JPWO2021161510A5

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Publication number: JPWO2021161510A5
Application number: JP2022500180A
Authority: JP
Filing date: 2020-02-14
Publication date: 2022-09-26
Anticipated expiration: 2040-02-14

Description

本願の車両走行経路生成装置は、自車が走行する車線を近似して第一の走行経路情報として出力する第一走行経路生成部、前記自車の前方の道路区画線を近似して第二の走行経路情報として出力する第二走行経路生成部、前記第一の走行経路情報と前記第二の走行経路情報の確からしさとなる重みを設定する走行経路重み設定部、および前記第一の走行経路情報と前記第二の走行経路情報と前記走行経路重み設定部による前記重みとによって統合走行経路情報を生成する統合走行経路生成部を備え、前記走行経路重み設定部が、前記第一の走行経路情報に基づいて前記第一の走行経路情報と前記第二の走行経路情報との重みを算出する俯瞰検知走行経路重み設定部、前記自車の状態に基づいて前記第一の走行経路情報と前記第二の走行経路情報との重みを算出する車両状態重み設定部、前記第二の走行経路情報の走行経路の長さに基づいて前記第一の走行経路情報と前記第二の走行経路情報との重みを算出する経路長重み設定部、前記自車の周辺の道路環境に基づいて前記第一の走行経路情報と前記第二の走行経路情報との重みを算出する周辺環境重み設定部、および前記第一走行経路生成部と前記第二走行経路生成部との各走行経路の信頼度の情報に基づいて検出手段状態重みを設定する検出手段状態重み設定部の少なくとも一つの出力に基づいて重みを設定することを特徴とする。

実施の形態１
図１は実施の形態１による走行経路生成装置１０００の構成を示すブロック図である。
図１に示すように、走行経路生成装置１０００は、自車位置方位検出部１０からの、自車の座標位置と方位との情報、道路地図データ２０からの、自車の周辺走行車線の中央の目標点列情報が含まれる情報、前方カメラセンサ３０からの、道路区画線の検出結果と検出信頼度の情報および自車の前方の道路区画線の情報、および車速センサ、ヨーレートセンサ、前後加速度センサを含む車両センサ４０によって検出された情報を受けて走行経路に関する情報を出力する。自車位置方位検出部１０は、人工衛星からの測位用情報を利用して自車の座標位置と方位を検出し、検出結果と測位状態の信頼度を出力するものである。

次に、図１の走行経路重み設定部９０の詳細な構成について、図２に基づいて説明する。図２に示すように、走行経路重み設定部９０は、俯瞰検知走行経路重み設定部９１、車両状態重み設定部９２、経路長重み設定部９３、周辺環境重み設定部９４、および検出手段状態重み設定部９５を備えている。俯瞰検知走行経路重み設定部９１は、第一走行経路生成部６０からの情報に基づいて、第一の走行経路と第二の走行経路との重み、すなわち俯瞰検知走行経路重みＷｂｉｒｄを設定する。
車両状態重み設定部９２は、車両センサ４０からの情報に基づいて、第一の走行経路と第二の走行経路に対する重み、すなわち車両状態重みＷｓｅｎｓを設定する。経路長重み設定部９３は、第一走行経路生成部６０、第二走行経路生成部７０の各走行経路の経路長の情報に基づいて、第一の走行経路と第二の走行経路との重み、すなわち経路長重みＷｄｉｓｔを設定する。周辺環境重み設定部９４は、道路地図データ２０からの情報に基づいて、第一の走行経路と第二の走行経路との重み、すなわち周辺環境重みＷｍａｐを設定する。

検出手段状態重み設定部９５は、第一走行経路生成部６０、第二走行経路生成部７０の各走行経路の信頼度の情報に基づいて、第一の走行経路と第二の走行経路との重み、すなわち検出手段状態重みＷｓｔａｔｕｓを設定する。重み統合部９６は、俯瞰検知走行経路重み設定部９１による俯瞰検知走行経路重みＷｂｉｒｄ、車両状態重み設定部９２による車両状態重みＷｓｅｎｓ、経路長重み設定部９３による経路長重みＷｄｉｓｔ、周辺環境重み設定部９４による周辺環境重みＷｍａｐ、検出手段状態重み設定部９５による検出手段状態重みＷｓｔａｔｕｓより、第一の走行経路と第二の走行経路との最終的な重みＷｔｏｔａｌを算出し、その後、算出の結果を統合走行経路生成部１００に出力する。

次に、実施の形態１における走行経路生成装置１０００の全体の動作を図３のフローチャートを用いて説明する。なお、図３のフローチャートは車両走行中に繰り返し実行するものである。

式（１）、式（２）においては、第一項が各経路の曲率を、第二項が各経路に対する自車の角度を、第三項が各経路に対する自車の横位置を表す。次に、走行経路重み設定部９０によって各状態においてステップＳ１００とステップＳ２００で算出される各走行経路に対する重みＷが算出され、式（３）で表される（ステップＳ４００）。

次に、第一の走行経路と第二の走行経路の、それぞれの走行経路に対する重みを設定する走行経路重み設定部９０の動作を図４のフローチャートを用いて説明する。なお、図４は図３のステップＳ４００の動作の詳細であり、車両走行中にステップ毎の演算が実行されるものである。

次に第一走行経路生成部６０および第二走行経路生成部７０の各経路の信頼度の情報によって、検出手段状態重みＷｓｔａｔｕｓが設定され、式（９）として表される（ステップＳ４５０）。

図６は本実施の形態１における俯瞰検知走行経路重み設定部９１の動作において、走行経路の経路曲率の係数の大きさが、設定した閾値Ｃ２＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄよりも大きい場合（ステップＳ４１２におけるＴｒｕｅの状態）の、第一走行経路生成部６０と第二走行経路生成部７０の出力結果を表した図である。

図７は図６の車両状態において、前方カメラセンサ３０によって自車１の前方の道路区画線２０２を撮像した状態を表す図である。
図７のように、前方カメラセンサ３０により撮像された道路区画線２０２は、経路曲率が大きい経路の場合、一方の区画線の検知情報が極端に狭くなることから、道路区画線２０２の形状から算出される走行経路を近似曲線で正確に表現することが困難となり、結果として実際の走行経路に対して誤差が含まれる走行経路情報が出力される。そのため、このような状況においては、図６に示した第二の走行経路２０１の重みは第一の走行経路２００の重みに対して相対的に低い値に設定される。

このように、実施の形態１における走行経路生成装置１０００は、俯瞰検知走行経路重み設定部９１、車両状態重み設定部９２、経路長重み設定部９３、周辺環境重み設定部９４、および検出手段状態重み設定部９５から重み統合部９６に出力し、それぞれの重みに基づいて第一の走行経路２００と第二の走行経路２０１との重みを設定することによって、例えば、第二走行経路生成部７０の情報が、実際の走行経路と異なる走行経路情報を出力してしまう状況において、俯瞰検知走行経路重み設定部９１では、第一の走行経路２００の情報から自車１に対する走行経路の位置関係によって、当該走行経路に対する重みを低く設定することが可能になるため、より実際の走行経路と一致した統合走行経路を生成することが可能となり、自動運転機能の利便性を向上させることができる。

この実施の形態１における車両状態重み設定部９２の動作において、車体ピッチ角の大きさが、設定した閾値θｐｉｔｃｈ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄよりも大きい場合（車体が前傾側に傾いた場合）の、前方カメラセンサ３０による自車１の前方の道路区画線２０２の撮像状態（ステップＳ４２２におけるＴｒｕｅの状態）を図１２に示す。また、車体ピッチ角の大きさが、設定した閾値θｐｉｔｃｈ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄよりも小さい場合の、前方カメラセンサ３０による自車１の前方の道路区画線２０２の撮像状態（ステップＳ４２２におけるＦａｌｓｅの状態）を図１３に示す。

このように、実施の形態１における走行経路生成装置１０００は、車両状態重み設定部において、自車の車体ピッチ角の影響によって、第二走行経路生成部の走行経路情報が、実際の走行経路と異なってしまう状況においては、当該走行経路に対する重みを低く設定することが可能となるため、より実際の走行経路と一致した統合走行経路を生成することが可能となり、自動運転機能の利便性を向上させることができる。

このように、実施の形態１における走行経路生成装置１０００は、経路長重み設定部において、第二の走行経路生成部の検知距離が短いことにより、第二走行経路生成部の走行経路情報が実際の走行経路と異なってしまう状況において、当該走行経路に対する重みを低く設定することが可能になるため、より実際の走行経路と一致した統合走行経路を生成することが可能となり、自動運転機能の利便性を向上させることができる。

まず始めに、第一の走行経路２００に対する周辺環境重みＷｍａｐ＿１＿ｃＸ（Ｘ＝０，１，２，３）の重みを１（最大値）に設定する（ステップＳ４４１）。次に、道路地図データ２０からの情報により、自車の現在位置から自車前方の一定距離の間の道路勾配の変化量ｄθの大きさが設定した閾値ｄθｓｌｏｐｅ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄより大きいか否かが判定される（ステップＳ４４２）。ステップＳ４４２において、道路勾配の変化が大きいと判断された場合、第二の走行経路２０１に対する周辺環境重みＷｍａｐ＿２＿ｃＸを第一の走行経路２００に対する周辺環境重みＷｍａｐ＿１＿ｃＸより小さい値に設定する（ステップＳ４４３）。また、ステップＳ４４２において、道路勾配の変化が小さいと判断された場合、第二の走行経路の精度は高いと判断し、第二の走行経路２０１に対する周辺環境重みＷｍａｐ＿２＿ｃＸを第一の走行経路２００に対する周辺環境重みＷｍａｐ＿１＿ｃＸと同等の値に設定する（ステップＳ４２４）。

このように、実施の形態１における走行経路生成装置１０００においては、周辺環境重み設定部９４において、自車１に対して前方の道路勾配の変化量が大きいことにより、第二走行経路生成部７０の走行経路情報が、実際の走行経路と異なってしまう状況においては、第二の走行経路２０１の重みを低く設定することが可能になるため、より実際の走行経路と一致した統合走行経路を生成することが可能となり、自動運転機能の利便性を向上させることができる。

なお、実施の形態１では、図１８のように、走行経路生成装置１０００からの統合走行経路の情報を車両制御部１１０に提供することによって走行制御装置２０００を構成する場合を想定した。しかし、走行経路生成装置として単独で適用してもよい。

例えば、第一の走行経路と第二の走行経路を、各経路の目標通過点で表現した点群情報とし、各経路に対する重みとしてもよい。第一の走行経路と第二の走行経路を点群情報として使用した場合の各経路の関係を図１９に示す。
走行経路重み設定部９０により設定される重みＷを式（１２）に、俯瞰検知走行経路重みＷｂｉｒｄを式（１３）に、車両状態重みＷｓｅｎｓを式（１４）に、経路長重みＷｄｉｓを式（１５）に、周辺環境重みＷｍａｐを式（１６）に、検出手段状態重みＷｓｔａｔｕｓを式（１７）に、第一の走行経路に対する重みＷｔｏｔａｌ＿１、第二の走行経路に対する重みＷｔｏｔａｌ＿２を式（１８）に示す。

Claims

自車が走行する車線を近似して第一の走行経路情報として出力する第一走行経路生成部、前記自車の前方の道路区画線を近似して第二の走行経路情報として出力する第二走行経路生成部、前記第一の走行経路情報と前記第二の走行経路情報の確からしさとなる重みを設定する走行経路重み設定部、および前記第一の走行経路情報と前記第二の走行経路情報と前記走行経路重み設定部による前記重みとによって統合走行経路情報を生成する統合走行経路生成部を備え、前記走行経路重み設定部が、前記第一の走行経路情報に基づいて前記第一の走行経路情報と前記第二の走行経路情報との重みを算出する俯瞰検知走行経路重み設定部、前記自車の状態に基づいて前記第一の走行経路情報と前記第二の走行経路情報との重みを算出する車両状態重み設定部、前記第二の走行経路情報の走行経路の長さに基づいて前記第一の走行経路情報と前記第二の走行経路情報との重みを算出する経路長重み設定部、前記自車の周辺の道路環境に基づいて前記第一の走行経路情報と前記第二の走行経路情報との重みを算出する周辺環境重み設定部、および前記第一走行経路生成部と前記第二走行経路生成部との各走行経路の信頼度の情報に基づいて検出手段状態重みを設定する検出手段状態重み設定部の少なくとも一つの出力に基づいて重みを設定することを特徴とする車両走行経路生成装置。
前記俯瞰検知走行経路重み設定部は、前記第一の走行経路情報のうち、走行経路の曲率成分の大きさと、前記走行経路と前記自車との間の角度成分の大きさと、前記走行経路と前記自車との間の横位置成分の大きさとに基づいて設定され、前記曲率成分の大きさが第一の閾値よりも大きい場合は、前記第二の走行経路情報の重みを、前記第一の走行経路情報の重みよりも小さく設定し、前記曲率成分の大きさが前記第一の閾値よりも小さく、かつ前記角度成分の大きさが第二の閾値よりも大きい場合は、前記第二の走行経路情報の重みを、前記第一の走行経路情報の重みよりも小さく設定し、前記曲率成分の大きさが前記第一の閾値よりも小さく、かつ前記角度成分の大きさが第二の閾値よりも小さく、かつ前記横位置成分の大きさが第三の閾値よりも大きい場合は、前記第二の走行経路情報の重みを、前記第一の走行経路情報の重みよりも小さく設定したことを特徴とする請求項１に記載の車両走行経路生成装置。
前記車両状態重み設定部は、車両センサによって求められる車両ピッチ角の大きさが第四の閾値よりも大きい場合は、前記第二の走行経路情報の重みを前記第一の走行経路情報の重みよりも小さく設定したことを特徴とする請求項１に記載の車両走行経路生成装置。
前記経路長重み設定部は、前記第二の走行経路情報の第二の走行経路長が第五の閾値よりも小さい場合、前記第二の走行経路情報の重みを前記第一の走行経路情報の重みよりも小さく設定したことを特徴とする請求項１に記載の車両走行経路生成装置。
前記周辺環境重み設定部は、前記自車の前方の経路の勾配の変化が第六の閾値よりも大きい場合、前記第二の走行経路情報の重みを前記第一の走行経路情報の重みよりも小さく設定したことを特徴とする請求項１に記載の車両走行経路生成装置。
前記走行経路重み設定部は、次の式にしたがって前記第一の走行経路情報と前記第二の走行経路情報との重みを演算したことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の車両走行経路生成装置。

ただし、式中、Ｗｂｉｒｄは前記俯瞰検知走行経路重み設定部の出力する重み、Ｗｓｅｎｓは前記車両状態重み設定部の出力する重み、Ｗｄｉｓｔは前記経路長重み設定部の出力する重み、Ｗｍａｐは前記周辺環境重み設定部の出力する重み、Ｗｓｔａｔｕｓは前記検出手段状態重み設定部の出力する重み、Ｗｔｏｔａｌは前記走行経路重み設定部の出力する重みである。
前記第一の走行経路情報と前記第二の走行経路情報とは、走行経路の曲率成分、前記自車と前記走行経路との間の角度成分、前記自車と前記走行経路との間の横位置成分によって構成され、前記走行経路重み設定部から出力される前記第一の走行経路情報の重みと前記第二の走行経路情報の重みとは、前記第一の走行経路情報と前記第二の走行経路情報との前記曲率成分、前記角度成分、前記横位置成分のそれぞれに対する重みとして設定したことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の車両走行経路生成装置。
前記第一の走行経路情報および前記第二の走行経路情報に基づいて前記自車を制御する車両制御部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の車両走行経路生成装置。
自車が走行する走行経路を俯瞰的に認識し、第一の走行経路情報を出力する第１のステップと、前記自車の周辺の走行路の情報を含む第２のステップと、前記自車が走行する走行経路の形状を検出する第３のステップと、前記自車の走行状態を検知する第４のステップと、前記第４のステップの出力から重みを算出する第５のステップと、前記第３のステップの情報を入力して、第二の走行経路情報を出力する第６のステップと、前記第一の走行経路情報と前記第二の走行経路情報との確からしさとなる重みを設定する走行経路重み設定部の出力情報と前記第一の走行経路情報と前記第二の走行経路情報とに基づいて統合走行経路情報を生成する第７のステップを備えた経路生成方法において、
前記第７のステップは、
前記第一の走行経路情報に基づいて、前記第一の走行経路情報と前記第二の走行経路情報との重みを算出する第８のステップと、
前記自車の状態に基づいて、前記第一の走行経路情報と前記第二の走行経路情報との重みを算出する第９のステップと、
前記第二の走行経路情報の走行経路の長さに基づいて、前記第一の走行経路情報と前記第二の走行経路情報との重みを算出する第１０のステップと、
前記自車の周辺の道路環境に基づいて、前記第一の走行経路情報と前記第二の走行経路情報との重みを算出する第１１のステップと、
の少なくとも一つの出力に基づいて重みを設定することを特徴とする車両走行経路生成方法。
前記第８のステップは、前記第一の走行経路情報のうち、走行経路の曲率成分の大きさ、前記走行経路と前記自車との間の角度成分の大きさ、前記走行経路と前記自車との間の横位置成分の大きさにより設定され、前記曲率成分の大きさが第一の閾値よりも大きい場合は、前記第二の走行経路情報の重みを、前記第一の走行経路情報の重みよりも小さく設定し、前記曲率成分の大きさが前記第一の閾値よりも小さく、かつ前記角度成分の大きさが第二の閾値よりも大きい場合は、前記第二の走行経路情報の重みを、前記第一の走行経路情報の重みよりも小さく設定し、前記曲率成分の大きさが前記第一の閾値よりも小さく、かつ前記角度成分の大きさが第二の閾値よりも小さく、かつ前記横位置成分の大きさが第三の閾値よりも大きい場合は、前記第二の走行経路情報の重みを、前記第一の走行経路情報の重みよりも小さく設定したことを特徴とする請求項９に記載の車両走行経路生成方法。
前記第９のステップは、車両センサにより求められる車両ピッチ角の大きさが第四の閾値よりも大きい場合は、前記第二の走行経路情報の重みを、前記第一の走行経路情報の重みよりも小さく設定したことを特徴とする請求項９に記載の車両走行経路生成方法。
前記第１０のステップは、前記第二の走行経路情報の走行経路の長さである第二の走行経路長が第五の閾値よりも短い場合、前記第二の走行経路情報の重みが、前記第一の走行経路情報の重みよりも小さく設定したことを特徴とする請求項９に記載の車両走行経路生成方法。
前記第１１のステップは、前記自車の前方の経路の勾配の変化が、第六の閾値よりも大きい場合に、前記第二の走行経路情報の重みが、前記第一の走行経路情報の重みよりも小さく設定したことを特徴とする請求項９に記載の車両走行経路生成方法。
前記第７のステップは、次の式にしたがって前記第一の走行経路情報と前記第二の走行経路情報との重みを演算することを特徴とする請求項９から１３のいずれか１項記載の車両走行経路生成方法。

ただし、式中、Ｗｂｉｒｄは俯瞰検知走行経路重み、Ｗｓｅｎｓは車両状態重み、Ｗｄｉｓｔは経路長重み、Ｗｍａｐは周辺環境重み、Ｗｓｔａｔｕｓは検出手段状態重み、Ｗｔｏｔａｌは前記走行経路重み設定部の出力する重みである。
前記第一の走行経路情報と前記第二の走行経路情報とは、走行経路の曲率成分と前記自車と前記走行経路との間の角度成分および前記自車と前記走行経路との間の横位置成分とによって構成され、前記第７のステップから出力される前記第一の走行経路情報の重みと前記第二の走行経路情報の重みとは、前記第一の走行経路情報と前記第二の走行経路情報の前記曲率成分、前記角度成分、および前記横位置成分の重みとして設定したことを特徴とする請求項９から１３のいずれか１項に記載の車両走行経路生成方法。
請求項９から１５のいずれか１項に記載の車両走行経路生成方法によって生成された目標経路に基づいて前記自車を制御するステップ１２を備えたことを特徴とする車両走行経路生成方法。