JP7337129B2

JP7337129B2 - 軌道予測装置

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Publication number: JP7337129B2
Application number: JP2021170080A
Authority: JP
Inventors: 響介小西; 卓爾森本; 拓梅田; 忠彦浦野
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2021-10-18
Filing date: 2021-10-18
Publication date: 2023-09-01
Anticipated expiration: 2041-10-18
Also published as: JP2023060455A; US20230124490A1; DE102022210626A1

Description

本願は、軌道予測装置に関するものである。

車両が路面を走行中に、周囲の他の車両の走行状態を識別し予測することが重要である。センサ情報に基づいて、周囲の車両の位置、速度などを検出し車両の接近、車線変更など車両の行動を予測する技術が知られている。従来技術の例として、自車両の走行する車線に隣接する車線を走行する他の二台の車両に関して、各車両の進行方向に対して後方の車両が自車両の走行車線へ車線変更する可能性を推定する技術が開示されている。（例えば特許文献１）

特許第６４９４１２１号公報

特許文献１に開示された技術では、同一車線を走行する前方車両と後方車両の二台の車両について衝突の可能性がある場合の、車両の行動の予測について説明している。二台の車両のうち、後方を走行する後方車両が回避行動をとることを前提として、後方車両の行動を予測している。しかし実際には、車両二台のうち前方を走行する前方車両が、後方車両の接近に対して回避行動をとる状況も発生する。特許文献１に記載された技術では、同一車線を走行する車両二台のうち前方車両が回避行動をとる状況を予測できないことが問題である。

本願は、上記のような問題点を解決するためになされたものである。同一車線を走行し衝突の可能性のある前方車両と後方車両について、前方の車両が回避行動をとる場合と後方の車両が回避行動をとる場合のいずれの回避行動がとられるかを予測し、車両の将来の走行軌道を算出することによって、周囲の車両の走行状態の予測精度を向上することができる軌道予測装置を得ることを目的としている。

本願に係る軌道予測装置は、
複数の車両の位置と速度を検出する車両情報検出部、
車両が走行する道路の車線の位置を示す道路情報を取得する道路情報取得部、
車両の将来の走行軌道である予測軌道を算出する予測軌道算出部、
道路情報取得部によって取得された道路情報と、予測軌道算出部によって算出された予測軌道に基づいて、車両の中で衝突する可能性のある同一車線上の前方車両と後方車両を抽出する衝突予想車両抽出部、
衝突予想車両抽出部によって抽出された前方車両と後方車両のうち回避行動をとる回避行動車両を、道路情報と予測軌道に基づいて予測する回避行動車両予測部、
回避行動車両予測部によって予測された回避行動車両の回避軌道を算出する回避軌道算出部、を備えた軌道予測装置において、
回避行動車両予測部は、衝突予想車両抽出部によって抽出された前方車両と後方車両のそれぞれが回避行動をとった場合の回避軌道である前方回避軌道と後方回避軌道を算出し、道路情報と予測軌道と前方回避軌道に基づいて衝突する可能性のある同一車線上の第二の前方車両と第二の後方車両とその衝突可能性である前方回避衝突可能性を算出し、道路情報と予測軌道と後方回避軌道に基づいて衝突する可能性のある同一車線上の第三の前方車両と第三の後方車両とその衝突可能性である後方回避衝突可能性を算出し、前方回避衝突可能性と後方回避衝突可能性を比較して、前方車両と後方車両のうち回避行動をとる回避行動車両を予測するものである。
また、本願に係る軌道予測装置は、
複数の車両の位置と速度を検出する車両情報検出部、
車両が走行する道路の車線の位置を示す道路情報を取得する道路情報取得部、
車両の将来の走行軌道である予測軌道を算出する予測軌道算出部、
道路情報取得部によって取得された道路情報と、予測軌道算出部によって算出された予測軌道に基づいて、車両の中で衝突する可能性のある同一車線上の前方車両と後方車両を抽出する衝突予想車両抽出部、
衝突予想車両抽出部によって抽出された前方車両と後方車両のうち回避行動をとる回避行動車両を、道路情報と予測軌道に基づいて予測する回避行動車両予測部、
回避行動車両予測部によって予測された回避行動車両の回避軌道を算出する回避軌道算出部、を備えた軌道予測装置において、
回避行動車両予測部は、衝突予想車両抽出部によって抽出された前後の車両の属性に基づいて衝突回避行動をとる車両を予測するものである。

本願に係る軌道予測装置によれば、同一車線を走行し衝突の可能性のある前方車両と後方車両について、前方の車両が回避行動をとる場合と後方の車両が回避行動をとる場合のいずれの回避行動がとられるかを予測し、車両の将来の走行軌道を算出することができるので、周囲の車両の走行状態の予測精度を向上することができる。

実施の形態１に係る軌道予測装置の構成図である。実施の形態１に係る軌道予測装置のハードウェア構成図である。実施の形態１に係る車両の衝突可能性について示す図である。実施の形態１に係る後方車両の回避軌道を示す図である。実施の形態１に係る前方車両の回避軌道を示す図である。実施の形態１に係る後方車両の直進確度と車線変更確度を説明するための車両配置図である。実施の形態１に係る前方車両の直進確度と車線変更確度を説明するための車両配置図である。実施の形態１に係る軌道予測装置の処理を示すフローチャートである。実施の形態１に係る軌道予測装置の回避行動車両予測部の処理の第一の例を示すフローチャートである。実施の形態１に係る右端車線の車両の回避軌道を示す図である。実施の形態１に係る軌道予測装置の回避行動車両予測部の処理の第二の例を示すフローチャートである。実施の形態１に係る左端車線の車両の回避軌道を示す図である。実施の形態１に係る中央車線の車両の回避軌道を示す図である。実施の形態２に係る軌道予測装置の回避行動車両予測部の処理の第一の例を示すフローチャートである。実施の形態２に係る車両の回避軌道を示す第一の図である。実施の形態２に係る軌道予測装置の回避行動車両予測部の処理の第二の例を示すフローチャートである。実施の形態２に係る車両の回避軌道を示す第二の図である。実施の形態２に係る車両の回避軌道を示す第三の図である。実施の形態２に係る車両の回避軌道を示す第四の図である。実施の形態３に係る軌道予測装置の構成図である。実施の形態３に係る軌道予測装置の回避行動車両予測部の処理の例を示すフローチャートである。実施の形態３に係る車両の回避軌道の衝突可能性を示す図である。実施の形態３に係る車両の回避軌道を示す図である。実施の形態４に係る軌道予測装置の回避行動車両予測部の処理の例を示すフローチャートである。

１．実施の形態１
＜軌道予測装置の構成＞
図１は、実施の形態１に係る軌道予測装置１００の機能ブロックを示した構成図である。軌道予測装置１００は車両に搭載され、周囲の他車両の走行状態を識別し予測する。軌道予測装置１００は、車両情報センサ１０、道路データ装置２０、受信装置３０から信号を受取る。そして軌道予測装置１００は、車両に搭載された送信装置５０、ＨＭＩ（Human Machine Interface）６０に信号を出力する。

車両情報センサ１０は、自車両及び他車両の現在における状態（位置、速度など）を出力する。車両情報センサ１０は、車速センサ、加速度センサ、ヨーレートセンサ（角加速度センサ）などの自車両に内蔵されたセンサ群を含むものでもよい。車両情報センサ１０は、ＧＰＳ（Global Positioning System）などの自車両の位置を認識できる装置を構成に含んでいてもよい。そして、車両情報センサ１０は、自車両に搭載されたカメラ、レーダ、ＬｉＤＡＲ（Light Detection And Ranging）などのセンサを構成要素に含み、外部の他車両の状態を検出することができるものであってもよい。さらに車両情報センサ１０は、他車両の属性（小型車両、中型車両、大型車両、緊急車両などの識別）を検出できる能力を有していてもよい。

道路データ装置２０は、道路情報を保有しており、自車両周辺の道路情報を提供することができる。道路情報には、道路の位置、形状、走行レーン数、レーン形状などを含む。道路データ装置は、車両に搭載し、記憶媒体に道路情報を蓄積する装置としてもよいが、自車両の外部に構築されたデータ装置から必要の都度道路情報を提供する装置であってもよい。

受信装置３０は、軌道予測装置１００が、自車両の他の装置または自車両の外部の装置からデータを受信する。受信する情報には、最新の道路データ、道路の渋滞、工事中、速度制限、通行禁止、異常事態の発生、緊急車両の接近などの道路状況についての情報を含んでもよい。また、他車両の車両情報センサによって検出された情報、道路に備えられた車両情報センサによって得られた車両の走行状態に関する情報を受信してもよい。

送信装置５０は、軌道予測装置１００から自車両の他の装置または自車両の外部の装置へデータを送信する。送信装置５０が送信する送信情報には、自車両および他車両の将来の走行軌道である予測軌道、回避軌道を含んでいてもよい。また、送信装置５０が送信する送信情報には、軌道予測装置１００が予測した回避行動車両についての情報などの中間情報を含んでもよい。

＜軌道予測装置の機能ブロック＞
軌道予測装置１００の内部には、７つの機能ブロックが備えられている。軌道予測装置１００は、車両情報検出部１０１、道路情報取得部１０２、予測軌道算出部１０３、衝突予想車両抽出部１０４、回避行動車両予測部１０５、回避軌道算出部１０６、予測軌道送信部１０７を備えている。

車両情報検出部１０１は、車両情報センサ１０または受信装置３０、もしくは双方から受け取った信号に基づいて、自車両および他車両の現在における状態（位置、速度など）を検出する。自車両および他車両の状態としては、位置、速度以外に加速度、車両の属性を含んでいてもよい。ここで、速度は位置の変化量から求めてもよい。加速度は速度の変化量から求めてもよい。また、速度は加速度の積分から求めてもよい。位置は速度の積分から求めてもよい。

道路情報取得部１０２は、道路データ装置２０から、自車両周辺の道路情報を取得する。道路情報取得部１０２が取得する道路情報としては、道路の位置、形状、走行レーン数、レーン形状などの他に受信装置３０から提供された道路の渋滞、工事中、速度制限、通行禁止、異常事態の発生、緊急車両の接近などの道路状況の情報を含んでいてもよい。

予測軌道算出部１０３は、車両情報検出部１０１によって検出された自車両及び他車両の現在における状態と道路情報取得部１０２によって取得された道路情報から、各車両の加速度維持軌道を算出する。加速度維持軌道は、現在の加速度において走行車線を維持した場合を想定した軌道であり、予測軌道とも称する。

予測軌道は、現在より先の時刻における車両の位置、速度、加速度および各予測軌道の可能性指標を備えたものである。可能性指標は、予測軌道が示す行動が実際におこなわれる可能性の高さを表す指標であり、０以上１以下の値として示される。各車両の予測軌道と可能性指標の両方を指して各車両の予測結果と称する。予測軌道の算出については、道路の経路方向と経路と垂直な方向それぞれで運動予測を行う既存の技術を用いてもよい。例えば、特許文献の国際公開第２０２０／１４８８９４号に記載の技術を用いることもできる。

衝突予想車両抽出部１０４は、予測軌道算出部１０３と回避軌道算出部１０６によって算出された予測結果を受け取る。そして、受け取った予測結果に基づいて、現在より先の時刻において同一車線において衝突する可能性の高い前後の車両のペアを抽出する。ここで抽出された前方車両と後方車両のペアを以降では衝突可能性ペアと呼ぶ。

回避行動車両予測部１０５は、衝突可能性ペアに関する予測結果と、その他の車両に関する予測結果に基づいて、前方車両と後方車両のいずれの車両が回避行動をとるか予測する。

回避軌道算出部１０６は、回避行動をとる回避行動車両に関する回避軌道と回避軌道の可能性指標を算出する。回避軌道と可能性指標の両方を指して回避行動車両の予測結果と称する。衝突可能性ペアのうち後方車両が回避行動車両であった場合は、「前方車両を追い抜くために車線変更する軌道」（車線変更軌道）と、「減速し前方車両との車間距離を空ける軌道」（減速軌道）が回避軌道となる。また前方車両が回避行動車両であった場合には、「後方車両に道を譲るために車線変更する軌道」（車線変更軌道）と「加速し後方車両との車間距離を空ける軌道」（加速軌道）が回避軌道となる。

予測軌道送信部１０７は、予測軌道算出部１０３で算出された予測結果に対し、回避軌道算出部１０６で算出された予測結果に基づいて修正された内容が、出力される。予測軌道送信部１０７が出力した内容は、送信装置５０に伝達され、自車両の他の装置または自車両の外部の装置へデータが送信される。

＜軌道予測装置のハードウェア構成＞
図２は、軌道予測装置１００のハードウェア構成図である。本実施の形態では、軌道予測装置１００は、周囲の他車両の走行状態を識別し予測するための電子制御装置である。軌道予測装置１００の各機能は、軌道予測装置１００が備えた処理回路により実現される。具体的には、軌道予測装置１００は、処理回路として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算処理装置９０（コンピュータ）、演算処理装置９０とデータのやり取りをする記憶装置９１、演算処理装置９０に外部の信号を入力する入力回路９２、および演算処理装置９０から外部に信号を出力する出力回路９３等を備えている。

演算処理装置９０として、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、各種の論理回路、および各種の信号処理回路等が備えられてもよい。また、演算処理装置９０として、同じ種類のものまたは異なる種類のものが複数備えられ、各処理が分担して実行されてもよい。記憶装置９１として、演算処理装置９０からデータを読み出しおよび書き込みが可能に構成されたＲＡＭ（Random Access Memory）、演算処理装置９０からデータを読み出し可能に構成されたＲＯＭ（Read only Memory）等が備えられている。記憶装置９１としては、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ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等を使用してもよい。入力回路９２は、車両情報センサ１０、道路データ装置２０、受信装置３０の出力信号を含む各種のセンサ、スイッチ、および通信線が接続され、これらセンサ、スイッチの出力信号と通信情報を演算処理装置９０に入力するＡ／Ｄ変換器、通信回路等を備えている。出力回路９３は、送信装置５０、ＨＭＩ６０を含む装置に演算処理装置９０からの制御信号を出力する駆動回路、通信回路等を備えている。

軌道予測装置１００が備える各機能は、演算処理装置９０が、ＲＯＭ等の記憶装置９１に記憶されたソフトウェア（プログラム）を実行し、記憶装置９１、入力回路９２、および出力回路９３等の軌道予測装置１００の他のハードウェアと協働することにより実現される。なお、軌道予測装置１００が用いる閾値、判定値等の設定データは、ソフトウェア（プログラム）の一部として、ＲＯＭ等の記憶装置９１に記憶されている。軌道予測装置１００の有する各機能は、それぞれソフトウェアのモジュールで構成されるものであってもよいが、ソフトウェアとハードウェアの組み合わせによって構成されるものであってもよい。

＜衝突予想車両の抽出＞
図３は、実施の形態１に係る車両の衝突可能性について示す図である。図３では、同一車線を走行する前方車両２０１と後方車両２０２の二台の車両が示されている。

前方車両２０１と後方車両２０２が衝突する可能性は、その車間距離Ｒ１２と接近速度ΔＶ１２に基づいて求めてもよい。接近速度ΔＶ１２は、後方車両２０２の速度Ｖ２と前方車両２０１の速度Ｖ１の差であり、ΔＶ１２＝Ｖ２－Ｖ１から求めることができる。衝突する可能性は接近速度ΔＶ１２と車間距離Ｒ１２との比から求める事ができる。接近速度ΔＶ１２を車間距離Ｒ１２で除した値を、衝突確度Ｐｃ（Ｐｃ＝ΔＶ１２／Ｒ１２）と定義することができる。その場合、衝突確度Ｐｃは二台の車両が接触するまでの時間の逆数を示すこととなる。

車間距離Ｒ１２＝１００ｍ、接近速度ΔＶ１２＝１ｍ／ｓの場合、１００秒後に前方車両２０１と後方車両２０２が接触することとなる。１ｍ／ｓは、３．６Ｋｍ／ｈに相当し人間の歩行速度程度である。衝突確度Ｐｃが、所定の値（例えば１／１００）以上の場合、衝突する可能性があるとして、前方車両２０１と後方車両２０２を衝突可能性ペアとして抽出することとしてもよい。衝突確度Ｐｃ＝１は、１ｓ後に接触する確度が１．０（１００％）であることを意味する。

図３の前方車両２０１と後方車両２０２について、衝突確度Ｐｃが所定の値以下の場合は、衝突可能性ペアとはならない。その場合は、前方車両２０１と後方車両２０２は、他の車両と同様に加速度維持軌道Ｔｋｐを進む。この予測軌道の可能性指標は固定値（例えば１）となる。衝突可能性ペアが存在しない場合は、衝突予想車両抽出部１０４は衝突予想車両なしと判断する。

衝突予想車両抽出部１０４は、自車両の周囲の同一車線を走行する二台の車両について車間距離と接近速度を確認し、衝突確度Ｐｃが所定の値以上の車両を衝突可能性ペアとして抽出する。衝突予想車両抽出部１０４は、衝突確度Ｐｃが大きい順に衝突可能性ペアを並べ、この順番に衝突可能性ペアの回避軌道について検討することとしてもよい。

衝突可能性ペアとなる車両は自車両２００の前方を走行する他車両に限定しなくてもよい。自車両２００の後方及び側方を走行する、同一車線を連なって走行する二台の車両に関して、衝突可能性が高ければ衝突可能性ペアになるものとする。また、衝突可能性ペアは二台の他車両に限定しなくてもよい。自車両と他車両が同一車線を連なって走行する場合に、衝突可能性が高ければ衝突可能性ペアとして抽出してもよい。

衝突可能性に関する評価は、上記の衝突確度を使用する方法に限定する必要はない。衝突可能性の判断には、特許文献である国際公開第２０１５／１５６０９７号に記載の技術をはじめ、さまざまな既存の技術を用いることができる。

＜回避行動車両の予測＞
回避行動車両予測部１０５は、衝突可能性ペアについて、前方車両２０１が回避行動をとるか、後方車両２０２が回避行動をとるか検討し、予測する。回避行動車両の予測手順については、図９、図１１のフローチャートと、図１０、図１２、図１３の車両の回避軌道を示す図を用いて追って説明する。

＜回避軌道の種類＞
図４は、実施の形態１に係る後方車両２０２の回避軌道を示す図である。図５は、実施の形態１に係る前方車両２０１の回避軌道を示す図である。

回避軌道算出部１０６は、回避行動車両予測部１０５によって予測された回避行動をとる車両の回避軌道を算出する。図４には、衝突可能性ペアである、前方車両２０１と後方車両２０２のうち、後方車両２０２が回避行動車両となった場合の回避軌道が示されている。衝突可能性ペアが走行する車線を衝突予想車線Ｌｐｃで示す。自車両２００が走行する車線は、衝突予想車線Ｌｐｃの右隣の右側車線ＬＲ１である。図４では、右側車線ＬＲ１の右隣に２番目の右側車線ＬＲ２が示されている。

後方車両２０２が、低速で走行する前方車両２０１との衝突を回避するための回避行動をとる場合について説明する。後方車両２０２は、「前方車両を追い抜くために車線変更する軌道」である車線変更軌道Ｔｌｃと、「減速し前方車両との車間距離を空ける軌道」である減速軌道Ｔｄｃのいずれかを選択して衝突を回避する。これら２種類の回避軌道に対して、選ばれやすさを可能性指標として算出する。回避行動をとる車両である後方車両２０２を除いた車両は全て、加速度維持軌道Ｔｋｐを進む。

図５には、衝突可能性ペアである、前方車両２０１と後方車両２０２のうち、前方車両２０１が回避行動車両となった場合の回避軌道が示されている。衝突可能性ペアが走行する車線を衝突予想車線Ｌｐｃで示す。自車両２００が走行する車線は、衝突予想車線Ｌｐｃの左隣の左側車線ＬＬ１である。図５では、左側車線ＬＬ１の左隣に２番目の左側車線ＬＬ２が示されている。

前方車両２０１が、高速で走行する後方車両２０２との衝突を回避するための回避行動をとる場合について説明する。前方車両２０１は、「後方車両に道を譲るために車線変更する軌道」である車線変更軌道Ｔｌｃと、「加速し後方車両との車間距離を空ける軌道」である加速軌道Ｔａｃのいずれかを選択して衝突を回避する。これら２種類の回避軌道に対して、選ばれやすさを可能性指標として算出する。回避行動をとる車両である前方車両２０１を除いた車両は全て、加速度維持軌道Ｔｋｐを進む。

＜回避軌道の選定＞
図６は、実施の形態１に係る後方車両２０２の直進確度と車線変更確度を説明するための車両配置図である。図７は、実施の形態１に係る前方車両２０１の直進確度と車線変更確度を説明するための車両配置図である。

＜後方車両の回避軌道＞
回避行動車両予測部１０５によって回避行動をとると予測された車両について、回避軌道算出部１０６がどのような回避軌道をとるか算出する。図６では、後方車両２０２が回避行動をとると予測された場合について示されている。回避行動をとる後方車両２０２が網掛けで示されている。

衝突可能性ペアである、前方車両２０１と後方車両２０２が走行する衝突予想車線Ｌｐｃには、後方車両２０２の後方に後続車両２０３が示されている。衝突予想車線Ｌｐｃの右隣の右側車線ＬＲ１には、後方車両２０２の前方に先行車両２０４、後方に後続車両２０５が示されている。前方車両２０１の速度Ｖ１、後方車両２０２の速度Ｖ２、後続車両２０３、２０５の速度Ｖ３、Ｖ５、先行車両２０４の速度Ｖ４、と車間距離Ｒ２１、Ｒ２３、Ｒ２４、Ｒ２５が示されている。

後方車両２０２と前方車両２０１との接近速度ΔＶ２１はΔＶ２１＝Ｖ２－Ｖ１である。後方車両２０２と後続車両２０３との接近速度ΔＶ２３はΔＶ２３＝Ｖ３－Ｖ２である。後方車両２０２と先行車両２０４との進行方向に対する接近速度ΔＶ２４はΔＶ２４＝Ｖ２－Ｖ４である。後方車両２０２と後続車両２０５との進行方向に対する接近速度ΔＶ２５はΔＶ２５＝Ｖ５－Ｖ２である。

後方車両２０２が回避軌道として「減速し前方車両との車間距離を空ける軌道」である減速軌道をとる場合の衝突確度Ｐｃ１について検討する。後方車両２０２が衝突予想車線Ｌｐｃでの走行を維持した場合の前方車両２０１との衝突確度は、ΔＶ２１／Ｒ２１である。後方車両２０２が衝突予想車線Ｌｐｃでの走行を維持した場合の後続車両２０３との衝突確度は、ΔＶ２３／Ｒ２３である。よって、後方車両２０２が衝突予想車線Ｌｐｃでの走行を維持した場合の衝突確度Ｐｃ１はこれらの和として算出することができる。また、衝突確度Ｐｃ１はこれらの大きいどりをして算出してもよい。

後方車両２０２が回避軌道として「前方車両を追い抜くために車線変更する軌道」である車線変更軌道をとる場合の衝突確度Ｐｃ２について検討する。後方車両２０２が右側車線ＬＲ１に車線変更した場合の先行車両２０４との衝突確度は、ΔＶ２４／Ｒ２４である。後方車両２０２が右側車線ＬＲ１に車線変更した場合の後続車両２０５との衝突確度は、ΔＶ２４／Ｒ２４である。よって、後方車両２０２が右側車線ＬＲ１に車線変更した場合の衝突確度Ｐｃ２はこれらの和として算出することができる。また、衝突確度Ｐｃ２はこれらの大きいどりをして算出してもよい。

よって、後方車両２０２の減速軌道を取る場合の衝突確度Ｐｃ１と、後方車両２０２の車線変更軌道をとる場合の衝突確度Ｐｃ２は、式（１）で求めることができる。

減速軌道を取る場合の衝突確度Ｐｃ１と、車線変更軌道をとる場合の衝突確度Ｐｃ２について、これらの逆数に基づいて、可能性指標を算定してもよい。衝突確度Ｐｃ１と衝突確度Ｐｃ２の逆数から、減速軌道を取る可能性である減速軌道可能性Ｐｐ１と車線変更軌道をとる可能性である車線変更軌道可能性Ｐｐ２を求めてもよい。これらの関係は式（２）に示す。

減速軌道可能性Ｐｐ１と車線変更軌道可能性Ｐｐ２が、それぞれ０以上１以下の値を取る可能性指標であるので、式（３）によって算出することができる。

後方車両２０２は、減速軌道可能性Ｐｐ１と車線変更軌道可能性Ｐｐ２の大きい方の可能性指標に係る回避軌道をとると判断できる。このようにして、回避軌道算出部１０６が回避軌道を計算することができる。

ここで、各対象車両の接近速度ΔＶは０以下の数値を取る場合がある。接近速度ΔＶが負の数値である場合は対象車両との距離が離れつつあることを示す。ここでは、計算に支障がないことを考え、接近速度ΔＶの取る値に制限を加える。０．１［ｍ／ｓ］≦ΔＶ≦１００［ｍ／ｓ］として最大値と最少値で制限して計算することとする。また、計算に支障がないことを考え、車間距離Ｒの取る値に制限を加える。０．１［ｍ］≦Ｒ≦１０００［ｍ］で最大値と最少値で制限して計算することとする。（ΔＶ、Ｒは不図示）

先行車両２０４、後続車両２０３、２０５のいずれかが存在しない場合は、ΔＶ＝０．１［ｍ／ｓ］、Ｒ＝１０００［ｍ］として計算することとする。対象車両の衝突確度Ｐｃに与える影響が０．０００１となり、対象車両との衝突の可能性を実質上考慮しなくてよいこととなる。

さらに、後方車両２０２の回避軌道について、後方車両２０２が現在走行している衝突予想車線Ｌｐｃに留まり車線変更よりも同一車線の走行を優先する傾向が考えられる。この場合に直進優先度γを規定してもよい（０≦γ≦１）。直進優先度γを追加することで、後方車両２０２の減速軌道可能性Ｐｐ１と車線変更軌道可能性Ｐｐ２は式（４）のように算出することができる。

＜前方車両の回避軌道＞
回避行動車両予測部１０５によって回避行動をとると予測された車両について、回避軌道算出部１０６がどのような回避軌道をとるか算出する。図７では、前方車両２０１が回避行動をとると予測された場合について示されている。回避行動をとる前方車両２０１が網掛けで示されている。

衝突可能性ペアである、前方車両２０１と後方車両２０２が走行する衝突予想車線Ｌｐｃには、前方車両２０１の前方に先行車両２０６が示されている。衝突予想車線Ｌｐｃの左隣の左側車線ＬＬ１には、前方車両２０１の前方に先行車両２０７、後方に後続車両２０８が示されている。前方車両２０１の速度Ｖ１、後方車両２０２の速度Ｖ２、先行車両２０６、２０７の速度Ｖ６、Ｖ７、後続車両２０８の速度Ｖ８、と車間距離Ｒ１２、Ｒ１６、Ｒ１７、Ｒ１８が示されている。

前方車両２０１と後方車両２０２との接近速度ΔＶ１２はΔＶ１２＝Ｖ２－Ｖ１である。前方車両２０１と先行車両２０６との接近速度ΔＶ１６はΔＶ１６＝Ｖ１－Ｖ６である。前方車両２０１と先行車両２０７との進行方向に対する接近速度ΔＶ１７はΔＶ１７＝Ｖ１－Ｖ７である。前方車両２０１と後続車両２０８との進行方向に対する接近速度ΔＶ１８はΔＶ１８＝Ｖ８－Ｖ１である。

前方車両２０１が回避軌道として「加速し後方車両との車間距離を空ける軌道」である加速軌道をとる場合の衝突確度Ｐｃ３について検討する。前方車両２０１が衝突予想車線Ｌｐｃでの走行を維持した場合の先行車両２０６との衝突確度は、ΔＶ１６／Ｒ１６である。前方車両２０１が衝突予想車線Ｌｐｃでの走行を維持した場合の後方車両２０２との衝突確度は、ΔＶ１２／Ｒ１２である。よって、前方車両２０１が衝突予想車線Ｌｐｃでの走行を維持した場合の衝突確度Ｐｃ３はこれらの和として算出することができる。また、衝突確度Ｐｃ３はこれらの大きいどりをして算出してもよい。

前方車両２０１が回避軌道として「後方車両に道を譲るために車線変更する軌道」である車線変更軌道をとる場合の衝突確度Ｐｃ４について検討する。前方車両２０１が左側車線ＬＬ１に車線変更した場合の先行車両２０７との衝突確度は、ΔＶ１７／Ｒ１７である。前方車両２０１が左側車線ＬＬ１に車線変更した場合の後続車両２０８との衝突確度は、ΔＶ１８／Ｒ１８である。よって、前方車両２０１が左側車線ＬＬ１に車線変更した場合の衝突確度Ｐｃ４はこれらの和として算出することができる。また、衝突確度Ｐｃ４はこれらの大きいどりをして算出してもよい。

よって、前方車両２０１の加速軌道を取る場合の衝突確度Ｐｃ３と、前方車両２０１の車線変更軌道をとる場合の衝突確度Ｐｃ４は、式（５）で求めることができる。

加速軌道を取る場合の衝突確度Ｐｃ３と、車線変更軌道をとる場合の衝突確度Ｐｃ４について、これらの逆数に基づいて、可能性指標を算定してもよい。衝突確度Ｐｃ３と衝突確度Ｐｃ４の逆数から、加速軌道を取る可能性である加速軌道可能性Ｐｐ３と車線変更軌道をとる可能性である車線変更軌道可能性Ｐｐ４を求めてもよい。これらの関係は式（６）に示す。

加速軌道可能性Ｐｐ３と車線変更軌道可能性Ｐｐ４が、それぞれ０以上１以下の値を取る可能性指標であるので、式（７）によって算出することができる。

前方車両２０１は、加速軌道可能性Ｐｐ３と車線変更軌道可能性Ｐｐ４の大きい方の可能性指標に係る回避軌道をとると判断できる。このようにして、回避軌道算出部１０６が回避軌道を計算することができる。

後方車両２０２の回避軌道と同様に、計算に支障がないことを考え、接近速度ΔＶの取る値に制限を加える。０．１［ｍ／ｓ］≦ΔＶ≦１００［ｍ／ｓ］として最大値と最少値で制限して計算することとする。同様に、車間距離Ｒの取る値に制限を加える。０．１［ｍ］≦Ｒ≦１０００［ｍ］で最大値と最少値で制限して計算することとする。

先行車両２０６、２０７、後続車両２０８のいずれかが存在しない場合は、後方車両２０２の回避軌道と同様に、ΔＶ＝０．１［ｍ／ｓ］、Ｒ＝１０００［ｍ］として計算することとする。対象車両の衝突確度Ｐｃに与える影響が０．０００１となり、対象車両との衝突の可能性を実質上考慮しなくてよいこととなる。

さらに、前方車両２０１の回避軌道について、前方車両２０１が現在走行している衝突予想車線Ｌｐｃに留まり車線変更よりも同一車線の走行を優先する傾向が考えられる。この場合に直進優先度γを規定してもよい（０≦γ≦１）。直進優先度γを追加することで、前方車両２０１の加速軌道可能性Ｐｐ３と車線変更軌道可能性Ｐｐ４は式（８）のように算出することができる。

上記のように、後方車両２０２について、減速軌道可能性Ｐｐ１と車線変更軌道可能性Ｐｐ２の大きい方の可能性指標に係る回避軌道について、回避軌道算出部１０６が回避軌道を計算することができる。また、前方車両２０１について、加速軌道可能性Ｐｐ３と車線変更軌道可能性Ｐｐ４の大きい方の可能性指標に係る回避軌道について、回避軌道算出部１０６が回避軌道を計算することができる。

以上、衝突確度Ｐｃ１、Ｐｃ２、Ｐｃ３、Ｐｃ４、減速軌道可能性Ｐｐ１、加速軌道可能性Ｐｐ３、車線変更軌道可能性Ｐｐ２、Ｐｐ４について説明した。しかし、衝突確度と各軌道をとる可能性の算出は、これらの方法に限定しなくてもよい。特許文献である国際公開第２０１５／１５６０９７号に記載の技術をはじめ、さまざまな既存の技術を用いることができる。

＜軌道予測装置の処理（１）＞
図８は、実施の形態１に係る軌道予測装置１００の処理を示すフローチャートである。図８のフローチャートの処理は、所定時間ごとに実行する（例えば１０ｍｓごと）。図８のフローチャートの処理は、所定時間ごとではなく、車両が所定距離走行するごと、または車両に搭載した車両情報センサ１０が他車両の車両情報を検出するごと、といったイベントごとに実行することとしてもよい。

図８のフローチャートの処理が開始され、ステップＳ１００では各車両の予測軌道を算出する。車両情報検出部１０１によって検出された自車両および他車両の現在における状態（位置、速度など）と、道路情報取得部１０２が取得した道路情報に基づいて、予測軌道算出部１０３が各車両の予測軌道を算出する。

ステップＳ２００では、衝突予想車両抽出部１０４が、衝突可能性ペアを抽出する。ステップＳ３００では、衝突予想車両があるかどうか判定する。衝突可能性ペアが抽出されていれば、衝突予想車両があるとして（判断はＹＥＳ）ステップＳ４００へ進む。衝突可能性ペアが抽出されていなければ、衝突予想車両がないとして（判断はＮＯ）処理を終了する。

ステップＳ４００では、回避行動車両を予測する。回避行動車両予測部１０５が、抽出された衝突可能性ペアの前方車両２０１、後方車両２０２についてどちらの車両が回避行動をとるか予測する。

ステップＳ５００では回避軌道を算出する。回避軌道算出部１０６は、回避行動車両予測部１０５によって予測された回避行動をとる車両の回避軌道を算出する。衝突可能性ペアが複数ある場合は、衝突可能性ペアごとに回避軌道が算出されることとなる。複数の衝突可能性ペアに対して回避軌道の算出を実行する順番は任意とする。衝突可能性が高い衝突可能性ペアの順に実行してもよい。また、自車両に近い場所の衝突可能性ペアから順に実行することとしてもよい。その後ステップＳ２００へ進み、衝突予想車両の抽出を実行する。衝突予想車両が無くなるまで処理が継続される。

図８のフローチャートには、予測軌道送信部１０７による予測軌道の送信について触れられていない。予測軌道送信部１０７は、図８のフローチャートの処理が終了するたびに予測軌道と回避軌道を送信することとしてもよい。また、軌道予測装置１００は、予測軌道の送信を求められた場合に予測軌道と回避軌道を送信することとしてもよい。

図９は、実施の形態１に係る軌道予測装置１００の回避行動車両予測部１０５の処理の第一の例を示すフローチャートである。図９のフローチャートは、図８のフローチャートのステップＳ４００の詳細を記載している。

図９のステップＳ４０１では、衝突可能性ペアである前方車両２０１と後方車両２０２を特定する。道路における自車両の走行方向に基づいて、前方車両２０１と後方車両２０２が識別される。

ステップＳ４０２では、衝突可能性ペアが現時刻で走行している衝突予想車線Ｌｐｃが道路の右端車線であるかどうか判定する。右端車線であれば（判断はＹＥＳ）ステップＳ４０４へ進む。右端車線でなければ（判断はＮＯ）ステップＳ４０３へ進む。右端車線でない場合は、衝突予想車線Ｌｐｃの右隣に右側車線ＬＲ１が存在することを示す。

ステップＳ４０３では、後方車両２０２が回避行動をとると判断する。衝突予想車線Ｌｐｃの右隣に右側車線ＬＲ１が存在するので、後方車両２０２が前方車両２０１を追い越すために車線変更をすることが可能である。一般に車間距離が短くなった場合、後方車両２０２が主導的に回避行動を起こす場合が多い。後方車両２０２が追い越し車線への車線変更をすることができるので、後方車両２０２は減速軌道と車線変更軌道を選択する自由度を有する。この場合、後方車両２０２は主導的に回避行動をとると予測できる。ステップＳ４０３の実行の後、処理を終了する。

ステップＳ４０４では、前方車両２０１が回避行動をとると判断する。衝突予想車線Ｌｐｃが右端車線であって、後方車両２０２が前方車両２０１を追い越すために車線変更をすることが不可能である。後方車両２０２に回避行動を選択する自由度が少ないので対応を取りづらくなる。この場合、回避行動の選択自由度の大きい前方車両が回避行動をとると予測する。ステップＳ４０４の実行の後、処理を終了する。

＜回避軌道例（１）＞
図１０は、実施の形態１に係る右端車線の車両の回避軌道を示す図である。衝突可能性ペアが現時刻で走行している衝突予想車線Ｌｐｃが道路の右端車線である場合の具体例である。衝突予想車線Ｌｐｃが右端車線であって、後方車両２０２が前方車両２０１を追い越すために車線変更をすることが不可能である。

後方車両２０２に回避行動を選択する自由度が少ないので対応を取りづらくなる。この場合、回避行動の選択自由度の大きい前方車両２０１が回避行動をとる。図１０では、前方車両２０１が車線変更軌道Ｔｌｃを選択した場合を示す。

＜軌道予測装置の処理（２）＞
図１１は、実施の形態１に係る軌道予測装置１００の回避行動車両予測部１０５の処理の第二の例を示すフローチャートである。図１１のフローチャートは、図８のフローチャートのステップＳ４００の詳細を記載している。

図１１のフローチャートは図９のフローチャートのステップＳ４０２とステップＳ４０３の間にステップＳ４０８とステップＳ４０９を挿入した点が異なる。図１１のそれ以外の部分は図９と同じであるので、説明を省略する。

図１１のステップＳ４０２で衝突予想車線Ｌｐｃが道路の右端車線であるかどうか判定する。右端車線であれば（判断はＹＥＳ）、図９と同様にステップＳ４０４へ進む。右端車線でなければ（判断はＮＯ）ステップＳ４０８へ進む。

ステップＳ４０８で衝突予想車線Ｌｐｃが道路の左端車線であるかどうか判定する。左端車線であれば（判断はＹＥＳ）、ステップＳ４０３へ進む。衝突予想車線Ｌｐｃが道路の左端車線であれば、前方車両２０１が左方へ車線変更して接近する後方車両を回避することができず、前方車両の回避行動における選択肢が減少する。このため、後方車両２０２が回避行動をとると予測する。

ステップＳ４０８で衝突予想車線Ｌｐｃが道路の左端車線でない場合（判断はＮＯ）、ステップＳ４０９へ進む。衝突予想車線Ｌｐｃの両側に他の車線が存在する場合である。ステップＳ４０９では、左側車線数が右側車線数以下かどうか判定する。左側車線数が右側車線数以下の場合（判断はＹＥＳ）ステップＳ４０３へ進む。

右側車線への回避可能性がある後方車両２０２が回避行動をとると判断するからである。右側車線数と左側車線数が同数の場合は、一般に後方車両２０２による追い抜きのための車線変更の方が、前方車両２０１の進路を譲るための車線変更より頻度が高いことから、後方車両２０２による回避行動がとられると判断する。

ステップＳ４０９で、左側車線数が右側車線数以下でない場合（判断はＮＯ）ステップＳ４０４進む。衝突予想車線Ｌｐｃに対して左側車線数の方が多いので、左側車線への回避可能性がある前方車両２０１が回避行動をとると判断するからである。より走行車線数の多い方への車線変更が起こりやすいとの考え方に基づく。

＜回避軌道例（２）＞
図１２は、実施の形態１の図１１のフローチャートの処理に係る左端車線の車両の回避軌道を示す図である。衝突可能性ペアが現時刻で走行している衝突予想車線Ｌｐｃが道路の左端車線である場合の具体例である。衝突予想車線Ｌｐｃが左端車線であって、前方車両２０１が後方車両２０２に進路を譲るために車線変更をすることが不可能である。

前方車両２０１に回避行動を選択する自由度が少ないので対応を取りづらくなり、回避行動の選択自由度の大きい後方車両２０２が回避行動をとると予測できる。図１２では、後方車両２０２が車線変更軌道Ｔｌｃを選択した場合を示す。

＜回避軌道例（３）＞
図１３は、実施の形態１の図１１のフローチャートの処理に係る中央車線の車両の回避軌道を示す図である。衝突予想車線Ｌｐｃの両側に他の車線が存在する場合である。左側車線数が右側車線数以下かどうか判定し、この場合左側車線数と右側車線数が双方一車線であり車線数は同数なので後方車両２０２が回避行動をとると判断している。図１３では、後方車両２０２が車線変更軌道Ｔｌｃを選択した場合を示す。

図９、図１１に示したフローチャートでは、前方車両２０１と後方車両２０２のうち退避行動をとる車両の判定が困難な場合に、回避行動車両予測部１０５は後方車両が回避行動をとる予測した。しかし、このような場合に前方車両が回避行動をとる車両であると予測することとしてもよい。

また、図９、図１１に示したフローチャートでは、右側が追い越し車線である地域の交通法規または慣習に基づく判定方法とした。しかし、日本、英国などを除く、左側が追い越し車線である地域の交通法規または慣習に基づく判定方法を実現するために、判定条件の左右を入れ替えてもよい。

上記の説明では、衝突予想車線Ｌｐｃが道路の右端車線、または左端車線であるかどうかに基づいて、回避行動をとる車両が前方車両２０１か後方車両２０２かを予測することとした。そして、衝突予想車線Ｌｐｃの両側に他の車線が存在する場合に、左端車線数と右端車線の大小関係に基づいて、回避行動をとる車両が前方車両２０１か後方車両２０２かを予測することとした。しかしながら、図６、７と式（１）（５）に示す衝突確度を比較して、回避行動をとる車両を推測してもよい。

後方車両２０２が減速軌道をとる場合の衝突確度Ｐｃ１、後方車両２０２が追い越しの車線変更軌道をとる場合の衝突確度Ｐｃ２、前方車両２０１が加速軌道をとる場合の衝突確度Ｐｃ３、前方車両２０１が道を譲るために車線変更軌道をとる場合の衝突確度Ｐｃ４を比較して、衝突確度が最も小さい回避軌道をとると予測してもよい。そのようにすれば、回避行動をとる車両が前方車両２０１か後方車両２０２かを予測するとともに、選択する回避軌道も予測することができる。

さらに、上記で算出した衝突確度Ｐｃ１、Ｐｃ２、Ｐｃ３、Ｐｃ４に、衝突予想車線Ｌｐｃが道路の右端車線、または左端車線であるかどうかに基づいて、採用できない回避軌道を除外して回避行動をとる車両と回避軌道を推測してもよい。また、上記で算出した衝突確度Ｐｃ１、Ｐｃ２、Ｐｃ３、Ｐｃ４に、衝突予想車線Ｌｐｃの両側に他の車線が存在する場合に、左側車線数と右側車線の大小関係に基づいて、衝突確度に修正を加えて回避行動をとる車両と回避軌道を推測することとしてもよい。

以上のように構成された軌道予測装置１００によれば、同一車線を走行する車両二台のうち前方車両２０１が回避行動をとる状況と、後方車両２０２が回避行動をとる状況のいずれが起こり得るかを予測することができる。これにより、車両二台のうち後方車両２０２の回避行動のみを予測する従来の技術に比べて、周囲の車両の走行状態の予測精度を向上することができる。

２．実施の形態２
実施の形態２に係る軌道予測装置１００について図を参照して説明する。同一車線を走行する二台の他車両が衝突可能性ペアとして抽出された場合に、自車両が走行する自車両車線に割り込む車線変更による回避行動をとる可能性について述べる。

自車両が走行する自車両車線に他車両が車線変更する場合、その行動に対して迅速な対応が必要となる場合がある。自車両車線への他車両の割り込みの与える影響に鑑み、この行動への準備をすることが重要である。

実施の形態２に係る軌道予測装置１００は、自車両車線への他車両の割り込みを、他車両の行動として優先的に予測する回避行動車両予測部１０５を備える。自車両車線への他車両の車線変更を優先的に予測することで、自車両車線に割り込む他車両の行動を見逃す頻度を減らすことができる。

実施の形態２に係る軌道予測装置１００の構成図は、実施の形態１と同様に図１で示す。実施の形態２に係る軌道予測装置１００のハードウェア構成は、実施の形態１と同様に図２で示す。

＜軌道予測装置の処理（１）＞
実施の形態２に係る軌道予測装置１００の処理を示すフローチャートは実施の形態１と同様に図８に示す。図１４は、実施の形態２に係る軌道予測装置１００の回避行動車両予測部１０５の処理の第一の例を示すフローチャートである。図１４のフローチャートは、図８のステップＳ４００の内容を示している。図１４のフローチャートは、実施の形態１に係る図９のフローチャートに対して、ステップＳ４０１とステップＳ４０２の間にステップＳ４０５を挿入した点が異なる。図１４のそれ以外の部分は図９と同じであるので、説明を省略する。

図１４のステップＳ４０５では、自車両車線ＬＳ（ステップＳ４０５では自車線と記載）の右側が衝突予想車線Ｌｐｃであるかどうか判定する。自車両車線ＬＳの右側が衝突予想車線Ｌｐｃであれば（判断はＹＥＳ）、ステップＳ４０４へ進む。

ステップＳ４０４では、衝突可能性ペアとして抽出された他車両が、自車両車線ＬＳへ回避行動をとる状況を優先して想定する。この場合、回避行動車両予測部１０５は、自車両車線ＬＳへ回避行動をとりうる前方車両２０１が回避行動車両であると予測する。ステップＳ４０４の後、処理を終了する。

ステップＳ４０５で自車両車線ＬＳの右側が衝突予想車線Ｌｐｃでなければ（判断はＮＯ）、ステップＳ４０２へ進む。ステップＳ４０２以下は図９と同じ処理である。

＜回避軌道例（１）＞
図１５は、実施の形態２に係る車両の回避軌道を示す第一の図である。自車両２００が網掛けで示されている。自車両２００が走行する自車両車線ＬＳの右側に、前方車両２０１と後方車両２０２が走行する衝突予想車線Ｌｐｃが存在する。この場合、前方車両２０１と後方車両２０２のうち、自車両車線ＬＳへの回避行動をとり得る前方車両２０１が回避行動をとると、回避行動車両予測部１０５は、予測する。

図１５では、前方車両２０１が後方車両２０２の接近に対し車線を譲る車線変更軌道Ｔｌｃをとって接触を回避する様子が示されている。回避行動車両予測部１０５は、自車両車線ＬＳへ前方車両２０１が回避行動をとる可能性を考慮して、回避行動車両を予測する。実施の形態２に係る軌道予測装置１００は、自車両車線ＬＳへ前方車両２０１が回避行動をとる可能性を考慮することで、自車両への回避車両の異常接近に備えることができる。

＜軌道予測装置の処理（２）＞
図１６は、実施の形態２に係る軌道予測装置１００の回避行動車両予測部１０５の処理の第二の例を示すフローチャートである。図１６のフローチャートは、図１４のフローチャートのステップＳ４０１とステップＳ４０５の間にステップＳ４０７を挿入した点が異なる。図１６のそれ以外の部分は図１４と同じであるので、説明を省略する。

図１６のステップＳ４０７では、自車両車線ＬＳ（ステップＳ４０７では自車線と記載）の左側が衝突予想車線Ｌｐｃであるかどうか判定する。自車両車線ＬＳの左側が衝突予想車線Ｌｐｃであれば（判断はＹＥＳ）、ステップＳ４０３へ進んで後方車両２０２が回避行動車両であるとする。衝突可能性ペアとして抽出された他車両のうち、自車両車線ＬＳへ回避行動をとる状況を優先して想定する。

ステップＳ４０７で、自車両車線ＬＳの左側が衝突予想車線Ｌｐｃでなければ（判断はＮＯ）、ステップＳ４０５へ進む。以下、図１４のフローチャートの処理と同様である。

＜回避軌道例（２）＞
図１７は、実施の形態２の図１６のフローチャートの処理に係る車両の回避軌道を示す第二の図である。自車両２００が網掛けで示されている。自車両２００が走行する自車両車線ＬＳの左側に、前方車両２０１と後方車両２０２が走行する衝突予想車線Ｌｐｃが存在する。この場合、前方車両２０１と後方車両２０２のうち、自車両車線ＬＳへの回避行動をとり得る後方車両２０２が回避行動をとると、回避行動車両予測部１０５は、予測する。

図１７では、後方車両２０２が前方車両２０１への接近に対し追い越しをかける車線変更軌道Ｔｌｃをとって接触を回避する様子が示されている。回避行動車両予測部１０５は、自車両車線ＬＳへ後方車両２０２が回避行動をとる可能性を考慮して、回避行動車両を予測する。実施の形態２に係る軌道予測装置１００は、自車両車線ＬＳへ後方車両２０２が回避行動をとる可能性を考慮することで、自車両への回避車両の異常接近に備えることができる。

＜回避軌道例（３）＞
図１８は、実施の形態２に係る車両の回避軌道を示す第三の図である。自車両２００が網掛けで示されている。自車両２００が走行する自車両車線と、前方車両２０１と後方車両２０２が走行する衝突予想車線Ｌｐｃが同一である場合を示す。

この場合、前方車両２０１と後方車両２０２のうち、後方車両２０２が回避行動をとると、回避行動車両予測部１０５は、予測する。一般に後方車両による追い抜きのための車線変更の方が、前方車両の進路を譲るための車線変更より頻度が高いことから、後方車両による回避行動がとられると判断する。

＜回避軌道例（４）＞
図１９は、実施の形態２に係る車両の回避軌道を示す第四の図である。自車両２００が網掛けで示されている。自車両２００が走行する自車両車線と、前方車両２０１と後方車両２０２が走行する衝突予想車線Ｌｐｃが同一である場合を示す。さらに、衝突予想車線Ｌｐｃが右端車線である場合を示す。

衝突予想車線Ｌｐｃの右隣に別の走行可能な車線が存在しない場合は、後方車両２０２が追い越しのための車線変更による回避行動を選択できない。後方車両２０２の回避軌道の選択肢が限定されるので、回避行動の選択肢を多く持つ前方車両２０１が回避行動をとると、回避行動車両予測部１０５は予測する。

以上のように実施の形態２に係る軌道予測装置１００について説明した。回避行動車両予測部１０５は、衝突可能性ペアのうち衝突を回避するための回避行動をとる車両を自車両車線に基づいて推測する。自車両車線への他車両の車線変更を優先的に予測することで、自車両車線に割り込む他車両の行動を見逃す頻度を減らすことができる。

３．実施の形態３
実施の形態３に係る軌道予測装置１００は、衝突可能性ペアのそれぞれの車両に関する回避軌道を算出する。そして、それぞれの回避軌道をとった後の新たな衝突予想車両を抽出し、衝突可能性を評価する。その結果からいずれの回避軌道がとられるか回避行動車両予測部１０５が予測する。

これにより、衝突可能性ペアの周辺の車両の存在を考慮して、回避軌道をとる車両を予測することができる。結果として、他の車両と過剰に接近する回避行動が予測されるといった誤った予測の発生頻度を減らすことができる。

＜軌道予測装置の構成＞
図２０は、実施の形態３に係る軌道予測装置１００の構成図である。実施の形態１に係る図１の構成図に対して、回避行動車両予測部１０５の内部に、前方回避軌道算出部１０５１、後方回避軌道算出部１０５２、前方衝突可能性算出部１０５３、後方衝突可能性算出部１０５４、衝突可能性比較部１０５５を設けた点が異なる。

回避行動車両予測部１０５の機能を追加したのみであるので、軌道予測装置１００および回避行動車両予測部１０５の符号は同一とする。また、軌道予測装置１００のハードウェア構成は自紙の形態１に係る図２が適用できる。

実施の形態３に係る軌道予測装置１００の回避行動車両予測部１０５は、衝突予想車両抽出部１０４によって抽出された前方車両２０１と後方車両２０２のそれぞれが回避行動をとった場合について確認する。前方車両２０１の回避軌道である前方回避軌道を前方回避軌道算出部１０５１に算出させる。後方車両２０２の回避軌道である後方回避軌道を後方回避軌道算出部１０５２に算出させる。

回避行動車両予測部１０５は、前方衝突可能性算出部１０５３に道路情報と予測軌道と前方回避軌道に基づいて衝突する可能性のある同一車線上の第二の前方車両と第二の後方車両とその衝突可能性である前方回避衝突可能性を算出させる。回避行動車両予測部１０５は、後方衝突可能性算出部１０５４に道路情報と予測軌道と後方回避軌道に基づいて衝突する可能性のある同一車線上の第三の前方車両と第三の後方車両とその衝突可能性である後方回避衝突可能性を算出させる。

回避行動車両予測部１０５は、衝突可能性比較部１０５５に前方回避衝突可能性と後方回避衝突可能性を比較させる。回避行動車両予測部１０５は、衝突可能性が小さい方の回避行動をとる回避行動車両を予測する。

このように構成することによって、回避行動をとった結果、回避軌道に移行した後に新たに衝突可能性ペアが発生し、その衝突可能性が大きくなるような誤った推測を防ぐことができる。これにより、周囲の車両の走行状態の予測精度を向上することができる。

図２０には、回避行動車両予測部１０５の内部に機能ブロック１０５１から１０５５を追加した構成とした。これらの機能の一部は、予測軌道算出部１０３、衝突予想車両抽出部１０４、回避軌道算出部１０６の機能と重複する部分がある。これらの機能を共有化し、資源を有効活用することとしてもよい。回避行動車両予測部１０５から、予測軌道算出部１０３、衝突予想車両抽出部１０４、回避軌道算出部１０６の機能を呼び出して演算させてもよい。

＜軌道予測装置の処理＞
実施の形態３に係る軌道予測装置１００の処理を示すフローチャートは実施の形態１と同様に図８に示す。図２１は、実施の形態３に係る軌道予測装置１００の回避行動車両予測部１０５の処理の例を示すフローチャートである。図２１のフローチャートは、図８のステップＳ４００の内容を示している。

図２１のフローチャートは、実施の形態１に係る図９のフローチャートに対して、ステップＳ４０２とステップＳ４１１を置き換えた点が異なる。図２１のそれ以外の部分は図９と同じであるので、説明を省略する。

図２１のステップＳ４１１では、回避行動車両予測部１０５が前方車両２０１と後方車両２０２のそれぞれが回避行動をとった場合の前方回避衝突可能性と後方回避衝突可能性を算出し比較する。前方回避衝突可能性の方が後方回避衝突可能性より大きい場合（判定はＹＥＳ）はステップＳ４０３へ進んで、後方車両２０２が回避行動をとると予測する。前方回避衝突可能性の方が後方回避衝突可能性より大きくない場合（判定はＮＯ）はステップＳ４０４へ進んで、前方車両２０１が回避行動をとると予測する。

＜回避軌道例＞
図２２は、実施の形態３に係る車両の回避軌道の衝突可能性を示す図である。ここでは、前方車両２０１に対して左側車線ＬＬ１への車線変更軌道Ｔｌｃが仮に選択され、後方車両２０２に対して右側車線ＬＲ１への車線変更軌道Ｔｌｃが仮に選択された場合を示している。

衝突予想車線Ｌｐｃを走行する前方車両２０１と後方車両２０２以外に、左側車線ＬＬ１には後方に自車両２００が走行している。右側車線ＬＲ１には後方に後続車両２０５が走行している。

後方車両２０２の右側車線ＬＲ１の後続車両２０５は、後方車両２０２の近くを走行している状況を示している。前方回避軌道算出部１０５１によって、前方車両２０１の車線変更軌道Ｔｌｃが算出されている。前方車両２０１の車線変更軌道Ｔｌｃは後方車両２０２に道を譲るために左側への車線変更をするものである。

後方回避軌道算出部１０５２によって、後方車両２０２の車線変更軌道Ｔｌｃが算出されている。後方車両２０２の車線変更軌道Ｔｌｃは前方車両２０１との衝突を避けるために右側へ追い越すために車線変更をするものである。

それぞれの回避軌道について、前方衝突可能性算出部１０５３と後方衝突可能性算出部１０５４によって衝突可能性が算出される。図２２の状況では、後続車両２０５と回避軌道に移行した後方車両２０２の衝突可能性が大きいと考えられる。衝突可能性比較部１０５５によって、衝突可能性が比較され、後方車両２０２の回避軌道の衝突可能性が高いと判断され、前方車両２０１の回避軌道が回避行動車両予測部１０５によって予測される。

図２３は、実施の形態３に係る車両の回避軌道を示す図である。回避行動車両予測部１０５によって、回避行動車両と予測された前方車両２０１の車線変更軌道Ｔｌｃのみが予測として残された結果を表している。図２３で、前方車両２０１による左側への車線変更軌道Ｔｌｃは、自車両２００との距離が遠い。よって、後方車両２０２の車線変更軌道Ｔｌｃの可能性指標は、前方車両２０１の車線変更軌道Ｔｌｃの可能性指標より小さいとの判定がおこなわれる。

前方車両２０１の回避軌道が予測値として残存し、後方車両２０２の回避軌道は予測値から削除される。その結果、図２３に示すような車線変更軌道Ｔｌｃが予測される。このように、図２３に示すように、「他の車両から遠い位置で車線変更が可能な車両ほど車線変更を実行する可能性が高い」との考え方に基づく、車線変更の予測が得られる。衝突可能性ペアが左右いずれにも車線変更可能な場合において、他の車両と過剰に接近する回避行動の予測を抑制することができ、予測誤りの頻度を減らすことができる。

４．実施の形態４
実施の形態１に係る軌道予測装置１００は、衝突可能性ペアが走行する衝突予想車線Ｌｐｃの左右に走行可能な車線が存在するか否かによって回避行動をとる車両を予測することについて説明した。回避行動車両予測部１０５は、前方車両２０１と後方車両２０２のどちらが回避行動をとるか予測する。

しかし実際には、車両の属性（小型車両、中型車両、大型車両、緊急車両などの識別）などによって、車線変更をおこなう頻度に偏りがある。例えば、トレーラー車などの大型車両は普通自動車に比べ、後方車両に道を譲る行動を起こしやすい。また例えば、救急車両などの緊急車両に対しては、緊急車両の前方車両が道を譲る行動を起こしやすい。こうした場合に、実施の形態１に係る軌道予測装置１００では、車線変更の行動予測を誤る頻度が増加する。

実施の形態４に係る軌道予測装置１００は、車両の属性に基づき回避行動をとる車両を予測する回避行動車両予測部１０５を備える。ここで、車両属性データとは、自車両および各車両の車種、大きさ、緊急車両か否かなどを表すデータとする。緊急車両には、消防車、救急車、警察車両、自衛隊車両、道路公団、ガス事業者、電力事業者などのパトロールカー、民間の緊急車両などが含まれる。車両の属性データは、車両情報センサ１０または受信装置３０、もしくは双方から受け取った信号に基づいて、車両情報検出部１０１が検出する。この構成により、大型車両、緊急車両などが走行している状況において、回避行動に関する行動予測を誤る頻度を減らすことができる。

実施の形態４に係る軌道予測装置１００の構成図は、実施の形態１と同様に図１で示す。実施の形態４に係る軌道予測装置１００のハードウェア構成は、実施の形態１と同様に図２で示す。

＜軌道予測装置の処理＞
実施の形態４に係る軌道予測装置１００の処理を示すフローチャートは実施の形態１と同様に図８に示す。図２４は、実施の形態４に係る軌道予測装置１００の回避行動車両予測部１０５の処理の例を示すフローチャートである。図２４のフローチャートは、図８のステップＳ４００の内容を示している。図２４のフローチャートは、実施の形態１に係る図９のフローチャートに対して、ステップＳ４０１とステップＳ４０２の間にステップＳ４２１とステップＳ４２２を挿入した点が異なる。図２４のそれ以外の部分は図９と同じであるので、説明を省略する。

図２４のステップＳ４２１では、後方車両２０２が緊急車両であるかどうか判定する。緊急車両であれば（判断はＹＥＳ）、ステップＳ４０４へ進んで、前方車両２０１が回避行動を行うと予測する。緊急車両が後方から近付いた場合、前方車両が車線を譲って回避する場合が多いからである。緊急車両でなければ（判断はＮＯ）ステップＳ４２２へ進む。

図２４のステップＳ４２２では、後方車両２０２が大型車両であるかどうか判定する。大型車両であれば（判断はＹＥＳ）、ステップＳ４０４へ進んで、前方車両２０１が回避行動を行うと予測する。大型車両が後方から近付いた場合、前方車両が車線を譲って回避する場合が多いからである。大型車両でなければ（判断はＮＯ）ステップＳ４０２へ進む。

このように、車両の属性に応じて回避行動を行う車両を予測することができる。これによって、緊急車両、大型車両への他の車両の回避行動についての予測を誤る頻度を減少させることができる。このため、周囲の車両の走行状態の予測精度を向上することが可能となる。

本願は、様々な例示的な実施の形態および実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、および機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

１０車両情報センサ、２０道路データ装置、３０受信装置、５０送信装置、６０ＨＭＩ、１００軌道予測装置、１０１車両情報検出部、１０２道路情報取得部、１０３予測軌道算出部、１０４衝突予想車両抽出部、１０５回避行動車両予測部、１０６回避軌道算出部、１０７予測軌道送信部、２００自車両、２０１前方車両、２０２後方車両、１０５１前方回避軌道算出部、１０５２後方回避軌道算出部、１０５３前方衝突可能性算出部、１０５４後方衝突可能性算出部、１０５５衝突可能性比較部、ＬＬ１、ＬＬ２左側車線、Ｌｐｃ衝突予想車線、ＬＲ１、ＬＲ２右側車線、ＬＳ自車両車線、Ｔａｃ加速軌道、Ｔｄｃ減速軌道、Ｔｋｐ加速度維持軌道、Ｔｌｃ車線変更軌道

Claims

複数の車両の位置と速度を検出する車両情報検出部、
前記車両が走行する道路の車線の位置を示す道路情報を取得する道路情報取得部、
前記車両の将来の走行軌道である予測軌道を算出する予測軌道算出部、
前記道路情報取得部によって取得された前記道路情報と、前記予測軌道算出部によって算出された前記予測軌道に基づいて、前記車両の中で衝突する可能性のある同一車線上の前方車両と後方車両を抽出する衝突予想車両抽出部、
前記衝突予想車両抽出部によって抽出された前記前方車両と前記後方車両のうち回避行動をとる回避行動車両を、前記道路情報と前記予測軌道に基づいて予測する回避行動車両予測部、
前記回避行動車両予測部によって予測された前記回避行動車両の回避軌道を算出する回避軌道算出部、を備えた軌道予測装置において、
前記回避行動車両予測部は、前記衝突予想車両抽出部によって抽出された前記前方車両と前記後方車両のそれぞれが回避行動をとった場合の回避軌道である前方回避軌道と後方回避軌道を算出し、前記道路情報と前記予測軌道と前記前方回避軌道に基づいて衝突する可能性のある同一車線上の第二の前方車両と第二の後方車両とその衝突可能性である前方回避衝突可能性を算出し、前記道路情報と前記予測軌道と前記後方回避軌道に基づいて衝突する可能性のある同一車線上の第三の前方車両と第三の後方車両とその衝突可能性である後方回避衝突可能性を算出し、前記前方回避衝突可能性と前記後方回避衝突可能性を比較して、前記前方車両と前記後方車両のうち回避行動をとる回避行動車両を予測する軌道予測装置。
複数の車両の位置と速度を検出する車両情報検出部、
前記車両が走行する道路の車線の位置を示す道路情報を取得する道路情報取得部、
前記車両の将来の走行軌道である予測軌道を算出する予測軌道算出部、
前記道路情報取得部によって取得された前記道路情報と、前記予測軌道算出部によって算出された前記予測軌道に基づいて、前記車両の中で衝突する可能性のある同一車線上の前方車両と後方車両を抽出する衝突予想車両抽出部、
前記衝突予想車両抽出部によって抽出された前記前方車両と前記後方車両のうち回避行動をとる回避行動車両を、前記道路情報と前記予測軌道に基づいて予測する回避行動車両予測部、
前記回避行動車両予測部によって予測された前記回避行動車両の回避軌道を算出する回避軌道算出部、を備えた軌道予測装置において、
前記回避行動車両予測部は、前記衝突予想車両抽出部によって抽出された前後の車両の属性に基づいて衝突回避行動をとる車両を予測する軌道予測装置。