JP7091291B2 - 車両制御装置、車両制御方法、およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、車両制御装置、車両制御方法、およびプログラムに関する。

従来、道路環境の検出結果と、車両の位置および速度の検出結果とに基づいて、各車両の車間距離や速度を制御するための制御目安となる閉塞区間を算出し、閉塞区間に基づいて車線変更の可否判定などを行うことにより多数の走行車両を安全にかつ高密度に制御する車両交通管理装置の技術が開示されている（例えば、特許文献１）。

特開２０００－５２８０８号公報

しかしながら、従来の技術では、区画線などの道路環境の検出が不十分である場合に好適な車線変更が行うことができない可能性があった。

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、道路環境の検出が不十分であっても、安定的な車線変更を行うことができる車両制御装置、車両制御方法、およびプログラムを提供することを目的の一つとする。

この発明に係る車両制御装置、車両制御方法、およびプログラムは、以下の構成を採用した。
（１）：この発明の一態様に係る車両制御装置は、自車両の走行状態を検出する第１検出部と、前記自車両が合流路の側道を進行している場合の本線を進行する他車両の走行状態を検出する第２検出部と、前記本線に含まれる一以上の車線を区画する区画線を認識する区画線認識部と、前記第２検出部により検出された前記他車両の横移動状況に基づいて、前記自車両を前記本線に合流させる合流制御を行う合流制御部と、を備え、前記合流制御部は、前記区画線認識部により前記本線に含まれる複数の車線を区画する区画線が認識できなかった場合、前記区画線認識部により前記本線に含まれる複数の車線を区画する区画線が認識できた場合に比して合流制御開始を遅らせる、車両制御装置である。

（２）：上記（１）の態様において、前記第２検出部は、前記他車両に対して前記他車両の基準箇所を包含する枠を仮想的に設定し、前記合流制御部は、前記枠の位置に基づいて合流制御を行うものであって、前記第２検出部は、前記他車両が車線変更を行う走行状態にあることが検出された場合、前記他車両から前記合流路から離間する方向に前記枠をオフセットさせるものである。

（３）：上記（２）の態様において、前記第２検出部は、前記区画線認識部により前記区画線が認識されなかった場合に、前記枠のオフセットを抑制するものである。

（４）：上記（２）または（３）の態様において、前記第２検出部は、前記本線において前記本線に含まれる車線間での車線変更をしない前記他車両を検出した場合、前記車線間での車線変更をする前記他車両を検出した場合に比して、前記枠の進行方向に関する長さを短くするものである。

（５）：上記（１）から（４）のいずれかの態様において、前記合流制御部は、前記他車両状態検出部により前記他車両が前記本線のうち走行中の第1車線から、前記第1車線よりも前記合流路から遠い第２車線に車線変更することが検出された場合に、前記他車両が車線変更を開始した第１時点から、前記他車両が区画線を跨いだ第２時点まで減速制御を行い、前記第２時点から前記他車両の進行方向に対して横方向の移動速度が所定以下となった第３時点まで横速度制限を行い、前記自車両が前記第３時点から前記合流路の終端の所定距離手前に到達した第４時点まで加速制限を行うものである。

（６）：上記（１）から（５）のいずれかの態様において、前記自車両が合流路を進行している場合の前記合流路を進行する合流車両の走行状態を検出する合流車両状態検出部をさらに備え、前記合流制御部は、さらに前記合流車両状態検出部による検出結果に基づいて、前記自車両を前記本線への合流制御を行うものである。

（７）：この発明の一態様に係る車両制御方法は、コンピュータが、自車両の走行状態を検出し、前記自車両が合流路の側道を進行している場合の本線を進行する他車両の走行状態を検出し、前記本線に含まれる一以上の車線を区画する区画線を認識し、検出された前記他車両の横移動状況に基づいて、前記自車両を前記本線に合流させる合流制御を行う、車両制御方法であって、前記本線に含まれる複数の車線を区画する区画線が認識できなかった場合、前記本線に含まれる複数の車線を区画する区画線が認識できた場合に比して合流制御開始を遅らせる、車両制御方法である。

（８）：この発明の一態様に係るプログラムは、コンピュータに、自車両の走行状態を検出させ、前記自車両が合流路の側道を進行している場合の本線を進行する他車両の走行状態を検出させ、前記本線に含まれる一以上の車線を区画する区画線を認識させ、検出された前記他車両の横移動状況に基づいて、前記自車両を前記本線に合流させる合流制御を行わせる、プログラムであって、前記本線に含まれる複数の車線を区画する区画線が認識できなかった場合、前記本線に含まれる複数の車線を区画する区画線が認識できた場合に比して合流制御開始を遅らせる、プログラムである。

（１）～（８）によれば、区画線が認識されず、且つ他車両の車線変更に基づいて自車両を本線に合流させる場合、安定的に自車両を合流させることができる。

また、（２）～（４）によれば、仮想的な枠に基づいて自車両を本線に合流させるよう制御することで、スムーズに自車両を本線に合流させることができる。

また、（５）によれば、自車両が本線へ接近したり離間したりすることにより他車両への車線変更を促し、他車両の後方の車両へのけん制を行い、自車両がより容易に合流できるように他車両に働き掛けを行うことができる。

第１実施形態の車両制御装置１００を利用した車両システム１の構成図である。 第１制御部１２０および第２制御部１６０の機能構成図である。 第２検出部１３４の機能構成図である。 第１場面を示す図である。 合流時の仮想枠設定部１３４－２による設定結果の一例を示す図である。 時刻ｔ６における仮想枠Ｒｍ１の拡大図である。 仮想枠Ｒｍ１のオフセットについて説明するための図である。 仮想枠Ｏｍ１について説明するための図である。 仮想枠Ｏｍ１のオフセットについて説明するための図である。 区画線が認識された場合の、仮想枠Ｒｍ１のオフセットについて説明する図である。 区画線が認識されなかった場合の、仮想枠Ｒｍ１のオフセットについて説明する図である。 曲率導出部１３４－３による処理例について説明するための図である。 自車両Ｍの合流軌道について説明するための図である。 自車両Ｍの合流軌道について説明するための図である。 車両制御装置１００による合流制御処理の一例を示すフローチャートである。 第２実施形態の車両制御装置１００Ａを利用した車両システム１の構成図である。 第２場面を示す図である。 仮想枠Ｒｍの大きさを説明するための図である。 車両制御装置１００Ａによる合流制御処理の一例を示すフローチャートである。 実施形態の車両制御装置１００のハードウェア構成の一例を示す図である。

以下、図面を参照し、本発明の車両制御装置、地図情報管理システム、車両制御方法、およびプログラムの実施形態について説明する。なお、実施形態の車両制御装置は、自動運転車両に適用される。自動運転とは、例えば、車両の操舵と加減速の双方を制御して運転制御を実行することである。実施形態の車両制御装置は、ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control System）やＬＫＡＳ（Lane Keeping Assistance System）等の運転支援を行う車両に適用されてもよい。

＜第１実施形態＞
［全体構成］
図１は、第１実施形態の車両制御装置１００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、運転操作子８０と、車両制御装置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）の任意の箇所に取り付けられる。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、ＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging）である。ファインダ１４は、自車両Ｍの周辺に光を照射し、散乱光を測定する。ファインダ１４は、発光から受光までの時間に基づいて、対象までの距離を検出する。照射される光は、例えば、パルス状のレーザー光である。ファインダ１４は、自車両Ｍの任意の箇所に取り付けられる。

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、認識結果を車両制御装置１００に出力する。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の検出結果をそのまま車両制御装置１００に出力してよい。車両システム１から物体認識装置１６が省略されてもよい。

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、自動運転車両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。通信装置２０は、「通信部」の一例である。

ＨＭＩ３０は、自動運転車両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。

車両センサ４０は、自動運転車両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、自動運転車両の向きを検出する方位センサ等を含む。

ナビゲーション装置５０は、例えば、ＧＮＳＳ受信機５１と、ナビＨＭＩ５２と、経路決定部５３とを備える。ナビゲーション装置５０は、ＨＤＤ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５１は、ＧＮＳＳ衛星から受信した信号に基づいて、自動運転車両の位置を特定する。自動運転車両の位置は、車両センサ４０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動運転車両の位置（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。地図上経路は、ＭＰＵ６０に出力される。ナビゲーション装置５０は、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。ナビゲーション装置５０は、例えば、乗員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。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地図上経路と同等の経路を取得してもよい。

ＭＰＵ６０は、例えば、推奨車線決定部６１を含み、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から提供された地図上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、地図上経路に分岐箇所が存在する場合、自動運転車両が、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。第２地図情報６２は、通信装置２０が他装置と通信することにより、随時、アップデートされてよい。

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、異形ステア、ジョイスティック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、車両制御装置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のうち一部または全部に出力される。

車両制御装置１００は、例えば、第１制御部１２０と、第２制御部１６０とを備える。第１制御部１２０と第２制御部１６０は、それぞれ、例えば、ＣＰＵなどのハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。また、これらの構成要素のうち一部または全部は、ＬＳＩやＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、ＧＰＵなどのハードウェア（回路部；circuitryを含む）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。プログラムは、予め車両制御装置１００のＨＤＤやフラッシュメモリなどの記憶装置（非一過性の記憶媒体を備える記憶装置）に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ－ＲＯＭなどの着脱可能な記憶媒体に格納されており、記憶媒体（非一過性の記憶媒体）がドライブ装置に装着されることで車両制御装置１００のＨＤＤやフラッシュメモリにインストールされてもよい。

図２は、第１制御部１２０および第２制御部１６０の機能構成図である。第１制御部１２０は、例えば、認識部１３０と、行動計画生成部１４０とを備える。第１制御部１２０は、例えば、ＡＩ（Artificial Intelligence；人工知能）による機能と、予め与えられたモデルによる機能とを並行して実現する。例えば、「交差点を認識する」機能は、ディープラーニング等による交差点の認識と、予め与えられた条件（パターンマッチング可能な信号、道路標示などがある）に基づく認識とが並行して実行され、双方に対してスコア付けして総合的に評価することで実現されてよい。これによって、自動運転の信頼性が担保される。

認識部１３０は、自車両Ｍの周辺を認識し、認識した対象物の挙動を推定する。認識部１３０は、例えば、周辺認識部１３２を備える。

周辺認識部１３２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を介して入力された情報に基づいて、自動運転車両の周辺にある物体（前走車両や対向車両、合流路の本線を走行する本線車両など）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、例えば、自動運転車両の代表点（重心や駆動軸中心など）を原点とした絶対座標上の位置として認識され、制御に使用される。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、物体の加速度やジャーク、あるいは「行動状態」（例えば自車両Ｍの先行車両が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。

周辺認識部１３２は、走行車線を認識する際に、走行車線に対する自動運転車両の位置や姿勢を認識する。周辺認識部１３２は、例えば、自動運転車両の基準点の車線中央からの乖離、および自動運転車両の進行方向の車線中央を連ねた線に対してなす角度を、走行車線に対する自動運転車両の相対位置および姿勢として認識してもよい。これに代えて、周辺認識部１３２は、走行車線のいずれかの側端部（道路区画線または道路境界）に対する自動運転車両の基準点の位置などを、走行車線に対する自動運転車両の相対位置として認識してもよい。

周辺認識部１３２は、例えば、自動運転車両が走行している車線（走行車線）を認識する。例えば、周辺認識部１３２は、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動運転車両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。なお、周辺認識部１３２は、道路区画線に限らず、道路区画線や路肩、縁石、中央分離帯、ガードレールなどを含む走路境界（道路境界）を認識することで、走行車線を認識してもよい。この認識において、ナビゲーション装置５０から取得される自動運転車両の位置やＩＮＳによる処理結果が加味されてもよい。また、周辺認識部１３２は、一時停止線、信号機、その他の道路事象を認識する。

周辺認識部１３２は、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の周辺車両と、カメラ１０により撮像された画像、ナビゲーション装置５０により取得された自車両Ｍの周辺の渋滞情報、または第２地図情報６２から得られる位置情報に基づいて、周辺車両、特に自車両Ｍの走行予定の車道に関する情報を認識する。走行予定の車道に関する情報には、例えば、自車両Ｍの走行予定の車線幅（車道幅）などが含まれる。

周辺認識部１３２は、例えば、第１検出部１３３と、第２検出部１３４と、区画線認識部１３５とを備える。

第１検出部１３３は、周辺認識部１３２の認識結果に基づいて、自車両Ｍの走行状態を検出する。第１検出部１３３は、自車両Ｍが合流路を進行している場合に、自車両Ｍの走行位置や速度、角速度などの走行状態を検出する。

第２検出部１３４は、周辺認識部１３２の認識結果に基づいて、自車両Ｍが合流路を進行している場合の、合流先である本線を進行する他車両（以下、本線車両ｍＮ；Ｎは走行中の車線の符号の数字を付し、車線Ｌ１に複数車両が存在する場合には、本線車両ｍ１１、本線車両ｍ１２、本線車両ｍ１３…のように示す）の走行状態を検出する。第２検出部１３４は、例えば、本線車両ｍ１が存在するか否か、本線車両ｍ１の走行位置、速度、角速度、車長などの走行状態を検出する。また、第２検出部１３４は、本線車両ｍ１の横移動状況を検出し、本線車両ｍ１が走行中の車線を継続して走行しているか、走行中の車線から車線変更しようとしているかを検出する。車線Ｌ１は「第１車線」の一例である。

区画線認識部１３５は、周辺認識部１３２の認識結果に基づいて、本線に含まれる一以上の車線を区画する区画線を認識する。

行動計画生成部１４０は、原則的には推奨車線決定部６１により決定された推奨車線を走行し、更に、自車両Ｍの周辺状況に対応した自動運転が実行されるように、自車両Ｍが将来走行する目標軌道を生成する。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、道なり距離で所定の走行距離（例えば数［ｍ］程度）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。

行動計画生成部１４０は、目標軌道を生成するにあたり、自動運転のイベントを設定してよい。自動運転のイベントには、定速走行イベント、低速追従走行イベント、車線変更イベント、分岐イベント、接触回避イベント、合流イベント等がある。合流イベントとは、例えば、高速道路などの信号や停止線のない合流地点で自車両Ｍを本線に合流させるイベントである。行動計画生成部１４０は、起動させたイベントに応じた目標軌道を生成する。

行動計画生成部１４０は、例えば、合流制御部１４２を備える。合流制御部１４２の機能の詳細については後述する。

第２制御部１６０は、行動計画生成部１４０によって生成された目標軌道を、予定の時刻通りに自動運転車両が通過するように、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。

図１に戻り、第２制御部１６０は、例えば、取得部１６２と、速度制御部１６４と、操舵制御部１６６とを備える。取得部１６２は、行動計画生成部１４０により生成された目標軌道（軌道点）の情報を取得し、メモリ（不図示）に記憶させる。速度制御部１６４は、メモリに記憶された目標軌道に付随する速度要素に基づいて、走行駆動力出力装置２００またはブレーキ装置２１０を制御する。操舵制御部１６６は、メモリに記憶された目標軌道の曲がり具合に応じて、ステアリング装置２２０を制御する。速度制御部１６４および操舵制御部１６６の処理は、例えば、フィードフォワード制御とフィードバック制御との組み合わせにより実現される。一例として、操舵制御部１６６は、自動運転車両の前方の道路の曲率に応じたフィードフォワード制御と、目標軌道からの乖離に基づくフィードバック制御とを組み合わせて実行する。

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、第２制御部１６０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、第２制御部１６０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、第２制御部１６０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、第２制御部１６０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。

［第２検出部の機能］
図３は、第２検出部１３４の機能構成図である。第２検出部１３４は、例えば、本線車両認識部１３４－１と、仮想枠設定部１３４－２と、曲率導出部１３４－３とを備える。

本線車両認識部１３４－１は、本線車両ｍ１の位置、速度、角速度などを認識する。仮想枠設定部１３４－２は、本線車両認識部１３４－１による認識結果に基づいて、本線車両ｍ１の基準箇所（車頭、重心、前輪軸中心、後輪軸中心など）を内包する仮想枠を設定する。仮想枠は、例えば、直進中の本線車両ｍ１を上面や側面から見たときの本線車両ｍ１の輪郭線を内包するように設定される。

曲率導出部１３４－３は、仮想枠設定部１３４－２により設定された仮想枠に基づいて、本線車両ｍ１の走行軌道の曲率を導出する。

［合流制御部の機能］
以下、合流制御部１４２の機能の詳細について説明する。なお、以下に示す合流制御部１４２の機能は、合流イベントにより実行される機能であってもよく、その他の合流制御における機能であってもよい。

合流制御部１４２は、第２検出部１３４により検出された本線車両ｍ１の横移動状況に基づいて、自車両Ｍを本線に合流させる合流制御を行う。合流制御部１４２は、区画線認識部１３５により本線に含まれる複数の車線Ｌ１およびＬ２を区画する区画線が認識できなかった場合、区画線認識部１３５により本線に含まれる複数の車線を区画する区画線が認識できた場合に比して合流制御開始を遅らせる。

以下、図４および図５を参照し、場面の進行と共に第１検出部１３３、第２検出部１３４、区画線認識部１３５、および合流制御部１４２の処理について説明する。

図４は、第１場面を示す図である。第１場面は合流制御の開始前の場面である。

図４の例では、図中のＸ軸方向（進行方向）に延伸する本線（車線Ｌ１および車線Ｌ２；車線Ｌ２は「第２車線」の一例）と、車線Ｌ１の進行方向に対して左側から合流する合流車線（車線Ｌ３）を示している。自車両Ｍは、ナビゲーション装置５０により設定された目的地までの経路に沿って自動運転が実行されており、車線Ｌ１を合流地点（或いは合流エリア、定義について後述）に向かって走行している。合流地点付近には停止線が存在せず、本線車両ｍ１は、車線Ｌ１を走行しているものとする。

なお、車線Ｌ３と、本線である車線Ｌ１および車線Ｌ２は、合流地点よりも各車両の進行方向に関する手前側において、柵ＦＦや分岐帯ＣＣ、ゼブラゾーン（導流帯）ＺＺなどにより区切られている。柵ＦＦおよび分岐帯ＣＣは、車線Ｌ１と車線Ｌ３とを物理的に分断するものであるが、ゼブラゾーンＺＺは、道路面に描画されているのみであり、車線Ｌ１と車線Ｌ３とを物理的に分断しない。なお、柵ＦＦは、車線Ｌ１と車線Ｌ３のうち一方の車線から他方の車線が視認できない程度の高さを備えてもよい。

合流地点は、車線Ｌ１と車線Ｌ３とが連結される地点であり、例えば、車線Ｌ３のソフトノーズからエンドノーズまでの領域を含む。自車両Ｍは、ソフトノーズからエンドノーズまでの領域を走行するまでに車線Ｌ１に合流する必要がある。なお、自車両Ｍは、物理的に通過可能であっても、法規上交通が制限されるゼブラゾーンＺＺを通過して車線Ｌ１に合流することはないものとする。

区画線認識部１３５は、例えば、本線の区画線ＬＬ１～ＬＬ３を認識する。区画線ＬＬ１および区画線ＬＬ２は、車線Ｌ１を区画する線である。また、区画線ＬＬ２および区画線ＬＬ３は、車線Ｌ２を区画する線である。

第２検出部１３４は、例えば、自車両Ｍの基準箇所が分岐帯ＣＣに到達したタイミングから、自車両Ｍの基準箇所がゼブラゾーンＺＺの終端であるソフトノーズに到達するタイミングまでの間に、本線車両ｍ１を選択する。なお、第２検出部１３４は、車線Ｌ１を走行する複数の車両を認識した場合には、複数車両のうち自車両Ｍから近く、且つ、自車両Ｍよりも進行方向後方に位置する車両を本線車両ｍ１として選択してもよい。これにより、合流制御部１４２は、自車両Ｍが車線Ｌ３を減速しながら進行して本線の車線Ｌ１に合流する場合に、合流目標としやすい車両を本線車両ｍ１として選択することができる。

第１検出部１３３は、周辺認識部１３２の認識結果に基づいて、自車両Ｍの速度ＶＭを含む自車両Ｍの走行状態を検出する。

合流制御部１４２は、車線Ｌ３の終端であるエンドノーズに到達するタイミングまでに、自車両Ｍを本線に合流させるように合流制御する。

図５は、合流時の仮想枠設定部１３４－２による設定結果の一例を示す図である。図５には、自車両Ｍが車線Ｌ３から車線Ｌ１に車線変更するまでの時刻ｔ０～ｔ９のそれぞれにおける自車両Ｍ、および仮想枠設定部１３４－２により本線車両ｍ１に設定された仮想枠Ｒｍ１の位置を示す。時刻ｔ０～時刻ｔ９は、任意の時間経過を示すものであり、数〔ｓｅｃ〕間隔の時間経過を示すものであってもよい。仮想枠Ｒｍ１は、例えば、本線車両ｍ１の将来位置の予測領域を示すものであり、枠内が本線車両ｍ１との干渉する可能性が高い領域を示すものである。

なお、以下の説明において、時刻ｔ２は、本線車両ｍ１がウインカーランプを点灯させたタイミングであるものとして説明する。時刻ｔ３は、本線車両ｍ１が減速を開始したタイミングであり、横方向の移動量は所定未満であるものとして説明する。また、本線車両ｍ１は、時刻ｔ４に車線Ｌ１から車線Ｌ２への車線変更を開始し、時刻ｔ８に車線変更を終了するものとして説明する。この間の本線車両ｍ１の横方向の移動量は、所定以上であるものとして説明する。時刻ｔ９は、本線車両ｍ１が車線Ｌ２を車線維持した状態で走行開始した時刻である。

第２検出部１３４は、周辺認識部１３２の認識結果に基づいて、自車両Ｍが合流路を進行している場合の、合流先である本線を進行する本線車両ｍ１の走行状態を検出する。例えば、第２検出部１３４は、本線車両ｍ１がウインカーランプを点灯させているか否か、本線車両ｍ１の進行方向の速度Ｖｘｍ１、および進行方向の横方向の速度Ｖｙｍ１を検出する。なお、第２検出部１３４は、区画線認識部１３５が本線車両ｍ１を認識できている場合には、区画線ＬＬ１～ＬＬ３の認識結果に基づいて、横方向の速度Ｖｙｍ１を検出してもよい。

仮想枠設定部１３４－２は、第２検出部１３４の検出結果、特に横方向の速度Ｖｙｍ１に基づいて仮想枠Ｒｍ１を設定する。仮想枠設定部１３４－２は、本線車両ｍ１が車線変更を行う走行状態にあることが検出された場合、本線車両ｍ１から合流路から離間する方向に仮想枠Ｒｍ１をオフセットさせる。

仮想枠設定部１３４－２は、本線車両ｍ１が車線変更を行う走行状態にあることが検出された場合、図示のように、時刻ｔ２から図中Ｙ軸方向（車線Ｌ１から車線Ｌ２に向かう方向）に仮想枠Ｒｍ１をオフセットさせる。なお、オフセット量は、横方向の速度Ｖｙｍ１に基づいて設定されてもよい。仮想枠設定部１３４－２は、例えば、横方向の速度Ｖｙｍ１が所定以上である場合、横方向の速度Ｖｙｍ１の大きさに応じて、仮想枠Ｒｍ１をより大きくオフセットさせる。

例えば、仮想枠設定部１３４－２は、車線変更に向けて減速を開始した時刻ｔ３のオフセット量は、実際の横方向の速度Ｖｙｍ１が小さいため、所定量（例えば、数十［ｃｍ］程度）を設定する。仮想枠設定部１３４－２は、時刻ｔ４～時刻ｔ８とのオフセット量は、横方向の速度Ｖｙｍ１の大きさに応じてオフセット量を設定する。

仮想枠Ｒｍ１は本線車両ｍ１の将来位置の推定領域を示すものであるため、仮想枠設定部１３４－２は、横方向の移動量が小さい時刻ｔ３においても仮想枠Ｒｍ１をオフセットさせる。

なお、仮想枠設定部１３４－２は、第２検出部１３４により本線車両ｍ１が車線変更を行う走行状態にあることが検出された場合、第２検出部１３４による縦方向の速度Ｖｘｍ１の検出結果に基づいて仮想枠Ｒｍ１をオフセットしてもよい。その場合、例えば、仮想枠設定部１３４－２は、本線車両ｍ１が減速している場合には仮想枠Ｒｍ１を本線車両ｍ１よりも進行方向後方にオフセットする。また、例えば、仮想枠設定部１３４－２は、本線車両ｍ１が加速している場合には仮想枠Ｒｍ１を本線車両ｍ１よりも進行方向前方にオフセットする。

曲率導出部１３４－３は、仮想枠設定部１３４－２により設定された仮想枠に基づいて、自車両Ｍを本線に合流させる合流制御を行うため、本線車両ｍ１の走行軌道の曲率導出を行う。合流制御部１４２は、時空間行動予測（例えば、上記の時刻ｔ０～時刻ｔ８において設定された仮想枠Ｒｍ１の位置）と、曲率導出部１３４－３の導出結果に基づいて合流制御を行う。

〔仮想枠〕
以下、仮想枠設定部１３４－２による仮想枠Ｒｍ１の設定例について説明する。仮想枠設定部１３４－２は、少なくとも本線車両ｍ１の基準箇所を包含する仮想枠Ｒｍ１を設定する。仮想枠設定部１３４－２は、本線車両ｍ１が車線維持している場合には、仮想枠Ｒｍ１が本線車両ｍ１の輪郭線を内包するように設定する。仮想枠設定部１３４－２は、本線車両ｍ１が車線変更している場合には、仮想枠Ｒｍ１が車線変更先の車線に近づくようにオフセットしつつ、本線車両ｍ１の基準箇所を内包するように設定する。

図６は、図５に示した時刻ｔ６における仮想枠Ｒｍ１の拡大図である。仮想枠設定部１３４－２は、仮想枠Ｒｍ１が車線変更先の車線Ｌ３に近づくようにオフセットする場合であっても、本線車両ｍ１の基準箇所Ｆｍ１を包含するように設定する。

図７は、図６に示した仮想枠Ｒｍ１のオフセットについて説明するための図である。仮想枠設定部１３４－２は、例えば、時刻ｔ６において横方向の移動を終了した場合に本線車両ｍ１の予測姿勢（図中ｖｍ１）に対して、仮想枠Ｒｍ１を設定する。

図８は、仮想枠の変形例である略円形の仮想枠Ｏｍ１について説明するための図である。仮想枠Ｏｍ１は、上述の矩形の仮想枠Ｒｍ１と同様に、本線車両ｍ１を上面や側面から見たときの本線車両ｍ１の輪郭線を内包するように設定される。

図９は、図８に示した仮想枠Ｏｍ１のオフセットについて説明するための図である。図９に示す本線車両ｍ１は、図６および図７に示す時刻ｔ６時点の本線車両ｍ１と同じである。仮想枠設定部１３４－２は、仮想枠Ｏｍ１が車線変更先の車線Ｌ３に近づくようにオフセットする場合であっても、本線車両ｍ１の基準箇所Ｆｍ１を包含するように設定する。以下、仮想枠は矩形であるものとして説明するが、矩形に限定するものではなく、例えば、図８および図９に示したように略円形であってもよいし、矩形以外の多角形であってもよい。

［オフセットの抑制］
第２検出部１３４の仮想枠設定部１３４－２は、区画線認識部１３５により本線に含まれる区画線の一部または全部が認識されなかった場合に、仮想枠のオフセットを抑制する。「オフセットを抑制する」には、オフセットを行わないことや、オフセット量がより小さく設定されること、オフセットを開始するタイミングが遅くなることが含まれる。

図１０は、区画線認識部１３５により本線に含まれる区画線が認識された場合の、仮想枠Ｒｍ１のオフセットについて説明する図である。区画線認識部１３５は、時刻ｔａにおいて車線Ｌ１および車線Ｌ２の区画線ＬＬ１～ＬＬ３を認識した。仮想枠設定部１３４－２は、時刻ｔａにおいて本線車両ｍ１が車線変更を開始したと認識した場合に、時刻ｔａの時点から本線車両ｍ１の仮想枠Ｒｍ１を車線Ｌ２の方にオフセットする。これにより、合流制御部１４２は、時刻ｔａから所定時間ｔｂ経過後には、自車両Ｍを車線Ｌ１の区画線ＬＬ１に接近させ、車線Ｌ１への車線変更を開始させることができる。

図１１は、区画線認識部１３５により本線に含まれる区画線が認識されなかった場合の、仮想枠Ｒｍ１のオフセットについて説明する図である。区画線認識部１３５は、時刻ｔａにおいて車線Ｌ１および車線Ｌ２の区画線ＬＬ１～ＬＬ３の一部または全部を認識できなかった。仮想枠設定部１３４－２は、時刻ｔａにおいて本線車両ｍ１が車線変更を開始したと認識した場合に、時刻ｔａの時点では本線車両ｍ１の仮想枠Ｒｍ１を車線Ｌ２の方にオフセットを行わない。仮想枠設定部１３４－２は、例えば、時刻ｔａから所定時間ｔｂ経過後に、仮想枠Ｒｍ１のオフセットを開始する。合流制御部１４２は、例えば、さらに所定時間ｔｂが経過した時刻ｔａ＋２ｔｂには、自車両Ｍを車線Ｌ１の区画線ＬＬ１に接近させ、車線Ｌ１への車線変更を開始する。このように、区画線認識部１３５により区画線が認識されなかった場合に、合流制御部１４２は、より慎重に合流制御を開始することができる。

〔区画線が認識されない場合の合流軌道生成〕
合流制御部１４２は、区画線認識部１３５により本線に含まれる区画線が認識されなかった場合、第２検出部１３４の本線車両ｍ１の検出結果に基づいて自車両Ｍの合流軌道を生成する。合流制御部１４２は、第２検出部１３４の本線車両ｍ１の横方向の移動量の検出結果に基づいて、本線車両ｍ１の軌道曲率を判定する。「区画線認識部１３５により本線に含まれる区画線が認識されない」ことには、区画線が存在しないこと、区画線が途切れていること、区画線が擦れていること、悪天候で進行方向の区画線が視認できなくなることが含まれる。

区画線認識部１３５により区画線が認識されなかった場合、自車両Ｍは大まかな自車両位置は取得または推定できても、第２地図情報６２における自車両の位置を正確に把握することができない可能性がある。そのため、合流制御部１４２は、本線車両ｍ１の検出結果に基づいて、自車両Ｍの合流制御を行う。

図１２は、曲率導出部１３４－３による処理例について説明するための図である。図１２には、自車両Ｍが車線Ｌ３から車線Ｌ１に車線変更するまでの時刻ｔ０～ｔ９のそれぞれにおける自車両Ｍ、および仮想枠設定部１３４－２により本線車両ｍ１に設定された仮想枠Ｒｍ１の位置を示す。時刻ｔ０～時刻ｔ９は、図５に示す時刻ｔ０～時刻ｔ９と同様、任意の時間経過を示すものである。

区画線認識部１３５により本線に含まれる区画線が認識されなかった場合、曲率導出部１３４－３は、本線車両ｍ１が横方向の移動を開始した地点（車線変更を開始したと推定される地点；例えば、図の時刻ｔ４）と、横方向の移動を開始してからの本線車両ｍ１の走行軌道の曲率を導出する。曲率導出部１３４－３は、また、曲率導出部１３４－３は、本線車両ｍ１の基準箇所Ｆｍ１の検出結果に基づいて、自車両Ｍと本線車両ｍＡの相対的な縦方向（Ｘ軸方向）の位置関係、相対的な横方向（Ｙ軸方向）の位置関係、および遠方曲率（本線車両ｍ１の進行軌道）を導出し、これらの導出結果に基づいて、本線車両ｍ１の走行軌道Ｋｍ１を導出する。これにより、区画線が認識されない本線の車線Ｌ１およびＬ２の曲率を推定することができる。

合流制御部１４２は、曲率導出部１３４－３により導出された本線車両ｍ１の軌道の曲率の変化に基づいて、自車両Ｍの合流軌道を生成する。図１３および図１４は、自車両Ｍの合流軌道について説明するための図である。

合流制御部１４２は、例えば、図１２に示した本線車両ｍ１の走行軌道Ｋｍ１や、周辺認識部１３２による本線車両ｍ１以外の認識結果に基づいて、自車両Ｍの合流軌道ＫＭを生成する。合流制御部１４２は、例えば、時刻ｔ７における自車両Ｍの合流軌道ＫＭを生成する際に、本線車両ｍ１の仮想枠Ｒｍ１の時刻ｔ５や時刻ｔ６における位置や、本線車両ｍ１の時刻ｔ５から時刻ｔ６における走行軌道Ｋｍ１を参照する。第２制御部１６０は、例えば、自車両Ｍの基準箇所ＦＭが、合流軌道ＫＭを通過するように操舵および速度を操作して自車両Ｍを走行させる。

合流制御部１４２は、例えば、時刻ｔ４の時点において自車両Ｍの合流軌道ＫＭを生成するにあたり、仮想枠Ｒｍ１に基づいて図１４に示すような領域Ａ１～Ａ３を設定する。合流制御部１４２は、領域Ａ１～Ａ３のそれぞれの領域において、加減速の度合や、自車両Ｍの本線への移動量の度合が異なる制御モデルを参照する。

例えば、領域Ａ１は、自車両Ｍが本線へ合流するため減速制御が行われる領域であり、減速しすぎて本線車両ｍ１が好適な目標でなくなることを避けるために減速抑制（減速する速度に制限を設ける）を行う制御モデルを合流制御部１４２が参照する領域である。領域Ａ１は、例えば、図１３に示す時刻ｔ５から時刻ｔ７までに該当する。領域Ａ１は、請求項の「第１時点」から「第２地点」までに相当する。

領域Ａ２は、合流制御部１４２により領域Ａ１とは異なる制御モデルを参照される領域である。また、領域Ａ２は、自車両Ｍが本線へ合流するため横方向の移動を積極的に行う領域であり、本線車両ｍ１と好適な位置関係を保つことができるように（横方向に移動しすぎたり、本線車両ｍ１と接近しすぎたりしないように）横速度制限を行う制御モデルを合流制御部１４２が参照する領域である。なお、領域Ａ２においては、自車両Ｍの進行方向の速度は一定に保たれるよう制御されてもよい。領域Ａ２は、例えば、図１３に示す時刻ｔ７から時刻ｔ８までに該当する。領域Ａ１は、請求項の「第２時点」から「第３地点」までに相当する。

領域Ａ３は、合流制御部１４２により領域Ａ１および領域Ａ２とは異なる制御モデルを参照される領域である。また、領域Ａ３は、自車両Ｍの本線へ合流制御の終盤（例えば、自車両Ｍの基準箇所ＦＭが既に車線Ｌ３から車線Ｌ１に移動している状態）に通過する領域であり、車線Ｌ１の車線維持に移行するための制御モデルを合流制御部１４２が参照する領域である。なお、領域Ａ３において参照される制御モデルには、自車両Ｍの進行方向の速度の加速制限（加速する速度に上限を設けるなどの、過度な加速の抑制）が設定されてもよい。領域Ａ３は、例えば、図１３に示す時刻ｔ８から時刻ｔ９までに該当する。領域Ａ１は、請求項の「第３時点」から「第４時点」までに相当する。

合流制御部１４２は、例えば、仮想枠Ｒｍ１のオフセットの有無やオフセット量の大きさに基づいて、領域Ａ１～Ａ３を設定する。例えば、合流制御部１４２は、時刻ｔ７の仮想枠Ｒｍ１のように、本線車両ｍ１の車体の輪郭の一部を内包しない程度にオフセットされた場合に、領域Ａ１から領域Ａ２に切り替えると設定する。また、合流制御部１４２は、時刻ｔ９の仮想枠Ｒｍ１のように、オフセットが解消された場合に、領域Ａ２から領域Ａ３に切り替えると設定する。

このように仮想枠設定部１３４－２の設定する仮想枠Ｒｍ１と、曲率導出部１３４－３による導出結果に基づいて、自車両Ｍの合流軌道および加減速を制御することで、合流制御部１４２は、区画線が認識できなかった場合であっても好適な合流走行軌道に応じて自車両Ｍを本線に合流させることができる。

なお、合流制御部１４２は、上述の制御の最中に区画線認識部１３５により本線に含まれる区画線の認識ができるようになった場合には、区画線の認識結果に基づいて自車両Ｍを制御する走行軌道を生成するように切り替えてもよいし、本線車両ｍ１の検出結果に加えて区画線の認識結果にさらに基づいて走行軌道を生成してもよい。例えば、図１３において時刻ｔ８に本線の区画線が認識できるようになった場合、合流制御部１４２は、時刻ｔ９における走行を、仮想枠Ｒｍ１と区画線の認識結果との双方に基づいて制御する。

なお、仮想枠設定部１３４－２により設定された仮想枠のオフセット量を抑制したり、オフセットのタイミングを遅らせたりすることによって合流制御の開始タイミングを調整する方法について説明したが、合流制御部１４２は、他の方法を用いて（仮想枠を用いずに）合流制御の開始タイミングを調整しても良い。例えば、区画線認識部１３５により区画線が認識されたか否かや、第２検出部１３４により本線車両が車線変更せずに取り残されていることが認識されたか否かなどの認識結果に応じて、合流制御部１４２は、合流制御の開始タイミングを調整（閾値変更等により）合流制御を作動し易くしたり、作動し難くしたりする。

その場合、合流制御部１４２は、例えば、以下のような制御を行ってもよい。
（１）区画線認識部１３５により区画線が認識され、且つ第２検出部１３４により車線変更せずに取り残された本線車両が認識されていない場合：合流制御の開始タイミングの調整をしない。
（２）区画線認識部１３５により区画線が認識されない、または第２検出部１３４により車線変更せずに取り残された本線車両が認識された場合：合流制御の開始タイミングを（１）と比較して一段階遅くする。
（３）区画線認識部１３５により区画線が認識されず、且つ第２検出部１３４により車線変更せずに取り残された本線車両が認識された場合：合流制御の開始タイミングを（２）と比較して一段階遅くする。

［処理フロー］
図１５は、車両制御装置１００による合流軌道生成処理の他の一例を示すフローチャートである。

まず、周辺認識部１３２は、自車両Ｍの周辺状況を認識する（ステップＳ１００）。次に、区画線認識部１３５は、本線に含まれる車線を区画する区画線を認識する（ステップＳ１０２）。次に、第１検出部１３３は、自車両Ｍの状態を検出する（ステップＳ１０４）。次に、第２検出部１３４は、本線車両ｍ１の状態を検出する（ステップＳ１０６）。次に、仮想枠設定部１３４－２は、本線車両ｍ１の仮想枠を設定する（ステップＳ１０８）。

次に、第２検出部１３４は、本線車両ｍ１の時空間行動を予測し（ステップＳ１１０）、本線車両ｍ１の目標軌道を予測（または実際の走行軌道を検出）する（ステップＳ１１２）。次に、曲率導出部１３４－３は、本線車両ｍ１の走行軌道の曲率を導出する（ステップＳ１１４）。次に、合流制御部１４２は、ステップＳ１０２～Ｓ１１４の結果に基づいて、自車両Ｍの合流軌道を生成する（ステップＳ１１６）。

次に、区画線認識部１３５は、ステップＳ１０２において区画線が認識されたか否かを判定する（ステップＳ１１８）。なお、区画線認識部１３５は、認識していた区画線が途切れたり、擦れたりなどした場合には区画線が認識されなかったものとしてもよい。区画線が認識されたと判定された場合、第２制御部１６０は、ステップＳ１１６により生成された合流軌道に基づいて、自車両Ｍを合流制御する（ステップＳ１２０）。区画線が認識されたと判定されなかった場合、第２制御部１６０は、ステップＳ１２０よりも合流制御の開始を遅らせて、自車両Ｍを合流制御する（ステップＳ１２２）。以上、本フローチャートの処理を終了する。

以上説明した第１の実施形態の車両制御装置１００は、区画線認識部１３５により本線に含まれる車線を区画する区画線の検出ができない場合、第２検出部による本線車両ｍ１の検出結果、特に仮想枠設定部１３４－２により設定された本線車両ｍ１の仮想枠に基づいて合流制御を行うことにより、自車両Ｍの合流制御の開始時期が区画線認識部１３５により本線に含まれる車線を区画する区画線の検出ができた場合よりも遅く開始され、安定的な車線変更を行うことができる。

＜第２実施形態＞
以下、第２実施形態の車両制御装置について説明する。図１６は、第２実施形態の車両制御装置１００Ａの構成図である。第２実施形態の車両制御装置１００Ａは、第１実施形態の車両制御装置１００と比較して、周辺認識部１３２Ａが第３検出部１３６を更に備える点が異なる。以下、この相違点を中心に説明する。また、以下の説明において、第１実施形態と異なる構成を持つ要素は、第１実施形態と同様の符号にＡを付して説明する。

第３検出部１３６は、自車両Ｍと同様に合流路を走行し本線に合流しようとしている他車両（以下、合流車両）の状態を検出する。第３検出部１３６は、自車両Ｍが合流路を進行している場合に、他車両の走行位置や速度、角速度などの走行状態を検出する。

合流制御部１４２Ａは、第１検出部１３３および第２検出部１３４による検出結果、区画線認識部１３５による認識結果に加え、さらに第３検出部１３６による検出結果に基づいて、自車両Ｍを本線へ合流させる合流制御を行う。例えば、第３検出部１３６により自車両Ｍよりも後方を走行する合流車両（例えば、図中の合流車両ｍ３３）が減速していることを検出した場合、自車両Ｍは後方を走行する合流車両と同程度に減速してもよいことから、合流制御部１４２Ａは、自車両Ｍに最も近い本線車両の前方または後方のどちらに合流するかをより柔軟に選択して自車両Ｍを制御することができる。また、例えば、第３検出部１３６により自車両Ｍよりも前方を走行する合流車両（図中の合流車両ｍ３１または合流車両ｍ３２）の合流が完了している場合に、合流制御部１４２Ａは、自車両Ｍを加速して合流路を進行させ、より前方の本線車両の後方に合流させるなど、より柔軟に選択して自車両Ｍを制御することができる。

図１７は、第２場面を示す図である。第２場面は、第１場面と同様に、自車両Ｍが合流路である車線Ｌ３から本線に合流する場面であるが、自車両Ｍ以外にも合流車両ｍ３１～ｍ３７が存在する点が第１場面と大きく異なる。第２場面においては、図示のように、車線Ｌ１を走行する本線車両ｍ１０～ｍ１９や、車線Ｌ２を走行する本線車両ｍ２０～ｍ２９のように、多数の車両が本線を走行している。

第２場面において、車線Ｌ１を走行中の本線車両ｍ１３、ｍ１４、ｍ１６～ｍ１９の各車両は、車線Ｌ２に車線変更が可能である場合には、車線Ｌ３の自車両Ｍおよび合流車両ｍ３１～３７に道を譲るために車線Ｌ２に車線変更しようとしている。一方、本線車両ｍ１５は、車線Ｌ２に車線変更ができずに車線Ｌ１を維持して走行しているが、自車両Ｍや合流車両ｍ３１～ｍ３３の合流に備え、減速走行している。

第３検出部１３６は、合流車両のうち、特に本線に合流中の車両や、合流を開始しようとしている車両の状態を検出する。また、仮想枠設定部１３４－２は、本線車両ｍ１０～ｍ２９のそれぞれに対して、仮想枠Ｒｍ１０～Ｒｍ２９を設定する。

第２検出部１３４は、本線車両のうち、特に自車両Ｍや合流車両の合流時に干渉の可能性がある車線Ｌ１を走行中で、車線Ｌ１のうち車線Ｌ３と隣接する（柵ＦＦなどにより物理的に分断されていない）領域内を走行中の本線車両ｍ１２～ｍ１６の状態を検出する。仮想枠設定部１３４－２は、車線Ｌ２に車線変更しようとしている車両の仮想枠は、車線Ｌ２の方にオフセットする。仮想枠設定部１３４－２は、例えば、図示のように、本線車両ｍ１２～ｍ１４およびｍ１６の仮想枠Ｒｍ１２～Ｒｍ１４およびＲｍ１６を車線Ｌ２の方にオフセットする。

図１８は、仮想枠Ｒｍの大きさを説明するための図である。図１８の上図は図１７の本線車両ｍ１８に対して仮想枠設定部１３４－２が設定した仮想枠Ｒｍ１８を示す図である。図１８の下図は図１７の本線車両ｍ１５に対して仮想枠設定部１３４－２が設定した仮想枠Ｒｍ１５を示す図である。

仮想枠設定部１３４－２は、第２検出部１３４により車線間での車線変更をしない本線車両ｍ１５が検出された場合、車線間での車線変更をする本線車両（例えば、本線車両ｍ１８）に比して、仮想枠Ｒｍ１５の進行方向に関する長さを短くする。これは、本線車両ｍ１５の前後に合流車両が多数合流しようとしていることを考慮して、本線車両ｍ１５が他の合流車両や自車両Ｍの合流に協力的であると仮定したものである。合流制御部１４２Ａは、本線車両ｍ１５の前方や後方に自車両Ｍを合流しやすくする。このように、自車両Ｍが本線へ接近することにより本線車両への車線変更を促し、後方の本線車両が加速することに対するけん制を行い、自車両がより容易に合流できるように他車両（本線車両および合流車両）に働き掛けを行うことができる。なお、仮想枠Ｒｍ１５の進行方向に関する長さを短くすることに加えて、本線車両ｍ１５の進行方向前方のみ余裕距離を小さくすることや、進行方向後方のみ余裕距離を小さくすること、仮想枠Ｒｍ１５の車幅方向に関する長さを短くすることなどが行われてもよい。

［処理フロー］
図１９は、第２実施形態の車両制御装置１００Ａによる合流軌道生成処理の他の一例を示すフローチャートである。

まず、周辺認識部１３２は、自車両Ｍの周辺状況を認識する（ステップＳ２００）。次に、区画線認識部１３５は、本線に含まれる車線を区画する区画線を認識する（ステップＳ２０２）。次に、第１検出部１３３は、自車両Ｍの状態を検出する（ステップＳ２０４）。次に、第２検出部１３４は、本線車両の状態を検出する（ステップＳ２０６）。次に、第３検出部１３６は、合流車両の状態を検出する（ステップＳ２０８）。

次に、第２検出部１３４は、車線変更しない本線車両か否かを判定する（ステップＳ２１０）。車線変更しない本線車両ではないと判定した場合、仮想枠設定部１３４－２は、通常の大きさの仮想枠を設定する（ステップＳ２１２）。車線変更しない本線車両であると判定した場合、仮想枠設定部１３４－２は、枠の進行方向に関する長さを短くした仮想枠を設定する（ステップＳ２１４）。

ステップＳ２１２およびステップＳ２１４の処理の後、第２検出部１３４および第３検出部１３６は、本線車両および合流車両の時空間行動を予測する（ステップＳ２１６）。次に、第２検出部１３４は、本線車両の目標軌道を予測（または本線車両の実際の走行軌道を検出）する（ステップＳ２１８）。次に、曲率導出部１３４－３は、本線車両の走行軌道の曲率を導出する（ステップＳ２２０）。次に、合流制御部１４２Ａは、ステップＳ２０２～Ｓ２２０の結果に基づいて、自車両Ｍの合流軌道を生成する（ステップＳ２２２）。

次に、区画線認識部１３５は、ステップＳ２０２において区画線が認識されたか否かを判定する（ステップＳ２２４）。なお、区画線認識部１３５は、認識していた区画線が途切れたり、擦れたりなどした場合には区画線が認識されなかったものとする。区画線が認識されたと判定された場合、第２制御部１６０は、ステップＳ２２２により生成された合流軌道に基づいて、自車両Ｍを合流制御する（ステップＳ２２６）。区画線が認識されたと判定されなかった場合、第２制御部１６０は、ステップＳ２２６よりも合流制御の開始を遅らせて、自車両Ｍを合流制御する（ステップＳ２２８）。以上、本フローチャートの処理を終了する。

以上説明したように、第２実施形態の車両制御装置１００Ａによれば、第１実施形態の車両制御装置１００と同様の効果を奏するほか、さらに第３検出部１３６による合流車両の認識結果に基づいて自車両Ｍの合流制御を行うことができる。

また、第２実施形態の車両制御装置１００Ａによれば、本線に車線変更しない本線車両がいる場合に、仮想枠設定部１３４－２によりその車両に対して進行方向に短くした仮想枠を設定することで、自車両Ｍがよりスムーズに合流制御を行うことができる。

また、第２実施形態の車両制御装置１００Ａによれば、自車両Ｍが本線へ接近することにより他車両への車線変更を促したり、自車両がより容易に合流できるように他車両に働き掛けを行ったりすることができる。

［ハードウェア構成］
図２０は、実施形態の車両制御装置１００のハードウェア構成の一例を示す図である。図示するように、各種制御装置は、通信コントローラ１００－１、ＣＰＵ１００－２、ワーキングメモリとして使用されるＲＡＭ１００－３、ブートプログラムなどを格納するＲＯＭ１００－４、フラッシュメモリやＨＤＤなどの記憶装置１００－５、ドライブ装置１００－６などが、内部バスあるいは専用通信線によって相互に接続された構成となっている。通信コントローラ１００－１は、車両制御装置１００以外の構成要素との通信を行う。記憶装置１００－５には、ＣＰＵ１００－２が実行するプログラム１００－５ａが格納されている。このプログラムは、ＤＭＡ（Direct Memory Access）コントローラ（不図示）などによってＲＡＭ１００－３に展開されて、ＣＰＵ１００－２によって実行される。これによって、車両制御装置１００の第１制御部１２０および第２制御部１６０のうち一部または全部が実現される。

上記説明した実施形態は、以下のように表現することができる。
プログラムを記憶した記憶装置と、
ハードウェアプロセッサと、を備え、
前記ハードウェアプロセッサは、前記記憶装置に記憶されたプログラムを実行することにより、
自車両の走行状態を検出し、
前記自車両が合流路を進行している場合の本線を進行する他車両の走行状態を検出し、
前記本線に含まれる一以上の車線を区画する区画線を認識し、
検出された前記他車両の横移動状況に基づいて、前記自車両を前記本線に合流させる合流制御を行い、
前記本線に含まれる複数の車線を区画する区画線が認識できなかった場合、前記本線に含まれる複数の車線を区画する区画線が認識できた場合に比して合流制御開始を遅らせる、
ように構成されている、車両制御装置。

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。

１…車両システム、１０…カメラ、１２…レーダ装置、１４…ファインダ、１６…物体認識装置、２０…通信装置、４０…車両センサ、５０…ナビゲーション装置、５１…ＧＮＳＳ受信機、５３…経路決定部、６１…推奨車線決定部、８０…運転操作子、１００、１００Ａ…車両制御装置、１２０…第１制御部、１３０…認識部、１３２…周辺認識部、１３３…第１検出部、１３４…第２検出部、１３５…区画線認識部、１３６…第３検出部、１４０…行動計画生成部、１４２、１４２Ａ…合流制御部、１６０…第２制御部、１６２…取得部、１６４…速度制御部、１６６…操舵制御部、２００…走行駆動力出力装置、２１０…ブレーキ装置、２２０…ステアリング装置、Ｍ…自車両、ｍ１…本線車両、ｍ２…本線車両、ｍ３…合流車両

Claims (8)

1. 自車両の走行状態を検出する第１検出部と、
   前記自車両が合流路を進行している場合の本線を進行する他車両の走行状態を検出する第２検出部と、
   前記本線に含まれる一以上の車線を区画する区画線を認識する区画線認識部と、
   前記第２検出部により検出された前記他車両の横移動状況に基づいて、前記自車両を前記本線に合流させる合流制御を行う合流制御部と、
   を備え、
   前記合流制御部は、前記区画線認識部により前記本線に含まれる複数の車線を区画する区画線が認識できなかった場合、前記区画線認識部により前記本線に含まれる複数の車線を区画する区画線が認識できた場合に比して合流制御開始を遅らせる、
   車両制御装置。
2. 前記第２検出部は、前記他車両に対して前記他車両の基準箇所を包含する枠を仮想的に設定し、
   前記合流制御部は、前記枠の位置に基づいて合流制御を行うものであって、
   前記第２検出部は、前記他車両が車線変更を行う走行状態にあることが検出された場合、前記他車両から前記合流路から離間する方向に前記枠をオフセットさせる、
   請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記第２検出部は、前記区画線認識部により前記区画線が認識されなかった場合に、前記枠のオフセットを抑制する、
   請求項２に記載の車両制御装置。
4. 前記第２検出部は、前記本線において前記本線に含まれる車線間での車線変更をしない前記他車両を検出した場合、前記車線間での車線変更をする前記他車両を検出した場合に比して、前記枠の進行方向に関する長さを短くする、
   請求項２または３に記載の車両制御装置。
5. 前記合流制御部は、前記第２検出部により前記他車両が前記本線のうち走行中の第1車線から、前記第１車線よりも前記合流路から遠い第２車線に車線変更することが検出された場合に、
   前記他車両が車線変更を開始した第１時点から、前記他車両が区画線を跨いだ第２時点まで減速制御を行い、
   前記第２時点から前記他車両の進行方向に対して横方向の移動速度が所定以下となった第３時点まで横速度制限を行い、
   前記自車両が前記第３時点から前記合流路の終端の所定距離手前に到達した第４時点まで加速制限を行う、
   請求項１から４のうちいずれか１項に記載の車両制御装置。
6. 前記自車両が合流路を進行している場合の前記合流路を進行する合流車両の走行状態を検出する第３検出部をさらに備え、
   前記合流制御部は、さらに前記第３検出部による検出結果に基づいて、前記自車両を前記本線への合流制御を行う、
   請求項１から５のうちいずれか１項に記載の車両制御装置。
7. コンピュータが、
   自車両の走行状態を検出し、
   前記自車両が合流路を進行している場合の本線を進行する他車両の走行状態を検出し、
   前記本線に含まれる一以上の車線を区画する区画線を認識し、
   検出された前記他車両の横移動状況に基づいて、前記自車両を前記本線に合流させる合流制御を行う、
   車両制御方法であって、
   前記本線に含まれる複数の車線を区画する区画線が認識できなかった場合、前記本線に含まれる複数の車線を区画する区画線が認識できた場合に比して合流制御開始を遅らせる、
   車両制御方法。
8. コンピュータに、
   自車両の走行状態を検出させ、
   前記自車両が合流路を進行している場合の本線を進行する他車両の走行状態を検出させ、
   前記本線に含まれる一以上の車線を区画する区画線を認識させ、
   検出された前記他車両の横移動状況に基づいて、前記自車両を前記本線に合流させる合流制御を行わせる、
   プログラムであって、
   前記本線に含まれる複数の車線を区画する区画線が認識できなかった場合、前記本線に含まれる複数の車線を区画する区画線が認識できた場合に比して合流制御開始を遅らせる、
   プログラム。

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