JP6823512B2 - 経路決定装置、車両制御装置、経路決定方法、およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、経路決定装置、車両制御装置、経路決定方法、およびプログラムに関する。

従来、自車両周辺の移動体の将来の移動状態を予測し、当該将来の移動状態に基づいて運転支援を行う運転支援装置であって、移動体の現在の移動状態を取得する移動状態取得手段と、移動状態取得手段で取得した移動体の現在の移動状態に基づいて移動体の所定時間後の存在確率分布を予測する移動状態予測手段とを備える装置について開示がなされている（特許文献１参照）。この装置では、グリッド上に区画されたエリアに対して、障害物の存在確率、自車の存在確率とをそれぞれ算出し、最終的に自動操舵を含めて制御を行っている。

特許第５６１４０５５号公報

上記従来の技術では、演算負荷が高く、車両の走行場面においてリアルタイムに応答することができない場合があり得る。また、車両の走行場面における周辺物体の動きは時々刻々と変化するため、一次的には粗い粒度で計算する方が望ましい場合もある。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、より迅速かつ適切に経路を決定することができる経路決定装置、車両制御装置、経路決定方法、およびプログラムを提供することを目的の一つとする。

請求項１記載の発明は、自車両の周辺状況を認識する認識部と、前記自車両が将来走行する経路を評価する評価部であって、前記自車両の進行方向側に、前記進行方向と道路幅方向にそれぞれ間隔をもって想定される仮想的なノードを接続するエッジを連ねた前記経路を、前記認識部により認識された前記自車両の周辺状況に基づいて前記エッジに対して付与されるコストの合計に基づいて評価し、評価結果に基づいて経路を選択する評価部と、を備える経路決定装置である。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記認識部は、前記自車両の周辺の物体の位置および状態を認識し、前記認識部により認識された前記物体の位置および状態に基づいて、前記物体の将来の位置を予測する予測部を更に備え、前記評価部は、前記予測部により予測された前記物体の将来の位置に基づいて、前記エッジにコストを付与するものである。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記ノードは、前記道路幅方向に関して車線ごとに想定されるものである。

請求項４記載の発明は、請求項１から３のうちいずれか１項記載の発明において、前記評価部は、評価区間の終端における目標車線が定められている場合、前記評価区間の終端において前記目標車線に到達できる経路のそれぞれについて評価を行うものである。

請求項５記載の発明は、請求項１から４のうちいずれか１項記載の発明において、前記評価部は、全ての経路について前記コストの合計が基準を超える場合、前走車両に追従して走行することを決定するものである。

請求項６記載の発明は、請求項１から５のうちいずれか１項記載の発明において、前記認識部は、前記自車両の周辺の物体の位置を認識し、前記評価部は、前記認識部により認識された前記物体の位置が車線中央から偏している場合、偏している先の車線に対応するエッジに付与するコストを大きくするものである。

請求項７記載の発明は、請求項１から６のうちいずれか１項記載の発明において、前記認識部は、前記自車両の周辺の物体の位置およびサイズを認識し、前記評価部は、前記認識部により認識された前記物体のサイズが大きい場合、前記物体の周辺のエッジに付与するコストを大きくするものである。

請求項８記載の発明は、請求項１から７のうちいずれか１項記載の発明において、前記認識部は、前記自車両の周辺の物体が移動する向きを認識し、前記評価部は、前記認識部により認識された向きに基づいて、前記物体の周辺のエッジに付与するコストを決定するものである。

請求項９記載の発明は、請求項１から８のうちいずれか１項記載の発明と、前記経路決定装置の評価部により選択された経路に基づいて自車両を走行させる走行制御部と、を備える車両制御装置である。

請求項１０記載の発明は、車両に搭載されたコンピュータが、自車両の周辺状況を認識し、前記自車両の進行方向側に、前記進行方向と道路幅方向にそれぞれ間隔をもって想定される仮想的なノードを接続するエッジを連ねた前記経路を、前記認識部により認識された前記自車両の周辺状況に基づいて前記エッジに対して付与されるコストの合計に基づいて評価し、評価結果に基づいて経路を選択する、経路決定方法である。

請求項１１記載の発明は、車両に搭載されたコンピュータに、自車両の周辺状況を認識させ、前記自車両の進行方向側に、前記進行方向と道路幅方向にそれぞれ間隔をもって想定される仮想的なノードを接続するエッジを連ねた前記経路を、前記認識部により認識された前記自車両の周辺状況に基づいて前記エッジに対して付与されるコストの合計に基づいて評価させ、評価結果に基づいて経路を選択させる、プログラムである。

各請求項に記載の発明によれば、より迅速かつ適切に経路を決定することができる。

実施形態に係る経路決定装置を利用した車両システム１の構成図である。 自車位置認識部１２２により走行車線Ｌ１に対する自車両Ｍの相対位置および姿勢が認識される様子を示す図である。 推奨車線に基づいて目標軌道が生成される様子を示す図である。 ノードとエッジについて説明するための図である。 ＮＧノードの設定手法について説明するための図（その１）である。 ＮＧノードの設定手法について説明するための図（その２）である。 エッジコストテーブルの初期状態を示す図である。 エッジコストテーブルの第２段階の状態を示す図である。 エッジコストテーブルの第３段階の状態を示す図である。 エッジコストテーブルの第４段階の状態を示す図である。 ゴールノードを（１６）とした場合に決定される経路を例示した図である。 経路に基づいて生成される曲線Ｃの一例を示す図である。 進行方向Ｓに関するＮＧゾーンの設定手法について説明するための図である。 道路幅方向Ｗに関するＮＧゾーンの設定手法について説明するための図（その１）である。 関数ｃ（ＶＷ）の一例を示す図である。 道路幅方向Ｗに関するＮＧゾーンの設定手法について説明するための図（その２）である。 道路幅方向Ｗに関するＮＧゾーンの設定手法について説明するための図（その３）である。 道路幅方向Ｗに関するＮＧゾーンの設定手法について説明するための図（その４）である。 道路幅方向Ｗに関するＮＧゾーンの設定手法について説明するための図（その５）である。 道路幅方向Ｗに関するＮＧゾーンの設定手法について説明するための図（その６）である。 周辺車両の位置偏りによるコストの修正について説明するための図である。 周辺車両の位置偏りによるノードの位置の修正について説明するための図である。 自動運転制御ユニット１００により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。 自車両Ｍが前方の周辺車両ｍを追い抜くための車線変更を行う様子を示す図（その１）である。 自車両Ｍが前方の周辺車両ｍを追い抜くための車線変更を行う様子を示す図（その２）である。 自車両Ｍが前方の周辺車両ｍを追い抜くための車線変更を二回行う様子を示す図（その１）である。 自車両Ｍが前方の周辺車両ｍを追い抜くための車線変更を二回行う様子を示す図（その２）である。 自車両Ｍが、後方から接近する周辺車両ｍに対して道を空ける様子を示す図（その１）である。 自車両Ｍが、後方から接近する周辺車両ｍに対して道を空ける様子を示す図（その２）である。 ノードＮＤの配置の他の例を示す図である。

以下、図面を参照し、本発明の経路決定装置、車両制御装置、経路決定方法、およびプログラムの実施形態について説明する。

［全体構成］
本実施形態では、経路決定装置が自動運転車両に適用されたものとして説明する。図１は、実施形態に係る経路決定装置を利用した車両システム１の構成図である。車両システム１が搭載される車両は、例えば、二輪や三輪、四輪等の車両であり、その駆動源は、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンなどの内燃機関、電動機、或いはこれらの組み合わせである。電動機は、内燃機関に連結された発電機による発電電力、或いは二次電池や燃料電池の放電電力を使用して動作する。

車両システム１は、例えば、カメラ１０と、レーダ装置１２と、ファインダ１４と、物体認識装置１６と、通信装置２０と、ＨＭＩ（Human Machine Interface）３０と、ナビゲーション装置５０と、ＭＰＵ（Micro-Processing Unit）６０と、車両センサ７０と、運転操作子８０と、自動運転制御ユニット１００と、走行駆動力出力装置２００と、ブレーキ装置２１０と、ステアリング装置２２０とを備える。これらの装置や機器は、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信線等の多重通信線やシリアル通信線、無線通信網等によって互いに接続される。なお、図１に示す構成はあくまで一例であり、構成の一部が省略されてもよいし、更に別の構成が追加されてもよい。

カメラ１０は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の固体撮像素子を利用したデジタルカメラである。カメラ１０は、車両システム１が搭載される車両（以下、自車両Ｍと称する）の任意の箇所に一つまたは複数が取り付けられる。前方を撮像する場合、カメラ１０は、フロントウインドシールド上部やルームミラー裏面等に取り付けられる。カメラ１０は、例えば、周期的に繰り返し自車両Ｍの周辺を撮像する。カメラ１０は、ステレオカメラであってもよい。

レーダ装置１２は、自車両Ｍの周辺にミリ波などの電波を放射すると共に、物体によって反射された電波（反射波）を検出して少なくとも物体の位置（距離および方位）を検出する。レーダ装置１２は、自車両Ｍの任意の箇所に一つまたは複数が取り付けられる。レーダ装置１２は、ＦＭ−ＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式によって物体の位置および速度を検出してもよい。

ファインダ１４は、照射光に対する散乱光を測定し、対象までの距離を検出するＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging、或いはLaser Imaging Detection and Ranging）である。ファインダ１４は、自車両Ｍの任意の箇所に一つまたは複数が取り付けられる。

物体認識装置１６は、カメラ１０、レーダ装置１２、およびファインダ１４のうち一部または全部による検出結果に対してセンサフュージョン処理を行って、物体の位置、種類、速度などを認識する。物体認識装置１６は、認識結果を自動運転制御ユニット１００に出力する。

通信装置２０は、例えば、セルラー網やＷｉ−Ｆｉ網、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）などを利用して、自車両Ｍの周辺に存在する他車両と通信し、或いは無線基地局を介して各種サーバ装置と通信する。

ＨＭＩ３０は、自車両Ｍの乗員に対して各種情報を提示すると共に、乗員による入力操作を受け付ける。ＨＭＩ３０は、各種表示装置、スピーカ、ブザー、タッチパネル、スイッチ、キーなどを含む。

ナビゲーション装置５０は、例えば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機５１と、ナビＨＭＩ５２と、経路決定部５３とを備え、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリなどの記憶装置に第１地図情報５４を保持している。ＧＮＳＳ受信機は、ＧＮＳＳ衛星から受信した信号に基づいて、自車両Ｍの位置を特定する。自車両Ｍの位置は、車両センサ７０の出力を利用したＩＮＳ（Inertial Navigation System）によって特定または補完されてもよい。ナビＨＭＩ５２は、表示装置、スピーカ、タッチパネル、キーなどを含む。ナビＨＭＩ５２は、前述したＨＭＩ３０と一部または全部が共通化されてもよい。経路決定部５３は、例えば、ＧＮＳＳ受信機５１により特定された自車両Ｍの位置（或いは入力された任意の位置）から、ナビＨＭＩ５２を用いて乗員により入力された目的地までの経路（以下、地図上経路）を、第１地図情報５４を参照して決定する。第１地図情報５４は、例えば、道路を示すリンクと、リンクによって接続されたノードとによって道路形状が表現された情報である。第１地図情報５４は、道路の曲率やＰＯＩ（Point Of Interest）情報などを含んでもよい。経路決定部５３により決定された地図上経路は、ＭＰＵ６０に出力される。また、ナビゲーション装置５０は、経路決定部５３により決定された地図上経路に基づいて、ナビＨＭＩ５２を用いた経路案内を行ってもよい。なお、ナビゲーション装置５０は、例えば、ユーザの保有するスマートフォンやタブレット端末等の端末装置の機能によって実現されてもよい。また、ナビゲーション装置５０は、通信装置２０を介してナビゲーションサーバに現在位置と目的地を送信し、ナビゲーションサーバから返信された地図上経路を取得してもよい。

ＭＰＵ６０は、例えば、推奨車線決定部６１として機能し、ＨＤＤやフラッシュメモリなどの記憶装置に第２地図情報６２を保持している。推奨車線決定部６１は、ナビゲーション装置５０から提供された経路を複数のブロックに分割し（例えば、車両進行方向に関して１００［ｍ］毎に分割し）、第２地図情報６２を参照してブロックごとに推奨車線を決定する。推奨車線決定部６１は、左から何番目の車線を走行するといった決定を行う。推奨車線決定部６１は、経路において分岐箇所や合流箇所などが存在する場合、自車両Ｍが、分岐先に進行するための合理的な経路を走行できるように、推奨車線を決定する。

第２地図情報６２は、第１地図情報５４よりも高精度な地図情報である。第２地図情報６２は、例えば、車線の中央の情報あるいは車線の境界の情報等を含んでいる。また、第２地図情報６２には、道路情報、交通規制情報、住所情報（住所・郵便番号）、施設情報、電話番号情報などが含まれてよい。道路情報には、高速道路、有料道路、国道、都道府県道といった道路の種別を表す情報や、道路の車線数、各車線の幅員、道路の勾配、道路の位置（経度、緯度、高さを含む３次元座標）、車線のカーブの曲率、車線の合流および分岐ポイントの位置、道路に設けられた標識等の情報が含まれる。第２地図情報６２は、通信装置２０を用いて他装置にアクセスすることにより、随時、アップデートされてよい。

車両センサ７０は、自車両Ｍの速度を検出する車速センサ、加速度を検出する加速度センサ、鉛直軸回りの角速度を検出するヨーレートセンサ、自車両Ｍの向きを検出する方位センサ等を含む。

運転操作子８０は、例えば、アクセルペダル、ブレーキペダル、シフトレバー、ステアリングホイールその他の操作子を含む。運転操作子８０には、操作量あるいは操作の有無を検出するセンサが取り付けられており、その検出結果は、自動運転制御ユニット１００、もしくは、走行駆動力出力装置２００、ブレーキ装置２１０、およびステアリング装置２２０のうち一方または双方に出力される。

自動運転制御ユニット１００は、例えば、第１制御部１２０と、第２制御部１４０とを備える。第１制御部１２０と第２制御部１４０は、それぞれ、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することで実現される。また、以下に説明する第１制御部１２０と第２制御部１４０の機能部のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）などのハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。自動運転制御ユニット１００は、「車両制御装置」の一例である。

第１制御部１２０は、例えば、外界認識部１２１と、自車位置認識部１２２と、行動計画生成部１２３とを備える。外界認識部１２１は、物体種別判別部１２１Ａを備える。また、行動計画生成部１２３は、エッジ想定部１２３Ａと、将来位置予測部１２３Ｂと、評価部１２３Ｃとを備える。物体種別判別部１２１Ａと、エッジ想定部１２３Ａと、将来位置予測部１２３Ｂと、評価部１２３Ｃとを合わせたものが、経路決定装置の一例である。

外界認識部１２１は、カメラ１０、レーダ装置１２、およびファインダ１４から物体認識装置１６を介して入力される情報に基づいて、自車両Ｍの周辺にある物体の位置、および速度、加速度等の状態を認識する。物体の位置は、その物体の重心やコーナー等の代表点で表されてもよいし、表現された領域で表されてもよい。物体の「状態」とは、物体両の加速度やジャーク、あるいは「行動状態」（例えば車線変更をしている、またはしようとしているか否か）を含んでもよい。

また、外界認識部１２１の物体種別判別部１２１Ａは、物体の種別（大型車両、普通車両、トラック、二輪車、歩行者、ガードレールや電柱、駐車車両など）を判別する。物体種別判別部１２１Ａは、例えば、カメラ１０により撮像される物体のサイズや形状、レーダ装置１２における受信強度、その他の情報に基づいて、物体の種別を判別する。

自車位置認識部１２２は、例えば、自車両Ｍが走行している車線（走行車線）、並びに走行車線に対する自車両Ｍの相対位置および姿勢を認識する。自車位置認識部１２２は、例えば、第２地図情報６２から得られる道路区画線のパターン（例えば実線と破線の配列）と、カメラ１０によって撮像された画像から認識される自車両Ｍの周辺の道路区画線のパターンとを比較することで、走行車線を認識する。この認識において、ナビゲーション装置５０から取得される自車両Ｍの位置やＩＮＳによる処理結果が加味されてもよい。

そして、自車位置認識部１２２は、例えば、走行車線に対する自車両Ｍの位置や姿勢を認識する。図２は、自車位置認識部１２２により走行車線Ｌ１に対する自車両Ｍの相対位置および姿勢が認識される様子を示す図である。自車位置認識部１２２は、例えば、自車両Ｍの基準点（例えば重心）の走行車線中央ＣＬからの乖離ＯＳ、および自車両Ｍの進行方向の走行車線中央ＣＬを連ねた線に対してなす角度θを、走行車線Ｌ１に対する自車両Ｍの相対位置および姿勢として認識する。なお、これに代えて、自車位置認識部１２２は、自車線Ｌ１のいずれかの側端部に対する自車両Ｍの基準点の位置などを、走行車線に対する自車両Ｍの相対位置として認識してもよい。自車位置認識部１２２により認識される自車両Ｍの相対位置は、推奨車線決定部６１および行動計画生成部１２３に提供される。

行動計画生成部１２３は、推奨車線決定部６１により決定されて推奨車線を走行するように、且つ、自車両Ｍの周辺状況に対応できるように、自動運転において順次実行されるイベントを決定する。イベントには、例えば、一定速度で同じ走行車線を走行する定速走行イベント、前走車両に追従する追従走行イベント、前走車両を追い越す追い越しイベント、障害物を回避する回避イベント、車線変更イベント、合流イベント、分岐イベント、緊急停止イベント、自動運転を終了して手動運転に切り替えるためのハンドオーバイベントなどがある。また、これらのイベントの実行中に、自車両Ｍの周辺状況（周辺車両や歩行者の存在、道路工事による車線狭窄など）に基づいて、回避のための行動が計画される場合もある。

行動計画生成部１２３は、エッジ想定部１２３Ａ、将来位置予測部１２３Ｂ、および評価部１２３Ｃの機能によって、自車両Ｍが将来走行する目標軌道を生成する。各機能部の詳細については後述する。目標軌道は、例えば、速度要素を含んでいる。例えば、目標軌道は、自車両Ｍの到達すべき地点（軌道点）を順に並べたものとして表現される。軌道点は、所定の走行距離ごとの自車両Ｍの到達すべき地点であり、それとは別に、所定のサンプリング時間（例えば０コンマ数［ｓｅｃ］程度）ごとの目標速度および目標加速度が、目標軌道の一部として生成される。また、軌道点は、所定のサンプリング時間ごとの、そのサンプリング時刻における自車両Ｍの到達すべき位置であってもよい。この場合、目標速度や目標加速度の情報は軌道点の間隔で表現される。

図３は、推奨車線に基づいて目標軌道が生成される様子を示す図である。図示するように、推奨車線は、目的地までの経路に沿って走行するのに都合が良いように設定される。行動計画生成部１２３は、推奨車線の切り替わり地点の所定距離手前（イベントの種類に応じて決定されてよい）に差し掛かると、車線変更イベント、分岐イベント、合流イベントなどを起動する。各イベントの実行中に、障害物を回避する必要が生じた場合には、図示するように回避軌道が生成される。

第２制御部１４０は、走行制御部１４１を備える。走行制御部１４１は、行動計画生成部１２３によって生成された目標軌道を、予定の時刻通りに自車両Ｍが通過するように、走行駆動力出力装置２００、ブレーキ装置２１０、およびステアリング装置２２０を制御する。

走行駆動力出力装置２００は、車両が走行するための走行駆動力（トルク）を駆動輪に出力する。走行駆動力出力装置２００は、例えば、内燃機関、電動機、および変速機などの組み合わせと、これらを制御するＥＣＵとを備える。ＥＣＵは、走行制御部１４１から入力される情報、或いは運転操作子８０から入力される情報に従って、上記の構成を制御する。

ブレーキ装置２１０は、例えば、ブレーキキャリパーと、ブレーキキャリパーに油圧を伝達するシリンダと、シリンダに油圧を発生させる電動モータと、ブレーキＥＣＵとを備える。ブレーキＥＣＵは、走行制御部１４１から入力される情報、或いは運転操作子８０から入力される情報に従って電動モータを制御し、制動操作に応じたブレーキトルクが各車輪に出力されるようにする。ブレーキ装置２１０は、運転操作子８０に含まれるブレーキペダルの操作によって発生させた油圧を、マスターシリンダを介してシリンダに伝達する機構をバックアップとして備えてよい。なお、ブレーキ装置２１０は、上記説明した構成に限らず、走行制御部１４１から入力される情報に従ってアクチュエータを制御して、マスターシリンダの油圧をシリンダに伝達する電子制御式油圧ブレーキ装置であってもよい。

ステアリング装置２２０は、例えば、ステアリングＥＣＵと、電動モータとを備える。電動モータは、例えば、ラックアンドピニオン機構に力を作用させて転舵輪の向きを変更する。ステアリングＥＣＵは、走行制御部１４１から入力される情報、或いは運転操作子８０から入力される情報に従って、電動モータを駆動し、転舵輪の向きを変更させる。

［経路解析に基づく軌道決定］
以下、行動計画生成部１２３による目標軌道生成手法の一例について説明する。以下に説明する手法は、例えば、前述した各種イベントのうち一部のイベントが起動しているときに実行される。

（ノードとエッジ）
図４は、ノードとエッジについて説明するための図である。行動計画生成部１２３のエッジ想定部１２３Ａは、まず、自車両Ｍの進行方向側の処理対象となる区間（以下、評価区間）Ａ１における対象車線内の路面領域に、進行方向Ｓと道路幅方向Ｗにそれぞれ間隔をもって仮想的なノードＮＤを想定（設定）し、更に、ノードＮＤを接続するエッジＥＤを想定（設定）する。「想定する」とは、例えば、そのノードＮＤおよびエッジＥＤの座標情報をＲＡＭなどのメモリに設定することをいう。コンピュータ処理において、例えば、ノードＮＤはＸＹ座標で表され、エッジＥＤは両端のノードのＸＹ座標または識別情報で表される。また、評価区間Ａ１は、車両制御の上で適切なサイズを有する区間である。

エッジ想定部１２３Ａは、自車両Ｍの進行方向Ｓに関して、例えば、所定距離ごとにノードＮＤを想定する。或いは、エッジ想定部１２３Ａは、自車両Ｍの進行方向Ｓに関して、所定時間ごとに自車両Ｍが到達する距離ごとにノードＮＤを想定する。また、エッジ想定部１２３Ａは、道路幅方法Ｗに関して、例えば、車線ごとに、車線の中央に位置するようにノードＮＤを想定する。以下の説明では、図４において丸内に１と表記したノードＮＤをノード（１）、ノード（１）とノード（４）を接続するエッジＥＤをエッジ（１，４）などと表現することがある。

エッジＥＤは、進行方向Ｓまたは道路幅方向Ｗに関して隣接するノードＮＤの間にのみ設定されてもよいし、全てのノードＮＤの組み合わせについて設定されてもよい。後者の場合、隣接しないノードＮＤ間のエッジについては、後述するコストを十分に大きくすることで経路を構成するエッジから除外する。以下の説明では後者の手法を採用するものとする。なお、図４は説明を簡易化するために直線路で表しているが、カーブに関しても、何らかの変換処理を介することで同様の処理を行うことができる。

将来位置予測部１２３Ｂは、外界認識部１２１により認識された物体（特に周辺車両）の将来の位置を予測する。将来位置予測部１２３Ｂは、例えば、物体が等速運動をするものとして物体の将来の位置を予測する。これに代えて、将来位置予測部１２３Ｂは、物体が等加速度運動、等ジャーク運動をするものとして物体の将来の位置を予測してもよい。また、将来位置予測部１２３Ｂは、例えば、所定時間ごと、或いは自車両Ｍが進行方向Ｓに１ノードＮＤ分移動するごとの将来のタイミングについて、物体の将来の位置を予測する。自車両Ｍが目標軌道候補において進行方向Ｓに１グリッド分移動するのに所要する時間は、自車両Ｍの将来の速度変化に依存するが、将来位置予測部１２３Ｂは、例えば、自車両Ｍが等速運動、等加速度運動、等ジャーク運動、或いは確率統計モデルから計算される予測運動モデルに基づく運動など、予測可能な任意の運動をするものとして、将来のタイミングを定める。

評価部１２３Ｃは、エッジＥＤを連ねた経路を評価する。評価部１２３Ｃは、例えば、エッジＥＤの組み合わせで生成し得る全ての経路について評価を行う。例えば、図４の例において自車両Ｍの現在位置はノード（２）に該当する。

評価区間Ａ１の終端における目標車線が予め指定されていない場合、ノード（１６）、ノード（１７）、ノード（１８）のいずれもが最終のノードＮＤ（以下、終端ノードと称する）となり得る。この場合、評価部１２３Ｃは、ノード（２）からノード（１６）に至る全てのエッジＥＤの組み合わせ、ノード（２）からノード（１７）に至る全てのエッジＥＤの組み合わせ、および、ノード（２）からノード（１８）に至る全てのエッジＥＤの組み合わせを想定し、それらの全てについてエッジＥＤごとのコストの合計に基づく評価を行う。ノード（２）からノード（１６）に至る全てのエッジＥＤの組み合わせには、例えば、［エッジ（２，１）−（１，４）−（４，７）−（７−１０）−（１０，１３）−（１３，１６）］、［エッジ（２，５）−（５，８）−（８，７）−（７−１０）−（１０，１３）−（１３，１６）］などがある。ここで、「目標車線が予め指定されていない場合」とは、前述した「推奨車線」は決定されているものの、制御の上で必ずしも推奨車線を走行する必要が無い場合を含んでよい。以下、この状態を「フリー走行中」と称する場合がある。

一方、評価区間Ａ１の終端における目標車線が予め指定されている場合、評価部１２３Ｃは、ノード（２）から目標車線に対応する終端ノードに至る全てのエッジＥＤの組み合わせを想定し、それらの全てについてエッジＥＤごとのコストの合計に基づく評価を行う。「目標車線が予め指定されている場合」とは、例えば、目的地に向かうために本線から分岐路に退出する必要があり、分岐路側の車線を目標車線に設定して走行する場合である。分岐イベントや車線変更イベントが起動している場合と考えてもよい。

ここで、エッジＥＤを連ねた経路を想定する際には、「連続して選択されるエッジＥＤ同士はノードＮＤで接続されている」、「後戻りはしない（例えば、ノード（５）からノード（２）に移動しない、あるいはノード（５）からノード（４）に移動した後、再度ノード（５）には移動しない）」といった規則が適用される。

評価部１２３Ｃは、外界認識部１２１により認識された物体の位置、外界認識部１２１により認識された物体の位置に基づき将来位置予測部１２３Ｂにより予測された物体の将来位置などに基づいて、エッジＥＤに対してコストを付与する。評価部１２３Ｃは、コストの計算のため、まずＮＧノードを設定する。

（ＮＧノード）
図５および図６は、ＮＧノードの設定手法について説明するための図である。以下の説明では、「物体」の代表例として「周辺車両ｍ」を例示して説明する。図中、時刻［ｔ０］は、対象区画を設定した時点（初期時点）である。また、将来の時刻［ｔ１］、［ｔ２］、…に関して、上記のように自車両Ｍと周辺車両ｍの将来の位置が予測されているものとする。各時刻に関して、周辺車両ｍの周囲にＮＧゾーンが設定される。ＮＧゾーンの設定手法については後述する。

時刻［ｔ１］において、自車両Ｍの代表点（例えば前端部の車幅方向に関して中央部）は、ＮＧゾーンに進入していない。このため、時刻［ｔ１］における自車両Ｍの位置に最も近いノード（５）はＮＧノードにならない。

時刻［ｔ２］において、自車両Ｍの代表点は、ＮＧゾーンに進入していない。このため、時刻［ｔ２］における自車両Ｍの位置に最も近いノード（８）はＮＧノードにならない。

時刻［ｔ３］において、自車両Ｍの代表点は、ＮＧゾーンに進入している。このため、時刻［ｔ３］における自車両Ｍの位置に最も近いノード（１１）はＮＧノードになる。

時刻［ｔ４］において、自車両Ｍの代表点は、ＮＧゾーンに進入している。このため、時刻［ｔ４］における自車両Ｍの位置に最も近いノード（１４）はＮＧノードになる。

時刻［ｔ５］において、自車両Ｍの代表点は、ＮＧゾーンに進入している。このため、時刻［ｔ５］における自車両Ｍの位置に最も近いノード（１７）はＮＧノードになる。

図５および図６は、自車両Ｍが同じ車線を走行することを想定して説明したものであるが、自車両Ｍが車線変更をすることを想定し、車線変更した先の車線に存在する周辺車両ｍについても同様に判定が行われる。すなわち、全てのノードＮＤについて、ＮＧノードとなるか否かが判定される。

（エッジコストテーブル）
評価部１２３Ｃは、以下に説明する手法によって、エッジＥＤにスコアを付与する。エッジＥＤに対して付与されるスコアについて説明するため、エッジコストテーブルなる概念を導入する。エッジコストテーブルは、ＲＡＭなどに配列として確保されてもよいし、その他の形式（例えばリスト形式）でデータとして保持されてもよい。以下の説明では、エッジコストテーブルが段階的に更新される処理が行われるかのように説明するが、これは便宜的なものであり、評価部１２３Ｃは、これらと同様な処理を行う限り、如何なる手順で処理を行ってもよい。

図７は、エッジコストテーブルの初期状態を示す図である。エッジコストテーブルの縦横のラベルはノードＮＤのナンバーを示している。また、エッジコストテーブルの各項目の単位は、例えば［ｍ］で表される距離である。まず、評価部１２３Ｃは、全てのエッジＥＤの組み合わせに対して十分に大きい値を設定する。図中、「ｅ５」と記載されているのは「１０の５乗」を意味するものとする。

図８は、エッジコストテーブルの第２段階の状態を示す図である。評価部１２３Ｃは、進行方向Ｓまたは道路幅方向Ｗに隣接するノードＮＤ同士を接続するエッジＥＤに対して、エッジＥＤの距離に応じた値（図中、「ｄｉｓ」）を設定する。

図９は、エッジコストテーブルの第３段階の状態を示す図である。評価部１２３Ｃは、ＮＧノードに接続されたエッジＥＤに、大き目のコストを設定する。図５および図６の例では、ＮＧノードはノード（１１）、（１４）、（１７）である。従って、これに接続されたエッジ（８，１１）、（１０，１１）などに大き目のコストが設定される。図中、「ｅ２」と記載されているのは「１０の２乗」を意味するものとする。従って「６ｅ２」は６００［ｍ］に相当する。６００［ｍ］は、例えば評価区間Ａ１の長さと近い値である。これによって、ＮＧノードに進入しにくくすることができる。

図１０は、エッジコストテーブルの第４段階の状態を示す図である。評価部１２３Ｃは、進行方向Ｓに関してＮＧノードに隣接するノードＮＤに対して、道路幅方向Ｗに接続されたエッジＥＤに、小さ目のコスト（例えば、「ｄｉｓ−α（固定値）」）を設定する。これによって、ＮＧノードを回避する走行をしやすくすることができる。図５および図６の例では、ノード（１１）、（１４）、（１７）がＮＧノードであるため、進行方向Ｓに関してノード（１１）に隣接するノード（８）が、これに該当する。図１０において、ノード（８）に対して、道路幅方向Ｗに接続されるエッジ（７，８）とエッジ（８，９）に対して小さ目のコストが設定される。

以上をまとめると、エッジＥＤに対して設定されるコストの大小関係は、以下の順で表される。なお、コストは下記の４種類に限らず、後述するように周辺車両ｍの車線内での偏り等に基づいて調整されてよい。
＜＜大＞＞
（Ａ）隣接しないノードＮＤ同士を接続するエッジＥＤ。
（Ｂ）ＮＧノードに接続されるエッジＥＤ。
（Ｃ）隣接するノードＮＤ同士を接続するエッジＥＤであって、（Ｂ）または（Ｃ）に該当しないもの。
（Ｄ）進行方向Ｓに関してＮＧノードに隣接するノードＮＤに対して、道路幅方向Ｗに接続されたエッジＥＤ。
＜＜小＞＞

エッジＥＤに対してコストを設定すると、評価部１２３Ｃは、以下のいずれかによって経路を選択する。フリー走行中である場合、評価部１２３Ｃは、ノード（２）から評価区間Ａ１の終端における全てのノードＮＤ（図４の例では（１６）、（１７）、（１８））への全ての経路について、経路を構成するエッジＥＤのコストの合計を計算する（評価する）。そして、最も合計のコストが小さい経路を、自車両Ｍが走行すべき経路として決定する。但し、計算した合計のコストが、いずれも閾値以上である場合、評価部１２３Ｃは、追い越しや車線変更を行わない追従走行が好ましい旨を決定する。

一方、予め目標車線が指定されている場面、評価部１２３Ｃは、ノード（２）から評価区間Ａ１の終端における目標車線に対応するノードＮＤ（ゴールノード）への全ての経路について、経路を構成するエッジＥＤのコストの合計を計算する（評価する）。そして、最も合計のコストが小さい経路を、自車両Ｍが走行すべき経路として決定する。上記と同様に、計算した合計のコストが、いずれも閾値以上である場合、評価部１２３Ｃは、追い越しや車線変更を行わない追従走行が好ましい旨を決定する。

図１１は、ゴールノードを（１６）とした場合に決定される経路を例示した図である。図示するように評価部１２３Ｃは、ＮＧノードであるノード（１１）の手前のノード（８）からゴールノード側に車線変更し、そのまま直進する経路（通過ノードは（２）、（５）、（８）、（７）、（１０）、（１３）、（１６））を選択する。

評価部１２３Ｃによって経路が決定されると、行動計画生成部１２３は、決定された経路上の各ノードＮＤになるべく接近すると共に、スプライン関数などで表される滑らかな曲線を生成し、その曲線上に、前述した軌道点を設定する。これによって、経路解析に基づく軌道決定が実現される。図１２は、経路に基づいて生成される曲線Ｃの一例を示す図である。なお、「曲線」には直線部分が含まれてもよい。

（ＮＧゾーンの計算）
ここで、ＮＧゾーンの設定手法について説明する。図１３は、進行方向Ｓに関するＮＧゾーンの設定手法について説明するための図である。以下の説明において、自車両の速度をｖ_ｅｇｏ、周辺車両ｍの速度をｖ_{ｏｔｈｅｒ}、余裕距離をｍａｒｇｉｎ、第１所定時間をｔ_ＬＣとする。余裕距離ｍａｒｇｉｎには、例えば、自車両Ｍの前後方向の長さに近い値を設定すると好適である。また、第１所定時間ｔ_ＬＣとして、２［ｓｅｃ］程度の値を設定すると好適である。

評価部１２３Ｃは、例えば、式（１）に基づいて、周辺車両ｍの前方側におけるＮＧゾーンの長さＮＧ_ｓｆを計算し、式（２）に基づいて、周辺車両ｍの後方側におけるＮＧゾーンの長さＮＧ_ｓｒを計算する。ここでは、自車両の進行方向の速度をｖ_ｘｅｇｏ、周辺車両ｍの進行方向の速度をｖ_{ｘｏｔｈｅｒ}としている。
ＮＧ_ｓｆ＝ｖ_{ｘｏｔｈｅｒ}×ｔ_ＬＣ＋ｍａｒｇｉｎ …（１）
ＮＧ_ｓｒ＝ｖ_ｘｅｇｏ×ｔ_ＬＣ＋ｍａｒｇｉｎ …（２）

図１４は、道路幅方向Ｗに関するＮＧゾーンの設定手法について説明するための図（その１）である。ここでは、自車両Ｍの道路幅方向の速度をｖ_ｙｅｇｏ、周辺車両ｍの道路幅方向の速度をｖ_{ｙｏｔｈｅｒ}、周辺車両ｍの車幅をＶＷ、第２所定時間をｔ_ｗ、車線幅の半分の長さをＣＷＨ、周辺車両ｍの前後方向軸をＣｍとする。

（（自車両と周辺車両が同一車線にいる場合））
（ａ）まず、周辺車両ｍの道路幅方向の速度がゼロである（または基準よりも小さい）場合について説明する。この場合、評価部１２３Ｃは、例えば、式（３）に基づいて、周辺車両ｍの前後方向軸Ｃｍから見て左側におけるＮＧゾーンの幅ＮＧ_ｗｌを計算し、式（４）に基づいて、周辺車両ｍの前後方向軸Ｃｍから見て右側におけるＮＧゾーンの幅ＮＧ_ｗｒを計算する。一定値ｃｏｎｓｔは、例えば、車線幅の半分の長さＣＷＨと一致させる。また、ｃ（ＶＷ）は、周辺車両ｍの車幅ＶＷをパラメータとし、車幅（ＶＷ）が増加すると増加する傾向を示す関数である。図１５は、関数ｃ（ＶＷ）の一例を示す図である。図示するように、関数ｃ（ＶＷ）は、車幅ＶＷが閾値（例えば１．７［ｍ］）未満である場合は一定値を示し、車幅ＶＷが閾値を超えると徐々に増加する傾向を有する。

ｃ（ＶＷ）は、周辺車両ｍの車幅ＶＷの増加に応じて増加する傾向の関数である。従って、評価部１２３Ｃは、周辺車両ｍのサイズが大きい場合、周辺車両ｍの周辺のエッジに付与するコストを大きくすることになる。

（ｂ）次に、周辺車両ｍの道路幅方向の速度がゼロでない（または基準よりも大きい）場合について説明する。なお、本段落の説明は、次段落で説明する場合を除く。図１６は、道路幅方向Ｗに関するＮＧゾーンの設定手法について説明するための図（その２）である。この場合、評価部１２３Ｃは、例えば、式（５）に基づいて、周辺車両ｍの前後方向軸Ｃｍから見て左側におけるＮＧゾーンの幅ＮＧ_ｗｌを計算し、式（６）に基づいて、周辺車両ｍの前後方向軸Ｃｍから見て右側におけるＮＧゾーンの幅ＮＧ_ｗｒを計算する。すなわち、評価部１２３Ｃは、周辺車両ｍの道路幅方向の速度の向かう側のＮＧゾーンの幅ＮＧ_ｗｌを、反対側のＮＧゾーンの幅ＮＧ_ｗｒよりも大きく設定してよい。

（ｃ）次に、自車両Ｍの道路幅方向の速度がゼロでなく（または基準よりも大きく）、且つ、周辺車両ｍの道路幅方向の速度がゼロでなく（または基準よりも大きく）、これらが同じ方向である場合について説明する。係る場合を除き、上記（ａ）、（ｂ）のいずれかに分類されてよい。図１７は、道路幅方向Ｗに関するＮＧゾーンの設定手法について説明するための図（その３）である。この場合、評価部１２３Ｃは、例えば、式（７）に基づいて、周辺車両ｍの前後方向軸Ｃｍから見て左側におけるＮＧゾーンの幅ＮＧ_ｗｌを計算し、式（８）に基づいて、周辺車両ｍの前後方向軸Ｃｍから見て右側におけるＮＧゾーンの幅ＮＧ_ｗｒを計算する。すなわち、評価部１２３Ｃは、周辺車両ｍの道路幅方向の速度の向かう側のＮＧゾーンの幅ＮＧ_ｗｌをｖ_{ｙｏｔｈｅｒ}に基づいて決定し、反対側のＮＧゾーンの幅ＮＧ_ｗｒをｖ_ｙｅｇｏに基づいて決定してよい。

式（３）〜（８）は、自車両Ｍと周辺車両ｍが同一車線にいる場合、すなわち自車両Ｍの道路幅方向の位置ｙ_ｅｇｏ≒周辺車両ｍの道路幅方向の位置ｙ_{ｏｔｈｅｒ}であることを前提としている。これに加えて、評価部１２３Ｃは、自車両Ｍと周辺車両ｍが異なる車線にいる場合、すなわちｙ_ｅｇｏ≠ｙ_{ｏｔｈｅｒ}である場合には、式（３）〜（８）に基づく計算とは異なる計算を行ってもよい。

（（自車両と周辺車両が異なる車線にいる場合））
この場合、評価部１２３Ｃは、（Ａ）自車両Ｍ、周辺車両ｍ共に道路幅方向の速度がゼロである（または基準よりも小さい）場合、および、（Ｂ）自車両Ｍ、周辺車両ｍの一方又は双方が道路幅方向の速度を持つが、その速度が離れていく方向の速度である場合、特に道路幅方向の速度を考慮せず、ＮＧ_ｗｌ＝ＮＧ_ｗｒ＝ｃ（ＶＷ）・ｃｏｎｓｔとすればよい。

（Ｃ）従って、評価部１２３Ｃは、自車両Ｍと周辺車両ｍが異なる車線にいる場合において、自車両Ｍまたは周辺車両ｍのどちらか一方又は双方が道路幅方向の速度を持ち、その速度が自車両Ｍと周辺車両ｍが近づく方向の速度である場合に、以下のようにＮＧゾーンの幅ＮＧ_ｗｌ、ＮＧ_ｗｒを設定する。

図１８は、道路幅方向Ｗに関するＮＧゾーンの設定手法について説明するための図（その４）である。図示する例は、自車両Ｍと周辺車両ｍが異なる車線にいる場合において、自車両Ｍの道路幅方向の速度ｖ_ｙｅｇｏ＝０、かつ周辺車両ｍの道路幅方向の速度Ｖｙ_{ｏｔｈｅｒ}が大きさを持ち、且つ自車両Ｍの走行車線に向かう方向である場合の例である。この場合、評価部１２３Ｃは、例えば、式（９）、（１０）に基づいて、ＮＧゾーンの幅ＮＧ_ｗｌとＮＧ_ｗｒを計算し、ＮＧ_ｗｌをｃ（ＶＷ）・ｃｏｎｓｔよりも大きめに設定する。

図１９は、道路幅方向Ｗに関するＮＧゾーンの設定手法について説明するための図（その５）である。図示する例は、自車両Ｍと周辺車両ｍが異なる車線にいる場合において、周辺車両ｍの道路幅方向の速度Ｖｙ_{ｏｔｈｅｒ}＝０、かつ自車両Ｍの道路幅方向の速度ｖ_ｙｅｇｏが大きさを持ち、且つ周辺車両ｍの走行車線に向かう方向である場合の例である。この場合、評価部１２３Ｃは、例えば、式（１１）、（１２）に基づいて、ＮＧゾーンの幅ＮＧ_ｗｌとＮＧ_ｗｒを計算し、ＮＧ_ｗｒをｃ（ＶＷ）・ｃｏｎｓｔよりも大きめに設定する。

図２０は、道路幅方向Ｗに関するＮＧゾーンの設定手法について説明するための図（その６）である。図示する例は、自車両Ｍと周辺車両ｍが異なる車線にいる場合において、周辺車両ｍの道路幅方向の速度Ｖｙ_{ｏｔｈｅｒ}と、自車両Ｍの道路幅方向の速度ｖ_ｙｅｇｏが大きさを持ち、且つそれらが互いに近づく方向である場合の例である。この場合、評価部１２３Ｃは、例えば、式（１３）、（１４）に基づいて、ＮＧゾーンの幅ＮＧ_ｗｌとＮＧ_ｗｒを計算し、ＮＧ_ｗｌをｃ（ＶＷ）・ｃｏｎｓｔよりも大きめに設定する。

また、式（１）〜（１４）の関係から、ＮＧゾーンの長さＮＧ_ｓｆとＮＧゾーンの幅ＮＧ_ｗｌ、ＮＧ_ｗｒの関係は、周辺車両ｍの向きの道路に対する傾き（ｖ_{ｙｏｔｈｅｒ}／ｖ_{ｘｏｔｈｅｒ}）に依存することが分かる。従って、評価部１２３Ｃは、周辺車両ｍの向きの道路に対する傾きに基づいてＮＧゾーンを設定し、ひいてはコストを決定することになる。

ＮＧゾーンは、自車両Ｍの後方に存在する周辺車両ｍにも適用される。すなわち、後方から自車両Ｍよりも高速で周辺車両ｍが接近する場合、自車両Ｍは、その周辺車両ｍの前方側のＮＧゾーンに追いつかれないように、車線変更または加速するように制御される。

係る処理によって、周辺車両ｍの道路幅方向Ｗに沿った運動に基づいてＮＧゾーンを設定し、周辺車両ｍが車線変更して来るかも知れない箇所に関してはコストを高く設定し、そこを走行しない方向で経路を決定することができる。

（周辺車両の位置偏りによるコストおよびノードの位置の修正）
図２１は、周辺車両の位置偏りによるコストの修正について説明するための図である。図示するように、周辺車両ｍの前後方向軸Ｃｍが、車線の中央線から乖離して偏差ｅ_ｗが生じている場合、評価部１２３Ｃは、周辺車両ｍが寄っている側の車線上のエッジＥＤ（図ではエッジ（９，１２）、（１２，１５）、（１５，１８）に対し、偏差ｅ_ｗに基づく値を用いて増加方向にコストを修正する。例えば、評価部１２３Ｃは、式（１５）に示す補正値βを加算することで、該当するエッジＥＤに対するコストを修正する。式中、γは任意の係数である。
β＝γ×ｅ_ｗ／ＣＷＨ …（１５）

係る処理によって、周辺車両ｍが寄ることで窮屈な状態になっている部分に関してはコストを高く設定し、そこを走行しない方向で経路を決定することができる。

図２２は、周辺車両の位置偏りによるノードの位置の修正について説明するための図である。図示するように、周辺車両ｍの前後方向軸Ｃｍが、車線の中央線から乖離して偏差ｅ_ｗが生じている場合、エッジ想定部１２３Ａは、周辺車両ｍが寄っている側の車線上のノードＮＤが式（１６）に示す条件を満たす場合、そのノードＮＤの位置を、偏差ｅ_ｗと同じ側に、例えば偏差ｅ_ｗと同じ量だけ移動させる。式中のｔ_ｃは所定値であり、追いつき時間ｔ_{ｏｖｅｒｌａｐ}は、式（１７）によって計算される。式中、Ｄは自車両Ｍの代表点と周辺車両ｍの代表点との距離であり、εはゼロで除算することを防止するための微小な値である。式（１６）を満たすノードＮＤとは、自車両Ｍがその位置に到達したタイミングで自車両Ｍと周辺車両ｍとが所定以上に接近する関係にあるノードＮＤである。
ｔ_{ｏｖｅｒｌａｐ}−ｔ_ｃ≦（自車両Ｍのノードへの到達時間）≦ｔ_{ｏｖｅｒｌａｐ}＋ｔ_ｃ …（１６）
ｔ_{ｏｖｅｒｌａｐ}＝Ｄ／｛ｍａｘ（｜ｖ_ｘｅｇｏ−ｖ_{ｘｏｔｈｅｒ}｜，ε）｝ …（１７）

（処理フロー）
図２３は、自動運転制御ユニット１００により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。まず、外界認識部１２１や自車位置認識部１２２が、自車両Ｍの周辺状況を認識する（ステップＳ１００）。

次に、エッジ想定部１２３Ａが、対象区間Ａ１におけるノードＮＤとエッジＥＤを想定する（ステップＳ１０２）。次に、エッジ想定部１２３Ａは、道路幅方向Ｗに寄っている周辺車両ｍが存在するか否かを判定し（ステップＳ１０４）、存在する場合、ノードＮＤとエッジＥＤを修正する（ステップＳ１０６）。

次に、評価部１２３Ｃが、ＮＧノードとＮＧゾーンを設定し（ステップＳ１０８）、コストをエッジＥＤに付与する（ステップＳ１１０）。

次に、評価部１２３Ｃは、自車両Ｍがフリー走行中であるか否かを判定する（ステップＳ１１２）。評価部１２３Ｃは、自車両Ｍがフリー走行中である場合、全ての終端ノードに至る全ての経路を探索し（ステップＳ１１４）、フリー走行中でない場合、目標車線に対応する終端ノードに至る全ての経路を探索する（ステップＳ１１６）。評価部１２３Ｃは、最も合計コストの低い経路を選択し（ステップＳ１１８）、選択した経路の合計コストが閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。選択した経路の合計コストが閾値未満である場合、行動計画生成部１２３は、ステップＳ１１８で選択された経路に基づいて軌道を生成する（ステップＳ１２２）。一方、選択した経路の合計コストが閾値以上である場合、行動計画生成部１２３は、追従走行を行うことを決定する（ステップＳ１２４）。

（シミュレーション結果）
本出願の発明者は、上記説明した実施形態の機能をコンピュータ上で再現するシミュレーションを行った。以下にそのシミュレーション結果を示す。

図２４および図２５は、自車両Ｍが前方の周辺車両ｍを追い抜くための車線変更を行う様子を示す図である。時刻Ｔ０において、自車両Ｍの前方には、同じ車線上に周辺車両ｍ１が、右側車線に周辺車両ｍ２が存在する。周辺車両ｍ１およびｍ２の速度は自車両Ｍの速度よりも遅いため、自車両Ｍがこれらに接近すると予想される場所にＮＧノードが設定される。この結果、評価部１２３Ｃは、左側に車線変更する経路が最も合計コストが低いと判断し、図示する経路を生成する。走行制御部１４１は、生成された経路に基づく軌道を生成する。この結果、時刻Ｔ２からＴ３のあたりで自車両Ｍは左に旋回を開始し、時刻Ｔ６で左側車線への車線変更を完了する。そして、そのまま直進することで周辺車両ｍ１およびｍ２を追い抜くことが可能となる。

図２６および図２７は、自車両Ｍが前方の周辺車両ｍを追い抜くための車線変更を二回行う様子を示す図である。時刻Ｔ０において、左側車線を走行する自車両Ｍの前方には、同じ車線上に周辺車両ｍ３が、中央車線に周辺車両ｍ４が存在する。周辺車両ｍ３およびｍ４の速度は自車両Ｍの速度よりも遅いため、自車両Ｍがこれらに接近すると予想される場所にＮＧノードが設定される。この結果、評価部１２３Ｃは、中央車線に車線変更し、ついで右側車線に車線変更する経路が最も合計コストが低いと判断し、図示する経路を生成する。走行制御部１４１は、生成された経路に基づく軌道を生成する。この結果、時刻Ｔ１のあたりで自車両Ｍは右に旋回を開始し、時刻Ｔ４で中央車線への車線変更を完了する。更に、自車両Ｍは右への旋回を継続し、時刻Ｔ７で右側車線への車線変更を完了する。そして、そのまま直進することで周辺車両ｍ３およびｍ４を追い抜くことが可能となる。

図２８および図２９は、自車両Ｍが、後方から接近する周辺車両ｍに対して道を空ける様子を示す図である。時刻Ｔ０において、右側車線を走行する自車両Ｍの後方には、同じ車線上に周辺車両ｍ６が、左側車線に周辺車両ｍ５が存在する（図では現れていないが、外界認識部１２１によって認識されているものとする）。周辺車両ｍ６の速度は自車両Ｍの速度よりも速いため、周辺車両ｍ６が自車両Ｍに追いつくと予想される場所にＮＧノードが設定される。この結果、評価部１２３Ｃは、中央車線に車線変更する経路が最も合計コストが低いと判断し、図示する経路を生成する。走行制御部１４１は、生成された経路に基づく軌道を生成する。この結果、時刻Ｔ４のあたりで自車両Ｍは左に旋回を開始し、時刻Ｔ７で中央車線への車線変更を完了する。この結果、周辺車両ｍ６は、そのまま直進することで自車両Ｍを追い抜くことが可能となる。

以上説明した実施形態の車両システム１（経路決定装置）によれば、自車両Ｍの周辺状況を認識し、自車両Ｍの進行方向側に、進行方向と道路幅方向にそれぞれ間隔をもって想定される仮想的なノードを接続するエッジを連ねた経路を、自車両の周辺状況に基づいてエッジに対して付与されるコストの合計に基づいて評価することにより、より迅速かつ適切に経路を決定することができる。

上記実施形態において、図４に示したように、ノードＮＤを格子状に想定することを例示したが、これに限らず、ノードＮＤは、進行方向と道路幅方向にそれぞれ間隔をもって想定されるものであれば、如何なる配置で想定されてもよい。図３０は、ノードＮＤおよびエッジＥＤの配置の他の例を示す図である。

以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。

１００ 自動運転制御ユニット
１００Ａ 運転支援ユニット
１２０ 第１制御部
１２１ 外界認識部
１２１Ａ 物体種別判別部
１２２ 自車位置認識部
１２３ 行動計画生成部
１２３Ａ エッジ想定部
１２３Ｂ 将来位置予測部
１２３Ｃ 評価部
１４０ 第２制御部
１４１ 走行制御部

Claims (10)

1. 自車両の周辺状況を認識する認識部と、
   前記自車両が将来走行する経路を評価する評価部であって、前記自車両の進行方向側に、前記進行方向と道路幅方向にそれぞれ間隔をもって想定される仮想的なノードを接続するエッジを連ねた前記経路を、前記認識部により認識された前記自車両の周辺状況に基づいて前記エッジに対して付与されるコストの合計に基づいて評価し、評価結果に基づいて経路を選択する評価部と、
   を備え、
   前記ノードは、前記道路幅方向に関して車線ごとに一つずつ想定される、
   経路決定装置。
2. 前記認識部は、前記自車両の周辺の物体の位置および状態を認識し、
   前記認識部により認識された前記物体の位置および状態に基づいて、前記物体の将来の位置を予測する予測部を更に備え、
   前記評価部は、前記予測部により予測された前記物体の将来の位置に基づいて、前記エッジにコストを付与する、
   請求項１記載の経路決定装置。
3. 自車両の周辺状況を認識する認識部と、
   前記自車両が将来走行する経路を評価する評価部であって、前記自車両の進行方向側に、前記進行方向と道路幅方向にそれぞれ間隔をもって想定される仮想的なノードを接続するエッジを連ねた前記経路を、前記認識部により認識された前記自車両の周辺状況に基づいて前記エッジに対して付与されるコストの合計に基づいて評価し、評価結果に基づいて経路を選択する評価部と、
   を備え、
   前記評価部は、評価区間の終端における目標車線が定められている場合、前記評価区間の終端において前記目標車線に到達できる経路のそれぞれについて評価を行う、
   経路決定装置。
4. 自車両の周辺状況を認識する認識部と、
   前記自車両が将来走行する経路を評価する評価部であって、前記自車両の進行方向側に、前記進行方向と道路幅方向にそれぞれ間隔をもって想定される仮想的なノードを接続するエッジを連ねた前記経路を、前記認識部により認識された前記自車両の周辺状況に基づいて前記エッジに対して付与されるコストの合計に基づいて評価し、評価結果に基づいて経路を選択する評価部と、
   を備え、
   前記評価部は、全ての経路について前記コストの合計が基準を超える場合、前走車両に追従して走行することを決定する、
   経路決定装置。
5. 自車両の周辺状況を認識する認識部と、
   前記自車両が将来走行する経路を評価する評価部であって、前記自車両の進行方向側に、前記進行方向と道路幅方向にそれぞれ間隔をもって想定される仮想的なノードを接続するエッジを連ねた前記経路を、前記認識部により認識された前記自車両の周辺状況に基づいて前記エッジに対して付与されるコストの合計に基づいて評価し、評価結果に基づいて経路を選択する評価部と、
   を備え、
   前記認識部は、前記自車両の周辺の物体の位置を認識し、
   前記評価部は、前記認識部により認識された前記物体の位置が車線中央から偏している場合、偏している先の車線に対応するエッジに付与するコストを大きくする、
   経路決定装置。
6. 前記認識部は、前記自車両の周辺の物体の位置およびサイズを認識し、
   前記評価部は、前記認識部により認識された前記物体のサイズが大きい場合、前記物体の周辺のエッジに付与するコストを大きくする、
   請求項１から５のうちいずれか１項記載の経路決定装置。
7. 前記認識部は、前記自車両の周辺の物体が移動する向きを認識し、
   前記評価部は、前記認識部により認識された向きに基づいて、前記物体の周辺のエッジに付与するコストを決定する、
   請求項１から６のうちいずれか１項記載の経路決定装置。
8. 請求項１から７のうちいずれか１項記載の経路決定装置と、
   前記経路決定装置の評価部により選択された経路に基づいて自車両を走行させる走行制御部と、
   を備える車両制御装置。
9. 車両に搭載されたコンピュータが、
   自車両の周辺状況を認識し、
   前記自車両の進行方向側に、前記進行方向と道路幅方向にそれぞれ間隔をもって想定される仮想的なノードを接続するエッジを連ねた経路を、前記認識された前記自車両の周辺状況に基づいて前記エッジに対して付与されるコストの合計に基づいて評価し、
   評価結果に基づいて経路を選択し、
   前記ノードは、前記道路幅方向に関して車線ごとに一つずつ想定される、
   経路決定方法。
10. 車両に搭載されたコンピュータに、
    自車両の周辺状況を認識させ、
    前記自車両の進行方向側に、前記進行方向と道路幅方向にそれぞれ間隔をもって想定される仮想的なノードを接続するエッジを連ねた経路を、前記認識された前記自車両の周辺状況に基づいて前記エッジに対して付与されるコストの合計に基づいて評価させ、
    評価結果に基づいて経路を選択させ、
    前記ノードは、前記道路幅方向に関して車線ごとに一つずつ想定される、
    プログラム。

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