JP6819788B2 - 走行支援方法及び走行支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、走行支援方法及び走行支援装置に関する。

特許文献１は、車両の前方に所定条件を満たす分岐点がある場合、地図情報に基づく自動運転制御から、ユーザの運転操作による手動運転への引き継ぎを行い、手動運転により分岐点を通過した後に自動運転制御を復帰する技術を開示する。

特開２０１６−５０９０１号公報

しかしながら、車両が地図情報に基づく走行経路により地図情報のないエリアに進入した後に先行車軌跡等による他の走行経路に切り替える場合、走行経路によっては車両が不自然な挙動を行う恐れがある。

上記問題点を鑑み、本発明は、地図情報に基づく走行経路から他の走行経路に切り替える際に、車両の不自然な挙動を抑制することができる走行支援方法及び走行支援装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、自車両の周囲の地図情報に基づいて第１走行経路を生成し、自車両の周囲環境に基づいて第２走行経路を生成し、自車両が第１走行経路に沿って走行している間において、自車両の前方の第１走行経路が生成されなくなることを検出した場合、第１走行経路から第２走行経路への切り替えが必要であると判定し、切り替えが必要であると判定された場合、第１走行経路から第２走行経路に遷移するように自車両を制御する制御支援方法であることを要旨とする。

本発明によれば、地図情報に基づく走行経路から他の走行経路に切り替える際に、車両の不自然な挙動を抑制することができる走行支援装置方法及び走行支援装置を提供できる。

本発明の実施形態に係る走行支援装置の一例を説明するブロック図である。 同一車線を走行する先行車の走行軌跡である走行経路に切り替える場面を図示した一例である。 隣接車線を走行する先行車の走行軌跡である走行経路に切り替える場面を図示した一例である。 高精度地図情報に基づく走行経路の先に交差点が存在する場面を図示した一例である。 複数の先行車のそれぞれの走行軌跡である複数の走行経路を生成する場面を図示した一例である。 本発明の実施形態に係る走行支援方法の一例を説明するフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付し、重複する説明を省略する。各図面は模式的なものであり、現実のものとは異なる場合がある。以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、下記の実施形態に例示した装置や方法に特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

（走行支援装置）
本発明の実施形態に係る走行支援装置は、例えば車両に搭載される（以下、実施形態に係る走行支援装置が搭載される車両を「自車両」という）。実施形態に係る走行支援装置は、自車両が走行経路に従って走行するように自動で運転する自動運転と、自車両が走行経路に従って走行するように運転者に対して促す案内とを、走行支援として実行可能である。自動運転は、乗員（運転者）が関与せずに自車両の駆動、制動及び操舵のすべての制御を実行する場合を含み、自車両の駆動、制動及び操舵の少なくとも１つの制御を行う場合も含む。自動運転は、先行車追従制御、車間距離制御、車線逸脱防止制御等であってもよい。一方、手動運転は、本発明の実施形態に係る走行支援装置が自車両の駆動、制動及び操舵のいずれの制御も行わず、運転者の操作による運転を意味する。

実施形態に係る走行支援装置は、図１に示すように、処理回路（走行経路切替装置）１、車両センサ２、周囲センサ３、記憶装置４、ユーザインターフェース（Ｉ／Ｆ）５、アクチュエータ６及び車両制御装置７を備える。処理回路１と、車両センサ２、周囲センサ３、記憶装置４、ユーザＩ／Ｆ５、アクチュエータ６及び車両制御装置（車両制御回路）７とは、例えばコントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）バス等の有線又は無線により相互間でデータや信号を送受信可能である。

車両センサ２は、自車両の位置情報及び自車両の走行状態を検出するセンサである。車両センサ２は、全地球航法測位システム（ＧＮＳＳ）受信機２１、車速センサ２２、加速度センサ２３及びジャイロセンサ２４を備える。なお、車両センサ２の種類及び個数はこれに限定されない。ＧＮＳＳ受信機２１は、地球測位システム（ＧＰＳ）受信機等であり、複数の航法衛星から受信する電波信号に基づいて自車両の位置情報を取得し、取得した自車両の位置情報を処理回路１に出力する。車速センサ２２は、例えば自車両の車輪速から車速を検出し、検出された車速を処理回路１に出力する。加速度センサ２３は、自車両の前後方向及び車幅方向等の加速度を検出し、検出された加速度を処理回路１に出力する。ジャイロセンサ２４は、自車両のヨー軸回り等の角速度を検出し、検出された角速度を処理回路１に出力する。

周囲センサ３は、自車両の前方の環境を含む自車両の周囲環境（周囲状況）を検出するセンサである。周囲センサ３は、カメラ３１、レーダ３２及び通信機３３を備える。なお、周囲センサ３の種類や個数はこれに限定されない。カメラ３１としては、ＣＣＤカメラ等が使用可能である。カメラ３１としては単眼カメラ、ステレオカメラ、全方位カメラ等が採用可能である。カメラ３１は、自車両の周囲環境を撮像し、撮像画像から先行車等の車両（他車両）、歩行者又は自転車等の物体の自車両に対する相対位置、物体と自車両との間の距離、道路形状、道路上の車線境界線（白線）等の道路構造等を自車両の周囲環境のデータとして検出し、検出された周囲環境のデータを処理回路１に出力する。

レーダ３２としては、例えばミリ波レーダや超音波レーダ、レーザレンジファインダ（ＬＲＦ）等が使用可能である。レーダ３２は、自車両に対する物体の相対位置、物体と自車両との間の距離、自車両に対する物体の相対速度等を自車両の周囲環境のデータとして検出し、検出された周囲環境のデータを処理回路１に出力する。通信機３３は、他車両との車車間通信、路側機との路車間通信、又は交通情報センタとの通信等を行うことにより、他車両の位置、他車両の速度等を自車両の周囲環境のデータとして受信し、受信した周囲環境のデータを処理回路１に出力する。

記憶装置４としては、半導体記憶装置、磁気記憶装置又は光学記憶装置等が使用可能であり、処理回路１に内蔵されていてもよい。記憶装置４は、単一のハードウェアであっても複数のハードウェアから構成されてもよい。記憶装置４は、高精度地図情報（地図情報）を記憶する高精度地図情報記憶部４１と、ナビゲーション用の地図情報（以下、「ナビ地図情報」という）を記憶するナビ地図情報記憶部４２とを備える。なお、ナビ地図情報及び高精度地図情報のデータベースをサーバで管理し、更新されたナビ地図情報及び高精度地図情報の差分データだけを、例えばテレマティクスサービスを通じて取得し、ナビ地図情報記憶部４２に記憶されたナビ地図情報及び高精度地図情報記憶部４１に記憶された高精度地図情報の更新を行ってもよい。

ナビ地図情報記憶部４２に記憶されているナビ地図情報は道路単位の情報を含む。例えば、ナビ地図情報は道路単位の情報として、道路基準線（例えば道路の中央の線）上の基準点を示す道路ノードの情報と、道路ノード間の道路の区間態様を示す道路リンクの情報を含む。道路ノードの情報は、その道路ノードの識別番号、位置座標、接続される道路リンク数、接続される道路リンクの識別番号を含む。道路リンクの情報は、その道路リンクの識別番号、道路規格、リンク長、車線数、道路の幅員、制限速度を含む。

高精度地図情報記憶部４１に記憶されている高精度地図情報は、ナビ地図情報よりも高精度の地図情報であり、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、一方向の道路に複数の車線があった場合、車線毎に情報を有する。例えば、高精度地図情報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、車線基準線の形状を含む。高精度地図情報は更に、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が走行する車線を特定可能である。高精度地図は、車線内の位置情報、即ち、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の情報を有する。更に、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、車線や上記地物は三次元空間における形状として記述され得る。

処理回路１及び車両制御装置７は、本発明の実施形態に係る走行支援装置が行う動作に必要な処理の算術論理演算を行う電子制御ユニット（ＥＣＵ）等のコントローラであり、例えば、プロセッサ、記憶装置及び入出力Ｉ／Ｆを備えてもよい。プロセッサには、算術論理演算装置（ＡＬＵ）、制御回路（制御装置）、各種レジスタ等を含む中央演算処理装置（ＣＰＵ）等に等価なマイクロプロセッサ等を対応させることができる。処理回路１及び車両制御装置７に内蔵又は外付けされる記憶装置は、半導体メモリやディスクメディア等からなり、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及びＲＡＭ等の記憶媒体を含んでいてもよい。例えば、記憶装置に予め記憶された、本発明の実施形態に係る走行支援装置の動作に必要な一連の処理を示すプログラム（走行支援プログラム）をプロセッサが実行し得る。

処理回路１は、第１経路生成部１１、第２経路生成部１２、経路切替判定部１３、遷移区間設定部１４、経路決定部１５、軌跡生成部１６及び提示制御部１７等の論理ブロックを機能的または物理的なハードウェア資源として備える。これらの論理ブロックは、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）等のプログラマブル・ロジック・デバイス（ＰＬＤ）等で物理的に構成されてもよく、汎用の半導体集積回路中にソフトウェアによる処理で等価的に設定される機能的な論理回路等でも構わない。

また、処理回路１を構成する第１経路生成部１１、第２経路生成部１２、経路切替判定部１３、遷移区間設定部１４、経路決定部１５、軌跡生成部１６及び提示制御部１７等は、単一のハードウェアから構成されてもよく、それぞれ別個のハードウェアから構成されてもよい。また、車両制御装置７が処理回路１に内蔵されて一体に形成されてもよい。例えば、処理回路１は車載インフォテイメント（ＩＶＩ）システム等のカーナビゲーションシステムで構成でき、車両制御装置７は先進走行支援システム（ＡＤＡＳ）等の走行支援システムで構成できる。

第１経路生成部１１は、少なくとも高精度地図情報記憶部４１に記憶された高精度地図情報に基づいて第１走行経路（ＮＤＰ：Navigation Drive Path）を生成する。第１走行経路は、自車両に対して走行支援制御を実行するときの走行経路である。例えば、第１経路生成部１１は、高精度地図情報記憶部４１に記憶された高精度地図情報及び自車両の現在位置に基づき、高精度地図情報の車線内における第１走行経路を生成する。第１走行経路は、高精度地図情報における車線内の中央を通るように生成されてもよい。

第１経路生成部１１は、ナビ地図情報記憶部４２に記憶されたナビ地図情報における出発地から目的地までの走行予定ルートの区間において、走行予定ルートに沿って直進や右左折を行うように高精度地図情報における第１走行経路を生成してもよい。第１経路生成部１１は、自車両の現在位置から所定の距離までの所定の区間までの第１走行経路を生成してもよい。所定の区間は高精度地図情報が存在する範囲内で適宜設定可能である。

第２経路生成部１２は、少なくとも周囲センサ３により検出された自車両の周囲環境に基づいて第２走行経路を生成する。第２走行経路は、自車両に対して走行支援制御を実行するときの走行経路の候補である。例えば、自車両に対して先行車追従制御を実行する場合には、第２経路生成部１２は、周囲センサ３により検出された先行車に基づき先行車の走行軌跡を算出し、算出した先行車の走行軌跡を第２走行経路（ＣＦＰ：Car Following Path）として生成する。例えば、先行車の車幅中心の位置の軌跡が先行車の走行軌跡として算出される。先行車の走行軌跡に基づく第２走行経路は、例えば１００ｍ程度の長さであり、先行車が走行すれば逐次更新される。第２経路生成部１２は、先行車の走行軌跡をそのまま第２走行経路として生成してもよく、先行車の走行軌跡を車線の幅方向にオフセットした軌跡を第２走行経路として生成してもよい。なお、本実施の形態において「先行車」とは、自車両と同一車線を走行する車両に限らず、自車両と同一道路において自車両の前方を自車両の進行方向に走行する車両を意味する。

その他、第２経路生成部１２は、ナビ地図情報記憶部４２に記憶されたナビ地図情報を参照して第２走行経路を生成してもよい。例えば、第２経路生成部１２は、乗員からの指示情報等に基づきナビ地図情報における目的地を設定する。第２経路生成部１２は、ダイクストラ法等を用いて、ナビ地図情報における自車両の現在位置（出発地）から目的地までの走行予定ルートを探索する。第２経路生成部１２は、探索された走行予定ルートに沿って直進や右左折を行うように、周囲センサ３により検出された車線境界線の位置等の自車両の周囲環境に基づき、例えば車線内の位置に第２走行経路を生成する。

或いは、第２経路生成部１２は、ナビ地図情報記憶部４２に記憶されたナビ地図情報を参照せずに、周囲センサ３により検出された車線境界線の位置等の自車両の周囲環境に基づき目標軌跡を算出し、算出した目標軌跡を第２走行経路として生成してもよい。即ち、第２走行経路は、乗員の手動運転による自車両の走行軌跡であり得る。第２経路生成部１２は、自車両の現在位置から所定の距離までの所定の区間において第２走行経路を生成してもよい。所定の区間は、周囲センサ３により自車両の走行支援制御に必要な周囲環境を検出可能な範囲で適宜設定可能である。

経路切替判定部１３は、自車両が第１走行経路に沿って走行している間に、第１走行経路に関する情報に基づいて、第１走行経路から第２走行経路への切り替えが必要であるか否かを判定する。経路切替判定部１３は、自車両が第１走行経路に沿って走行している間に、将来的に第１走行経路が生成されなくなることを検出した場合、第１走行経路から第２走行経路への切り替えが必要であると判定する。将来的に第１走行経路が生成されなくなることの将来的とは、自車両から予め定めた距離までの前方のことを示し、例えば、自車両から３００ｍ離れた位置や、自車両から１０秒後までの範囲を意味する。将来的に第１走行経路が生成されなくなることは、例えば、第１走行経路が品質が低いと定義される所定状態の場合であることを意味する。

例えば図２に示すように、実施形態に係る走行支援装置を搭載した車両（自車両）Ｖが、複数の車線を有する道路の1つの車線を通る第１走行経路Ｐ１に沿って走行している場面について説明する。このとき、第１経路生成部１１は、車両Ｖの周辺の高精度地図情報に基づいて車線内を通る第１走行経路Ｐ１を生成している。即ち、車両Ｖは、周辺の対応する高精度地図情報が存在する第１区間s１に位置する。

しかしながら、車両Ｖの前方において第１区間s１の終点、即ち高精度地図情報の端部に対応する地点が存在する場合、その先は対応する高精度地図情報が存在しない第２区間ｓ２である。第２区間s２では、対応する高精度地図情報が存在しないため、第１経路生成部１１は第１走行経路Ｐ１を生成することができない。この場合、車両Ｖの走行経路を、第１走行経路Ｐ１から第２走行経路Ｐ２に切り替えないと、車両Ｖは走行を継続することができない。このように、経路切替判定部１３は、第１走行経路Ｐ１の先における高精度地図情報が存在しない状態のとき、第１走行経路Ｐ１の品質が低いとして第２走行経路Ｐ２への切り替えが必要であると判定する。なお、第２走行経路Ｐ２は、車両Ｖと同一車線を走行する先行車Ｃ１の走行軌跡に基づく経路である。

また、経路切替判定部１３は、ＧＮＳＳ受信機２１において航法衛星の信号の受信状態が悪化した状態のとき、第１走行経路の品質が低いとして第２走行経路Ｐ２への切り替えが必要であると判定する。受信状態が悪化すると車両Ｖの位置情報の精度も悪化するため、結果として、車両Ｖに対する第１走行経路Ｐ１の品質が低下した状態となる。受信状態が悪化した状態とは、例えば、ＧＮＳＳ受信機２１が受信する信号の電界強度が低下した状態や、ＧＮＳＳ受信機２１が信号を受信している航法衛星の数が低減した状態等である。例えば、ＧＰＳ受信機の場合、通常７〜８程度の衛星から信号を受信しているため、トンネルやビル等に信号が遮られて衛星の数が４〜５以下になったときを、受信状態が悪化した状態と定義すればよい。

或いは、経路切替判定部１３は、過去に第１走行経路Ｐ１の道路を走行した車両による履歴情報に基づいて、高精度地図情報の品質を評価し、高精度地図情報の品質が低い状態のとき、第２走行経路Ｐ２への切り替えが必要であると判定するようにしてもよい。例えば、車両Ｖが第１走行経路Ｐ１の道路を走行したときに、処理回路１は、高精度地図情報と、周囲センサ３により取得された道路形状等の周囲環境との間の差を検出したとする。処理回路１は、この実環境と高精度地図情報との差を車両Ｖの位置情報と関連付けて履歴情報として記録する。経路切替判定部１３は、履歴情報に基づいて、実環境と高精度地図情報との差が所定の閾値以上の区間を車両Ｖが走行するとき、高精度地図情報の品質が低い状態と判断する。なお、履歴情報が対象とする車両は、車両Ｖに限るものでなく、他車両であってもよい。この場合、履歴情報は、外部のネットワークに接続されたサーバから通信機３３を介して経路切替判定部１３に取得されればよい。

遷移区間設定部１４は、例えば車両センサ２により検出された車速に基づいて、車両Ｖが第１走行経路Ｐ１から第２走行経路Ｐ２への遷移を開始する地点から終了する地点までの遷移区間ｓＴを設定する。図２に示す例では、第１走行経路Ｐ１及び第２走行経路Ｐ２は、直線状の道路において同一の車線内を通る。遷移区間ｓＴは、第１区間s１の終点から、前方注視点距離（車両Ｖから前方注視点までの距離）以上手前であることが望ましい。前方注視点距離は車速が速いほど長くなるため、遷移区間設定部１４は、例えば、車両Ｖの車速を変数とする予め定義された関数により前方注視点距離を算出する。遷移区間ｓＴの終点は、第１区間s１の終点に限らず、第１区間s１の終点よりも手前に設定されてもよい。

遷移区間設定部１４が、第１区間s１の終点から前方注視点距離手前の地点までの区間を遷移区間ｓＴとして設定することにより、遷移区間ｓＴは、安全性を考慮した最短の距離となる。これにより、車両Ｖは、高精度地図情報に基づく第１走行経路Ｐ１に沿って、できるだけ長く走行することができる。例えば第２走行経路Ｐ２が先行車Ｃ１の走行軌跡の場合、第２走行経路Ｐ２は、先行車Ｃ１の挙動によって変動する。このため、第１走行経路Ｐ１が生成されている間は、できるだけ第１走行経路Ｐ１に沿って走行することにより、信頼性の高い自動運転を長く継続することが可能となる。

このように、遷移区間設定部１４は、既に生成された第１走行経路Ｐ１内、即ち、高精度地図情報の存在する第１区間s１内に遷移区間ｓＴを設定する。これにより、車両Ｖは、第１走行経路Ｐ１を生成可能な第１区間s１を走行する間に、第２走行経路Ｐ２への遷移を開始及び完了することができる。よって、車両Ｖは、第１走行経路Ｐ１に対する第２走行経路Ｐ２の相対位置が検出できる状態で第２走行経路Ｐ２への遷移を行うことができる。したがって、高精度地図情報に基づく第１走行経路Ｐ１から第２走行経路Ｐ２への切り替え時に車両Ｖの不自然な挙動を抑制することができ、スムーズに切り替えを行うことができる。

例えば、図３に示すように、先行車Ｃ１が車両Ｖと異なる車線を走行する場合、先行車Ｃ１の走行軌跡に基づく第２走行経路Ｐ２は、図２の場合と比べて第１走行経路Ｐ１と乖離する。この場合、遷移区間設定部１４は、第１走行経路Ｐ１及び第２走行経路Ｐ２の間の乖離量を算出し、乖離量が大きいほど遷移区間ｓＴが長くなるように調整し得る。乖離量は、例えば道幅方向における第１及び第２走行経路間の距離である。反対に、図２に示すように、第１走行経路Ｐ１及び第２走行経路Ｐ２の間の乖離量が少ない場合、遷移区間ｓＴは短くてよい。これにより、車両Ｖは、第１走行経路Ｐ１から第２走行経路Ｐ２にスムーズに遷移することができるようになる。

また、遷移区間設定部１４は、第１走行経路Ｐ１の道路の曲率が大きいほど遷移区間ｓＴが長くなるように調整し得る。道路の曲率は、周囲センサ３により取得されてもよく、高精度地図情報記憶部４１またはナビ地図情報記憶部４２から取得されてもよい。第１走行経路Ｐ１の道路が直線状の場合、第２走行経路Ｐ２への切り替えが比較的容易であるため、遷移区間ｓＴを短くすることにより、短時間に第２走行経路Ｐ２への遷移を行うことができる。

また、例えば図４に示すように、車両Ｖが走行する第１走行経路Ｐ１の先に、右折予定の交差点Ｑ等、第２走行経路Ｐ２での通過に適すると定義される所定の道路構造が検出される場面について考える。このとき、遷移区間設定部１４は、第１区間s１の終点、即ち高精度地図情報の端部から所定の距離手前の地点から、第１区間s１の終点までの範囲内に遷移区間ｓＴに設定する。所定の道路構造としては、交差点の他、右左折が必要な箇所等が挙げられる。遷移区間設定部１４は、第１区間s１の終点から交差点Ｑまでの距離Ｄが所定の閾値より短い場合、車両Ｖの現在位置を遷移区間ｓＴの始点に設定してもよい。これにより、第２走行経路Ｐ２での走行が適した交差点Ｑまでに車両Ｖが急な遷移を行うことが抑制され、スムーズ且つ安全な遷移を実行することができる。

経路決定部１５は、例えば図５に示すように、第２経路生成部１２により生成された複数の第２走行経路Ｐ２_1，Ｐ２_2のそれぞれの品質を評価し、最も品質の高い第２走行経路を、第１走行経路Ｐ１から切り替える走行経路として決定する。例えば、経路決定部１５は、第１走行経路Ｐ１との乖離量が小さいほど第２走行経路Ｐ２_1，Ｐ２_2の品質を高く評価する。図５に示す例では、車両Ｖと同一車線を走行する先行車Ｃ１の走行軌跡に基づく第２走行経路Ｐ２_1の品質は、隣接する車線を走行する先行車Ｃ２の走行軌跡に基づく第２走行経路Ｐ２_2より高く評価される。また、経路決定部１５は、左右方向のふらつきが小さいほど第２走行経路Ｐ２_1，Ｐ２_2の品質を高く評価するようにしてもよい。図５に示す例において、先行車Ｃ２は周囲センサ３により追従される間に車線変更を行っているため、第２走行経路Ｐ２_2の品質は、直進を継続している先行車Ｃ１の第２走行経路Ｐ２_1より低く評価される。

或いは、経路決定部１５は、車両Ｖの進行方向と同一方向に進行する先行車を追従する第２走行経路Ｐ２の品質を高く評価するようにしてもよい。即ち、経路決定部１５は、車両Ｖの走行予定ルートが設定されている場合、分岐路の手前において走行予定ルートに沿う車線を走行する先行車の走行軌跡である第２走行経路Ｐ２の品質を高く評価するようにしてもよい。走行予定ルートが設定されていない場合であっても、第１走行経路Ｐ１と異なる方向に続く車線を走行する先行車は、やがて周囲センサ３の検出範囲から出てしまうため、先行車を追従する第２走行経路Ｐ２を生成することができなくなる。このため、経路決定部１５は、車両Ｖの進行方向と異なる方向に進行する先行車を追従する第２走行経路Ｐ２の品質を低く評価し、切り替える走行経路の候補から除外するようにしてもよい。

また、経路決定部１５は、車両Ｖに対する相対速度が小さい先行車を追従する第２走行経路Ｐ２ほど、品質を高く評価するようにしてもよい。例えば、先行車の相対速度が大きすぎるまたは小さすぎる場合、先行車はすぐに周囲センサ３の検出範囲から出てしまうため、先行車を追従する第２走行経路Ｐ２は生成されなくなってしまう。したがって、経路決定部１５は、車両Ｖに対する相対速度が所定の範囲外の先行車を追従する第２走行経路Ｐ２の品質を低く評価し、切り替える走行経路の候補から除外するようにしてもよい。

軌跡生成部１６は、例えば図２及び図３に示すように、第１走行経路Ｐ１から、切り替える先の走行経路として経路決定部１５により決定された第２走行経路Ｐ２までの車両Ｖの走行軌跡である遷移軌跡ＴＴを生成する。遷移軌跡ＴＴは、遷移区間設定部１４により設定及び調整された遷移区間ｓＴの始点から終点までの間において、車両Ｖが第１走行経路Ｐ１から第２走行経路Ｐ２に遷移する軌跡である。軌跡生成部１６は、例えば、第１走行経路Ｐ１から第２走行経路Ｐ２への遷移する車両Ｖの加速度及び角速度が所定の範囲内となるように遷移軌跡ＴＴを生成する。

提示制御部１７は、例えば、軌跡生成部１６により生成された遷移軌跡ＴＴに沿って自車両が第１走行経路Ｐ１から第２走行経路Ｐ２に遷移することを示す案内情報を提示するようにユーザＩ／Ｆ５を制御する。或いは、提示制御部１７は、遷移軌跡ＴＴに沿って走行するように運転者に促すための案内情報を提示するようにユーザＩ／Ｆ５を制御するようにしてもよい。

ユーザＩ／Ｆ５は、入力装置５１、ディスプレイ５２及びスピーカ５３を備える。入力装置５１としては、タッチパネルを含むポインティングデバイス、マイク、キーボードの他、各種スイッチ等が採用可能である。入力装置５１は、自車両の目的地を設定する情報、自動運転と手動運転との切り替えを指示する情報、第１走行経路Ｐ１から第２走行経路Ｐ２への切り替えを許可する情報等を乗員から受け付ける。ディスプレイ５２は、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）等の表示装置であり、提示制御部１７からの制御信号に基づき、文字情報やアイコン等の画像を表示する。スピーカ５３は、提示制御部１７からの制御信号に基づき、音声や報知音を出力する。

車両制御装置７は、第１走行経路Ｐ１、遷移軌跡ＴＴ及び第２走行経路Ｐ２に沿って走行するように、アクチュエータ６を制御する制御信号を出力する。この際、車両制御装置７は、乗員が関与せずに自動的に走行する自動運転を行ってもよく、駆動、制動、操舵の少なくとも一つを制御する自動運転を行ってもよい。車両制御装置７は、遷移軌跡ＴＴにおいて第２走行経路Ｐ２の基となる先行車を追従するために、自車両の現在の車速を先行車の車速に近づけるための加減速制御を行ってもよい。

アクチュエータ６は、車両制御装置７からの制御信号に応じて自車両の走行を制御する。アクチュエータ６は、例えば駆動アクチュエータ６１、ブレーキアクチュエータ６２及びステアリングアクチュエータ６３を備える。駆動アクチュエータ６１は、例えば電子制御スロットルバルブからなり、車両制御装置７からの制御信号に基づき自車両のアクセル開度を制御する。ブレーキアクチュエータ６２は、例えば油圧回路からなり、車両制御装置７からの制御信号に基づき自車両のブレーキの制動動作を制御する。ステアリングアクチュエータ６３は、車両制御装置７からの制御信号に基づき自車両のステアリングを制御する。

（走行支援方法）
次に、図６のフローチャートを参照して、本発明の実施形態に係る走行支援装置を用いた走行支援方法の一例を説明する。

先ず、ステップＳ１において、第１経路生成部１１は、高精度地図情報記憶部４１に記憶される高精度地図情報に基づいて、自車両の現在の走行経路である第１走行経路Ｐ１を生成する。例えば、第１経路生成部１１が、高精度地図情報記憶部４１に記憶された高精度地図情報から自車両の前方の道路構造を抽出し、抽出した道路構造に基づいて車線内における第１走行経路Ｐ１を生成する。

ステップＳ２において、第２経路生成部１２は、周囲センサ３により検出された自車両の周囲環境に基づき、自車両の走行経路の候補である第２走行経路Ｐ２を生成する。例えば、第２経路生成部１２が、周囲センサ３により検出された先行車の走行軌跡を算出し、算出した先行車の走行軌跡を第２走行経路Ｐ２として生成する。この場合、先行車の走行に合わせて、先行車の走行軌跡が逐次更新され、第２走行経路Ｐ２も逐次生成される。また、第２経路生成部１２は、先行車の数に応じた複数の第２走行経路Ｐ２を生成する。

ステップＳ３において、経路切替判定部１３は、自車両が第１走行経路に沿って走行している間に、第１走行経路から第２走行経路への切り替えが必要であるか否かを判定する。経路切替判定部１３は、例えば、第１走行経路の先における高精度地図情報が存在せず、将来的に第１走行経路が生成されなくなることを検出した場合、第１走行経路から第２走行経路への切り替えが必要であると判定する。第２走行経路への切り替えが必要であると判定する場合、ステップＳ４に処理を進め、第２走行経路への切り替えが不要であると判定する場合、ステップＳ１に処理を戻す。

ステップＳ４において、遷移区間設定部１４は、車両Ｖが第１走行経路Ｐ１から第２走行経路Ｐ２への遷移を開始する地点から終了する地点までの遷移区間ｓＴを設定する。遷移区間設定部１４は、例えば、車両Ｖの車速、先行車の走行軌跡、先行車の車速、第１走行経路Ｐ１の道路形状等に基づいて、スムーズに第２走行経路Ｐ２に遷移することができる遷移区間ｓＴを生成する。遷移区間ｓＴは、ステップＳ２で生成された第２走行経路毎に設定される。

ステップＳ５において、経路決定部１５は、ステップＳ２で複数の第２走行経路Ｐ２が生成された場合、第２走行経路Ｐ２のそれぞれの品質を評価する。第２走行経路Ｐ２が先行車に追従する経路の場合、経路決定部１５は、例えば、第１走行経路Ｐ１との乖離量、左右方向におけるふらつきの度合い、先行車の進行方向及び相対速度等に基づいて、複数の第２走行経路Ｐ２のそれぞれの品質を評価する。

ステップＳ６において、経路決定部１５は、ステップＳ５で評価された品質が最も高い第２走行経路Ｐ２を、第１走行経路から切り替える先の走行経路として決定する。

ステップＳ７において、軌跡生成部１６は、ステップＳ６で決定された第２走行経路Ｐ２に対応する遷移区間ｓＴにおいて、第１走行経路Ｐ１から第２走行経路Ｐ２に遷移する遷移軌跡ＴＴを生成する。車両制御装置７は、自車両が遷移軌跡ＴＴに沿って走行するようにアクチュエータ６を制御することにより、自車両を第１走行経路Ｐ１から第２走行経路Ｐ２に遷移させる。

本実施形態に係る走行支援装置によれば、第１走行経路Ｐ１が生成されなくなることを予め検出し、第１走行経路Ｐ１が生成されている間に第２走行経路Ｐ２に沿って走行するように自車両を制御する。第１走行経路Ｐ１が生成されない区間に進入してから第２走行経路Ｐ２に切り替えると、走行経路間の乖離が大きく自車両が不自然な挙動となる可能性がある。これに対して、本実施形態に係る走行支援装置によれば、第１走行経路Ｐ１に対する第２走行経路Ｐ２の相対位置が検出できる状態で第１走行経路Ｐ１から第２走行経路Ｐ２に切り替えることができる。したがって、高精度地図情報に基づく第１走行経路Ｐ１から、他の第２走行経路Ｐ２に切り替える際に、自車両の不自然な挙動を抑制することができ、スムーズに走行経路の切り替えを行うことができる。

また、本実施形態に係る走行支援装置によれば、予め定めた距離より離れた位置の地図情報の有無に関わらず、自車両から予め定めた距離までの地図情報を用いて、走行経路の切り替えが必要であるか判定することができるようになる。これにより、第２走行経路に切り替えたにも関わらず、第１走行経路が生成される期間を短くすることができるようになり、ひいては、第１走行経路に沿って走行する期間を長くすることができる。したがって、地図情報に従って走行する期間を長くすることができる為、挙動が安定した走行を長くすることができるようになる。

また、本実施形態に係る走行支援装置によれば、第１走行経路Ｐ１が、品質が低いと定義される所定状態の場合、第２走行経路Ｐ２への切り替えが必要であると判定する。よって、品質が低下した第１走行経路Ｐ１よりも第２走行経路Ｐ２を優先して使うことができるようになるため、安定した走行支援を実行することができる。

また、本実施形態に係る走行支援装置では、第１走行経路Ｐ１の先における地図情報が存在しない場合、第１走行経路Ｐ１の品質が低いと定義する。このように、高精度地図情報が存在しない第２区間ｓ２を自車両が走行することを予め検出することにより、第１走行経路Ｐ１が生成されている間に第２走行経路Ｐ２に切り替えて走行することができるようになり、安定した走行支援を実行することができる。

また、本実施形態に係る走行支援装置では、航法衛星から送信される信号の受信状況が悪化している場合、第１走行経路Ｐ１の品質が低いと定義する。これにより、信頼性が低下した第１走行経路Ｐ１よりも第２走行経路Ｐ２を優先して使うことができるようになるため、安定した走行支援を実行することができる。

また、本実施形態に係る走行支援装置では、過去に第１走行経路Ｐ１を走行した車両による履歴情報に基づいて、地図情報の品質が低いと定義される区間の第１走行経路Ｐ１に対して品質が低いと定義する。これにより、信頼性が低下した第１走行経路Ｐ１よりも第２走行経路Ｐ２を優先して使うことができるようになるため、安定した走行支援を実行することができる。

また、本実施形態に係る走行支援装置によれば、高精度地図を用いた第１走行経路を生成することができる為、周囲状況に合わせた第１走行経路を生成できるようになり、安定した走行ができるようになる。

また、本実施形態に係る走行支援装置によれば、自車両が高精度地図情報の存在する第1区間ｓ１を走行している間に、第２走行経路Ｐ２への遷移を開始することができる。即ち、高精度地図情報における自車両の位置が検出可能な状態で第１走行経路Ｐ１から第２走行経路Ｐ２への遷移を開始することができる。したがって、自車両の不自然な挙動を抑制することができ、スムーズに走行経路の切り替えを行うことができる。

また、本実施形態に係る走行支援装置によれば、自車両が高精度地図情報の存在する第１区間ｓ１を走行している間に、第２走行経路Ｐ２への遷移を完了することができる。即ち、高精度地図情報における自車両の位置が検出可能な状態で第２走行経路Ｐ２への遷移を完了することができる。したがって、信頼性の高い自動運転を長く継続することが可能となると共に、自車両の不自然な挙動を抑制することができ、スムーズに走行経路の切り替えを行うことができる。更に、第２走行経路Ｐ２が先行車を追従する経路である場合、遷移区間ｓＴの終点を第１区間ｓ１の終点に一致させることにより、第２走行経路Ｐ２の品質を評価する時間が長くなり、より信頼性の高い第２走行経路Ｐ２を切り替える先の走行経路として決定することが可能となる。

また、本実施形態に係る走行支援装置によれば、自車両の周囲環境に基づいて、遷移の開始から完了までの遷移区間ｓＴを調整することができる。これにより、第１走行経路Ｐ１から第２走行経路Ｐ２への遷移に適切な距離が確保されるため、自車両の不自然な挙動が抑制され、スムーズ且つ安全な遷移を実行することができる。

また、本実施形態に係る走行支援装置によれば、第１走行経路Ｐ１と第２走行経路Ｐ２との間の乖離量が大きいほど、遷移区間ｓＴを長く設定する。これにより、第１走行経路Ｐ１から第２走行経路Ｐ２への遷移に適切な距離が確保されるため、自車両の不自然な挙動が抑制され、スムーズ且つ安全な遷移を実行することができる。

また、本実施形態に係る走行支援装置によれば、第１走行経路Ｐ１の道路の曲率が大きいほど、遷移区間ｓＴを長く設定する。これにより、第１走行経路Ｐ１から第２走行経路Ｐ２への遷移に適切な距離が確保されるため、自車両の不自然な挙動が抑制され、スムーズ且つ安全な遷移を実行することができる。

また、本実施形態に係る走行支援装置によれば、第２走行経路Ｐ２による走行が適していると定義される所定の道路構造が前方に存在する場合、第１走行経路Ｐ１から第２走行経路Ｐ２に切り替える。これにより、自車両は、交差点等の所定の道路構造において、第２走行経路Ｐ２により安定した走行を行うことができる。

このとき、自車両から所定の道路構造までの距離が閾値より低い場合、自車両の現在位置から第２走行経路Ｐ２への遷移を開始するようにしてもよい。これにより、第２走行経路Ｐ２への切り替えが必要なシーンにおいて、無理な遷移を抑制できるため、自車両の不自然な挙動が抑制され、スムーズ且つ安全な遷移を実行することができる。

また、本実施形態に係る走行支援装置によれば、複数の第２走行経路Ｐ２が生成されている場合、複数の第２走行経路Ｐ２のうち最も品質の高い第２走行経路Ｐ２を遷移先の経路として設定することができる。第２走行経路Ｐ２の品質は、例えば、第１走行経路Ｐ１との乖離量、左右方向におけるふらつきの大きさ等に基づいて評価することができる。これにより、自車両の不自然な挙動が抑制され、スムーズ且つ安全な遷移を実行することができる。

また、第２走行経路Ｐ２が先行車に追従する経路の場合、第1走行経路Ｐ１の終点で自動運転が中断することなく、第２走行経路Ｐ２に自動運転を継続することができる。更に、複数の第２走行経路が生成されている場合、先行車の進行方向及び相対速度等に基づいて、複数の第２走行経路Ｐ２のそれぞれの品質を評価することができる。これにより、最も品質の高い第２走行経路Ｐ２を遷移先の経路として設定することができ、自車両の不自然な挙動が抑制され、スムーズ且つ安全な遷移を実行することができる。

（その他の実施形態）
上記のように、本発明の実施形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。例えば、上記の実施形態において説明される各構成を任意に応用した構成等、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

１ 処理回路
２ 車両センサ
３ 周囲センサ
４ 記憶装置
６ アクチュエータ
７ 車両制御装置
１１ 第１経路生成部
１２ 第２経路生成部
１３ 経路切替判定部
１４ 遷移区間設定部
１５ 経路決定部
１６ 軌跡生成部
１７ 提示制御部
２１ 全地球航法測位システム（ＧＮＳＳ）受信機
Ｃ１ 先行車
Ｃ２ 先行車
Ｐ１ 第１走行経路
Ｐ２ 第２走行経路
ｓ１ 第１区間
ｓ２ 第２区間
ｓＴ 遷移区間
ＴＴ 遷移軌跡
Ｖ 車両（自車両）

Claims (21)

1. 自車両の周囲環境を検出し、
   前記自車両の周囲の地図情報に基づいて第１走行経路を生成し、
   前記周囲環境に基づいて第２走行経路を生成し、
   前記自車両が前記第１走行経路に沿って走行している間において、前記自車両の前方の前記第１走行経路が生成されなくなることを検出した場合、前記第１走行経路から前記第２走行経路への切り替えが必要であると判定し、
   前記切り替えが必要であると判定された場合、前記第１走行経路から前記第２走行経路に遷移するように前記自車両を制御することを特徴とする走行支援方法。
2. 前記自車両が前記第１走行経路に沿って走行している間に、前記第１走行経路から前記第２走行経路への切り替える遷移区間を設定することを特徴とする請求項１に記載の走行支援方法。
3. 前記自車両から予め定めた距離までの前方において、前記第１走行経路が生成されなくなる場合に、前記第１走行経路から前記第２走行経路への切り替えが必要であると判定することを特徴とする請求項１または２に記載の走行支援方法。
4. 前記自車両の周囲の地図情報の品質が低いと定義される所定状態の場合、前記切り替えが必要であると判定することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の走行支援方法。
5. 前記所定状態は、前記第１走行経路の先における前記地図情報が存在しない状態であることを特徴とする請求項４に記載の走行支援方法。
6. 前記所定状態は、航法衛星から受信した信号に基づいて前記自車両の位置情報を取得する受信機において、前記信号の受信状況が悪化した状態であることを特徴とする請求項４に記載の走行支援方法。
7. 前記所定状態は、過去に前記第１走行経路の道路を走行した車両による履歴情報に基づいて前記地図情報の品質が低いと定義される状態であることを特徴とする請求項４に記載の走行支援方法。
8. 前記地図情報は、車線内の位置情報を含む高精度地図情報であることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の走行支援方法。
9. 前記自車両が前記第１走行経路に沿って走行している間に、前記遷移を開始することを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の走行支援方法。
10. 前記自車両が前記第１走行経路に沿って走行している間に、前記遷移を完了することを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の走行支援方法。
11. 前記周囲環境に基づいて、前記遷移の開始から完了までの区間を調整することを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載の走行支援方法。
12. 前記第１走行経路及び前記第２走行経路の間の乖離量を算出し、前記乖離量が大きいほど、前記遷移の開始から完了までの区間の長さを長くすることを特徴とする請求項１１に記載の走行支援方法。
13. 前記第１走行経路の道路の曲率が大きいほど、前記遷移の開始から完了までの区間を長くすることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の走行支援方法。
14. 前記自車両の前方の前記第１走行経路が生成される場合において、前記自車両の前方において所定の道路構造を検出した場合、前記第１走行経路から前記第２走行経路に遷移するように前記自車両を制御することを特徴とする請求項１乃至１３の何れか１項に記載の走行支援方法。
15. 前記自車両から前記所定の道路構造までの距離が所定の閾値より短い場合、前記自車両の現在位置から前記遷移を開始することを特徴とする請求項１４に記載の走行支援方法。
16. 前記周囲環境に基づいて複数の前記第２走行経路を生成し、
    前記複数の第２走行経路の品質を評価し、
    前記切り替えが必要であると判定された場合、第１走行経路から前記品質の最も高い前記第２走行経路に遷移するように前記自車両を制御することを特徴とする請求項１乃至１５の何れか１項に記載の走行支援方法。
17. 前記第２走行経路の品質を、前記第１走行経路との乖離量が小さいほど、高く評価することを特徴とする請求項１６に記載の走行支援方法。
18. 前記第２走行経路の品質を、左右方向のふらつきが小さいほど、高く評価することを特徴とする請求項１６又は１７に記載の走行支援方法。
19. 前記第２走行経路は、前記自車両の先行車が走行した軌跡であり、
    前記第２走行経路の品質を、前記先行車が前記自車両の進行方向と同一方向に進行する場合、高く評価することを特徴とする請求項１６乃至１８の何れか１項に記載の走行支援方法。
20. 前記第２走行経路は、前記自車両の先行車が走行した軌跡であり、
    前記第２走行経路の品質を、前記自車両に対する前記先行車の相対速度が小さいほど、高く評価することを特徴とする請求項１６乃至１８の何れか１項に記載の走行支援方法。
21. 自車両の周囲環境を検出するセンサと、
    前記自車両の周囲の地図情報に基づいて第１走行経路を生成する第１経路生成部と、
    前記周囲環境に基づいて第２走行経路を生成する第２経路生成部と、
    前記自車両が前記第１走行経路に沿って走行している間において、自車両の前方の前記第１走行経路が生成されなくなることを検出した場合、前記第１走行経路から前記第２走行経路への切り替えが必要であると判定する経路切替判定部と、
    前記切り替えが必要であると判定された場合、前記第１走行経路から前記第２走行経路に遷移するように前記自車両を制御する車両制御回路と
    を備えることを特徴とする走行支援装置。

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