JP7543196B2 - 走行制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の走行動作を制御する走行制御装置に関する。

この種の装置として、従来、走行中に道路の区画線が検知できなくなると、車両の周囲の構造物の位置に基づいて道路上の自車両の走行位置を認識し、認識結果に基づいて車両の走行動作を制御するようにした装置が知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献１記載の装置は、車両の周囲の構造物の位置に基づいて検知した道路の境界と、高精度地図により得られた道路の境界から区画線までの距離の情報とに基づいて、自車両の走行位置を認識する。

特開２０１９－５３５９６号公報

しかしながら、特許文献１記載の装置では、路面上の区画線が検知されなくなった地点において、周囲に構造物が存在しないとき、自車両の走行位置を認識することが困難となり、車両の走行動作を良好に行うことが難しい。

本発明の一態様である走行制御装置は、目標軌道に沿って自車両の走行動作を制御する。走行制御装置は、自車両が走行する道路上の区画線を認識する区画線認識部と、道路の内側の領域と外側の領域との境界を認識する境界認識部と、区画線認識部により認識された区画線に基づいて、現時点から所定時間先までの自車両の目標軌道を生成する軌道生成部と、目標軌道と区画線認識部により認識された区画線との距離である第１距離と、目標軌道と境界認識部により認識された境界との距離である第２距離とを算出する算出部と、を備える。軌道生成部は、区画線認識部により認識された区画線のうち自車両の走行車線を区画する区画線に基づいて生成した仮目標軌道と、現時点より所定時間手前の時点において算出部により算出された第１距離および第２距離とに基づいて、目標軌道を生成する。

本発明によれば、道路の状態や周囲の状況によらずに車両の走行動作を良好に行うことができる。

本発明の実施形態に係る車両制御システムの全体構成を概略的に示すブロック図。 目標軌道の一例を示す図。 目標軌道の他の例を示す図。 本発明の実施形態に係る走行制御装置の要部構成を示すブロック図。 図３の算出部により算出される第１距離および第２距離を説明するための図。 仮目標軌道と第１目標軌道と第２目標軌道を模式的に示す図。 平均目標軌道の一例を示す図。 グループ化された目標軌道を模式的に示す図。 図３のコントローラのＣＰＵで実行される処理の一例を示すフローチャート。

以下、図１～図８を参照して本発明の実施形態について説明する。本発明の実施形態に係る走行制御装置は、自動運転機能を有する車両、すなわち自動運転車両に適用することができる。なお、本実施形態に係る走行制御装置が適用される車両を、他車両と区別して自車両と呼ぶことがある。自車両は、内燃機関（エンジン）を走行駆動源として有するエンジン車両、走行モータを走行駆動源として有する電気自動車、エンジンと走行モータとを走行駆動源として有するハイブリッド車両のいずれであってもよい。自車両は、ドライバによる運転操作が不要な自動運転モードでの走行だけでなく、ドライバの運転操作による手動運転モードでの走行も可能である。

まず、自動運転に係る概略構成について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る走行制御装置を有する車両制御システム１００の全体構成を概略的に示すブロック図である。図１に示すように、車両制御システム１００は、コントローラ１０と、コントローラ１０にそれぞれ通信可能に接続された外部センサ群１と、内部センサ群２と、入出力装置３と、測位ユニット４と、地図データベース５と、ナビゲーション装置６と、通信ユニット７と、走行用のアクチュエータＡＣとを主に有する。

外部センサ群１は、自車両の周辺情報である外部状況を検出する複数のセンサ（外部センサ）の総称である。例えば外部センサ群１には、自車両の全方位の照射光に対する散乱光を測定して自車両から周辺の障害物までの距離を測定するライダ、電磁波を照射し反射波を検出することで自車両の周辺の他車両や障害物等を検出するレーダ、自車両に搭載され、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を有して自車両の周辺（前方、後方および側方）を撮像するカメラなどが含まれる。

内部センサ群２は、自車両の走行状態を検出する複数のセンサ（内部センサ）の総称である。例えば内部センサ群２には、自車両の車速を検出する車速センサ、自車両の前後方向の加速度および左右方向の加速度（横加速度）をそれぞれ検出する加速度センサ、走行駆動源の回転数を検出する回転数センサ、自車両の重心の鉛直軸回りの回転角速度を検出するヨーレートセンサなどが含まれる。手動運転モードでのドライバの運転操作、例えばアクセルペダルの操作、ブレーキペダルの操作、ステアリングホイールの操作等を検出するセンサも内部センサ群２に含まれる。

入出力装置３は、ドライバから指令が入力されたり、ドライバに対し情報が出力されたりする装置の総称である。例えば入出力装置３には、操作部材の操作によりドライバが各種指令を入力する各種スイッチ、ドライバが音声で指令を入力するマイク、ドライバに表示画像を介して情報を提供するディスプレイ、ドライバに音声で情報を提供するスピーカなどが含まれる。

測位ユニット（ＧＮＳＳユニット）４は、測位衛星から送信された測位用の信号を受信する測位センサを有する。測位衛星は、ＧＰＳ衛星や準天頂衛星などの人工衛星である。測位ユニット４は、測位センサが受信した測位情報を利用して、自車両の現在位置（緯度、経度、高度）を測定する。

地図データベース５は、ナビゲーション装置６に用いられる一般的な地図情報を記憶する装置であり、例えばハードディスクや半導体素子により構成される。地図情報には、道路の位置情報、道路形状（曲率など）の情報、交差点や分岐点の位置情報、道路に設定された制限速度の情報が含まれる。なお、地図データベース５に記憶される地図情報は、コントローラ１０の記憶部１２に記憶される高精度な地図情報とは異なる。

ナビゲーション装置６は、ドライバにより入力された目的地までの道路上の目標経路を探索するとともに、目標経路に沿った案内を行う装置である。目的地の入力および目標経路に沿った案内は、入出力装置３を介して行われる。目標経路は、測位ユニット４により測定された自車両の現在位置と、地図データベース５に記憶された地図情報とに基づいて演算される。外部センサ群１の検出値を用いて自車両の現在位置を測定することもでき、この現在位置と記憶部１２に記憶される高精度な地図情報とに基づいて目標経路を演算するようにしてもよい。

通信ユニット７は、インターネット網や携帯電話網等に代表される無線通信網を含むネットワークを介して図示しない各種サーバと通信し、地図情報、走行履歴情報および交通情報などを定期的に、あるいは任意のタイミングでサーバから取得する。ネットワークには、公衆無線通信網だけでなく、所定の管理地域ごとに設けられた閉鎖的な通信網、例えば無線ＬＡＮ、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等も含まれる。取得した地図情報は、地図データベース５や記憶部１２に出力され、地図情報が更新される。

アクチュエータＡＣは、自車両の走行を制御するための走行用アクチュエータである。走行駆動源がエンジンである場合、アクチュエータＡＣには、エンジンのスロットルバルブの開度（スロットル開度）を調整するスロットル用アクチュエータが含まれる。走行駆動源が走行モータである場合、走行モータがアクチュエータＡＣに含まれる。自車両の制動装置を作動するブレーキ用アクチュエータと転舵装置を駆動する転舵用アクチュエータもアクチュエータＡＣに含まれる。

コントローラ１０は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）により構成される。より具体的には、コントローラ１０は、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）等の演算部１１と、ＲＯＭ，ＲＡＭ等の記憶部１２と、Ｉ／Ｏインターフェース等の図示しないその他の周辺回路とを有するコンピュータを含んで構成される。なお、エンジン制御用ＥＣＵ、走行モータ制御用ＥＣＵ、制動装置用ＥＣＵ等、機能の異なる複数のＥＣＵを別々に設けることができるが、図１では、便宜上、これらＥＣＵの集合としてコントローラ１０が示される。

記憶部１２には、高精度の詳細な地図情報（高精度地図情報と呼ぶ）が記憶される。高精度地図情報には、道路の位置情報、道路形状（曲率など）の情報、道路の勾配の情報、交差点や分岐点の位置情報、車線数の情報、車線の幅員および車線毎の位置情報（車線の中央位置や車線位置の境界線の情報）、地図上の目印としてのランドマーク（信号機、標識、建物等）の位置情報、路面の凹凸などの路面プロファイルの情報が含まれる。記憶部１２に記憶される高精度地図情報には、通信ユニット７を介して取得した自車両の外部から取得した地図情報、例えばクラウドサーバを介して取得した地図（クラウド地図と呼ぶ）の情報と、外部センサ群１による検出値を用いて自車両自体で作成される地図、例えばＳＬＡＭ（Simultaneous Localization and Mapping）等の技術を用いてマッピングにより生成される点群データからなる地図（環境地図と呼ぶ）の情報とが含まれる。記憶部１２には、各種制御のプログラム、プログラムで用いられる閾値等の情報についての情報も記憶される。

演算部１１は、機能的構成として、自車位置認識部１３と、外界認識部１４と、行動計画生成部１５と、走行制御部１６と、地図生成部１７とを有する。

自車位置認識部１３は、測位ユニット４で得られた自車両の位置情報および地図データベース５の地図情報に基づいて、地図上の自車両の位置（自車位置）を認識する。記憶部１２に記憶された地図情報と、外部センサ群１が検出した自車両の周辺情報とを用いて自車位置を認識してもよく、これにより自車位置を高精度に認識することができる。なお、道路上や道路脇の外部に設置されたセンサで自車位置を測定可能であるとき、そのセンサと通信ユニット７を介して通信することにより、自車位置を認識することもできる。

外界認識部１４は、ライダ、レーダ、カメラ等の外部センサ群１からの信号に基づいて自車両の周囲の外部状況を認識する。例えば自車両の周辺を走行する周辺車両（前方車両や後方車両）の位置や走行速度や加速度、自車両の周囲に停車または駐車している周辺車両の位置、および他の物体の位置や状態などを認識する。他の物体には、標識、信号機、道路の区画線や停止線等の標示（路面標示）、建物、ガードレール、電柱、看板、歩行者、自転車等が含まれる。他の物体の状態には、信号機の色（赤、青、黄）、歩行者や自転車の移動速度や向きなどが含まれる。他の物体のうち静止している物体の一部は、地図上の位置の指標となるランドマークを構成し、外界認識部１４は、ランドマークの位置と種別も認識する。

行動計画生成部１５は、例えばナビゲーション装置６で演算された目標経路と、自車位置認識部１３で認識された自車位置と、外界認識部１４で認識された外部状況とに基づいて、現時点から所定時間Ｔ先までの自車両の走行軌道（目標軌道）を生成する。目標経路上に目標軌道の候補となる複数の軌道が存在するときには、行動計画生成部１５は、その中から法令を順守し、かつ効率よく安全に走行する等の基準を満たす最適な軌道を選択し、選択した軌道を目標軌道とする。そして、行動計画生成部１５は、生成した目標軌道に応じた行動計画を生成する。行動計画生成部１５は、先行車両を追い越すための追い越し走行、走行車線を変更する車線変更走行、先行車両に追従する追従走行、走行車線を逸脱しないように車線を維持するレーンキープ走行、減速走行または加速走行等の走行態様に対応した種々の行動計画を生成する。行動計画生成部１５は、目標軌道を生成する際に、まず走行態様を決定し、走行態様に基づいて目標軌道を生成する。

走行制御部１６は、自動運転モードにおいて、行動計画生成部１５で生成された目標軌道に沿って自車両が走行するように各アクチュエータＡＣを制御する。より具体的には、走行制御部１６は、自動運転モードにおいて道路勾配などにより定まる走行抵抗を考慮して、行動計画生成部１５で算出された単位時間毎の目標加速度を得るための要求駆動力を算出する。そして、例えば内部センサ群２により検出された実加速度が目標加速度となるようにアクチュエータＡＣをフィードバック制御する。すなわち、自車両が目標車速および目標加速度で走行するようにアクチュエータＡＣを制御する。なお、手動運転モードでは、走行制御部１６は、内部センサ群２により取得されたドライバからの走行指令（ステアリング操作等）に応じて各アクチュエータＡＣを制御する。

地図生成部１７は、手動運転モードで走行しながら、外部センサ群１により検出された検出値を用いて、３次元の点群データからなる環境地図を生成する。具体的には、カメラ１ａにより取得された撮像画像から、画素ごとの輝度や色の情報に基づいて物体の輪郭を示すエッジを抽出するとともに、そのエッジ情報を用いて特徴点を抽出する。特徴点は例えばエッジの交点であり、建物の角や道路標識の角などに対応する。地図生成部１７は、抽出された特徴点を順次、環境地図上にプロットし、これにより自車両が走行した道路周辺の環境地図が生成される。カメラに代えて、レーダやライダにより取得されたデータを用いて自車両の周囲の物体の特徴点を抽出し、環境地図を生成するようにしてもよい。また、地図生成部１７は、環境地図を生成する際に、地図上の目印としての信号機、標識、建物等のランドマークがカメラにより取得された撮像画像に含まれているか否かを、例えばパターンマッチングの処理により判定する。そして、ランドマークが含まれていると判定すると、撮像画像に基づいて、環境地図上におけるランドマークの位置および種別を認識する。これらランドマーク情報は環境地図に含まれ、記憶部１２に記憶される。

自車位置認識部１３は、地図生成部１７による地図作成処理と並行して、自車両の位置推定処理を行う。すなわち、特徴点の時間経過に伴う位置の変化に基づいて、自車両の位置を推定して取得する。また、自車位置認識部１３は、自車両の周囲のランドマークとの相対的な位置関係に基づいて自車位置を推定して取得する。地図作成処理と位置推定処理とは、例えばＳＬＡＭのアルゴリズムにしたがって同時に行われる。地図生成部１７は、手動運転モードで走行するときだけでなく、自動運転モードで走行するときにも同様に環境地図を生成することができる。既に環境地図が生成されて記憶部１２に記憶されている場合、地図生成部１７は、新たに得られた特徴点により環境地図を更新してもよい。

ところで、行動計画生成部１５は、自車両の目標軌道を生成するとき、自車両が走行車線内の車線幅方向の所定位置（例えば中央）を走行するように目標軌道が生成される。図２Ａおよび図２Ｂは、目標軌道の一例を示す図である。そのとき、自車両の走行車線（以下、自車線と呼ぶ）ＬＮ１の区画線が消えていたり擦れていたりすると、図２Ｂに示すように、自車両１０１は、目標軌道ＴＯを適切に生成できなくなるおそれがある。図２Ｂの点線は、中央線ＣＬが擦れている様子を示している。図２Ｂに示す例では、中央線ＣＬが擦れている区間において対向車線ＬＮ２の車道外側線ＯＬが中央線ＣＬと誤認識され、目標軌道ＴＯが対向車線ＬＮ２側にずれている。このとき、自車両１０１が対向車線ＬＮ２側に寄ってしまい、自車両１０１と対向車線ＬＮ２を走行する対向車両とが接近するおそれがある。このように目標軌道ＴＯが適切に生成されないとき、走行動作を良好に行うことが困難になる。なお、自車両１０１が走行する道路の周囲にランドマークとなる構造物等が存在するときには、それらの構造物に基づいて目標軌道ＴＯのずれを修正することも可能である。しかしながら、郊外の道路など、構造物が周囲にあまり存在しないような道路では、目標軌道ＴＯのずれを修正することが困難である。そこで、道路の状態や周囲の状況によらずに良好な走行動作を行うことができるように、本実施形態では、以下のように走行制御装置を構成する。

図３は、本発明の実施形態に係る走行制御装置５０の要部構成を示すブロック図である。この走行制御装置５０は、自車両１０１の走行動作を制御するものであり、図１の車両制御システム１００の一部を構成する。図３に示すように、走行制御装置５０は、コントローラ１０と、カメラ１ａと、レーダ１ｂと、ライダ１ｃと、アクチュエータＡＣを有する。また、走行制御装置５０は、走行制御装置５０の一部を構成する軌道生成装置６０を有する。軌道生成装置６０は、走行制御装置５０の制御に用いられる目標軌道を生成するものである。

カメラ１ａは、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子（イメージセンサ）を有する単眼カメラであり、図１の外部センサ群１の一部を構成する。カメラ１ａはステレオカメラであってもよい。カメラ１ａは、自車両の周囲を撮像する。カメラ１ａは、例えば自車両の前部の所定位置に取り付けられ、自車両の前方空間を連続的に撮像し、対象物の画像データ（以下、撮像画像データまたは単に撮像画像と呼ぶ）を取得する。カメラ１ａは、撮像画像をコントローラ１０に出力する。レーダ１ｂは、自車両に搭載され、電磁波を照射し反射波を検出することで自車両の周辺の他車両や障害物等を検出する。レーダ１ｂは、検出値（検出データ）をコントローラ１０に出力する。ライダ１ｃは、自車両に搭載され、自車両の全方位の照射光に対する散乱光を測定して自車両から周辺の障害物までの距離を検出する。ライダ１ｃは、検出値（検出データ）をコントローラ１０に出力する。

コントローラ１０は、演算部１１（図１）が担う機能的構成として、区画線認識部１４１と、境界認識部１４２と、軌道生成部１５１と、算出部１５２と、走行制御部１６を有する。なお、区画線認識部１４１と境界認識部１４２と軌道生成部１５１と算出部１５２とは、軌道生成装置６０に含まれる。区画線認識部１４１および境界認識部１４２は、例えば図１の外界認識部１４により構成される。軌道生成部１５１および算出部１５２は、例えば図１の行動計画生成部１５により構成される。

区画線認識部１４１は、カメラ１ａにより取得された撮像画像データに基づいて、自車両１０１が走行する道路上の区画線を認識する。図２Ａに示す例では、区画線認識部１４１により、中央線ＣＬと車道外側線ＯＬ１，ＯＬ２とが認識される。境界認識部１４２は、カメラ１ａにより取得された撮像画像データに基づいて、道路の内側の領域と外側の領域との境界を認識する。図２Ａに示す例では、境界認識部１４２により、境界ＢＤ１，ＢＤ２が認識される。

軌道生成部１５１は、区画線認識部１４１により認識された区画線に基づいて、現時点から所定時間Ｔ先までの自車両の目標軌道を生成する。算出部１５２は、軌道生成部１５１により生成された目標軌道から区画線認識部１４１により認識された区画線までの距離である第１距離を算出する。また、算出部１５２は、軌道生成部１５１により生成された目標軌道から境界認識部１４２により認識された境界までの距離である第２距離を算出する。図４は、算出部１５２により算出される第１距離および第２距離を説明するための図である。

ここで、目標軌道の生成について説明する。軌道生成部１５１は、所定時間Ｔごとに目標軌道ＴＯを生成する。軌道生成部１５１により目標軌道ＴＯが生成されると、算出部１５２は、目標軌道ＴＯから区画線認識部１４１により認識された区画線までの距離である第１距離ＦＤ、および、目標軌道ＴＯから境界認識部１４２により認識された境界までの距離である第２距離ＳＤを算出する。図４には、目標軌道ＴＯから道路上の区画線ＣＬ，ＯＬ１，ＯＬ２までの第１距離ＦＤ１１，ＦＤ１２，ＦＤ１３が示されている。また、目標軌道ＴＯから境界認識部１４２により認識された境界ＢＤ１，ＢＤ２までの第２距離ＳＤ２１，ＳＤ２２が示されている。なお、第１距離および第２距離は、カメラ１ａにより取得される撮像画像データに基づいて算出してもよいし、記憶部１２に記憶されている高精度地図により得られる区画線や境界線の位置情報に基づいて算出してもよい。算出部１５２は、第１距離および第２距離を示す情報（以下、距離情報と呼ぶ）を記憶部１２に格納する。

軌道生成部１５１は、目標軌道ＴＯを生成するとき、まず、区画線認識部１４１により認識された区画線のうち自車線を区画する区画線（中央線ＣＬと車道外側線ＯＬ１）に基づいて仮目標軌道ＴＴを生成する。次いで、軌道生成部１５１は、記憶部１２に記憶された距離情報から、現時点より所定時間Ｔ手前の時点において算出部１５２により算出された第１距離ＦＤ（ＦＤ１１，ＦＤ１２，ＦＤ１３）を読み出す。軌道生成部１５１は、区画線認識部１４１により認識された区画線（中央線ＣＬと車道外側線ＯＬ１，ＯＬ２）と、記憶部１２から読み出した第１距離ＦＤ（ＦＤ１１，ＦＤ１２，ＦＤ１３）とに基づいて、第１目標軌道ＦＴを生成する。このとき、中央線ＣＬと第１距離ＦＤ１１とに基づき、第１目標軌道ＦＴ１が生成される。車道外側線ＯＬ１と第１距離ＦＤ１２とに基づき、第１目標軌道ＦＴ２が生成される。車道外側線ＯＬ２と第１距離ＦＤ１３とに基づき、第１目標軌道ＦＴ３が生成される。

次いで、軌道生成部１５１は、記憶部１２に記憶された距離情報から、現時点より所定時間Ｔ手前の時点において算出部１５２により算出された第２距離ＳＤ（ＳＤ２１，ＳＤ２２）を読み出す。軌道生成部１５１は、境界認識部１４２により認識された境界ＢＤ（ＢＤ１，ＢＤ２）と、記憶部１２から読み出した第２距離ＳＤ（ＳＤ２１，ＳＤ２２）とに基づいて、第２目標軌道ＳＴを生成する。このとき、境界ＢＤ１と第２距離ＳＤ２１とに基づき、第２目標軌道ＳＴ１が生成される。境界ＢＤ２と第２距離ＳＤ２２とに基づき、第２目標軌道ＳＴ２が生成される。図５は、仮目標軌道ＴＴと第１目標軌道ＦＴと第２目標軌道ＳＴを模式的に示す図である。図５に示す例では、中央線ＣＬが擦れているため、仮目標軌道ＴＴが斜めにずれて生成されている。なお、図の簡略化のため、図５では第１目標軌道ＦＴと第２目標軌道ＳＴとを１つずつ例示している。

軌道生成部１５１は、生成した仮目標軌道ＴＴと第１目標軌道ＦＴと第２目標軌道ＳＴとに基づいて、目標軌道ＴＯを生成する。具体的には、軌道生成部１５１は、仮目標軌道ＴＴと第１目標軌道ＦＴと第２目標軌道ＳＴとを平均して得られる平均目標軌道を、目標軌道ＴＯとして生成する。図６は、平均目標軌道の一例を示す図である。図６に示すように、仮目標軌道ＴＴと第１目標軌道ＦＴと第２目標軌道ＳＴとを自車線の幅方向をｘ軸、自車線の延在方向をｙ軸とする座標系で表したとき、平均目標軌道は、ｙ軸上の所定区間Δｄ毎に各軌道のｘ座標を平均して得られる位置データｐ０，ｐ１，ｐ２，ｐ３，・・・を接続して得られる線で表される。このように、仮目標軌道ＴＴをそのまま目標軌道ＴＯとせずに、各軌道の平均目標軌道を目標軌道ＴＯとすることで、図５に示す例のように中央線の擦れ等により仮目標軌道ＴＴが適切に生成されないときでも、より適切な目標軌道ＴＯを生成することができる。すなわち、自車両１０１が、自車線の所定位置（車線幅方向の所定位置）により近い位置を走行するようになる。なお、平均目標軌道を生成する際、自車両から各軌道を生成するときに基準とされた区画線または境界までの車線幅方向の距離に基づいて、各軌道のそれぞれに対して重み付けしてから各軌道の平均目標軌道を生成してもよい。例えば、自車両からの距離がより近い軌道に対してより大きい重み係数を乗算して、各軌道のそれぞれに対して重み付けしてもよい。

なお、軌道生成部１５１は、仮目標軌道ＴＴと第１目標軌道ＦＴと第２目標軌道ＳＴとの各軌道のそれぞれに対して信頼度を設定し、該信頼度を考慮して平均目標軌道を生成してもよい。具体的には、軌道生成部１５１は、各軌道のそれぞれに対して、自車両１０１から各軌道を生成するときに基準とされた区画線または道路の境界までの車線幅方向の距離が短いほど高い信頼度を設定する。そして、軌道生成部１５１は、信頼度が所定程度以下である軌道を除いて平均目標軌道を生成する。

また、片側複数車線の道路のように自車線以外の車線が多数存在する道路では、車線の数に応じて多数の第１目標軌道ＦＴが生成される。そのような場合には、仮目標軌道ＴＴと第１目標軌道ＦＴと第２目標軌道ＳＴの各軌道を互いの距離が近いもの同士でグループ化して、グループごとに信頼度の和を算出し、信頼度の和が最も高いグループの平均目標軌道を目標軌道としてもよい。図７は、グループ化された目標軌道を模式的に示す図である。図７に示す例では、互いの距離（車線幅方向の距離）が近い仮目標軌道ＴＴと第１目標軌道ＦＴ１，ＦＴ３と第２目標軌道ＳＴ１がグループＧＲ１に分類され、互いの距離が近い第１目標軌道ＦＴ２と第２目標軌道ＳＴ２がグループＧＲ２に分類されている。例えば、グループＧＲ１の信頼度の和がグループＧＲ２の信頼度の和より高いとき、グループＧＲ１の平均目標軌道が目標軌道として設定される。

走行制御部１６は、軌道生成部１５１により目標軌道ＴＯが生成されると、生成された目標軌道ＴＯに沿って自車両１０１が走行するように、各アクチュエータＡＣを制御する。

図８は、予め定められたプログラムに従い図３のコントローラ１０で実行される処理の一例、特に目標軌道の生成に関する処理の一例を示すフローチャートである。図８のフローチャートに示す処理は、例えば、自車両１０１が自動運転モードで走行中に所定周期（所定時間Ｔ）ごとに繰り返される。

まず、ステップＳ１１で、道路上の区画線および道路の境界を認識する。ステップＳ１２で、ステップＳ１１に認識された自車線の区画線に基づいて仮目標軌道ＴＴを生成する。ステップＳ１３で、記憶部１２に距離情報が記憶されているか否かを判定する。ステップＳ１３で否定されるとステップＳ１６に進む。ステップＳ１３で肯定されると、ステップＳ１４で、記憶部１２から距離情報を読み出す。より詳細には、現時点より所定時間Ｔ手前の時点において算出された第１距離ＦＤおよび第２距離ＳＤを読み出す。ステップＳ１５で、ステップＳ１４で読み出した距離情報に基づいて、ステップＳ１２で生成した仮目標軌道ＴＴを評価するための評価用目標軌道、すなわち、第１目標軌道ＦＴおよび第２目標軌道ＳＴを生成する。

ステップＳ１６で、目標軌道ＴＯを生成する。具体的には、ステップＳ１３，Ｓ１４が実行され評価用目標軌道ＦＴ，ＳＴが生成されているときは、評価用目標軌道ＦＴ，ＳＴに基づいて目標軌道ＴＯを生成する。一方、自動運転モードの走行を開始した直後など記憶部１２に距離情報が記憶されていないときは、ステップＳ１４，Ｓ１５の処理がスキップされるため、評価用目標軌道ＦＴ，ＳＴが生成されない。そのようなときは、仮目標軌道ＴＴをそのまま目標軌道ＴＯとして生成する。したがって、自動運転モードの走行は、自車線の区画線が消えていたり擦れていたりしない地点、すなわち自車線の区画線を認識可能な地点から開始されるのが好ましい。

ステップＳ１６で目標軌道ＴＯが生成されると、生成された目標軌道ＴＯに沿って自車両１０１が走行するように各アクチュエータＡＣが制御される。ステップＳ１７で、ステップＳ１６で生成した目標軌道ＴＯに基づいて第１距離ＦＤおよび第２距離ＳＤを算出し、算出した第１距離ＦＤおよび第２距離ＳＤを含む距離情報を記憶部１２に記憶する。

本発明の実施形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）走行制御装置５０は、目標軌道に沿って自車両１０１の走行動作を制御する。走行制御装置５０は、自車両１０１が走行する道路上の区画線（例えば、図２Ａの区画線ＣＬ，ＯＬ１，ＯＬ２）を認識する区画線認識部１４１と、道路の内側の領域と外側の領域との境界（例えば、図２Ａの境界ＢＤ１，ＢＤ２）を認識する境界認識部１４２と、区画線認識部１４１により認識された区画線に基づいて、現時点から所定時間先までの自車両の目標軌道を生成する軌道生成部１５１と、目標軌道と区画線認識部１４１により認識された区画線との距離である第１距離と、目標軌道と境界認識部１４２により認識された境界との距離である第２距離とを算出する算出部１５２と、を備える。軌道生成部１５１は、区画線認識部１４１により認識された区画線のうち自車線を区画する区画線に基づいて生成した仮目標軌道と、現時点より所定時間手前の時点において算出部１５２により算出された第１距離および第２距離とに基づいて、目標軌道を生成する。これにより、道路の状態や周囲の状況によらずに、自車両が自車線内の所定位置（例えば、中央）を走行するように目標軌道を生成することができ、車両の走行動作を良好に行うことができる。

（２）軌道生成部１５１は、区画線認識部１４１により認識された区画線と現時点より所定時間手前の時点において算出部１５２により算出された第１距離とに基づいて第１目標軌道を生成する。また、軌道生成部１５１は、境界認識部１４２により認識された境界と現時点より所定時間手前の時点において算出部１５２により算出された第２距離とに基づいて第２目標軌道を生成する。そして、軌道生成部１５１は、仮目標軌道と第１目標軌道と第２目標軌道とに基づいて、目標軌道を生成する。具体的には、軌道生成部１５１は、仮目標軌道と第１目標軌道と第２目標軌道とを平均して得られる平均目標軌道を、目標軌道として生成する。これにより、区画線が認識できないときでも適切に目標軌道を生成することができる。

（３）軌道生成部１５１は、仮目標軌道と第１目標軌道と第２目標軌道との各軌道のそれぞれに対して、自車両１０１から各軌道を生成するときに基準とされた区画線または道路の境界までの車線幅方向の距離が短いほど大きな重み付け係数を乗算し、重み付け係数を乗算した各軌道を平均して平均目標軌道を生成する。これにより、道路の構造に応じて目標軌道を適切に生成することができる。

（４）軌道生成部１５１は、仮目標軌道と第１目標軌道と第２目標軌道との各軌道のそれぞれに対して、自車両１０１から各軌道を生成するときに基準とされた区画線または道路の境界までの車線幅方向の距離が短いほど高い信頼度を設定する。そして、信頼度が所定程度以下である軌道を除いて平均目標軌道を生成する。これにより、自車線により近い区画線や境界が平均目標軌道の生成に優先的に用いられるようになり、より適切な目標軌道を生成することができる。

（５）算出部１５２は、区画線認識部１４１により自車線以外の他の車線の区画線が認識されるとき、各車線のそれぞれについて第１距離を算出する。軌道生成部１５１は、各車線のそれぞれについて算出された第１距離に基づいて、各車線のそれぞれに対応する第１目標軌道を生成する。これにより、片側複数車線のように自車線以外の車線が多数存在する道路においても、目標軌道を適切に生成することができる。

上記実施形態は種々の形態に変形することができる。以下、いくつかの変形例について説明する。上記実施形態では、カメラ１ａにより自車両の周囲の状況を検出するようにしたが、自車両の周囲の状況を検出するのであれば、車載検出器の構成はいかなるものでもよい。例えば、車載検出器は、レーダ１ｂやライダ１ｃであってもよい。また、上記実施形態では、区画線認識部１４１が、カメラ１ａの撮像画像データに基づいて、道路上の区画線を認識するようにした。しかしながら、区画線認識部とは、レーダ１ｂやライダ１ｃの検出データに基づいて道路上の区画線を認識してもよいし、記憶部１２に記憶されている高精度地図により得られる区画線の位置情報から道路上の区画線を認識してもよい。また、上記実施形態では、境界認識部１４２が、カメラ１ａの撮像画像データに基づいて、道路の境界を認識するようにした。しかしながら、境界認識部とは、レーダ１ｂやライダ１ｃの検出データに基づいて道路の境界を認識してもよいし、記憶部１２に記憶されている高精度地図により得られる道路の境界の位置情報から道路の境界を認識してもよい。

また、上記実施形態では、軌道生成部１５１が、区画線認識部１４１により認識された区画線のうち自車線を区画する区画線に基づいて生成した仮目標軌道と、現時点より所定時間手前の時点において算出部１５２により算出された第１距離および第２距離とに基づいて、目標軌道を生成するようにした。しかしながら、軌道生成部は、自車両が走行中に、自車線を区画する区画線と他の車線の区画線や道路の境界との距離（現時点における距離）を算出するようにして、仮目標軌道とその距離とに基づいて目標軌道を生成するようにしてもよい。そのような方法によっても、自車線を区画する区画線が擦れ等により認識できない道路において目標軌道を適切に生成することができる。

また、上記実施形態では、走行制御装置５０を自動運転車両に適用したが、走行制御装置５０は、自動運転車両以外の車両にも適用可能である。例えば、ＡＤＡＳ（Advanced driver-assistance systems）を備える手動運転車両にも走行制御装置５０を適用することができる。さらに、上記実施形態では、自動運転モードで走行しながら図８に示す処理を実行するようにしたが、手動運転モードでＡＤＡＳによる車線維持走行を行っているときなどにも図８に示す処理を実行してもよい。

以上の説明はあくまで一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、上述した実施形態および変形例により本発明が限定されるものではない。上記実施形態と変形例の一つまたは複数を任意に組み合わせることも可能であり、変形例同士を組み合わせることも可能である。

１ａ カメラ、１ｂ レーダ、１ｃ ライダ、１０ コントローラ、５０ 走行制御装置、６０ 軌道生成装置、１４１ 区画線認識部、１４２ 境界認識部、１５１ 軌道生成部、１５２ 算出部、１６ 走行制御部、ＡＣ アクチュエータ、１００ 車両制御システム

Claims (6)

1. 目標軌道に沿って自車両の走行動作を制御する走行制御装置であって、
   自車両が走行する道路上の区画線を認識する区画線認識部と、
   前記道路の内側の領域と外側の領域との境界を認識する境界認識部と、
   前記区画線認識部により認識された区画線に基づいて、現時点から所定時間先までの自車両の前記目標軌道を生成する軌道生成部と、
   前記目標軌道と前記区画線認識部により認識された区画線との距離である第１距離と、前記目標軌道と前記境界認識部により認識された境界との距離である第２距離とを算出する算出部と、を備え、
   前記軌道生成部は、前記区画線認識部により認識された区画線のうち自車両の走行車線を区画する区画線に基づいて生成した仮目標軌道と、現時点より所定時間手前の時点において前記算出部により算出された前記第１距離および前記第２距離とに基づいて、前記目標軌道を生成することを特徴とする走行制御装置。
2. 請求項１に記載の走行制御装置において、
   前記軌道生成部は、前記区画線認識部により認識された区画線と現時点より所定時間手前の時点において前記算出部により算出された前記第１距離とに基づいて第１目標軌道を生成し、前記境界認識部により認識された境界と現時点より所定時間手前の時点において前記算出部により算出された前記第２距離とに基づいて第２目標軌道を生成し、前記仮目標軌道と、前記第１目標軌道および前記第２目標軌道とに基づいて、前記目標軌道を生成することを特徴とする走行制御装置。
3. 請求項２に記載の走行制御装置において、
   前記軌道生成部は、前記仮目標軌道と前記第１目標軌道と前記第２目標軌道とを平均して得られる平均目標軌道を、前記目標軌道として生成することを特徴とする走行制御装置。
4. 請求項３に記載の走行制御装置において、
   前記軌道生成部は、前記仮目標軌道と前記第１目標軌道と前記第２目標軌道との各軌道のそれぞれに対して、自車両から前記各軌道を生成するときに基準とされた道路上の区画線または道路の境界までの車線幅方向の距離が短いほど大きな重み付け係数を乗算し、前記重み付け係数を乗算した前記各軌道を平均して前記平均目標軌道を生成することを特徴とする走行制御装置。
5. 請求項３または４に記載の走行制御装置において、
   前記軌道生成部は、前記仮目標軌道と前記第１目標軌道と前記第２目標軌道との各軌道のそれぞれに対して、自車両から前記各軌道を生成するときに基準とされた道路上の区画線または道路の境界までの車線幅方向の距離が短いほど高い信頼度を設定し、前記信頼度が所定程度以下である軌道を除いて前記平均目標軌道を生成することを特徴とする走行制御装置。
6. 請求項２から５のうちのいずれか１項に記載の走行制御装置において、
   前記算出部は、前記区画線認識部により自車両の走行車線以外の車線の区画線が認識されるとき、各車線のそれぞれについて前記第１距離を算出し、
   前記軌道生成部は、前記各車線のそれぞれについて算出された前記第１距離に基づいて、前記各車線のそれぞれに対応する前記第１目標軌道を生成することを特徴とする走行制御装置。

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