JP6988637B2 - 自動運転進路決定装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動運転進路決定装置に関する。

従来、自動運転の進路決定に関する技術文献として、特許第４７３０３７８号公報が知られている。この公報には、車両の進路として複数の予測進路をグループとして生成し、他車両の位置などに基づいて予測進路グループごとの進路評価を行う装置が記載されている。

特許第４７３０３７８号公報

ところで、上述した従来の装置では、他車両などの移動体の位置に基づいて進路評価を行っているが、車線内を制限速度以下で走行するような標準状態の移動体と標準状態から逸脱した移動体と十分に考慮できていない。自動運転の進路の決定においては、標準状態を逸脱している移動体の方が車両の進路に与える影響が大きいと考えることができ、標準状態を逸脱している移動体について考慮することが望ましい。

そこで、本技術分野では、予め設定された標準状態から逸脱する逸脱移動体の数に基づいて適切に自動運転の進路を決定することができる自動運転進路決定装置を提供することが望まれている。

上記課題を解決するため、本発明の一態様は、車両の自動運転の進路を決定する自動運転進路決定装置であって、自車両の地図上の位置と地図情報とに基づいて、車両の自動運転の標準進路を生成する標準進路生成部と、車両の他の移動体の地図上の位置及び速度を少なくとも含む移動体挙動を検出する移動体挙動検出部と、移動体挙動と地図情報とに基づいて、予め設定された標準状態から逸脱する移動体である逸脱移動体を検出する逸脱移動体検出部と、標準進路に干渉する逸脱移動体の数である逸脱移動体数を算出する逸脱移動体数算出部と、逸脱移動体数に基づいて、標準進路を自動運転の進路とするか否かを決定する進路決定部と、車両の地図上の位置と地図情報と車両の車外環境と車両の走行状態とに基づいて、車両の自動運転の緊急用進路を生成する緊急用進路生成部と、を備え、進路決定部は、逸脱移動体数が第１の値未満である場合に、標準進路を自動運転の進路とし、逸脱移動体数が第１の値より大きい値である場合に、緊急用進路を自動運転の進路とする。

本発明の一態様に係る自動運転進路決定装置によれば、移動体挙動と地図情報とに基づいて、予め設定された標準状態から逸脱する逸脱移動体を検出すると共に、標準進路に干渉する逸脱移動体の数である逸脱移動体数を算出し、逸脱移動体数に基づいて標準進路を自動運転の進路とするか否かを決定するので、標準進路に干渉する逸脱移動体数を考慮しない場合と比べて、適切に自動運転の進路を決定することができる。

本発明の一態様の自動運転進路決定装置において、移動体挙動と地図情報とに基づいて、移動体の挙動の予測である移動体挙動予測を演算する挙動予測演算部を更に備え、逸脱移動体検出部は、移動体挙動と移動体挙動予測と地図情報とに基づいて、逸脱移動体を検出してもよい。
この自動運転進路決定装置によれば、移動体挙動予測を用いることにより、未だ標準状態から逸脱していない移動体も予め逸脱移動体として検出することが可能となるので、より適切に自動運転の進路を決定することができる。

本発明の一態様の自動運転進路決定装置において、走行効率を優先する効率優先進路を生成する効率優先進路生成部を更に備え、進路決定部は、逸脱移動体数が第１の値である場合に、効率優先進路を自動運転の進路としてもよい。
この自動運転進路決定装置によれば、逸脱移動体数が第１の値である場合に、効率優先進路を自動運転の進路にすることができる。

本発明の一態様の自動運転進路決定装置において、車両の周辺状況の変化の抑制を優先する変化抑制進路を生成する変化抑制進路生成部を更に備え、進路決定部は、逸脱移動体数に基づいて変化抑制進路を自動運転の進路とするか否かを決定してもよい。
この自動運転進路決定装置によれば、逸脱移動体数に基づいて車両の周辺状況の変化の抑制を優先する変化抑制進路を自動運転の進路とするか否かを適切に決定することができる。

本発明の一態様の自動運転進路決定装置において、逸脱移動体数算出部は、車両の周囲で逸脱移動体ではない移動体のうち、予め設定された数の移動体を逸脱移動体と仮定して逸脱移動体数の算出を行ってもよい。
この自動運転進路決定装置によれば、車両の周囲で予め設定された数の移動体を逸脱移動体と仮定して逸脱移動体数の算出を行うことで、標準状態であった移動体が標準状態から逸脱した場合に対応可能となる自動運転の進路の決定を行うことができる。

以上説明したように、本発明の一態様によれば、逸脱移動体数に基づいて適切に自動運転の進路を決定することができる。

第１実施形態の自動運転進路決定装置を示すブロック図である。 第１実施形態の進路生成処理の一例を示すフローチャートである。 第１実施形態の進路決定処理の一例を示すフローチャートである。 第２実施形態の自動運転進路決定装置を示すブロック図である。 第２実施形態の進路決定処理の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

［第１実施形態］
図１に示す第１実施形態の自動運転進路決定装置１００は、車両に搭載され、車両の自動運転の進路を決定する装置である。車両の自動運転の進路［trajectory］には、車両の走行する経路［path］と車両の速度とが含まれる。ここでは、自動運転の進路として、数秒〜数分間に車両が走行する進路を想定している。

自動運転とは、例えば、自車両の走行する道路に沿って自動で車両を走行させる運転状態である。自動運転には、例えば、運転者が運転操作をすることなく、予め設定された目的地に向かって自動で自車両を走行させる運転状態が含まれる。自動運転には、ＳＡＥ［Society of Automotive Engineers］Ｊ３０１６における自動運転レベル２〜自動運転レベル４が含まれる。自動運転進路決定装置１００は自動運転システムの一部であってもよい。

〈第１実施形態の自動運転進路決定装置の構成〉
以下、第１実施形態の自動運転進路決定装置１００の構成について図面を参照して説明する。図１に示すように、自動運転進路決定装置１００は、システムを統括的に管理するＥＣＵ[Electronic Control Unit]１０を備えている。ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ[CentralProcessing Unit]、ＲＯＭ[Read Only Memory]、ＲＡＭ[Random Access Memory]、ＣＡN［Controller Area Network］通信回路等を有する電子制御ユニットである。ＥＣＵ１０では、例えば、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＲＡＭにロードされたプログラムをＣＰＵで実行することにより各種の機能を実現する。ＥＣＵ１０は、複数の電子ユニットから構成されていてもよい。

ＥＣＵ１０は、ＧＰＳ受信部１、外部センサ２、内部センサ３、及び地図データベース４と接続されている。

ＧＰＳ受信部１は、３個以上のＧＰＳ衛星から信号を受信することにより、車両の位置（例えば車両の緯度及び経度）を測定する。ＧＰＳ受信部１は、測定した車両の位置情報をＥＣＵ１０へ送信する。

外部センサ２は、車両の周辺の状況を検出する検出機器である。外部センサ２は、カメラ及びレーダセンサのうち少なくとも一つを含む。外部センサ２は、車両の走行する車外環境の諸性質（車両の位置、移動体との相対距離、移動体との相対速度、移動体の向き、車線の形状、信号機の点灯状態など）を再構築できるように構成されていてもよい。

カメラは、車両の外部状況を撮像する撮像機器である。カメラは、車両のフロントガラスの裏側に設けられている。カメラは、車両の外部状況に関する撮像情報をＥＣＵ１０へ送信する。カメラは、単眼カメラであってもよく、ステレオカメラであってもよい。ステレオカメラは、両眼視差を再現するように配置された二つの撮像部を有している。ステレオカメラの撮像情報には、奥行き方向の情報も含まれている。

レーダセンサは、電波（例えばミリ波）又は光を利用して車両の周辺の移動体を検出する検出機器である。レーダセンサには、例えば、ミリ波レーダ又はライダー［LIDAR：Light Detection And Ranging］が含まれる。レーダセンサは、電波又は光を車両の周辺に送信し、移動体で反射された電波又は光を受信することで移動体及び静止物を検出する。レーダセンサは、検出した移動体情報をＥＣＵ１０へ送信する。移動体には、歩行者、自転車、他車両等の移動体が含まれる。静止物には、電柱、建物、信号機などが含まれる。静止物には、白線が含まれてもよい。

内部センサ３は、車両の走行状態を検出する検出機器である。内部センサ３は、車速センサ、加速度センサ、及びヨーレートセンサを含む。車速センサは、車両の速度を検出する検出器である。車速センサとしては、例えば、車両の車輪又は車輪と一体に回転するドライブシャフト等に対して設けられ、車輪の回転速度を検出する車輪速センサが用いられる。車速センサは、検出した車速情報（車輪速情報）をＥＣＵ１０に送信する。

加速度センサは、車両の加速度を検出する検出器である。加速度センサは、例えば、車両の前後方向の加速度を検出する前後加速度センサと、車両の横加速度を検出する横加速度センサとを含んでいる。加速度センサは、例えば、車両の加速度情報をＥＣＵ１０に送信する。ヨーレートセンサは、車両の重心の鉛直軸周りのヨーレート（回転角速度）を検出する検出器である。ヨーレートセンサとしては、例えばジャイロセンサを用いることができる。ヨーレートセンサは、検出した車両のヨーレート情報をＥＣＵ１０へ送信する。

地図データベース４は、地図情報を記憶するデータベースである。地図データベース４は、例えば、車両に搭載されたＨＤＤ［Hard Disk Drive］内に形成されている。地図情報には、道路の位置情報、道路形状の情報（例えばカーブ、直線部の種別、カーブの曲率等）、交差点及び分岐点の位置情報、及び構造物の位置情報等が含まれる。また、地図情報には、地図上の車線の位置に対応する制限速度（例えば法定最高速度）などの設定情報が含まれる。制限速度は法定最高速度以下の任意の速度であってもよい。地図情報には、地図上の車線の位置に関連付けて各種の交通規則情報（車線変更可能な区間、車線変更不能な区間の情報など）が含まれていてもよい。なお、地図データベース４は、車両と通信可能な管理センター等の施設のコンピュータに形成されていてもよい。

次に、ＥＣＵ１０の機能的構成について説明する。ＥＣＵ１０は、車両位置認識部１１、車外環境認識部１２、走行状態認識部１３、移動体挙動検出部１４、挙動予測演算部１５、逸脱移動体検出部１６、標準進路生成部１７、効率優先進路生成部１８、変化抑制進路生成部１９、緊急用進路生成部２０、逸脱移動体数算出部２１、及び進路決定部２２を有している。

車両位置認識部１１は、ＧＰＳ受信部１の位置情報及び地図データベース４の地図情報に基づいて、車両の地図上の位置を認識する。また、車両位置認識部１１は、地図データベース４の地図情報に含まれた電柱等の固定移動体の位置情報及び外部センサ２の検出結果を利用して、ＳＬＡＭ［Simultaneous Localization And Mapping］技術により車両の位置を認識する。車両位置認識部１１は、その他、周知の手法により車両の地図上の位置を認識してもよい。

車外環境認識部１２は、外部センサ２の検出結果に基づいて、車両の車外環境を認識する。車外環境には、車両に対する移動体の位置、車両に対する移動体の相対速度、車両に対する移動体の移動方向等が含まれる。車外環境認識部１２は、カメラの撮像情報、レーダセンサの移動体情報に基づいて、周知の手法により車両の車外環境を認識する。車外環境認識部１２は、車外環境を認識した場合、車外環境の諸性質を含む車外環境をＥＣＵ１０の演算上で再構築する。車外環境認識部１２は、移動体を表わす移動体信号について移動体ごとに移動体識別番号などを割り振ってもよい。

走行状態認識部１３は、内部センサ３の検出結果に基づいて、走行中の車両の状態を認識する。走行状態には、車両の車速、車両の加速度、車両のヨーレートが含まれる。具体的に、走行状態認識部１３は、車速センサの車速情報に基づいて、車両の車速を認識する。走行状態認識部１３は、加速度センサの加速度情報に基づいて、車両の加速度（前後加速度及び横加速度）を認識する。走行状態認識部１３は、ヨーレートセンサのヨーレート情報に基づいて、車両のヨーレートを認識する。

移動体挙動検出部１４は、移動体の地図上の位置及び速度を少なくとも含む移動体挙動を検出する。移動体挙動検出部１４は、外部センサ２の検出結果に基づいて、移動体挙動を検出する。移動体挙動検出部１４は、車外環境認識部１２による車外環境の認識結果から移動体挙動を検出してもよい。

移動体挙動検出部１４は、例えばレーダセンサの移動体情報に基づいて、車両に対する移動体の位置、車両に対する移動体の速度を検出することで移動体挙動を検出する。移動体挙動検出部１４は、レーダセンサに代えてカメラを用いてもよく、レーダセンサ及びカメラの両方を用いてもよい。

移動体挙動には、移動体の進行方向が含まれてもよい。移動体挙動には、移動体の加減速が含まれていてもよい。なお、移動体挙動検出部１４は、車車間通信などの無線ネットワークの通信により、外部センサ２の検出範囲外の移動体の位置及び速度を取得してもよい。この場合には、移動体挙動検出部１４は、車両から遠方（例えば１ｋｍ以上先）に位置する移動体の移動体挙動を検出することができる。移動体挙動検出部１４は、検出対象とする移動体を道路上の移動体に限ってもよい。

挙動予測演算部１５は、外部センサ２の検出結果と地図データベース４の地図情報とに基づいて、移動体の挙動予測を演算する。挙動予測演算部１５は、移動体挙動検出部１４の検出した移動体挙動と地図情報とに基づいて、移動体の挙動予測を演算してもよい。挙動予測演算部１５は、予め設定された設定時間後（例えば１秒後、３秒後）の移動体の挙動予測を演算する。

挙動予測演算部１５は、地図情報を参照することで、移動体の現在の移動方向と現在の速度及び加速度（減速度）から移動体の挙動予測を演算することができる。挙動予測演算部１５は、例えば、車線上の移動体が制限速度以下の速度で車線に沿った走行を行うと仮定して移動体の挙動予測を演算してもよい。挙動予測演算部１５は、移動体の移動方向の変化可能な範囲と移動体の速度の変化可能な範囲を見積り、一つの移動体に対して複数の挙動予測を演算してもよい。

挙動予測演算部１５は、四輪車両、二輪車両、自転車、歩行者などの移動体の種類を認識して、移動体の種類に応じて予め準備された運動モデルから挙動予測を演算してもよい。その他、挙動予測演算部１５は、車両及び歩行者の挙動予測に関する周知の様々な技術を採用して移動体の挙動予測を演算してもよい。挙動予測演算部１５は、予測対象とする移動体を道路上の移動体に限ってもよい。この場合、挙動予測演算部１５は、移動体を車両と仮定して挙動予測の演算を行ってもよい。

逸脱移動体検出部１６は、予め設定された標準状態から逸脱する移動体である逸脱移動体を検出する。標準状態とは、移動体が標準的な進路を逸脱していない状態である。標準的な進路とは、全ての移動体が標準的な進路を採用すると移動体同士の衝突又は移動体と車両との衝突が生じないと考えられる進路である。標準的な進路は、例えば、車線内を走行する移動体が車線から逸脱することなく、車線の制限速度以下で走行する進路である。標準的な進路の詳細は任意に設定することができる。標準的な進路は、車線中心から車線幅方向に一定の範囲内を移動体が走行する進路としてもよい。標準的な進路は、車線に関わらず、制限速度とは別に設定された一定速度以下で走行する進路としてもよい。

逸脱移動体検出部１６は、移動体挙動検出部１４の検出した移動体挙動と挙動予測演算部１５の演算した移動体の挙動予測と地図情報とに基づいて逸脱移動体を検出する。逸脱移動体には、予め設定された時間内（例えば１秒以内）に標準状態を逸脱すると予測される移動体が含まれる。

なお、逸脱移動体には、未だ標準状態を逸脱していない移動体を含めなくてもよい。すなわち、逸脱移動体検出部１６は、移動体挙動と地図情報とに基づいて、既に標準状態を逸脱している移動体のみを逸脱移動体として検出してもよい。この場合には、挙動予測演算部１５の演算した移動体の挙動予測は不要である。逸脱移動体検出部１６は、移動体が同一車線内を制限速度以下で走行していても交通の流れに沿わない急ブレーキ又は急加速を行った場合には、逸脱移動体として検出してもよい。逸脱移動体には、車線変更のために標準状態を逸脱した移動体、何らかの事情により急ブレーキ又は急加速を行う移動体も含まれる。また、逸脱移動体検出部１６は、全ての移動体に対して逸脱の有無に関する逸脱挙動信号を割り振ってもよい。

標準進路生成部１７は、自動運転の進路の候補となる標準進路を生成する。標準進路とは、予め設定された標準的とされる範囲の進路である。標準的とされる範囲は、例えば、同一車線内を走行する経路の範囲で制限速度に近い速度範囲とすることができる。制限速度に近い速度範囲とは、例えば制限速度の８０％以上１００％以下の速度範囲である。制限速度は任意に設定された設定速度であってもよい。同一車線内を走行する経路の範囲は、同一車線内であって車線幅方向で車線中心から一定距離内の経路の範囲としてもよい。これらの点は他の進路でも同様である。

また、標準進路は、交通の流れに沿う進路であり、交通の流れを乱すような急ブレーキ及び急加速を含まない進路である。標準進路は、地図情報に含まれる交通規則を遵守し、車両と移動体との接近を避けるような進路とすることができる。この点は後述する効率優先進路及び変化抑制進路も同様である。車両と移動体との接近とは、例えば車両と移動体との距離が予め設定された接近閾値以下となることである。標準進路は、先行車がかなり低速で走行している場合（例えば制限速度の半分以下の速度で走行している場合）に、車線変更により先行車を追い抜く進路を含んでもよい。

標準進路生成部１７は、地図データベース４の地図情報、車両位置認識部１１の認識した車両の地図上の位置、車外環境認識部１２の認識した車両の車外環境、及び走行状態認識部１３の認識した車両の走行状態、及び逸脱移動体検出部１６による逸脱移動体の検出結果に基づいて、標準進路を生成する。標準進路生成部１７は、例えば車外環境認識部１２により演算上で車外環境の再構築を行い、再構築した車外環境において標準的とされる範囲で適切な進路として標準進路を生成することができる。

標準進路生成部１７は、生成した標準進路を標準進路信号として出力する。標準進路生成部１７は、緊急の回避が必要な場合など標準進路を生成できない場合（標準的とされる範囲の進路生成ができない場合）には、標準進路の信号に「なし」を代入して出力してもよい。

効率優先進路生成部１８は、自動運転の進路の候補となる効率優先進路を生成する。効率優先進路とは、予め設定された効率的な範囲の進路であり、走行効率を優先する進路である。効率的な範囲は、例えば制限速度に近い速度範囲である。効率的な範囲では、同一車線内の走行を維持する必要はなく、制限速度に近い速度範囲を維持するための積極的な車線変更を許容する。効率優先進路は、例えば先行車が制限速度に近い速度範囲より少し低い速度（例えば制限速度の６０％の速度）で走行している場合に、車両の速度が制限速度に近い速度範囲を維持できるように車線変更を積極的に行う進路である。

効率優先進路は、標準進路と同様に、交通の流れに沿う進路であり、交通の流れを乱すような急ブレーキ及び急加速を含まない進路である。また、効率優先進路は、地図情報に含まれる交通規則を遵守し、車両と移動体との接近を避けるような進路とすることができる。

効率優先進路生成部１８は、地図情報、車両の地図上の位置、車両の車外環境、車両の走行状態、及び逸脱移動体の検出結果に基づいて、効率優先進路を生成する。効率優先進路生成部１８は、例えば車外環境認識部１２により演算上で車外環境の再構築を行い、再構築した車外環境において効率的な範囲で適切な進路として効率優先進路を生成することができる。効率優先進路生成部１８は、車両に最も近い逸脱移動体の影響を回避するように積極的な車線変更による効率優先進路を生成する。効率優先進路生成部１８は、生成した効率優先進路を効率優先進路信号として出力する。効率優先進路生成部１８は、隣接車線が存在しないなど車線変更ができずに効率優先進路を生成できない場合には、効率優先進路の信号に「なし」を代入して出力してもよい。

変化抑制進路生成部１９は、自動運転の進路の候補となる変化抑制進路を生成する。変化抑制進路とは、予め設定された変化抑制の範囲の進路であり、車線変更を最小限とすることにより車両の周辺状況の変化の抑制を優先する進路である。周辺状況は例えば先行車の有無などの状況である。変化抑制進路は、車両の周辺状況の変化を抑制することで結果的に用心優先となる進路である。

変化抑制の範囲は、例えば同一車線内を走行する経路の範囲である。変化抑制の範囲では、車両の速度を制限速度より遅い速度（例えば制限速度の７０％以下の速度）とする。また、変化抑制の範囲では、車両の速度範囲を下限無しとすることができる。変化抑制進路は、例えば先行車が低速で走行していても、車線変更を行わずに車両の速度を落とす進路である。変化抑制進路は、例えば先行車が低速で走行していても隣接車線に並走車が存在するために車線変更を行えない場合に用いられる。

変化抑制進路は、標準進路と同様に、交通の流れに沿う進路であり、交通の流れを乱すような急ブレーキ及び急加速を含まない進路である。また、変化抑制進路は、地図情報に含まれる交通規則を遵守し、車両と移動体との接近を避けるような進路とすることができる。変化抑制進路は、少なくとも最も車両に近い逸脱移動体を回避する進路として生成することができる。

変化抑制進路生成部１９は、地図情報、車両の地図上の位置、車両の車外環境、車両の走行状態、及び逸脱移動体の検出結果に基づいて、変化抑制進路を生成する。変化抑制進路生成部１９は、例えば車外環境認識部１２により演算上で車外環境の再構築を行い、再構築した車外環境において上述した変化抑制の範囲で適切な進路として変化抑制進路を生成することができる。変化抑制進路生成部１９は、生成した変化抑制進路を変化抑制進路信号として出力する。変化抑制進路生成部１９は、周辺環境の変化が必要な緊急的な状況の場合には、変化抑制進路を生成できないとして変化抑制進路の信号に「なし」を代入して出力してもよい。

緊急用進路生成部２０は、自動運転の進路の候補となる緊急用進路を生成する。緊急用進路生成部２０は、少なくとも車外環境及び車両の走行状態に基づいて、緊急用進路を生成する。緊急用進路生成部２０は、更に逸脱移動体の検出結果を用いて緊急用進路を生成してもよい。緊急用進路とは、車両と移動体との接触の可能性が高い場合などの緊急的な状況に対して用いられる進路である。緊急用進路生成部２０は、必要がある場合には急ブレーキ又は急加速を行ってでも、緊急的な状況の回避又は影響軽減（例えば被害低減）のために最善となるような緊急用進路を生成する。

なお、緊急用進路は、緊急的の状況を回避可能な範囲で交通規則を遵守する進路であってもよい。この場合、緊急用進路生成部２０は、地図情報及び車両の地図上の位置を参照して緊急用進路を生成する。緊急用進路生成部２０は、生成した緊急用進路を緊急用進路信号として出力する。

逸脱移動体数算出部２１は、標準進路生成部１７の生成した標準進路に干渉する逸脱移動体の数である逸脱移動体数Ｎを算出する。標準進路に干渉する逸脱移動体には、標準進路を走行する車両の前方の合流点（複数の車線が合流する地点）に位置する逸脱移動体が含まれる。標準進路に干渉する逸脱移動体には、標準進路を走行する車両の前方に割り込む逸脱移動体が含まれてもよく、隣接車線からの右左折又は駐車のために標準進路を走行する車両の前方を横切る逸脱移動体が含まれてもよい。

逸脱移動体数算出部２１は、逸脱移動体の移動体挙動及び逸脱移動体の挙動予測と標準進路とに基づいて、標準進路に干渉する逸脱移動体の数Ｎを算出する。逸脱移動体数算出部２１は、地図情報を参照してもよい。なお、逸脱移動体数算出部２１は、必ずしも逸脱移動体の挙動予測を用いる必要はない。また、標準進路に干渉する逸脱移動体は、車両から一定距離の範囲内に位置する逸脱移動体に限ってもよい。

進路決定部２２は、逸脱移動体数算出部２１の算出した逸脱移動体数Ｎに基づいて、標準進路、効率優先進路、変化抑制進路、緊急用進路の中から自動運転の進路を決定する。進路決定部２２は、逸脱移動体数Ｎに基づいて標準進路を自動運転の進路とするか否か決定する。進路決定部２２は、逸脱移動体数Ｎに基づいて効率優先進路を自動運転の進路とするか否か決定する。進路決定部２２は、逸脱移動体数Ｎに基づいて変化抑制進路を自動運転の進路とするか否か決定する。進路決定部２２は、標準進路に干渉する逸脱移動体数Ｎが予め設定された第１の値未満（Ｎ＜第１の値）である場合、標準進路を自動運転の進路として決定する。第１の値は任意の値に設定可能であり、例えば１とすることができる。

進路決定部２２は、逸脱移動体の数Ｎが第１の値（Ｎ＝第１の値）であり、効率優先進路が生成されている場合、効率優先進路を自動運転の進路として決定する。進路決定部２２は、逸脱移動体の数Ｎが第１の値より大きい値（Ｎ＞第１の値）以上であり、変化抑制進路が生成されている場合、変化抑制進路を自動運転の進路として決定する。進路決定部２２は、逸脱移動体の数Ｎが第１の値より大きい値であるが、変化抑制進路が生成されていない場合、緊急用進路を自動運転の進路として決定する。

〈第１実施形態の自動運転進路決定装置の処理〉
次に、第１実施形態の自動運転進路決定装置１００の処理について図面を参照して説明する。

《進路生成処理》
第１実施形態の自動運転進路決定装置１００による進路生成処理について図２を参照して説明する。図２は、第１実施形態の進路生成処理の一例を示すフローチャートである。図２に示すフローチャートは、例えば自動運転中に実行される。

図２に示すように、自動運転進路決定装置１００のＥＣＵ１０は、Ｓ１０として、車外環境認識部１２により車両の車外環境の認識及び再構築を行う。車外環境認識部１２は、外部センサ２の検出結果に基づいて、車両の車外環境を認識する。また、車外環境認識部１２は、認識した車外環境を演算上で再構築する。

Ｓ１２において、ＥＣＵ１０は、標準進路生成部１７により標準進路の生成を行う。標準進路生成部１７は、地図情報、車両の地図上の位置、車両の車外環境、及び車両の走行状態に基づいて標準進路を生成する。標準進路生成部１７は、例えば、同一車線内を走行する経路の範囲で制限速度に近い速度範囲の標準進路を生成する。

Ｓ１４において、ＥＣＵ１０は、効率優先進路生成部１８により効率優先進路の生成を行う。効率優先進路生成部１８は、地図情報、車両の地図上の位置、車両の車外環境、及び車両の走行状態に基づいて効率優先進路を生成する。効率優先進路生成部１８は、例えば、車両の車速低下を抑制して走行効率を高めるため、遅い先行車を積極的な車線変更で追い抜く効率優先進路を生成する。なお、効率優先進路生成部１８は、車線変更が不能な場合などには効率優先進路を生成しない。

Ｓ１６において、ＥＣＵ１０は、変化抑制進路生成部１９により変化抑制進路の生成を行う。変化抑制進路生成部１９は、地図情報、車両の地図上の位置、車両の車外環境、及び車両の走行状態に基づいて変化抑制進路を生成する。変化抑制進路生成部１９は、例えば、車両の周辺状況の変化を抑制するため、先行車が低速で走行していても車両の速度を落として同一車線内を走行する変化抑制進路を生成する。なお、変化抑制進路生成部１９は、周辺状況を変化させることが必要な緊急的な状況の場合には変化抑制進路を生成しない。

Ｓ１８において、ＥＣＵ１０は、緊急用進路生成部２０により緊急用進路の生成を行う。緊急用進路生成部２０は、少なくとも車両の車外環境及び車両の走行状態に基づいて緊急用進路を生成する。緊急用進路生成部２０は、例えば急ブレーキにより車両を停止させる緊急用進路を生成する。

《進路決定処理》
続いて、第１実施形態の自動運転進路決定装置１００による進路決定処理について図３を参照して説明する。図３は、第１実施形態の進路決定処理の一例を示すフローチャートである。図３に示すフローチャートの処理は、図２に示す進路生成処理が行われた場合に実行される。

図３に示すように、ＥＣＵ１０は、Ｓ２０として、移動体挙動検出部１４による移動体挙動の検出及び挙動予測演算部１５による移動体の挙動予測の演算を行う。移動体挙動検出部１４は、例えばレーダセンサの移動体情報に基づいて、車両に対する移動体の位置、車両に対する移動体の速度を検出することで移動体挙動を検出する。挙動予測演算部１５は、外部センサ２の検出結果と地図データベース４の地図情報とに基づいて、移動体の挙動予測を演算する。

Ｓ２２において、ＥＣＵ１０は、逸脱移動体検出部１６により逸脱移動体の検出を行う。逸脱移動体検出部１６は、移動体挙動検出部１４の検出した移動体挙動と挙動予測演算部１５の演算した移動体の挙動予測と地図情報とに基づいて、予め設定された標準状態から逸脱する移動体である逸脱移動体を検出する。

Ｓ２４において、ＥＣＵ１０は、逸脱移動体数算出部２１により標準進路に干渉する逸脱移動体数Ｎを算出する。逸脱移動体数算出部２１は、逸脱移動体の移動体挙動及び逸脱移動体の挙動予測と標準進路とに基づいて、標準進路に干渉する逸脱移動体数Ｎを算出する。

Ｓ２６において、ＥＣＵ１０は、進路決定部２２により逸脱移動体数Ｎが１未満（Ｎ＜１）であるか否かを判定する。ＥＣＵ１０は、逸脱移動体数Ｎが１未満であると判定された場合（Ｓ２６：ＹＥＳ）、Ｓ２８に移行する。ＥＣＵ１０は、逸脱移動体数Ｎが１以上であると判定された場合（Ｓ２６：ＮＯ）、Ｓ３０に移行する。

Ｓ２８において、ＥＣＵ１０は、進路決定部２２により標準進路を自動運転の進路として決定する。進路決定部２２は、標準的な範囲の進路である標準進路を自動運転の進路として決定する。その後、ＥＣＵ１０は、今回の進路決定処理を終了する。

Ｓ３０において、ＥＣＵ１０は、進路決定部２２により逸脱移動体数Ｎが１であるか否かを判定する。ＥＣＵ１０は、逸脱移動体数Ｎが１であると判定された場合（Ｓ３０：ＹＥＳ）、Ｓ３２に移行する。ＥＣＵ１０は、逸脱移動体数Ｎが１ではない（すなわちＮ＞２）と判定された場合（Ｓ３０：ＮＯ）、Ｓ３６に移行する。

Ｓ３２において、ＥＣＵ１０は、進路決定部２２により効率優先進路が存在するか否かを判定する。ＥＣＵ１０は、効率優先進路が存在すると判定された場合（Ｓ３２：ＹＥＳ）、Ｓ３４に移行する。ＥＣＵ１０は、効率優先進路が存在しないと判定された場合（Ｓ３２：ＮＯ）、Ｓ３６に移行する。

Ｓ３４において、ＥＣＵ１０は、進路決定部２２により効率優先進路を自動運転の進路として決定する。進路決定部２２は、効率的な範囲の進路である効率優先進路を自動運転の進路として決定する。その後、ＥＣＵ１０は、今回の進路決定処理を終了する。

Ｓ３６において、ＥＣＵ１０は、進路決定部２２により変化抑制進路が存在するか否かを判定する。ＥＣＵ１０は、変化抑制進路が存在すると判定された場合（Ｓ３６：ＹＥＳ）、Ｓ３８に移行する。ＥＣＵ１０は、変化抑制進路が存在しないと判定された場合（Ｓ３６：ＮＯ）、Ｓ４０に移行する。

Ｓ３８において、ＥＣＵ１０は、進路決定部２２により変化抑制進路を自動運転の進路として決定する。進路決定部２２は、車両の周辺状況の変化抑制の範囲の進路である変化抑制進路を自動運転の進路として決定する。その後、ＥＣＵ１０は、今回の進路決定処理を終了する。

Ｓ４０において、ＥＣＵ１０は、進路決定部２２により緊急用進路を自動運転の進路として決定する。進路決定部２２は、緊急的な状況に対応する進路である緊急用進路を自動運転の進路として決定する。その後、ＥＣＵ１０は、今回の進路決定処理を終了する。

〈第１実施形態の自動運転進路決定装置の作用効果〉
以上説明した第１実施形態の自動運転進路決定装置１００によれば、予め設定された標準状態から逸脱する逸脱移動体を検出すると共に、標準進路に干渉する逸脱移動体の数である逸脱移動体数Ｎを算出し、逸脱移動体数Ｎに基づいて標準進路を自動運転の進路とするか否かを決定するので、標準進路に干渉する逸脱移動体数を考慮しない場合と比べて、適切に自動運転の進路を決定することができる。自動運転進路決定装置１００では、走行効率を優先する効率優先進路を生成すると共に、周辺状況の変化の抑制を優先する変化抑制進路を生成するので、逸脱移動体数Ｎに基づいて標準進路、効率優先進路、変化抑制進路などから自動運転の進路を適切に決定することができる。

自動運転進路決定装置１００では、標準進路を維持できるか否かの着眼点として、標準状態から逸脱した逸脱移動体のうち標準進路に干渉する逸脱移動体の数である逸脱移動体数Ｎに注目することで、安全と効率という異なる評価基準に関する進路を適切に切り換えることが可能となる。また、自動運転進路決定装置１００によれば、移動体挙動予測を用いることにより、未だ標準状態から逸脱していない移動体も予め逸脱移動体として検出することが可能となるので、より適切に自動運転の進路の決定をすることができる。なお、移動体挙動予測は、いわゆる「かもしれない運転」を実現する「かもしれない」と言う想定に対応する挙動予想であってもよい。移動体挙動予測は、実際に移動体を検出していない場合であっても、移動体の存在を仮定して挙動予測を行ってもよい。

同様に、自動運転進路決定装置１００では、走行効率を優先する効率優先進路を生成し、逸脱移動体数Ｎに基づいて効率優先進路を自動運転の進路とするか否かを決定することができる。また、自動運転進路決定装置１００では、周辺状況の変化の抑制を優先する変化抑制進路を生成し、逸脱移動体数Ｎに基づいて変化抑制進路を自動運転の進路とするか否かを決定することができる。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態の自動運転進路決定装置について図面を参照して説明する。図４は、第２実施形態の自動運転進路決定装置を示すブロック図である。図４に示す自動運転進路決定装置２００は、第１実施形態と比べて、逸脱移動体ではない移動体のうち予め設定された数の移動体を逸脱移動体と仮定して逸脱移動体数の算出を行う点が異なっている。なお、第１実施形態と同様又は相当する構成については同じ符号を付して説明を省略する。

〈第２実施形態の自動運転進路決定装置の構成〉
図２に示すように、第２実施形態の自動運転進路決定装置２００は、第１実施形態と比べて、ＥＣＵ３０における逸脱移動体数算出部３１及び進路決定部３２の機能が異なっている。

逸脱移動体数算出部３１は、逸脱移動体の移動体挙動及び逸脱移動体の挙動予測と標準進路とに基づいて、標準進路に干渉する逸脱移動体数Ｎを算出する。逸脱移動体数算出部３１は、逸脱移動体ではない移動体が車両の周囲に存在する場合、車両の周囲の移動体のうち予め設定された数（例えば１）の移動体を逸脱移動体と仮定して逸脱移動体の数Ｎを算出する。車両の周囲とは、例えば車両から一定距離内の意味である。車両の周囲は車両の前方に限定されてもよい。車両の周囲の移動体は標準進路から一定距離内に位置する移動体としてもよい。

逸脱移動体数算出部３１は、逸脱移動体ではない移動体が存在する場合、標準進路に与える影響が最も大きい移動体を逸脱移動体として仮定する。標準進路に与える影響が最も大きいとは、現在の標準進路と対象となる移動体が存在しないと仮定して生成されたときの標準進路とを比較し、標準進路の変動量（経路の幅方向の離間距離、速度差など）が最も大きいことである。

逸脱移動体数算出部３１は、予め設定された数が２以上である場合、標準進路に与える影響（当該移動体が存在しないと仮定したときの標準進路の変動量）を算出し、標準進路に与える影響が大きい移動体から順に予め設定された数の移動体を逸脱移動体と仮定する。逸脱移動体数算出部３１は、逸脱移動体検出部１６が検出した逸脱移動体のうち標準進路に干渉する逸脱移動体の数に仮定した逸脱移動体の数を加えて逸脱移動体数Ｎを算出する。

なお、逸脱移動体数算出部３１は、標準進路に与える影響が大きい順ではなく、その他の基準により、逸脱移動体と仮定する移動体を選択してもよい。逸脱移動体数算出部３１は、移動体が車両に近い順に逸脱移動体と仮定してもよく、移動体の速度が大きい順に逸脱移動体と仮定してもよい。

進路決定部３２は、逸脱移動体数Ｎが予め設定された第２の値以下である場合（Ｎ≦第２の値）、効率優先進路が存在するか否かを判定する。第２の値は任意の値として設定可能であり、例えば２である。

進路決定部３２は、効率優先進路が存在すると判定した場合、標準進路と効率優先進路とに基づいて、標準進路から効率優先進路への切り換えに余裕があるか否かを判定する。標準進路から効率優先進路への切り換えに余裕があるとは、同一車線内の標準進路から車線変更後の効率優先進路にスムーズに切り換え可能な場合である。この場合の標準進路と効率優先進路とは、走行する車線が異なるだけで同様の速度とすることができる。

進路決定部３２は、逸脱移動体ではない移動体を逸脱移動体と仮定していることから、標準進路から効率優先進路への切り換えに余裕があると判定した場合、ひとまず標準進路を自動運転の進路と決定する。これにより、進路決定部３２は、逸脱移動体の仮定により不要な車線変更を生じさせることを避けることができる。

一方、進路決定部３２は、標準進路から効率優先進路への切り換えに余裕がないと判定した場合、効率優先進路を自動運転の進路として決定する。この場合の効率優先進路は、例えば、逸脱移動体と仮定された移動体と距離を取る又は当該移動体を追い抜くように車線変更を行う進路とすることができる。

進路決定部３２は、逸脱移動体数Ｎが第２の値を超えており（Ｎ＞第２の値）、変化抑制進路が存在する場合、変化抑制進路を自動運転の進路として決定する。進路決定部３２は、逸脱移動体数Ｎが第２の値を超えており（Ｎ＞第２の値）、変化抑制進路が存在しない場合、緊急用進路を自動運転の進路として決定する。

〈第２実施形態の自動運転進路決定装置の処理〉
続いて、第２実施形態の自動運転進路決定装置２００の進路決定処理について図５を参照して説明する。進路生成処理については第１実施形態と同様であるため説明を省略する。

図５は、第２実施形態の進路決定処理の一例を示すフローチャートである。図５に示すフローチャートの処理は、進路生成処理が行われた場合に実行される。なお、Ｓ５０，Ｓ５２の処理は、図３のＳ２０，Ｓ２２の処理と同じであるため説明を簡略化する。

図５に示すように、自動運転進路決定装置２００のＥＣＵ３０は、Ｓ５０として、移動体挙動検出部１４による移動体挙動の検出及び挙動予測演算部１５による移動体の挙動予測の演算を行う。Ｓ５２において、ＥＣＵ３０は、逸脱移動体検出部１６により逸脱移動体の検出を行う。

Ｓ５４において、ＥＣＵ３０は、逸脱移動体数算出部３１により逸脱移動体数Ｎを算出する。逸脱移動体数算出部３１は、予め設定された数（例えば１つ）の移動体を逸脱移動体と仮定して逸脱移動体の数Ｎを算出する。逸脱移動体数算出部３１は、逸脱移動体検出部１６が検出した逸脱移動体のうち標準進路に干渉する逸脱移動体の数に仮定した逸脱移動体の数を加えて逸脱移動体数Ｎを算出する。なお、逸脱移動体数算出部３１は、車両の周囲に移動体が存在しない場合には、逸脱移動体の仮定を行う必要はない。

Ｓ５６において、ＥＣＵ３０は、進路決定部３２により逸脱移動体数Ｎが０（Ｎ＝０）であるか否かを判定する。ＥＣＵ３０は、逸脱移動体数Ｎが０であると判定された場合（Ｓ５６：ＹＥＳ）、Ｓ６４に移行する。ＥＣＵ３０は、逸脱移動体数Ｎが０ではないと判定された場合（Ｓ５６：ＮＯ）、Ｓ５８に移行する。

Ｓ５８において、ＥＣＵ３０は、進路決定部３２により逸脱移動体数Ｎが２以下である（Ｎ≦２）であるか否かを判定する。ＥＣＵ３０は、逸脱移動体数Ｎが２以下であると判定された場合（Ｓ５８：ＹＥＳ）、Ｓ６０に移行する。ＥＣＵ３０は、逸脱移動体数Ｎが２を超えていると判定された場合（Ｓ５８：ＮＯ）、Ｓ６８に移行する。

Ｓ６０において、ＥＣＵ３０は、進路決定部３２により効率優先進路が存在するか否かを判定する。ＥＣＵ３０は、効率優先進路が存在すると判定された場合（Ｓ６０：ＹＥＳ）、Ｓ６２に移行する。ＥＣＵ３０は、効率優先進路が存在しないと判定された場合（Ｓ６０：ＮＯ）、Ｓ６８に移行する。

Ｓ６２において、ＥＣＵ３０は、進路決定部３２により標準進路から効率優先進路への切り換えに余裕があるか否かを判定する。進路決定部３２は、標準進路と効率優先進路とに基づいて、標準進路から効率優先進路への切り換えに余裕があるか否かを判定する。ＥＣＵ３０は、標準進路から効率優先進路への切り換えに余裕があると判定された場合（Ｓ６２：ＹＥＳ）、Ｓ６４に移行する。ＥＣＵ３０は、標準進路から効率優先進路への切り換えに余裕がないと判定された場合（Ｓ６２：ＮＯ）、Ｓ６６に移行する。

Ｓ６４において、ＥＣＵ３０は、進路決定部３２により標準進路を自動運転の進路として決定する。その後、ＥＣＵ３０は、今回の進路決定処理を終了する。

Ｓ６６において、ＥＣＵ３０は、進路決定部３２により効率優先進路を自動運転の進路として決定する。その後、ＥＣＵ３０は、今回の進路決定処理を終了する。

Ｓ６８において、ＥＣＵ３０は、進路決定部３２により変化抑制進路が存在するか否かを判定する。ＥＣＵ３０は、変化抑制進路が存在すると判定された場合（Ｓ６８：ＹＥＳ）、Ｓ７０に移行する。ＥＣＵ３０は、変化抑制進路が存在しないと判定された場合（Ｓ６８：ＮＯ）、Ｓ７２に移行する。

Ｓ７０において、ＥＣＵ３０は、進路決定部３２により変化抑制進路を自動運転の進路として決定する。その後、ＥＣＵ３０は、今回の進路決定処理を終了する。

Ｓ７２において、ＥＣＵ３０は、進路決定部３２により緊急用進路を自動運転の進路として決定する。その後、ＥＣＵ３０は、今回の進路決定処理を終了する。

〈第２実施形態の自動運転進路決定装置の作用効果〉
以上説明した第２実施形態の自動運転進路決定装置２００によれば、車両の周囲で予め設定された数の移動体を逸脱移動体と仮定して逸脱移動体数Ｎの算出を行うことで、標準状態であった移動体が標準状態から逸脱した場合に対応可能となる自動運転の進路の決定を行うことができる。また、自動運転進路決定装置２００によれば、標準進路から効率優先進路への切り換えに余裕がある場合には、なるべく標準進路を維持するので不要な車線変更を行うことを抑制することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。本発明は、上述した実施形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した様々な形態で実施することができる。

効率優先進路は、走行効率だけではなく燃費の観点から生成されてもよい。効率優先進路は、走行効率が高い場合であっても燃費の観点から先行車の追い抜きが非効率な場合には車線変更による追い抜きを行わない進路であってもよい。

自動運転進路決定装置１００，２００は、必ずしも効率優先進路を生成する必要はない。この場合、ＥＣＵ１０、３０は効率優先進路生成部１８を有する必要はない。同様に、自動運転進路決定装置１００，２００は、必ずしも変化抑制進路を生成する必要はない。この場合、ＥＣＵ１０、３０は変化抑制進路生成部１９を有する必要はない。

自動運転進路決定装置１００，２００は、車両と接触する可能性のある移動体が存在すると判定した場合にのみ、緊急用進路を自動運転の進路として決定する態様であってもよい。自動運転進路決定装置１００，２００は、車両と接触する可能性のある移動体が存在せず、変化抑制進路を生成できない場合には、運転者に通知の上で自動運転を終了する態様であってもよい。

自動運転進路決定装置１００，２００は、移動体の挙動予測を演算する必要はなく、逸脱移動体には既に標準状態を逸脱している移動体のみが含まれる態様であってもよい。この場合、ＥＣＵ１０、３０は挙動予測演算部１５を有する必要はない。

１…ＧＰＳ受信部、２…外部センサ、３…内部センサ、４…地図データベース、１０，３０…ＥＣＵ、１１…車両位置認識部、１２…車外環境認識部、１３…走行状態認識部、１４…移動体挙動検出部、１５…挙動予測演算部、１６…逸脱移動体検出部、１７…標準進路生成部、１８…効率優先進路生成部、１９…変化抑制進路生成部、２０…緊急用進路生成部、２１，３１…逸脱移動体数算出部、２２，３２…進路決定部、１００，２００…自動運転進路決定装置。

Claims (4)

1. 車両の自動運転の進路を決定する自動運転進路決定装置であって、
   前記車両の地図上の位置と地図情報とに基づいて、前記車両の自動運転の標準進路を生成する標準進路生成部と、
   前記車両の他の移動体の地図上の位置及び速度を少なくとも含む移動体挙動を検出する移動体挙動検出部と、
   前記移動体挙動と前記地図情報とに基づいて、予め設定された標準状態から逸脱する前記移動体である逸脱移動体を検出する逸脱移動体検出部と、
   前記標準進路に干渉する前記逸脱移動体の数である逸脱移動体数を算出する逸脱移動体数算出部と、
   前記逸脱移動体数に基づいて、前記標準進路を前記自動運転の進路とするか否かを決定する進路決定部と、
   前記車両の地図上の位置と前記地図情報と前記車両の車外環境と前記車両の走行状態とに基づいて、前記車両の自動運転の緊急用進路を生成する緊急用進路生成部と、
   を備え、
   前記進路決定部は、前記逸脱移動体数が第１の値未満である場合に、前記標準進路を前記自動運転の進路とし、前記逸脱移動体数が前記第１の値より大きい値である場合に、前記緊急用進路を前記自動運転の進路とする自動運転進路決定装置。
2. 前記移動体挙動と前記地図情報とに基づいて、前記移動体の挙動の予測である移動体挙動予測を演算する挙動予測演算部を更に備え、
   前記逸脱移動体検出部は、前記移動体挙動と前記移動体挙動予測と前記地図情報とに基づいて、前記逸脱移動体を検出する、請求項１に記載の自動運転進路決定装置。
3. 走行効率を優先する効率優先進路を生成する効率優先進路生成部を更に備え、
   前記進路決定部は、前記逸脱移動体数が前記第１の値である場合に、前記効率優先進路を前記自動運転の進路とする請求項１又は２に記載の自動運転進路決定装置。
4. 前記逸脱移動体数算出部は、前記車両の周囲で前記逸脱移動体ではない前記移動体のうち、予め設定された数の前記移動体を前記逸脱移動体と仮定して前記逸脱移動体数の算出を行う、請求項１〜３のうち何れか一項に記載の自動運転進路決定装置。

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