JP7197832B2 - 車両制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の走行を支援する車両制御装置に関する。

車両の経路候補（つまり、実際に車両を走行させる目標経路となり得る候補）の設定に用いられるアルゴリズムとして、ポテンシャル法、スプライン補間関数、Ａスター（Ａ＊）、ＲＲＴ、ステートラティス法等が知られている。また、このようなアルゴリズムを用いた車両運転支援システムも提案されている。

上記アルゴリズムによれば、車両の走行路に複数の経路候補を設定することが可能になる。障害物回避等の観点から各経路候補の経路コストが計算され、当該計算結果に基づいて適切と判断された１つの経路候補が目標経路として選択される。例えば、特許文献１には、グリッドマップ上に複数の経路候補を設定し、移動コストに基づいて１つの経路候補を選択する車両運転支援システムが開示されている。

国際公開第２０１３／０５１０８１号

特許文献１記載のシステムは、経路候補が通過する全てのセルにおける移動コストを計算しており、計算負荷が大きい。自車両が交差車線（つまり、交差点において自車線と交差している車線）に進入するときに、自車両と交差車両（つまり、交差車線を走行している車両）との迅速な衝突回避が要求される場面では、このような手法は実用性が大きく損なわれるおそれがある。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、自車両が交差車線に進入するときに、自車両と交差車両との衝突を回避しつつ、計算負荷を軽減可能な経路候補を設定することができる車両制御装置を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するために、本発明は、車両の走行を支援する車両制御装置であって、自車線を走行している自車両が交差点に進入するとき、交差点において自車線と交差している車線を交差車線と定義し、交差車線を走行している車両を交差車両と定義すると、交差車線を走行しながら自車両に接近する交差車両を検出するよう構成された交差車両検出センサと、自車両から延びる複数の経路候補を設定し、複数の経路候補に基づいて自車両の走行を支援するよう構成されたコントローラと、を有し、コントローラは、交差車両の進行に伴って移動し、且つ交差車両の進行方向に延びる仮想壁を自車両と交差車両との間に設定して、仮想壁を通過しないように複数の経路候補を設定するよう構成されている。

この構成によれば、コントローラは仮想壁を設定する。当該仮想壁は、交差車両の進行に伴って移動し、且つ交差車両の進行方向に延びている。コントローラは、このような仮想壁を自車両と交差車両との間に設定し、仮想壁を通過しないように複数の経路候補を設定する。これにより、自車両と交差車両との衝突を確実に回避するように自車両を走行させるための複数の経路候補を設定することができる。また、コントローラは、仮想壁を通過する経路候補を設定しないため、その計算負荷を軽減することができる。すなわち、本発明によれば、自車両と交差車両との衝突を回避しつつ、計算負荷を軽減可能な経路候補を設定することができる。

また、コントローラは、自車両から仮想壁の手前まで延びる経路候補を設定するよう構成されている。
この構成によれば、自車両を仮想壁の手前で停止させるための経路候補を含め、多様な経路候補を設定することができる。この結果、より確実に交差車両との衝突を回避可能な経路候補を設定することができる。

本発明において、好ましくは、コントローラは、自車両が、交差車両が走行している交差車線を通過し終えるのに要する時間、又は、交差車両が走行している交差車線に合流し終えるのに要する時間に応じた長さを有する仮想壁を設定するよう構成されている。「合流」とは、交差車線に定められている進行方向に走行することをいう。
交差車線を通過し終えた自車両、又は、交差車線に合流し終えた自車両は、交差車両との衝突を回避することができる。つまり、「自車両が、交差車両が走行している交差車線を通過し終えるのに要する時間、又は、交差車両が走行している交差車線に合流し終えるのに要する時間」とは、自車両が交差車両との衝突を回避できる位置まで移動し終えるのに要する時間を意味する。
上記構成によれば、コントローラは、仮想壁の長さを、交差車両との衝突を回避できる位置まで自車両が移動し終えるのに要する時間に応じたものに設定することができる。このような長さを有する仮想壁を設定することにより、自車両と交差車両との衝突を確実に回避することができる。

本発明において、好ましくは、コントローラは、自車両が、交差車両が走行している交差車線を通過し終えるのに要する時間、又は、交差車両が走行している交差車線に合流し終えるのに要する時間を、交差車両の速度に対して乗算することにより得られる距離に基づいて、仮想壁の長さを設定するよう構成されている。
この構成によれば、コントローラは、仮想壁の長さを、交差車両との衝突を回避できる位置まで自車両が移動し終えるのに要する時間と、交差車両の速度とに応じたものに設定することができる。このような長さを有する仮想壁を設定することにより、自車両と交差車両との衝突を確実に回避することができる。

本発明の車両制御装置によれば、自車両が交差車線に進入するときに、自車両と交差車両との衝突を回避しつつ、計算負荷を軽減可能な経路候補を設定することができる。

実施形態に係る車両制御装置の概略構成を示すブロック図である。 実施形態に係る経路候補の説明図である。 実施形態に係る経路候補の説明図である。 実施形態に係るコントローラが実行する処理を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、実施形態に係る車両制御装置について説明する。

＜車両制御装置の構成＞
まず、図１を参照して、実施形態に係る車両制御装置１００の構成について説明する。図１は、実施形態に係る車両制御装置１００の概略構成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１００は、主に、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）などのコントローラ１０と、複数のセンサ及びスイッチと、複数の制御装置と、を有する。この車両制御装置１００は、車両に搭載され、当該車両の走行を支援するように種々の制御を実行する。

複数のセンサ及びスイッチには、カメラ２１、レーダ２２、車両の挙動を検出する複数の挙動センサ（車速センサ２３、加速度センサ２４、ヨーレートセンサ２５）及び複数の挙動スイッチ（操舵角センサ２６、アクセルセンサ２７、ブレーキセンサ２８）、測位装置２９、ナビゲーション装置３０、通信装置３１、操作装置３２が含まれる。また、複数の制御装置には、エンジン制御装置５１、ブレーキ制御装置５２、ステアリング制御装置５３、警報制御装置５４が含まれる。

コントローラ１０は、プロセッサ１１、プロセッサ１１が実行する各種プログラムを記憶するメモリ１２、入出力装置等を備えたコンピュータ装置により構成される。コントローラ１０は、上述した複数のセンサ及びスイッチから受け取った信号に基づき、エンジン制御装置５１、ブレーキ制御装置５２、ステアリング制御装置５３、警報制御装置５４に対して、それぞれエンジン装置、ブレーキ装置、ステアリング装置、警報装置を適宜に作動させるための制御信号を出力可能に構成されている。特に、本実施形態では、後述するように、コントローラ１０は、コントローラ１０が搭載された自車両の複数の経路候補を設定し、経路候補に基づいて自車両の走行を支援する。

カメラ２１は、車両の周囲を撮影し、画像データを出力する。コントローラ１０は、カメラ２１から受信した画像データに基づいて、種々の対象物を特定する。例えば、コントローラ１０は、先行車両、交差車両、駐車車両、二輪車、歩行者、走行路、区画線（中央線、車線境界線、白線、黄線）、車線の通行帯や通行区分、交通信号、交通標識、停止線、交差点、障害物などを特定する。

レーダ２２は、車両の周囲に存在する種々の対象物の位置及び速度を測定する。例えば、レーダ２２は、先行車両、交差車両、駐車車両、歩行者、走行路上の落下物などの位置及び速度を測定する。レーダ２２として、例えばミリ波レーダを用いることができる。このレーダ２２は、車両の進行方向に電波を送信し、対象物により送信波が反射されて生じた反射波を受信する。そして、レーダ２２は、送信波と受信波に基づいて、車両と対象物との間の距離（例えば車間距離）や、車両に対する対象物の相対速度を測定する。
なお、レーダ２２としてミリ波レーダの代わりにレーザレーダを用いてもよいし、また、レーダ２２の代わりに超音波センサなどを用いてもよい。更に、複数のセンサ類を組み合わせて用いて、対象物の位置及び速度を測定してもよい。

車速センサ２３は、車両の速度（車速）を検出し、加速度センサ２４は、車両の加速度を検出し、ヨーレートセンサ２５は、車両に発生するヨーレートを検出し、操舵角センサ２６は、車両のステアリングホイールの回転角度（操舵角）を検出し、アクセルセンサ２７は、アクセルペダルの踏み込み量を検出し、ブレーキセンサ２８は、ブレーキペダルの踏み込み量を検出する。コントローラ１０は、車速センサ２３により検出された車両の速度とレーダ２２により検出された対象物の相対速度とに基づいて、対象物の速度を算出することができる。

測位装置２９は、ＧＰＳ受信機及び／又はジャイロセンサを含み、車両の位置（現在車両位置情報）を検出する。ナビゲーション装置３０は、内部に地図情報を格納しており、コントローラ１０に地図情報を提供することができる。コントローラ１０は、地図情報及び現在車両位置情報に基づいて、車両の周囲（特に進行方向）に存在する道路、交差点、交通信号、建造物などを特定する。地図情報は、コントローラ１０内に格納されていてもよい。また、地図情報は、車線の通行帯や通行区分に関する情報を含んでいてもよい。

通信装置３１は、自車両周辺の他車両と車車間通信を行うと共に、自車両周辺に設置された路側通信装置と路車間通信を行う。通信装置３１は、このような車車間通信及び路車間通信により、他車両からの通信データ、及び交通インフラからの交通データ（交通渋滞情報、制限速度情報、交通信号情報など）を取得し、これらのデータをコントローラ１０に出力する。

操作装置３２は、車室内に設けられており、車両に関する種々の設定を行うためにドライバにより操作される入力装置である。操作装置３２は、例えば、インストルメントパネル、ダッシュパネル、センターコンソールに設けられたスイッチ、ボタンや、表示装置に設けられたタッチパネルなどであり、ドライバの操作に対応する操作信号をコントローラ１０に出力する。本実施形態では、操作装置３２は、車両の走行を支援する制御のオン／オフの切り替えや、車両の走行を支援する制御内容の調整を行えるように構成されている。

なお、カメラ２１、レーダ２２及び通信装置３１の少なくとも１つは、本発明に係る「交差車両検出センサ」の一例である。

エンジン制御装置５１は、車両のエンジンを制御する。エンジン制御装置５１は、エンジン出力（駆動力）を調整可能な構成部であり、例えば、点火プラグや、燃料噴射弁や、スロットルバルブや、吸排気弁の開閉時期を変化させる可変動弁機構などを含む。コントローラ１０は、車両を加速又は減速させる必要がある場合に、エンジン制御装置５１に対して、エンジン出力を変更するために制御信号を送信する。

ブレーキ制御装置５２は、車両のブレーキ装置を制御する。ブレーキ制御装置５２は、ブレーキ装置による制動力を調整可能な構成部であり、例えば液圧ポンプやバルブユニットなどのブレーキアクチュエータを含む。コントローラ１０は、車両を減速させる必要がある場合に、ブレーキ制御装置５２に対して、制動力を発生させるために制御信号を送信する。

ステアリング制御装置５３は、車両のステアリング装置を制御する。ステアリング制御装置５３は、車両の操舵角を調整可能な構成部であり、例えば電動パワーステアリングシステムの電動モータなどを含む。コントローラ１０は、車両の進行方向を変更する必要がある場合に、ステアリング制御装置５３に対して、操舵方向を変更するために制御信号を送信する。

警報制御装置５４は、ドライバに対して所定の警報を発することが可能な警報装置を制御する。この警報装置は、車両に設けられた表示装置やスピーカなどである。例えば、コントローラ１０は、自車両が対象物と衝突する可能性が高くなると、警報装置から警報が発せられるように、警報制御装置５４に対して制御信号を送信する。この例では、コントローラ１０は、対象物との衝突可能性が高いことを報知するための画像を表示装置に表示させたり、対象物との衝突可能性が高いことを報知するための音声をスピーカから出力させたりする。

＜コントローラによる自車両の走行の支援＞
次に、コントローラ１０による自車両の走行の支援について説明する。本実施形態では、コントローラ１０は、自車両が交差車線（自車線を走行している自車両が交差点に進入するとき、当該交差点において自車線と交差している車線を意味する）に進入するときに、自車両と、交差車線を走行する交差車両との衝突を回避するように、複数の経路候補を設定する。図２及び図３は、日本の交通事情のように、交通法規により車両が左側車線を走行することが定められている環境を示している。

まず、図２を参照して、自車両から比較的遠い位置を交差車両が走行しているケースにおける経路候補について説明する。図２は、実施形態に係る経路候補の説明図である。

自車線９０は、交差点７において交差道路９３と交差している。交差道路９３は、自車線９０が接続されている第１交差車線９１と、第１交差車線９１よりも自車線９０から離れた位置に設けられている第２交差車線９２と、を有している。第１交差車線９１と第２交差車線９２とは、区画線Ｌ１により区画されている。第１交差車線９１は、車両が図２の左方向に走行するために設けられており、第２交差車線９２は、第１交差車線９１の対向車線である。第１交差車線９１及び第２交差車線９２は、本発明に係る「交差車線」の一例である。

自車両１は、自車線９０を走行し、交差点７に進入する。自車両１は、交差点７において右折しながら第１交差車線９１を通過し、第２交差車線９２に合流しようとしている。一方、交差車両８は、速度Ｖ（絶対値）で第１交差車線９１を走行し、交差点７に進入しようとしている。つまり、交差車両８は、自車両１の右方から自車両１に接近している。

このような状況において、コントローラ１０は、自車両１と交差車両８との衝突を回避し得る複数の経路候補（つまり、実際に自車両１を走行させる目標経路となり得る候補）を設定する。例えば、コントローラ１０は、ステートラティス法を用いた経路探索により、自車両１の前端１ａから、自車両１の進行方向に向かって枝分かれしながら延びる複数の経路候補を設定する。

図２は、コントローラ１０が設定した経路候補Ｒ１～Ｒ３を示している。経路候補Ｒ１～Ｒ３は、いずれも、自車両１の前端１ａから第１交差車線９１を介して第２交差車線９２まで、予め規定された値（例えば、１００ｍ）だけ延びている。コントローラ１０は、例えば、自車線９０及び交差道路９３上に、所定間隔（例えば、１０ｃｍ）で複数の仮想のグリッド点（不図示）を設定するとともに、当該複数のグリッド点を繋ぐように延びる経路候補Ｒ１～Ｒ３を設定する。

また、コントローラ１０は、仮想壁Ｗを設定する。仮想壁Ｗは、自車両１と交差車両８との衝突を回避するために設定された仮想的な対象物である。仮想壁Ｗは、自車両１と交差車両８との間に設定され、第１交差車線９１の端部９１ａに沿って交差車両８の進行方向に延びている。第１交差車線９１の端部９１ａは、例えば、第１交差車線９１に設けられた縁石や白線に基づいて定められる。コントローラ１０は、第１交差車線９１のうち自車線９０が接続されている部分には、端部９１ａに沿う仮想の延長線Ｌ２を設定し、当該延長線Ｌ２に沿うように仮想壁Ｗを設定する。仮想壁Ｗは、自車両１側の前端Ｗａと交差車両８側の後端Ｗｂとによって規定される長さ（つまり前端Ｗａから後端Ｗｂまでの長さ）Ｘを有している。後端Ｗｂは、交差車両８の後端８ｂに対応する位置に設定されている。

コントローラ１０は、自車両１が右折しながら第１交差車線９１を通過し終えるのに要する時間に応じて、仮想壁Ｗの長さＸを設定する。具体的には、コントローラ１０は、まず、自車両１が第１交差車線９１を通過し終えるのに要する時間（換言すれば、自車両１が第２交差車線９２に合流し終えるのに要する時間）ｔｅを算出する。より詳しくは、コントローラ１０は、まず、自車両１の後端１ｂが区画線Ｌ１に到達するのに要する大まかな時間を算出し、当該時間を、自車両１が第１交差車線９１を通過し終えるのに要する時間ｔｅとする。

コントローラ１０は、「Ｘ＝Ｖ×ｔｅ」により表される式に基づいて、長さＸを設定する。つまり、コントローラ１０は、仮想壁Ｗの長さＸを、自車両１が第１交差車線９１を通過し終えるのに要する時間ｔｅと、交差車両８の速度Ｖとに応じたものに設定する。

また、コントローラ１０は、仮想壁Ｗを、交差車両８と第１交差車線９１の端部９１ａとの間に設定する。詳細には、仮想壁Ｗは、交差車両８の側面部８ｃから第１交差車線９１の端部９１ａまで至る幅Ｙを有している。

コントローラ１０は、このような形状を有する仮想壁Ｗを、交差車両８の進行に伴って移動させる（換言すると交差車両８と共に自車両１に向かって進行させる）。コントローラ１０は、この仮想壁Ｗに基づいて複数の経路候補を設定する。

具体的には、コントローラ１０は、仮想壁Ｗを通過しないように複数の経路候補を設定する。図２に示されるように、交差車両８が自車両１から十分離れている場合、自車両１の前端１ａから延びている経路候補Ｒ１～Ｒ３は、全て仮想壁Ｗと交差しない。これは、自車両１が経路候補Ｒ１～Ｒ３のいずれに沿って走行する場合も、自車両１が交差車両８と衝突する可能性が比較的低いことを意味する。これより、自車両１の前端１ａから予め規定された値だけ延びる経路候補Ｒ１～Ｒ３が設定される。

コントローラ１０は、経路候補Ｒ１～Ｒ３の経路コストを計算する。詳細には、コントローラ１０は、まず、経路候補Ｒ１～Ｒ３のそれぞれに沿って複数のサンプリング点を設定する（不図示）。複数のサンプリング点は、経路候補Ｒ１～Ｒ３上に、互いに間隔を空けて配置される。

次に、コントローラ１０は、各サンプリング点における経路コストを計算する。さらに、コントローラ１０は、経路候補毎に、その経路候補に沿って設定されたサンプリング点における経路コストを合算するとともに、当該合算値をその経路候補の全長で除算する。コントローラ１０は、当該除算により得られる値を、その経路候補の経路コストとする。

コントローラ１０は、経路候補Ｒ１～Ｒ３から、経路コストが最小である経路候補を選択し、目標経路として設定する。コントローラ１０は、当該目標経路に沿って、第２交差車線９２に合流する自車両１の走行を支援する。

次に、図３を参照して、自車両から比較的近い位置を交差車両が走行しているケースにおける経路候補について説明する。図３は、実施形態に係る経路候補の説明図である。上述したケースと同一の構成や処理については、その説明を適宜省略する。

仮想壁Ｗは、交差車両８と共に自車両１に接近する。図３に示される例では、仮想壁Ｗが自車線９０の一部を覆う程度に、仮想壁Ｗが自車両１に接近している。

コントローラ１０は、図２と同様に、自車両１の前端１ａから、自車両１の進行方向に向かって枝分かれしながら延びる複数の経路候補を設定する。コントローラ１０が経路候補Ｒ１を設定しようとすると、経路候補Ｒ１は、仮想壁Ｗと交差することなく延びることができる。これは、自車両１が経路候補Ｒ１に沿って走行する場合、自車両１が交差車両８と衝突する可能性が比較的低いことを意味する。これより、コントローラ１０は、予め規定された値だけ延びる経路候補Ｒ１を設定する。

これに対し、コントローラ１０が経路候補Ｒ２，Ｒ３を設定しようとすると、経路候補Ｒ２，Ｒ３は、いずれも仮想壁Ｗと交差する。これは、自車両１が経路候補Ｒ２，Ｒ３に沿って走行する場合、自車両１が交差車両８と衝突する可能性が比較的高いことを意味する。この場合、コントローラ１０は、自車両１の前端１ａから、仮想壁Ｗのやや手前の点Ｐ２，Ｐ３まで延びる経路候補Ｒ２ｓ，Ｒ３ｓを設定する。経路候補Ｒ２ｓ，Ｒ３ｓは、自車両１を点Ｐ２，Ｐ３まで走行させ、点Ｐ２，Ｐ３で停止させるために用いられる。経路候補Ｒ２ｓ，Ｒ３ｓは、経路候補Ｒ２，Ｒ３の一部であり、図３は、経路候補Ｒ２，Ｒ３のうち実際には設定されない部分を破線で示している。したがって、コントローラ１０が経路候補Ｒ２ｓ，Ｒ３ｓを設定する際の計算負荷は、経路候補Ｒ２，Ｒ３を設定する際の計算負荷と比べて小さい。

また、コントローラ１０は、経路候補Ｒ１，Ｒ２ｓ，Ｒ３ｓの経路コストを計算する。経路候補Ｒ２ｓ，Ｒ３ｓの全長は経路候補Ｒ２，Ｒ３よりも短いため、経路候補Ｒ２ｓ，Ｒ３ｓに沿って設定されるサンプリング点の数は、経路候補Ｒ２，Ｒ３に沿って設定されるサンプリング点の数よりも少ない。したがって、コントローラ１０が経路候補Ｒ２ｓ，Ｒ３ｓの経路コストを計算する際の負荷は、経路候補Ｒ２，Ｒ３の経路コストを計算する際の負荷と比べて小さい。

コントローラ１０は、経路候補Ｒ１，Ｒ２ｓ，Ｒ３ｓから、経路コストが最小である経路候補を選択し、目標経路として設定する。コントローラ１０は、自車両１が当該目標経路に沿って第２交差車線９２に合流する際の走行や、点Ｐ２，Ｐ３で停止する際の走行を支援する。

上述した経路候補の設定方法は、自車両１が交差点７において左折しようとしている場合にも適用できる。具体的には、自車両１が交差点７において左折しようとしている場合、自車両１が第１交差車線９１に合流し終えるのに要する時間を算出し、当該時間を、上述した時間ｔｅとする。詳細には、コントローラ１０は、左折している自車両１の後端１ｂが、延長線Ｌ２に到達するのに要する大まかな時間を算出し、当該時間を、自車両１が第１交差車線９１に合流し終えるのに要する時間ｔｅとする。そして、コントローラ１０は、「Ｘ＝Ｖ×ｔｅ」により表される式に基づいて仮想壁Ｗの長さＸを設定し、仮想壁Ｗとの交差の有無に基づいて、複数の経路候補を設定する。

次に、図４を参照して、コントローラ１０が実行する処理について説明する。図４は、実施形態に係るコントローラ１０が実行する処理を示すフローチャートである。コントローラ１０は、所定の周期（例えば１００ｍｓ毎）で、当該フローチャートに係る処理を繰り返し実行する。

まず、ステップＳ１１において、コントローラ１０は、上述した複数のセンサ及びスイッチから各種情報を取得する。具体的には、コントローラ１０は、カメラ２１、レーダ２２、車速センサ２３、加速度センサ２４、ヨーレートセンサ２５、操舵角センサ２６、アクセルセンサ２７、ブレーキセンサ２８、測位装置２９、ナビゲーション装置３０、通信装置３１、操作装置３２から入力された信号に基づき、各種情報を取得する。

次いで、ステップＳ１２において、コントローラ１０は、自車両１が交差点に進入しようとしているか否かを判定する。具体的には、コントローラ１０は、カメラ２１から入力された信号（画像データに対応する）や、ナビゲーション装置３０から入力された信号（地図情報及び現在車両位置情報に対応する）や、通信装置３１から入力された信号（路車間通信に対応する）に基づいて、自車両１の近傍且つ自車両１の進行方向に、交差点が存在するか否かを判定する。自車両１が交差点に進入しようとしていると判定した場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、コントローラ１０は、ステップＳ１３に進む。これに対して、自車両１が交差点に進入しようとしていると判定されなかった場合（ステップＳ１２：Ｎｏ）、コントローラ１０は、本フローチャートに示す一連のルーチンを抜ける。

次いで、ステップＳ１３において、コントローラ１０は、交差車線を走行しながら自車両１に接近する交差車両８が存在するか否かを判定する。具体的には、コントローラ１０は、カメラ２１から入力された信号（画像データに対応する）や、レーダ２２から入力された信号や、通信装置３１から入力された信号（車車間通信に対応する信号）などに基づき、自車両１に接近する交差車両８を検出するための処理を実行する。その結果、自車両１に接近する交差車両８が検出された場合、コントローラ１０は、交差車両８が存在すると判定し（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、ステップＳ１４に進む。これに対して、自車両１に接近する交差車両８が検出されなかった場合、コントローラ１０は、交差車両８が存在しないと判定し（ステップＳ１３：Ｎｏ）、本フローチャートに示す一連のルーチンを抜ける。

次いで、ステップＳ１４において、コントローラ１０は、時間ｔｅを算出する。上述したように、自車両１が右折する場合、時間ｔｅは、自車両１が、交差車両８が走行している第１交差車線９１を通過し終えるのに要する時間である。また、自車両１が左折する場合、時間ｔｅは、自車両１が、交差車両８が走行している第１交差車線９１に合流し終えるのに要する時間である。

次いで、ステップＳ１５において、コントローラ１０は、交差車両８の速度Ｖ、及び、時間ｔｅに基づき、仮想壁Ｗを設定する。具体的には、コントローラ１０は、交差車両８の後端８ｂから、交差車両８の進行方向に長さＸだけ延び、幅Ｙを有する仮想壁Ｗを設定する。

ステップＳ１６は、経路候補の設定（ステップＳ１６ａ～Ｓ１６ｄ）と、経路コストの計算（ステップＳ１６ｅ）と、を含んでいる。

ステップＳ１６ａにおいて、コントローラ１０は、１つの経路候補の設定を開始する。具体的には、コントローラ１０は、自車両１の前端１ａから、１つの経路候補を、自車両１の進行方向に向かって徐々に延ばし始める。

次いで、ステップＳ１６ｂにおいて、コントローラ１０は、延ばしている経路候補が仮想壁Ｗと交差しているか否かを判定する。経路候補が仮想壁Ｗと交差していると判定されなかった場合（ステップＳ１６ｂ：Ｙｅｓ）、コントローラ１０は、ステップＳ１６ｃに進む。

次いで、ステップＳ１６ｃにおいて、コントローラ１０は、経路候補の長さが、予め規定された値に達したか否かを判定する。経路候補の長さが当該値に達したと判定した場合（ステップＳ１６ｃ：Ｙｅｓ）、コントローラ１０は、経路候補を延ばすことを止め、ステップＳ１６ｅに進む。一方、経路候補の長さが、予め規定された値に達したと判定されなかった場合（ステップＳ１６ｃ：Ｎｏ）、コントローラ１０は、ステップＳ１６ｂに戻り、経路候補をさらに延ばす。

これに対して、ステップＳ１６ｂにおいて、経路候補が仮想壁Ｗと交差していると判定された場合（ステップＳ１６ｂ：Ｙｅｓ）、コントローラ１０は、ステップＳ１６ｄに進む。

次いで、ステップＳ１６ｄにおいて、コントローラ１０は、仮想壁Ｗの手前まで延びる経路候補を設定する。具体的には、コントローラ１０は、仮想壁Ｗの手前の点（上述した点Ｐ２，Ｐ３に対応する）を終点とするように経路候補を設定する。

次いで、ステップＳ１６ｅにおいて、コントローラ１０は、経路候補の経路コストを計算する。経路コストには、自車両１の速度、加速度、横加速度や、経路変化率、障害物等に関するコストが含まれる。これらのコストは適宜設定することができる。概略的には、経路コストは、移動コストと安全コストを含む。例えば、直線経路を走行する場合は、移動距離が短いため移動コストが小さくなるが、障害物等を回避する経路を走行する場合は、移動距離が長くなるため移動コストが大きくなる。また、横加速度が大きくなるほど移動コストは増大する。上述したように、コントローラ１０は、複数のサンプリング点を用いて得られる値を、その経路候補の経路コストとしてメモリ１２に格納する。

コントローラ１０は、このようなステップＳ１６の処理を、所定数の経路候補が設定されるまで実行する。この結果、各経路候補の経路コストがメモリ１２に格納される。

次に、ステップＳ１７で、コントローラ１０は、目標経路を設定する。詳細には、コントローラ１０は、メモリ１２に格納されている各経路候補の経路コストに基づいて、経路コストが最小である経路候補を選択し、当該経路候補を目標経路に設定する。

次に、ステップＳ１８で、コントローラ１０は、目標経路に沿って自車両１が走行するように、エンジン制御装置５１、ブレーキ制御装置５２、及びステアリング制御装置５３に対して制御信号を送信する。当該制御信号は、目標経路の各サンプリング点に設定された自車両１の速度制御及び操舵制御の制御量に基づいて生成される。

次に、実施形態に係る作用及び効果について説明する。

この構成によれば、コントローラ１０は仮想壁Ｗを設定する。仮想壁Ｗは、交差車両８の進行に伴って移動し、且つ交差車両８の進行方向に延びている。コントローラ１０は、このような仮想壁Ｗを自車両１と交差車両８との間に設定し、仮想壁Ｗを通過しないように複数の経路候補を設定する。これにより、自車両１と交差車両８との衝突を確実に回避するように自車両１を走行させるための複数の経路候補を設定することができる。また、コントローラ１０は、仮想壁Ｗを通過する経路候補を設定しないため、その計算負荷を軽減することができる。すなわち、本発明によれば、自車両１と交差車両８との衝突を回避しつつ、計算負荷を軽減可能な経路候補を設定することができる。

また、コントローラ１０は、自車両１から仮想壁Ｗの手前まで延びる経路候補を設定するよう構成されている。この構成によれば、自車両１を仮想壁Ｗの手前で停止させるための経路候補を含め、多様な経路候補を設定することができる。この結果、より確実に交差車両８との衝突を回避可能な経路候補を設定することができる。

また、コントローラ１０は、自車両１が第１交差車線９１を通過し終えるのに要する時間ｔｅ（自車両１が右折する場合）、又は、自車両１が第１交差車線９１に合流し終えるのに要する時間ｔｅ（自車両１が左折する場合）に応じた長さＸを有する仮想壁Ｗを設定するよう構成されている。この構成によれば、コントローラ１０は、仮想壁Ｗの長さＸを、交差車両８との衝突を回避できる位置まで自車両１が移動し終えるのに要する時間に応じたものに設定することができる。このような長さを有する仮想壁Ｗを設定することにより、自車両１と交差車両８との衝突を確実に回避することができる。

また、コントローラ１０は、自車両１が第１交差車線９１を通過し終えるのに要する時間ｔｅ（自車両１が右折する場合）、又は、自車両１が第１交差車線９１に合流し終えるのに要する時間ｔｅ（自車両１が左折する場合）を、交差車両８の速度Ｖに対して乗算することにより得られる距離に基づいて、仮想壁Ｗの長さＸを設定するよう構成されている。この構成によれば、コントローラ１０は、仮想壁Ｗの長さＸを、交差車両８との衝突を回避できる位置まで自車両１が移動し終えるのに要する時間と、交差車両８の速度Ｖとに応じたものに設定することができる。このような長さＸを有する仮想壁Ｗを設定することにより、自車両１と交差車両８との衝突を確実に回避することができる。

上述した実施形態に係るコントローラ１０は、Ｔ字形状を呈する交差点７において自車両１の走行を支援している。しかしながら、本発明はこの形態に限定されるものではない。例えば、本発明は、十字形状等を呈する交差点に進入する自車両に対しても、適用することができる。

また、上述した実施形態に係るコントローラ１０は、ステートラティス法を用いた経路探索により、複数の経路候補を設定している。しかしながら、本発明はこの形態に限定されるものではない。例えば、本発明は、ポテンシャル法、スプライン補間関数、Ａスター、ＲＲＴ等、他の手法を用いて経路候補を設定する車両制御装置にも、適用することができる。

１ 自車両
８ 交差車両
１０ コントローラ
２１ カメラ（交差車両検出センサ）
２２ レーダ（交差車両検出センサ）
３１ 通信装置（交差車両検出センサ）
９０ 自車線
９１ 第１交差車線（交差車線）
１００ 車両制御装置
Ｒ１～Ｒ３ 経路候補
Ｗ 仮想壁

Claims (3)

1. 車両の走行を支援する車両制御装置であって、
   自車線を走行している自車両が交差点に進入するとき、該交差点において該自車線と交差している車線を交差車線と定義し、該交差車線を走行している車両を交差車両と定義すると、
   前記交差車線を走行しながら前記自車両に接近する前記交差車両を検出するよう構成された交差車両検出センサと、
   前記自車両から延びる複数の経路候補を設定し、該複数の経路候補に基づいて前記自車両の走行を支援するよう構成されたコントローラと、を有し、
   前記コントローラは、前記交差車両の進行に伴って移動し、且つ前記交差車両の進行方向に延びる仮想壁を前記自車両と前記交差車両との間に設定して、該仮想壁を通過しないように前記複数の経路候補を設定するとともに、前記自車両から前記仮想壁の手前まで延びる前記経路候補を設定するよう構成されている、
   ことを特徴とする車両制御装置。
2. 前記コントローラは、前記自車両が、前記交差車両が走行している前記交差車線を通過し終えるのに要する時間、又は、前記交差車線に合流し終えるのに要する時間に応じた長さを有する前記仮想壁を設定するよう構成されている、請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記コントローラは、前記自車両が、前記交差車両が走行している前記交差車線を通過し終えるのに要する時間、又は、前記交差車線に合流し終えるのに要する時間を、前記交差車両の速度に対して乗算することにより得られる距離に基づいて、前記仮想壁の長さを設定するよう構成されている、請求項２に記載の車両制御装置。

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