方に存在する目標対象との相対位置を目標対象情報として取得する。

ステップＳ１２において、目標対象情報記憶部１２は、一定周期ごとに目標対象情報取得部１１が取得した目標対象情報を記憶する。ただし、走行軌跡生成部１３は、現在の自車両位置を基準として目標対象の走行軌跡を生成するため、目標対象情報取得部１１が取得する目標対象情報によっては、目標対象情報に対して自車両の移動量に応じて座標変換を実施した後の目標対象情報を目標対象情報記憶部１２に記憶する。当該座標変換は、一定周期ごとに実施される。以下、目標対象情報記憶部１２に記憶される目標対象情報のことを「目標位置」ともいう。

ステップＳ１３において、走行軌跡生成部１３は、目標対象情報記憶部１２が記憶している目標位置に基づいて、目標対象の走行軌跡を生成する。ただし、必要に応じて、走行軌跡を生成する際に使用する目標位置を制限する。例えば、カーブを走行しているとき、自車両から遠く離れた目標位置を含めて走行軌跡を生成すると、カーブをショートカットするような走行軌跡が生成されてしまう。従って、カーブを走行しているときは、自車両付近の目標位置に制限して走行軌跡を生成する。

ステップＳ１４において、判断部１４は、走行軌跡生成部１３が生成した走行軌跡を自車両の走行経路として認識するか否かを判断する。具体的には、判断部１４は、走行軌跡を構成する目標位置のうち、目標対象情報記憶部１２が記憶している最も古い目標位置と自車両との位置関係に基づいて、走行軌跡を自車両の走行経路として認識するか否かを判断する。以下、走行軌跡を構成する目標位置のことを「目標点」といい、特に、走行軌跡を構成する目標点のうち、目標対象情報記憶部１２が記憶している最も古い目標点のことを「端部目標点」という。要するに、目標対象情報が周期ごとに更新されるため、目標対象情報記憶部１２は、現在のサンプルよりも前の目標対象情報を記憶する必要がある。

ステップＳ１５において、制御部３０は、判断部１４による判断結果と、自車両情報取得部２０が取得した自車両情報とに基づいて、自車両の走行を制御する。

図３は、図２のステップ１４の詳細な動作の一例を示すフローチャートである。

ステップＳ２１において、判断部１４は、端部目標点が自車両の後方にあるか否かを判断する。端部目標点が自車両の後方にある場合は、ステップＳ２２に移行する。一方、端部目標点が自車両の後方にない場合は、ステップＳ２３に移行する。

ステップＳ２２において、判断部１４は、目標対象の走行軌跡を自車両の走行経路として認識する。すなわち、判断部１４は、走行軌跡生成部１３が生成した走行軌跡は、制御部３０が自車両を制御する際に使用する走行経路に適していると判断する。この場合、図２のステップＳ１５において、制御部３０は、走行軌跡生成部１３が生成した走行軌跡に追従するように自車両の走行の制御を開始する。なお、次の周期でも判断部１４が走行軌跡を走行経路として認識したとき、制御部３０は、走行軌跡に追従する制御を継続する。

ステップＳ２３において、判断部１４は、目標対象の走行軌跡を自車両の走行経路として認識しない。すなわち、判断部１４は、走行軌跡生成部１３が生成した走行軌跡は、制御部３０が自車両を制御する際に使用する走行経路に適していないと判断する。この場合、図２のステップＳ１５において、制御部３０は、走行軌跡生成部１３が生成した走行軌跡に追従しないように自車両の走行を制御する。具体的には、制御部３０は、走行軌跡に追従するように自車両の走行を制御しているとき、当該追従する制御を解除する。

＜作用効果＞
図４，５は、端部目標点７０が自車両４０の前方に位置するときの走行軌跡６０，８０を示している。図４はｔ＝ｔ１のときの走行軌跡６０を示し、図５はｔ＝ｔ２のときの走行軌跡８０を示している。ここで、ｔ２＞ｔ１である。以下では、目標対象は先行車両５０であるものとして説明する。

図４に示すように、ｔ＝ｔ１のとき、走行軌跡６０は端部目標点７０を含む４つの目標点で構成されている。すなわち、走行軌跡生成部１３は、４つの目標点から先行車両５０の走行軌跡６０を生成する。自車両４０の横方向における走行軌跡６０に注目すると、走行軌跡６０は右カーブになっている。

図５に示すように、次の周期すなわちｔ＝ｔ２のとき、自車両４０は前方に移動する。このとき、走行軌跡生成部１３は、目標点を新たに１つ加えた５つの目標点から先行車両５０の走行軌跡８０を生成する。自車両４０の横方向における走行軌跡８０に注目すると、走行軌跡８０は左カーブになっている。

自車両４０の横方向における図４に示す走行軌跡６０と、自車両４０の横方向における図５に示す走行軌跡８０とを比較すると、カーブの向きが反転している。また、図５に示すように、自車両４０の横方向における図５に示す走行軌跡８０と自車両４０との偏差は、自車両４０の横方向における図４に示す走行軌跡６０と自車両４０との偏差から大きく変化している。すなわち、周期ごとの走行軌跡６０，８０の変動量が大きいことが分かる。これは、走行軌跡生成部１３が目標点から走行軌跡６０，８０を生成する際に、例えば、走行軌跡６０，８０を３次多項式で定義した場合、端部目標点７０の下方は３次多項式における２つの変曲点の外側に該当するため変動量が大きいからである。

図６，７は、端部目標点７０が自車両の後方に位置するときの走行軌跡６０，８０を示している。図６はｔ＝ｔ１のときの走行軌跡６０を示し、図７はｔ＝ｔ２のときの走行軌跡８０を示している。ここで、ｔ２＞ｔ１である。

図７に示すように、自車両４０の横方向における図７に示す走行軌跡８０と自車両４０との偏差は、自車両４０の横方向における図６に示す走行軌跡６０と自車両４０との偏差から変化が小さい。すなわち、周期ごとの走行軌跡６０，８０の変動量が小さいことが分かる。これは、走行軌跡生成部１３が目標点から走行軌跡６０，８０を生成する際に、例えば、走行軌跡６０，８０を３次多項式で定義した場合、走行軌跡６０，８０における自車両４０の横方向に対応する位置は３次多項式における２つの変曲点の内側に該当するため変動量が小さいからである。

以上のことから、本実施の形態１によれば、走行軌跡認識装置１０は、自車両の横方向における走行軌跡の変動量を小さくしているため、目標対象の走行軌跡を自車両の走行経路として認識する精度を向上させることができる。すなわち、自車両が走行すべき経路の精度を向上させることが可能となる。

また、本実施の形態１によれば、車両制御装置１は、走行軌跡認識装置１０で認識された走行軌跡に追従するように自車両の走行を制御しているため、自車両の走行を安定させることが可能となる。

なお、上記では、目標対象は先行車両であるものとして説明したが、これに限るものではない。例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）で測位した自車両の位置情報に基づいて、地図データに含まれる道路の車線を目標対象としてもよい。この場合、自車両と目標対象との相対位置は、現在の自車両の位置を基準とするのではなく、任意の基準点から演算してもよい。

＜実施の形態２＞
本発明の実施の形態２による走行軌跡認識装置および車両制御装置の構成は、実施の形態１で説明した図１と同じであるため、ここでは説明を省略する。以下では、本実施の形態２による走行軌跡認識装置および車両制御装置は、図１に示す走行軌跡認識装置１０および車両制御装置１であるものとして説明する。また、車両制御装置１の動作は、実施の形態１で説明した図２のステップＳ１１〜ステップＳ１３、およびステップＳ１５と同じであるため、ここでは説明を省略する。

図８は、本発明の実施の形態２による図２のステップ１４の詳細な動作の一例を示すフローチャートである。なお、図８におけるステップＳ３１、ステップＳ３３、およびステップＳ３４は、図３におけるステップＳ２１、ステップＳ２２、およびステップＳ２３に対応しているため、ここでは詳細な説明を省略する。以下では、ステップＳ３２について説明する。

端部目標点が自車両の後方にあるとき、ステップＳ３２において、判断部１４は、自車両の後方にある目標点の数が閾値以上であるか否かを判断する。自車両の後方にある目標点の数が閾値以上である場合は、ステップＳ３３に移行する。一方、自車両の後方にある目標点の数が閾値以上でない場合は、ステップＳ３４に移行する。

ステップＳ３３において、判断部１４は、目標対象の走行軌跡を自車両の走行経路として認識する。すなわち、判断部１４は、端部目標点が自車両の後方にあり、かつ自車両の後方にある目標点が閾値以上であるとき、目標対象の走行軌跡を自車両の走行経路として認識する。

ステップＳ３４において、判断部１４は、目標対象の走行軌跡を自車両の走行経路として認識しない。すなわち、判断部１４は、端部目標点が自車両の後方にないとき、または、端部目標点が自車両の後方にあり、かつ自車両の後方にある目標点が閾値以上でないとき、目標対象の走行軌跡を自車両の走行経路として認識しない。

以上のことから、本実施の形態２によれば、走行軌跡認識装置１０は、端部目標点が自車両の後方にあり、かつ自車両の後方にある目標点が閾値以上であるとき、目標対象の走行軌跡を自車両の走行経路として認識する。従って、実施の形態１よりも走行軌跡の変動を小さくすることができるため、目標対象の走行軌跡を自車両の走行経路として認識する精度を向上させることができる。すなわち、実施の形態１よりも自車両が走行すべき経路の精度を向上させることが可能となる。

また、本実施の形態２によれば、車両制御装置１は、走行軌跡認識装置１０で認識された走行軌跡に追従するように自車両の走行を制御しているため、実施の形態１よりも自車両の走行を安定させることが可能となる。

＜実施の形態３＞
本発明の実施の形態３による走行軌跡認識装置および車両制御装置の構成は、実施の形態１で説明した図１と同じであるため、ここでは説明を省略する。以下では、本実施の形態３による走行軌跡認識装置および車両制御装置は、図１に示す走行軌跡認識装置１０および車両制御装置１であるものとして説明する。また、車両制御装置１の動作は、実施の形態１で説明した図２のステップＳ１１〜ステップＳ１３、およびステップＳ１５と同じであるため、ここでは説明を省略する。

図９は、本発明の実施の形態３による図２のステップ１４の詳細な動作の一例を示すフローチャートである。なお、図９におけるステップＳ４１、ステップＳ４３、およびステップＳ４４は、図３におけるステップＳ２１、ステップＳ２２、およびステップＳ２３に対応しているため、ここでは詳細な説明を省略する。以下では、ステップＳ４２について説明する。

端部目標点が自車両の後方にあるとき、ステップＳ４２において、判断部１４は、目標対象の走行軌跡と自車両との横方向の偏差が閾値以下であるか否かを判断する。目標対象の走行軌跡と自車両との横方向の偏差が閾値以下である場合は、ステップＳ４３に移行する。一方、目標対象の走行軌跡と自車両との横方向の偏差が閾値以下でない場合は、ステップＳ４４に移行する。

ステップＳ４３において、判断部１４は、目標対象の走行軌跡を自車両の走行経路として認識する。すなわち、判断部１４は、端部目標点が自車両の後方にあり、かつ目標対象の走行軌跡と自車両との横方向の偏差が閾値以下であるとき、目標対象の走行軌跡を自車両の走行経路として認識する。

ステップＳ４４において、判断部１４は、目標対象の走行軌跡を自車両の走行経路として認識しない。すなわち、判断部１４は、端部目標点が自車両の後方にないとき、または、端部目標点が自車両の後方にあり、かつ目標対象の走行軌跡と自車両との横方向の偏差が閾値以下でないとき、目標対象の走行軌跡を自車両の走行経路として認識しない。例えば、判断部１４は、目標対象の走行軌跡と自車両との横方向の偏差が大きい場合、当該走行軌跡は隣接する車線を走行している他車両であると判断する、すなわち目標対象の走行軌跡ではないと判断する。

以上のことから、本実施の形態３によれば、走行軌跡認識装置１０は、端部目標点が自車両の後方にあり、かつ目標対象の走行軌跡と自車両との横方向の偏差が閾値以下であるとき、目標対象の走行軌跡を自車両の走行経路として認識する。従って、目標対象の走行軌跡を自車両の走行経路として認識する精度を向上させることができる。すなわち、自車両が走行すべき経路の精度を向上させることが可能となる。

また、本実施の形態３によれば、車両制御装置１は、走行軌跡認識装置１０で認識された走行軌跡に追従するように自車両の走行を制御しているため、自車両の走行を安定させることが可能となる。また、車両制御装置１は、目標対象の走行軌跡と自車両との横方向の偏差が大きいときは追従する制御を解除するため、走行軌跡に追従するための過剰な制御、特に急な操舵を防ぐことができる。

＜実施の形態４＞
＜構成＞
図１０は、本発明の実施の形態４による車両制御装置２の構成の一例を示すブロック図である。

図１０に示すように、本実施の形態４による車両制御装置２は、走行軌跡認識装置９０が推定走行経路生成部１５を備えることを特徴としている。その他の構成は、実施の形態１で説明した図１と同じであるため、ここでは説明を省略する。

推定走行経路生成部１５は、判断部１４が走行軌跡を走行経路として認識しないと判断したとき、走行軌跡生成部１３が生成した走行軌跡に基づいて自車両の走行経路を推定した推定走行経路を生成する。推定走行経路の具体的な経路としては、自車両の進行方向を直線とする経路が挙げられる。また、判断部１４が走行軌跡を走行経路として認識しないと判断する前の走行経路を保持し、その走行経路を推定走行経路としてもよい。

＜動作＞
図１１は、車両制御装置２の動作の一例を示すフローチャートである。図１１に示す一連の動作は、例えば０．０１秒を周期とする一定周期で実行される。図１１におけるステップＳ５１〜ステップＳ５４は、図２におけるステップＳ１１〜ステップＳ１４と同じであるため、ここでは説明を省略する。以下では、ステップＳ５５およびステップＳ５６について説明する。なお、ステップＳ５４の詳細は、図３，８，９に示す動作のいずれであってもよい。

ステップＳ５４において判断部１４が走行軌跡を走行経路として認識しないと判断したとき、ステップＳ５５において、推定走行経路生成部１５は、走行軌跡生成部１３が生成した走行軌跡に基づいて自車両の走行経路を推定した推定走行経路を生成する。この場合、ステップＳ５６において、制御部３０は、推定走行経路生成部１５が生成した推定走行経路に追従するように自車両の走行を制御する。

また、ステップＳ５４において判断部１４が走行軌跡を走行経路として認識すると判断したとき、ステップＳ５５の処理は省略されてステップＳ５６に移行する。この場合、ステップＳ５６において、制御部３０は、走行軌跡生成部１３が生成した走行軌跡に追従するように自車両の走行を制御する。

以上のことから、本実施の形態４によれば、走行軌跡認識装置９０は、判断部１４が走行軌跡を走行経路として認識しないと判断したときであっても、走行軌跡の代わりに推定走行経路を生成する。従って、実施の形態１〜３のいずれかの効果に加えて、自車両の走行経路を認識し続けることができる。

また、本実施の形態４によれば、車両制御装置２は、走行軌跡認識装置９０で走行軌跡が認識されないときでも推定走行経路に追従するように自車両の走行を制御する。従って、追従する制御を解除せずに継続することができる。

＜ハードウェア構成＞
図１２は、図１に示す車両制御装置１、または図１０に示す車両制御装置２のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

車両制御装置１における目標対象情報取得部１１、目標対象情報記憶部１２、走行軌跡生成部１３、判断部１４、自車両情報取得部２０、および制御部３０の各機能は、処理回路１００により実現される。すなわち、車両制御装置１は、目標対象情報を取得し、目標対象情報を記憶し、目標対象の走行軌跡を生成し、目標対象の走行軌跡を自車両の走行経路として認識するか否かを判断し、自車両情報を取得し、判断結果と自車両情報とに基づいて自車両の走行を制御するための処理回路１００を備える。

また、車両制御装置２は、車両制御装置１に推定走行経路生成部１５をさらに備えている。車両制御装置２の推定走行経路生成部１５の機能は、処理回路１００により実現される。すなわち、車両制御装置２は、車両制御装置１における上記の各機能に加えて、推定走行経路を生成する処理回路１００を備える。

処理回路１００は、専用のハードウェアが適用されてもよいし、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサ（ＣＰＵ（Central Processing Unit）、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）ともいう）が適用されてもよい。

処理回路１００が専用のハードウェアである場合、処理回路１００は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、またはこれらを組み合わせたものなどが該当する。車両制御装置１，２の各構成要素の機能は、複数の処理回路で実現されてもよく、それらの機能がまとめて一つの処理回路で実現されてもよい。

図１３は、処理回路１００がプロセッサ１１０で構成される場合における車両制御装置１，２のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

車両制御装置１，２の各構成要素の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアは、プログラムとして記述され、メモリ１２０に格納される。プロセッサ１１０は、メモリ１２０に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各構成要素の機能を実現する。

すなわち、車両制御装置１は、目標対象情報を取得するステップ、目標対象情報を記憶するステップ、目標対象の走行軌跡を生成するステップ、目標対象の走行軌跡を自車両の走行経路として認識するか否かを判断するステップ、自車両情報を取得するステップ、判断結果と自車両情報とに基づいて自車両の走行を制御するステップが結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ１２０を備える。また、これらのプログラムは、目標対象情報取得部１１、目標対象情報記憶部１２、走行軌跡生成部１３、判断部１４、自車両情報取得部２０、および制御部３０の手順または方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。

また、車両制御装置２は、車両制御装置１における上記の各ステップに加えて、推定走行経路を生成するステップが結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ１２０を備える。また、これらのプログラムは、車両制御装置１における各構成要素に加えて推定走行経路生成部１５の手順または方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。

ここで、メモリ１２０とは、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）等の不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ、およびそれらのドライブ装置等、または、今後使用されるあらゆる記憶媒体であってもよい。

上記では、車両制御装置１，２の各構成要素の機能がハードウェアまたはソフトウェア等で実現される場合について説明したが、これに限るものではなく、車両制御装置１，２の一部の構成要素を専用のハードウェアで実現し、他の構成要素をソフトウェア等で実現してもよい。例えば、一部の構成要素については、専用のハードウェアとしての処理回路１００でその機能を実現し、他の構成要素については、プロセッサ１１０がメモリ１２０に格納されたプログラムを読み出して実行することによってその機能を実現することができる。

以上のことから、車両制御装置１，２は、ハードウェア、ソフトウェア等、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１，２車両制御装置、１０走行軌跡認識装置、１１目標対象情報取得部、１２目標対象情報記憶部、１３走行軌跡生成部、１４判断部、１５推定走行経路生成部、２０自車両情報取得部、３０制御部、４０自車両、５０先行車両、６０走行軌跡、７０端部目標点、８０走行軌跡、９０走行軌跡認識装置、１００処理回路、１１０プロセッサ、１２０メモリ。

Claims

自車両と、当該自車両の前方に存在する目標対象との相対位置を目標対象情報として取得する目標対象情報取得部と、
前記目標対象情報取得部が取得した前記目標対象情報を記憶する目標対象情報記憶部と、
前記目標対象情報記憶部が記憶した前記目標対象情報に基づいて、前記目標対象の走行軌跡を３次以上の多項式として生成する走行軌跡生成部と、
前記自車両と前記走行軌跡生成部が生成した前記走行軌跡との位置関係に基づいて、前記走行軌跡を前記自車両の走行経路として認識するか否かを判断する判断部と、
前記判断部が前記走行軌跡を前記走行経路として認識しないと判断した場合、前記判断部が前記走行軌跡を前記走行経路として認識しないと判断する前の前記走行経路を、前記自車両が追従して走行する対象である推定走行経路として生成する推定走行経路生成部と、
を備え、
前記判断部は、前記走行軌跡を構成する複数の前記相対位置の点列の端部が前記自車両の後方に位置し、前記自車両の後方に存在する前記相対位置の点列の数が予め定められた数以上であり、かつ前記走行軌跡と前記自車両との横方向の偏差が予め定められた閾値よりも小さいとき、前記走行軌跡を前記自車両の走行経路として認識し、
前記判断部は、前記相対位置の点列の端部のうちの前記自車両に最も近い端部が前記自車両の前方に位置するとき、前記走行軌跡を前記走行経路として認識しないことを特徴とする、走行軌跡認識装置。
自車両と、当該自車両の前方に存在する目標対象との相対位置を目標対象情報として取得する目標対象情報取得部と、
前記目標対象情報取得部が取得した前記目標対象情報を記憶する目標対象情報記憶部と、
前記目標対象情報記憶部が記憶した前記目標対象情報に基づいて、前記目標対象の走行軌跡を３次以上の多項式として生成する走行軌跡生成部と、
前記自車両と前記走行軌跡生成部が生成した前記走行軌跡との位置関係に基づいて、前記走行軌跡を前記自車両の走行経路として認識するか否かを判断する判断部と、
前記判断部が前記走行軌跡を前記走行経路として認識しないと判断した場合、前記判断部が前記走行軌跡を前記走行経路として認識しないと判断する前の前記走行経路を、前記自車両が追従して走行する対象である推定走行経路として生成する推定走行経路生成部と、
を備え、
前記判断部は、前記走行軌跡を構成する複数の前記相対位置の点列の端部が前記自車両の後方に位置し、前記自車両の後方に存在する前記相対位置の点列の数が予め定められた数以上であり、かつ前記走行軌跡と前記自車両との横方向の偏差が予め定められた閾値よりも小さいとき、前記走行軌跡を前記自車両の走行経路として認識し、
前記判断部は、前記相対位置の点列の端部のうちの前記自車両に最も近い端部が前記自車両の後方に位置し、かつ当該後方に予め定められた数よりも少ない数の前記相対位置が存在しているとき、前記走行軌跡を前記走行経路として認識しないことを特徴とする、走行軌跡認識装置。
前記判断部は、前記走行軌跡と前記自車両との横方向の偏差が予め定められた閾値よりも大きいとき、前記走行軌跡を前記走行経路として認識しないことを特徴とする、請求項２に記載の走行軌跡認識装置。
請求項１から３のいずれか１項に記載の走行軌跡認識装置と、
前記自車両の状態を示す自車両情報を取得する自車両情報取得部と、
前記判断部の判断結果と、前記自車両情報取得部が取得した前記自車両情報とに基づいて、前記自車両の走行を制御する制御部と、
を備える、車両制御装置。
前記制御部は、前記判断部が前記走行軌跡を前記走行経路として認識しなかったとき、前記走行軌跡に追従しないように前記自車両の走行を制御することを特徴とする、請求項４に記載の車両制御装置。
前記制御部は、前記判断部が前記走行軌跡を前記走行経路として認識したとき、前記走行軌跡に追従するように前記自車両の走行を制御することを特徴とする、請求項４に記載の車両制御装置。
（ａ）自車両と、当該自車両の前方に存在する目標対象との相対位置を目標対象情報として取得する工程と、
（ｂ）前記工程（ａ）で取得した前記目標対象情報を記憶する工程と、
（ｃ）前記工程（ｂ）で記憶した前記目標対象情報に基づいて、前記目標対象の走行軌跡を３次以上の多項式として生成する工程と、
（ｄ）前記自車両と前記工程（ｃ）で生成した前記走行軌跡との位置関係に基づいて、前記走行軌跡を前記自車両の走行経路として認識するか否かを判断する工程と、
（ｅ）前記工程（ｄ）が前記走行軌跡を前記走行経路として認識しないと判断した場合、前記工程（ｄ）が前記走行軌跡を前記走行経路として認識しないと判断する前の前記走行経路を、前記自車両が追従して走行する対象である推定走行経路として生成する工程と、
を備え、
前記工程（ｄ）は、前記走行軌跡を構成する複数の前記相対位置の点列の端部が前記自車両の後方に位置し、前記自車両の後方に存在する前記相対位置の点列の数が予め定められた数以上であり、かつ前記走行軌跡と前記自車両との横方向の偏差が予め定められた閾値よりも小さいとき、前記走行軌跡を前記自車両の走行経路として認識し、
前記工程（ｄ）は、前記相対位置の点列の端部のうちの前記自車両に最も近い端部が前記自車両の前方に位置するとき、前記走行軌跡を前記走行経路として認識しないことを特徴とする、走行軌跡認識方法。
（ａ）自車両と、当該自車両の前方に存在する目標対象との相対位置を目標対象情報として取得する工程と、
（ｂ）前記工程（ａ）で取得した前記目標対象情報を記憶する工程と、
（ｃ）前記工程（ｂ）で記憶した前記目標対象情報に基づいて、前記目標対象の走行軌跡を３次以上の多項式として生成する工程と、
（ｄ）前記自車両と前記工程（ｃ）で生成した前記走行軌跡との位置関係に基づいて、前記走行軌跡を前記自車両の走行経路として認識するか否かを判断する工程と、
（ｅ）前記工程（ｄ）が前記走行軌跡を前記走行経路として認識しないと判断した場合、前記工程（ｄ）が前記走行軌跡を前記走行経路として認識しないと判断する前の前記走行経路を、前記自車両が追従して走行する対象である推定走行経路として生成する工程と、
を備え、
前記工程（ｄ）は、前記走行軌跡を構成する複数の前記相対位置の点列の端部が前記自車両の後方に位置し、前記自車両の後方に存在する前記相対位置の点列の数が予め定められた数以上であり、かつ前記走行軌跡と前記自車両との横方向の偏差が予め定められた閾値よりも小さいとき、前記走行軌跡を前記自車両の走行経路として認識し、
前記工程（ｄ）は、前記相対位置の点列の端部のうちの前記自車両に最も近い端部が前記自車両の後方に位置し、かつ当該後方に予め定められた数よりも少ない数の前記相対位置が存在しているとき、前記走行軌跡を前記走行経路として認識しないことを特徴とする、走行軌跡認識方法。
前記工程（ｄ）は、前記走行軌跡と前記自車両との横方向の偏差が予め定められた閾値よりも大きいとき、前記走行軌跡を前記走行経路として認識しないことを特徴とする、請求項８に記載の走行軌跡認識方法。
請求項７から９のいずれか１項に記載の走行軌跡認識方法と、
（ｆ）前記自車両の状態を示す自車両情報を取得する工程と、
（ｇ）前記工程（ｄ）の判断結果と、前記工程（ｆ）が取得した前記自車両情報とに基づいて、前記自車両の走行を制御する工程と、
を備える、車両制御方法。
前記工程（ｇ）は、前記工程（ｄ）が前記走行軌跡を前記走行経路として認識しなかったとき、前記走行軌跡に追従しないように前記自車両の走行を制御することを特徴とする、請求項１０に記載の車両制御方法。
前記工程（ｇ）は、前記工程（ｄ）が前記走行軌跡を前記走行経路として認識したとき、前記走行軌跡に追従するように前記自車両の走行を制御することを特徴とする、請求項１０に記載の車両制御方法。
（ａ）自車両と、当該自車両の前方に存在する目標対象との相対位置を目標対象情報として取得する工程と、
（ｂ）前記工程（ａ）で取得した過去の前記目標対象情報に基づいて、前記目標対象の走行軌跡を３次以上の多項式として生成する工程と、
（ｃ）前記自車両と前記工程（ｂ）で生成した前記走行軌跡との位置関係に基づいて、前記走行軌跡を前記自車両の走行経路として認識するか否かを判断する工程と、
（ｄ）前記工程（ｃ）が前記走行軌跡を前記走行経路として認識しないと判断した場合、前記工程（ｃ）が前記走行軌跡を前記走行経路として認識しないと判断する前の前記走行経路を、前記自車両が追従して走行する対象である推定走行経路として生成する工程と、
を備え、
前記工程（ｃ）は、前記走行軌跡を構成する複数の前記相対位置の点列の端部が前記自車両の後方に位置し、前記自車両の後方に存在する前記相対位置の点列の数が予め定められた数以上であり、かつ前記走行軌跡と前記自車両との横方向の偏差が予め定められた閾値よりも小さいとき、前記走行軌跡を前記自車両の走行経路として認識し、
前記工程（ｃ）は、前記相対位置の点列の端部のうちの前記自車両に最も近い端部が前記自車両の後方に位置し、かつ当該後方に予め定められた数よりも少ない数の前記相対位置が存在しているとき、前記走行軌跡を前記走行経路として認識しないことを特徴とする、走行軌跡認識方法。