JP7491281B2 - 走行車線計画装置、走行車線計画用コンピュータプログラム及び走行車線計画方法 - Google Patents

Description

本開示は、走行車線計画装置、走行車線計画用コンピュータプログラム及び走行車線計画方法に関する。

車両に搭載される自動制御システムは、車両の現在位置と、車両の目的位置と、ナビゲーション用地図とに基づいて、車両のナビルートを生成する。自動制御システムは、地図情報を用いて車両の現在位置を推定し、ナビルートに沿って車両が走行するように車両が走行する走行車線を選択して、走行車線計画を生成する。

車両が走行している場所によっては、走行車線が分岐開始位置において２つの車線に分岐する分岐地形がある。車両は、分岐開始位置において、この分岐開始位置から生じる２つの車線のいずれにも進行可能である。

このような場合、自動制御システムは、進行可能な複数の車線について所定の評価を行って、車両が進行する車線を選択することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１６－２２４８０２号公報

車両が走行している道路が、少なくとも２つの車線（第１車線及び追い越し車線側の第２車線）を有している場合、分岐開始位置に到達するまでに、ドライバの要求に応じて車両が車線間移動を行っていることがある。ドライバによる過去の車線間移動は、今後の車線選択に関してドライバによる何らかの意図を反映しているものと推測できる。

そこで、本開示は、車両が分岐地形にある場合に、ドライバの意図を反映したと推測される車線を選択することができる走行車線計画装置を提供することを目的とする。

一の実施形態によれば、走行車線計画装置が提供される。この走行車線計画装置は、車両の現在位置から所定の運転区間内に、第１車線と、第１車線と隣接する第２車線とを有し、第１車線が分岐開始位置において第３車線及び第４車線に分岐して車両の進行方向に向かって延びる分岐地形があるか否かを判定する分岐判定部と、運転区間内に分岐地形があり、且つ、車両が分岐開始位置の手前に位置している場合、過去に発生した第１車線及び第２車線間の車線移動情報を取得する情報取得部と、車線移動情報に基づいて第３車線及び第４車線のうちの一方の車線を分岐開始位置において進行する車線として選択して、運転区間において車両が走行する予定走行車線を表す走行車線計画を生成する走行車線計画部と、を有することを特徴とする。

また、この走行車線計画装置において、走行車線計画部は、第１車線と第２車線と第３車線と第４車線とが同じ道路に含まれる場合、車線移動情報に基づいて車両が第１車線と第２車線との間の移動を試みた向きとは逆側に位置する車線を、分岐開始位置において進行する車線として選択することが好ましい。

また、この走行車線計画装置において、走行車線計画部は、第３車線と第４車線とが異なる道路に含まれる場合、車線移動情報に基づいて車両が第１車線と第２車線との間の移動を試みた向きの側に位置する車線を、分岐開始位置において進行する車線として選択することが好ましい。

他の実施形態によれば、走行車線計画用コンピュータプログラムが提供される。この走行車線計画用コンピュータプログラムは、車両の現在位置から所定の運転区間内に、第１車線と、第１車線と隣接する第２車線とを有し、第１車線が分岐開始位置において第３車線及び第４車線に分岐して車両の進行方向に向かって延びる分岐地形があるか否かを判定し、運転区間内に分岐地形があり、且つ、車両が分岐開始位置の手前に位置している場合、過去に発生した第１車線及び第２車線間の車線移動情報を取得し、車線移動情報に基づいて第３車線及び第４車線のうちの一方の車線を分岐開始位置において進行する車線として選択して、運転区間において車両が走行する予定走行車線を表す走行車線計画を生成することをプロセッサに実行させることを特徴とする。

また、他の実施形態によれば、走行車線計画方法が提供される。この走行車線計画方法は、車両の現在位置から所定の運転区間内に、第１車線と、第１車線と隣接する第２車線とを有し、第１車線が分岐開始位置において第３車線及び第４車線に分岐して車両の進行方向に向かって延びる分岐地形があるか否かを判定し、運転区間内に分岐地形があり、且つ、車両が分岐開始位置の手前に位置している場合、過去に発生した第１車線及び第２車線間の車線移動情報を取得し、車線移動情報に基づいて第３車線及び第４車線のうちの一方の車線を分岐開始位置において進行する車線として選択して、運転区間において車両が走行する予定走行車線を表す走行車線計画を生成する、ことを走行車線計画装置が実行することを特徴とする。

本開示に係る走行車線計画装置は、車両が分岐地形にある場合に、ドライバによる過去の車線間移動の情報を利用するので、ドライバの意図を反映したと推測される車線を選択することができる。

本実施形態の走行車線計画装置の動作の概要を説明する図である。 本実施形態の走行車線計画装置を含む車両制御システムが実装される車両の概略構成図である。 本実施形態の走行車線計画装置の走行車線計画処理に関する動作フローチャートの一例である。 走行車線計画処理の一例を説明する図（その１）である。 走行車線計画処理の一例を説明する図（その２）である。 走行車線計画処理の一例を説明する図（その３）である。

図１は、本実施形態の走行車線計画装置１４の動作の概要を説明する図である。以下、図１を参照しながら、本明細書に開示する走行車線計画装置１４の走行車線計画処理に関する動作の概要を説明する。

車両１０は、車線５１、５２、５３を有する道路５０の車線５２上を走行している。車線５１と車線５２とは、車線区画線５４により区画され、車線５２と車線５３とは、車線区画線５５により区画される。

車両１０が走行している車線５２は、分岐開始位置１００において、車線５６及び車線５７に分岐して車両１０の進行方向に向かって延びている。車線５６と車線５７とは同じ道路５０に含まれている。車線５６と車線５７とは、車線区画線５８により区画される。車線５２の終点と、車線５６及び車線５７の始点との間は、車線区画線のない区間となっている。

車両１０のナビルートＲは、分岐開始位置１００を含んで、道路５０を直進することを示している。

分岐開始位置１００を含む地形は、分岐地形１０１である。分岐地形１０１では、車両１０が走行している車線５２は、分岐開始位置１００において車線５６及び車線５７に分岐して車両１０の進行方向に向かって延びており、また、分岐開始位置１００の手前の区間では、車線５２は、車両１０が車線間を移動可能な車線５１、５３と隣接している。

車両１０は、分岐開始位置１００の手前に位置している。走行車線計画装置１４は、地図情報を参照して、ナビルートＲにおいて車両１０の現在位置から直近の運転区間内に、分岐地形１０１があると判定する。

走行車線計画装置１４は、過去に発生した車線５２及び車線５１、５３間の車線移動情報を取得する。車線移動情報は、分岐開始位置から所定の距離だけ手前の位置から車両１０の現在の位置の間に、又は、車両１０が分岐開始位置へ到着すると予想される到着時刻から所定の時間だけ過去の間に生じた車両１０の車線間の移動に関する情報である。

図１に示す例では、走行車線計画装置１４は、車両１０が車線５３から車線５２へ移動した車線移動情報を有する。これは、車両１０のドライバが、前方の車両９０を追い越そうとしたためであった。

走行車線計画装置１４は、車線移動情報に基づいて、車線５６及び車線５７のうちの一方の車線を分岐開始位置１００において進行する車線として選択する。図１に示す例では、車線５２と車線５３と車線５６と車線５７とが同じ道路５０に含まれており、車両１０は車線５３から車線５２へ移動していたので、走行車線計画装置１４は、車線５２と車線５３との間の移動を試みた向きとは逆側に位置する車線５７を、分岐開始位置１００において進行する車線として選択する。

そして、走行車線計画装置１４は、車線５６を含むように、直近の運転区間において車両１０が走行する予定走行車線を表す走行車線計画を生成する。

車両１０のドライバは、本来は車線５３を走行する考えを持っていたが、前方の車両９０を追い越すために車線５２へ移動した。仮に、車両１０が車線５６へ進行した場合、車両１０はドライバが走行するつもりであった車線５３に対して２つも左側の車線５６を走行することになる。そこで、走行車線計画装置１４は、分岐地形１０１において、車線移動情報に基づいて、ドライバの意図を反映したと推測される車線５７を選択する。

車両１０のドライバは、車両１０が自分の考えに沿った車線を走行してくれることにより、満足度の高い運転を体験することができる。

図２は、本実施形態の走行車線計画装置１４を含む車両制御システム１が実装される車両の概略構成図である。車両１０は、カメラ２と、測位情報受信機３と、ナビゲーション装置４と、ユーザインターフェース（ＵＩ）５と、地図情報記憶装置１１と、位置推定装置１２と、物体検出装置１３と、走行車線計画装置１４と、運転計画装置１５と、車両制御装置１６等とを有する。更に、車両１０は、ＬｉＤＡＲセンサといった、車両１０の周囲の物体までの距離を測定するための測距センサ（図示せず）を有してもよい。

カメラ２と、測位情報受信機３と、ナビゲーション装置４と、ＵＩ５と、地図情報記憶装置１１と、位置推定装置１２と、物体検出装置１３と、走行車線計画装置１４と、運転計画装置１５と、車両制御装置１６とは、コントローラエリアネットワークといった規格に準拠した車内ネットワーク１７を介して通信可能に接続される。

カメラ２は、車両１０に設けられる撮像部の一例である。カメラ２は、車両１０の前方を向くように、車両１０に取り付けられる。カメラ２は、例えば所定の周期で、車両１０の前方の所定の領域の環境が表されたカメラ画像を撮影する。カメラ画像には、車両１０の前方の所定の領域内に含まれる道路と、その路面上の車線区画線等の道路特徴物が表わされ得る。カメラ２は、ＣＣＤあるいはＣ－ＭＯＳ等、可視光に感度を有する光電変換素子のアレイで構成された２次元検出器と、その２次元検出器上に撮影対象となる領域の像を結像する撮像光学系を有する。

カメラ２は、カメラ画像を撮影する度に、カメラ画像及びカメラ画像が撮影されたカメラ画像撮影時刻を、車内ネットワーク１７を介して、位置推定装置１２及び物体検出装置１３等へ出力する。カメラ画像は、位置推定装置１２において、車両１０の位置を推定する処理に使用される。また、カメラ画像は、物体検出装置１３において、車両１０の周囲の他の物体を検出する処理に使用される。

測位情報受信機３は、車両１０の現在位置を表す測位情報を出力する。例えば、測位情報受信機３は、ＧＮＳＳ受信機とすることができる。測位情報受信機３は、所定の受信周期で測位情報を取得する度に、測位情報及び測位情報を取得した測位情報取得時刻を、ナビゲーション装置４及び地図情報記憶装置１１等へ出力する。

ナビゲーション装置４は、ナビゲーション用地図情報と、ＵＩ５から入力された車両１０の目的位置と、測位情報受信機３から入力された車両１０の現在位置を表す測位情報とに基づいて、ドライバの要求に応じて、車両１０の現在位置から目的位置までのナビルートＲを生成する。ナビルートＲは、右折、左折、合流、分岐等の位置に関する情報を含む。ナビゲーション装置４は、目的位置が新しく設定された場合、又は、車両１０の現在位置がナビルートＲから外れた場合等に、車両１０のナビルートＲを新たに生成する。ナビゲーション装置４は、ナビルートＲを生成する度に、そのナビルートＲを、車内ネットワーク１７を介して、位置推定装置１２及び走行車線計画装置１４等へ出力する。

ＵＩ５は、通知部の一例である。ＵＩ５は、ナビゲーション装置４及び車両制御装置１６等に制御されて、車両１０の走行情報又は車線変更許可要求等をドライバへ通知する。車両１０の走行情報は、車両の現在位置、ナビルート等の車両の現在及び将来の経路に関する情報等を含む。車線変更許可要求は、車両１０が車線間を移動することに対してドライバの許可を求める要求である。また、ＵＩ５は、ドライバから車両１０に対する操作に応じた操作信号を生成する。ＵＩ５は、走行情報等を表示するために、液晶ディスプレイ又はタッチパネル等の表示装置５ａを有する。また、ＵＩ５は、走行情報等をドライバへ通知するための音響出力装置（図示せず）を有していてもよい。また、ＵＩ５は、ドライバから車両１０への操作情報を入力する入力装置として、例えば、タッチパネル又は操作ボタンを有する。操作情報として、例えば、目的位置、経由地、車両速度及びその他の車両１０の制御情報等が挙げられる。ＵＩ５は、入力された操作情報を、車内ネットワーク１７を介してナビゲーション装置４及び車両制御装置１６等へ出力する。

地図情報記憶装置１１は、車両１０の現在位置を含む相対的に広い範囲（例えば１０～３０ｋｍ四方の範囲）の広域の地図情報を記憶する。この地図情報は、路面の３次元情報と、道路上の車線区画線等の道路特徴物、構造物の種類及び位置を表す情報と、道路の法定速度等を含む高精度地図情報を有する。地図情報記憶装置１１は、車両１０の現在位置に応じて、車両１０に搭載される無線通信装置（図示せず）を介した無線通信により、基地局を介して外部のサーバから広域の地図情報を受信して記憶装置に記憶する。地図情報記憶装置１１は、測位情報受信機３から測位情報を入力する度に、記憶している広域の地図情報を参照して、測位情報により表される現在位置を含む相対的に狭い領域（例えば、１００ｍ～１０ｋｍ四方の範囲）の地図情報を、車内ネットワーク１７を介して、位置推定装置１２、物体検出装置１３、走行車線計画装置１４、運転計画装置１５及び車両制御装置１６等へ出力する。

位置推定装置１２は、カメラ画像内に表された車両１０の周囲の道路特徴物に基づいて、カメラ画像撮影時刻における車両１０の位置を推定する。例えば、位置推定装置１２は、カメラ画像内に識別した車線区画線と、地図情報記憶装置１１から入力された地図情報に表された車線区画線とを対比して、カメラ画像撮影時刻における車両１０の推定位置及び推定方位角を求める。また、位置推定装置１２は、地図情報に表された車線区画線と、車両１０の推定位置及び推定方位角とに基づいて、車両１０が位置する道路上の走行車線を推定する。位置推定装置１２は、カメラ画像撮影時刻における車両１０の推定位置、推定方位角及び走行車線を求める度に、これらの情報を、物体検出装置１３、走行車線計画装置１４、運転計画装置１５及び車両制御装置１６等へ出力する。

物体検出装置１３は、カメラ画像等に基づいて、車両１０の周囲の他の物体及びその種類（例えば、車両）を検出する。他の物体には、車両１０の周囲を走行する他の車両が含まれる。物体検出装置１３は、検出された他の物体を追跡して、他の物体の軌跡を求める。物体検出装置１３は、地図情報に表された車線区画線と、他の物体位置とに基づいて、他の物体が走行している走行車線を特定する。物体検出装置１３は、検出された他の物体の種類を示す情報と、その位置を示す情報及び走行車線を示す情報を含む物体検出情報を、走行車線計画装置１４及び運転計画装置１５等へ出力する。

走行車線計画装置１４は、走行車線計画処理と、分岐判定処理と、情報取得処理とを実行する。そのために、走行車線計画装置１４は、通信インターフェース（ＩＦ）２１と、メモリ２２と、プロセッサ２３とを有する。通信インターフェース２１と、メモリ２２と、プロセッサ２３とは、信号線２４を介して接続されている。通信インターフェース２１は、走行車線計画装置１４を車内ネットワーク１７に接続するためのインターフェース回路を有する。

走行車線計画装置１４が有する機能の全て又は一部は、例えば、プロセッサ２３上で動作するコンピュータプログラムにより実現される機能モジュールである。プロセッサ２３は、走行車線計画部２３０と、分岐判定部２３１と、情報取得部２３２とを有する。又は、プロセッサ２３が有する機能モジュールは、プロセッサ２３に設けられる、専用の演算回路であってもよい。プロセッサ２３は、１個又は複数個のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）及びその周辺回路を有する。プロセッサ２３は、論理演算ユニット、数値演算ユニットあるいはグラフィック処理ユニットといった他の演算回路を更に有していてもよい。メモリ２２は、記憶部の一例であり、例えば、揮発性の半導体メモリ及び不揮発性の半導体メモリを有する。そしてメモリ２２は、プロセッサ２３により実行される情報処理において使用されるアプリケーションのコンピュータプログラム及び各種のデータを記憶する。

走行車線計画部２３０は、所定の周期で設定される走行車線計画生成時刻において、ナビルートＲから選択された直近の運転区間（例えば、１０ｋｍ）において、地図情報と、ナビルートＲ及び周辺環境情報と、車両１０の現在位置とに基づいて、車両１０が走行する道路内の車線を選択して、車両１０が走行する予定走行車線を表す走行車線計画を生成する。走行車線計画部２３０は、例えば、車両１０が追い越し車線以外の車線を走行するように、走行車線計画を生成する。走行車線計画部２３０は、走行車線計画を生成する度に、この走行車線計画を運転計画装置１５へ出力する。

また、走行車線計画部２３０は、ナビルートＲから選択された直近の運転区間において、走行車線計画と、地図情報と、ナビルートＲと、車両１０の現在位置とに基づいて、車線変更の要否を判定し、判定結果に応じて車線変更計画を生成する。具体的には、走行車線計画部２３０は、ナビルートＲと車両１０の現在位置とに基づいて、車両１０の目的位置へ向かう車線へ移動するために、車線変更の要否を判定する。車両１０が現在走行している走行道路から合流先の他の道路へ進入すること（合流）、及び、車両１０が走行道路から分岐先の他の道路へ退出すること（分岐）の有無を判定する。合流及び分岐では、車両が走行道路の車線から他の道路の車線へ移動するので、車線変更が行われる。走行車線計画部２３０は、車線変更の要否の判定に、周辺環境情報又は車両状態情報を更に利用してもよい。周辺環境情報は、車両の１０の周囲を走行する他の車両の位置及び速度等を含む。車両状態情報は、車両１０の現在位置、車両速度、加速度及び進行方向等を含む。また、走行車線計画部２３０は、ドライバの要求に応じて、車線変更計画を生成する。ドライバは、例えば、方向指示レバー（図示せず）を操作して、車線変更を車両制御システム１へ要求する。走行車線計画部２３０は、車線変更計画を生成した場合、この車線変更計画を追加した走行車線計画を運転計画装置１５へ出力する。なお、ナビルートが生成されていない場合には、走行車線計画部２３０は、直近の運転区間において、走行車線計画と、地図情報と、車両１０の現在位置とに基づいて、車線変更の要否を判定し、判定結果に応じて車線変更計画を生成する。

運転計画装置１５は、所定の周期で設定される運転計画生成時刻において、走行車線計画と、地図情報と、車両１０の現在位置と、周辺環境情報と、車両状態情報とに基づいて、所定の時間（例えば、５秒）先までの車両１０の予定走行軌跡を表す運転計画を生成する運転計画処理を実行する。運転計画は、現時刻から所定時間先までの各時刻における、車両１０の目標位置及びこの目標位置における目標車両速度の集合として表される。運転計画が生成される周期は、走行車線計画が生成される周期よりも短いことが好ましい。運転計画装置１５は、車両１０と他の車両との間に所定の距離以上の間隔を維持できるように運転計画を生成する。運転計画装置１５は、走行車線計画が車両１０の車線間を移動する車線変更を含んでいても、車両１０と他の車両との間に所定の距離以上の間隔を確保できない場合、車両１０を停車するように運転計画を生成する。運転計画装置１５は、運転計画を生成する度に、その運転計画を車両制御装置１６へ出力する。

運転計画装置１５は、車線変更を含む運転計画を計画した場合、車両１０の移動が計画された２つの車線及び車両が移動する向きと、車線変更を含む運転計画が生成された時刻及び車両１０の位置等とを含む車線移動情報を生成して、メモリ２２に記憶する。車線移動情報は、車線間の移動を試みた時に生成されるので、車線間の移動が実行できなかった時にも生成される。

車両制御装置１６は、車両１０の現在位置と、車両速度及びヨーレートと、運転計画装置１５によって生成された運転計画とに基づいて、車両１０の各部を制御する。例えば、車両制御装置１６は、運転計画、車両１０の車両速度及びヨーレートに従って、車両１０の操舵角、加速度及び角加速度を求め、その操舵角、加速度及び角加速度となるように、操舵量、アクセル開度又はブレーキ量を設定する。そして車両制御装置１６は、設定された操舵量に応じた制御信号を、車両１０の操舵輪を制御するアクチュエータ（図示せず）へ車内ネットワーク１７を介して出力する。また、車両制御装置１６は、設定されたアクセル開度に従って燃料噴射量を求め、その燃料噴射量に応じた制御信号を車両１０のエンジンなどの駆動装置（図示せず）へ車内ネットワーク１７を介して出力する。あるいは、車両制御装置１６は、設定されたブレーキ量に応じた制御信号を車両１０のブレーキ（図示せず）へ車内ネットワーク１７を介して出力する。

図２では、地図情報記憶装置１１と、位置推定装置１２と、物体検出装置１３と、走行車線計画装置１４と、運転計画装置１５と、車両制御装置１６とは、別々の装置（例えば、ＥＣＵ）として説明されているが、これらの装置の全て又は一部は、一つの装置として構成されていてもよい。

図３は、本実施形態の走行車線計画装置１４の走行車線計画処理に関する動作フローチャートの一例である。図３を参照しながら、走行車線計画装置１４の走行車線計画処理について、以下に説明する。走行車線計画装置１４は、所定の周期を有する走行車線計画生成時刻において、図３に示される動作フローチャートに従って走行車線計画処理を実行する。

図３に示される走行車線計画処理は、ナビルートＲが生成されている場合及びナビルートＲが生成されていない場合の両方に対して適用可能である。どちらの場合でも、過去のドライバの車線変更の意志を尊重して、分岐開始位置の車線を選択できる。

まず、分岐判定部２３１は、地図情報を参照して、車両１０の現在位置から所定の運転区間内に、車両１０が走行している走行車線（第１車線に対応する）と、走行車線と隣接する隣接車線（第２車線に対応する）とを有し、走行車線が分岐開始位置において２つの車線（第３車線及び第４車線に対応する）に分岐して車両１０の進行方向に向かって延びる分岐地形があるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。車線が車両１０の進行方向に向かって延びるとは、例えば、この車線と走行車線の伸びる向きとのなす角度が、９０度以下のことをいう。なお、分岐開始位置の手前側の所定の区間において、車両１０が走行する走行車線と隣接する隣接車線がない場合には、分岐地形ではないと判定される。分岐開始位置の手前側の所定の区間として、分岐開始位置から所定の距離（例えば２ｋｍ）だけ手前側の位置と分岐開始位置との間の区間とすることができる。

分岐地形がある場合（ステップＳ１０１－Ｙｅｓ）、分岐判定部２３１は、車両１０が分岐開始位置の手前に位置している否かを判定する（ステップＳ１０２）。分岐開始位置の手前に位置として、分岐開始位置から所定の距離（例えば３００ｍ）だけ手前の位置と分岐開始位置との間の区間とすることができる。なお、走行車線計画生成時刻の周期は、車両１０が分岐開始位置の手前の位置と、分岐開始位置との間を通過する間に少なくとも１つの走行車線計画生成時刻が含まれるように決定されることが好ましい。

車両１０が分岐開始位置の手前に位置している場合（ステップＳ１０２－Ｙｅｓ）、情報取得部２３２は、過去に発生した走行車線及び隣接車線間の車線移動情報をメモリ２２から取得する（ステップＳ１０３）。情報取得部２３２は、分岐開始位置から所定の距離（例えば２ｋｍ）だけ手前の位置から車両１０の現在の位置の間、又は、車両１０が分岐開始位置へ到着すると予想される到着時刻から所定の時間（例えば、１０秒から５分間）だけ過去の間に車両１０の車線移動情報を取得する。車線移動情報に含まれる過去の車線変更には、ドライバの要求に基づいて行った車線変更と、車両制御システム１が計画した車線変更とが含まれる。

次に、走行車線計画部２３０は、車線移動情報に基づいて、２つの車線のうちの一方の車線を分岐開始位置において進行する車線として選択する（ステップＳ１０４）。走行車線計画部２３０は、過去のドライバの車線変更の意志を尊重して、分岐開始位置の車線を選択する観点から、例えば以下に説明するように、２つの車線のうちの一方を選択することができる。例えば、走行車線計画部２３０は、ナビルートがある場合には、ナビルートがない場合よりも近い過去に車両１０が走行車線と隣接車線との間の移動を試みた向きに基づいて、車線を選択することが好ましい。これは、ナビルートがあるにも関わらず車線変更行ったということは、この車線変更に対してドライバの強い意志が含まれると考えられるからである。また、走行車線計画部２３０は、車両１０の速度が基準速度以下の場合（例えば、渋滞している場合）には、車両１０の速度が基準速度よりも速い場合よりも遠い過去に車両１０が走行車線と隣接車線との間の移動を試みた向きに基づいて、車線を選択することが好ましい。渋滞している場合には、周囲の状況に応じて車線変更を行うことが考えられるが、この車線変更は、車両の現在位置から目的位置までの経路に基づいて決定されたものではない可能性が高いからである。更に、情報取得部２３２は、過去に行った車線変更における車線間を移動した向きに基づいて向きのスコアを求めておいて、走行車線計画部２３０は、分岐開始位置では高いスコアの向きに基づいて車線を選択してもよい。このスコアは、分岐開始位置に時間的又は距離的に近い車線変更の向きを、強く反映するように求めることが好ましい。スコアの求め方についての詳細は後述する。

また、車両１０が分岐開始位置の手前の所定の区間において車線変更を試みていない場合、車線変更情報のないことがある。この場合、走行車線計画部２３０は、２つの車線のうち追い越し車線ではない車線を選択してもよい。また、ナビルートＲがある場合には、走行車線計画部２３０は、車両１０の現在位置から目的位置までの間に予定される車線変更の回数が少なくなる車線を選択してもよい。また、ナビルートＲがある場合には、走行車線計画部２３０は、ナビルートＲにより表される道路に含まれる車線を選択してもよい。

次に、走行車線計画部２３０は、直近の運転区間において車両１０が走行する予定走行車線を表す走行車線計画を生成して（ステップＳ１０５）、一連の処理は終了する。

一方、分岐地形がない場合（ステップＳ１０１－Ｎｏ）、又は、車両１０が分岐開始位置の手前に位置していない場合（ステップＳ１０２－Ｎｏ）、処理はステップＳ１０５へ進む。

なお、同じ分岐地形に対して、上述した走行車線計画処理が複数回行われることがある。この場合、２回目以降は、ステップＳ１０３及びステップＳ１０４を行わないようにしてもよい。

次に、上述した走行車線計画装置１４の第１の動作例を、図１を参照しながら、以下に更に説明する。

図１に示す第１の動作例では、車両１０は、道路５０の車線５２上を走行している。図１に示す例では、走行車線計画装置１４は、車両１０が車線５３から車線５２へ移動を試みた車線移動情報を有する。これは、車両１０のドライバが、前方の車両９０を追い越そうとしたためであった。なお、車線移動情報は、走行車線計画装置１４が、前方の車両９０を追い越すことを計画した情報であってもよい。走行車線計画装置１４が車線変更を計画した場合でも、ドライバの承認を得た上で車線変更を実行するので、車線移動情報は、過去のドライバの車線変更の意志を含むからである。

走行車線計画部２３０は、車線５２と車線５３と車線５６と車線５７とが同じ道路５０に含まれており、車両１０は車線５３から車線５２へ移動していた。走行車線計画装置１４は、車線５６及び車線５７のうち、車線移動情報に基づいて車両１０が車線５２と車線５３との間の移動を試みた向きとは逆側に位置する車線５７を、分岐開始位置１００において進行する車線として選択する。

そして、走行車線計画装置１４は、車線５６を含むように、直近の運転区間において車両１０が走行する予定走行車線を表す走行車線計画を生成する。

次に、上述した走行車線計画装置１４の第２の動作例を、図４を参照しながら、以下に更に説明する。

図４に示す第２の動作例では、第１の動作例と同様に、車両１０は、道路５０の車線５２上を走行している。図４に示す例では、走行車線計画装置１４は、車両１０が車線５１から車線５２へ移動を試みた車線移動情報を有する。これは、車両１０のドライバが、前方の車両９１を追い越そうとしたためであった。なお、車線移動情報は、走行車線計画装置１４が、前方の車両９０を追い越すことを計画した情報であってもよい。

図４に示す例では、車線５２と車線５３と車線５６と車線５７とが同じ道路５０に含まれており、車両１０は車線５１から車線５２へ移動していた。走行車線計画装置１４は、車線５６及び車線５７のうち、車線移動情報に基づいて車線５２と車線５１との間の移動を試みた向きとは逆側に位置する車線５６を、分岐開始位置１００において進行する車線として選択する。

車両１０のドライバは、本来は車線５１を走行する考えを持っていたが、前方の車両９１を追い越すために車線５２へ移動していた。仮に、車両１０が車線５７へ進行した場合、車両１０はドライバが走行するつもりであった車線５１に対して２つも右側の車線５７を走行することになる。そこで、走行車線計画装置１４は、分岐地形１０１において、車線移動情報に基づいて、ドライバの考えに沿った車線５６を選択する。

そして、走行車線計画装置１４は、車線５６を含むように、直近の運転区間において車両１０が走行する予定走行車線を表す走行車線計画を生成する。

次に、上述した走行車線計画装置１４の第３の動作例を、図５を参照しながら、以下に更に説明する。第３の動作例では、ナビルートは生成されていない。

車両１０は、車線５１、５２、５３を有する道路５０の車線５２上を走行している。車線５１と車線５２とは、車線区画線５４により区画され、車線５２と車線５３とは、車線区画線５５により区画される。

道路５０では、分岐位置２００において、道路５０から道路６０が分岐する。分岐後の道路５０は、車線５１と車線５９とを有する。車線５１と車線５９とは、車線区画線５４により区画される。

道路６０は、車線６１と車線６２とを有する。車線６１と車線６２とは、車線区画線６３により区画される。

車両１０が走行している車線５２は、分岐位置（分岐開始位置に対応する）２００において、車線５９及び車線６１に分岐して車両１０の進行方向に向かって延びている。車線５９は道路５０に含まれ、車線６１は道路６０に含まれており、車線５９と車線６１とは異なる道路に含まれる。車線５２の終点と、車線５９及び車線６１の始点との間は、車線区画線のない区間となっている。

分岐位置２００を含む地形は、分岐地形２０１である。分岐地形２０１では、車両１０が走行している車線５２は、分岐位置２００において車線５９と車線７１に分岐して車両１０の進行方向に向かって延びており、また、分岐位置２００の手前において、車線５２は、車両１０が車線間を移動可能な車線５１、５３と隣接している。

図５に示す例では、車両１０のドライバは、分岐位置２００において、道路６０へ進行するつもりであったので、車線５２から車線５３へ移動したいと考えた。車両制御システム１は、ドライバの要求に応じて、車両１０が車線５２から車線５３へ移動を試みたが、この車線間の移動は、車両９２の存在によって実行されなかった。これにより、車両１０が車線５２から車線５３へ移動を試みたことを含む車線移動情報が生成される。

図５に示す例では、車線５９と車線６１とが異なる道路に含まれており、車両１０は車線５２から車線５３へ移動していた。走行車線計画装置１４は、車線５９及び車線６１のうち、車線移動情報に基づいて車両１０が車線５２と車線５３との間の移動を試みた向きの側に位置する車線６１を、分岐位置２００において進行する車線として選択する。

そして、走行車線計画装置１４は、車線６１を含むように、直近の運転区間において車両１０が走行する予定走行車線を表す走行車線計画を生成する。

車両１０のドライバは、道路５０から道路６０へ進行する考えを持っていた。仮に、車両１０が車線５９へ進行した場合、車両１０はドライバが進行するつもりのない道路５０へ進行することになる。そこで、走行車線計画装置１４は、分岐地形２０１において、車線移動情報に基づいて、ドライバの考えに沿った車線６１を選択する。

次に、上述した走行車線計画装置１４の第４の動作例を、図６を参照しながら、以下に更に説明する。第４の動作例でも、ナビルートは生成されていない。

図６に示す第４の動作例では、第３の動作例と同様に、車両１０は、道路５０の車線５２上を走行している。道路５０では、分岐位置２００において、道路５０から道路６０が分岐する。

図６に示す例では、車両１０のドライバは、分岐位置２００において、道路６０へ進行するつもりであったので、車線５１から車線５２へ移動したいと考えた。車両制御システム１は、ドライバの要求に応じて、車両１０が車線５１から車線５２へ移動した。これにより、車両１０が車線５１から車線５２へ移動を試みたことを含む車線移動情報が生成される。

図６に示す例では、走行車線計画装置１４は、車線５９と車線６１とが異なる道路に含まれており、車両１０は車線５１から車線５２へ移動していた。走行車線計画装置１４は、車線５９及び車線６１のうち、車線移動情報に基づいて車両１０が車線５１と車線５２との間の移動を試みた向きの側に位置する車線６１を、分岐位置２００において進行する車線として選択する。

そして、走行車線計画装置１４は、車線６１を含むように、直近の運転区間において車両１０が走行する予定走行車線を表す走行車線計画を生成する。

車両１０のドライバは、道路５０から道路６０へ進行する考えを持っていた。仮に、車両１０が車線５９へ進行した場合、車両１０はドライバが進行するつもりのない道路５０へ進行することになる。そこで、走行車線計画装置１４は、分岐地形２０１において、車線移動情報に基づいて、ドライバの考えに沿った車線６１を選択する。

上述した本実施形態の走行車線計画装置によれば、車両が分岐地形にある場合に、ドライバによる過去の車線間移動の情報を利用するので、ドライバの意図を反映したと推測される車線を選択することができる。

次に、走行車線計画部２３０が、分岐開始位置においてスコアに基づいて車線を選択する動作について、以下に説明する。

車両１０が走行している走行車線が分岐開始位置において２つの車線（車線１及び車線２）に分岐している。車線１及び車線２は、同じ道路に含まれており、車線２は、追い越し車線側の車線とする。車線１の初期のスコアを１００として、車線２の初期のスコアを０とする。

走行車線計画部２３０は、車両１０が分岐開始位置の手前Xｋｍの位置で、車線１から車線２（追い越し車線側）へ車線変更を試みたとする。これにより、車両１０が車線１から車線２へ移動を試みたことを含む車線移動情報が生成される。走行車線計画部２３０は、下記式（１）により求められる値Ｙを、車線２の初期のスコアに加算して、現在の車線２のスコアを求める。ここで、値Ｙが０以下である場合には、Ｙ＝０とする。
Ｙ＝（１０－Ｘ）×１５ （１）

この例では、Ｘが３．３３以下の場合には、車線２のスコアが車線１のスコアよりも大きくなるので、２つの車線のうち車線２が選択される。

また、車両１０が分岐開始位置の手前の４ｋｍ及び６ｋｍの位置で、車線１から車線２（追い越し車線側）へ車線変更を試みたとする。上記式（１）により求められる値Ｙは、２回の車線変更において９０及び６０となるので、合計で１５０となる。値１５０が、車線２の初期のスコアに加算されるので、２つの車線のうち車線２が選択される。

また、ナビルートが設定されている場合と、ナビルートが設定されていない場合とでは、値Ｙを求める式を異なるようにしてもよい。例えば、ナビルートが設定されている場合には、上記式（１）を用いて値Ｙを求め、ナビルートが設定されていない場合には、上記式（１）中の１５を２０に変更して値Ｙを求めてもよい。

また、車両１０の速度が基準速度以下の場合と、車両１０の速度が基準速度よりも速い場合とでは、値Ｙを求める式を異なるようにしてもよい。

上述したステップＳ１０１において、分岐開始位置の手前において、車両１０が走行する走行車線と隣接する隣接車線がない場合には、分岐地形はないと判定される（ステップＳ１０１－Ｎｏ）。この場合にも、走行車線計画部２３０は、分岐開始位置において、スコアに基づいて、２つの車線のうちの一方の車線を選択してもよい。上述した例と同様に、車線１の初期のスコアを１００として、車線２（追い越し車線側）の初期のスコアを０としてもよい。また、ナビルートが設定されている場合と、ナビルートが設定されていない場合とでは、初期のスコアを異ならせてもよい。ナビルートが設定されている場合には、ナビルートに表される道路の車線のスコアに対して値５００を加算してもよい。また、追い越し車線側の車線のスコアに対して、値（－５０）を加算してもよい。また、ナビルートが設定されている場合には、２つの車線のそれぞれについて、車両１０の現在位置から目的位置までに到達する間に計画される車線変更の数を求めて、車線変更を１回行うごとに、値（－５０）を２つの車線のスコアのそれぞれに対して加算してもよい。

本開示では、上述した実施形態の走行車線計画装置、走行車線計画用コンピュータプログラム及び走行車線計画方法は、本開示の趣旨を逸脱しない限り適宜変更が可能である。また、本開示の技術範囲はそれらの実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶものである。

１ 車両制御システム
２ カメラ
３ 測位情報受信機
４ ナビゲーション装置
５ ユーザインターフェース
５ａ 表示装置
１０ 車両
１１ 地図情報記憶装置
１２ 位置推定装置
１３ 物体検出装置
１４ 走行車線計画装置
１５ 運転計画装置
１６ 車両制御装置
１７ 車内ネットワーク
２１ 通信インターフェース
２２ メモリ
２３ プロセッサ
２３０ 走行車線計画部
２３１ 分岐判定部
２３２ 情報取得部

Claims (5)

1. 車両の現在位置から所定の運転区間内に、第１車線と、前記第１車線と隣接する第２車線とを有し、前記第１車線が分岐開始位置において第３車線及び第４車線に分岐して前記車両の進行方向に向かって延びる分岐地形があるか否かを判定する分岐判定部と、
   前記運転区間内に前記分岐地形があり、且つ、前記車両が前記分岐開始位置の手前に位置している場合、前記車両の過去に発生した前記第１車線及び前記第２車線間の車線移動情報を取得する情報取得部と、
   前記車線移動情報に基づいて前記第３車線及び前記第４車線のうちの一方の車線を前記分岐開始位置において進行する車線として選択して、前記運転区間において前記車両が走行する予定走行車線を表す走行車線計画を生成する走行車線計画部と、
   を有することを特徴とする走行車線計画装置。
2. 前記走行車線計画部は、前記第１車線と前記第２車線と前記第３車線と前記第４車線とが同じ道路に含まれる場合、前記車線移動情報に基づいて前記車両が前記第１車線と前記第２車線との間の移動を試みた向きとは逆側に位置する車線を、前記分岐開始位置において進行する車線として選択する請求項１に記載の走行車線計画装置。
3. 前記走行車線計画部は、前記第３車線と前記第４車線とが異なる道路に含まれる場合、前記車線移動情報に基づいて前記車両が前記第１車線と前記第２車線との間の移動を試みた向きの側に位置する車線を、前記分岐開始位置において進行する車線として選択する請求項１又は２に記載の走行車線計画装置。
4. 車両の現在位置から所定の運転区間内に、第１車線と、前記第１車線と隣接する第２車線とを有し、前記第１車線が分岐開始位置において第３車線及び第４車線に分岐して前記車両の進行方向に向かって延びる分岐地形があるか否かを判定し、
   前記運転区間内に前記分岐地形があり、且つ、前記車両が前記分岐開始位置の手前に位置している場合、前記車両の過去に発生した前記第１車線及び前記第２車線間の車線移動情報を取得し、
   前記車線移動情報に基づいて前記第３車線及び前記第４車線のうちの一方の車線を前記分岐開始位置において進行する車線として選択して、前記運転区間において前記車両が走行する予定走行車線を表す走行車線計画を生成する、
   ことをプロセッサに実行させることを特徴とする走行車線計画用コンピュータプログラム。
5. 車両の現在位置から所定の運転区間内に、第１車線と、前記第１車線と隣接する第２車線とを有し、前記第１車線が分岐開始位置において第３車線及び第４車線に分岐して前記車両の進行方向に向かって延びる分岐地形があるか否かを判定し、
   前記運転区間内に前記分岐地形があり、且つ、前記車両が前記分岐開始位置の手前に位置している場合、前記車両の過去に発生した前記第１車線及び前記第２車線間の車線移動情報を取得し、
   前記車線移動情報に基づいて前記第３車線及び前記第４車線のうちの一方の車線を前記分岐開始位置において進行する車線として選択して、前記運転区間において前記車両が走行する予定走行車線を表す走行車線計画を生成する、
   ことを走行車線計画装置が実行することを特徴とする走行車線計画方法。

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