WO2021161510A1 - 車両走行経路生成装置、および車両走行経路生成方法 - Google Patents

Abstract

精度良く走行経路生成するため、自車（１）が走行する車線を近似して第一の走行経路情報を出力する第一走行経路生成部（６０）、前記自車（１）の前方の道路区画線を近似して第二の走行経路情報を出力する第二走行経路生成部（７０）、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設定する走行経路重み設定部（９０）、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（９０）による前記重みとによって統合経路情報を生成する統合経路生成部（１００）を備え、前記走行経路重み設定部（９０）を、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）、および周辺環境重み設定部（９４）の少なくとも一つの出力に基づいて重みを設定するようにした。

Description

車両走行経路生成装置、および車両走行経路生成方法

　本願は、車両走行経路生成装置、および車両走行経路生成方法に関するものである。

　車両に搭載された前方認識カメラによって、道路の区画線を検出し、検出した自車走行車線の白線形状から算出される自律センサ目標走行経路を走行経路として走行を保持する走行支援装置において、交通の渋滞、天候の悪化によって道路区画線の検知性能が低下し、走行支援を継続できなくなることが課題であった。

　この課題に対して、自車に搭載した前方認識カメラからの情報によって自車が走行する目標経路の軌跡と、自車の前方を走行する先行車の走行軌跡と、自車あるいは先行車と並行して走行する並走車の走行軌跡とのうちの少なくとも二つの軌跡を検出して、軌跡ごとに重みを付けて統合し、統合した統合経路を目標経路とすることが提案されている(特許文献１)。

　また、前方認識カメラによる画像情報の信頼度と、ＧＰＳ等のＧＮＳＳによる自車周辺道路の車線中央点群および白線位置情報などが含まれた高精度地図情報の信頼度に応じて、画像情報と地図情報との採用比率を可変にして車線情報を検出して目標とする走行経路を設定する走行制御装置が提案されている（特許文献２）。

特開２０１８－３９２８５号公報 特開２０１７－４７７９８号公報

　従来の走行経路を生成する装置では、前方を認識するカメラによって画像情報を得て車両の走行経路を生成しているが、制御の精度をさらに向上させることが望まれている。

　本願は、自車の置かれている状態に応じて最適な制御が行われるように、車両の走行経路を推定して出力する車両走行経路生成装置を提供することを目的としている。

　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経路情報を生成する統合経路生成部を備え、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、および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。

　本願の車両走行経路生成装置は、自車の置かれている状態に応じて、走行経路を精度良く生成することが可能となる。

実施の形態１の走行経路生成装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態１の走行経路生成装置の経路重み設定部の詳細を示すブロック図である。 実施の形態１の走行経路生成の詳細を示すフローチャートである。 実施の形態１の走行経路生成の経路重み設定の詳細を示すフローチャートである。 実施の形態１の走行経路生成の俯瞰検知走行経路重みの設定の詳細を示すフローチャートである。 実施の形態１の俯瞰検知走行経路重み設定部において、第二の走行経路に対する重みを第一の走行経路に対する重みよりも小さく設定する場合の動作を説明するための図である。 実施の形態１の俯瞰検知走行経路重み設定部において、第二の走行経路に対する重みを第一の走行経路に対する重みよりも小さく設定する場合の前方カメラセンサの撮像状態を表した図である。 実施の形態１の俯瞰検知走行経路重み設定部において、第二の走行経路に対する重みを第一の走行経路に対する重みよりも小さく設定する場合の前方カメラセンサの撮像状態を表した図である。 実施の形態１の俯瞰検知走行経路重み設定部において、第二の走行経路に対する重みを第一の走行経路に対する重みよりも小さく設定する場合の前方カメラセンサ３０の撮像状態を表した図である。 実施の形態１の俯瞰検知走行経路重み設定部において、第一の走行経路に対する重みと第二の走行経路に対する重みを同等に設定する場合の前方カメラセンサの撮像状態を表した図である。 実施の形態１の走行経路生成の車両状態重みの設定の詳細を示すフローチャートである。 実施の形態１の車両状態重み設定部において、第一の走行経路に対する重みと第二の走行経路に対する重みを同等に設定する場合の前方カメラセンサの撮像状態を表した図である。 実施の形態１の車両状態重み設定部において、第二の走行経路に対する重みを第一の走行経路に対する重みよりも小さく設定する場合の前方カメラセンサの撮像状態を表した図である。 実施の形態１の走行経路生成方法の経路長重みの設定の詳細を示すフローチャートである。 実施の形態１の経路長重み設定部において、第二の走行経路に対する重みを第一の走行経路に対する重みよりも小さく設定する場合の動作を説明するための図である。 実施の形態１の走行経路生成方法の周辺環境重みの設定の詳細を示すフローチャートである。 実施の形態１の周辺環境重み設定部において、第二の走行経路に対する重みを第一の走行経路に対する重みよりも小さく設定する場合の前方カメラセンサの撮像状態を表した図である。 実施の形態１の走行経路生成装置および車両制御装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態１の走行経路生成装置において、各経路を点群で表した場合の統合走行経路生成部の動作を表した図である。 実施の形態１の走行経路生成装置のハードウエアの一例を示すブロック図である。

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、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。自社位置方位検出部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。

　第一走行経路生成部６０は、自車位置方位検出部１０、道路地図データ２０から、自車が走行すべき車線を多項式で近似した結果を第一の走行経路情報として出力する。第二走行経路生成部７０は、前方カメラセンサ３０にて取得した前方の道路区画線を多項式で近似した結果を第二の走行経路情報として出力する。
　第一走行経路生成部６０が出力する第一の走行経路情報、および第二走行経路生成部７０が出力する第二の走行経路情報とは、例えば、自車と近似曲線に対する横位置偏差、角度偏差、経路の曲率、経路の曲率偏差の各係数を定めることに相当する。なお、この後、第一の走行経路情報および第二の走行経路情報を、それぞれ第一の走行経路および第二の走行経路と省略する。

　走行経路重み設定部９０は、第一走行経路生成部６０、自車位置方位検出部１０、道路地図データ２０、第二走行経路生成部７０、前方カメラセンサ３０、および車両センサ４０の情報から、第一走行経路生成部６０の第一の走行経路と第二走行経路生成部７０の第二の走行経路の確からしさとなる重み、すなわち可能性の比率を設定する。統合走行経路生成部１００は、第一走行経路生成部６０、第二走行経路生成部７０、走行経路重み設定部９０の情報に基づいて、単一の経路に統合された統合走行経路を出力する。

　次に、図１の経路重み設定部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、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における経路生成装置の全体の動作を図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。

　まず始めに、第一走行経路生成部６０にて、自車位置方位検出部１０と道路地図データ２０の情報から、現在自車が走行している車線の目標点列（基本的に車線中央に配置させる点列）と自車の状態を、自車基準座標系上での近似式として算出し、式（１）として表される（ステップＳ１００）。

　次に、第二の走行経路生成部７０において前方カメラセンサ３０で検出した自車の前方の区画線情報から、自車が走行すべき走行経路が算出され、式（２）として表される（ステップＳ２００）。

　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、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）。

　その後、統合走行経路生成部１００によって、ステップＳ１００とステップＳ２００で算出した経路とステップＳ４００で算出される各経路に対する重みから、自車が走行すべき統合走行経路Ｐａｔｈ＿ｔｏｔａｌが式（４）によって算出される（ステップＳ５００）。
　なお、ステップＳ１００とステップＳ２００の各経路の算出動作は、一方の算出結果が他方の算出動作に影響するものではないため、算出する順序についての制約はない。

　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。

　まず、第一走行経路生成部６０からの情報によって俯瞰検知走行経路重みＷｂｉｒｄが設定され、式（５）として表される（ステップＳ４１０）。

　次に車両センサ４０からの情報によって車両状態重みＷｓｅｎｓが設定され、式（６）として表される（ステップＳ４２０）。

　次に第一走行経路生成部６０、第二走行経路生成部７０の各経路の経路長の情報によって、経路長重みＷｄｉｓｔが設定され、式（７）として表される（ステップＳ４３０）。

　次に道路地図データ２０からの情報によって周辺環境重みＷｍａｐが設定され、式（８）として表される（ステップＳ４４０）。

　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Ｗｓｔａｓｕｓが設定され、式（９）として表される（ステップＳ４５０）。

　次にステップＳ４１０からステップＳ４５０において設定される各重みから、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が算出され、式（１０）として表される（ステップＳ４６０）。

　なおステップＳ４１０からステップＳ４５０の各重みの設定動作は、一つの設定結果がその他の設定動作に影響するものではないため、算出する順序についての制約はない。

　次に、実施の形態１における、第一走行経路生成部６０の情報から第一の走行経路と第二の走行経路に対する俯瞰検知走行経路重みＷｂｉｒｄを設定する俯瞰検知走行経路重み設定部９１の動作を図５のフローチャートを用いて説明する。なお、図５は図４のステップＳ４１０の動作の詳細を示したフローチャートであり、車両走行中にステップ毎の演算が行われる。

　まず始めに、第一の走行経路に対する俯瞰検知走行経路重みＷｂｉｒｄ＿１＿ｃＸ（Ｘ＝０，１，２，３）の重みを１（最大値）に設定する（ステップＳ４１１）。次に、第一走行経路生成部６０により算出される自車と目標経路の関係を表す近似曲線の曲率要素の係数の大きさが、閾値Ｃ２＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄよりも大きい、すなわち道路曲率が閾値Ｃ２＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄより大きいか否かが判定される（ステップＳ４１２）。ステップＳ４１２にて経路曲率が大きいと判定された場合、第二の走行経路に対する俯瞰検知走行経路重みＷｂｉｒｄ＿２＿ｃＸを第一の走行経路に対する俯瞰検知走行経路重みＷｂｉｒｄ＿１＿ｃＸより小さい値に設定する（ステップＳ４１３）。

　また、ステップＳ４１２において道路曲率が小さいと判断された場合、第一走行経路生成部６０により算出される自車と目標経路の関係を表す近似曲線の角度要素の係数の大きさが、閾値Ｃ１＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄよりも大きい、すなわち走行経路に対しての自車の傾きが閾値Ｃ１＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄより大きいか否かが判定される（ステップＳ４１４）。ステップＳ４１４にて走行経路に対する自車の傾きが大きいと判断された場合、ステップＳ４１３へ遷移する。またステップＳ４１４にて走行経路に対する自車の傾きが小さいと判断された場合、第一走行経路生成部６０により算出される自車と目標経路の関係を表す近似曲線の位置要素の係数の大きさが、閾値Ｃ０＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄよりも大きい、すなわち走行経路に対する自車の距離が閾値Ｃ０＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄより離れているか否かが判定される（ステップＳ４１５）。

　ステップＳ４１５において走行経路に対して自車が離れていると判断された場合、ステップＳ４１３へ遷移する。また、ステップＳ４１５にて走行経路に対して自車が離れていな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、第二の走行経路に対する俯瞰検知走行経路重みＷｂｉｒｄ＿２＿ｃＸを第一の走行経路に対する俯瞰検知走行経路重みＷｂｉｒｄ＿１＿ｃＸと同等の値に設定する（ステップＳ４１６）。

　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、第一の走行経路生成部６０と第二の走行経路生成部７０の出力結果を表した図である。

　図６において、第一の走行経路２００は、第一走行経路生成部６０により算出される走行経路である。第一の走行経路２００は、自車位置方位検出部１０からの自車１の絶対座標情報と絶対方位と、道路地図データ２０からの自車走行車線の目標点列２０Ａの情報に基づいて、自車１に対する目標経路の関係を近似曲線で表した走行経路である。第一の走行経路２００は、自車１と目標点列情報から俯瞰的に検出した結果から得られる走行経路であるため、精度が高い経路といえる。

　第二の走行経路２０１は、第二走行経路生成部７０により算出される走行経路である。また、図６中の２０２は道路区画線を表している。また、２０３は前方カメラセンサ３０における撮像範囲境界である。この撮像範囲境界２０３の範囲内の画像情報が取得される。第二の走行経路２０１は前方カメラセンサ３０による自車１の前方の道路区画線２０２の情報に基づいて、自車１と自車１の前方経路との関係を近似曲線で表したものとなっている。

　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、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。

　図８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の動作における別の例を示す図であって、走行経路の経路曲線の係数の大きさが、設定した閾値Ｃ２＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄよりも小さく、自車と走行経路の角度の係数の大きさが、設定した閾値Ｃ１＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄよりも大きい場合（ステップＳ４１４におけるＴｒｕｅの状態）の、前方カメラセンサ３０における自車の前方の道路区画線２０２の撮像状態を表した図である。

　図８のように、前方カメラセンサ３０により撮像される道路区画線２０２は、自車１に対する走行経路の角度偏差が大きい場合、一方の道路区画線２０２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。

　図９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の動作における、さらに別の例を示す図であり、走行経路の経路曲線の係数の大きさが、設定した閾値Ｃ２＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄよりも小さく、自車に対して走行経路の角度の係数の大きさが、設定した閾値Ｃ１＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄよりも小さく、自車と走行経路の位置の係数の大きさが、設定した閾値Ｃ０＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄより大きい場合（ステップＳ４１５におけるＴｒｕｅの状態）に、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した図である。

　図９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、自車１に対する走行経路の位置偏差が大きい場合、一方の区画線の検知情報が極端に狭くなることから、自車１に対する道路区画線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。

　図１０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の動作における、さらに別の例を示す図であり、走行経路の経路曲線の係数の大きさが、閾値Ｃ２＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄよりも小さく、自車と走行経路の角度の係数の大きさが、閾値Ｃ１＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄよりも小さく、自車と走行経路の位置の係数の大きさが、閾値Ｃ０＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄよりも小さい場合（ステップＳ４１５におけるＦａｌｓｅの状態）の、前方カメラセンサ３０における自車１の前方の道路区画線２０２を撮像した状態を表した図である。

　図１０のように経路曲率が小さく、自車１に対して走行経路の角度偏差が小さく、自車１に対して走行経路の位置誤差も小さい場面においては、前方カメラセンサ３０により撮像される道路区画線２０２は、撮像範囲の中央部に配置されるため、自車１と区画線形状から算出される走行経路を近似曲線で精度よく表現することが可能となる。このため、このような状況においては第二の走行経路２０１の重みは第一の走行経路２００の重みと同等の高い値に設定される。

　このように、実施の形態１における車両用走行経路生成装置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。

　次に、実施の形態１における、車両センサ４０からの情報に基づいて車両状態重みＷｓｅｎｓを設定する車両状態重み設定部９２の動作を図１１のフローチャートを用いて説明する。なお、図１１は図４のステップＳ４２０の動作の詳細を示したフローチャートであって、車両走行中にステップ毎の演算が行われるものである。

　まず始めに、第一の走行経路２００に対する車両状態重みＷｓｅｎｓ＿１＿ｃＸ（Ｘ＝０，１，２，３）の重みを１（最大値）に設定する（ステップＳ４２１）。次に自車１に搭載された車両センサ４０の情報から自車１の車体ピッチ角θｐｉｔｃｈが、閾値θ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄよりも大きい、すなわち車体が前傾もしくは後傾しているか否かが判定される（ステップＳ４２２）。ステップＳ４２２にて車体ピッチ角が大きいと判定された場合、第二の走行経路２０１に対する車両状態重みＷｓｅｎｓ＿２＿ｃＸを第一の走行経路２００に対する車両状態重みＷｓｅｎｓ＿１＿ｃＸより小さい値に設定する（ステップＳ４２３）。また、ステップＳ４２３にて車体ピッチ角が小さいと判断された場合、第二の走行経路２０１の精度が高いと判断し、第二の走行経路２０１に対する車両状態重みＷｓｅｎｓ＿２＿ｃＸを第一の走行経路２００に対する車両状態重みＷｓｅｎｓ＿１＿ｃＸと同等の値に設定する（ステップＳ４２４）。

　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。

　図１３において、前方カメラセンサ３０によって撮像された道路区画線２０２は、図１２の状態と比較して、両側の道路区画線２０２間の距離長（車線幅）が長く撮像され、また、撮像された道路区画線２０２の長さは図１２の状態に比較して短くなっており、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、車体ピッチ角が大きい状態においては第二の走行経路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。

　図１２のように車体ピッチ角が小さい状態においては、自車１に対する道路区画線２０２の形状から算出される走行経路を近似曲線で精度よく表現することが可能となる。このため、このような状況においては第二の走行経路２０１の重みは第一の走行経路２００の重みと同等の高い値に設定される。

　また、既述したように、第一走行経路生成部６０から出力される第一の走行経路情報は、自車位置方位検出部１０からの自車１の絶対座標情報と絶対方位と、道路地図データ２０からの自車走行車線の目標点列２０Ａの情報によって、自車１に対する目標経路の関係を俯瞰的に近似曲線で表した走行経路であり、車体ピッチ角の影響による経路の精度の低下は小さい。このことより、第一の走行経路２００は実際の走行経路に対して精度が高い経路といえる。

　このように、実施の形態１における車両用走行経路生成装置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。

　次に、実施の形態１における、第二走行経路生成部７０の経路長の情報による経路長重みＷｄｉｓｔを設定する経路長重み設定部９３の動作を図１４のフローチャートを用いて説明する。なお、図１４は図４のステップＳ４３０の動作の詳細を示したフローチャートであり、車両走行中に毎ステップＳ演算されるものである。

　まず始めに、第一の走行経路に対する経路長重みＷｄｉｓｔ＿１＿ｃＸ（Ｘ＝　０，１，２，３）の重みを１（最大値）に設定する（ステップＳ４３１）。次に、第二走行経路生成部における経路検知距離dist_2が、設定した閾値ｄｉｓｔ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄより短いか否かが判定される（ステップＳ４３２）。ステップＳ４３２にて第二の走行経路の検知距離が短いと判定された場合、第二の走行経路に対する経路長重みＷｄｉｓｔ＿２＿ｃＸの重みを第一の走行経路に対する経路長重みＷｄｉｓｔ＿１＿ｃＸより小さい値に設定する（ステップＳ４３３）。また、ステップＳ４３２にて第二の走行経路２０１の検知距離が長いと判断された場合、第二の走行経路２０１に対する経路長重みＷｄｉｓｔｔ＿２＿ｃＸの重みを第一の走行経路２００に対する経路長重みＷｄｉｓｔ＿１＿ｃＸと同等の値に設定する（ステップＳ４３４）。

　図１５は本実施の形態１における経路長重み設定部９３の動作を表すために、第二走行経路生成部７０によって算出される第二の走行経路２０１の状態を示した図である。図１５において、自車１は直線路からクロソイド部を介してカーブ路へ侵入している。

　第一の走行経路２００は、自車位置方位検出部１０からの自車１の絶対座標情報と絶対方位と、道路地図データ２０からの自車走行車線の目標点列２０Ａの情報に基づいて、自車１に対する目標経路の関係を近似曲線で表した走行経路であり、俯瞰的に検出した結果から得られる走行経路であるため、信頼度が高い経路といえる。第二の走行経路２０１は前方カメラセンサ３０により撮像される道路区画線２０２のうちの撮像距離２０５の範囲の情報を用いて生成される経路である。

　図１５に示すように、撮像距離２０５が短い場合、第二の走行経路２０１は自車１の前方のクロソイドからカーブ路の走行経路を再現することが困難であり、実際の走行経路に対して誤差が含まれる走行経路が出力されてしまう。そのため、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。

　式１１に、図１４のステップＳ４３２における閾値ｄｉｓｔ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄの算出式を示す。例えば、車速が低い場合において自動運転では、自車近傍の経路の精度が要求されるが、式１１に示すように、ｄｉｓｔ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄは自車の車速Ｖと定数Ｔｌｄで算出され、検知距離と比較することで、自車近傍のみに生成される第二の走行経路２０１の重みを、第一の走行経路２００に対する重みと同等の値に設定することが可能となり、最適な走行経路を生成することが可能となる。

　このように、実施の形態１における車両用走行経路生成装置は、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。

　次に、実施の形態１における、道路地図データ２０からの情報による重みＷ＿ｍａｐを設定する周辺環境重み設定部９４の動作を図１６のフローチャートを用いて説明する。なお、図１６は図４のステップＳ４４０の動作の詳細を示したフローチャートであり、車両走行中にステップ毎の演算を実行するものである。

　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、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）。

　図１７は本実施の形態１における周辺環境重み設定部９４の動作において、自車１から前方の範囲の間の道路勾配が下り勾配から上り勾配へ変化することで、道路勾配変化量の大きさが、設定した閾値ｄθｓｌｏｐｅ＿ｓｈｒｅｓｈｏｌｄより大きいと判断された場合（ステップＳ４４２におけるＴｒｕｅの状態）の、前方カメラセンサ３０により撮像される道路区画線と先行車の撮像状態を表した図である。

　図１７において、前方カメラセンサ３０によって撮像された道路区画線２０２は、道路勾配の変化の影響によって、左右それぞれの道路区画線２０２の形状の情報が実際の道路形状と異なる形状となっており、結果として、第二走行経路生成部７０の出力は実際の走行経路に対して誤差が含まれる走行経路情報となってしまう。そのため、自車１から前方の範囲の間の道路勾配の変化量が大きい場合には、第二の走行経路２０１に対する周辺環境重みＷｍａｐ＿２＿ｃＸは第一の走行経路２００に対する周辺環境重みＷｍａｐ＿１＿ｃＸ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における車両用の走行経路生成装置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、車両経路生成装置として単独で適用してもよい。

　つぎに、第一の走行経路の生成方法に関して、「俯瞰的」検出手段による経路生成の別例についての説明をする。なお、本実施の形態では、第一走行経路生成部６０において、第一の走行経路情報を自車位置方位検出部１０と道路地図データ２０から出力したが、かならずしも人工衛星からの測位情報と道路地図データを用いる手段でなくてもよい。

　例えば、走行経路端の電柱あるいは看板に設置された、ミリ波センサ、レーザーセンサ（Lidar）、あるいはカメラセンサなどのロードセンサにより、センシング領域内の車両の位置および角度、車両の周辺の道路形状を認識し、自車と自車周辺の走行経路の関係を多項式で表現することで、同様の効果を得ることができる。

　なお、本実施の形態では式（３）、式（５）、式（６）、式（７）、式（８）、式（９）、式（１０）に示すように、走行経路重み設定部９０で設定される第一の走行経路に対して設定する重みと第二の走行経路に対して設定する重みとを、三次の近似式で表現した際の各次数の係数に対して設定したが、かならずしも各次数の係数に対する重みでなくてもよい。

　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。
　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。

　なお、図１９に示すように、第二の走行経路２０１の点群２１は、第一の走行経路２００の点群２０の前後方向座標値を式（２）へ代入することで生成され、その後、式（１８）にて算出された各経路に対する重みを式（４）へ代入することで、各経路の自車前後方向の距離に対する左右方向の距離に重み付けすることで点群２２が生成され、統合走行経路２０６とすることで同様の効果を得ることができる。

　なお、走行経路生成装置１０００は、ハードウエアの一例を図２０に示すように、プロセッサ５００と記憶装置５０１から構成される。記憶装置の内容は図示していないが、ランダムアクセスメモリ等の揮発性記憶装置と、フラッシュメモリ等の不揮発性の補助記憶装置とを具備する。また、フラッシュメモリの代わりにハードディスクの補助記憶装置を具備してもよい。プロセッサ５００は、記憶装置５０１から入力されたプログラムを実行する。この場合、補助記憶装置から揮発性記憶装置を介してプロセッサ５００にプログラムが入力される。また、プロセッサ５００は、演算結果等のデータを記憶装置５０１の揮発性記憶装置に出力してもよいし、揮発性記憶装置を介して補助記憶装置にデータを保存してもよい。

　本願は、例示的な実施の形態が記載されているが、実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及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が含まれるものとする。

１　自車、１０　自車位置方位検出部、２０　道路地図データ、２０Ａ　目標点列、３０　前方カメラセンサ、４０　車両センサ、６０　第一走行経路生成部、７０　第二走行経路生成部、９０　走行経路重み設定部、９１　俯瞰検知走行経路重み設定部、９２　車両状態重み設定部、９３　経路長重み設定部、９４　周辺環境重み設定部、９５　検出手段状態重み設定部、９６　重み統合部、１００　統合走行経路生成部、２００　第一の走行経路、２０１　第二の走行経路、２０２　道路区画線、２０３　撮像範囲境界、２０５　撮像距離、２０６　統合走行経路、５００　プロセッサ、５０１　記憶装置、１０００　走行経路生成装置、２０００　走行制御装置

Claims (16)

1. 　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経路情報を生成する統合経路生成部を備え、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、
   および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。
2. 　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。
3. 　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。
4. 　　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。
5. 　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。
6. 　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。
   

   
7. 　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。
8. 　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。
9. 　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。
10. 　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装置。
11. 　前記第９のステップは、車両センサによる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。
12. 　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。
13. 　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。
14. 　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。
    

    
15. 　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。
16. 　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。

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