JPWO2020025991A1 - 走行軌跡補正方法、走行制御方法、及び走行軌跡補正装置 - Google Patents

走行軌跡補正方法、走行制御方法、及び走行軌跡補正装置 Download PDF

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Abstract

プロセッサにより実行される、車両の走行軌跡補正方法であって、データベースに記憶された地図情報に基づき、自車両が走行する自車両走行経路を生成し、自車両が自車両走行経路上を走行する時の目標軌跡となる自車両の走行軌跡を演算し、自車両に設けられたセンサにより、自車両に対して車幅方向に位置する他車両の位置を検出し、他車両の位置に基づき、他車両が走行する他車車線内における他車両の位置の偏りを演算し、偏りに応じて、自車両の走行軌跡を補正する。

Description

本発明は、車両の走行軌跡を補正する走行軌跡補正方法、車両の走行を制御する走行制御方法、及び走行軌跡補正装置に関する。
車両用走行制御装置において、地図情報に含まれる車線形状情報を取得し、カメラにて取得した画像情報に基づき自車周辺の車線形状に関する情報を取得し、周辺車両の走行軌跡を演算し、取得された車線形状と他車両の走行軌跡の形状を比較演算し、その形状の類似度が所定以上の車線形状を選択し、選択された車線形状と現在の目標経路が一致しない場合に経路を補正するものが知られている(たとえば特許文献1)。
国際公開2017/169021号
しかしながら、上記従来技術において、例えば交差点内など、車線の区分線が路面上に描かれていない場合には、カメラの撮像画像から車線形状を検出できないため、走行軌跡を補正できないという問題がある。
本発明が解決しようとする課題は、路面上に区分線がない場合、又は、区分線を適切に検出できない場合などの環境下において、走行軌跡を補正する走行軌跡補正方法、走行制御方法、及び走行軌跡補正装置を提供することである。
本発明は、地図情報に基づき自車両走行経路を生成し、自車両が自車両走行経路上を走行する時の目標軌跡となる自車両の走行軌跡を演算し、センサにより、自車両に対して車幅方向に位置する車線を走行する他車両の位置を検出し、他車両の位置に基づき、他車両が走行する車線内における他車両の位置の偏りを演算し、演算された偏りに応じて、自車両の走行軌跡を補正することで、上記課題を解決する。
本発明によれば、路面上に区分線がない場合、又は、区分線を適切に検出できない場合などの環境下において、自車両の走行軌跡を補正できる。
本発明の一実施の形態に係る走行制御装置を示すブロック図である。 本実施形態に係る制御処理が実行される場面の一例を示す図である。 図1の制御装置で実行される制御フローのフローチャートである。 図4は、隣接車線の中心線、自車両が走行する車線の境界線(車線境界線)を説明するための概念図である。 図5は、車線境界線上の点に対する移動量の比率(ratio)を示すグラフである。 図6は、隣接車線の中心線、自車両が走行する車線の境界線(車線境界線)を説明するための概念図である。 図7は、車線境界線上の点に対する移動量の比率(ratio)を示すグラフである。
以下、本発明の一実施の形態に係る車両の走行制御装置(走行軌跡補正装置)及び方法を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、車両に搭載される走行制御装置を例示して本発明を説明する。
≪第1実施形態≫
図1は、本発明の実施形態に係る車両の走行制御装置100の構成を示す図である。図1に示すように、本実施形態に係る走行制御装置100は、自車位置検出装置110と、地図データベース120と、車速センサ130と、測距センサ140と、カメラ150と、駆動機構170と、制御装置180と、ヨーレートセンサ190とを備える。これら装置は、相互に情報の授受を行うためにCAN(Controller Area Network)その他の車載LANによって接続されている。
自車位置検出装置110は、GPSユニットを備え、複数の衛星通信から送信される電波をロケータ(GPSアンテナ)により検出して、自車両の位置情報を、周期的に取得するとともに、取得した自車両の位置情報と、ジャイロセンサから取得した角度変化情報と、車速センサから取得した車速とに基づいて、自車両の現在位置を検出する。また、自車位置検出装置110は、周知のマップマッチング技術を用いて、自車両の位置を検出することもできる。
地図データベース120には、地図情報が格納されている。地図データベース120が記憶する地図情報には、各地図座標における道路形状の情報、たとえばカーブ、坂道、交差点、インターチェンジ、狭路、直線路、路肩構造物、合流地点に関する属性が、地図座標に対応付けて記録されている。地図情報には、走行経路に関する情報として、車線境界線(走路境界)の情報、走行領域の中心線(車線中心線)の情報などを含んでいる。走行経路は、車線境界線に挟まれた車線全体を示す。路面上に車線が引かれている場合には、車線境界線の情報は、路面上の車線の位置を表している。例えば交差点など、路面上に車線が引かれていない領域では、車線境界線の情報は車両の走行進路を規定した上で、仮想の車線境界線を表している。例えば、車両が、左折、右折、及び直進できる交差点では、車線境界線は、交差点の入口(車両の進入口)と出口(車両の退出口)を結ぶように、左折用の走路の境界線、右折用の走路の境界線、及び、直進用の走路の境界線をそれぞれ示している。なお、車線境界線は、交差点内の全ての走行進路に対応させて、走路の境界線を示す必要ない。走行経路に関する情報は、走行経路の代わりに、走行領域の中心線の情報を含んでもよい。走行領域の中心線は、車両の車幅方向で、左側の車線境界線と右側の車線境界線の間の中心線に相当する。また、走行経路に関する情報は、走行経路の境界線及び走行領域の中心線の両方を含んでもよい。地図情報は、車両の自動運転制御に使用するための高精度地図である。
車速センサ130は、ドライブシャフトなどの駆動系の回転速度を計測し、これに基づいて自車両の走行速度(以下、車速ともいう)を検出する。車速センサ130により検出された自車両の車速情報は制御装置180に出力される。ヨーレートセンサ190は、車室内などの適宜箇所に装着され、自車両のヨーレート(旋回方向への回転角の変化速度)を検出し、検出された自車両のヨーレート情報は制御装置180に出力される。
測距センサ140は、自車両の周囲に存在する対象物を検出する。また、測距センサ140は、自車両と対象物との相対距離および相対速度を演算する。測距センサ140により検出された対象物の情報は制御装置180に送信される。なお、このような測距センサ140としては、レーザーレーダー、ミリ波レーダーなど(LRF等)を用いることができる。
カメラ150は、自車両の周囲の道路や対象物を撮像する。本実施形態において、カメラ150は、自車両の前方を撮像する。カメラ150により撮像された画像情報は制御装置180に送信される。カメラ150は、自車両の前方を撮像するカメラ及び/又は自車両の側方を撮像するカメラである。なお、走行制御装置100は、自車両の周囲の状態を検出するために、測距センサ140及びカメラ150の他に、レーダー又はライダを備えてもよい。
入力装置160は、ドライバーが操作可能な操作部材である。本実施形態において、ドライバーは入力装置160を操作することで、自動運転制御のオン/オフを設定することができる。なお、本実施形態に係る車両の自動運転制御では、自車両の前方に先行車両が存在する場合には、自車両と先行車両との車間距離をドライバーが設定した車間距離に維持して、自車両が先行車両を追随するように、自車両を走行させる車間距離制御(先行車追随制御)が行われ、自車両の前方に先行車両が存在しない場合には、ドライバーが設定した車速で自車両を走行させる速度制御が行われる。また、本実施形態において、ドライバーは入力装置160を操作することで、速度制御における自車両の設定車速(例えば、具体的な速度値)および車間距離制御における設定車間距離(たとえば、短、中、長の三段階)を設定することができる。
駆動機構170には、自車両を自動走行させるためのエンジン及び/又はモータ(動力系)、ブレーキ(制動系)およびステアリングアクチュエータ(操舵系)などが含まれる。本実施形態では、後述する自動運転制御が行われる際に、制御装置180により、駆動機構170の動作が制御される。
制御装置180は、プロセッサを有したコンピュータであって、自車両の走行を制御するためのプログラムを格納したROM(Read Only Memory)と、このROMに格納されたプログラムを実行するCPU(Central Processing Unit)と、アクセス可能な記憶装置として機能するRAM(Random Access Memory)とから構成される。なお、動作回路としては、CPU(Central Processing Unit)に代えて又はこれとともに、MPU(Micro Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)などを用いることができる。
制御装置180は、ROMに格納されたプログラムをCPUにより実行することにより、自車両の走行経路を生成する自車両走行経路生成機能、他車両の車線を特定するする他車車線特定機能、偏り演算機能、走行軌跡生成(演算)および補正機能、及び、自車両の走行を制御する走行制御機能(自動追従機能を含む)とを実現する。以下において、制御装置180が備える各機能について説明する。なお、制御装置180は、以下に説明する機能の他に、例えば自車位置を検出する推定する機能など、他の機能も有している。
制御装置180は、自車両走行経路生成機能により、自車位置及び地図情報に基づき、自車両走行経路を演算する。自車両の走行経路は、車線中心線、車線境界線(走路境界)、及び/又は走行領域で表される。制御装置180は、自車位置検出装置110により検出された自車両の位置情報と、地図情報に基づき、地図上における自車両の位置を推定する。なお、制御装置180は、カメラ150の撮像画像を用いて自車両走行経路を演算してもよい。例えば、制御装置180は、自車両の側方及び/又は前方の撮像画像から車線を検出する。制御装置180は、検出された境界線を車線境界線として特定することで、自車両走行経路を生成してもよい。
制御装置180は、他車車線特定機能により、他車両の位置を検出し、他車両が走行している車線を特定する。制御装置180は、測距センサ140及び/又はカメラ150を用いて、自車両の周囲に存在する他車両の位置を検出する。制御装置180は、地図情報を用いて、自車両の周囲の車線を特定する。制御装置180は、検出された他車両の検出結果を用いて、地図上における他車両の位置を演算し、他車両の現在位置に属する車線を特定する。例えば、制御装置180は、他車両の位置情報を周期的に検出して、検出された位置の軌跡を、他車両の走行軌跡として演算する。次に、制御装置180は、地図情報に含まれる車線境界線の情報から、自車両の周囲に位置する車線を特定する。そして、演算された他車両の走行経路が車線境界線で挟まれている場合には、制御装置180は、他車両の走行軌跡を挟んでいる車線境界線から、他車両が属している車線を特定する。なお、他車車線を特定する際には、必ずしも他車両の走行経路を演算しなくてもよい。例えば、制御装置180は、測距センサ140及び/又はカメラ150を用いて他車両の位置を検出し、地図情報から自車両の周囲に位置する車線を抽出する。制御装置180は、抽出された車線の中から、検出された他車両の位置が属する車線を、他車車線として特定する。
制御装置180は、偏り演算機能により、他車両走行経路の車線内における他車両の位置の偏りを演算する。他車両の位置の偏り(以下、単に「偏り」とも称す)は、車線の中心線に対する他車両の車幅方向の位置ずれを表している。例えば、他車両の現在位置が車両の中心線付近である場合には、偏りは小さくなる。一方、他車両の現在位置が、車線の中心線よりも右側の車線境界線側に位置するときには、車両の車幅方向で右側の偏りが大きくなる。他車両の偏りは、車線境界線に対する他車両の車幅方向の位置の偏差(位置ずれ)に相当する。制御装置180は、演算された他車両の走行軌跡と、他車両が属する車線の中心線又は車線境界線との、車幅方向の偏差(差分)を、他車両の偏りとして演算する。
制御装置180は、走行軌跡生成(演算)および補正機能により、自車両が自車両走行経路上を走行する時の目標軌跡となる自車両の走行軌跡を演算し、演算された偏りに応じて、自車両走行経路の車線内における自車両の走行軌跡を補正する。他車両の位置が自車両側に偏っていない場合には、例えば、自車両走行経路を示す車線境界線の間の中央に走行軌跡を設定(演算)する。一方、他車両が自車両の隣接車線を走行している状態で、他車両が自車両に近づくように、他車両の位置が自車両側に偏っている場合には、制御装置180は、自車両の走行軌跡が他車両の走行軌跡に対して離れるように、自車両の走行軌跡を補正する。
制御装置180は、走行制御機能により、駆動機構170を制御することで、自車両が目標となる走行軌跡上を走行するように、自車両の走行の全部または一部を自動で行う自動運転制御を実行する。走行軌跡生成および補正機能により走行軌跡が補正される場合には、自車両が走行するときの目標軌跡は補正後の走行軌跡である。たとえば、制御装置180は、走行制御機能により、自車両が演算された走行軌跡に沿って走行するように、自車両のステアリングアクチュエータ等を制御する。また、制御装置180は、自車両の前方に先行車両が存在する場合に、エンジン、ブレーキ、ステアリングアクチュエータなどの駆動機構170の動作を制御することで、自車両と先行車両との車間距離を、車間距離設定機能により設定された車間距離にして、先行車両が走行した走行軌跡を自車両が追従走行するように、自車両を走行させる自動追従制御を実行する。さらに、制御装置180は、エンジンやブレーキなどの駆動機構170の動作を制御することで、ドライバーが設定した所定の設定速度で自車両を走行させる速度走行制御を実行する。なお、走行制御機能による自動運転制御は、各国の交通法規を遵守した上で実行される。
次に、車両の走行を支援するための制御処理を説明する。図2は、本実施形態に係る制御処理が実行される場面の一例を示す図である。車両が右側を通行する交通環境を例として説明する。図2において、Aは自車両を表し、Bは他車両を表す。図2に示すように、交差点内において、車線境界線が実線等で路上に描かれておらず、ドライバーの目視又はカメラ等のセンシングでは、車線境界線を特定できない。図2の例では、自車両がこのような交差点を左折し、他車両が、自車両の左側で自車両と並んで走っており、自車両と同様に、交差点内で左折する。このとき、他車両は自車両側に膨らんで走行している。
図3は、本実施形態の制御処理のフローを示すフローチャートである。なお、以下に説明する走行制御処理は、制御装置180により実行される。また、以下に説明する走行制御処理は、イグニッションスイッチ又はパワースイッチがオンになった場合に開始し、イグニッションスイッチ又はパワースイッチがオフとなるまで所定の周期で(たとえば10ミリ秒ごとに)繰り返し実行される。
また以下においては、ドライバーにより自動運転制御が入力(オン)されている場面を例示して説明する。すなわち、ドライバーが入力装置160を介して自動運転制御をオンに設定し、これにより、自車両が演算された走行軌跡に沿って走行するように、自動運転制御が実行される。
ステップS101にて、制御装置180は、自車位置検出装置110により検出された自車両の位置情報を取得し、地図データベース120から地図情報を取得する。制御装置180は、自車両の位置情報及び地図情報に基づき、自車両がどの車線を走行しているか地図上で特定し、地図情報から、特定された車線の情報を取得する。また、制御装置180は、取得した車線の情報及び自車両の位置情報に基づき、自車両の走行経路を生成する。
ステップS102にて、制御装置180は、自車両の現在情報及び地図情報に基づき、自車両の周囲の車線情報を取得する。車線情報は、車線境界線の情報及び/又は車線の中心線の情報である。制御装置180は、車線情報を、線で囲まれた領域の情報として取得してもよい。
ステップS103にて、制御装置180は、測距センサ140等を用いて、自車両の周囲に位置する他車両の位置情報を取得する。制御装置180は、測距センサ140に限らず、例えば、カメラ150による物体認識結果、レーダによる物体認識結果、またはライダによるクラスタリング結果などを用い、位置情報を取得してもよい。すなわち、制御装置180は、測距センサ140等を用いて、自車両に対して車幅方向に位置する車線を走行している他車両の位置を検出している。
ステップS104にて、制御装置180は、他車両の位置情報及び地図情報に基づき、地図上で、どの車線を走行しているか特定し、地図情報から特定された車線の情報を取得する。
ステップ105にて、制御装置180は、他車両の位置情報及び地図情報に基づき、他車両がどの車線を走行しているか地図上で特定する。制御装置180は、特定された他車両の走行車線が隣接車線であるか否かを判定する。隣接車線は、自車両が走行している走行車線に対して、右側又は左側に位置する車線である。
他車両の走行車線が隣接車線である場合には、ステップS106にて、制御装置180は、車線内における、他車両の位置の偏りを演算する。制御装置180は、隣接車線(自車両に対して車幅方向に位置する車線)の情報を、地図データベース120から取得する。隣接車線は車線境界線で区切られている。車線境界線の情報は点列で示されている。点列に含まれる各点は地図上の位置座標で表される。連続した位置座標を繋げた線が車線境界線に相当する。車線境界線は、隣接車線の左右の境界をそれぞれ表しており、一対の車線境界線の中心線が、車線中心線となる。また、制御装置180は、他車両の位置座標の時間的な推移から、他車両の走行軌跡を演算する。次に、制御装置180は、他車両の走行軌跡と車線中心線との位置の偏差(位置の差分)を演算する。位置の偏差は、車両の車幅方向の偏差である。例えば、図2に示すように、他車両が左方向への曲線状に走行している場合には、車幅方向は、曲率半径の半径方向となる。これにより、制御装置180は他車両の偏りを演算する。他車両の走行車線が隣接車線ではない場合には、制御装置180は、ステップS112の制御フローを実行する。
ステップS107にて、制御装置180は偏りが自車両側であるか否かを判定する。制御装置180は、車線内における、他車両の位置の偏りの方向を、値の正負で区別して演算している。そして、制御装置180は、偏りの正負と、自車両の現在位置との関係から、偏りが自車両側であるか否かを判定する。例えば、図2に示す例では、他車両が車線の中心線に対して外側に寄って走行している場合には、制御装置180は、位置の偏差が正の値になるように、偏りを演算する。一方、図2の例で、他車両が車線の中心線に対して内側に寄って走行している場合には、制御装置180は、位置の偏差が負の値になるように、偏りを演算する。そして、自車両が他車両の走行車線より外側の車線を走行しており、偏りが正の値である場合には、制御装置180は、偏りが自車両側であると判定する。制御装置180は、自車両が他車両の走行車線より外側の車線を走行しており、偏りが負の値である場合には、制御装置180は、偏りが自車両側ではないと判定する。また、自車両が他車両の走行車線より内側の車線を走行しており、偏りが負の値である場合には、制御装置180は、偏りが自車両側であると判定する。制御装置180は、自車両が他車両の走行車線より内側の車線を走行しており、偏りが正の値である場合には、制御装置180は、偏りが自車両側ではないと判定する。
偏りが自車両側であると判定した場合には、ステップS108にて、制御装置180は、自車両の車線境界線の移動基準点を演算する。偏りがないと判定した場合および、偏りが自車両側ではないと判定した場合には、制御装置180は、ステップS112の制御処理を実行する。移動基準点は、車線境界線を示す点列の移動方向(補正方向)を規定するために使用される。移動基準点は、走行経路の形状に基づき設定される。例えば、図2に示すように、制御装置180は、自車両の走行経路が曲線状である場合には、曲線状の車線境界線の曲率中心に、移動基準点を設定する。自車両の走行経路が直線状である場合には、制御装置180は、自車両の現在位置、又は、自車両の走行経路上の点に、移動基準点を設定する。
以下、ステップS108からステップS112までの制御処理について、図2及び図4を参照しつつ説明する。図4は、隣接車線の中心線、自車両が走行する車線の境界線(車線境界線)を説明するための概念図であって、図2の場面と対応している。図2に示す自車両Aの走行経路の車線境界線が図4に示す車線境界線に対応し、図2に示す他車両Bの走行経路における車線中心線が、図4に示す隣接中心線に相当する。自車両Aの走行経路は、補正前の車線境界線Lと車線境界線Lにより区切られた経路で合って、図4に示されるエリアSの部分である。また他車両Bの走行経路は、車線境界線Lと補正前の車線境界線Lとにより区切られた経路で合って、図4に示されるエリアSの部分である。なお、図4の点線で示す車線境界線及び隣接車線中心線の情報は、地図データベース102の地図情報に含まれている。
制御装置180は、ステップS108の制御フローを実行することで、図4に示す点Cを移動基準点に設定する。すなわち、図4に示すように、移動中心線Cを円近似した円心が移動基準点となる。
ステップS109にて、制御装置180は、自車両の走行軌跡を示す点列の各点の移動量を演算する。まず、制御装置180は、地図情報、及び/又は、測距センサ104等のセンサの検出データに基づき、自車両の走行軌跡を補正する補正対象領域を特定する。制御装置180は、交差点内など、車線が描かれていない領域を、補正対象領域に設定する。なお、補正対象領域は、必ずしも路面上に車線のない領域とする必要はなく、車線の検出が困難な領域、又は、カメラ150の撮像画像から車線が検出できなかった領域でもよい。また、例えば天候等により、車線の検出が困難な場合には、制御装置180は、自車両の前方の周囲を補正対象領域として設定してもよい。図2及び図4の例では、制御装置180は、交差点内を補正対象領域に設定する。また、補正対象領域は必ずしも設定する必要はない。
制御装置180は、地図情報に基づき、補正対象領域において、他車両の走行軌跡と、他車両の車線中心線との偏差を演算する。偏差は、移動基準点Cを中心とした円の半径方向の偏差である。制御装置180は、他車両の走行軌跡を示す点列の各点に対して、偏差をそれぞれ演算する。また制御装置180は、補正対象領域内で演算された、各点の偏差のうち最も大きな偏差を、最大移動量(Dmax)に設定する。
制御装置180は、補正対象領域において、自車両走行経路の車線境界線の始点と終点を特定する。図2、図4の例では、自車両は、交差点に向かって直進し、交差点内で左折し、左折した先となる車線上を走行する。このとき、自車両走行経路の走行境界線の始点は、交差点の入口に設定され、終点は交差点の出口に設定されている。図4の例では、点Pが始点となり、点Peが終点となる。すなわち、制御装置180は、補正対象領域のうち、自車両走行経路と重なる領域の端部に、始点及び終点をそれぞれ設定する。また制御装置180は、自車両走行経路の車線境界線上で、始点と終点との間に中央点を設定する。中央点は、車線境界線上で、始点から終点までの中点に設定される。なお、中央点は、必ずしも中点である必要はなく、例えば車線境界線が、移動中心線Cを円近似した円に対して部分的に膨らんでる場合には、点Cに対して最も半径が大きくなる位置に、中央点を設定してもよい。図4の例では、点Pが中央点となる。
制御装置180は、移動量が始点及び終点でゼロとなり、中央点で最大移動量(Dmax)となるような、移動量の関数を演算する。
図5は、車線境界線上の点に対する移動量の比率(ratio)を示すグラフである。図5に示すグラフにおいて、横軸は、車線境界線上の位置を示し、縦軸は移動量の比率(ratio)を示している。移動量の比率(ratio)は、始点でゼロとなり、始点から中央点に向けて比例関係で増加し、中央点で最大値(1.0)となる。そして、移動量の比率(ratio)は、中央点から終点に向けて比例関係で減少し、終点でゼロとなる。
制御装置180は、図5に示すような移動量の比率(ratio)の関係を用いて、下記式(1)により、自車両走行経路を示す車線境界線の各点の移動量(d(i))を演算する。
なお、iは、車線境界線上で所定距離又は所定演算周期ごとにプロットされる点の順番を表している。i=0が始点となり、iは終点に向かって自然数で増加する
ステップS110にて、制御装置180は、移動中心点Cから、自車両の車線境界線を示す点列の各点に向かって、ベクトル(V(i))を点毎に演算する。図4の例では、制御装置180は、移動中心点Cから車線境界線上の各点(P、P...P、P)に向かい、長さがd(i)となるベクトルV(i)を演算する。
ステップS111にて、制御装置180は、車線境界線上の各点(P、P...P、P)を、対応するベクトルV(i)で移動させる。図4の例では、下記式(2)に示すように、移動中心点Cから各点(P、P...P、P)に向かうベクトルP(i)に、ベクトルV(i)を加えて、移動後(補正後)の各点(P’、P’...P’、P’)に向かうベクトルP’(i)を演算する。
移動後(補正後)の各点(P’、P’...P’、P’)を繋げた線が、自車両の補正後の境界線L’となる。図4に示すように、補正後の車線境界線は、始点(P)及び終点(P)を通る。
ステップS106において、他車両の走行車線が隣接車線ではない場合および、ステップS107において、偏りがないと判定した場合、偏りが自車両側ではないと判定した場合には、ステップS112にて、自車両走行経路の車線境界線に基づき、自車両の走行軌跡を演算する。一方、ステップS107において、偏りが自車両側であると判定した場合には、ステップS112にて、制御装置180は、補正後の車線境界線に基づき、自車両の走行軌跡を補正する。図4の例では、制御装置180は、自車両の進行方向に対して、左側の補正前の車線境界線L2と右側の車線境界線の間の中心線Qを、自車両の走行軌跡として演算する。一方、左側の補正後の車線境界線と右側の車線境界線の間の中心線Qを、補正した自車両の走行軌跡として演算する。図4の例では、左側の車線境界線は他車両から遠ざかるように補正されるが、右側の車線境界線は補正されない。そのため、一対の車線境界線で規定される自車両の走行可能領域は、偏りの大きさに応じて車幅方向に減少する。走行可能領域は、自車両が走行できる経路を領域で規定したものであり、補正後の車線境界線L’と補正前の車線境界線Lとにより区切られた経路に相当する。そして、補正後の走行可能領域の中心線(自車両の進行方向に沿う線)が、自車両の走行軌跡Qとなる。この走行軌跡は、自車両が自車両走行経路上を走行する時の目標軌跡となる。
なお、図4の例では、制御装置180は、補正後の車線境界線に対して、所定の長さ分、外側に移動させた線を、自車両の走行軌跡として演算してもよい。
また、図4の例において、制御装置は、左側の車線境界線の補正に加えて、右側の車線境界線も補正し、補正後の一対の車線境界線の中心線を、自車両の走行軌跡として演算してもよい。右側の車線境界線は、ステップS108からステップS111までの制御フローと同様の方法により補正されればよい。このように、一方の車線境界線が補正されることで、自車両の走行可能領域の車幅方向の長さが減少する場合には、制御装置180は、他方の車線境界線を補正して、走行可能領域のうち、減少した領域(図4の例では内側の領域)と反対側に位置する領域(図4の例では外側の領域)を広げてもよい。そして補正後の走行可能領域の中心線(自車両の進行方向に沿う線)が、自車両の走行軌跡となる。これにより、走行可能領域を確保できる。なお、自車両の走行軌跡は、必ずしも走行可能領域の中心線である必要はなく、走行可能領域内に演算されればよい。
ステップS113にて、制御装置180は、自車両が自車両走行経路上を走行する時の目標軌跡がステップS112の制御処理で演算された走行軌跡となるように、ステアリングアクチュエータ等の制御量を演算する。
ステップS114にて、制御装置180は、演算された制御量で駆動機構170を制御することで、自車両の走行制御を実行する。そして、図3に示す制御フローが終了する。このように、本実施形態では、車線境界線が明確に示されていない交差点等において、自車両と他車両が並走している状態で、他車両が自車両側に膨らんで走行していると判定した場合には、自車両の走行軌跡を、他車両から遠ざかるように補正することで、自車両と他車両との間の車幅方向の距離が短くなることを抑制することができる。
上記のように、本実施形態では、地図情報に基づき自車両走行経路を生成し、自車両が自車両走行経路上を走行する時の目標軌跡となる自車両の走行軌跡を演算し、センサにより、自車両に対して車幅方向に位置する車線を走行する他車両の位置を検出し、他車両の位置に基づき、他車両が走行する車線内における他車両の位置の偏りを演算し、演算された偏りに応じて、自車両の走行軌跡を補正する。これにより、路面上に区分線(車線境界線)がない場合、又は、区分線を適切に検出できない場合などの環境下において、適切に走行軌跡を補正できる。また例えば、隣接車線を走行する他車両の位置が自車両側に近づいた場合には、自車両が他車両から遠ざかるような走行軌跡を演算できる。
また本実施形態では、地図情報に含まれる車線境界線の情報、又は、地図情報に含まれる走行領域の情報に基づき、自車両走行経路を生成する。これにより、自車両の走行軌跡を、自車両走行経路を含む領域内に演算できる。
また本実施形態では、センサの検出データを用いて、他車両の走行軌跡を演算し、他車両の走行軌跡に基づき偏りを演算する、これにより、他車両のある時点での偏り、及び、偏りの履歴を演算できるため、他車両の位置の偏りの演算精度を高めることができる。
また本実施形態では、地図情報に基づき他車車線を特定し、他車車線の車線中心に対する偏差、及び、他車車線の車線境界に対する偏差の少なくともいずれか一方の偏差を、他車両の位置の偏りとして演算する。これにより、他車両の位置の偏りの演算精度を高めることができる。
また本実施形態では、地図情報及びセンサの検出データの少なくともいずれか一方に基づき、走行軌跡を補正する補正対象領域を設定し、補正対象領域のうち自車両走行経路と重なる領域の始点及び終点のいずれか一方の固定点として設定し、補正された自車両の走行軌跡は固定点を通る。これにより境界が明確でない領域において、領域の端点を固定することで、区間端点での走行軌跡がずれることを抑制できる。すなわち、補正対象領域の前後で、走行軌跡の連続性を保つことができる。
また本実施形態では、自車両の走行軌跡は自車両の車幅方向に補正される。これにより、車線境界線が明確でない区間において、区間全体で自車両の走行軌跡を補正することができる。
また本実施形態では、地図情報に基づき他車車線を特定し、他車両の位置が他車車線内において自車両側に偏っているか否かを判定し、他車両の位置が自車両側に偏っていると判定した場合には、自車両走行経路内における走行可能領域が偏りの大きさに応じて減少するように、走行可能領域を補正する。これにより、隣接車線を走行する他車両の位置が自車両側に近づいた場合には、自車両が他車両から遠ざかるような走行軌跡を演算できる。
また本実施形態では、補正後の走行可能領域の中心線を、自車両の走行軌跡として演算する。また本実施形態では、補正後の走行可能領域内に自車両の走行軌跡を演算してもよい。これにより、例えば、隣接車線を走行する他車両の位置が自車両側に近づいた場合には、自車両が他車両から遠ざかるような走行軌跡を演算できる。
なお、本実施形態では、移動量に対して上限値を設定してもよい。例えば、最大移動量(Dmax)に対して上限値が予め設定されている。制御装置180は、ステップS109の制御処理により、他車両の走行軌跡を示す点列の各点に対して偏差をそれぞれ演算し、各点の偏差のうち最も大きな最大偏差を演算する。最大偏差と最大移動量(Dmax)との対応関係は、最大偏差が大きいほど、最大移動量(Dmax)は大きくなる。制御装置180は、最大偏差に対応する最大移動量(Dmax)を演算し、最大移動量(Dmax)と上限値とを比較する。最大移動量(Dmax)が上限値より大きい場合には、制御装置180は、最大移動量(Dmax)を上限値に制限する。制御装置180は、制限された最大移動量(Dmax)を、式(1)の演算式に用いる。これにより、自車両の走行軌跡の補正量に上限値が設けられるため、自車の走行可能領域が狭まりすぎることを抑制できる。
なお、本実施形態では、自車両の走行軌跡を補正することで、走行可能領域が車幅方向に減少した場合に、補正後の走行可能領域の車幅方向の長さが自車両の幅より短いときには、制御装置180は、走行可能領域のうち、減少した領域に対して車幅方向で反対側に位置する領域を広げてもよい。これにより、自車両の走行可能領域を確保できる。
なお、本実施形態では、偏り演算機能、及び、ステップS106、S107の制御フローにおいて、他車両の位置の偏りを演算する際に他車両の走行軌跡を演算しなくてもよい。制御装置180は、測距センサ104又はカメラ105により検出された他車両の位置と、車線境界線位置との距離を演算する。距離は、車幅方向の長さである。制御装置180は、地図情報から他車車線の幅を特定し、幅の大きさと演算された距離を比較することで、他車両の位置の偏りを演算する。一例として、制御装置180は、他車車線の一対の境界線のうち、右側の車線境界線を基準線として設定する。制御装置180は、基準線から、他車両の位置までの距離を演算する。演算された距離が短いほど、他車両の位置は右側車線境界線側に偏る。演算された距離が、車線の幅の大きさの半分程度である場合には、他車両の位置は車線の中心線付近となる。演算された距離が長いほど、他車両の位置は左側車線境界線に偏る。このように、制御装置180は、車線境界線を基準として、他車両の車幅方向の位置までの距離を演算し、演算された距離に応じて、他車車線内における他車両の位置の偏りを演算できる。なお、基準線は、左側の車線境界線でもよく、車線の中心線でもよい。
なお本実施形態の変形例では、補正対象領域において移動量の関数式を設定せずに、所定周期で演算される偏差に対して、演算周期に合わせて、対応する移動量を演算してもよい。例えば、偏差の大きさと移動量の大きさとの対応関係が予め決まっており、制御装置180は、対応関係をテーブルとして格納している。そして、図4の例では、制御装置180は、車線境界線上で点(P)から点(P)まで、各点で偏差を演算し、かつ、テーブルを参照して演算された偏差に対応する移動量をそれぞれ演算する。また、制御装置180は、演算された移動量に応じて、自車両の走行軌跡を補正する。これにより、例えば、補正対象領域において偏差が変化した場合には、偏差の変化に合わせて移動量も変化し、補正後の走行軌跡も変化する。すなわち、本実施形態では、自車両走行経路内における走行可能領域が偏りの大きさに応じて減少した後に、偏りの大きさが小さくなった場合には、自車両走行経路内における走行可能領域が広がるように、走行可能領域を補正する。これにより、走行軌跡の補正後に、偏差が小さくなった場合に、走行可能領域の補正量を減らすことで、自車の走行経路をもとの形状に近づけることができる。
なお、上記の変形例では、偏差の変化に合わせて走行軌跡を補正することで、走行可能領域の大きさを変化させたが、走行可能領域を補正した後、走行可能領域の大きさを、所定時間維持してよい。所定時間は、例えば、自車両が補正対象領域を走行する時間である。これにより、走行可能領域の補正後の変化を抑制できる。
なお本実施形態の変形例では、ステップS113及びステップS114の制御処理において、補正後の走行可能領域の車幅方向の長さが自車両の幅より短い場合には、制御装置180は、自車両の車速を現在の車速よりも減少させてもよい。これにより、自車両の車速を減速させることで自車両が他車両に接近することを抑制できる。
なお、本実施形態に係る制御装置の制御処理は、自車両の現在位置、及び/又は、他車両の現在位置が補正対象領域に含まれる場合に限らず、例えば、自車両が補正対象領域に近づいている場合など、自車両の現在位置、及び/又は、他車両の現在位置が補正対象領域外にある場合に、実行してもよい。例えば、図2の例では、自車両が交差点に近づいている場合に、制御装置180は、自車両の車線に位置する他車両の位置を演算し、他車両の位置に対して偏差を演算する。そして、制御装置180は、演算された偏差に対する移動量を演算する。そして、制御装置180は、演算された移動量を用いて、補正対象領域内において、自車両の走行軌跡を補正する。
≪第2実施形態≫
本発明の他の実施形態に係る走行制御装置100及び走行制御方法を説明する。本実施形態では、第1実施形態に対して、自車両の走行軌跡を示す点列の各点の移動量を一定値にしている点が異なる。それ以外の、走行制御装置100の各構成及び制御装置180の制御処理は、第1実施形態と同様であり、第1実施形態の記載を適宜、援用する。
制御装置180は、第1実施形態のステップS109の制御処理の代わりに、以下の制御処理を実行する。他の制御処理は第1実施形態と同様である。以下、図2及び図6を参照しつつ制御処理を説明する。図6は、隣接車線の中心線、自車両が走行する車線の境界線(車線境界線)を説明するための概念図であって、図2の場面と対応している。図2に示す自車両Aの走行経路の車線境界線が図6に示す補正前の車線境界線に対応し、図2に示す他車両Bの走行経路における車線中心線が、図6に示す隣接中心線に相当する。なお、図6の点線で示す車線境界線及び隣接車線中心線の情報は、地図データベース102の地図情報に含まれている。
まず、制御装置180は、地図情報、及び/又は、測距センサ104等のセンサの検出データに基づき、自車両の走行軌跡を補正する補正対象領域を特定する。補正対象領域の特定は、第1実施形態と同様であるため、説明を省略する。
制御装置180は、地図情報に基づき、補正対象領域において、他車両の走行軌跡と、他車両の車線中心線との偏差を演算する。このとき、偏差は一定の値として演算される。一定の偏差は、例えば、他車両の走行軌跡を示す点列の各点に対する偏差の平均値、最大値、又は最小値である。制御装置180は、一定の偏差に対応する一定の移動量(オフセット値)を演算する。偏差と移動量との対応関係は予め設定されており、偏差が大きいほど、一定移動量は大きくなる。なお、一定移動量には上限値を設定してもよい。上限値は、例えば車線幅に応じて設定されればよい。
制御装置180は、補正対象領域において、自車両走行経路の車線境界線の始点と終点を特定する。車線境界線の始点と終点の特定は、第1実施形態と同様であるため、説明を省略する。次に、制御装置180は、始点から終了点までの移動比率(ratio)を固定値(1.0)に設定し、各点P(i)の移動量を一定値にする。
図7は、車線境界線上の点に対する移動量の比率(ratio)を示すグラフである。図5に示すグラフにおいて、横軸は、車線境界線上の位置を示し、縦軸は移動量の比率(ratio)を示している。移動量の比率(ratio)は、1.0で固定値になっている。
そして、制御装置180は、演算された移動量を用いて、自車両の走行軌跡を補正する。図6に示すように、補正後の車線境界線は、補正前の車線境界線(地図情報で示される車線境界線)に対して、一定移動量分、外側にオフセットされている。このように、本実施形態では、車線境界線が明確に示されていない交差点等において、自車両と他車両が並走している状態で、他車両が自車両側に膨らんで走行していると判定した場合には、補正前の車線境界線から一定移動量分、外側にオフセットして補正後の車線境界線を演算して、補正後の車線境界線に基づいて、自車両の走行軌跡を、他車両から遠ざかるように全体的に補正することで、自車両と他車両との間の車幅方向の距離が短くなることを抑制することができる。
上記のように、本実施形態では、補正対象領域内で偏りを一定の値とし、自車両の走行軌跡を補正する。これにより、偏差の変動に対して、走行軌跡が急激に変化することを抑制できる。
100…走行制御装置
110…自車位置検出装置
120…地図データベース
130…車速センサ
140…測距センサ
150…カメラ
160…入力装置
170…駆動機構
180…制御装置
190…ヨーレートセンサ

Claims (16)

  1. プロセッサにより実行される、車両の走行軌跡補正方法であって、
    データベースに記憶された地図情報に基づき、自車両が走行する自車両走行経路を生成し、
    前記自車両が前記自車両走行経路上を走行する時の目標軌跡となる前記自車両の走行軌跡を演算し、
    前記自車両に設けられたセンサにより、前記自車両に対して車幅方向に位置する車線を走行する他車両の位置を検出し、
    前記他車両の位置に基づき、前記他車両が走行する他車車線内における前記他車両の位置の偏りを演算し、
    前記偏りに応じて、前記自車両の走行軌跡を補正する走行軌跡補正方法。
  2. 前記地図情報に含まれる走路境界の情報、又は、前記地図情報に含まれる走行領域の情報に基づき、前記自車両走行経路を生成する請求項1記載の走行軌跡補正方法。
  3. 前記センサの検出データを用いて、前記他車両の走行軌跡を演算し、
    前記他車両の走行軌跡に基づき、前記偏りを演算する請求項1又は2記載の走行軌跡補正方法。
  4. 前記地図情報に基づき、前記他車車線を特定し、
    前記他車車線の車線中心に対する偏差、及び、前記他車車線の車線境界に対する偏差の少なくともいずれか一方の偏差を、前記偏りとして演算する請求項1〜3のいずれか一項に記載の走行軌跡補正方法。
  5. 前記地図情報及び前記センサの検出データの少なくともいずれか一方に基づき、前記走行軌跡を補正する補正対象領域を設定し、
    前記補正対象領域内で前記偏りを一定の値とし、前記自車両の走行軌跡を補正する請求項1〜4のいずれか一項に記載の走行軌跡補正方法。
  6. 前記地図情報及び前記センサの検出データの少なくともいずれか一方に基づき、前記走行軌跡を補正する補正対象領域を設定し、
    前記補正対象領域のうち、前記自車両走行経路と重なる領域の始点及び終点のいずれか一方を固定点として設定し、
    補正された前記自車両の走行軌跡は、前記固定点を通る請求項1〜5のいずれか一項に記載の走行軌跡補正方法。
  7. 前記自車両の走行軌跡は前記自車両の車幅方向に補正される請求項1〜6のいずれか一項に記載の走行軌跡補正方法。
  8. 前記車幅方向への補正量の上限値が設定されている請求項7記載の走行軌跡補正方法。
  9. 前記地図情報に基づき、前記他車車線を特定し、
    前記偏りに基づき、前記他車両の位置が前記他車車線内において前記自車両側に偏っているか否かを判定し、
    前記前記他車両の位置が前記他車車線内において前記自車両側に偏っていると判定した場合には、前記自車両走行経路内における走行可能領域が前記偏りの大きさに応じて減少するように、前記走行可能領域を補正する請求項1〜8のいずれか一項に記載の走行軌跡補正方法。
  10. 補正後の前記走行可能領域の中心線を、前記走行軌跡として演算する請求項9に記載の走行軌跡補正方法。
  11. 補正後の前記走行可能領域内に前記走行軌跡を演算する請求項9に記載の走行軌跡補正方法。
  12. 前記自車両走行経路内における前記走行可能領域が、前記偏りの大きさに応じて前記自車両の車幅方向に減少するように、前記走行可能領域を補正し、
    補正後の前記走行可能領域の前記車幅方向の長さが、前記自車両の幅より短い場合には、前記走行可能領域のうち、減少した領域に対して車幅方向で反対側に位置する領域を広げる請求項9〜11のいずれか一項に記載の走行軌跡補正方法。
  13. 前記自車両走行経路内における走行可能領域が前記偏りの大きさに応じて減少した後に、前記偏りの大きさが小さくなった場合には、前記自車両走行経路内における走行可能領域が広がるように、前記走行可能領域を補正する請求項9〜12のいずれか一項に記載の走行軌跡補正方法。
  14. 補正後の前記走行可能領域の大きさが、所定時間、維持される請求項9〜12のいずれか一項に記載の走行軌跡補正方法。
  15. 請求項9〜14のいずれ一項に記載の走行軌跡補正方法により補正された走行軌跡に基づき、前記自車両の走行を制御する走行制御方法において、
    補正後の前記走行可能領域の車幅方向の長さが、前記自車両の幅より短い場合には、前記自車両の車速を減少させる走行制御方法。
  16. プロセッサを有する走行軌跡補正装置であって、
    前記プロセッサは、
    データベースに記憶された地図情報に基づき、自車両が走行する自車両走行経路を生成し、
    前記自車両が前記自車両走行経路上を走行する時の目標軌跡となる前記自車両の走行軌跡を演算し、
    前記自車両に設けられたセンサを用いて、前記自車両に対して車幅方向に位置する車線を走行する他車両の位置を検出し、
    前記他車両の位置に基づき、前記他車両が走行する他車車線内における前記他車両の位置の偏りを演算し、
    前記偏りに応じて、前記前記自車両の走行軌跡を補正する走行軌跡補正装置。
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