WO2021205191A1

WO2021205191A1 - 運転支援方法及び運転支援装置

Info

Publication number: WO2021205191A1
Application number: PCT/IB2020/000325
Authority: WO
Inventors: 明之後藤; 孝志福重
Original assignee: 日産自動車株式会社; ルノーエス．ア．エス．
Priority date: 2020-04-06
Filing date: 2020-04-06
Publication date: 2021-10-14
Also published as: EP4134286A1; JPWO2021205191A1; EP4134286B1; EP4134286A4; JP7346722B2; US20230166763A1; CN115397709A

Abstract

目標走行軌道に沿って自車両（1）が走行するようにコントローラ（16）によって自車両（1）を制御する運転支援方法を提供する。運転支援方法では、自車両（1）が走行する車線（20）に沿って存在する段差（24）の段差情報を取得し、段差情報より自車両（1）が段差（24）を乗り越えると判定した場合に、段差（24）と目標走行軌道とのなす角度である段差乗り越え角（θs）が閾値（Th）よりも大きくなるように、目標走行軌道を生成する。

Description

運転支援方法及び運転支援装置

　本発明は、運転支援方法及び運転支援装置に関する。

　下記特許文献１には、道路から施設に進入するときに車両が通過する必要のある施設の入口の段差に関する段差情報と、施設に関する施設情報とが関連付けて記憶される地図データ記憶部が記載されている。施設に入るために、記憶した段差の位置が地物情報と提供されることが記載されている。

特開２０１９−１４４０３０号公報

　車両が段差を乗り越える際に、段差の延在方向に対して車両の進行方向が傾いていると、車両の転舵輪に外乱が加わって車両の進行方向にズレが発生する。このため、自動運転制御において予め設定された目標走行軌道に沿って車両を自動的に走行させる場合には、目標走行軌道からの乖離が発生する。
　本発明は、目標走行軌道に沿って自車両が走行するように自車両を制御する運転支援において、段差を乗り越える際の目標走行軌道からの乖離を低減することを目的とする。

　本発明の一態様によれば、目標走行軌道に沿って自車両が走行するようにコントローラによって自車両を制御する運転支援方法が与えられる。運転支援方法では、自車両が走行する車線に沿って存在する段差の段差情報を取得し、段差情報より自車両が段差を乗り越えると判定した場合に、段差と目標走行軌道とのなす角度である段差乗り越え角が閾値よりも大きくなるように、目標走行軌道を生成する。

　本発明の一態様によれば、目標走行軌道に沿って自車両が走行するように自車両を制御する運転支援において、乗り越える際の目標走行軌道からの乖離を低減できる。
　本発明の目的及び利点は、特許請求の範囲に示した要素及びその組合せを用いて具現化され達成される。前述の一般的な記述及び以下の詳細な記述の両方は、単なる例示及び説明であり、特許請求の範囲のように本発明を限定するものでないと解するべきである。

実施形態の運転支援装置の概略構成図である。実施形態の運転支援方法の一例の説明図である。実施形態の運転支援方法の一例の説明図である。実施形態の運転支援装置の機能構成の一例を示すブロック図である。段差乗り越え角θｓの算出例の説明図である。段差乗り越え角θｓの閾値Ｔｈの設定の一例の説明図である。段差乗り越え角θｓの閾値Ｔｈの設定の他の一例の説明図である。実施形態の運転支援方法の一例のフローチャートである。第１実施形態の軌道生成処理の一例のフローチャートである。自車両が段差を通過する時点の目標速度が低く設定される状況の一例の説明図である。自車両が段差を通過する時点の目標速度が低く設定される状況の他の一例の説明図である。第２実施形態の軌道生成処理の一例のフローチャートである。

　（第１実施形態）
　（構成）
　図１を参照する。自車両１は、自車両１の運転支援を行う運転支援装置１０を備える。運転支援装置１０による運転支援には、例えば自車両１の周辺の走行環境に基づいて、運転者が関与せずに自車両１を自動で運転する自動運転制御を含んでよい。
　運転支援装置１０による自動運転制御の一例は、市街地において自車両１を予め設定された目標走行軌道に沿って自動的に走行させる運転制御であってよい。

　運転支援装置１０は、物体センサ１１と、車両センサ１２と、測位装置１３と、地図データベース１４と、通信装置１５と、コントローラ１６と、アクチュエータ１７とを備える。図面において地図データベースを「地図ＤＢ」と表記する。
　物体センサ１１は、自車両１に搭載されたレーザレーダやミリ波レーダ、カメラ、ＬＩＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ　Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｒａｎｇｉｎｇ、Ｌａｓｅｒ　Ｉｍａｇｉｎｇ　Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｒａｎｇｉｎｇ）など、自車両１の周辺の物体を検出する複数の異なる種類の物体検出センサを備える。

　車両センサ１２は、自車両１に搭載され、自車両１から得られる様々な情報（車両信号）を検出する。車両センサ１２には、例えば、自車両１の走行速度（車速）を検出する車速センサ、自車両１が備える各タイヤの回転速度を検出する車輪速センサ、自車両１の３軸方向の加速度（減速度を含む）を検出する３軸加速度センサ（Ｇセンサ）、操舵角（転舵角を含む）を検出する操舵角センサ、自車両１に生じる角速度を検出するジャイロセンサ、ヨーレートを検出するヨーレートセンサ、自車両のアクセル開度を検出するアクセルセンサと、運転者によるブレーキ操作量を検出するブレーキセンサが含まれる。

　測位装置１３は、全地球型測位システム（ＧＮＳＳ）受信機を備え、複数の航法衛星から電波を受信して自車両１の現在位置を測定する。ＧＮＳＳ受信機は、例えば地球測位システム（ＧＰＳ）受信機等であってよい。測位装置１３は、例えば慣性航法装置であってもよい。
　地図データベース１４は、自動運転用の地図として好適な高精度地図データ（以下、単に「高精度地図」という。）を記憶してよい。高精度地図は、ナビゲーション用の地図データ（以下、単に「ナビ地図」という。）よりも高精度の地図データであり、道路単位の情報よりも詳細な車線単位の情報を含む。

　例えば、高精度地図は車線単位の情報として、車線基準線（例えば車線内の中央の線）上の基準点を示す車線ノードの情報と、車線ノード間の車線の区間態様を示す車線リンクの情報を含む。
　車線ノードの情報は、その車線ノードの識別番号、位置座標、接続される車線リンク数、接続される車線リンクの識別番号を含む。車線リンクの情報は、その車線リンクの識別番号、車線の種類、車線の幅員、車線境界線の種類、車線の形状、車線区分線の形状、車線基準線の形状を含む。高精度地図は更に、車線上又はその近傍に存在する信号機、停止線、標識、建物、電柱、縁石、横断歩道等の地物の種類及び位置座標と、地物の位置座標に対応する車線ノードの識別番号及び車線リンクの識別番号等の地物の情報を含む

　高精度地図は、車線単位のノード及びリンク情報を含むため、走行ルートにおいて自車両１が走行する車線を特定可能である。高精度地図は、車線の延伸方向及び幅方向における位置を表現可能な座標を有する。高精度地図は、３次元空間における位置を表現可能な座標（例えば経度、緯度及び高度）を有し、車線や上記地物は３次元空間における形状として記述されてもよい。
　通信装置１５は、自車両１の外部の通信装置との間で無線通信を行う。通信装置１５による通信方式は、例えば公衆携帯電話網による無線通信や、車車間通信、路車間通信、又は衛星通信であってよい。

　コントローラ１６は、自車両１の運転支援制御を行う電子制御ユニット（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）である。コントローラ１６は、プロセッサ１８と、記憶装置１９等の周辺部品とを含む。プロセッサ１８は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）やＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ−Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）であってよい。
　記憶装置１９は、半導体記憶装置や、磁気記憶装置、光学記憶装置等を備えてよい。記憶装置１９は、レジスタ、キャッシュメモリ、主記憶装置として使用されるＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）等のメモリを含んでよい。

　以下に説明するコントローラ１６の機能は、例えばプロセッサ１８が、記憶装置１９に格納されたコンピュータプログラムを実行することにより実現される。
　なお、コントローラ１６を、以下に説明する各情報処理を実行するための専用のハードウエアにより形成してもよい。
　例えば、コントローラ１６は、汎用の半導体集積回路中に設定される機能的な論理回路を備えてもよい。例えばコントローラ１６はフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ：Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）等のプログラマブル・ロジック・デバ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｌｏｇｉｃ　Ｄｅｖｉｃｅ）等を有していてもよい。

　アクチュエータ１７は、コントローラ１６からの制御信号に応じて、自車両のステアリングホイール、アクセル開度及びブレーキ装置を操作して、自車両の車両挙動を発生させる。アクチュエータ１７は、ステアリングアクチュエータと、アクセル開度アクチュエータと、ブレーキ制御アクチュエータを備える。ステアリングアクチュエータは、自車両のステアリングの操舵方向及び操舵量を制御する。
　アクセル開度アクチュエータは、自車両のアクセル開度を制御する。ブレーキ制御アクチュエータは、自車両１のブレーキ装置の制動動作を制御する。

　次に、コントローラ１６による運転支援制御の一例を説明する。図２Ａ及び図２Ｂを参照する。参照符号２０は、自車両１が走行する車線を示し、参照符号２１及び２２は、車線２０の境界を示す区画線を示す。本明細書の例では、区画線２１は車線２０の車線外側線であり、区画線２２は車線境界線である。これら区画線２１及び２２は、特許請求の範囲に記載の「走路境界」の一例である。走路境界は、区画線に限られず、例えば縁石やガードレールなどの地物であってもよく路肩でもよい。

　車線２０の側方には車線２０に面して通路２３が接続されており、車線２０と通路２３との間には段差２４が車線２０と平行に延在している。通路２３は、例えば施設や私有地などに侵入する通路であってよい。通路２３は、明確に設けられた通路である必要はなく、例えば施設や私有地などの入口と車線２０との間に存在する歩道の一部分などであってもよい。
　いま、自動運転制御を実行するコントローラ１６が、図２Ａに示すように車線２１から外れて通路２３に侵入する目標走行軌道２５を生成した場合を想定する。目標走行軌道２５に沿って走行する自車両１は、段差２４を乗り越えて通路２３に侵入する。

　段差２４を乗り越える時点における自車両１の進行方向と段差２４の延在方向とのなす角θｓは、段差２４と平行な直線と目標走行軌道２５とのなす角度、すなわち段差２４と目標走行軌道２５とが交差する角度によって決まる。以下、段差２４と目標走行軌道２５とが交差する角度θｓを「段差乗り越え角」と表記する。
　段差乗り越え角θｓが９０度よりも小さい場合、すなわち段差２４の延在方向に対して自車両１の進行方向が傾いている場合には、段差２４を乗り越える自車両１の転舵輪に対して、転舵軸周りの外乱が加わる。本明細書において、転舵輪とは操舵機構によって転舵される車輪を意味する。

　この外乱は、段差乗り越え角θｓが９０度から離れるほど大きくなる。大きな外乱が転舵輪に加わると、目標走行軌道２５に応じて設定された目標転舵角から実転舵角が外れて、自車両１が目標走行軌道２５から逸脱し、自車両１が周囲の障害物に接近し易くなるおそれがある。
　そこでコントローラ１６は、段差２４を乗り越える目標走行軌道を生成する場合に、段差乗り越え角θｓが所定の閾値Ｔｈよりも大きくなるように目標走行軌道を生成する。

　図２Ｂに、段差乗り越え角θｓが所定の閾値Ｔｈよりも大きくなるように生成された目標走行軌道２７の一例を示す。所定の閾値Ｔｈよりも段差乗り越え角θｓが大きくなるように目標走行軌道２７を生成することにより、自車両１は９０度に近い角度で段差２４を乗り越えることができる。

　これにより、段差２４を乗り越える際に転舵輪に加わる転舵軸周りの外乱を低減して、目標走行軌道２７からの逸脱を低減できる。この結果、目標走行軌道２７からの逸脱することによる障害物への接近を軽減できる。
　なお、本明細書では、段差２４が車線２０と通路２３との間に存在する場合について説明するが、本発明はこれに限定されない。本発明は、自動運転制御において、段差２４乗り越える目標走行軌道が生成される場合に広く適用可能である。

　続いて図３を参照して、コントローラ１６の機能を詳しく説明する。コントローラ１６は、物体検出部３０と、自車両位置推定部３１と、地図取得部３２と、検出統合部３３と、物体追跡部３４と、地図内位置演算部３５と、運転行動計画決定部３６と、走行可能領域決定部３７と、目標走行軌道生成部３８と、段差判定部３９と、段差乗り越え角算出部４０と、再生成判定部４１と、車両制御部４２を備える。

　物体検出部３０は、物体センサ１１の検出信号に基づいて、自車両１の周辺の物体、例えば車両やバイク、歩行者、障害物などの位置、姿勢、大きさ、速度などを検出する。物体検出部３０は、例えば自車両１を空中から眺める天頂図（平面図ともいう）において、物体の２次元位置、姿勢、大きさ、速度などを表現する検出結果を出力する。

　自車両位置推定部３１は、測位装置１３による測定結果や、車両センサ１２からの検出結果を用いたオドメトリに基づいて、自車両１の絶対位置、すなわち、所定の基準点に対する自車両１の位置、姿勢及び速度を計測する。
　地図取得部３２は、地図データベース１４から自車両１が走行する道路の構造を示す地図情報を取得する。地図取得部３２は、通信装置１５により外部の地図データサーバから地図情報を取得してもよい。

　検出統合部３３は、複数の物体検出センサの各々から物体検出部３０が得た複数の検出結果を統合して、各物体に対して一つの検出結果を出力する。
　具体的には、物体検出センサの各々から得られた物体の挙動から、各物体検出センサの誤差特性などを考慮した上で最も誤差が少なくなる最も合理的な物体の挙動を算出する。
　具体的には、既知のセンサ・フュージョン技術を用いることにより、複数種類のセンサで取得した検出結果を総合的に評価して、より正確な検出結果を得る。

　物体追跡部３４は、物体検出部３０によって検出された物体を追跡する。具体的には、検出統合部３３により統合された検出結果に基づいて、異なる時刻に出力された物体の挙動から、異なる時刻間における物体の同一性の検証（対応付け）を行い、かつ、その対応付けを基に、物体の速度などの挙動を予測する。

　地図内位置演算部３５は、自車両位置推定部３１により得られた自車両１の絶対位置、及び地図取得部３２により取得された地図情報から、地図上における自車両１の位置及び姿勢を推定する。
　運転行動計画決定部３６は、検出統合部３３及び物体追跡部３４により得られた検出結果と、地図内位置演算部３５により特定された自車両１の位置に基づいて、運転支援装置１０により実行する自車両１の概略的な運転行動を決定する。

　運転行動計画決定部３６が決定する運転行動は、例えば、自車両１の停止、一時停止、走行速度、減速、加速、進路変更、右折、左折、直進、合流区間や複数車線における車線変更、車線維持、追越、障害物への対応などの行動が含まれる。
　運転行動計画決定部３６は、地図内位置演算部３５が推定した自車両１の位置及び姿勢と、自車両１の周囲の物体の位置及び姿勢と、高精度地図とに基づいて、自車両１の周辺の経路や物体の有無を表現する経路空間マップと、走行場の危険度を数値化したリスクマップを生成する。運転行動計画決定部３６は、経路空間マップ及びリスクマップに基づいて、自車両１の運転行動計画を生成する。

　走行可能領域決定部３７は、運転行動計画決定部３６が決定した運転行動計画、自車両１の運動特性、経路空間マップに基づいて、自車両１を走行させることができる走行可能領域を決定する。
　目標走行軌道生成部３８は、運転行動計画決定部３６が決定した運転行動、走行可能領域決定部３７が決定した走行可能領域に基づいて、自車両１を走行させる走行軌道及び速度プロファイルの候補を生成する。
　目標走行軌道生成部３８は、リスクマップに基づいて各候補の将来リスクを評価して、最適な走行軌道及び速度プロファイルを選択し、自車両１に走行させる目標走行軌道及び目標速度プロファイルとして設定する。

　図２Ａを参照する。目標走行軌道２５のように、自車両１を旋回させる目標走行軌道を生成する場合には、目標走行軌道生成部３８は、目標走行軌道２５の曲率を徐々に最大曲率まで増加させて、その後に徐々に減少させる。
　例えば目標走行軌道生成部３８は、クロソイド曲線やスプライン曲線に従う目標走行軌道２５を生成する。ただし、目標走行軌道２５は、このような既知の算出式で計算される曲線に限定されない。目標走行軌道２５は、徐々に曲率が最大曲率まで増加して、その後に徐々に減少する曲線であればよい。

　目標走行軌道生成部３８は、目標走行軌道の曲率変化率を、特定のパラメータによって決定してよい。目標走行軌道の曲率変化率を決定するパラメータを、以下「曲率緩和パラメータ」と表記する。曲率緩和パラメータの一例は、クロソイド曲線おけるクロソイドパラメータである。曲率緩和パラメータが大きいほど、より緩やかに曲率が変化する目標走行軌道２５が生成される。曲率緩和パラメータが小さいほど、より急峻に曲率が変化する目標走行軌道２５が生成される。

図３を参照する。段差判定部３９は、車線２０と平行に存在する段差２４の段差情報を取得する。例えば段差判定部３９は、カメラの撮像画像の画像認識結果に基づいて段差情報を取得してもよい。また、段差判定部３９は、レーザレーダやミリ波レーダ、ＬＩＤＡＲの検出結果に基づいて段差情報を取得してもよい。
　段差判定部３９は、例えば段差２４の位置、高さ、傾斜（車線２０の路面や水平面に対する段差２４の上面の傾斜角）を段差情報として取得してよい。

　また、例えば段差判定部３９は、地図データベース１４の地図情報に基づいて、目標走行軌道２５上に存在する公道と私有地との境界を検出することにより、公道と私有地との境界に設けられた段差２４の段差情報を取得してよい。
　また、例えば段差判定部３９は、自車両１や他車両が実際に走行した際に記憶した走行履歴に基づいて、目標走行軌道２５上に存在する段差２４の段差情報を取得してよい。

　段差乗り越え角算出部４０は、目標走行軌道２５が段差２４を乗り越えるか否か（目標走行軌道２５が段差２４と交差するか否か）を判定する。目標走行軌道２５が段差２４を乗り越える場合に、段差乗り越え角θｓを算出する。図４を参照する。符号２ＦＬ及び２ＦＲは自車両１の転舵輪を示し、符号２ＲＬ及び２ＲＲは転舵輪以外の車輪を示す。本明細書の例では、転舵輪２ＦＬ及び２ＦＲはそれぞれ左前輪及び右前輪であり、車輪２ＲＬ及び２ＲＲは、それぞれ左後輪及び右後輪である。

　段差乗り越え角算出部４０は、目標走行軌道２５として、転舵輪２ＦＬ及び２ＦＲの車軸３の中心位置Ｃが通る軌道を用いて、段差２４と平行な直線と目標走行軌道２５とのなす段差乗り越え角（段差２４と目標走行軌道２５とが交差する段差乗り越え角）θｓを算出する。
　このように、転舵輪２ＦＬ及び２ＦＲの車軸３の中心位置Ｃが通る軌道と、段差２４と平行な直線とのなす角を、段差乗り越え角θｓとして算出することにより、転舵輪２ＦＬ及び２ＦＲの向きと段差２４の伸びる方向とのなす角をより適切に算出できる。

　図３を参照する。再生成判定部４１は、目標走行軌道生成部３８が生成した目標走行軌道２５について算出した段差乗り越え角θｓに応じて、目標走行軌道を再生成するか否かを判定する。
　段差乗り越え角θｓが所定の閾値Ｔｈ以下の場合に、再生成判定部４１は、目標走行軌道を再生成すると判定する。段差乗り越え角θｓが所定の閾値Ｔｈより大きい場合に、再生成判定部４１は、目標走行軌道を再生成しないと判定する。再生成判定部４１は、判定結果を目標走行軌道生成部３８に出力する。

　さらに再生成判定部４１は、閾値Ｔｈを動的に変更してもよい。例えば再生成判定部４１は、段差２４の段差情報に応じて変化する閾値Ｔｈを設定してもよい。例えば再生成判定部４１は、段差２４が高いほどより大きな閾値Ｔｈを設定してよい。例えば再生成判定部４１は、段差２４の傾斜が大きいほどより大きな閾値Ｔｈを設定してよい。

　例えば再生成判定部４１は、自車両１のタイヤの扁平率又は外径に応じて変化する閾値Ｔｈを設定してもよい。例えば再生成判定部４１は、タイヤの扁平率が低いほどより大きな閾値Ｔｈを設定してよい。例えば再生成判定部４１は、タイヤの外径が小さいほどより大きな閾値Ｔｈを設定してよい。
　また、再生成判定部４１は、物体センサ１１から自車両１の周囲の障害物の障害物情報を取得してもよい。例えば図５Ａに示す状況では、障害物である柱４０ａ及び４０ｂが存在している。

　再生成判定部４１は、段差２４を乗り越えた後の自車両１が走行する予定の目標走行軌道２７の近傍に障害物４０ａ及び４０ｂが存在する場合に、より大きな閾値Ｔｈを設定してよい。
　図５Ｂを参照する。再生成判定部４１は、段差２４を乗り越えた後に自車両１が走行する予定の車線２３の車線幅Ｗ１が狭いほど、大きな閾値Ｔｈを設定してよい。車線幅Ｗ１の情報は、例えば地図データベース１４から取得してよい。

　図３を参照する。目標走行軌道を再生成すると再生成判定部４１が判定した場合に、目標走行軌道生成部３８は目標走行軌道を再生成する。
　目標走行軌道を再生成する際に、目標走行軌道生成部３８は、再生成した目標走行軌道の段差乗り越え角θｓが増大するように、目標走行軌道を再生成する。

　例えば、目標走行軌道生成部３８は、段差２４に向かって自車両１を旋回させる目標走行軌道の曲線緩和パラメータを低減することにより、段差乗り越え角θｓが増大するように目標走行軌道を再生成する。
　一方で、目標走行軌道を再生成しないと再生成判定部４１が判定した場合に、目標走行軌道生成部３８は、目標走行軌道と目標速度プロファイルを車両制御部４２へ出力する。

　これによって、目標走行軌道生成部３８は、段差乗り越え角θｓが閾値Ｔｈよりも大きくなるまで目標走行軌道の再生成を繰り返すので、段差乗り越え角θｓが閾値Ｔｈよりも大きい目標走行軌道が生成される。
　さらに、目標走行軌道生成部３８は、自車両１が段差２４を通過する時点の目標車速が所定の徐行速度（例えば１０［ｋｍ／ｈ］）以下となるように、目標速度プロファイルを設定してもよい。

　また、目標走行軌道生成部３８は、自車両１が段差２４を通過する時点の目標車速を動的に変更してもよい。
　例えば目標走行軌道生成部３８は、自車両１が段差２４を通過する時点の目標車速が段差２４の段差情報に応じて変化するように、目標速度プロファイルを設定してもよい。
　例えば目標走行軌道生成部３８は、段差２４が高いほど自車両１が段差２４を通過する時点の目標速度をより低く設定してよい。また例えば目標走行軌道生成部３８は、段差２４の傾斜が大きいほど自車両１が段差２４を通過する時点の目標速度をより低く設定してよい。

　例えば目標走行軌道生成部３８は、自車両１が段差２４を通過する時点の目標車速が、自車両１のタイヤの扁平率又は前記タイヤの外径に応じて変化するように、目標速度プロファイルを設定してもよい。例えば目標走行軌道生成部３８は、扁平率が低いほど自車両１が段差２４を通過する時点の目標速度をより低く設定してよい。また例えば目標走行軌道生成部３８は、タイヤの外径が小さいほど自車両１が段差２４を通過する時点の目標速度をより低く設定してよい。

　また、目標走行軌道生成部３８は、物体センサ１１から自車両１の周囲の障害物の障害物情報を取得してもよい。
　図５Ａを参照する。段差２４を乗り越えた後の自車両１が走行する予定の目標走行軌道２７の近傍に障害物４０ａ及び４０ｂが存在する場合に、自車両１が段差２４を通過する時点の目標速度がより低くなるように目標速度プロファイルを設定してよい。

　図５Ｂを参照する。目標走行軌道生成部３８は、段差２４を乗り越えた後に自車両１が走行する予定の車線２３の車線幅Ｗ１が狭いほど、自車両１が段差２４を通過する時点の目標速度がより低くなるように目標速度プロファイルを設定してよい。
　また、目標走行軌道生成部３８は、自車両１が段差２４を通過する時点の目標車速が、段差乗り越え角θｓに応じて変化するように、目標速度プロファイルを設定してもよい。

　例えば目標走行軌道生成部３８は、段差乗り越え角θｓが小さいほど自車両１が段差２４を通過する時点の目標速度をより低く設定してよい。
　図３を参照する。車両制御部４２は、目標走行軌道生成部３８から出力された目標速度プロファイルに従う速度で自車両１が目標走行軌道を走行するように、アクチュエータ１７を駆動する。

　（動作）
　次に、図６を参照して、実施形態における運転支援装置１０の動作の一例を説明する。
　ステップＳ１において物体検出部３０は、複数の物体検出センサを用いて、自車両１の周辺における物体の位置、姿勢、大きさ、速度などを検出する。
　ステップＳ２において検出統合部３３は、複数の物体検出センサの各々から得られた複数の検出結果を統合して、各物体に対して一つの検出結果を出力する。物体追跡部３４は、検出及び統合された各物体を追跡し、自車両１の周辺の物体の挙動を予測する。

　ステップＳ３において自車両位置推定部３１は、測位装置１３による測定結果や、車両センサ１２からの検出結果を用いたオドメトリに基づいて、所定の基準点に対する自車両１の位置、姿勢及び速度を計測する。
　ステップＳ４において地図取得部３２は、自車両１が走行する道路の構造を示す地図情報を取得する。
　ステップＳ５において地図内位置演算部３５は、ステップＳ３で計測された自車両１の位置、及びステップＳ４で取得された地図データから、地図上における自車両１の位置及び姿勢を推定する。

　ステップＳ６において運転行動計画決定部３６は、ステップＳ２で得られた検出結果（自車両１の周辺の物体の挙動）と、ステップＳ５で特定された自車両１の位置に基づいて、運転支援装置１０により実行する自車両１の運転行動を決定する。
　ステップＳ７において走行可能領域決定部３７、目標走行軌道生成部３８、段差判定部３９、段差乗り換え角算出部４０及び再生成判定部４１は、自車両１の目標走行軌道を生成するための軌道生成処理を実行する。

　図７を参照して、第１実施形態の軌道生成処理を説明する。ステップＳ１０において走行可能領域決定部３７は、運転行動計画決定部３６が決定した運転行動計画に従って、自車両１の運動特性、経路空間マップに基づいて、自車両１を走行させることができる走行可能領域を決定する。目標走行軌道生成部３８は、運転行動計画決定部３６が決定した運転行動、走行可能領域決定部３７が決定した走行可能領域に基づいて、目標走行軌道及び目標速度プロファイルを生成する。

　ステップＳ１１において段差判定部３９は、車線２０と平行に存在する段差２４の段差情報を取得する。
　ステップＳ１２において段差乗り越え角算出部４０は、目標走行軌道２５が段差２４を乗り越えるか否か（目標走行軌道２５が段差２４と交差するか否か）を判定する。目標走行軌道２５が段差２４を乗り越える場合に、段差乗り越え角θｓを算出する。

　再生成判定部４１は、段差乗り越え角θｓが所定の閾値Ｔｈ以下であるか否かを判定する。段差乗り越え角θｓが所定の閾値Ｔｈ以下の場合（ステップＳ１２：Ｙ）に処理はステップＳ１３へ進む。
　ステップＳ１３において目標走行軌道生成部３８は、段差２４に向かって自車両１を旋回させる目標走行軌道の曲線緩和パラメータを低減する。

　ステップＳ１４において目標走行軌道生成部３８は、ステップＳ１３で設定した曲線緩和パラメータを用いて、段差２４を乗り越える目標走行軌道を再生成する。その後に処理はステップＳ１２へ戻る。
　一方でステップＳ１２において、段差乗り越え角θｓが所定の閾値Ｔｈ以下でない場合（ステップＳ１２：Ｎ）に、目標走行軌道生成部３８は、目標走行軌道及び目標速度プロファイルを車両制御部４２へ出力して軌道生成処理は終了し、処理は図６のステップＳ８へ進む。
　図６を参照する。ステップＳ８において車両制御部４２は、ステップＳ７で生成した目標走行軌道や速度プロファイルに従って自車両１が走行するように自車両１を制御する。

　（変形例）
　上記の例では、目標走行軌道生成部３８が生成した目標走行軌道の段差乗り越え角θｓが所定の閾値Ｔｈ以下であるか否かを判定し、段差乗り越え角θｓが所定の閾値Ｔｈ以下である場合に目標走行軌道を再生成したが、本発明はこれに限定されない。目標走行軌道生成部３８は、段差２４を乗り越える目標走行軌道を生成する場合に、段差乗り越え角θｓが所定の閾値Ｔｈよりも大きくなるように、曲率緩和パラメータを適宜設定して目標走行軌道を生成してもよい。この場合に、図３に示す段差乗り越え角算出部４０と再生成判定部４１を省略してもよい。

　例えば、目標走行軌道生成部３８は、運転行動計画決定部３６が決定した運転行動計画と、段差判定部３９が取得した段差情報とに基づき、段差２４を乗り越える目標走行軌道を生成するか否かを判定してよい。
　段差２４を乗り越える目標走行軌道を生成する場合に、目標走行軌道生成部３８は、段差２４を乗り越えない目標走行軌道を生成する場合よりも小さな曲率緩和パラメータを適宜設定することにより、段差乗り越え角θｓが所定の閾値Ｔｈよりも大きな目標走行軌道を生成してよい。

　（第１実施形態の効果）
　（１）コントローラ１６は、目標走行軌道に沿って自車両１が走行するようにコントローラによって自車両１を制御する。段差判定部３９は、自車両１が走行する車線２０と平行に存在する段差２４の段差情報を取得する。目標走行軌道生成部３８は、段差２４を乗り越える目標走行軌道を生成する場合に段差乗り越え角θｓが閾値Ｔｈよりも大きくなるように、目標走行軌道を生成する。
　これにより、自車両１の転舵輪が段差２４を乗り越える角度が小さくなり、外乱が小さくなり、目標走行軌道に対する追従誤差を小さくすることができる。これにより、路外障害物との衝突の可能性を下げることができる。

　（２）目標走行軌道生成部３８は、自車両１の周囲の物体の検出結果に応じて目標走行軌道を生成する。目標走行軌道生成部３８は、生成した目標走行軌道と段差２４と平行な直線とがなす段差乗り越え角θｓが閾値Ｔｈ以下である場合に、段差乗り越え角θｓが閾値Ｔｈよりも大きくなるように目標走行軌道を再生成する。
　これにより、自車両１の転舵輪が段差２４を乗り越える角度が小さくなり、外乱が小さくなり、目標走行軌道に対する追従誤差を小さくすることができる。これにより、路外障害物との衝突の可能性を下げることができる。

　（３）再生成判定部４１は、段差２４が高いほど、又は段差２４の傾斜が大きいほど、より大きな閾値Ｔｈを設定してよい。
　段差が高い、傾斜角が大きいほど、段差２４からタイヤに入力される抵抗力が大きくなり、目標走行軌道に対する追従誤差が大きくなるため、閾値Ｔｈを大きくすることで、誤差を抑制できる。

　（４）再生成判定部４１は、自車両１のタイヤの扁平率が低いほど、又はタイヤの外径が小さいほど、より大きな閾値Ｔｈを設定してよい。
　転舵輪が外乱からの影響の受けやすさはタイヤ扁平率が低いほど、タイヤ外径が小さいほど、目標走行軌道に対する追従誤差が大きくなるため、閾値Ｔｈを大きくすることで、誤差を抑制できる。

　（５）再生成判定部４１は、自車両１の周囲の障害物の障害物情報を取得し、段差２４を乗り越えた後の自車両１が走行する予定の目標走行軌道の近傍に障害物がある場合に、より大きな閾値Ｔｈを設定してよい。
　段差２４を乗り越え後に目標走行軌道に対して近い位置に障害物があれば、閾値Ｔｈを大きくすることで、誤差を抑制し衝突を回避できる。

　（６）再生成判定部４１は、段差２４を乗り越えた後に自車両１が走行する予定の車線の車線幅が狭いほど、より大きな閾値Ｔｈを設定してよい。
　段差２４を乗り越えた後の走路幅が狭ければ、閾値Ｔｈを大きくすることで、誤差を抑制し走路外に逸脱し、障害物との衝突を回避できる。

　（７）目標走行軌道生成部３８は、自車両１が段差２４を通過する時点の目標車速を徐行速度に設定してよい。
　車速を低くすることで、段差２４を乗り越えた後の軌道修正を早く実施でき、誤差が大きい状態が継続せずに、目標走行軌道に対する追従性が向上する。

　（８）目標走行軌道生成部３８は、段差２４が高いほど、又は段差２４の傾斜が大きいほど、自車両１が段差２４を通過する時点の目標速度をより低く設定してよい。
　段差２４が高いほど、傾斜が大きいほど、段差２４を乗り越えた後の逸脱量が大きくなるため、車速を低くすることで、段差２４を乗り越えた後の軌道修正を早く実施でき、誤差が大きい状態が継続せずに、目標走行軌道に対する追従性が向上する。

　（９）目標走行軌道生成部３８は、自車両１のタイヤの扁平率が低いほど、又はタイヤの外径が小さいほど、自車両１が段差２４を通過する時点の目標速度をより低く設定してよい。
　タイヤ扁平率が小さいほど、タイヤ外径が小さいほど、段差２４を乗り越えた後の逸脱量が大きくなるため、車速を低くすることで、段差２４を乗り越えた後の軌道修正を早く実施でき、誤差が大きい状態が継続せずに、目標走行軌道に対する追従性が向上する。

　（１０）目標走行軌道生成部３８は、自車両１の周囲の障害物の障害物情報を取得し、段差２４を乗り越えた後の自車両１が走行する予定の目標走行軌道の近傍に障害物がある場合に、自車両１が段差２４を通過する時点の目標速度をより低く設定してよい。
　段差２４を乗り越えた後に障害物があれば、乗り越え後の衝突リスクが高くなるので、車速を低くすることで、段差２４を乗り越えた後の修正を早く実施でき、誤差が大きい状態が継続せずに、衝突を回避できる。

　（１１）目標走行軌道生成部３８は、段差２４を乗り越えた後に自車両１が走行する予定の車線の車線幅が狭いほど、自車両１が段差２４を通過する時点の目標速度をより低く設定してよい。
　車線幅が狭いほど、段差２４を乗り越え後の路外逸脱リスクが高くなるので、車速を低くすることで、段差２４を乗り越えた後の修正を早く実施でき、誤差が大きい状態が継続せずに、衝突を回避できる。

　（１２）目標走行軌道生成部３８は、段差乗り越え角θｓが小さいほど、自車両１が段差２４を通過する時点の目標車速をより低く設定してよい。
　段差乗り越え角θｓが小さい場合でも、車速を落とすことで経路の修正を素早く実施でき、誤差が大きい状態を継続せずに、衝突を回避できる。

　（１３）段差乗り越え角算出部４０は、目標走行軌道として自車両１の転舵輪の車軸の中心位置が通る軌道を用いて、段差２４と平行な直線と目標走行軌道とのなす段差乗り越え角θｓを算出してよい。
　車体中心ではなく、転舵輪の車軸の中心位置の軌道を考慮することで、転舵輪が段差２４を乗り越える際のタイヤ角度の厳密性を向上できる。

　（第２実施形態）
　次に、第２実施形態を説明する。段差乗り越え角θｓをどの程度９０度に近づけることができるかは、自車両１の走行シーンや、周囲環境等に依存する。すなわち、段差乗り越え角θｓを９０度に近づけるために調整可能な曲率緩和パラメータの許容範囲は、自車両１の走行シーンや、周囲環境等に依存する。このため、段差乗り越え角θｓが閾値Ｔｈよりも大きくなるように目標走行軌道を生成できない場合がある。

　図８Ａを参照する。車線２０から段差２４を乗り越えて分岐車線２８へ車線変更する目標走行軌道２７が生成されている場合を想定する。この場合には、分岐車線２８へ車線変更した後に反対側に転舵する必要があり、段差乗り越え角θｓを９０度に近づけると、曲率緩和パラメータの許容範囲を超えて、段差２４を乗り越えた後に分岐車線２８の走路境界の内側を走行できなくなる。このため、段差乗り越え角θｓを９０度に近づけることができない。

　図８Ｂを参照する。自車両１が段差２４を乗り越える前に走行している車線２０の車線幅Ｗ２が狭い場合にも、段差乗り越え角θｓを９０度に近づけると、曲率緩和パラメータの許容範囲を超えて、段差２４を乗り越える前に車線２０の走路境界の内側を走行できなくなる。この場合にも、段差乗り越え角θｓを９０度に近づけることができない。

　そこで、第２実施形態の目標走行軌道生成部３８は、自車両１が走路境界の内側を走行し且つ段差乗り換え角θｓが閾値Ｔｈよりも大きくなるように目標走行軌道を生成できるか否かを判定する。
　自車両１が走路境界の内側を走行し且つ段差乗り換え角θｓが閾値Ｔｈよりも大きくなるように目標走行軌道を生成できない場合には、目標走行軌道生成部３８は、自車両１が段差２４を通過する時点の目標車速を所定の徐行速度に設定する。
　これにより、段差乗り換え角θｓが閾値Ｔｈよりも大きくなるように目標走行軌道を生成できない場合であっても、段差２４を乗り越えた後の目標走行軌道からの逸脱量を抑え、段差２４を乗り越えた後の修正を素早くできる。

　図９を参照して第２実施形態の軌道生成処理を説明する。ステップＳ２０~Ｓ２３の処理は、図７を参照して説明したステップＳ１０~Ｓ１３の処理と同様である。
　ステップＳ２４において目標走行軌道生成部３８は、ステップＳ２３で低減した曲線緩和パラメータが所定の許容範囲内であるか否かを判定する。例えば、目標走行軌道生成部３８は、ステップＳ２３で低減した曲線緩和パラメータを使用して、自車両１が走路境界の内側を走行する目標走行軌道が生成できるか否かを判定する。
　曲線緩和パラメータが所定の許容範囲内でない場合（ステップＳ２４：Ｎ）に処理はステップＳ２６へ進む。

　ステップＳ２６において目標走行軌道生成部３８は、自車両１が段差２４を通過する時点の目標速度がより低くなるように目標速度プロファイルを設定する。例えば、自車両１が段差２４を通過する時点の目標速度が徐行速度となるように目標速度プロファイルを設定する。その後に軌道生成処理は終了し、処理は図６のステップＳ８へ進む。
　曲線緩和パラメータが所定の許容範囲内である場合（ステップＳ２４：Ｙ）に処理はステップＳ２５へ進む。ステップＳ２５の処理は図７を参照して説明したステップＳ１４の処理と同様である。その後に処理はステップＳ２２に戻る。

　（第２実施形態の効果）
　物体検出部３０は、自車両１が走行する車線２０の走路境界を検出する。目標走行軌道生成部３８は、自車両１が走路境界の内側を走行し且つ段差乗り換え角θｓが閾値Ｔｈよりも大きくなるように目標走行軌道を生成できない場合に、自車両１が段差２４を通過する時点の目標車速を徐行速度に設定する。
　これにより、段差乗り換え角θｓが閾値Ｔｈよりも大きくなるように目標走行軌道を生成できない場合であっても、段差２４を乗り越えた後の目標走行軌道からの逸脱量を抑え、段差２４を乗り越えた後の修正を素早くできる。

　ここに記載されている全ての例及び条件的な用語は、読者が、本発明と技術の進展のために発明者により与えられる概念とを理解する際の助けとなるように、教育的な目的を意図したものであり、具体的に記載されている上記の例及び条件、並びに本発明の優位性及び劣等性を示すことに関する本明細書における例の構成に限定されることなく解釈されるべきものである。本発明の実施例は詳細に説明されているが、本発明の精神及び範囲から外れることなく、様々な変更、置換及び修正をこれに加えることが可能であると解すべきである。

　１…自車両、２ＦＬ、２ＦＲ…転舵輪、２ＲＬ、２ＲＲ…車輪、３…車軸、１０…運転支援装置、１１…物体センサ、１２…車両センサ、１３…測位装置、１４…地図データベース、１５…通信装置、１６…コントローラ、１７…アクチュエータ、１８…プロセッサ、１９…記憶装置、３０…物体検出部、３１…自車両位置推定部、３２…地図取得部、３３…検出統合部、３４…物体追跡部、３５…地図内位置演算部、３６…運転行動計画決定部、３７…走行可能領域決定部、３８…目標走行軌道生成部、３９…段差判定部、４０…段差乗り換え角算出部、４１…再生成判定部、４２…車両制御部

Claims

　目標走行軌道に沿って自車両が走行するようにコントローラによって前記自車両を制御する運転支援方法であって、
　前記自車両が走行する車線に沿って存在する段差の段差情報を取得し、
　前記段差情報より前記自車両が前記段差を乗り越えると判定した場合に、前記段差と前記目標走行軌道とのなす角度である段差乗り越え角が閾値よりも大きくなるように、前記目標走行軌道を生成する、
　ことを特徴とする運転支援方法。
　前記自車両の周囲の物体の検出結果に応じて前記目標走行軌道を生成し、
　前記自車両が走行する車線に沿って存在する段差の段差情報を取得し、前記段差情報より前記段差を乗り越えると判定した場合に、生成した前記目標走行軌道と前記段差とがなす前記段差乗り越え角が前記閾値以下である場合に、前記段差乗り越え角が前記閾値よりも大きくなるように前記目標走行軌道を再生成又は修正する、
　ことを特徴とする請求項１に記載の運転支援方法。
　前記段差が高いほど、又は前記段差の傾斜が大きいほど、より大きな前記閾値を設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の運転支援方法。
　前記自車両のタイヤの扁平率が低いほど、又は前記タイヤの外径が小さいほど、より大きな前記閾値を設定することを特徴とする請求項１~３のいずれか一項に記載の運転支援方法。
　前記自車両の周囲の障害物の障害物情報を取得し、
　前記段差を乗り越えた後の前記自車両が走行する予定の前記目標走行軌道の近傍に障害物がある場合に、より大きな前記閾値を設定する、
　ことを特徴とする請求項１~４のいずれか一項に記載の運転支援方法。
　前記段差を乗り越えた後に前記自車両が走行する予定の車線の車線幅が狭いほど、より大きな前記閾値を設定することを特徴とする請求項１~５のいずれか一項に記載の運転支援方法。
　前記自車両が前記段差を通過する時点の目標車速を徐行速度に設定することを特徴とする請求項１~６のいずれか一項に記載の運転支援方法。
　前記段差が高いほど、又は前記段差の傾斜が大きいほど、前記自車両が前記段差を通過する時点の目標速度をより低く設定することを特徴とする請求項１~７のいずれか一項に記載の運転支援方法。
　前記自車両のタイヤの扁平率が低いほど、又は前記タイヤの外径が小さいほど、前記自車両が前記段差を通過する時点の目標速度をより低く設定することを特徴とする請求項１~８のいずれか一項に記載の運転支援方法。
　前記自車両の周囲の障害物の障害物情報を取得し、
　前記段差を乗り越えた後の前記自車両が走行する予定の前記目標走行軌道の近傍に障害物がある場合に、前記自車両が前記段差を通過する時点の目標速度をより低く設定する、
　ことを特徴とする請求項１~９のいずれか一項に記載の運転支援方法。
　前記段差を乗り越えた後に前記自車両が走行する予定の車線の車線幅が狭いほど、前記自車両が前記段差を通過する時点の目標速度をより低く設定することを特徴とする請求項１~１０のいずれか一項に記載の運転支援方法。
　前記自車両が走行する車線の走路境界を検出し、
　前記自車両が前記走路境界の内側を走行し且つ前記段差乗り換え角が前記閾値よりも大きくなるように前記目標走行軌道を生成できない場合に、前記自車両が前記段差を通過する時点の目標車速を徐行速度に設定する、
　ことを特徴とする請求項１~１１のいずれか一項に記載の運転支援方法。
　前記段差乗り越え角が小さいほど、前記自車両が前記段差を通過する時点の目標車速をより低く設定する、ことを特徴とする請求項１~１２のいずれか一項に記載の運転支援方法。
　前記目標走行軌道として前記自車両の転舵輪の車軸の中心位置が通る軌道を用いて、前記段差と前記目標走行軌道とのなす前記段差乗り越え角を算出することを特徴とする請求項１~１３のいずれか一項に記載の運転支援方法。
　目標走行軌道に沿って自車両が走行するように前記自車両を制御する運転支援装置であって、
　前記自車両の周囲の物体を検出するセンサと、
　前記自車両が走行する車線に沿って存在する段差の段差情報を取得し、前記段差情報より前記自車両が前記段差を乗り越えると判定した場合に、前記段差と前記目標走行軌道とのなす角度である段差乗り越え角が閾値よりも大きくなるように、前記目標走行軌道を生成するコントローラと、
　を備えることを特徴とする運転支援装置。