CN107433948B - 路径引导装置以及路径引导方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种路径引导装置以及路径引导方法，能够在单侧存在多个车道的道路中较佳地进行路径引导。在路径引导装置(12)或路径引导方法中，基于与从当前车道(502cur)到达目标车道(502tar)为止所需的所需变道次数(Nlcn)对应的总所需距离(Dlcttl)、和从当前位置(Pcur)直至进路变更预定地点(Prc)为止的剩余距离(Dre)，来判定自动或手动的变道时机。当变道时机到来时，引导所述自动或手动的变道时机或者执行所述自动变道。

Description

路径引导装置以及路径引导方法
技术领域
本发明涉及一种为了手动驾驶或自动驾驶而对直至目标地点为止的车辆路径进行引导的路径引导装置及路径引导方法。
背景技术
专利文献1的目的在于提供一种车辆的自动驾驶装置，既能实现设备的简化，又能顺利地进行从自动驾驶向手动驾驶的转变([0004]，说明书摘要)。
为了达成该目的，在专利文献1(说明书摘要)中，自动驾驶装置1的自动驾驶电子控制单元(Electronically Controlled Unit，ECU)2具有：高速道路径设定部10，使用保存在地图数据库16中的道路地图信息，设定直至目的地为止的所有路线(route)中的应行驶的高速道路区间；退出区域(area)设定部11，将高速道路区间中的出口IC的一个跟前的PA(最终PA)设定为退出区域；自动驾驶交接地点设定部12，将高速道路区间中的最终PA跟前的地点设定为用于开始从自动驾驶向手动驾驶的交接的交接地点；以及自动驾驶动作控制部15，当自动驾驶开关5切换为启动(ON)时，以将退出区域作为目的地来进行自动驾驶的方式进行控制。
而且，专利文献1中，在驾驶员正在打瞌睡的情况下，使自身车辆A强制性地停止在退出区域B(最终PA)([0028]、[0029])。
专利文献2的目的在于，能够将任意部位设定为自动行驶控制的目的地点，并且在与各立交枢纽(interchange)的实际形状或结构一致的最佳位置结束自动行驶([0007])。
为了达成该目的，专利文献2(说明书摘要)的自动行驶控制***包括：电子化道路信息重放部件，重放电子化道路信息；位置检测部件，检测自身车辆的位置；预定行驶路径设定部件，基于所述重放的电子化道路信息来设定直至所指定的目的地点为止的自身车辆的预定行驶路径；以及自动行驶控制部件，对沿着所述已设定的预定行驶路径的自动行驶进行控制。自动行驶控制***还包括控制点设定部件，该控制点设定部件对应于所述电子化道路信息中所含的各节点(node)而设定用于使所述自动行驶控制介入的介入地点、与用于使所述自动行驶控制退出的退出地点。
专利文献2中，能够设定高速道路上的立交枢纽A来作为目的地点或出发地点([0016]、图4)。而且，专利文献2中，对于在交叉点等需要变更进路的部位跟前通过消息(message)的声音输出等来进行引导的现有技术有所提及([0002])。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2008-290680号公报
专利文献2：日本专利特开平11-102157号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
如上所述，专利文献1中，在驾驶员正在打瞌睡的情况下，使自身车辆A强制性地停止在退出区域B(最终PA)([0028]、[0029])。高速道路多为单侧包含多个车道(lane)，但在专利文献1中，对于在单侧包含多个车道的情况下，如何使自身车辆A变更车道并未作研讨。
同样，专利文献2中，虽有关于自动行驶的目的地点或出发地点的设定的揭示([0016]、图4)，但对于在自动行驶时如何变更车道并未作研讨。而且，专利文献2中，对于在需要变更进路的部位跟前通过消息的声音输出等来进行引导的现有技术有所提及([0002])。但是，对于在单侧包含多个车道的情况下，如何进行如上所述的引导也未作研讨。
本发明是考虑到如上所述的问题而完成，其目的在于提供一种在单侧存在多个车道的道路中能够适宜地进行路径引导的路径引导装置以及路径引导方法。
[解决问题的技术手段]
本发明的路径引导装置是为了手动驾驶或自动驾驶而对直至目标地点为止的车辆路径进行引导，包括：
当前车道检测部，检测在单侧存在多个车道的第1道路上所述车辆所行驶的当前车道；
目标车道计算部，算出在作为所述车辆变更进路的预定分岔点的进路变更预定地点中的所述车辆应行驶的目标车道；
总所需距离计算部，算出与从所述当前车道到达所述目标车道为止所需的所需变道次数对应的总所需距离；
剩余距离计算部，算出从所述车辆的当前位置直至所述进路变更预定地点为止的剩余距离；
时机判定部，基于所述总所需距离及所述剩余距离来判定自动或手动的变道时机；以及
变道支持部，当所述变道时机到来时，引导所述自动或手动的变道时机或者执行所述自动变道。
根据本发明，基于与从当前车道到达目标车道为止所需的所需变道次数对应的总所需距离、和从当前位置直至进路变更预定地点为止的剩余距离，来判定自动或手动的变道时机。并且，当所述变道的时机到来时，引导自动或手动的变道时机或者执行自动变道。
由此，在从总所需距离反算出的时机，引导自动或手动的变道时机或者执行自动变道。因而，例如与在手动驾驶中以一开始便在目标车道上行驶的方式进行引导的情况、或者以一开始便在目标车道上行驶的方式进行自动驾驶的情况相比较，能够进行限制相对较少的行驶。因而，能够提高车辆行驶时的自由度，从而能较佳地进行路径引导。
而且，在手动驾驶中完全不引导自动或手动的变道时机的情况下，若驾驶者在即将到达进路变更预定地点之前欲移动到目标车道，则可能产生无法流畅地行驶的情况。根据本发明，驾驶者通过变道时机的引导，能在到达进路变更预定地点之前流畅地到达目标车道。
所述当前车道检测部也可从地图信息数据库获取与所述当前位置对应的所述第1道路的车道数。而且，所述当前车道检测部也可对进入所述第1道路后的变道次数进行计数以确定所述当前车道。由此，即使在当前位置的检测精度相对较低，而基于当前位置无法检测出在哪个车道上行驶的情况下，仍能够确定当前车道。
所述当前车道检测部也可基于前方摄像机所拍摄的所述车辆的前方图像来检测车道标记(lane mark)。而且，所述当前车道检测部也可基于所述车辆横切所述车道标记的方向及次数来对进入所述第1道路后的所述变道次数进行计数(count)。由此，即使在当前位置的检测精度相对较低，而基于当前位置无法检测出在哪个车道上行驶的情况下，仍能够通过使用前方图像来相对较高精度地确定当前车道。
所述当前车道检测部也可在从所述前方图像中检测出所述车辆左右的其中一侧的实线的所述车道标记与另一侧的虚线的所述车道标记时，设定所述第1道路中的所述当前车道的初始值。由此，能够以相对较简易的方法来判定第1道路的开始点。
所述剩余距离计算部也可将所述进路变更预定地点设定为
所述车辆应驶下的立交枢纽中的所述第1道路的出口、或者
所述第1道路分为多个道路的交汇点或分岔路、或者
所述车辆应转弯的交叉点。
由此，能够在车辆于立交枢纽、交汇点、分岔路或交叉点进行变道的情况下，事先流畅地进行所需的变道。
所述剩余距离计算部也可使用经由通信装置而从外部获取的所述进路变更预定地点的拥堵距离信息，来将所述进路变更预定地点修正为跟前侧。由此，即使在进路变更预定地点发生了拥堵的情况下，也容易配合拥堵来进行向目标车道的变道。
本发明的路径引导方法使用路径引导装置来对直至目标地点为止的车辆路径进行引导，其中，
所述路径引导装置执行：
当前车道检测步骤(step)，检测在单侧存在多个车道的第1道路上所述车辆所行驶的当前车道；
目标车道计算步骤，算出在作为所述车辆需要变更进路的分岔点的进路变更预定地点中的所述车辆应行驶的目标车道；
总所需距离计算步骤，算出与从所述当前车道到达所述目标车道为止所需的所需变道次数对应的总所需距离；
剩余距离计算步骤，算出从所述车辆的当前位置直至所述进路变更预定地点为止的剩余距离；
时机判定步骤，基于所述总所需距离及所述剩余距离来判定自动或手动的变道时机；以及
变道支持步骤，当所述变道时机到来时，引导所述自动或手动的变道时机或者执行所述自动变道。
[发明的效果]
根据本发明，在单侧存在多个车道的道路中，能够较佳地进行路径引导。
附图说明
图1是表示具备本发明的一实施方式的路径引导装置的车辆结构的框图。
图2是表示所述实施方式的所述路径引导装置及其周边结构的详细的框图。
图3是用于说明所述实施方式的变道引导控制中的变道引导时机、与伴随于此的所述车辆的动作的图。
图4是所述实施方式的所述变道引导控制的流程图。
图5是在所述实施方式中算出最近的进路变更预定地点的流程图。
图6是用于说明在所述实施方式中，伴随所述车辆变道的当前车道检测的图。
图7A是表示干线的车道数为1的汇流地点的图。图7B是表示干线的车道数为2的汇流地点的图。图7C是表示干线的车道数为3的汇流地点的图。
图8是变形例的自动变道(ALC)控制的流程图。
[符号的说明]
10：车辆
12：路径引导装置
14：行驶支持装置
16：驱动力控制***
18：制动力控制***
20：EPS***
22：方向指示器
24：车速传感器
26：偏摆角速度传感器
30：发动机(驱动源)
32：加速器踏板
34：AP传感器
36：驱动ECU
40：制动器踏板
42：BP传感器
44：制动器机构
46：制动ECU
50：方向盘
52：EPS马达
54：扭矩传感器
56：舵角传感器
58：EPS ECU
80、150：输入/输出部
82：通信部(通信装置)
84：GPS传感器
86、152：运算部
88、154：存储部
90：触控面板
92：扬声器
100：路径计算部
102：变道引导部
110：当前车道计算部(当前车道检测部)
112：目标车道计算部
114：总所需距离计算部
116：剩余距离计算部
118：时机判定部
120：时机引导部(变道支持部)
122：地图信息DB
130：前方摄像机
132：前方雷达
134l、134r：侧方雷达
136：LKAS开关
138：行驶支持ECU
156：通信线
160：周边物体识别部
162：车道标记识别部
164：LKAS控制部
166：ALC控制部
168：切换控制部
200：物体
300：交通信息服务器(外部)
500、500a～500e：高速道路(第1道路)
502、502a～502r：车道
502cur：当前车道
502tar：目标车道
504、504a～504z：车道标记
506：高速道路的出口
Dlcttl：变道总所需距离(总所需距离)
Dre：剩余距离
Icf：前方图像
Ijd：拥堵距离信息
Lv：距离
Nlc：变道次数
Nlcn：所需变道次数
Nln：车道数
P11～P15、P21～P25：地点
Pcur：当前位置
Pgoal：最终目标地点(目标地点)
Pln：车道属性
Prc：进路变更预定地点
Prcc：进路变更预定地点的候补
S11～S24、S31～S35、S51～S55：步骤
Scf：图像信号
Srf、Srl、Srr：反射波信号
Tst：转向扭矩
V：车速
Wr：反射波
Wt：发送波
Yr：偏摆角速度
α、α′：余裕值
θap：AP操作量
θbp：BP操作量
θst：舵角
具体实施方式
A.一实施方式
[A-1.结构]
(A-1-1.整体结构)
图1是表示具备本发明的一实施方式的路径引导装置12的车辆10的结构的框图。图1中，除了车辆10(以下也称作“自车10”)以外，还示出了交通信息服务器(server)300。车辆10除了路径引导装置12以外，还具有行驶支持装置14、驱动力控制***16、制动力控制***18、电动助力转向***(Electric Power Steering System)20(以下称作“EPS***20”)、方向指示器22、车速传感器24及偏摆角速度(yaw rate)传感器26。
路径引导装置12为了手动驾驶或自动驾驶而进行沿着直至目标地点Pgoal(以下也称作“最终目标地点Pgoal”)为止的、自车10的预定路径Rv(以下也称作“路径Rv”)的路径引导。本实施方式的路径引导装置12引导进行变道的时机。
行驶支持装置14对出现在自车10周围的各种周边物体200(例如周边车辆、步行者及墙壁(均未图示))与车道标记(图3的车道标记504a～504d等)进行检测。并且，行驶支持装置14使用周边物体200及车道标记504来支持自车10的行驶。
驱动力控制***16具有发动机(engine)30(驱动源)、加速器踏板(acceleratorpedal)32、加速器踏板操作量传感器34(以下也称作“AP传感器34”)及驱动电子控制装置36(以下称作“驱动ECU36”)。AP传感器34检测加速器踏板32的操作量θap(以下也称作“AP操作量θap”或“操作量θap”)[％]。
驱动ECU36使用操作量θap等来执行车辆10的驱动力控制。在驱动力控制时，驱动ECU36经由发动机30的控制来控制车辆10的驱动力。本实施方式的驱动力控制包含自适应巡航控制(Adaptive Cruise Control，ACC)。自适应巡航控制是如下所述的控制，即：以使车速V[km/h]与目标车速Vtar一致的方式来使自车10行驶，并且当在与自车10相同的车道上存在先行车时，将与该先行车之间的距离保持为与车速V相应的目标距离。
制动力控制***18具有制动器踏板(brake pedal)40、制动器踏板操作量传感器42(以下也称作“BP传感器42”)、制动器机构44及制动电子控制装置46(以下称作“制动ECU46”)。BP传感器42检测制动器踏板40的操作量θbp(以下也称作“BP操作量θbp”或“操作量θbp”)[％]。
制动ECU46使用操作量θbp等来执行车辆10的制动力控制。在制动力控制时，制动ECU46经由制动器机构44等的控制来控制车辆10的制动力。
EPS***20具有方向盘50、EPS马达52、扭矩传感器(torque sensor)54、舵角传感器56以及EPS电子控制装置58(以下称作“EPS ECU58”或“ECU58”)。EPS马达52连接于从方向盘50直至未图示的车轮为止的任一处，以赋予转向辅助力。扭矩传感器54检测从驾驶者对方向盘50的扭矩Tst(以下也称作“转向扭矩Tst”)。舵角传感器56检测方向盘50的舵角θst。
EPS ECU58执行转向辅助控制，即，根据转向扭矩Tst等来产生转向辅助力，由此来辅助驾驶者的转向。
方向指示器22是配置在方向盘50周边的开关(转向指示灯开关(winkerswitch))，基于驾驶者的操作来使左侧(左转方向)或右侧(右转方向)的方向指示灯闪烁。车速传感器24检测车辆10的车速V并输出至行驶支持装置14等。偏摆角速度传感器26检测车辆10的偏摆角速度Yr并输出至行驶支持装置14等。
(A-1-2.路径引导装置12)
图2是表示本实施方式的路径引导装置12及其周边结构的详细的框图。路径引导装置12对车辆10的直至目的地Ptar为止的路径Rv进行引导。本实施方式中，目的地Ptar是假定最终的目的地，但也能够将中间的目的地设为目的地Ptar。
如图2所示，路径引导装置12具有输入/输出部80、通信部82、全球定位***(Global Positioning System)传感器84(以下称作“GPS传感器84”)、运算部86及存储部88。输入/输出部80进行路径引导装置12与其他部位之间的信号的输入/输出，包含乘员(包含驾驶者)的操作输入/输出装置(人机接口(Human-Machine Interface，HMI))。本实施方式的输入/输出部80包含触控面板(touch panel)90及扬声器(speaker)92。
通信部82(通信装置)进行与外部设备的无线通信。此处的外部设备例如包含交通信息服务器300(图1)。交通信息服务器300对各车辆10的路径引导装置12提供拥堵信息Ijam、事故信息、施工信息(可包含将来的施工信息)等交通信息。或者，外部设备也可包含路径引导服务器。路径引导服务器基于从路径引导装置12接收的车辆10的当前位置Pcur及目的地Ptar，取代路径引导装置12而生成或算出路径Rv。
GPS传感器84(当前位置检测部)检测车辆10的当前位置Pcur。
运算部86通过执行存储在存储部88中的程序(program)，从而对路径引导装置12整体进行控制，例如包含中央处理装置(Central Processing Unit，CPU)。如图2所示，运算部86包含路径计算部100及变道引导部102。
路径计算部100通过乘员(包含驾驶者)的操作或者自动地生成或算出直至目的地Ptar为止的路径Rv。即，路径计算部100在自车10的进路偏离预定路径Rv的情况下，生成直至目的地Ptar为止的新的路径Rv。而且，路径计算部100在由乘员经由输入/输出部80设定了新的目的地Ptar的情况下，生成直至新的目的地Ptar为止的新的路径Rv。
变道引导部102执行引导变道时机的变道引导控制的大部分。如图2所示，变道引导部102包含当前车道计算部110、目标车道计算部112、总所需距离计算部114、剩余距离计算部116、时机判定部118及时机引导部120。
当前车道计算部110(当前车道检测部)对在单侧存在多个车道(图3的车道502a～502d等)的道路(图3的高速道路500a等)中的自车10所行驶的车道(当前车道)进行检测。
目标车道计算部112算出在作为车辆10需要变更进路的分岔点的进路变更预定地点Prc(暂定目标地点)中的车辆10应行驶的车道(目标车道)。
总所需距离计算部114算出与从当前车道到达目标车道为止所需的所需变道次数Nlcn对应的总所需距离Dlcttl。
剩余距离计算部116算出从当前位置Pcur直至进路变更预定地点Prc为止的剩余距离Dre。进路变更预定地点Prc例如被设定为车辆10应驶下的立交枢纽、或者高速道路500a等(第1道路)分为多个道路的交汇点或分岔路、或者车辆10应转弯的交叉点。
时机判定部118基于总所需距离Dlcttl及剩余距离Dre来判定自动或手动的变道时机。
时机引导部120(变道支持部)在变道时机到来时，引导自动或手动的变道时机。
存储部88(图2)存储运算部86所利用的程序及数据(包含地图信息数据库122)。在地图信息数据库122(以下也称作“地图信息DB122”或“地图DB122”)中，存储有道路地图的信息(地图信息Imap)。存储部88例如具备随机存取存储器(Random Access Memory)(以下称作“RAM”)。作为RAM，可使用寄存器(register)等易失性存储器与快闪存储器(flashmemory)等非易失性存储器。而且，存储部88除了RAM以外，也可具有只读存储器(Read OnlyMemory)(以下称作“ROM”)。
另外，本实施方式中，设想路径引导装置12被搭载(或始终固定)于车辆10，但例如也可如智能电话(smartphone)般可携带到车辆10外部。而且，也可使路径引导装置12的一部分功能由位于车辆10外部的外部设备来负责。例如，也可采用下述结构：在车辆10自身中不具有路径计算部100和/或地图信息DB122，而是从所述路径引导服务器获取路径Rv和/或地图信息Imap。
(A-1-3.行驶支持装置14)
如图1所示，行驶支持装置14具有前方摄像机130、前方雷达(radar)132、侧方雷达134l、侧方雷达134r、车道保持辅助***(Lane Keeping Assist System，LKAS)开关136及行驶支持电子控制装置138(以下称作“行驶支持ECU138”或“ECU138”)。
(A-1-3-1.前方摄像机130)
作为拍摄部的前方摄像机130(以下也称作“摄像机130”)获取车辆10前方的图像Icf(以下也称作“前方图像Icf”)。并且，将与图像Icf对应的信号(以下称作“图像信号Scf”或“信号Scf”)输出至ECU138。信号Scf包含摄像机130所获取的信息Ic(以下也称作“摄像机信息Ic”)。以下，将前方摄像机130所检测出的检测物体200也称作“摄像机目标200c”。
本实施方式中，使用一个前方摄像机130，但也可使两个前方摄像机130左右对称地配置而构成立体摄像机(stereo camera)。前方摄像机130以1秒钟15帧(frame)以上(例如30帧)来获取图像Icf。前方摄像机130是主要利用具有可见光区域波长的光的单色摄像机(monochrome camera)，但也可为彩色摄像机(color camera)或红外线摄像机。前方摄像机130例如配置在车辆10的车厢内的前方部分的车宽方向中心部(例如后视镜(backmirror)周边)。或者，前方摄像机130也可配置在车辆10的前部保险杠(bumper)部的车宽方向中心部。
(A-1-3-2.前方雷达132及侧方雷达134l、134r)
前方雷达132及侧方雷达134l、134r(以下也称作“雷达132、134l、134r”)将作为电磁波(此处为毫米波)的发送波Wt输出至车辆10的外部，并接收发送波Wt中的被检测物体200(例如包含周边车辆、步行者)反射而返回来的反射波Wr。并且，将与反射波Wr对应的检测信号(以下称作“反射波信号Srf、Srl、Srr”或“信号Srf、Srl、Srr”)输出至ECU138。信号Srf、Srl、Srr包含雷达132、134l、134r所获取的信息Ir(以下也称作“雷达信息Ir”)。
以下，将雷达132、134l、134r所检测出的检测物体200也称作“雷达目标200r”。而且，将侧方雷达134l也称作左雷达134l，将侧方雷达134r也称作右雷达134r。
前方雷达132是配置在车辆10的前侧(例如前保险杠(front bumper)和/或前格栅(front grill))。侧方雷达134l、134r是配置在车辆10的侧方(例如前保险杠的侧方)。除了它们以外，也可在车辆10的后侧(例如，后保险杠(rear bumper)和/或后格栅(reargrill))配置其他雷达。也可取代输出毫米波的雷达132，而使用激光雷达(laser radar)、超声波传感器等传感器。也可除了侧方雷达134l、134r或者取代侧方雷达134l、134r，而设置左右的侧方摄像机。
通过使用前方摄像机130所检测出的摄像机目标200c及雷达132、134l、134r所检测出的雷达目标200r中的至少一者，能够求出直至检测物体200为止的距离Lv(图1)、检测物体200的种类等。
(A-1-3-3.LKAS开关136)
LKAS开关136是供驾驶者对行驶支持ECU138指令后述的车道维持辅助***控制(LKAS控制)的开关。也可除了LKAS开关136或者取代它，而通过其他方法(经由未图示的麦克风(microphone)的声音输入等)来对LKAS控制下指令。
(A-1-3-4.行驶支持ECU138)
行驶支持ECU138是对行驶支持装置14的整体进行控制者，如图2所示，具有输入/输出部150、运算部152及存储部154。
来自摄像机130的图像信号Scf以及来自雷达132、134l、134r的反射波信号Srf、Srl、Srr经由输入/输出部150而供给至行驶支持ECU138。而且，行驶支持ECU138与驱动ECU36、制动ECU46及EPS ECU58之间的通信是经由输入/输出部150及通信线156(图1)来进行。输入/输出部150具备将所输入的模拟(analog)信号转换成数字(digital)信号的未图示的A/D转换电路。
运算部152基于来自各种传感器、路径引导装置12及各ECU36、46、58等的信号来进行运算。并且，运算部152基于运算结果而生成针对驱动ECU36、制动ECU46及EPS ECU58的信号。此处的各种传感器包含方向指示器22、车速传感器24、偏摆角速度传感器26、AP传感器34、BP传感器42、扭矩传感器54、舵角传感器56、摄像机130及雷达132、134l、134r。
如图2所示，运算部152具有周边物体识别部160、车道标记识别部162、LKAS控制部164、自动变道(Automatic Lane Change，ALC)控制部166及切换控制部168。所述各部是通过执行存储在存储部154中的程序而实现。所述程序也可经由未图示的无线通信装置(移动电话、智能电话等)而从外部供给。也可使所述程序的一部分由硬件(hardware)(电路零件)构成。
周边物体识别部160基于来自摄像机130的摄像机信息Ic及来自雷达132、134l、134r的雷达信息Ir来识别周边物体200，并输出与周边物体200相关的信息Iao(以下也称作“周边物体信息Iao”)。
车道标记识别部162基于来自摄像机130的摄像机信息Ic(周边图像Ica)来识别车道标记(图3的车道标记504a～504d等)，并输出与车道标记相关的信息Ilm(以下也称作“车道标记信息Ilm”)。另外，车道标记识别部162也可构成为周边物体识别部160的一部分。
LKAS控制部164基于来自周边物体识别部160的周边物体信息Iao与来自车道标记识别部162的车道标记信息Ilm来进行车辆10的车道维持辅助***控制(LKAS控制)。
在LKAS控制中，LKAS控制部164算出EPS马达52的扭矩目标值(以下称作“目标LKAS扭矩Tlkas_tar”或“目标扭矩Tlkas_tar”)。目标扭矩Tlkas_tar是为了将车辆10维持为自车10行驶中的车道(以下也称作“行驶车道”)的基准位置Plkas_ref所需的扭矩。
ALC控制部166基于来自周边物体识别部160的周边物体信息Iao与来自车道标记识别部162的车道标记信息Ilm，来进行车辆10的自动变道控制(ALC控制)。在ALC控制中，算出自动变道(ALC)所需的EPS马达52的扭矩目标值(以下称作“目标ALC扭矩Talc_tar”或“目标扭矩Talc_tar”)，并算出车辆10的驱动力Fd及制动力Fb。
切换控制部168执行如下所述的切换处理，即，在由驾驶者操作转向及加减速的手动驾驶模式、与通过LKAS控制或ALC控制来自动进行转向或加减速的一部分或全部的半自动驾驶模式(准自动驾驶模式)之间切换。换言之，切换控制部168切换LKAS控制及ALC控制。另外，也可取代手动驾驶模式及半自动驾驶模式中的一者或两者，而使用驾驶者不介入转向及加减速的完全自动驾驶模式。
存储部154是存储运算部152所使用的程序及数据着，具备RAM。作为RAM，可使用寄存器等易失性存储器与快闪存储器等非易失性存储器。而且，存储部154除了RAM以外，也可具有ROM。
(A-1-4.交通信息服务器300)
交通信息服务器300基于来自车辆10的请求来对车辆10发送交通信息。换言之，本实施方式中，交通信息服务器300与车辆10的通信部82进行双向通信。也可如后所述般进行使用播放的单向通信。
[A-2.各种控制]
(A-2-1.术语的说明)
图3是用于说明本实施方式的变道引导控制中的变道引导的时机、与伴随于此的车辆10的动作的图。首先，使用图3来说明各控制中共用的术语。
图3中表示了高速道路500a，该高速道路500a在单侧包含作为干线的三条车道502a、502b、502c与作为出口车道的车道502d的。以下，将图3的高速道路500a与后述的图6的高速道路500b及图7A～图7C的高速道路500c～500e总称作高速道路500。
而且，将图3的各车道502a～502d及后述的图6的车道502e～502i与图7A～图7C的车道502i～502r总称作车道502。而且，将车道502a～502c、502f～502i、502k、502m、502n、502p～502r也称作干线车道502a～502c、502f～502i、502k、502m、502n、502p～502r，并且总称作干线车道502mn。进而，将车道502d也称作出口车道502d。进而，将车道502e、502j、502l、502o也称作加速车道502e、502j、502l、502o。
车道502是指自车10能够行驶的区域。图3的各车道502a、502b、502c、502d是由车道标记504a、504b、504c、504d、504e所规定。以下，将图3的车道标记504a～504e及后述的图6的车道标记504f～504k与图7A～图7C的车道标记504l～车道标记504z包含在内而总称作车道标记504。车道502除了由车道标记504规定以外，也可通过其他的方法来规定。例如，车道502也可以未图示的护栏(guardrail)为基准来规定。
而且，将自车10所行驶的车道502也称作行驶车道502dr或当前车道502cur。图3中，当自车10位于地点P11、P12时，车道502c为行驶车道502dr。当自车10位于地点P13时，车道502b为行驶车道502dr。当自车10位于地点P14时，车道502a为行驶车道502dr。当自车10位于地点P15时，车道502d为行驶车道502dr。
进而，图3中表示了高速道路500a的出口506(自车10应驶下之处)。
(A-2-2.各种控制的概要)
如上所述，本实施方式的LKAS控制部164(图2)中，执行LKAS控制。LKAS控制是将车辆10维持在行驶车道502dr的基准位置Plkas_ref的控制。此处的基准位置Plkas_ref表示行驶车道502dr的宽度方向的位置。基准位置Plkas_ref在车辆10的行进方向上连续，由此形成基准线(目标轨迹)。
ALC控制部166执行ALC控制。在ALC控制中，相对于自车10的行驶车道502dr而使自车10自动移动到由方向指示器22所指定的一侧(左侧或右侧)的车道502。
在切换控制部168中执行如下所述的切换处理，即，在由驾驶者操作转向及加减速的手动驾驶模式、与通过LKAS控制或ALC控制来自动进行转向或加减速的一部分或全部的半自动驾驶模式(准自动驾驶模式)之间切换。在半自动驾驶模式中，选择性地执行LKAS控制或ALC控制。
(A-2-3.LKAS控制)
在LKAS控制中，通过支持方向盘50的操作以沿着由行驶车道502dr的基准位置Plkas_ref形成的基准线行驶，由此来减轻驾驶负担。此时，LKAS控制部164控制发动机30对车辆10的驱动力及制动器机构44对各车轮的制动力，并且经由EPS马达52来控制方向盘50的舵角θst。
即，LKAS控制部164对EPS ECU58输出舵角θst的指令，以使车辆10在行驶车道502dr的基准位置Plkas_ref上行驶。在用于LKAS控制的舵角θst的控制中，使用目标LKAS扭矩Tlkas_tar。除此以外，LKAS控制部164也可输出针对驱动ECU36的发动机30的工作指令与针对制动ECU46的制动器机构44的工作指令，以应对弯道等的行驶。
本实施方式中的基准位置Plkas_ref是行驶车道502dr的中央线上的点。或者，也可将在宽度方向上从中央线偏离规定距离的位置作为基准位置Plkas_ref。
(A-2-4.ALC控制)
在ALC控制中，相对于自车10的行驶车道502dr而使自车10自动移动到由方向指示器22所指定的一侧(左侧或右侧)的车道502。此时，ALC控制部166经由驱动ECU36来控制车辆10的驱动力，并且经由EPS ECU58来控制舵角θst。在用于ALC控制的舵角θst的控制中，使用目标ALC扭矩Talc_tar。
(A-2-5.变道引导控制)
(A-2-5-1.变道引导控制的概要)
如上所述，本实施方式的路径引导装置12的变道引导部102执行变道引导控制。变道引导控制是对用于进路变更的ALC的时机进行引导的控制。变道引导控制中，也可对用于进路变更的手动变道的时机进行引导。此处所说的“进路变更”，例如是指车辆10伴随道路的分岔而移动到其他道路(例如从高速道路500a的干线(车道502a～502c)移动到出口车道502d)。
图3是用于说明本实施方式的变道引导控制中的变道引导的时机、与伴随于此的车辆10的动作的图。图3中，自车10在单侧包含三条干线车道502a、502b、502c的高速道路500a上行驶。更具体而言，自车10最初在高速道路500a中的最左侧的车道502c上行驶。
图3中，在地点P11处，从自车10直至高速道路500的出口506(自车10应驶下之处)为止的距离Dre(以下也称作“剩余距离Dre”)成为距离阈值THdre以下，因此从自车10的路径引导装置12对驾驶者进行变道引导。变道引导包含经由扬声器92的声音引导与经由触控面板(touch panel)90的显示引导。或者，也可仅为声音引导或显示引导中的其中一种。
而且，距离阈值THdre被设定为足以使驾驶者从自车10在此时刻的行驶车道502dr(在图3的地点P11处为最左侧的车道502c)变道至最靠近出口506(或出口车道502d)的车道502(图3中为最右侧的车道502a)为止的距离。
出口506是作为车辆10需要变更进路的分岔点的、进路变更预定地点Prc的一种。以下，将在进路变更预定地点Prc处车辆10应行驶的车道502称作目标车道502tar。图3中，目标车道502tar是最靠近出口506(或出口车道502d)的车道502a。
受到变道引导的驾驶者变道至目标车道502tar为止。即，在受到变道引导的地点P11处，自车10是在最左侧的车道502c上行驶，但驾驶者首先要从最左侧的车道502c移动到中央的(左侧数起第2个)车道502b(地点P13)。
图3的示例中，正在执行LKAS控制。因此，当驾驶者操作方向指示器22时，执行ALC控制。即，当在自车10在最左侧的车道502c上行驶的状态下驾驶者朝右转方向操作方向指示器22时，ALC控制部166执行ALC控制而从车道502c移动到中央的车道502b。
同样，驾驶者经由方向指示器22来请求ALC，由此从中央的车道502b移动到最右侧的车道502a(目标车道502tar)(地点P14)。当车辆10接近出口506至规定距离为止时，进行针对驾驶者的通知后，LKAS控制结束。因此，驾驶者手动开始转向及加减速。然后，通过驾驶者的操作，使自车10从最右侧的车道502a朝向出口506移动(地点P15)。
(A-2-5-2.变道引导控制的流程图)
(A-2-5-2-1.变道引导控制的整体流程)
图4是本实施方式的变道引导控制的流程图。图4的变道引导控制是由路径引导装置12的运算部86来执行。具体而言，图4的步骤S11是由路径计算部100来执行。步骤S12、S17是由当前车道计算部110来执行。步骤S13～S16是由目标车道计算部112来执行。步骤S18、S19是由总所需距离计算部114来执行。步骤S20是由剩余距离计算部116来执行。步骤S21、S23是由时机判定部118来执行。步骤S22是由时机引导部120来执行。
在图4的步骤S11中，路径引导装置12判定是否进行了最终目标地点Pgoal的设定。若进行了最终目标地点Pgoal的设定(S11：是(YES))，则进入步骤S12，若未进行最终目标地点Pgoal的设定(S11：否(NO))，则进入步骤S24。
另外，只要能够确定车辆10的预定路径Rv，则也可不进行最终目标地点Pgoal的设定。例如，在进行了于环状路径上反复驾驶的设定的情况下，也能够将步骤S11视为是。
在步骤S12中，路径引导装置12基于车辆10的当前位置Pcur与最终目标地点Pgoal来算出路径Rv。另外，在一次算出路径Rv之后车辆10偏离路径Rv时，路径引导装置12重新计算路径Rv。
在步骤S13中，路径引导装置12判定自车10所行驶的一侧(单侧)的车道数Nln。例如，路径引导装置12确定与自车10的当前位置Peur对应的道路(高速道路500等)，从地图DB122读出或获取该道路的车道数Nln。
在步骤S14中，路径引导装置12判定车道数Nln是否为2以上(换言之，是否在单侧存在多个车道502)。若车道数Nln为2以上(S14：是)，则进入步骤S15，若车道数Nln并非2以上(即，当车道数Nln为1时)(S14：否)，进入步骤S24。
在步骤S15中，路径引导装置12算出最近的进路变更预定地点Prc。进路变更预定地点Prc是车辆10需要变更进路(所行驶的道路)的分岔点(或节点)，相对于最终目标地点Pgoal也可以说是暂定目的地。作为进路变更预定地点Prc，例如包含一个或多个下述地点。
·车辆10应驶下的立交枢纽中的高速道路500的出口506(或出口车道502d的入口)
·高速道路500分为多个道路的交汇点或分岔路
·车辆10应转弯的交叉点
在步骤S16中，路径引导装置12算出最近的进路变更预定地点Prc处的目标车道502tar。目标车道502tar是指在到达最近的进路变更预定地点Prc之前车辆10应预先移动到的车道。
在步骤S17中，路径引导装置12检测高速道路500中的当前车道502cur。本实施方式中，对进入高速道路500等道路后的变道次数Nlc进行计数以确定当前车道502cur。对于当前车道502cur的检测方法，参照图6及表1来后述。
在步骤S18中，路径引导装置12算出从当前车道502cur到达目标车道502tar为止所需的所需变道次数Nlcn。在图3的情况下，从地点P11处的当前车道502cur(车道502c)到达目标车道502tar(车道502a)为止所需的所需变道次数Nlcn为2。
在步骤S19中，路径引导装置12算出所需变道次数Nlcn及与车速V相应的变道总所需距离Dlcttl(以下也称作“总所需距离Dlcttl”)。变道总所需距离Dlcttl是从当前车道502cur变道至目标车道502tar为止所需的距离。此处所说的“从当前车道502cur变道至目标车道502tar为止所需的距离”也可定义为包含余裕量的距离或不含余裕量的距离中的任一种。
路径引导装置12例如通过下述式(1)算出变道总所需距离Dlcttl。
Dlcttl＝Dlc×Nlc (1)
在所述式(1)中，Dlc是一次变道所需的距离(单次变道所需距离)。而且，单次变道所需距离Dlc能够作为单次变道所需时间Tlc与车速V之积而算出。
本实施方式中，变道总所需距离Dlcttl是与所需变道次数Nlcn及车速V的每个组合对应的固定值。或者，路径引导装置12也可使用来自驾驶者的ALC开始指令的时机来修正变道总所需距离Dlcttl。
在步骤S20中，路径引导装置12算出从当前位置Pcur直至进路变更预定地点Prc为止的剩余距离Dre。
在步骤S21中，路径引导装置12基于总所需距离Dlcttl及剩余距离Dre来判定是否需要变道引导。换言之，路径引导装置12基于总所需距离Dlcttl及剩余距离Dre来判定与驾驶者对方向指示器22的操作对应的自动变道的时机。
具体而言，路径引导装置12判定剩余距离Dre是否为距离阈值THdre以下。距离阈值THdre是总所需距离Dlcttl与余裕值α之和。在设定为总所需距离Dlcttl预先包含余裕值α的情况下，距离阈值THdre也可与总所需距离Dlcttl相同。
若需要变道引导(S21：是)，则进入步骤S22，若不需要变道引导(S21：否)，则进入步骤S24。
另外，可认为：当在不需要变道引导(S21：否)的情况下驾驶者朝向目标车道502tar变道时，驾驶者希望加大余裕值α。因此，路径引导装置12也可加大下次以后所用的余裕值α。另外，变道的执行也可取代方向指示器22的操作而使用方向盘50的操作等来判定。
在步骤S22中，路径引导装置12进行引导ALC的时机的变道引导。如上所述，本实施方式的变道引导包含经由扬声器92的声音引导与经由触控面板90的显示引导。
在步骤S23中，路径引导装置12将从当前的距离阈值THdre减去正的值β所得之差设定为新的距离阈值THdre。由此，当在变道引导控制的持续过程中再次来到步骤S21时，可对驾驶者再次进行变道引导。
在步骤S24中，路径引导装置12判定是否结束变道引导控制。该判定例如通过表示ALC完成的完成标志(flag)是否立起来判定。若不结束变道引导控制(S24：否)，则返回步骤S12。若结束变道引导控制(S24：是)，则结束此次的变道引导控制。
(A-2-5-2-2.最近的进路变更预定地点Prc的计算(图4的S15))
图5是在本实施方式中算出最近的进路变更预定地点Prc的流程图。在步骤S31中，路径引导装置12基于当前位置Pcur及预定路径Rv来提取最近的进路变更预定地点Prc的候补Prcc。例如，路径引导装置12从当前位置Pcur朝向最终目标地点Pgoal搜索可能成为进路变更预定地点Prc的地点，若找到该地点，则提取作为候补Prcc。
在步骤S32中，路径引导装置12判定候补Prcc是否为自车10应驶下的立交枢纽中的高速道路500(干线)的出口。若候补Prcc为高速道路500的出口(S32：是)，则在步骤S33中，路径引导装置12经由通信部82而从交通信息服务器300获取拥堵信息Ijam。并且，对于作为候补Prcc的立交枢纽，判定在拥堵信息Ijam中是否存在拥堵距离信息Ijd。
若存在立交枢纽的拥堵距离信息Ijd(S33：是)，则在步骤S34中，与拥堵距离Djam相应地将候补Prcc的位置修正至跟前侧，以作为进路变更预定地点Prc。
若候补Prcc并非自车10应驶下的立交枢纽中的高速道路500的出口(S32：否)或者无立交枢纽的拥堵距离信息Ijd(S33：否)，则在步骤S35中，路径引导装置12将候补Prcc直接作为进路变更预定地点Prc。
(A-2-5-2-3.当前车道502cur的检测(图4的S17))
(A-2-5-2-3-1.当前车道502cur(车道属性Pln)的概要)
图6是用于说明在本实施方式中，伴随车辆10的变道的、当前车道502cur的检测的图。高速道路500b包含加速车道502e以及单侧四条干线车道502f、502g、502h、502i。
车道502e、502f、502g、502h、502i是由车道标记504f、504g、504h、504i、504j、504k所规定。但是，在图6中，在加速车道502e与干线车道502f的汇流地点不存在车道标记504。而且，对加速车道502e的右侧进行规定的504f与对干线车道502f的右侧进行规定的504h是连续的。
自车10从加速车道502e(地点P21)进入干线车道502f(最靠近加速车道502e(此处为最右侧))(地点P22)。随后，自车10依照右数第2个车道502g(地点P23)、左数第2个车道502h(地点P24)及右数第2个车道502g(地点P25)的顺序移动。
如上所述，在地图DB122中，各道路的车道数Nln是作为与道路的位置信息组合的道路信息Ird而存储。因此，路径引导装置12能够确定与自车10的当前位置Pcur对应的道路(高速道路500等)的车道数Nln。
如图6所示，对各车道502e～502i分配有车道属性Pln。具体而言，将加速车道502e的车道属性Pln设为0，干线车道502f～502i的车道属性Pln设为1～4。
本实施方式的GPS传感器84的检测精度为包含数十cm误差的等级(level)。因此，若使用GPS传感器84所检测出的当前位置Pcur，则虽能够检测自车10的大概位置，但对于自车10行驶在哪个车道502的判定精度有时不够充分。因此，本实施方式中，通过使用前方摄像机130来提高精度。
具体而言，当使用前方摄像机130的前方图像Icf时，路径引导装置12基于前方摄像机130所拍摄的车辆10的前方图像Icf来检测车道标记504。并且，路径引导装置12对构成车道502的车道标记504的存在及种类(实线、虚线等)进行检测。
因此，路径引导装置12在加速车道502e上行驶时，能够基于当前位置Pcur及道路信息Ird来检测自车10正行驶在加速车道502e上。
除此以外，路径引导装置12能够基于前方图像Icf来判定加速车道502e在继续。即，图6虽一部分未示出，但加速车道502e的两侧存在实线的车道标记504f及未图示的车道标记。因此，GPS传感器84在自车10的行驶车道502dr两侧的车道标记504为实线的情况下，判定为加速车道502e在继续。
而且，路径引导装置12基于前方图像Icf来判定自车10已从加速车道502e进入干线车道502mn(最靠近加速车道的车道502f)的情况。具体而言，如图6所示，在加速车道502e与干线车道502f的汇流地点，不存在车道标记504。而且，干线车道502f(最靠近加速车道502e)的加速车道502e侧(图6中为自车10的右侧)的车道标记504g为实线，其相反侧的车道标记504h为虚线。
因而，路径引导装置12在检测出自车10的当前位置Pcur位于干线(车道502f～502i)中，并且靠加速车道502e的车道标记504g为实线且相反侧的车道标记504h为虚线时，判定为已进入干线车道502mn。此时，路径引导装置12将车道属性Pln由0变更为1。换言之，路径引导装置12在从前方图像Icf检测出车辆10左右的其中一侧的实线的车道标记504与另一侧的虚线的车道标记504时，设定高速道路500等新的道路中的当前车道502cur的初始值。
继而，路径引导装置12基于车辆10横切车道标记504的方向及次数来对进入高速道路500后的变道次数Nlc进行计数。例如，当自车10从最右侧的干线车道502f移动到其左邻的干线车道502g时(图6的地点P22→P23)，路径引导装置12基于前方图像Icf来检测自车10已朝左方向变道的情况。因此，路径引导装置12将当前的车道属性Pln“1”加上1而变更为“2”。
此时，路径引导装置12也可通过自车10左右的车道标记504h、504i均为虚线来确认行驶车道502dr的车道属性Pln为2。即，当尽管车道属性Pln变为2，但左右的车道标记504中的其中一者为实线时，路径引导装置12能够判断为车道属性Pln有误。
同样，当自车10从右数第2个干线车道502g移动到其左邻的干线车道502h时(图6的地点P23→P24)，路径引导装置12基于前方图像Icf来检测自车10已朝左方向变道的情况。因此，路径引导装置12将当前的车道属性Pln“2”加上1而变更为“3”。
此时，路径引导装置12也可通过自车10左右的车道标记504i、504j均为虚线来确认行驶车道502dr的车道属性Pln为3。即，当尽管车道属性Pln变为3，但左右的车道标记504中的其中一者为实线时，路径引导装置12能够判断为车道属性Pln有误。
同样，当自车10从左数第2个车道502h移动到其右邻的车道502g时(地点P24→P25)，路径引导装置12基于前方图像Icf来检测自车10已朝右方向变道的情况。因此，路径引导装置12从当前的车道属性Pln“3”减去1而变更为“2”。
此时，路径引导装置12也可通过自车10左右的车道标记504h、504i均为虚线来确认行驶车道502dr的车道属性Pln为2。即，当尽管车道属性Pln变为2，但左右的车道标记504中的其中一者为实线时，路径引导装置12能够判断为车道属性Pln有误。
(A-2-5-2-3-2.车道属性Pln的详细)
表1是本实施方式中的车道属性Pln与其他信息的关系的说明表。表1中，表示了高速道路500等道路的车道数Nln、车道标记信息Ilm、变道次数Nlc、车道属性Pln与图6的地点P22～P25的关系。
表1
车道数Nln是使用存储在地图DB122中者。车道标记信息Ilm是与基于前方图像Icf而检测出的位于自车10左右(换言之，对自车10的行驶车道进行规定)的车道标记504的种类相关的信息。本实施方式的车道标记信息Ilm在虚线的情况下设为“0”，在实线的情况下设为“1”。或者，也能够进行车道标记504的种类的进一步的细分化(例如基于颜色的区分)。
变道次数Nlc表示以加速车道502e为基准的变道次数。例如，图6及表1的示例中，由于加速车道502e位于干线车道502mn的右侧，因此随着移向左侧的车道502而+1，随着移向右侧的车道502而-1。对于变道次数Nlc，例如能够基于根据前方图像Icf而判定为横切了车道标记504的次数来进行计数。或者，也能够根据方向指示器22的操作来进行计数。或者，在后述的自动驾驶的情况下，也能够基于变道开始信号及变道结束信号来进行计数。
车道属性Pln表示构成高速道路500等道路的车道502的各个。图6的示例中，从最靠近加速车道502e侧的车道502f开始依序标注编号。
图7A是表示干线的车道数Nln为1的汇流地点的图。图7A的高速道路500c包含加速车道502j与干线车道502k。加速车道502j是由车道标记5041、504m所规定。干线车道502k是由车道标记504n、504o所规定。
图7B是表示干线的车道数Nln为2的汇流地点的图。图7B的高速道路500d包含加速车道502l与干线车道502m、502n。加速车道502l是由车道标记504p、504q所规定。干线车道502m、502n是由车道标记504r、504s、504t所规定。
图7C是表示干线的车道数Nln为3的汇流地点的图。图7C的高速道路500e包含加速车道502o与干线车道502p、502q、502r。加速车道502o是由车道标记504u、504v所规定。干线车道502p、502q、502r是由车道标记504w、504x、504y、504z所规定。
表1中，作为车道数Nln，表示了1、2、3及4的情况。如图7A所示，当车道数Nln为1时，干线车道502mn两端的车道标记504均为实线。因此，当自车10从加速车道502j移动到干线车道502k时，加速车道502j与干线车道502k之间的车道标记504暂时消失之后，干线车道502k的车道标记504n出现。此时，干线车道502k的车道属性Pln固定为1。
如图7B所示，当车道数Nln为2时，干线车道502m、502n中的靠加速车道502l的车道502m的、加速车道502l侧的车道标记504r为实线，其相反的车道标记504s为虚线。另一方面，与加速车道502l为相反侧的车道502n的、加速车道502l侧的车道标记504s为虚线，其相反侧的车道标记504t为实线。
因此，路径引导装置12能够使用各干线车道502mn的车道标记504的种类(实线/虚线)来区分干线车道502mn。朝向自车10的行进方向，右侧的车道502m的车道属性Pln为1，左侧的车道502n的车道属性Pln为2。
如图7C所示，当车道数Nln为3时，干线车道502p、502q、502r中的靠加速车道502o的车道502p的、加速车道502o的车道标记504w侧为实线，其相反侧的车道标记504x为虚线。中央的车道502q的、加速车道502o侧及其相反侧的车道标记504x、504y均为虚线。距加速车道502o最远的车道502r的、加速车道502o侧的车道标记504y为虚线，其相反的车道标记504z为实线。
因此，路径引导装置12能够使用各干线车道502p、502q、502r的车道标记504的种类(实线/虚线)来区分干线车道502p、502q、502r。朝向自车10的行进方向，右侧的车道502p的车道属性Pln为1，中央的车道502q的车道属性Pln为2，左侧的车道502r的车道属性Pln为3。
当车道数Nln为4时，已参照图6而完成说明。当车道数Nln为5以上时，路径引导装置12也能够与所述同样地判定车道属性Pln。
因而，路径引导装置12在任何车道数Nln下均能够判定车道属性Pln。
[A-3.本实施方式的效果]
如上所述，根据本实施方式，基于与从当前车道502cur到达目标车道502tar为止所需的所需变道次数Nlcn对应的总所需距离Dlcttl、及从当前位置Pcur直至进路变更预定地点Prc为止的剩余距离Dre，来判定自动变道(ALC)的时机(图3及图4的S21)。并且，当ALC的时机到来时(S21：是)，引导ALC的时机(S22)。
由此，在从总所需距离Dlcttl反算出的时机，引导ALC的时机。因而，例如与以从一开始便在目标车道502tar上行驶的方式进行引导的情况相比较，能够进行限制相对较少的行驶。因而，能够提高车辆10行驶时的自由度，从而能够较佳地进行路径引导。
而且，在完全不引导ALC时机的情况下，若驾驶者在即将到达进路变更预定地点Prc之前欲移动到目标车道502tar，则可能产生无法流畅地行驶的情况。根据本实施方式，驾驶者通过ALC时机的引导，能在到达进路变更预定地点Prc之前流畅地到达目标车道502tar。
本实施方式中，当前车道计算部110(图2)是从地图DB122获取与当前位置Pcur对应的高速道路500(第1道路)的车道数Nln(图4的S13)。而且，当前车道计算部110对进入高速道路500后的变道次数Nlc进行计数，以确定当前车道502cur(图4的S17、图6及表1)。
由此，即使在当前位置Pcur的检测精度相对较低，无法基于当前位置Pcur而检测出行驶在哪个车道502的情况下，也能够确定当前车道502cur。
本实施方式中，当前车道计算部110基于前方摄像机130所拍摄的车辆10的前方图像Icf来检测车道标记504。并且，当前车道计算部110基于车辆10横切车道标记504的方向及次数，来对进入高速道路500(第1道路)后的变道次数Nlc进行计数(图4的S17、图6及表1)。
由此，即使在当前位置Pcur的检测精度相对较低，无法基于当前位置Pcur而检测出行驶在哪个车道502的情况下，通过使用前方图像Icf，也能够相对较高精度地确定当前车道502cur。
本实施方式中，当前车道计算部110在从前方图像Icf检测出车辆10左右的其中一侧的实线的车道标记504(图6及图7A～图7C)与另一侧的虚线的车道标记504时，对高速道路500(第1道路)中的当前车道502cur的初始值进行设定(图4的S17、图6及表1)。由此，能够以相对较简易的方法来判定高速道路500的开始点。
本实施方式中，剩余距离计算部116将进路变更预定地点Prc设定为
车辆10应驶下的立交枢纽中的高速道路500(第1道路)的出口506(或出口车道502d)、或者
高速道路500分为多个道路的交汇点或分岔路、或者
车辆10应转弯的交叉点(图4的S15)。由此，能够在车辆10于立交枢纽、交汇点、分岔路或交叉点进行变道的情况下，事先流畅地进行所需的变道。
本实施方式中，剩余距离计算部116将进路变更预定地点Prc设定为车辆10应驶下的立交枢纽中的高速道路500的出口(图3、图4的S15)。进而，剩余距离计算部116使用经由通信部82而从交通信息服务器300获取的立交枢纽的拥堵距离信息Ijd，来将进路变更预定地点Prc修正为跟前侧(图5的S34)。由此，即使在自车10应驶下的立交枢纽发生了拥堵的情况下，也容易配合拥堵来进行向目标车道502tar的变道。
B.变形例
另外，本发明并不限于所述实施方式，当然能够基于本说明书的记载内容来采用各种结构。例如能够采用以下结构。
[B-1.适用对象]
所述实施方式中，将路径引导装置12适用于车辆10(图1)。但是，例如若从对基于手动的自动变道(ALC)(或自动进路变更)或手动变道(或手动进路变更)的时机进行引导、或者自动执行ALC的观点考虑，则并不限于此，也可适用于其他的移动物体。例如，也可将路径引导装置12适用于船舶或机器人(robot)。
[B-2.行驶支持装置14的结构]
所述实施方式中，为了对自车10后方侧方的物体200进行检测，使用了雷达134l、134r(雷达信息Ir)(图1)。但是，例如若从检测周边物体200(图1)的观点考虑，则并不限于此。例如对于物体200的检测，也可使用对后侧方进行拍摄的侧方摄像机和/或后方摄像机。
所述实施方式中，使LKAS控制部164、ALC控制部166及切换控制部168包含在单个行驶支持ECU138中(图2)。但是，例如若从对基于手动的ALC或手动变道的时机进行引导、或者自动执行ALC的观点考虑，则并不限于此。例如，也可使LKAS控制部164、ALC控制部166及切换控制部168分别包含在独立的电子控制装置(ECU)中。
[B-3.路径引导装置12的控制]
(B-3-1.适用场景)
所述实施方式中，表示了高速道路500中的路径引导的示例(图3、图6及图7A～图7C)。但是，图4的变道引导控制也可适用于高速道路500以外的道路(例如一般道路)。或者，也可限定于高速道路500来执行变道引导控制。此时，也可取代图4的步骤S13、S14而判定自车10是否正行驶在高速道路500上。
(B-3-2.路径引导的方法)
所述实施方式中，作为路径引导装置12的路径引导，对引导手动指令的ALC的时机的示例进行了说明(图3、图4的S22)。但是，例如若从使用基于总所需距离Dlcttl及剩余距离Dre而判定的ALC或手动变道的时机的观点考虑，则并不限于此。例如，也可将本发明适用于(并非驾驶者，而是)车辆10自动判断ALC的开始的结构。或者，也可将本发明适用于对驾驶者进行转向的手动变道的时机进行引导的结构。在对手动变道的时机进行引导的结构中，也可省略前方雷达132、侧方雷达134l、134r中的一部分或全部。
图8是变形例的自动变道(ALC)控制的流程图。图8的ALC控制被用于(并非驾驶者，而是)车辆10自动判断ALC的开始的结构。在ALC控制的开始时，已设定有自车10的最终目标地点Pgoal。换言之，在ALC控制的开始时，成为图4的步骤S11：是的状态。
在图8的步骤S51中，路径引导装置12执行图4的步骤S12～S20。由此，路径引导装置12算出直至最近的进路变更预定地点Prc为止的剩余距离Dre及变道总所需距离Dlcttl与目标车道502tar及当前车道502cur。
在步骤S52中，路径引导装置12判定是否需要用于进路变更的ALC。该判定是判定剩余距离Dre是否为距离阈值THdre2以下。距离阈值THdre2是将变道总所需距离Dlcttl加上余裕值α′所得的值。余裕值α′为与图4的步骤S21的余裕值α相同的值或不同的值皆可。在设定为总所需距离Dlcttl包含余裕值α′的情况下，距离阈值THdre2也可与总所需距离Dlcttl相同。
若需要用于进路变更的ALC(S52：是)，则在步骤S53中，路径引导装置12执行在步骤S51中算出的所需变道次数Nlcn(从当前车道502cur到达目标车道502tar为止所需的变道次数)的ALC。例如，在与图3同样的状况下，路径引导装置12执行两次ALC。随后，路径引导装置12使车辆10进入高速道路500的出口506。
另外，若在进行所需变道次数Nlcn的变道之前，变道方向(例如在图3的情况下为右方向)的车道标记504已变成实线，则路径引导装置12判定为已到达目标车道502tar。这是因为，若变道方向的车道标记504为实线，则可认为变道方向上不存在更多的车道502。
若不需要用于进路变更的ALC(S52：否)，则在步骤S54中，路径引导装置12判定是否允许进路变更以外的其他目的的ALC。具体而言，路径引导装置12判定从当前位置Pcur直至进路变更预定地点Prc为止的剩余距离Dre是否为距离阈值THdre3以上。
距离阈值THdre3是对下述情况进行判定的阈值，即：当在此时刻进行变道时，用于进路变更的ALC(S53)是否赶得上。距离阈值THdre3可设为固定值或可变值。在设为可变值的情况下，距离阈值THdre3例如是根据所需变道次数Nlcn来变更。
作为其他目的的ALC，例如可列举赶超在相同的车道502上行驶中的前行车辆时的ALC。
若允许其他目的的ALC(S54：是)，则在步骤S55中，路径引导装置12根据需要来执行其他目的的ALC。若不允许其他目的的ALC(S54：否)，则维持目标车道502tar或其他车道502的行驶。此时，结束此次的ALC控制，在规定期间经过后返回步骤S51。
根据如上所述的变形例(图8)，除了本实施方式的效果或者可取代它而起到以下效果。
即，根据变形例，基于与从当前车道502cur到达目标车道502tar为止所需的所需变道次数Nlcn对应的总所需距离Dlcttl、与从当前位置Pcur直至进路变更预定地点Prc为止的剩余距离Dre，来判定ALC的时机(图8的S52)。并且，当ALC的时机到来时(S52：是)，执行ALC(S53)。
由此，在从总所需距离Dlcttl反算出的时机，执行ALC。因而，例如与以从一开始便在目标车道502tar上行驶的方式进行自动驾驶的情况相比较，能够进行限制相对较少的行驶。因而，能够提高车辆10行驶时的自由度，从而能够较佳地进行路径引导。
(B-3-3.进路变更预定地点Prc的检测(图4的S15))
所述实施方式中，从交通信息服务器300获取交通信息(拥堵距离信息Ijd等)(图1)。但是，例如若从获取拥堵距离信息Ijd的观点考虑，则并不限于此。例如，也可接收经由广播电台的广播天线(antenna)而发送的广播波，以获取广播波中所含的拥堵距离信息Ijd。
所述实施方式的拥堵距离信息Ijd是与立交枢纽相关者(图5的S33)。但是，例如若从与拥堵距离Djam相应地将候补Prcc的位置修正为跟前侧来作为进路变更预定地点Prc的观点考虑，则并不限于此。例如，拥堵距离信息Ijd也可为与交叉点等相关者。
所述实施方式中，基于拥堵距离信息Ijd来修正进路变更预定地点Prc(图5的S34)。但是，例如若从对基于手动的ALC或手动变道的时机进行引导、或者自动执行ALC的观点考虑，则并不限于此。例如，也可采用不使用拥堵距离信息Ijd的结构。
(B-3-4.当前车道502cur的检测(图4的S17、图6及表1))
所述实施方式中，基于前方摄像机130的前方图像Icf来算出变道次数Nlc(图4的S17、图6及表1)。但是，例如若从检测变道次数Nlc的观点考虑，则并不限于此。例如，也可基于方向指示器22的操作及横向的移动距离来算出变道次数Nlc。
所述实施方式中，基于变道次数Nlc来确定当前车道502cur的检测(图4的S17、图6及表1)。但是，例如若从对基于手动的ALC或手动变道的时机进行引导、或者自行执行ALC的观点考虑，则并不限于此。例如，若GPS传感器84的检测精度高且地图信息DB122的地图信息Imap准确，则也可将GPS传感器84检测出的当前位置Pcur与地图信息Imap进行比较，以直接检测当前车道502cur。
(B-3-5.所需变道次数Nlcn的计算(图4的S18))
所述实施方式中，使用自车10的当前车道502cur及地图DB122的地图信息Imap来算出所需变道次数Nlcn(图4的S18)。然而，例如若从计算所需变道次数Nlcn的观点考虑，则并不限于此。
例如，也可基于前方摄像机130的前方图像Icf来算出所需变道次数Nlcn。具体而言，使前方摄像机130的视场角相对较大，以便能够拍摄道路单侧的多个车道502的全部。并且，基于前方图像Icf来检测或算出所有车道502以算出所需变道次数Nlcn。或者，也可除了前方摄像机130以外或取代它，而基于侧方摄像机或后方摄像机(未图示)所拍摄的拍摄图像来检测或算出所有车道502以算出所需变道次数Nlcn。
(B-3-6.变道总所需距离Dlcttl的计算(图4的S19))
所述实施方式中，基于所需变道次数Nlcn及车速V来算出变道总所需距离Dlcttl(图4的S19)。但是，例如若从计算总所需距离Dlcttl的观点考虑，则并不限于此。
例如，也可将与当前车道502cur和目标车道502tar的组合及车速V对应的变道总所需距离Dlcttl作为映射(map)，利用该映射来算出变道总所需距离Dlcttl。由此，能够省略所需变道次数Nlcn的计算。
[B-4.行驶支持ECU138的控制]
所述实施方式中的ALC控制及LKAS控制有驾驶者的操作介入，但例如若从对基于手动的ALC或手动变道的时机进行引导、或者自动执行ALC的观点考虑，则并不限于此。例如，ALC控制及LKAS控制(或ACC)也可用于完全自动驾驶控制中。
图3、图6、图7A～图7C的示例中，作为车道标记504，设想了道路的白线(实线及虚线)。但是，例如若从作为对行驶车道502dr及目标车道502tar进行规定的车道标记504的观点考虑，则并不限于此。例如，车道标记504也可为黄色线、虫点(Botts Dots)或反光道钉(cat′s eye)。或者，车道标记504也可为护栏自身或者从护栏设定为规定距离的假想的车道标记。
所述实施方式中，使用了LKAS基准位置Plkas_ref及ALC基准位置Palc_ref。但是，也可使用这些基准位置Plkas_ref、Palc_ref来作为基准区域(目标区域)。

Claims (8)

1.一种路径引导装置，为了自动驾驶而对直至目标地点为止的车辆路径进行引导，所述路径引导装置的特征在于包括：
当前车道检测部，检测在单侧存在多个车道的第1道路上所述车辆所行驶的当前车道；
目标车道计算部，算出在作为所述车辆变更进路的预定分岔点的进路变更预定地点中的所述车辆应行驶的目标车道；
总所需距离计算部，算出与从所述当前车道到达所述目标车道为止所需的所需变道次数对应的总所需距离；
剩余距离计算部，算出从所述车辆的当前位置直至所述进路变更预定地点为止的剩余距离；
时机判定部，基于所述总所需距离及所述剩余距离来判定自动的变道时机；以及
变道支持部，于所述路径引导装置内，设定基于为了往所述目标车道的变道的所述总所需距离而决定的第一距离阈值及为了判断可否赶超前行车辆的第二距离阈值，且当所述剩余距离低于所述第一距离阈值时，引导所述自动的变道时机或者执行所述自动变道；
当所述剩余距离并未低于所述第一距离阈值的情况下，比较所述剩余距离及所述第二距离阈值；
当所述剩余距离为所述第二距离阈值以上的情况下，允许为了赶超的自动变道；
当所述剩余距离为低于所述第二距离阈值的情况下，禁止赶超。
2.根据权利要求1所述的路径引导装置，其特征在于，
所述当前车道检测部从地图信息数据库获取与所述当前位置对应的所述第1道路的车道数，
对进入所述第1道路后的变道次数进行计数以确定所述当前车道。
3.根据权利要求2所述的路径引导装置，其特征在于，
所述当前车道检测部基于前方摄像机所拍摄的所述车辆的前方图像来检测车道标记，
基于所述车辆横切所述车道标记的方向及次数来对进入所述第1道路后的所述变道次数进行计数。
4.根据权利要求3所述的路径引导装置，其特征在于，
所述当前车道检测部在从所述前方图像中检测出所述车辆左右的其中一侧的实线的所述车道标记与另一侧的虚线的所述车道标记时，设定所述第1道路中的所述当前车道的初始值。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的路径引导装置，其特征在于，
所述剩余距离计算部将所述进路变更预定地点设定为所述车辆应驶下的立交枢纽中的所述第1道路的出口、或者所述第1道路分为多个道路的交汇点或分岔路、或者所述车辆应转弯的交叉点。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的路径引导装置，其特征在于，
进而，所述剩余距离计算部使用经由通信装置而从外部获取的所述进路变更预定地点的拥堵距离信息，来将所述进路变更预定地点修正为跟前侧。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的路径引导装置，其特征在于，
所述第一距离阈值，设定为包含所述总所需距离及余裕值，
所述余裕值基于变道的驾驶操作的时机来增减。
8.一种路径引导方法，使用路径引导装置来对直至目标地点为止的车辆路径进行引导，所述路径引导方法的特征在于，
所述路径引导装置执行：
当前车道检测步骤，检测在单侧存在多个车道的第1道路上所述车辆所行驶的当前车道；
目标车道计算步骤，算出在作为所述车辆需要变更进路的分岔点的进路变更预定地点中的所述车辆应行驶的目标车道；
总所需距离计算步骤，算出与从所述当前车道到达所述目标车道为止所需的所需变道次数对应的总所需距离；
剩余距离计算步骤，算出从所述车辆的当前位置直至所述进路变更预定地点为止的剩余距离；
时机判定步骤，基于所述总所需距离及所述剩余距离来判定自动的变道时机；以及
变道支持步骤，设定基于为了往所述目标车道的变道的所述总所需距离而决定的第一距离阈值及为了判断可否赶超前行车辆的第二距离阈值，且当所述剩余距离低于第一距离阈值时，引导所述自动的变道时机或者执行所述自动变道；
当所述剩余距离并未低于所述第一距离阈值的情况下，比较所述剩余距离及所述第二距离阈值；
当所述剩余距离为所述第二距离阈值以上的情况下，允许为了赶超的自动变道；
当所述剩余距离为低于所述第二距离阈值的情况下，禁止赶超。
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