JP2016224802A - 車両制御装置及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】安全な進入車線を選択することができるようにする。
【解決手段】情報取得部２２が、自車両が走行している道路に関する道路情報を取得する。そして、車線認識部２４が、情報取得部２２によって取得された道路情報に基づいて、自車両が走行している車線を含む各車線の位置を表す車線情報を検出する。そして、車線選択部２６が、車線認識部２４によって検出された車線情報に基づいて、自車両が交差点を通過する場合であって、かつ交差点先の自車両の進行方向の車線の数が、交差点手前の自車両の進行方向の車線の数よりも多い場合に、自車両が走行している車線の位置に応じて、交差点先の自車両の進行方向の進入車線を選択する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両制御装置及びプログラムに係り、特に、交差点先の自車両の進行方向の進入車線を選択する車両制御装置及びプログラムに関する。

従来、車両が交差点を通過するときの車両制御技術が知られている。例えば、特許文献１に記載の技術では、車両が交差点を通過する場合に、自車両が位置する自車線の左右白線が交差点の前後で連続性を有している場合、車線追従制御を継続する。左右白線の連続性の判定については、交差点前後で白線が同一曲線または直線で近似できるならば、連続性を有していると判定する。

特開２０１４−１５９２４９号公報

しかしながら、上記の特許文献１に記載の技術では、交差点前後で白線の連続性が無い場合、車線追従制御を中断するので、利便性が損なわれる。

また、交差点前の車線の数よりも、交差点後の車線の数が多い場合、どの車線へ入るかを適切に決定する手段がないので、車線追従制御を中断してしまい、利便性が損なわれる。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、自車両が交差点を通過する場合であって、かつ交差点先の自車両の進行方向の車線の数が、交差点手前の自車両の進行方向の車線の数よりも多い場合であっても、安全な進入車線を選択することができる車両制御装置及びプログラムを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために本発明に係る車両制御装置は、自車両が走行している道路に関する道路情報を取得する情報取得手段と、前記情報取得手段によって取得された前記道路情報に基づいて、自車両が走行している車線を含む各車線の位置を表す車線情報を検出する検出手段と、前記検出手段によって検出された前記車線情報に基づいて、自車両が交差点を通過する場合であって、かつ交差点先の自車両の進行方向の車線の数が、交差点手前の自車両の進行方向の車線の数よりも多い場合に、自車両が走行している車線の位置に応じて、交差点先の自車両の進行方向の進入車線を選択する車線選択手段と、を含んで構成される。

本発明に係るプログラムは、コンピュータを、自車両が走行している道路に関する道路情報を取得する情報取得手段、前記情報取得手段によって取得された前記道路情報に基づいて、自車両が走行している車線を含む各車線の位置を表す車線情報を検出する検出手段、及び前記検出手段によって検出された前記車線情報に基づいて、自車両が交差点を通過する場合であって、かつ交差点先の自車両の進行方向の車線の数が、交差点手前の自車両の進行方向の車線の数よりも多い場合に、自車両が走行している車線の位置に応じて、交差点先の自車両の進行方向の進入車線を選択する車線選択手段として機能させるためのプログラムである。

本発明によれば、情報取得手段によって、自車両が走行している道路に関する道路情報を取得する。

そして、検出手段によって、情報取得手段によって取得された道路情報に基づいて、自車両が走行している車線を含む各車線の位置を表す車線情報を検出する。

そして、車線選択手段によって、検出手段によって検出された車線情報に基づいて、自車両が交差点を通過する場合であって、かつ交差点先の自車両の進行方向の車線の数が、交差点手前の自車両の進行方向の車線の数よりも多い場合に、自車両が走行している車線の位置に応じて、交差点先の自車両の進行方向の進入車線を選択する。

このように、自車両が走行している道路に関する道路情報に基づいて、自車両が走行している車線を含む各車線の位置を表す車線情報を検出し、車線情報に基づいて、自車両が交差点を通過する場合であって、かつ交差点先の自車両の進行方向の車線の数が、交差点手前の自車両の進行方向の車線の数よりも多い場合に、自車両が走行している車線の位置に応じて、交差点先の自車両の進行方向の進入車線を選択することにより、自車両が交差点を通過する場合であって、かつ交差点先の自車両の進行方向の車線の数が、交差点手前の自車両の進行方向の車線の数よりも多い場合であっても、安全な進入車線を選択することができる。

本発明の前記車線選択手段は、前記検出手段によって検出された前記車線情報に基づいて、自車両が交差点を直進する場合に、交差点前後での車線の増加方向を判定し、車線の増加方向の反対側から数えて、自車両が走行している車線に対応する車線を、交差点先の自車両の進行方向の進入車線として選択するようにすることができる。

また、本発明の前記車線選択手段は、前記検出手段によって検出された前記車線情報に基づいて、自車両が交差点を左折する場合に、左折した先での進行方向の車線のうち、自車両が走行している車線に対応する車線を、交差点先の自車両の進行方向の進入車線として選択するようにすることができる。

また、本発明の前記車線選択手段は、前記検出手段によって検出された前記車線情報に基づいて、自車両が交差点を右折する場合に、右折した先での進行方向の車線のうち、自車両が走行している車線に対応する車線を、交差点先の自車両の進行方向の車線として選択するようにすることができる。

また、本発明の前記車線選択手段は、前記検出手段によって検出された前記車線情報に基づいて、交差点手前における、自車両が走行している車線の左側の車線の数と、交差点先における、自車両が走行している車線の左側の車線の数との第１の差が、交差点手前における、自車両が走行している車線の右側の車線の数と、交差点先における、自車両が走行している車線の右側の車線の数との第２の差よりも大きい場合、又は前記第１の差と前記第２の差が等しく、かつ前記自車両が走行している車線と対応する交差点先の車線が、自車両が走行している車線からみて右側である場合に、交差点前後で車線が左側方向に増加すると判定し、前記第１の差が前記第２の差より小さい場合、又は前記第１の差と前記第２の差が等しく、かつ前記自車両が走行している車線と対応する交差点先の車線が、自車両が走行している車線からみて左側である場合に、交差点前後で車線が右側方向に増加すると判定し、車線の増加方向の反対側から数えて、自車両が走行している車線に対応する車線を、交差点先の自車両の進行方向の進入車線として選択するようにすることができる。

また、本発明の前記車線選択手段は、前記検出手段によって検出された前記車線情報に基づいて、交差点手前の自車両が走行している車線の左側の車線の数と、自車両が走行している車線と対応する交差点先の車線の左側の車線の数との第１の差が、交差点手前の自車両が走行している車線の右側の車線の数と、自車両が走行している車線と対応する交差点先の車線の右側の車線の数との第２の差よりも大きい場合、又は前記第１の差と前記第２の差が等しく、かつ前記自車両が走行している車線と対応する交差点先の車線が、自車両が走行している車線からみて左側である場合に、交差点前後で車線が左側方向に増加すると判定し、前記第１の差が前記第２の差より小さい場合、又は前記第１の差と前記第２の差が等しく、かつ前記自車両が走行している車線と対応する交差点先の車線が、自車両が走行している車線からみて右側である場合に、交差点前後で車線が右側方向に増加すると判定し、車線の増加方向の反対側から数えて、自車両が走行している車線に対応する車線を、交差点先の自車両の進行方向の進入車線として選択するようにすることができる。

また、本発明は、前記車線選択手段によって選択された交差点先の自車両の進行方向の車線に基づいて、自車両の目標軌跡を算出する目標軌跡算出手段と、前記目標軌跡算出手段によって算出された前記目標軌跡に基づいて、前記目標軌跡の曲率、前記目標軌跡に対する前記自車両の横位置偏差、及び前記目標軌跡に対する前記自車両のヨー角偏差を推定する推定手段と、前記推定手段によって推定された前記目標軌跡の曲率、前記自車両の横位置偏差、及び前記自車両のヨー角偏差に基づいて、前記車両が前記目標軌跡に追従するように、前記自車両の運転操作量を算出する運転操作量算出手段と、前記運転操作量算出手段によって算出された前記運転操作量を実現するように、前記自車両を制御する制御手段と、を更に含むようにすることができる。

また、本発明のプログラムは、記憶媒体に格納して提供することも可能である。

以上説明したように、本発明の車両制御装置及びプログラムによれば、自車両が走行している道路に関する道路情報に基づいて、自車両が走行している車線を含む各車線の位置を表す車線情報を検出し、車線情報に基づいて、自車両が交差点を通過する場合であって、かつ交差点先の自車両の進行方向の車線の数が、交差点手前の自車両の進行方向の車線の数よりも多い場合に、自車両が走行している車線の位置に応じて、交差点先の自車両の進行方向の進入車線を選択することにより、自車両が交差点を通過する場合であって、かつ交差点先の自車両の進行方向の車線の数が、交差点手前の自車両の進行方向の車線の数よりも多い場合であっても、安全な進入車線を選択することができる、という効果が得られる。

本発明の実施の形態に係る車両制御装置の概略構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係る車両制御装置の機能的な構成を示すブロック図である。 第１の実施の形態における車線選択の処理の一例を示す図である。 第１の実施の形態における車線選択の処理の一例を示す図である。 第１の実施の形態における車線選択の処理の一例を示す図である。 第１の実施の形態における車線選択の処理の一例を示す図である。 第１の実施の形態における車線選択の処理の一例を示す図である。 自車両と目標軌跡との位置関係を説明するための説明図である。 本発明の実施の形態に係る車両制御装置における車両制御処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る車両制御装置における車線選択処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態に係る車両制御装置における増加方向判定処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。 第２の実施の形態における車線選択の処理の一例を示す図である。 第２の実施の形態における車線選択の処理の一例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る車両制御装置における増加方向判定処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、具体的に説明する。本発明の実施の形態では、自車両が走行している車線の位置に応じて、交差点先の自車両の進行方向の進入車線を選択するように、車両を制御する車両制御装置に本発明を適用させた場合を例に説明する。

［第１の実施の形態］
＜車両制御装置の構成＞
図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る車両制御装置１０は、車両の前方の画像を撮像するカメラ１２と、車両の車速を検出する車速センサ１４と、ドライバが自車両を操作したときの操作状態としてのハンドルの操舵角を検出する操舵角センサ１６と、コンピュータ（ＥＣＵ）２０と、車輪の操舵角を制御するための電動パワーステアリング４０とを備えている。

カメラ１２は、自車両が走行している道路に関する道路情報として、車両の前方の画像を逐次撮像する。

コンピュータ２０は、ＣＰＵと、ＲＡＭと、後述する各処理ルーチンを実行するためのプログラムを記憶したＲＯＭとを備え、機能的には次に示すように構成されている。コンピュータ２０は、図２に示すように、カメラ１２によって撮像された前方画像と、車速センサ１４によって検出された車速と、操舵角センサ１６によって検出された操舵角を取得する情報取得部２２と、取得された前方画像に基づいて、車線を検出する車線認識部２４と、車線認識部２４によって検出された車線に基づいて、自車両の進行方向の車線を選択する車線選択部２６と、選択された車線に基づいて、車両の目標軌跡を算出する目標軌跡算出部２８と、車両の目標軌跡に基づいて、車両の状態を推定する状態推定部３０と、車両の目標操舵角を算出する軌跡追従コントローラ３２と、車両の目標操舵角に基づいて、目標操舵角を実現するように車両を制御する操舵角コントローラ３４とを備えている。なお、車線認識部２４は検出手段の一例であり、状態推定部３０は推定手段の一例であり、軌跡追従コントローラ３２は、運転操作量算出手段の一例であり、操舵角コントローラ３４は制御手段の一例である。

情報取得部２２は、カメラ１２によって撮像された前方画像と、車速センサ１４によって検出された車速と、操舵角センサ１６によって検出された操舵角とを逐次取得する。

車線認識部２４は、情報取得部２２によって取得された前方画像に基づいて、自車両が走行している車線を含む各車線の位置を表す車線情報を検出する。具体的には、車線認識部２４は、情報取得部２２によって取得された前方画像から白線等のレーンマーカを検出することによって、交差点先も含めて全ての車線を車線情報として認識する。

車線選択部２６は、車線認識部２４によって検出された車線情報に基づいて、自車両が交差点を通過する場合であって、かつ交差点先の自車両の進行方向の車線の数が、交差点手前の自車両の進行方向の車線の数よりも多い場合に、自車両が走行している車線の位置に応じて、交差点先の自車両の進行方向の進入車線を選択する。

具体的には、車線選択部２６は、まず、車線認識部２４によって検出された車線情報に基づいて、自車両の進行方向の前方に交差点が存在するか否かを判定する。次に、車線選択部２６は、自車両の前方に交差点が存在する場合に、車線認識部２４によって検出された車線情報に基づいて、自車両が走行している車線の位置を判別する。

そして、車線選択部２６は、例えば自車両の目的地情報に応じて、交差点を直進するか否かを判定する。次に、車線選択部２６は、車線認識部２４によって検出された車線情報に基づいて、自車両が交差点を直進する場合に、交差点先の車線の数と交差点手前の自車両の進行方向の車線の数とを比較し、交差点先の自車両の進行方向の車線の数が、交差点手前の自車両の進行方向の車線の数よりも多い場合に、交差点前後での車線の増加方向を判定する。

図３に、車線の増加方向の判定方法を説明するための図を示す。図３に示すように、車線選択部２６は、車線認識部２４によって検出された交差点手前の車線に基づいて、交差点手前における、自車両が走行している車線の左側車線の数ｎＬと、自車両が走行している車線の右側車線の数ｎＲとを算出する。

次に、車線選択部２６は、車線認識部２４によって認識された交差点前後の車線に基づいて、交差点手前における自車両が走行している車線との横方向偏差ｅが最小となる交差点先の車線Ｓを検出する。

次に、車線選択部２６は、車線認識部２４によって認識された交差点前後の車線に基づいて、検出された交差点先の車線Ｓの左側の車線の数ｍＬと、交差点先の車線Ｓの右側の車線の数ｍＲとを算出する。

次に、車線選択部２６は、自車両が走行している車線の左側車線の数ｎＬ及び自車両が走行している車線の右側車線の数ｎＲと、交差点先の車線Ｓの左側の車線の数ｍＬ及び交差点先の車線Ｓの右側の車線の数ｍＲとに基づいて、交差点先の車線Ｓの左側の車線の数ｍＬと自車両が走行している車線の左側車線の数ｎＬとの第１の差と、交差点先の車線Ｓの右側の車線の数ｍＲと自車両が走行している車線の右側車線の数ｎＲとの第２の差とを算出する。

そして、車線選択部２６は、の第１の差が第２の差よりも大きい場合に、交差点前後で車線が左側方向に増加すると判定する。また、車線選択部２６は、第１の差と第２の差が等しく、かつ車線Ｓが、自車両が走行している車線からみて左側である場合に、交差点前後で車線が左側方向に増加すると判定する。

また、車線選択部２６は、第１の差が第２の差より小さい場合に、交差点前後で車線が右側方向に増加すると判定する。また、車線選択部２６は、第１の差と第２の差が等しく、かつ車線Ｓが、自車両が走行している車線からみて右側である場合に、交差点前後で車線が右側方向に増加すると判定する。

そして、車線選択部２６は、車線の増加方向の反対側から数えて、自車両が走行している車線に対応する車線を、交差点先の自車両の進行方向の進入車線として選択する。

また、車線選択部２６は、車線認識部２４によって検出された車線情報に基づいて、自車両が交差点を左折する場合に、左折した先での進行方向の車線のうち、自車両が走行している車線に対応する車線を、交差点先の自車両の進行方向の進入車線として選択する。

また、車線選択部２６は、車線認識部２４によって検出された車線情報に基づいて、自車両が交差点を右折する場合に、右折した先での進行方向の車線のうち、自車両が走行している車線に対応する車線を、交差点先の自車両の進行方向の車線として選択する。

上記図３の例では、自車両が走行している車線の左側車線の数ｎＬ＝１、自車両が走行している車線の右側車線の数ｎＲ＝２、交差点先の車線Ｓの左側の車線の数ｍＬ＝１、交差点先の車線Ｓの右側の車線の数ｍＲ＝３である。交差点先の車線Ｓの左側の車線の数ｍＬと自車両が走行している車線の左側車線の数ｎＬとの第１の差は「０」であり、交差点先の車線Ｓの右側の車線の数ｍＲと自車両が走行している車線の右側車線の数ｎＲとの第２の差は「１」である。

従って、車線選択部２６は、第１の差が第２の差より小さいため、交差点前後で車線が右側方向に増加すると判定する。そして、車線選択部２６は、増加方向と反対である左側から数えて、自車両が走行している車線に対応する車線である２番目の車線を、交差点先の自車両の進行方向の進入車線として選択する。

図４に車線選択の他の例を示す。図４の例では、自車両が走行している車線の左側車線の数ｎＬ＝１、自車両が走行している車線の右側車線の数ｎＲ＝２、交差点先の車線Ｓの左側の車線の数ｍＬ＝２、交差点先の車線Ｓの右側の車線の数ｍＲ＝３である。交差点先の車線Ｓの左側の車線の数ｍＬと自車両が走行している車線の左側車線の数ｎＬとの第１の差は「１」であり、交差点先の車線Ｓの右側の車線の数ｍＲと自車両が走行している車線の右側車線の数ｎＲとの第２の差は「１」である。

従って、車線選択部２６は、第１の差と第２の差が等しく、かつ車線Ｓが、自車両が走行している車線からみて左側であるため、交差点前後で車線が左側方向に増加すると判定する。そして、車線選択部２６は、増加方向と反対である右側から数えて、自車両が走行している車線に対応する車線である３番目の車線を、交差点先の自車両の進行方向の進入車線として選択する。

車線選択部２６による車線選択処理を行った場合の車線選択の例を、図５〜図７に示す。図５に示す例では、車線選択部２６は、交差点先の車線が左側へ増加すると判定し、自車両ｈが走行している車線は直進車線群中の右側から２番目なので、交差点先の右側から２番目の車線を進入車線として選択する。
また、図６に示す例では、車線選択部２６は、交差点先の車線が右側へ増加すると判定し、自車両ｈが走行している車線は直進車線群中の左側から２番目なので、交差点先の左側から２番目の車線を進入車線として選択する。

上記図５及び図６に示すように、車線が増加しない側を並走する他車両は、交差点手前と同じ車線数を与えられるので、それぞれ交差点手前と同じ順番の交差点先車線へ誘導されやすくなる。そのため、増加する側を並走する他車両は、増加側に詰めなくても自車両と異なる車線へ進入でき、自車両は、並走する他車両を考慮して安全な進入車線を選択することができる。

図７には、交差点を左折する場合を例に示す。図７に示す例では、車線選択部２６は、左折した先での進行方向の車線のうち、自車両が走行している車線に対応する車線を、交差点先の自車両の進行方向の進入車線として選択する。自車両が走行している車線は内側から２番目なので、曲がった後の左折した先での進行方向の車線のうち内側から２番目の車線を進入車線として選択する。左折した先での進行方向の車線のうち、自車両が走行している車線に対応する車線を、交差点先の自車両の進行方向の進入車線として選択することにより、自車両の内側を並走する車の進入車線が確保され、自車両の内側を並走する他車両を考慮して安全な進入車線を選択することができる。

目標軌跡算出部２８は、車線選択部２６によって選択された車線に基づいて、自車両の目標軌跡を算出する。例えば、目標軌跡算出部２８は、例えば、交差点以外では、左右の車線境界線の中央を目標軌跡とする。また、目標軌跡算出部２８は、交差点を通過する場合は、交差点前後の白線を直線または滑らかな曲線で仮想的に繋ぎ、仮想的な左右曲線の中央を目標軌跡とする。

状態推定部３０は、情報取得部２２によって取得された車速Ｖと、目標軌跡算出部２８によって算出された目標軌跡とに基づいて、目標軌跡の曲率Ｃ、目標軌跡に対する車両の横位置偏差ｅ、及び目標軌跡に対する車両のヨー角偏差θを推定する。図８に、目標軌跡の曲率Ｃ、目標軌跡に対する車両の横位置偏差ｅ、及び目標軌跡に対する車両のヨー角偏差θと自車両の車速Ｖとの関係を示す。本実施の形態では、拡張カルマンフィルタを用いて、目標軌跡の曲率Ｃ、目標軌跡に対する車両の横位置偏差ｅ、及び目標軌跡に対する車両のヨー角偏差θを、状態ベクトルとして推定する場合を例に説明する。

軌跡追従コントローラ３２は、情報取得部２２によって取得された車速Ｖと、状態推定部３０によって推定された目標軌跡の曲率Ｃ、車両の横位置偏差ｅ、及び車両のヨー角偏差θとに基づいて、車両が目標軌跡に追従するように、目標操舵角θ_ｈ ^＊を算出する。なお目標操舵角θ_ｈ ^＊は、車両の運転操作量の一例である。

具体的には、軌跡追従コントローラ３２は、情報取得部２２によって取得された車速Ｖと、状態推定部３０によって推定された目標軌跡の曲率Ｃ、車両の横位置偏差ｅ、及び車両のヨー角偏差θとに基づいて、以下の式に従って、目標操舵角θ_ｈ ^＊を算出する。

Ｎはステアリングギア比を表し、Ｋ_ｖは車両ヨーゲインを表し、Ｋ_θ、Ｋ_ｅはフィードバックゲインを表す。

操舵角コントローラ３４は、情報取得部２２によって取得された操舵角と、軌跡追従コントローラ３２によって算出された目標操舵角θ_ｈ ^＊とに基づいて、軌跡追従コントローラ３２によって算出された目標操舵角θ_ｈ ^＊を実現するように、電動パワーステアリング４０を制御する。例えば、操舵角コントローラ３４は、ＰＤ制御則を用いて、電動パワーステアリング４０を制御すればよい。

電動パワーステアリング４０は、操舵角コントローラ３４の制御に従って、車輪の操舵角を制御する。

＜車両制御装置１０の作用＞
次に、本実施の形態に係る車両制御装置１０の作用について説明する。自車両が走行し、カメラ１２によって車両の前方画像が逐次撮像されているときに、コンピュータ２０において、図９に示す車両制御処理ルーチンが実行される。

ステップＳ１００において、情報取得部２２は、カメラ１２によって撮像された前方画像と、車速センサ１４によって検出された車速と、操舵角センサ１６によって検出された操舵角とを取得する。

ステップＳ１０２において、車線認識部２４は、上記ステップＳ１００で取得された前方画像に基づいて、各車線の位置を表す車線情報を検出する。

ステップＳ１０４において、車線選択部２６は、上記ステップＳ１０２で検出された車線情報に基づいて、自車両が交差点を通過する場合であって、かつ交差点先の自車両の進行方向の車線の数が、交差点手前の自車両の進行方向の車線の数よりも多い場合に、自車両が走行している車線の位置に応じて、交差点先の自車両の進行方向の進入車線を選択する。ステップＳ１０４は、図１０に示す車線選択処理ルーチンによって実現される。

＜車線選択処理ルーチン＞
ステップＳ２００において、車線選択部２６は、上記ステップＳ１０２で検出された車線情報に基づいて、自車両の進行方向の前方に交差点が存在するか否かを判定する。自車両の進行方向の前方に交差点が存在する場合には、ステップＳ２０２へ進む。一方、自車両の進行方向の前方に交差点が存在しない場合には、ステップＳ２２２へ進む。

ステップＳ２０２において、車線選択部２６は、上記ステップＳ１０２で検出された車線情報に基づいて、自車両が走行している車線の位置を判別する。

ステップＳ２０４において、車線選択部２６は、自車両の目的地情報に応じて、交差点を直進するか否かを判定する。

ステップＳ２０６において、車線選択部２６は、上記ステップＳ１０２で検出された車線情報に基づいて、交差点先の車線の数と、交差点手前の自車両の進行方向の車線の数とを比較し、交差点先の自車両の進行方向の車線の数が、交差点手前の自車両の進行方向の車線の数よりも多いか否かを判定する。交差点先の自車両の進行方向の車線の数が、交差点手前の自車両の進行方向の車線の数よりも多い場合には、ステップＳ２０８へ進む。一方、交差点先の自車両の進行方向の車線の数が、交差点手前の自車両の進行方向の車線の数以下である場合には、ステップＳ２１４へ進む。

ステップＳ２０８において、車線選択部２６は、上記ステップＳ１０２で検出された車線情報に基づいて、交差点前後での車線の増加方向を判定する。ステップＳ２０８は、図１１に示す増加方向判定処理ルーチンによって実現される。

＜増加方向判定処理ルーチン＞
ステップＳ３００において、車線選択部２６は、上記ステップＳ１０２で検出された交差点手前の車線に基づいて、交差点手前における、自車両が走行している車線の左側車線の数ｎＬと、自車両が走行している車線の右側車線の数ｎＲとを算出する。

ステップＳ３０２において、車線選択部２６は、上記ステップＳ１０２で検出された交差点前後の車線に基づいて、交差点手前における自車両が走行している車線との横方向偏差ｅが最小となる交差点先の車線Ｓを検出する。

ステップＳ３０４において、車線選択部２６は、上記ステップＳ１０２で検出された交差点前後の車線に基づいて、検出された交差点先の車線Ｓの左側の車線の数ｍＬと、交差点先の車線Ｓの右側の車線の数ｍＲとを算出する。

ステップＳ３０５において、車線選択部２６は、自車両が走行している車線の左側車線の数ｎＬ及び自車両が走行している車線の右側車線の数ｎＲと、交差点先の車線Ｓの左側の車線の数ｍＬ及び交差点先の車線Ｓの右側の車線の数ｍＲとに基づいて、交差点先の車線Ｓの左側の車線の数ｍＬと自車両が走行している車線の左側車線の数ｎＬとの第１の差と、交差点先の車線Ｓの右側の車線の数ｍＲと自車両が走行している車線の右側車線の数ｎＲとの第２の差とを算出する。

ステップＳ３０６において、車線選択部２６は、上記ステップＳ３０５で算出された、第１の差と第２の差とを比較し、第１の差が第２の差よりも大きいか否かを判定する。第１の差が第２の差よりも大きい場合には、ステップＳ３０８へ進む。一方、第１の差が第２の差以下である場合には、ステップＳ３１０へ進む。

ステップＳ３０８において、車線選択部２６は、交差点前後で車線が左側方向に増加すると判定する。

ステップＳ３１０において、車線選択部２６は、上記ステップＳ３０５で算出された、第１の差が第２の差と等しいか否かを判定する。第１の差が第２の差と等しい場合には、ステップＳ３１２へ進む。一方、第１の差が第２の差と等しくない場合には、ステップＳ３１４へ進む。

ステップＳ３１２において、車線選択部２６は、上記ステップＳ３０２で検出された車線Ｓが、自車両が走行している車線からみて左側であるか否かを判定する。車線Ｓが、自車両が走行している車線からみて左側である場合には、ステップＳ３０８へ進み、交差点前後で車線が左側方向に増加すると判定する。一方、車線Ｓが、自車両が走行している車線からみて右側である場合には、ステップＳ３１４へ進む。

ステップＳ３１４において、車線選択部２６は、交差点前後で車線が右側方向に増加すると判定する。

ステップＳ３１６において、上記ステップＳ３０８又は上記ステップＳ３１４で判定された判定結果を、結果として出力して増加方向判定処理ルーチンを終了する。

次に、車線選択処理ルーチンに戻り、ステップＳ２１０において、車線選択部２６は、上記ステップＳ２０８で出力された判定結果に基づいて、交差点前後で車線が左側方向に増加するか又は右側方向に増加するかを判定する。交差点前後で車線が左側方向に増加する場合には、ステップＳ２１２へ進む。一方、交差点前後で車線が右側方向に増加する場合には、ステップＳ２１４へ進む。

ステップＳ２１２において、車線選択部２６は、右側から数えて、上記ステップＳ２０２で判別された自車両が走行している車線に対応するＸ番目の車線を、交差点先の自車両の進行方向の進入車線として選択する。

ステップＳ２１４において、車線選択部２６は、左側から数えて、上記ステップＳ２０２で判別された自車両が走行している車線に対応するＹ番目の車線を、交差点先の自車両の進行方向の進入車線として選択する。

ステップＳ２１６において、車線選択部２６は、自車両の目的地情報に応じて、交差点を左折するか又は右折するかを判定する。自車両が交差点を左折する場合には、ステップＳ２１８へ進む。一方、自車両が交差点を右折する場合には、ステップＳ２２０へ進む。

ステップＳ２１８において、車線選択部２６は、左折した先での進行方向の車線のうち、上記ステップＳ２０２で判別された自車両が走行している車線に対応するＺ番目の車線を、交差点先の自車両の進行方向の進入車線として選択する。

ステップＳ２２０において、車線選択部２６は、右折した先での進行方向の車線のうち、上記ステップＳ２０２で判別された自車両が走行している車線に対応するＷ番目の車線を、交差点先の自車両の進行方向の進入車線として選択する。

ステップＳ２２２において、車線選択部２６は、上記ステップＳ２０２で判別された自車両が走行している車線を選択する。

ステップＳ２２４において、車線選択部２６は、上記ステップＳ２１２、ステップＳ２１４、ステップＳ２１８、ステップＳ２２０、及びステップＳ２２２の何れか１つの選択結果を、結果として出力して車線選択処理ルーチンを終了する。

次に、車両制御処理ルーチンに戻り、ステップＳ１０６において、目標軌跡算出部２８は、上記ステップＳ１０４で選択された車線に基づいて、自車両の目標軌跡を算出する。

ステップＳ１０８において、状態推定部３０は、上記ステップＳ１００で取得された車速Ｖと、上記ステップＳ１０６で算出された目標軌跡とに基づいて、目標軌跡の曲率Ｃ、目標軌跡に対する車両の横位置偏差ｅ、及び目標軌跡に対する車両のヨー角偏差θを推定する。

ステップＳ１１０において、軌跡追従コントローラ３２は、上記ステップＳ１００で取得された車速Ｖと、上記ステップＳ１０８で推定された目標軌跡の曲率Ｃ、車両の横位置偏差ｅ、及び車両のヨー角偏差θとに基づいて、車両が目標軌跡に追従するように、目標操舵角θ_ｈ ^＊を算出する。

ステップＳ１１２において、操舵角コントローラ３４は、上記ステップＳ１００で取得された操舵角と、上記ステップＳ１１０で算出された目標操舵角θ_ｈ ^＊とに基づいて、上記ステップＳ１１０で算出された目標操舵角θ_ｈ ^＊を実現するように、電動パワーステアリング４０を制御して、車両制御処理ルーチンを終了する。

以上説明したように、第１の実施の形態に係る車両制御装置によれば、自車両が走行している道路に関する道路情報に基づいて、自車両が走行している車線を含む各車線の位置を表す車線情報を検出し、車線情報に基づいて、自車両が交差点を通過する場合であって、かつ交差点先の自車両の進行方向の車線の数が、交差点手前の自車両の進行方向の車線の数よりも多い場合に、自車両が走行している車線の位置に応じて、交差点先の自車両の進行方向の進入車線を選択することにより、自車両が交差点を通過する場合であって、かつ交差点先の自車両の進行方向の車線の数が、交差点手前の自車両の進行方向の車線の数よりも多い場合であっても、安全な進入車線を選択することができる。

また、自車両が交差点を通過する場合であって、かつ交差点先の自車両の進行方向の車線の数が、交差点手前の自車両の進行方向の車線の数よりも多い場合に、より安全に車線追従制御を継続することができる。

例えば、自車両が交差点を直進するときに、交差点手前の直進車線に比べて交差点先の車線は左右どちら側へ増加するかを判別し、増加しない側から数えて同じ順番の車線を進入車線として選択する。その結果、増加しない側を並走する他車両は、交差点前と同じ車線数を与えられるので、それぞれ交差点前と同じ順番の交差点先車線へ誘導されやすくなる。増加する側を並走する他車両は、増加側に詰めなくても自車両と異なる車線へ進入できる。したがって、安全な進入車線を選択することができる。

［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態について説明する。なお、第２の実施の形態に係る車両制御装置は、第１の実施の形態と同様の構成となるため、同一符号を付して説明を省略する。

第２の実施の形態では、自車両が走行している車線からみた交差点先の車線の増加方向を判定する点が、第１の実施の形態と異なっている。

図１２に、第２の実施の形態における車線の増加方向の判定方法を説明するための図を示す。第２の実施の形態に係る車両制御装置１０の車線選択部２６は、図１２に示すように、車線認識部２４によって検出された交差点手前の車線に基づいて、交差点手前における、自車両が走行している車線の左側車線の数ｎＬと、自車両が走行している車線の右側車線の数ｎＲとを算出する。

次に、車線選択部２６は、車線認識部２４によって認識された交差点前後の車線に基づいて、自車両が走行している車線からみた、交差点先の左側の車線の数ｋＬと交差点先右側の車線の数ｋＲとを算出する。

次に、車線選択部２６は、自車両が走行している車線の左側車線の数ｎＬ及び自車両が走行している車線の右側車線の数ｎＲと、自車両が走行している車線からみた交差点先の左側の車線の数ｋＬ及び自車両が走行している車線からみた交差点先の右側の車線の数ｋＲとに基づいて、自車両が走行している車線からみた交差点先の左側の車線の数ｋＬと自車両が走行している車線の左側車線の数ｎＬとの第１の差と、自車両が走行している車線からみた交差点先の右側の車線の数ｋＲと自車両が走行している車線の右側車線の数ｎＲとの第２の差とを算出する。

そして、車線選択部２６は、第１の差が第２の差よりも大きい場合に、交差点前後で車線が左側方向に増加すると判定する。

また、車線選択部２６は、第１の差が第２の差より小さい場合に、交差点前後で車線が右側方向に増加すると判定する。

また、車線選択部２６は、第１の差と第２の差が等しい場合に、車線認識部２４によって認識された交差点前後の車線に基づいて、交差点手前における自車両が走行している車線との横方向偏差ｅが最小となる交差点先の車線Ｓを検出する。そして、車線選択部２６は、検出された車線Ｓが、自車両が走行している車線からみて右側である場合に、交差点前後で車線が左側方向に増加すると判定する。また、車線選択部２６は、検出された車線Ｓが、自車両が走行している車線からみて左側である場合に、交差点前後で車線が右側方向に増加すると判定する。

そして、車線選択部２６は、車線の増加方向の反対側から数えて、自車両が走行している車線に対応する車線を、交差点先の自車両の進行方向の進入車線として選択する。

上記図１２の例では、自車両が走行している車線の左側車線の数ｎＬ＝１、自車両が走行している車線の右側車線の数ｎＲ＝２、交差点先の左側の車線の数ｋＬ＝２、交差点先の右側の車線の数ｋＲ＝３である。交差点先の左側の車線の数ｋＬと自車両が走行している車線の左側車線の数ｎＬとの第１の差は「１」であり、交差点先の右側の車線の数ｋＲと自車両が走行している車線の右側車線の数ｎＲとの第２の差は「１」である。

従って、車線選択部２６は、第１の差と第２の差が等しいため、車線認識部２４によって認識された交差点前後の車線に基づいて、交差点手前における自車両が走行している車線との横方向偏差ｅが最小となる交差点先の車線Ｓを検出する。車線選択部２６は、検出された車線Ｓが、自車両が走行している車線からみて左側であるため、交差点前後で車線が右側方向に増加すると判定する。そして、車線選択部２６は、増加方向と反対である左側から数えて、自車両が走行している車線に対応する車線である２番目の車線を、交差点先の自車両の進行方向の進入車線として選択する。

図１３に車線選択の他の例を示す。図１３の例では、自車両が走行している車線の左側車線の数ｎＬ＝１、自車両が走行している車線の右側車線の数ｎＲ＝２、交差点先の左側の車線の数ｋＬ＝３、交差点先の右側の車線の数ｋＲ＝３である。交差点先の左側の車線の数ｋＬと自車両が走行している車線の左側車線の数ｎＬとの第１の差は「２」であり、交差点先の右側の車線の数ｋＲと自車両が走行している車線の右側車線の数ｎＲとの第２の差は「１」である。

従って、車線選択部２６は、第１の差が第２の差より大きいため、交差点前後で車線が左側方向に増加すると判定する。そして、車線選択部２６は、増加方向と反対である右側から数えて、自車両が走行している車線に対応する車線である３番目の車線を、交差点先の自車両の進行方向の進入車線として選択する。

次に、第２の実施の形態に係る車両制御装置１０の作用について説明する。自車両が走行し、カメラ１２によって車両の前方画像が逐次撮像されているときに、コンピュータ２０において、上記図９に示す車両制御処理ルーチンが実行される。

車両制御処理ルーチンのステップＳ１０４において、車線選択部２６は、ステップＳ１０２で検出された車線情報に基づいて、自車両が走行している車線の位置に応じて、交差点先の自車両の進行方向の進入車線を選択する。ステップＳ１０４は、上記図１０に示す車線選択処理ルーチンによって実現される。

上記図１０に示す車線選択処理ルーチンのステップＳ２０８において、車線選択部２６は、ステップＳ１０２で検出された車線情報に基づいて、交差点前後での車線の増加方向を判定する。ステップＳ２０８は、図１４に示す増加方向判定処理ルーチンによって実現される。

＜増加方向判定処理ルーチン＞
ステップＳ４００において、車線選択部２６は、ステップＳ１０２で検出された交差点手前の車線に基づいて、交差点手前における、自車両が走行している車線の左側車線の数ｎＬと、自車両が走行している車線の右側車線の数ｎＲとを算出する。

ステップＳ４０２において、車線選択部２６は、ステップＳ１０２で検出された交差点前後の車線に基づいて、自車両が走行している車線からみた交差点先の左側の車線の数ｋＬと、自車両が走行している車線からみた交差点先の右側の車線の数ｋＲとを算出する。

ステップＳ４０４において、車線選択部２６は、自車両が走行している車線の左側車線の数ｎＬ及び自車両が走行している車線の右側車線の数ｎＲと、自車両が走行している車線からみた交差点先の左側の車線の数ｋＬ及び自車両が走行している車線からみた交差点先の右側の車線の数ｋＲとに基づいて、交差点先の左側の車線の数ｋＬと自車両が走行している車線の左側車線の数ｎＬとの第１の差と、交差点先の右側の車線の数ｋＲと自車両が走行している車線の右側車線の数ｎＲとの第２の差とを算出する。

ステップＳ４０６において、車線選択部２６は、上記ステップＳ４０４で算出された、第１の差と第２の差とを比較し、第１の差が第２の差よりも大きいか否かを判定する。第１の差が第２の差よりも大きい場合には、ステップＳ４０８へ進む。一方、第１の差が第２の差以下である場合には、ステップＳ４１０へ進む。

ステップＳ４０８において、車線選択部２６は、交差点前後で車線が左側方向に増加すると判定する。

ステップＳ４１０において、車線選択部２６は、上記ステップＳ４０４で算出された、第１の差が第２の差と等しいか否かを判定する。第１の差が第２の差と等しい場合には、ステップＳ４１２へ進む。一方、第１の差が第２の差と等しくない場合には、ステップＳ４１６へ進む。

ステップＳ４１２において、車線選択部２６は、ステップＳ１０２で検出された交差点前後の車線に基づいて、交差点手前における自車両が走行している車線との横方向偏差ｅが最小となる交差点先の車線Ｓを検出する。

ステップＳ４１４において、車線選択部２６は、上記ステップＳ４１２で検出された車線Ｓが、自車両が走行している車線からみて右側であるか否かを判定する。車線Ｓが、自車両が走行している車線からみて右側である場合には、ステップＳ４０８へ進み、交差点前後で車線が左側方向に増加すると判定する。一方、車線Ｓが、自車両が走行している車線からみて左側である場合には、ステップＳ４１６へ進む。

ステップＳ４１６において、車線選択部２６は、交差点前後で車線が右側方向に増加すると判定する。

ステップＳ４１８において、上記ステップＳ４０８又は上記ステップＳ４１６で判定された判定結果を、結果として出力して増加方向判定処理ルーチンを終了する。

なお、第２の実施の形態に係る車両制御装置１０の他の構成及び作用については、第１の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。

以上説明したように、第２の実施の形態に係る車両制御装置によれば、自車両が交差点を通過する場合であって、かつ交差点先の自車両の進行方向の車線の数が、交差点手前の自車両の進行方向の車線の数よりも多い場合であっても、安全な進入車線を選択することができる。

なお、上記の実施の形態では、車両の前方の道路情報を検出するセンサとして、カメラ１２を用いる場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、レーザレーダ装置、路車間通信装置、又は車車間通信装置等を用いて、車両の前方の道路情報を検出してもよい。

また、上記の実施の形態では、車線選択部２６は、車線認識部２４によって検出された車線情報に基づいて、自車両の進行方向の前方に交差点が存在するか否かを判定する場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、自車両の位置情報と地図情報とを用いて、自車両の進行方向の前方に交差点が存在するか否かを判定してもよい。

また、上記の実施の形態では、車両の運転操作量として、目標操舵角を算出する場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、車両のヨーモーメントを車両の運転操作量として算出してもよい。

また、上記の実施の形態では、拡張カルマンフィルタを用いて、目標軌跡の曲率、目標軌跡に対する車両の横位置偏差、及び目標軌跡に対する車両のヨー角偏差を推定する場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、他の推定方法によって目標軌跡の曲率、目標軌跡に対する車両の横位置偏差、及び目標軌跡に対する車両のヨー角偏差を推定してもよい。

なお、本発明のプログラムは、記録媒体に格納して提供することができる。

１０ 車両制御装置
１２ カメラ
１４ 車速センサ
１６ 操舵角センサ
２０ コンピュータ
２２ 情報取得部
２４ 車線認識部
２６ 車線選択部
２８ 目標軌跡算出部
３０ 状態推定部
３２ 軌跡追従コントローラ
３４ 操舵角コントローラ
４０ 電動パワーステアリング

Claims (8)

1. 自車両が走行している道路に関する道路情報を取得する情報取得手段と、
   前記情報取得手段によって取得された前記道路情報に基づいて、自車両が走行している車線を含む各車線の位置を表す車線情報を検出する検出手段と、
   前記検出手段によって検出された前記車線情報に基づいて、自車両が交差点を通過する場合であって、かつ交差点先の自車両の進行方向の車線の数が、交差点手前の自車両の進行方向の車線の数よりも多い場合に、自車両が走行している車線の位置に応じて、交差点先の自車両の進行方向の進入車線を選択する車線選択手段と、
   を含む車両制御装置。
2. 前記車線選択手段は、前記検出手段によって検出された前記車線情報に基づいて、自車両が交差点を直進する場合に、交差点前後での車線の増加方向を判定し、車線の増加方向の反対側から数えて、自車両が走行している車線に対応する車線を、交差点先の自車両の進行方向の進入車線として選択する
   請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記車線選択手段は、前記検出手段によって検出された前記車線情報に基づいて、自車両が交差点を左折する場合に、左折した先での進行方向の車線のうち、自車両が走行している車線に対応する車線を、交差点先の自車両の進行方向の進入車線として選択する
   請求項１又は請求項２に記載の車両制御装置。
4. 前記車線選択手段は、前記検出手段によって検出された前記車線情報に基づいて、自車両が交差点を右折する場合に、右折した先での進行方向の車線のうち、自車両が走行している車線に対応する車線を、交差点先の自車両の進行方向の車線として選択する
   請求項１又は請求項２に記載の車両制御装置。
5. 前記車線選択手段は、前記検出手段によって検出された前記車線情報に基づいて、交差点手前における、自車両が走行している車線の左側の車線の数と、交差点先における、自車両が走行している車線の左側の車線の数との第１の差が、交差点手前における、自車両が走行している車線の右側の車線の数と、交差点先における、自車両が走行している車線の右側の車線の数との第２の差よりも大きい場合、又は前記第１の差と前記第２の差が等しく、かつ前記自車両が走行している車線と対応する交差点先の車線が、自車両が走行している車線からみて右側である場合に、交差点前後で車線が左側方向に増加すると判定し、前記第１の差が前記第２の差より小さい場合、又は前記第１の差と前記第２の差が等しく、かつ前記自車両が走行している車線と対応する交差点先の車線が、自車両が走行している車線からみて左側である場合に、交差点前後で車線が右側方向に増加すると判定し、車線の増加方向の反対側から数えて、自車両が走行している車線に対応する車線を、交差点先の自車両の進行方向の進入車線として選択する
   請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の車両制御装置。
6. 前記車線選択手段は、前記検出手段によって検出された前記車線情報に基づいて、交差点手前の自車両が走行している車線の左側の車線の数と、自車両が走行している車線と対応する交差点先の車線の左側の車線の数との第１の差が、交差点手前の自車両が走行している車線の右側の車線の数と、自車両が走行している車線と対応する交差点先の車線の右側の車線の数との第２の差よりも大きい場合、又は前記第１の差と前記第２の差が等しく、かつ前記自車両が走行している車線と対応する交差点先の車線が、自車両が走行している車線からみて左側である場合に、交差点前後で車線が左側方向に増加すると判定し、前記第１の差が前記第２の差より小さい場合、又は前記第１の差と前記第２の差が等しく、かつ前記自車両が走行している車線と対応する交差点先の車線が、自車両が走行している車線からみて右側である場合に、交差点前後で車線が右側方向に増加すると判定し、車線の増加方向の反対側から数えて、自車両が走行している車線に対応する車線を、交差点先の自車両の進行方向の進入車線として選択する
   請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の車両制御装置。
7. 前記車線選択手段によって選択された交差点先の自車両の進行方向の車線に基づいて、自車両の目標軌跡を算出する目標軌跡算出手段と、
   前記目標軌跡算出手段によって算出された前記目標軌跡に基づいて、前記目標軌跡の曲率、前記目標軌跡に対する前記自車両の横位置偏差、及び前記目標軌跡に対する前記自車両のヨー角偏差を推定する推定手段と、
   前記推定手段によって推定された前記目標軌跡の曲率、前記自車両の横位置偏差、及び前記自車両のヨー角偏差に基づいて、前記自車両が前記目標軌跡に追従するように、前記自車両の運転操作量を算出する運転操作量算出手段と、
   前記運転操作量算出手段によって算出された前記運転操作量を実現するように、前記自車両を制御する制御手段と、
   を更に含む請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の車両制御装置。
8. コンピュータを、
   自車両が走行している道路に関する道路情報を取得する情報取得手段、
   前記情報取得手段によって取得された前記道路情報に基づいて、自車両が走行している車線を含む各車線の位置を表す車線情報を検出する検出手段、及び
   前記検出手段によって検出された前記車線情報に基づいて、自車両が交差点を通過する場合であって、かつ交差点先の自車両の進行方向の車線の数が、交差点手前の自車両の進行方向の車線の数よりも多い場合に、自車両が走行している車線の位置に応じて、交差点先の自車両の進行方向の進入車線を選択する車線選択手段
   として機能させるためのプログラム。

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