WO2008062897A1

WO2008062897A1 - Système de génération de plan de commande de voyage et programme informatique

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Publication number: WO2008062897A1
Application number: PCT/JP2007/072885
Authority: WO
Inventors: Koji Taguchi; Makoto Aso
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date: 2006-11-20
Filing date: 2007-11-20
Publication date: 2008-05-29
Also published as: US20100042282A1; EP2096612B1; EP2096612A1; CN101542553A; JP2008129804A; EP2096612A4; CN101542553B; JP4525670B2; US9076338B2

Description

2007/072885 明糸田書

走行制御計画生成システム及ぴコンピュータプログラム技術分野

本発明は、自動運転車両の走行制御計画を生成する走行制御計画生成システム及びコンピュータプログラムに関する。

背景技術

車両の自動運転を制御する装置として、例えば特開 2 0 0 4— 1 8 2 1 4 9号公報に開示されたものがある。この装置では、前方障害物に対する自車の相対速度及ぴ相対距離に基づいて目標減速度を決定し、実際の減速度が目標減速度になるように制動力を自動制御している。

発明の開示

しかしながら、上記した従来の装置では、周辺車両との相対速度や相対距離というある瞬間の車両状態量から自車の制御方針を決定するため、周辺車両の状況 (加減速度、横位置等）が実際に変化した後でなければ、自車は対応できず、いわゆる成り行きの制御となっていた。従って、余裕を持って状況変化に対応することが難しく対応が限られてしまい、対応によっては快適性や燃費性といった自車の走行方針に反する制御となるおそれがあつた。

本発明は、上記した事情に鑑みて為されたものであり、自車両の走行方針を満足しつつ、周辺環境の状況変化に柔軟に対応することを可能とする走行制御計画生成システム及ぴコンピュータプログラムを提供することを目的とする。

本発明に係る走行制御計画生成システムは、一の車両の走行方針に沿う上位計画を生成する上位計画生成手段と、前記上位計画を達成する計画であって、少なくとも走行軌跡を含む下位計画を生成する下位計画生成手段と、前記一の車両の周辺車両の少なくとも走行軌跡を含む下位計画を取得する下位計画取得手段と、前記周辺車両の下位計画を考慮して、前記一の車両の下位計画を所定の指標により評価する評価手段と、前記評価手段による評価に基づいて、前記一の車両が実行する下位計画を選定する下位計画選定手段と、を備えることを特徴とする。このシステムでは、一の車両の走行方針に沿う上位計画を生成し、これを達成する下位計画を生成することができる。下位計画は、少なくとも走行軌跡を含み、周辺車両の下位計画を考慮して、この一の車両の下位計画を評価し、その評価により実行する下位計画を選定することができる。このように、走行制御の計画を上位計画と下位計画とに階層化することで、上位計画により走行方針を満たしつつ、下位計画により周辺環境の状況変化に柔軟に対応することができる。また、所定の指標（例えば、安全性、快適性、環境性（燃費性などに基づく）など）による評価に基づいて下位計画を選定できるため、所定の条件に沿う適切な計画に基づいて一の車両を制御することができる。

前記下位計画生成手段は、前記一の車両の複数の下位計画を生成し、前記下位計画選定手段は、前記評価手段による評価に基づいて、前記複数の下位計画の中から実行する下位計画を選定する、ことを特徴としてもよい。このようにすれば、所定の条件に沿うより適切な計画に基づいて一の車両を制御することができる。前記上位計画生成手段は、前記下位計画が生成できない場合に、前記上位計画を再生成する、ことを特¾¾としてもよい。また前記上位計画生成手段は、前記評価手段による評価に応じて、前記上位計画を再生成する、ことを特徴としてもよい。このようにすれば、下位計画を生成できない場合や所定の指標を十分に満足できない場合において、上位計画の見直しを行うことができる。

前記下位計画取得手段は、前記周辺車両の挙動に基づいて、前記周辺車両の下位計画を推測する推測手段を有し、前記推測手段による推測により前記周辺車両の下位計画を取得する、ことを特徴としてもよい。このようにすれば、通信手段を有しない周辺車両や走行制御計画を有しない周辺車両 (例えば、手動運転車両）の下位計画を取得することができる。

前記下位計画取得手段は、前記周辺車両と通信する通信手段を有し、前記通信手段による通信により前記周辺車両の下位計画を取得する、ことを特徴としてもよい。このようにすれば、周辺車両として走行制御計画を有する自動運転車両の下位計画や、更にはその自動運転車両において推測したその周辺車両の下位計画を、通信により取得することができる。

前記評価手段は、前記周辺車両の下位計画の信頼度を考慮して、前記一の車両の下位計画を評価する、ことを特徴としてもよい。周辺車両の下位計画は、自動運転車両が生成したものと手動運転車両について推測したものとで、その信頼度が異なる。従って、この信頼度を考慮して一の車両の下位計画を評価することで、より適切な計画に基づいて一の車両を走行制御することができる。

前記推定手段から取得される下位計画の信頼度は、前記通信手段から取得される自動運転車両の下位計画の信頼度よりも低いことを特徴としてもよい。このようにすれば、手動運転車両と自動運転車両とが混在する交通環境下において、より適切な計画に基づいて一の車両を走行制御することができる。

前記下位計画は、前記一の車両の速度パターンを含むことを特徴としてもよい。このようにすれば、走行軌跡による横方向の制御だけでなく、速度パターンによる縦方向の制御についても、制御の目標にすることができる。

本発明に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、一の車両の走行方針に沿う上位計画を生成する上位計画生成ステツプと、前記上位計画を達成する計画であって、少なくとも走行軌跡を含む下位計画を生成する下位計画生成ステップと、前記一の車両の周辺車両の少なくとも走行軌跡を含む下位計画を取得する下位計画取得ステップと、前記周辺車両の下位計画を考慮して、前記一の車両の下位計画を所定の指標により評価する評価ステップと、前記評価ステップによる評価に基づいて、前記一の車両が実行する下位計画を選定する下ィ 4 +画選定ステツプと、を実行させることを特徴とする。このコンピュータプログラムによれば、コンピュータを、自車両の走行方針を満足しつつ、周辺環境の状況変化に柔軟に対応することを可能とする走行制御計画生成システムとして機能させることができる。図面の簡単な説明

図 1は、実施形態に係る走行制御計画生成システムが搭載された自動運転車両 Aの構成を示すブロック図である。

図 2は、多層化された走行制御計画生成の流れを示す図である。

図 3は、車両 Aと周辺車両 B , Cとの位置関係を示す図である。

図 4は、周辺車両 Bの下位計画と車両 Cの行動予測（下位計画）を示す図である。

図 5は、レーンチェンジが計画されたときの下位計画生成のフローチヤ一トである。

図 6は、車両 Aの下位計画の評価及び選定を説明するための図である。

図 7は、走行制御計画生成システムが搭載された自動運転車両 Aの構成の変形例を示すブロック図である。

図 8は、車両合流時の最適制御を説明するための図である。

発明を実施するための最良の形態

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。本実施形態に係る走行制御計画生成システム（以下、単に「生成システム」ともいう）は、 E C U (Electric Control Unit) 等のマイクロコンピュータのハ一ドウアおよびソフトウアを利用して構成され、自動運転制御車両 Aに搭載されている。この生成システム 1は、図 1に示すように、周辺車認識部 1 2、自車状態量推定部 1 4、周辺車行動予測部（下位計画取得手段、推測手段） 1 6、車群全車行動予測修正部 1 8、条件設定入力部 2 0、走行制御計画生成部（上位計画生成手段、下位計画生成手段） 2 2、評価部（評価手段） 2 4、下位計画選定部（下位計画選定手段） 2 6、送信部 2 8、及び受信部（下位計画取得手段、通信手段） 3 0を備えている。

周辺車認識部 1 2は、ミリ波レーダ、画像センサ、レーザレーダ、超音波センサなどの周辺を監視する周辺センサ 3 2と接続されている。この周辺車認識部 1 2は、周辺センサ 3 2からの検出値（例えば、周辺車両等の物体からの反射情報など）に基づいて、車両 A (自車両ともいう）の周辺に存在する周辺車両 C (ここでは、手動運転で通信機能を有さない非通信車両 C ) を認識し、自車両 Aからの相対的な距離、角度、速度などの周辺車情報を算出する。

自車状態量推定部 1 4は、自車状態量を検出する自車センサ 3 4と接続されている。自車センサ 3 4は、例えばョーレートセンサ、車速センサ、加速度センサ、操舵角センサ、白線検知センサ、 GPS などである。自車状態量推定部 1 4は、自車センサ 3 4からの検出値に基づいて、ソフトウヱァに組み込まれた車両モデルから、その時点の車両 Aの状態量推定値（ョーレート、レーン内の横位置、横速度、道路線形に対するョ一角、自車位置など）を算出する。

周辺車行動予測部 1 6は、周辺車認識部 1 2で算出した周辺車情報と、自車状態量推定部 1 4で算出した車両 Aの状態量推定値を取得する。そして、取得した情報から車両 Aの位置情報履歴、周辺車両 Cの相対位置情報履歴、相対速度などを算出し、更にこれらの情報から、周辺車両 Cの位置情報履歴、現状状態（速度、加速度、道路線形に対するョ一角など）を推定する。これにより、周辺車両じの位置関係や周辺車両 Cの傾向（車間、車速、加減速、レーンチェンジ抵抗感などのドライバ嗜好）が推定できる。また、周辺車行動予測部 1 6は、ナビグーションシステムやインフラ設備等から、走行している道路情報（車線増減、合流、分岐、線形、カープなど）を取得する。そして、周辺車両 Cの位置情報履歴、現状状態と道路情報に基づいて、周辺車両 cの傾向から、予め生成されているドライバモデルに当てはめて、周辺車両 Cの下位計画として今後（例えば、数百 m程度）の行動（走行軌跡や速度パターンを含む）を仮予測する。

受信部 3 0は、 2 . 4 G H zなどの電波を利用した車車間通信により、他の自動運転車両 Bで生成された車両: Bの走行制御計画を取得する。この走行制御計画には、車両 Aと同様の後述する上位計画と、走行軌跡や速度パターンを含む下位計画とが含まれる。

車群全車行動予測修正部 1 8は、下位計画選定部 2 6から選定された A車の下位計画を取得すると共に、受信部 3 0から B車の下位計画、及び周辺車行動予測部 1 6から車両 Cの行動予測（下位計画）を取得する。そして、これらを時間軸上に重ね合わせることにより、不整合のある点（2台が重なる場合など）をなくすように、各車両の下位計画に対して修正を行う。

条件設定入力部 2 0は、ドライバが指定した目的地までの走行全体の条件の入力を受け付ける。例えば、目的地、希望旅行時間、燃費優先度合い、休憩計画などの指定を受け付ける。

走行制御計画生成部 2 2は、上位計画生成部（上位計画生成手段） 2 2 aと下位計画生成部（下位計画生成手段） 2 2 bとを有している。上位計画生成部 2 2 aは、ドライバが指定した目的地までの数百 k m、数時間単位の走行全体の条件や、ナビ情報、インフラ情報などの走行環境条件などを考慮しながら、各インタ一チェンジ I Cやサービスエリァパーキングエリア S A P A間の数十 k m、数十分単位の走行計画を動的に生成する。この走行計画は、旅行時間、走行計画方針 (休憩頻度、燃費性、他車優先度合いなど）、車群編成などである。

具体的には、目的地までのルート探索を行い、複数の候補ルートを選定する。そして、交通情報、希望旅行時間、走行計画方針を満たす最適ルートを選択する。そして、全体ルートを各 I Cや S A P A間という単位で区切り、その区間ごとの走行計画を決定する。また、必要に応じて走行計画として車群編成方針計画も決定する。車群編成方針計画は、例えば渋滞追従走行時に無駄発進停止を繰り返すことが減るように、複数の自動運転車両を車群として塊を編成し、まめて発進停止を行うものである。

さらに、上位計画生成部 2 2 aは、上記のように生成した走行計画、周辺状況認識（周辺センサ 3 2やインフラ監視情報などに基づく）などに基づいて、各時点から数百 m、数十秒単位でイベント遷移計画を動的に生成する。このイベント遷移計画は、レーンチェンジ（完了目標地点、希望レーンチェンジ時間（急度合い）、許容最短レーンチェンジ時間（緊急回避時など）、必須レーンチェンジであるか、緊急回避であるか、元レーンへの復帰確率、など）、上限速度変更（新規上限速度、完了目標地点、希望加速 G、希望減速 G、希望ジャーク、許容ジャーク、必須速度達成であるか、など）、車間距離、合流（希望流入地点、希望流入時速度、希望流入動作時間（急度合い）など）、分流（合流と同様）、隊列編成、隊列離脱などである。なお、括弧内は下位計画生成部 2 2 bに指示を出すときに付属する設定条件である。例えば、走行計画で渋滞追従車群制御の指示と共に周辺の強調すべき各車両が指示されると、それを達成するためのレーンチェンジゃ上限速度変更などのィベント遷移を計画する。

下位計画生成部 2 2 bは、上位計画生成部 2 2 aで生成されたィベント遷移計画を達成するように、道路情報に基づいて、各時点から数 _C m、数十ミリ秒単位で、目標となる走行軌跡及ぴ速度パターンを含む下位計画を、数百 m,に亘つて動的に生成する。

図 2を参照して説明すると、このように下位計画生成部 2 2 bで生成された下位計画は、上位計画生成部 2 2 aで生成されたより上位のィベント遷移計画を達成するものであり、またイベント遷移計画は、より上位の走行計画を達成するものである。そして、走行計画はドライバが.指定した走行方針に沿うものである。このように、走行制御計画の生成は、上位計画と下位計画に多層化され、更に上位計画は走行計画とイベント遷移計画とに多層化されている。そして、下位の計画ほど、上位の計画と比べて時間スケールが小さい。このように走行制御計画の生成が多層化されているため、下位計画生成部 2 2 bで下位計画が生成できない場合には、イベント遷移計画の見直しを要求し、上位計画を再生成する。

なお、走行制御計画生成部 2 2においては、車群全車行動予測修正部 1 8から修正された車両 B及び車両 Aの下位計画、車両 Cの行動予測が入力され、これを前提に下位計画が生成される。このとき、走行制御計画生成部 2 2において、車群全車行動予測修正部 1 8から車両 Bの上位計画である走行計画、イベント遷移計画をも取得し、これを前提に自車両 Aの走行計画、イベント遷移計画を生成するようにしてもよい。

評価部 2 4は、車群全車行動予測修正部 1 8から取得した周辺車両 Cの行動予測及び自動運転車両 Bの下位計画を加味し、仮生成された車両 Aの複数の下位計画を、所定の指標（例えば、安全性、快適性、環境性（燃費性などに基づく）など）に基づいて、それぞれ評価する。安全性については、車間距離や操舵の急度合いなどから評価することができる。快適性は、最大横 Gや平均横 G、ョーレートなどから評価することができる。環境性は、予想燃料消費量から燃費性を評価することができ、他車優先度から他車に対する優しさを評価することができる。なお、評価部 2 4における評価により安全が確保されていないなど問題がある場合は、走行制御計画生成部 2 2において問題部分を修正し、評価部 2 4において再度評価し直す。問題部分を修正できない場合は、イベント遷移計画の見直しを要求し、上位計画を再生成する。

評価部 2 4での評価においては、下位計画の信頼度を考慮する。例えば、自動運転車両 Bが生成した下位計画と手動運転車両 Cについて推測した下位計画とでは、その信頼度が異なるため、この信頼度を考慮して下位計画を評価するのである。具体的には、周辺車行動予測部 1 6において予測することで取得される下位計画の信頼度を、受信部 3 0で受信することで取得される自動運転車両 Bの下位計画の信頼度よりも低くする。これにより、例えば、自動運転車両 Bについては手動運転車両 Cよりも車間を詰めることができる。

下位計画選定部 2 6は、評価部 2 4で評価された評価結果に基づいて、複数の下位計画から評価の優れたものを実行する走行制御計画として選定する。例えば、安全重視であれば、安全性のより高いものを実行する走行制御計画として選定する。なお、上記した場合では、評価部 2 4での評価において信頼度を考慮した力下位計画選定部 2 6での選定時に信頼度を考慮してもよい。すなわち、評価部 2 4で出された評価点に信頼度を積算して修正し、修正後の評価点に基づいて選定してもよレ、。

' 運動制御部 3 6は、自車状態量の推定値を加味しながら、選定された下位計画 (走行軌跡、速度パターンを含む）に基づいて、各時刻における位置と速度を忠実に再現できるように、ァクチユエータ 3 8に対する指示値を生成する。

ァクチユエータ 3 8は、エンジン、ブレーキ、電動パワーステアリングなどのァクチユエータ及びそれらを制御する E C Uであり、運動制御部 3 6からのスロットル開度指示値、ブレーキ圧指示値、ステアリングトルク指示値などを受けて、これらを駆動制御する。

送信部 2 8は、 2 . 4 G H zなどの電波を利用した車車間通信により、下位計画選定部 2 6において選定した車両 Aの下位計画を、他の自動運転車両 Bに送信する。このとき、車両 Aの上位計画をも併せて送信するようにしてもよい。

次に、上記した走行制御計画生成システム 1を搭載した自動運転車両 Aの運転制御について説明する。ここでは、図 3に示すように、手動運転車両 Cと自動運転車両 Bとが周辺車両として存在する交通環境下において、自動運転車両 Aを運転制御する場合について説明する。

まず、周辺車認識部 1 2において、周辺センサ 3 2からの検出値に基づいて、自車両 Aの周辺に存在する周辺車両 Cを認識し、自車両 Aからの相対的な距離、角度、速度などの周辺車情報を算出する。また、自車状態量推定部 1 4において、自車センサ 3 4からの検出値に基づいて、その時点の自車両 Aの状態量推定値 (自車位置、ョーレート、レーン内の横位置、横速度、道路線形に対するョ一角など）を算出する。

次に、周辺車行動予測部 1 6において、周辺車認識部 1 2で算出した周辺車情報と、自車状態量推定部 1 4で算出した車両 Aの状態量推定値を取得する。そして、取得した情報から車両 Aの位置情報履歴、周辺車両 Cの相対位置情報履歴、相対速度などを算出し、更にこれらの情報から、周辺車両 Cの位置情報履歴、現状状態（速度、加速度、道路線形に対するョ一角など）を推定する。これにより、周辺車両 Cの位置関係や周辺車両 Cの傾向（車間、車速、加減速、レーンチェンジ抵抗感などのドライバ嗜好）が推定できる。また、周辺車行動予測部 1 6は、ナビゲーシヨンシステムやインフラ設備等から、走行している道路情報（車線増減、合流、分岐、線形、カーブなど）を取得する。そして、周辺車両 Cの位置情報履歴、現状状態と道路情報に基づいて、周辺車両 Cの傾向から、予め生成されているドライバモデルに当てはめて、周辺車両 Cの今後（例えば、数百 m程度）の行動（走行軌跡や速度パターンを含む）を仮予測する。このとき、周辺車両 C の行動予測は、信頼度とともに生成される。この信頼度は、自動運転車両 Bの下位計画よりも信頼度が低い所定の値に設定される。

次に、車群全車行動予測修正部 1 8において、下位計画選定部 2 6から選定された車両 Aの下位計画を取得すると共に、受信部 3 0から車両 Bの下位計画、及び周辺車行動予測部 1 6から車両 Cの行動予測を取得する。そして、これらを時間軸上に重ね合わせることにより、不整合のある点（2台が重なる場合など）をなくすように、各車両の下位計画に対して修正を行う。

このようにして、図 4に示すように、周辺車両として車両 Bと車両 Cの下位計画が取得できる。ここで、 C ' 、 C ' ' は、例えばそれぞれ数十ミリ秒ごとの車両 Cの位置を示している（車両 Bについても同様である）。

一方、条件設定入力部 2 0において、ドライバが指定した目的地までの走行全体の条件の入力を受け付ける。例えば、目的地、希望旅行時間、燃費優先度合い、休憩計画などの指定を受け付ける。

次に、上位計画生成部 2 2 aにおいて、ドライバが指定した目的地までの数百 k m, 数時間単位の走行全体の条件や、ナビ情報、インフラ情報などの走行環境条件などを考慮しながら、各インターチェンジ I Cやサービスエリアパーキングエリア S A P A間の数十 k m、数十分単位の走行計画を動的に生成する。

具体的には、目的地までのルート探索を行い、複数の候補ルートを選定する。そして、交通情報、希望旅行時間、走行計画方針を満たす最適ルートを選択する。そして、全体ルートを各 I Cや S A P A間という単位で区切り、その区間ごとの走行計画を決定する。また、必要に応じて走行計画として車群編成方針計画も決定する。

さらに、上位計画生成部 2 2 aにおいて、上記のように生成した走行計画、周辺状況認識などに基づいて、各時点から数百 m、数十秒単位でイベント遷移計画を動的に生成する。

次に、下位計画生成部 2 2 bにおいて、上位計画生成部 2 2 aで生成されたィベント遷移計画を達成するように、道路情報に基づいて、各時点から数 c m、数十ミリ秒単位で、目標となる走行軌跡及び速度パターンを含む下位計画を、数百 mに 1つて動的に生成する。このとき、同一の軌跡生成法で複数の下位計画を生成してもよいし、軌跡生成法を変えて複数の下位計画を生成してもよい。また、そのィベント遷移が必須でないなら、そのイベントを行う場合と行わない場合とで複数の下位計画を生成してもよい。

下位計画生成部 2 2 bで下位計画が生成できない場合には、ィベント遷移計画の見直しを要求し、上位計画を再生成する。そして、新たな上位計画を達成する下位計画を生成する。

具体的には、図 5に示すように、上位計画で例えばレーンチェンジが計画されると、下位計画生成部 2 2 bにおいて、まず緊急回避か否かを判定する（ステツプ S 4 0 1 ) 。そして、緊急回避であれば急ハンドルを許可するなど緊急回避用の設定を行い、ステップ S 4 0 3に進む。一方、緊急回避でなければ、車線が減少するか否か判定する（ステップ S 4 0 4 ) 。そして、車線が減少するなら通常操舵で元レーンへの復帰の不可設定を行い（ステップ S 4 0 5 ) 、ステップ S 4 0 3に進む。一方、車線が減少しないなら前半緩めの操舵で元レーンへの復帰の可設定を行い（ステップ S 4 0 6 ) 、ステップ S 4 0 3に進む。

ステップ S 4 0 3では、レーンチェンジの完了目標地点設定を行い、次にステップ S 4 0 7においてレーンチェンジに費やす時間を設定する。そして、設定した情報に基づいて、レーンチェンジの軌跡を仮生成する（ステップ S 4 0 8 ) 。次に、レーンチェンジに時間が不足するか否か判定し（ステップ S 4 0 9 ) 、時間が足りるならステップ S 4 1 0に進む。一方、時間が不足すれば、許容された最短時間であるか判定し（ステップ S 4 1 1 ) 、最短でなく余裕があればレーンチェンジの時間を短縮し（ステップ S 4 1 2 ) 、ステップ S 4 0 8に戻る。一方、許容された最短時間であるならば、ステップ S 4 1 3でそのレーンチェンジが必須であるか判定し、必須であればステップ S 4 1 0に進む。レーンチェンジが必須でなければ、ステップ S 4 1 4でレーンチェンジ中止を決定し、ステップ S 4 1 0に進む。ステップ S 4 1 0では、決定した内容を上位層に伝達する。従って、時間不足でなく生成された軌跡でレーンチェンジを行うか、時間不足で許容最短の時間であるが必須であるためその軌跡でレーンチェンジを行うカヽ時間不足で許容最短の時間であるが必須でないためレーンチェンジを中止するかが、上位層に伝達される。レーンチェンジを中止する場合は、新たにレーンチェンジなしのイベント遷移計画が生成され、これを満たす下位計画が生成される。

次に、評価部 2 4において、車群全車行動予測修正部 1 8から取得した周辺車両 Cの行動予測及ぴ自動運転車両 Bの下位計画を加味し、仮生成された車両 Aの複数の下位計画を、所定の指標（例えば、安全性、快適性、環境性（燃費性などに基づく）など）に基づいて、 -それぞれ評価する。なお、評価部 2 4における評価により安全が確保されていないなど問題がある場合は、走行制御計画生成部 2 2において問題部分を修正し、評価部 2 4において再度評価し直す。問題部分を修正できない場合は、イベント遷移計画の見直しを要求し、上位計画を再生成する。

評価部 2 4での評価においては、下位計画の信頼度を考慮する。例えば、自動運転車両 Bが生成した下位計画と手動運転車両 Cについて推測した下位計画とでは、その信頼度が異なるため、この信頼度を考慮して下位計画を評価するのである。具体的には、周辺車行動予測部 1 6において予測することで取得される下位計画の信頼度を、受信部 3 0で受信することで取得される自動運転車両 Bの下位計画の信頼度よりも低くする。これにより、例えば、自動運転車両 Bに対しては手動運転車両よりも車間を詰めることができる。

下位計画選定部 2 6は、評価部 2 4で評価された評価結果に基づいて、複数の下位計画から評価の優れたものを実行する走行制御計画として選定する。例えば、安全重視であれば、安全性のより高いものを実行する走行制御計画として選定する。

図 6は、車両 Aの下位計画の評価、選定について説明する図である。図 6に示すように、上位計画でレーンチェンジが計画され、下位計画としてルート Iとルート I Iとが生成されたとする。このとき、自動運転車両 Bの下位計画と手動運転車両 Cの下位計画とでは、信頼度が前者の方が高いため、ルート I Iの方が安全性が高いと評価される。従って、下位計画選定部 2 6は、安全性重視であれば、より安全性の高いルート I Iを車両 Aの下位計画として選定することになる。次に、運動制御部 3 6において、自車状態量の推定値を加味しながら、選定された下位計画（走行軌跡、速度パターンを含む）に基づいて、各時刻における位置と速度を忠実に再現できるように、ァクチユエータ 3 8に対する指示値を生成する。

そして、ァクチユエータ 3 8により、運動制御部 3 6からのスロットル開度指示値、ブレーキ圧指示値、ステアリングトルク指示値などを受けて、エンジン、ブレーキ、ステアリングなどを駆動制御し、車両 Aを自動運転制御する。

一方で、送信部 2 8から、下位計画選定部 2 6において選定した車両 Aの下位計画を、他の自動運転車両 Bに送信する。このとき、車両 Aの上位計画をも併せて送信するようにしてもよい。

このように、本実施形態に係る走行制御計画生成システム 1では、車両 Aの走行方針に沿う上位計画を生成し、これを達成する下位計画を生成することができる。そして、下位の計画ほど、上位の計画と比べて時間スケールが小さい。下位計画は、少なくとも走行軌跡を含み、周辺車両 B , Cの下位計画を考慮して、車両 Aの下位計画を評価し、その評価により実行する下位計画を選定することができる。このように、走行制御の計画を上位計画と下位計画とに階層化することで、上位計画により走行方針を満たしつつ、下位計画により周辺環境の状況変化に柔軟に対応することができる。また、所定の指標（例えば、安全性、快適性、環境性（燃費性などに基づく）など）による評価に基づいて下位計画を選定できるため、ドライバが指定する条件に沿う適切な計画に基づいて車両 Aを制御することができる。すなわち、上位計画をより小さな時間スケールにプレイクダウンした下位計画の評価 ·選定を行うことで、上位計画達成と周辺環境への柔軟な対応の両立を好適に実現することができる。

すなわち、本実施形態の車両制御は、 I MT S (専用道走行）のように、複数車両で一つの計画を共有するものではない。専用道では走行路が決まっているため、予め全ての計画を調整して最適な計画を生成しておくことができる。しかしながら、一般道では、走行路が多岐に亘り、周辺車両が未知であることに加え、各車がそれぞれの計画で走行しているため、各車が協調するためには周辺車両の計画をも考慮した計画を立案する必要があり、予め最適な計画を立てて走行することは実質的に不可能であり、周辺車両との計画の調整を動的に行う必要がある。本実施形態では、走行制御計画の生成が多層化されているため、絶対的な上位計画を達成しつつも、周辺車両に対応して柔軟に下位計画を生成することができ、最適な車両制御が可能になる。

また、車両 Aの複数の下位計画を生成し、評価部 2 4による評価に基づいて、複数の下位計画の中から実行する下位計画を選定するため、ドライバが指定する条件に沿うより適切な計画に基づいて車両 Aを制御することができる。

また、下位計画が生成できない場合に、上位計画を再生成し、或いは、評価部

2 4による評価に応じて、上位計画を再生成するため、下位計画を生成できない場合やドライバが指定する所定の指標を十分に満足できない場合において、上位計画の見直しを行うことができる。

また、周辺車行動予測部 1 6は、周辺車両の挙動に基づいて、周辺車両の下位計画を推測するため、通信手段を有しない周辺車两ゃ走行制御計画を有しない周辺車両（例えば、手動運転車両） Cの下位計画を取得することができる。また、受信部 3 0により周辺車両の下位計画を取得できるため、周辺車両として走行制御計画を有する自動運転車両 Bの下位計画や、更にはその自動運転車両 Bにおいて推測したその周辺車両の下位計画を、通信により取得することができる。従つて、手動運転車両と自動運転車両とが混在する交通環境下において、より適切な計画に基づいて車两 Aを走行制御することができる。

また、評価部 2 4は、周辺車両の下位計画の信頼度を考慮して、車両 Aの下位計画を評価する。ここで、周辺車両の下位計画は、自動運転車両 Bが生成したものと手動運転車両 Cについて推測したものとで、その信頼度が異なる。従って、この信頼度を考慮して車両 Aの下位計画を評価することで、より適切な計画に基づいて車両 Aを走行制御することができる。

また、周辺車行動予測部 1 6で予測して取得される下位計画の信頼度は、通信部 3 0で受信して取得される自動運転車両 Bの下位計画の信頼度よりも低いため、この信頼度に基づいて評価することで、手動運転車両 Cと自動運転車両 Bとが混在する交通環境下において、より適切な計画に基づいて車両 Aを走行制御することができる。

また、下位計画は、車両 Aの走行軌跡の他に速度パターンを含むため、走行軌跡による横方向の制御だけでなく、速度パターンによる縦方向の制御についても、制御の目標にすることができる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。例えば、上記した実施形態では、自動運転車両 Aの周辺車両として、自動運転車両 Bと手動運転非通信車両 Cとが混在する交通環境下について説明したが、他の自動運転車両や手動運転非通信車両が更に存在してもよい。

また、図 7に示すように、周辺車両として手動運転車両ではあるが通信可能な車両 Dが存在してもよい。図 7に示すように、車両 Dは運転支援制御装置 1 0 0 を備えている。運転支援制御装置 1 0 0は、行動予測部 1 1 6、行動提案部 1 1 8、表示部 1 2 0、 A C C . L K A補正部 1 2 2、受信部 1 3 0、及ぴ送信部 1

3 2を備えている。

受信部 1 3 0は、車両 A, Bの下位計画、車両 A内で予測された車両 Cの行動予測を受信する。行動予測部 1 1 6は、車両 Dの車速センサ、アクセルぺダルセンサ、ブレーキセンサ、舵角センサなどの車载センサ情報と、受信部 1 3 0を介して取得した車両 Aによる車両 Cの行動予測結果と、車両 A, Bの下位計画とから車両 Dの行動を予測する。このとき、車両 Aの走行制御計画生成部 2 2における下位計画の生成に供するよう、車両 Dの行動予測（下位計画）の信頼度を設定する。この手動運転通信車両 Dは、手動運転非通信車両 Cよりも信頼度を高く、自動運転車両 Bよりも信頼度を低く設定する。

送信部 1 3 2は、車両 Dの行動予測（下位計画）を車両 Aに送信する。行動提案部 1 1 8は、自動運転ではない車両 Dに表示部 1 2 0や A C C (ァダブティブクルーズコントロール）や L K A (レーンキープアシスト）などの運転支援装置が存在する場合に、ドライバや運転支援装置に望ましい行動を生成する。表示部 1 2 0は、手動運転を行っているドライバに望ましい運転方法を表示して提案する。 A C C ■ L K A補正部 1 2 2は、 A C C · L K Aなどの運転支援装置に対して望ましい運転方法に合わせた目標速度修正や操舵支援トルクを発生させる。このように、通信可能な手動運転車両 Dが存在する場合、これと連携することで、自車両 Aに影響を及ぼすおそれがある周辺車両 Dについても、精度よく行動予測することができ、自動運転車両と手動運転車両とが混在する交通環境下においても、自動運転車両 Aの走行制御計画を適切に生成することができる。また、車両 Dに対して、望ましい運転方向を提案したり、運転を支援したりすることができる。

また、上記した実施形態では、自動運転車両 Aの周辺車両として、自動運転車両 Bと手動運転非通信車両 Cとが混在する交通環境下、更に手動運転通信車両 D が混在する交通環境下について説明したが、図 8に示すように、複数の自動運転車両 _α、 ]3、 γが存在する環境下で合流を考えたときにおいても、全ての車両の最適な下位計画を生成することができる。すなわち、図 8 ( a ) に示すように、車両 ]3が一定速で、車両 αがレーンチェンジをするように下位計画が生成されていた場合、下位計画を車両 a、 β、 y間で共有することで、図 8 ( b ) に示すように、まず本線車両 α、 ]3に対して合流車両 7の最も安全な下位計画を生成し、図 8 ( c ) に示すように、これに基づいて車両を減速すると共に車両 αのレーンチヱンジを中止するなどして、全体として最適な車両制御を行うことができる。この場合に、手動運転車両が含まれていても、その行動を予測することができるため、最適な車両制御を行えることに変わりはない。

また上記した実施形態では、走行制御計画生成システム 1が自動運転車両 Αに搭載されている場合について説明したが、このシステム 1はインフラ設備の側に設けられていてもよい。

産業上の利用可能性

本発明によれば、自車両の走行方針を満足しつつ、周辺環境の状況変化に柔軟に対応することを可能とする走行制御計画生成システム及びコンピュータプログラムを提供することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 一の車両の走行方針に沿う上位計画を生成する上位計画生成手段と、前記上位計画を達成する計画であって、少なくとも走行軌跡を含む下位計画を生成する下位計画生成手段と、

前記一の車両の周辺車両の少なくとも走行軌跡を含む下位計画を取得する下位計画取得手段と、

前記周辺車両の下位計画を考慮して、前記一の車両の下位計画を所定の指標により評価する評価手段と、

前記評価手段によさ評価に基づいて、前記一の車両が実行する下位計画を選定する下位計画選定手段と、

を備えることを特徴とする走行制御計画生成システム。

2 . 前記下位計画生成手段は、前記一の車両の複数の下位計画を生成し、前記下位計画選定手段は、前記評価手段による評価に基づいて、前記複数の下位計画の中から実行する下位計画を選定する、ことを特徴とする請求項 1に記載の走行制御計画生成システム。

3 . 前記上位計画生成手段は、前記下位計画が生成できない場合に、前記上位計画を再生成する、ことを特徴とする請求項 1又は 2に記載の走行制御計画生成システム。

4 . 前記上位計画生成手段は、前記評価手段による評価に応じて、前記上位計画を再生成する、ことを特徴とする請求項 1又は 2に記載の走行制御計画生成システム。

5 . 前記下位計画取得手段は、前記周辺車両の挙動に基づいて、前記周辺車両の下位計画を推測する推測手段を有し、

前記推測手段による推測により前記周辺車両の下位計画を取得する、ことを特徴とする請求項 1〜 4のいずれかに記載の走行制御計画生成システム。

6 . 前記下位計画取得手段は、前記周辺車両と通信する通信手段を有し、前記通信手段による通信により前記周辺車両の下位計画を取得する、ことを特徴とする請求項 5に記載の走行制御計画生成システム。

7 . 前記評価手段は、前記周辺車両の下位計画の信頼度を考慮して、前記一の車両の下位計画を評価する、ことを特徴とする請求項 6に記載の走行制御計画生成システム。

8 . 前記推定手段から取得される下位計画の信頼度は、前記通信手段から取得される自動運転車両の下位計画の信頼度よりも低いことを特徴とする請求項 7に記載の走行制御計画生成システム。

9 . 前記下位計画は、前記一の車両の速度パターンを含むことを特徴とする請求項 1〜 8のいずれかに記載の走行制御計画生成システム。

1 0 . コンピュータに、

一の車両の走行方針に沿う上位計画を生成する上位計画生成ステップと、前記上位計画を達成する計画であって、少なくとも走行軌跡を含む下位計画を生成する下位計画生成ステツプと、

前記一の車両の周辺車両の少なくとも走行軌跡を含む下位計画を取得する下位計画取得ステップと、

前記周辺車両の下位計画を考慮して、前記一の車両の下位計画を所定の指標により評価する評価ステップと、

前記評価ステップによる評価に基づいて、前記一の車両が実行する下位計画を選定する下位計画選定ステツプと、

を実行させるコンピュータプログラム。