JP6617582B2 - 車両操舵制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両操舵制御装置に関する。

非特許文献１には、車両の操舵制御に用いられる目標経路（目標走行軌跡）の生成方法が記載されている。この方法では、目的関数を最小とする経路上の制御点が算出され、算出された制御点に曲線関数が当てはめられて、目標経路が生成される。

2014 IEEE IntelligentVehicles Symposium (IV) Julius Ziegler, Philipp Bender, Thao Dang and ChristophStiller, "TrajectoryPlanning for BERTHA- a Local, Continuous Method", June 8-11, 2014. Dearborn, Michigan, USA.

非特許文献１記載の車両用物標検出装置は、実際に車両が走行しようとしている経路の形状を考慮していないため、曲線関数によっては目標経路の曲率の滑らかさが損なわれることがある。

本発明は、滑らかな目標経路を生成することができる車両操舵制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る車両操舵制御装置は、車両の目標経路に基づいて車両の操舵を制御する車両操舵制御装置であって、車載センサの検出結果に基づいて車両の前方の走行可能領域である走路を算出する走路算出部と、車両の進行方向に沿って等間隔又は所定の間隔になるように走路内に複数の制御点を設定する設定部と、設定部により設定された複数の制御点の横位置を、走路の中心線に対するオフセット量と経路形状とをパラメータとする目的関数を最適化することによって調整する横位置調整部と、横位置調整部により調整された複数の制御点、及び、曲線関数に基づいて、目標経路を生成する経路生成部と、経路生成部により生成された目標経路に基づいて車両の操舵を制御する操舵制御部と、を備える。

本発明によれば、滑らかな目標経路を生成して操舵制御することができる。

実施形態に係る車両操舵制御装置を備える車両の構成を説明するブロック図である。 一様な３次Ｂスプラインによる曲線生成手法を説明する図である。 走行可能領域および制御点の一例である。 再サンプリングを説明する図である。 制御点の横位置の調整を説明する図である。 車両操舵制御装置の制御処理のフローチャートである。 離散点の２つの配置パターンそれぞれに曲線関数を当てはめたときの曲率を説明する図である。 制御点間隔比率と制御点数との関係を示すグラフである。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、実施形態に係る車両操舵制御装置１を備える車両２の構成を説明するブロック図である。図１に示されるように、車両操舵制御装置１は、乗用車などの車両２に搭載される。車両操舵制御装置１は、後述のとおり、車両２の目標経路に基づいて車両２の操舵を制御する。目標経路とは、車両操舵制御装置１の制御目標となる曲線（走行軌跡）である。

車両２は、車載センサ４、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５及びアクチュエータ６を備えている。車載センサ４、ＥＣＵ５及びアクチュエータ６は、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信回路を用いて通信するネットワークにそれぞれ接続され、相互通信を行うことができる。

車載センサ４は、内部センサ及び外部センサを含む。内部センサは、車両２の走行状態を検出する検出機器である。内部センサは、速度センサを含む。速度センサは、車両の速度を検出する検出機器である。外部センサは、車両２の外部状況を検出する検出機器である。車両２の外部状況とは、車両２の所定範囲内の環境又は状況である。車両２の外部状況は、一例として、レーンの境界線の位置、レーン中央位置及び道路幅、道路の形状、物体の状況などを含む。物体の状況は、一例として、固定障害物と移動障害物とを区別する情報、車両２に対する障害物の位置、車両２に対する障害物の移動方向、車両２に対する障害物の相対速度などを含む。外部センサは、カメラ、レーダー及びライダーのうち少なくとも一つを含む。外部センサの検出結果には、車両２の外部状況に関する情報が含まれる。車載センサ４は、検出結果をＥＣＵ５へ出力する。

ＥＣＵ５は、走行するレーンに設定された制御点（ベクトル）と３次Ｂスプラインとを用いて、目標経路となる曲線を生成する。最初に、一様（ユニフォーム）な３次Ｂスプラインによる曲線生成手法について概説する。図２は、一様な３次Ｂスプラインによる曲線生成手法を説明する図である。

一様な３次Ｂスプラインは、制御点Ｑと曲線パラメータｔ（０≦ｔ≦１）を用いて表現される。ノット点（ベクトル）をＰ（ｔ）、自然数ｉとすると、ノット点Ｐ（ｔ）は、以下の式（１）〜式（５）を用いて計算される。

まず、図２に示される曲線セグメントＰ_１Ｐ_２について説明する。曲線セグメントＰ_１Ｐ_２は、制御点Ｑ_０，Ｑ_１，Ｑ_２，Ｑ_３を用いて生成される。ノット点Ｐ_１はｉ＝１，ノット点Ｐ_２はｉ＝２であり、曲線パラメータｔ＝０のとき、ノット点Ｐ_１となり、曲線パラメータｔ＝１のとき、ノット点Ｐ_２となる。ノット点Ｐ_１は、式（１）〜式（５）を用いて以下の式６のように表現される。

同様にノット点Ｐ_２も算出することができる。また、曲線パラメータｔに対する曲線上のノット点Ｐ（ｔ）＝（ｘ（ｔ），ｙ（ｔ））の曲率κ（ｔ）は次の式（７）で表現される。

式（１）を用いて、曲線セグメントＰ_１Ｐ_２が生成される。曲線セグメントＰ_２Ｐ_３は、曲線パラメータｔ＝０の場合にノット点Ｐ_２とし、曲線パラメータｔ＝１の場合にノット点Ｐ_３とし、制御点Ｑ_１，Ｑ_２，Ｑ_３，Ｑ_４を用いて生成される。このように、複数の制御点を用いて曲線セグメントを順次生成する。

次に、ＥＣＵ５の具体的な機能について説明する。ＥＣＵ５は、機能部として、走路算出部１０、設定部１１、横位置調整部１２、経路生成部１３及び操舵制御部１４を備えている。

走路算出部１０は、車載センサ４の検出結果に基づいて車両２の前方の走行可能領域である走路を算出する。走路とは、車両２が走行する道路に設定された車両２の前方の領域であり、車両２が物体と干渉することなく走行できる領域である。走路算出部１０は、車載センサ４である外部センサによって検出されたレーンの境界線の位置及び物体の位置に基づいて、車両２の経路を複数算出し、車両２の経路ごとに車両２と物体との干渉リスクを算出する。走路算出部１０は、干渉リスクを評価することにより、レーン内において車両２が物体と干渉しない領域を走行可能領域として算出する。なお、物体が移動障害物である場合には、走路算出部１０は、車載センサ４である内部センサにより検出された車両２の速度、及び車載センサ４である外部センサによって検出された移動障害物との相対速度をさらに用いて、車両２及び移動障害物それぞれの経路を算出し、移動障害物との干渉リスクを評価することで、走行可能領域を算出する。

図３は、走行可能領域および制御点の一例である。図３の（Ａ）に示されるように、走路算出部１０は、車載センサ４によって検出されたレーン境界線Ｌ１，Ｌ２、及び、物体Ａ１の位置に基づいて、車両２の前方の走行可能領域である走路を算出する。走路は、レーン境界線Ｌ１，Ｌ２よりも内側に設定された境界線Ｌ３，Ｌ４で規定された領域である。境界線Ｌ３，Ｌ４は、図中の白丸印を通る線で表現されている。

設定部１１は、車両２の走路に対して目標経路を生成するための複数の制御点を設定する。制御点とは、３次Ｂスプラインなどの曲線関数を当てはめるための点である。設定部１１は、車両２の進行方向に沿って等間隔になるように走路内に複数の制御点を設定する。図３の（Ｂ）に示されるように、設定部１１は、走路の中心線に沿って等間隔に複数の制御点Ｑを設定する。

さらに、設定部１１は、初回以降の処理において前回処理にて算出された目標経路（前回の目標経路）を参照し、複数の制御点Ｑの設定を行う。車両２が操舵制御を行う場合、車両２は、応答速度や通信遅れなどを考慮して定まるプレビュー時間（例えば０．７秒）と、車両２の速度とを用いて前方距離を算出し、算出された前方距離の目標経路を参照して操舵を制御する。このため、ＥＣＵ５は、目標経路のうち車両２から前方距離に至るまでの経路（制御対象経路）については変更しない。設定部１１は、前回の目標経路を参照して制御対象経路を生成するために用いた制御点Ｑを認識し、当該制御点Ｑの位置を変更しないことにより、制御対象経路を変更しないことを実現する。これにより、制御対象経路を変更しないことを他の公知の手法に比べて高速で実現できる。

設定部１１は、初回以降の処理において、制御対象経路よりも遠方の区間については、前回の目標経路で用いられた制御点Ｑを利用するのではなく、制御対象経路を生成するために用いられた最も遠方の制御点Ｑを起点として制御点Ｑを再サンプリングする。図４は、再サンプリングを説明する図である。図４の（Ａ）に示されるように、前方距離は、プレビュー時間Ｔ_ｐｒｅと車両２の現在の速度Ｖ_ｃとの積である。ＳＰ１は、前回の目標経路である。設定部１１は、この前方距離を導出するために利用された制御点Ｑ_１〜Ｑ_６（図中の白丸印）ついては、位置を変更しない。そして、設定部１１は、制御対象経路を生成するために用いられた最も遠方の制御点Ｑ_６を起点として、以降の制御点Ｑ_７〜Ｑ_１１を再サンプリングする。設定部１１は、制御点Ｑ_６から走路の中心線に沿ったユークリッド距離の積算値が予め定められた値となった位置に、制御点Ｑ_７を設定する。次に、設定部１１は、制御点Ｑ_７を起点として走路の中心線に沿ったユークリッド距離の積算値が予め定められた値となった位置に、制御点Ｑ_８を設定する。このようにして、以降の制御点を順次再サンプリングする。図４の（Ｂ）は、初回以降の処理において再サンプリングされた制御点の例である。

横位置調整部１２は、設定部１１により設定された複数の制御点Ｑの横位置を、走路の中心線に対するオフセット量と経路形状とをパラメータとする目的関数を最適化することによって調整する。横位置とは、レーンに直交する方向（車両２の進行方向に直交する方向）の位置である。目的関数の一例は、以下の式（８）である。

ｎは点列番号、Offsetは走路の中心線からの距離（オフセット量）、Gyは横Ｇ（曲率と車両２の速度の二乗との積）、Gyは横ジャーク（曲率変化率と車両２の速度の二乗との積）、Distは曲線長、W_{offs_Linear}はOffset線形項に対する重み係数、W_{offs_Square}はOffset二乗項に対する重み係数、W_Gyは横Ｇに対する重み係数、W_Gyは横ジャークに対する重み係数である。横位置調整部１２は、式（８）が最小となるＪを公知の最適化手法により求め、最小となるＪの評価パラメータに基づいて制御点Ｑの横位置を調整する。オフセット量を評価パラメータに含めることで、実際の走路の中心線に近い曲線となる制御点の横位置を求めることできる。横Ｇ、横ジャーク及び曲線長は、経路形状に関する評価パラメータであり、経路形状に関する評価パラメータに含めることで、実際の走路の経路形状を考慮して制御点Ｑの横位置を調整することができる。

上述したオフセット量（Offset）、横Ｇ（Gy）、横ジャーク（Gy）及び曲線長（Dist）について詳細を説明する。図５は、制御点の横位置の調整を説明する図である。図５に示されるように、オフセット量（Offset）は、ノット点Ｐと走路の中心線Ｌ５との距離である。曲線長（Dist）は、ノット点間のユークリッド距離である。横Ｇ及び横ジャークで用いる速度は、車両２の現在の速度である。横Ｇで用いる曲率は、５点の曲線パラメータｔ（図中の曲線パラメータｔ＝０，１／５，２／５，３／５，４／５）における曲率の平均値である。横ジャークで用いる曲率変化率は、５点の曲線パラメータｔ（図中の曲線パラメータｔ＝０，１／５，２／５，３／５，４／５）における曲率変化率の平均値である。曲率変化率ｕは以下の式（９）で表現される。

ｔは曲線パラメータ、κ（ｔ）は曲率、Ｖは車両２の速度、Distはノット点間のユークリッド距離、つまり曲線長である。平均値を用いることで、曲線をより滑らかとすることができる。

図３の（Ｂ）において、制御点Ｑからレーン幅方向に延びる矢印は、横方向への調整を図示したものである。図３の（Ｂ）は、前回の目標経路が無い場合、つまり、設定部１１による初回の制御点設定処理の場合であるため、全ての制御点Ｑが調整されることを図示している。図４の（Ｂ）は、前回の目標経路が存在し、制御対象経路については制御点Ｑを調整しないため、車両２に近い制御点Ｑについては横方向の調整が行われず、それ以降の制御点Ｑについて調整されることを図示している。

経路生成部１３は、横位置調整部１２により調整された複数の制御点Ｑ、及び、３次Ｂスプラインに基づいて、目標経路を生成する。経路生成部１３は、図２を用いて説明された一様な３次Ｂスプラインによる曲線生成手法により、目標経路を生成する。目標経路には、操舵制御部１４が利用するパラメータが含まれる。パラメータの一例としては、座標、曲率、ヨー角などである。

操舵制御部１４は、経路生成部１３により生成された目標経路に基づいて車両２の操舵を制御する。操舵制御部１４は、目標経路をトレースするように車両２のアクチュエータ６を制御する。アクチュエータ６は、操舵アクチュエータであり、車両２の操舵トルクを制御する。

次に、車両操舵制御装置１の制御処理について説明する。図６は、車両操舵制御装置１の制御処理のフローチャートである。図６に示す制御処理は、車両操舵制御装置１の作動開始の信号を取得したときに開始される。

図６に示されるように、車両操舵制御装置１の走路算出部１０は、走路算出処理（Ｓ１０）として、車載センサ４の検出結果に基づいて車両２の前方の走行可能領域である走路を算出する。これにより、例えば、図３の（Ａ）に示される走行可能領域Ｒ１が取得される。

次に、車両操舵制御装置１の設定部１１は、判定処理（Ｓ１２）として、前回の目標経路が存在するか否かを判定する。設定部１１は、前回の目標経路が存在しないと判定した場合、制御点設定処理（Ｓ１６）を行う。設定部１１は、制御点設定処理（Ｓ１６）として、車両２の進行方向に沿って等間隔になるように走路内に複数の制御点Ｑを設定する。これにより、図３の（Ｂ）に示される制御点Ｑが設定される。

設定部１１は、前回の目標経路が存在すると判定した場合、決定処理（Ｓ１４）を行う。最初に、設定部１１は、プレビュー時間と車両２の速度とを用いて前方距離を算出し、算出された前方距離に基づいて、制御対象経路の制御点Ｑを認識する。そして、設定部１１は、決定処理（Ｓ１４）として、認識された制御点Ｑを変更しない制御点として決定する。続いて、設定部１１は、制御点設定処理（Ｓ１６）として、変更しない制御点以外の制御点を、車両２の進行方向に沿って等間隔になるように走路内に設定する。これにより、図４の（Ｂ）に示される制御点Ｑ（横方向を調整する制御点）が設定される。

続いて、車両操舵制御装置１の横位置調整部１２は、調整処理（Ｓ１８）として、制御点設定処理（Ｓ１６）で設定された複数の制御点Ｑの横位置を、上述した式８の目的関数を最適化することによって調整する。

続いて、車両操舵制御装置１の経路生成部１３は、経路生成処理（Ｓ２０）として、調整処理（Ｓ１８）にて調整された複数の制御点Ｑ、及び、３次Ｂスプラインに基づいて、目標経路を生成する。

続いて、車両操舵制御装置１の操舵制御部１４は、操舵制御処理（Ｓ２２）として、経路生成処理（Ｓ２０）にて生成された目標経路に基づいて車両２の操舵を制御する。車両操舵制御装置１は、操舵制御処理（Ｓ２２）を終了すると、図６に示された制御処理を終了する。制御処理が終了した場合に、車両操舵制御装置１の作動終了の信号を取得していないときには、再び走路算出処理（Ｓ１０）から処理が開始される。このように、図６に示す制御処理は、車両操舵制御装置１の作動終了の信号を取得するまで、繰り返し実行される。

ここで、本実施形態に係る車両操舵制御装置１の効果を説明するために、離散点を最適化して曲線関数を当てはめた場合を説明する。図７は、離散点の２つの配置パターンそれぞれに曲線関数を当てはめたときの曲率を説明する図である。車両２の速度を一定とし、隣接する３点で円を生成した。そして、下記の式（１０）で示す目的関数Ｊを最小とする経路上の参照点を求めた。

ｎは点列番号、Offsetは旋回半径１０ｍの円からの距離、Gyは横Ｇ（曲率と車両２の速度の二乗との積）、Gyは横ジャーク（曲率変化率と車両２の速度の二乗との積）、W_offsはOffsetに対する重み係数、W_Gyは横Ｇに対する重み係数、W_Gyは横ジャークに対する重み係数である。

得られた参照点を図７の（Ａ）に示す。図７の（Ａ）では、菱形印の参照点が７つ配置されたパターンと、白丸印の参照点が７つ配置されたパターンが示されている。図７の（Ｂ）は、上記２つの配置パターンに対して、参照点を元に経路生成したときの曲率と曲線長との関係を示す図である。横軸は曲線長であり、縦軸は曲率である。菱形印の参照点に対応するグラフは実線のグラフであり、白丸印の参照点に対応するグラフが点線のグラフである。図７の（Ｂ）に示されるように、目的関数は同じ最小値となるにも関わらず、曲線の滑らかさが大きく異なる。このように、離散点を最適化して曲線関数を当てはめた場合、曲線関数によっては曲線の滑らかさが損なわれることがある。

これに対して、本実施形態に係る車両操舵制御装置１は、走路内に複数の制御点Ｑを走路延在方向（進行方向）に等間隔にサンプリングすることにより、曲率変化を低減させた目標経路、つまり、滑らかな目標経路を生成することができる。

また、本実施形態に係る車両操舵制御装置１は、車載センサ４の検出結果に基づいて車両２の走路を算出し、走路内に制御点Ｑを等間隔に配置すること、及び、制御点Ｑの横位置を調整する目的関数のパラメータに走路に関する情報を反映することにより、実際に車両２が走行する経路形状を考慮して経路生成をすることができる。これにより、車両２の運転者の意図に沿った目標経路を生成することができる。また、本実施形態に係る車両操舵制御装置１を備えた車両２は、操舵制御のための目標経路を走行前に用意する必要がない。

また、本実施形態に係る車両操舵制御装置１は、車両２の進行方向の制御点Ｑの位置調整と、制御点Ｑの横位置の最適化とを別々に実施するため、全て纏めて行う場合に比べて高速に実施することができる。また、本実施形態に係る車両操舵制御装置１は、車両２の進行方向の制御点Ｑの位置調整において目的関数を用いた最適化を行わず、制御点の横位置の調整においてのみ目的関数の最適化を実施することにより、車両２の運転者の意図に沿った目標経路を生成し易くすることができる。

本発明は、上述した実施形態に基づいて、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した様々な形態で実施することができる。また、上述した実施形態に記載されている技術的事項を利用して、下記の実施例の変形例を構成することも可能である。各実施形態の構成を適宜組み合わせて使用してもよい。

（曲線関数の変形例）
上述した実施形態においては、曲線関数が３次Ｂスプラインである例を説明したが、これに限定されない。曲線関数は、ベジエ、次数違いのＢスプライン、ＮＵＲＢＳ（Non Uniform Rational B-Spline）、スプライン補間曲線などのパラメトリック曲線であってもよい。

（車両構成の変形例）
上述した実施形態において、走路算出部１０は、センサ情報だけでなく、地図情報を参照して走行可能領域を算出してもよい。つまり、車両２は地図情報を含む地図データベースを備えてもよい。また、車載センサ４は、上述したセンサに限定されない。車載センサ４は、後述する変形例でヨー角を用いるために、ヨーレートセンサを含んでもよい。さらに、後述する変形例で道路種別や天候などを取得するために、外部サーバと通信する通信部を備えてもよい。

（設定部１１の変形例）
上述した実施形態において、経路の曲率変化を小さくするために設定部１１が等間隔でサンプリングする例を説明したが、種々の変形が可能である。つまり、設定部１１は所定の間隔になるように走路内に複数の制御点を設定することができる。経路の曲率変化を小さくするためには、隣接する４つの制御点間隔比率を１．０、つまり、等間隔に近づける必要がある。制御点間隔比率とは、隣接する制御点間隔の比率である。図８は、制御点間隔比率と制御点数との関係を示すグラフである。図８の（Ａ）は、実施形態で説明した内容を示しており、制御点間隔比率が１．０固定の場合である。また、図８の（Ｂ）は、制御点間隔比率を等間隔とみなせる許容範囲（例えば０．９５〜１．０５）内で調整したグラフである。図８の（Ｂ）は、走路の中心線上の隣接する２点のうちヨー角変化が最大となる点が制御点として選択されるように調整された結果である。

また、上述した実施形態において、設定部１１は、経路の局所変更が可能なこと及び演算負荷を軽減することを考慮して再サンプリングしてもよい。上述した実施形態のとおり、ＥＣＵ５は、目標経路のうち車両２から前方距離に至るまでの経路（制御対象経路）については変更しない。つまり設定部１１は、前回の目標経路を参照して制御対象経路を生成するために用いた制御点Ｑを認識し、当該制御点Ｑの位置を変更しない。このため、経路の局所変更性を確保するためには、制御点間隔を短くする必要がある。しかし、制御点間隔を短くして制御点数が増えると演算負荷が増加するという背反がある。このため、設定部１１は、経路の局所変更性の必要に応じて制御点間隔を変更する。一例として、設定部１１は、道路種別、周辺環境、天候などに応じて、進行方向に対する制御点間隔を設定する。具体的な一例としては、設定部１１は、高速道路の制御点間隔よりも一般道路の制御点間隔を短くする。あるいは、設定部１１は、閑散時の制御点間隔よりも混雑時の制御点間隔を短くする。あるいは、設定部１１は、晴天時の制御点間隔よりも雨天時の制御点間隔を短くする。あるいは、設定部１１は、車両２からの距離に応じて制御点間隔を設定してもよい。一例として、図８の（Ｃ）に示されるように、設定部１１は、車両２に近い区間（例えば所定値以下）では制御点比率を１．０つまり等間隔とし、それよりも遠い区間では制御点の間隔を若干大きくした等比率間隔（制御点比率を１．０５）としてもよい。このように制御点が設定された場合、経路の曲率変化が小さいことと演算負荷を軽減することを両立することができる。

（横位置調整部１２の変形例）
上述した実施形態において、横位置調整部１２は、目的関数の重み係数を、道路種別、周辺環境、天候、制御性などに応じて変更してもよい。横位置調整部１２は、例えば、物体との干渉やレーン逸脱などのリスクが高い場合には、走路の中心線からのオフセット項の重みを大きくする。具体的な一例としては、横位置調整部１２は、一般道路のオフセット項の重みよりも高速道路のオフセット項の重みを大きくする。あるいは、横位置調整部１２は、閑散時のオフセット項の重みよりも混雑時のオフセット項の重みを大きくする。あるいは、横位置調整部１２は、雨天時のオフセット項の重みよりも晴天時のオフセット項の重みを大きくする。あるいは、横位置調整部１２は、制御性が良い場合のオフセット項の重みよりも、制御性が悪い場合のオフセット項の重みを大きくする。

図６のフローチャートの演算周期は例えば２００ｍｓｅｃといった短い周期で演算される。このため、上述した実施形態で説明したとおり、横Ｇ及び横ジャークで用いる速度を車両２の現在の速度とすることができる。横位置調整部１２は、横Ｇ及び横ジャークで用いる速度を種々の方法で調整してもよい。例えば、横位置調整部１２は、横Ｇ及び横ジャークで用いる速度の下限値を設定しておき（例えば３０ｋｍ／ｈ）、車両２の現在の速度が下限値を下回った場合、横位置調整部１２は、車両２の現在の速度に替えて、設定された下限値の速度を横Ｇ及び横ジャークで用いる速度として採用する。車両２の速度が低くなるほど横Ｇ及び横ジャークの影響が小さくなる。このため、経路は、走路の中心線に沿う傾向となり、実際に走行する車両２の運転者の感覚と異なる経路になるおそれがある。横位置調整部１２は、下限値を設定することにより、上記の課題を解決し、実際に走行する車両２の運転者の感覚に近い経路を生成することができる。

また、横位置調整部１２は、横Ｇ及び横ジャークで用いる速度の上限値を設定しておき（例えば８０ｋｍ／ｈ）、車両２の現在の速度が上限値を上回った場合、横位置調整部１２は、車両２の現在の速度に替えて、設定された上限値の速度を横Ｇ及び横ジャークで用いる速度として採用する。車両２の速度が高くなるほど横Ｇ及び横ジャークの影響が大きくなる。このため、経路は、走路の中心線から剥離する傾向となり、実際に走行する車両２の運転者の感覚と異なる経路になるおそれがある。横位置調整部１２は、上限値を設定することにより、上記の課題を解決し、実際に走行する車両２の運転者の感覚に近い経路を生成することができる。

また、上述した実施形態においては、横位置調整部１２は、横Ｇで用いる曲率、及び、横ジャークで用いる曲率変化率を得るために５点の曲線パラメータを評価点としたが、５点に限定されることはなく、６点であってもよい。また、横位置調整部１２は、Ｂスプラインの次数に応じて評価する曲線パラメータの数を変更してもよい。例えば、横位置調整部１２は、４次Ｂスプラインを用いる場合には、評価する曲線パラメータの数を６点としてもよい。曲線の複雑さに応じて評価する曲線パラメータの数を変更することで、演算負荷を抑えることができる。

（操舵制御部１４の変形例）
操舵制御部１４は、車両２の操舵を自動で行う場合のみならず、運転者の操舵入力を考慮して目標経路をトレースするように操舵を制御してもよい。

（制御点の位置最適化の変形例）
上述した実施形態では、車両操舵制御装置１は、車両２の進行方向の制御点Ｑの位置調整と、制御点Ｑの横位置の最適化とを別々に実施したが、走路を進行方向に沿って分割し、分割された領域内において、車両２の進行方向の制御点Ｑの位置調整と、制御点Ｑの横位置の最適化とを順次行ってもよい。また、上述した実施形態では、車両操舵制御装置１は、車両２の進行方向に制御点Ｑを等間隔で配置する例を説明したが、車両２の進行方向の制御点Ｑの位置調整を、目的関数を最適化することにより実施してもよい。この場合、隣接する制御点間の距離の差分絶対値の積算値を目的関数に含ませることにより、運転者の感覚に合った経路を生成することができる。

１…車両操舵制御装置、２…車両、４…車載センサ、１０…走路算出部、１１…設定部、１２…横位置調整部、１３…経路生成部、１４…操舵制御部。

Claims (2)

1. 車両の操舵を制御する車両操舵制御装置であって、
   車載センサの検出結果に基づいて前記車両の前方の走行可能領域である走路を算出する走路算出部と、
   前記車両の進行方向に沿って等間隔又は所定の間隔になるように前記走路内に複数の制御点を設定する設定部と、
   前記設定部により設定された前記複数の制御点の横位置を、前記走路の中心線に対するオフセット量と経路形状とをパラメータとする目的関数を最適化することによって調整する横位置調整部と、
   前記横位置調整部により調整された前記複数の制御点を曲線関数に当てはめることにより目標経路を生成する経路生成部と、
   前記経路生成部により生成された前記目標経路に基づいて前記車両の操舵を制御する操舵制御部と、
   を備える車両操舵制御装置。
2. 前記曲線関数は、３次Ｂスプラインである請求項１に記載の車両操舵制御装置。

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