JPWO2019030916A1 - 車線情報管理方法、走行制御方法及び車線情報管理装置 - Google Patents

Abstract

プロセッサを用いて、車線情報を管理する車線情報管理方法であって、道路地図情報と、道路地図上の走行軌跡で表される走行履歴の情報を取得し、複数の走行履歴を用いて、交差点に接続される車線が、複数の車両の列が単一車線上で形成される複数車線化となっているか否かを判定し、複数車線化の判定結果を車線情報に含めて、車線情報を管理する。

Description

本発明は、車線情報管理方法、走行制御方法及び車線情報管理装置に関するものである。

従来より、車線ノード位置の間の可能性がある一組のリンクを集めて、リンクのそれぞれについて、リンクがモデル交差点に使用する正当なリンクである確率を評価し、交差点の構造のモデリングを行う方法が知られている（特許文献１）。

特開２０１６−７５９０５号公報

しかしながら、上記従来技術では、複数の車両の列が単一車線上で形成されるような車線に対応できず、車線情報を適切に管理できないという問題があった。

本発明が解決しようとする課題は、車線情報を適切に管理できる方法および装置を提供することである。

本発明は、複数の走行履歴を用いて、交差点に接続される車線が、複数の車両の列が単一車線上で形成される複数車線化になっているか否かを判定し、複数車線化の判定結果を車線情報に含めて、車線情報を管理することによって上記課題を解決する。

本発明によれば、車線情報を適切に管理できるという効果を奏する。

図１は、本実施形態に係る情報管理システムのブロック図である。 図２は、複数車線化されている道路状況を説明するための概念図である。 図３は、図１の走行情報算出部の制御フローを示すフローチャートである。 図４は、図１の複数車線化判定部における処理を説明するための図であり、軌跡の点の数を揃える処理の概念図である。 図５は、複数車線化した車線における、車両の横位置の分布の一例を示した概念図である。 図６は、先行車両（右折車）がいる場合の自車両の走行軌跡と、先行車両がいない場合の自車両の走行軌跡を示す概念図である。 図７は、本実施形態の変形例に係る車両のブロック図である。 図８は、図７の走行経路生成ＥＣＵの制御フローを示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
《第１実施形態》

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、本発明に係る車両情報管理装置を、車両とサーバを有する情報管理システムに適用した場合を例にして説明する。

図１は、情報管理システム１のブロック構成を示す図である。本実施形態の車両情報管理システムは、車両１とサーバ２を備えている。車両１は、センサ群１０、データベース２０、コントローラ３０、及び車載通信モジュール４０を備えている。

センサ群１０は、例えば、位置センサ１１、周囲認識センサ１２を含む。センサ群は、自車両の位置、自車両の走行状態、及び自車両の周囲の状況を検出する。なお、位置センサ１１及び周囲認識センサ１２は一例であり、車両の位置情報、周辺車の有無を検出できるセンサであれば、他のセンサでもよい。

位置センサ１１は、自車両の現在の位置を検出するセンサであり、例えばＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）／ＩＮＳ（Ｉｎｅｒｔｉａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）を有している。ＧＰＳは、衛星から発信される情報を用いて、自車両の位置を測定するシステムである。ＩＮＳは、ジャイロセンサ又は加速度センサを利用して、車両の初期状態（初期の位置）からの相対位置を測定する。ＧＰＳ／ＩＮＳ装置は、ＧＰＳにより測定された絶対位置の情報をＩＮＳによる相対位置情報で補完することで、車両の現在位置を高精度で測定する装置である。本実施形態では、後述するように、複数の車両の列が単一車線上に形成される複数車線化（複数列状態となること）の判定に加えて、複数車線化している車線の経路情報を、自動運転制御に利用することを想定している。そのため、位置センサ１１の位置検出精度は、数１０ｃｍ程度の比較的、精度の高いものがよい。

なお、位置センサ１１は、他の構成として、全方位距離センサでもよい。位置センサ１１として全方位距離センサを用いた場合には、例えばマップマッチングにより車両位置を算出してもよい。また、位置センサとしてカメラを用いて、カメラの撮像画像を利用して、車両位置を算出してもよい。なお、以下の説明では、位置センサ１１としてＧＰＳ／ＩＮＳ装置を用いた例を説明する。

周囲認識センサ１２は、例えば、車両のフロントバンパー及びリアバンパー付近に取り付けられたレーザスキャナであり、それぞれのレーザスキャナは、車両前方の物体の位置及び種別と、車両後方の物体の位置及び種別をそれぞれ検出する。種別は、車両であるか否かを示す。なお、周囲認識センサ１２は、車両周辺の物体の位置と種別を検出できるセンサであれば、レーザスキャナ以外のセンサでもよい。

データベース２０は、少なくとも道路地図情報を記憶するデバイスである。データベース２０は、コントローラ３０によりアクセス可能なデバイスであって、情報の書き換えなども可能とする。道路情報には、各車線の道路境界線や停止線の正確な位置情報が含まれており、自動運転に適した高精細地図情報である。道路地図情報で示される各車線には固有のＩＤが付与されている。車線情報を追加又は更新する場合には、このＩＤを使って車線を特定できる。

なお、データベース２０に記録される道路地図情報は、ナビゲーション地図のような簡易的な地図情報でもよいが、地図情報を自動運転で活用するためには、高精度地図であるとよい。なお、以下の説明では、データベース２０に記録された地図情報は高精度地図とする。

コントローラ３０は、サーバ２における処理で複数車線化の判定に必要となる、車両情報及び道路地図情報を管理する機能を有したプロセッサである。コントローラ３０は、情報管理処理を実行させるプログラムが格納されたＲＯＭ（Read Only Memory）と、このＲＯＭに格納されたプログラムを実行することで、車線情報管理装置の一部として機能するＣＰＵ（Central Processing Unit）と、アクセス可能な記憶装置として機能するＲＡＭ（Random Access Memory）と、を有している。コントローラ３０は、ＡＳＩＣ又はＦＰＧＡ等のハードウェアで構成されており、情報を管理するための機能ブロックとして、自車位置認識部３１、周辺車両認識部３２、走行情報算出部３３を有している。各機能ブロックの詳細は後述する。コントローラ３０は、センサ群１０から検出値を取得し、データベース２０にアクセスし、車両の走行情報を算出し、算出結果を車載通信モジュール４０に出力する。

車載通信モジュール４０は、車両に保持された走行情報を、遠隔に存在するサーバ２に送信するためのモジュールである。車載通信モジュール４０は、例えば、４Ｇ ＬＴＥのモバイル通信機能を備えた車載デバイスを有し、コントローラ３０とＣＡＮで接続されている。車載通信モジュール４０は、コントローラ３０から受け取った信号を随時、モバイル通信回線を通じて、サーバ２に送信する。車載通信モジュール４０は、Ｗｉｆｉ通信機能を備えた車載デバイスでもよく、車両の走行中、コントローラ３０から送信された情報をＨＤＤに保存し、Ｗｉｆｉ接続がつながったタイミングで、ＨＤＤに保存した情報をサーバ２に送信してもよい。

次に、サーバ２の構成について説明する。サーバ２は、データベース５０及びコントローラ６０を備えている。サーバ２は、１台又は複数台のコンピュータで構成されており、複数の車両から送信される信号を受信し、情報処理を行う。なお、サーバの具体的な構成の説明は省略するが、サーバ２には一般的なサーバシステムを用いればよい。

走行情報データベース５０は、車載通信モジュール４０から送付された走行情報を保持するデータベースである。本実施形態では、データを収集できる車両が複数存在し、複数台からの情報が全てデータベース５０に集約される。コントローラ６０は、交差点に接続される車線が、複数列状態となっているか否かを判定する複数車線化判定機能、参照走行情報を算出する算出機能を有したプロセッサである。コントローラ６０は、各種機能を実行させるためのプログラムが格納されたＲＯＭ、ＣＰＵ、ＲＡＭ等を有している。コントローラ６０は、プログラムを実行するハードウェアであり、機能ブロックとして、複数車線化判定部６１及び参照走行情報算出部６２を有している。各機能ブロックの詳細は後述する。データベース５０は、車線情報と走行情報を記憶している。車線情報と走行情報は車線ＩＤにより対応づけられている。コントローラ６０は、複数車線化の判定対象となる車線を、車線ＩＤを使って特定し、車線ＩＤが付与される情報を抽出できる。コントローラ６０は、抽出された複数の走行情報に基づき、車線が複数車線化されているか否かを判定する。なお、複数車線化の判定方法は後述する。コントローラ６０は、複数車線化の判定結果をデータベース５０に記録する際には、車両ＩＤを使って、記録又は書き換えの対象となる情報を特定する。

ここで、複数車線化について、図２を用いて説明する。図２は、複数車線化されている道路状況を説明するための概念図である。通常、ナビゲーション装置に記録されている地図データや、自動運転に使用される地図データは、車両が予め規定された交通ルールに則って走行することを前提に作られている。そのため、例えば、一車線の道路において、車両が複数列を形成して走行することは想定されておらず、自動運転において、車両は、地図データで規定されたルール（情報）に従って走行する。しかしながら、実際の交通状況においては、交差点に接続する車線が、物理的に１車線となっていたとしても、その１車線の車線幅が広い場合には、車両が右折するか直進するかによって、複数の車両が２列に分かれて走行するような状態、すなわち、仮想的に２車線化した状態となる。このような現象は、交差点の手前で発生する。図２に示すように、例えば片側１車線の日本の道路で、車線幅（道幅）が広い場合には、右折車両Ａは後続車のために左側を空けて停車し、直進車線Ｂ又は左折車両は、右折車線Ａの左側を通り抜ける。このような走行シーンは、日常生活でよく発生するが、いわゆるローカルルールである。そして、地図データが複数車線化した情報を含まない状態で、自動運転を想定した場合には、自動運転制御装置は、交差点付近のセンサの検出結果から、道路状況を把握することは難しい。本実施形態に係る車線情報管理装置は、交差点に接続される車線が、複数の車両の列が単一車線上で形成される複数列状態となっているか否か（単一車線が仮想的に複数車線化となっているか否か）を判定し、複数列状態の判定結果を車線情報に含めて、車線情報を管理している。

以下、コントローラ３０の機能について説明する。
自車位置認識部３１は、位置センサ１１により検出された情報に基づき、自車位置を認識する。位置センサ１１がＧＰＳ／ＩＮＳ装置である場合には、位置センサ１１から入力された位置情報を自車の現在位置とすればよい。位置センサ１１が全方位距離センサである場合には、自車位置認識部３１は、データベース２０から地図情報を取得し、地図上における車両の相対位置を算出する（マップマッチング）。マップマッチング方法は特に限定されず、広く知られている一般的な手法でよい。なお、複数車線化の判定に適した車両位置は、地図上における相対位置であるため、マップマッチングは、車両の地図上での位置を直接算出できる点で好ましい。ただし、位置センサ１１としてＧＰＳ／ＩＮＳ装置を用いた場合でも、地図情報の精度が高く、絶対位置に対する誤差が十分に小さい場合には、ＧＰＳ／ＩＮＳ装置を用いてもよい。

周辺車両認識部３２は、周囲認識センサ１２により検出された検出情報、及び、データベース２０に記録されている地図情報に基づき、先行車及び後続車をそれぞれに認識する。周囲認識センサ１２の検出情報は、車両前方に位置する物体の物体情報、及び車両後方に位置する物体の物体情報を含む。物体情報は、物体の位置情報や、車両、歩行者、自転車、及び認識不能を区別した種別情報等である。周囲認識センサ１２により検出される物体の位置は、自車両からの相対位置で表される。周辺車両認識部３２は、自車位置認識部３１で認識された自車両の位置情報を用いて、物体の位置座標を地図座標系に変換する。座標変換は、平面仮定をした上で、一般的な手法で実施すればよい。周囲認識センサ１２は、データベース２０に記憶されている地図情報と、物体の位置情報とを照合することで、物体が、どの車線に存在するのか、又は、物体が、自車両の走行車線外に存在するのかを、算出する。また周囲認識センサ１２は、周囲認識センサ１２の検出情報に含まれる種別情報から、自車両の周囲に位置する物体が車両であるか否かを認識する。

周辺車両認識部３２は、認識された物体が車両（他車両）であり、他車両が自車両と同一車線上で、自車両の前方に存在し、自車両と他車両との間の距離が一定距離以下である場合には、先行車有りと判定する。周辺車両認識部１３２は、一般的な先行車追従走行における先行車認識手法と同様に、車速に応じて一定距離を設定する。例えば、自車両の車速が時速１００ｋｍ／ｈである場合には、周辺車両認識部１３２は、一定距離を１００ｋｍに設定する。あるいは、自車両の車速が時速２０ｋｍ／ｈである場合には、周辺車両認識部３２は、一定距離を２０ｋｍに設定する。周辺車両認識部３２は、自車両の後方についても同様に、他車両が自車両と同一車線上で、自車両の後方に存在し、自車両と他車両との間の距離が一定距離以下である場合には、後続車有りと判定する。

周辺車両認識部３２は、先行車有りと判定した場合には、トラッキングを行うことで、走行軌跡を算出する。トラッキングの手法は、一般に知られている手法であればよく、他車両の位置（自車両に対する相対的な位置）を周期的に算出すればよい。周辺車両認識部３２は、先行車の有無の情報、後続車の有無の情報、先行車の走行軌跡の情報を、走行情報算出部３３に送信する。

走行情報算出部３３は、サーバ２で複数車線化の判定に必要な情報として、走行情報を算出する。走行情報算出部３３は、算出された走行情報を、車載通信モジュール４０に送信する。車載通信モジュール４０は、走行情報をサーバ２に送信する。走行情報は、交差点に接続される車線における、車線の走行経路の情報を含んでいる。走行情報は、走行経路の情報の他に、以下の情報を含んでいる。なお、以下に例示する情報は、必ずしも全てを必要としない。

（車両の横方向の情報）
走行情報算出部３３は、先行車の走行軌跡に基づき、他車両が交差点に進入する時の、他車両の横方向の位置を算出する。また、走行情報算出部３３は、自車両の走行軌跡に基づき、自車両が交差点に進入する時の、自車両の横方向の位置を算出する。車両の横方向は、車両の進行方向に対して垂直な方向である。走行情報算出部３３は、算出された自車両の横方向の位置情報及び他車両の横方向の位置情報を走行情報に含めて、走行情報を車載通信モジュール４０に送信する。

（進行方向情報）
走行情報算出部３３は、先行車両の走行軌跡に基づき、先行車両が交差点に進入した後、先行車両が直進、右折、及び左折のいずれの方向に走行したかを示す進行方向情報を算出する。また、走行情報算出部３３は、自車両の走行軌跡に基づき、自車両の進行方向情報を算出する。進行方向情報は、車両が交差点を走行した後の車線ＩＤにより示される。サーバ２は、交差点に進入する際の車線ＩＤと、交差点に進入した後に走行した車線ＩＤとの関係より、車両の進行方向を特定できる。走行情報算出部３３は、自車両及び他車両の進行方向情報を走行情報に含めて、走行情報を車載通信モジュール４０に送信する。

（車両情報）
走行情報算出部３３は、他車両又は自車両の車速、アクセル操作、ブレーキ操作、ウィンカー操作などの、車両の挙動に関する車両情報を算出する。走行情報算出部３３は、算出された車両情報を走行情報に含めて、走行情報を車載通信モジュール４０に送信する。

（進行方向の判定結果情報）
走行情報算出部３３は、交差点に進入する前後の自車両の走行軌跡と他車両の走行軌跡とを比較することで、自車両と異なる進行方向に進んだ先行車両が存在するか否かを判定する。走行情報算出部３３は、判定結果を走行情報に含めて、走行情報を車載通信モジュール４０に送信する。なお、走行情報は、判定結果に加えて、判定対象となった先行車が、交差点を退出後に走行した車線ＩＤの情報を含んでもよい。

（後続車情報）
走行情報算出部３３は、周辺車両認識部３２から後続車の認識結果を示す情報を取得し、自車両の後方に後続車が存在するか否かの情報を走行情報に含めて、走行情報を車載通信モジュール４０に送信する。

次に、走行情報算出部３３の制御フローを図３を用いて説明する。
ステップＳ１にて、走行情報算出部３３は、自車位置認識部３１から自車両の位置情報を取得し、自車両の位置情報と地図データベースを照合し、自車両の車線情報として、車線ＩＤを特定しつつ、車線内の位置を算出する。

ステップＳ２にて、走行情報算出部３３は、車線情報と自車位置情報から、自車両が交差点手前の車線に進入したか否かを判定する。走行情報算出部３３は、地図データベース２０において、車線毎に記録されている車両ＩＤを用いて、交差点エリアへの進入判定を行う。他の手法として、地図データベース２０に交差点の中心位置を記録しておき、その中心位置と自車位置との距離が一定以下であれば、交差点手前車線に侵入した、と判定してもよい。

自車両が交差点手前の車線に進入したと判定した場合には、走行情報算出部３３はステップＳ３の制御フローを実行し、車両が交差点手前の車線に進入していないと判定した場合には、走行情報算出部３３はステップＳ１の制御フローを実行する。

ステップＳ３にて、走行情報算出部３３は、交差点手前の車線の情報を、走行情報としてデータベース２０に記録する。なお、ステップＳ３で記録される走行情報は、車線内での位置情報に限らず、車速、アクセル・ブレーキ操作、ウィンカー操作など、様々な車両情報を含んでもよい。

ステップＳ４にて、走行情報算出部３３は、交差点手前車線を抜けて交差点エリアに進入したか否かを判定する。自車両が交差点に進入した場合には、走行情報算出部３３は、ステップＳ１１の制御フローを実行し、自車両が交差点に進入していない場合には、ステップＳ５の制御フローを実行する。なお、ステップＳ４の制御フローにおける判定処理は、ステップＳ２の判定処理を同様の方法を用いればよい。

ステップＳ６にて、走行情報算出部３３は、周辺車両認識部３２による先行車トラッキング機能を用いて、自車両が交差点の手前の車線を走行中に、先行車のトラッキングを行う。ステップＳ７にて、走行情報算出部３３は、トラッキング結果に基づき、自車両が交差点手前の車線を走行中に、自車両が先行車とすれ違ったか否かを判定する。自車両が先行車とすれ違った場合にはステップＳ８の制御フローを実行し、自車両が先行車とすれ違っていない場合にはステップＳ９の制御フローを実行する。自車両が先行車とすれ違ったということは、自車両の走行中の車線が複数車線化していることになるため、ステップＳ７の判定結果が複数車線化していることの判定基準にもなる。

ステップＳ８にて、走行情報算出部３３は、進行方向の異なる先行車がいたという走行情報をデータベース２０に記録する。先行車の走行情報には、先行車の走行軌跡、進行方向の判定結果情報、又は、先行車の車両情報等を含む。

ステップＳ９にて、走行情報算出部３３は、周辺車両認識部３２から後続車認識結果を取得し、後続車認識結果に基づき、後続車がいるか否かを判定する。後続車がいる場合には、ステップＳ１０の制御を実行し、後続車がいない場合には、ステップＳ４に戻る。

ステップＳ１０にて、走行情報算出部３３は、後続車の存在を示す走行情報をデータベース２０に記録する。

ステップＳ１１にて、走行情報算出部３３は、交差点エリアに進入する（つまり、交差点手前車線を退出する）時の車線内における自車両の横位置をデータベース２０に記録する。

ステップＳ１２にて、走行情報算出部３３は、自車両が交差点エリアを抜けたか否かを判定する。自車両が交差点エリアを抜けた場合は走行情報算出部３３はステップＳ１３の制御処理を実行し、自車両が交差点エリアを抜けていない場合は走行情報算出部３３はステップＳ１１の制御処理を実行する。なお、ステップＳ１２の制御フローにおける判定処理は、ステップＳ２の判定処理を同様の方法を用いればよい。

ステップＳ１３にて、走行情報算出部３３は、自車両が交差点エリアを退出した後の自車位置情報と地図情報を照合して、交差点エリア退出後に自車両が走行する車線ＩＤを特定し、データベース２０に記録する。車線ＩＤは、進行方向を記録するために使用されているが、交差点はＴ字路、十字路だけでなく、五差路など、複雑な場合がある。直進・右折・左折といった抽象的な情報ではなく、交差点を抜けた後の車線ＩＤを用いることで、どんな形状の交差点にも対応できる。

ステップＳ１４にて、走行情報算出部３３は、上記の制御処理で算出された様々な走行情報をまとめて、交差点手前の車線IDと関連づけた上で、車載通信モジュール４０に送信し、制御処理を終了する。

以下、コントローラ６０の機能について説明する。
複数車線化判定部６１は、判定対象となる車線の車線ＩＤに基づき、関連する走行情報を抽出し、抽出された走行情報に基づき、複数車線化を判定する。複数車線化の判定は、以下に説明する方法で行われる。なお、以下の判定方法はいずれか１つでもよく、あるいは、判定結果を組み合わせもよい。

（走行軌跡のクラスタリング）
車両の走行軌跡は、車両の位置（ｘ，ｙ）の集合で表現される。まず、複数車線化判定部６１は、複数車線化の判定対象となる車線の車線ＩＤに基づき、データベース５０から車線の走行情報を抽出し、走行軌跡の中から該当車線に進入してから退出するまでの部分的な軌跡を切り出す。次に、複数車線化判定部６１は、車両軌跡同士を比較しやすいように、軌跡の点の数を揃える。

図４は、軌跡の点の数を揃える処理の概念図である。図４に示すように、車両の走行軌跡は車線（レーン）上の点群で表される。点群に対して例えばスプライン曲線で近似した上で、任意の数に線分を分割して点を抽出すればよい。複数車線化判定部６１は、点の数を同じにした後、一般に知られるk-means等の手法でクラスタリングを行い、任意の閾値を用いて、複数クラスタに分割されるか否かを判定する。複数クラスタに分割された場合には、複数車線化判定部６１は、車線は複数車線化されていると判定する。

（交差点進入時の横位置でクラスタリング）
別の手法として、複数車線化判定部６１は、レーン退出時の横位置を用いて複数車線化を判定してもよい。図５は、複数車線化した車線における、車両の横位置の分布の一例を示した概念図である。複数車線化判定部６１は、データベース５０から、判定対象となる車線の終端線を抽出する。終端線は、車両が交差点に進入する際のエリア内で抽出される。複数車線化判定部６１は、終端線と各走行軌跡との交差する点を算出する。複数車線化判定部６１は、算出された交差点に対して、k-means等の手法でクラスタリングを行う。複数車線化判定部６１は、任意の閾値（例えばクラスタ間の距離が１ｍ以上か否か）を用いて、複数クラスタに分割されるか否かを判定する。すなわち、複数車線化判定部６１は、終端線を含むエリア内で、車両の横方向の位置の集合を特定する。そして、エリア内で複数の位置集合が特定できた場合には、複数車線化判定部６１は、各位置集合の距離が所定の長さ以上であるか否かを判定する。そして、位置集合の距離が所定の長さ以上である場合には、複数車線化判定部６１は、エリアを含む車線が複数車線化の状態であると判定する。例えば、図５の例では、単一車線上のエリア（終端線を含むエリア）において、右側と左側にそれぞれ位置集合が形成されており、位置集合の間隔が車幅相当の長さ以上である場合には、複数車線化判定部６１は、車線が複数車線化の状態であると判定する。

（進行方向に応じた分類）
別の手法として、複数車線化判定部６１は、走行軌跡を進行方向に応じて分類する手法がある。複数車線化判定部６１は、交差点通過後に進入する次の車線IDに基づいて、同じ進行方向か否かを判定する。複数車線化判定部６１は、同じ進行方向の走行軌跡ごとに車線退出時の平均横位置を算出し、進行方向毎に横位置の差があるか否かを判断する。具体的には、例えばレーン退出時の横位置が相互に一定距離（例えば1m）以上離れていれば、進行方向によって複数車線化していると判定する。すなわち、複数車線化判定部６１は、交差点に進入するエリア内で、車両の横方向を示す位置情報が、直進を示す集合と、右左折を示す集合に分類できる場合には、車線が複数車線化の状態であると判定する。

（進行方向の異なる先行車の有無に応じた分類）
別の手法として、複数車線化判定部６１は、走行軌跡を、進行方向の異なる先行車の有無に応じて分類する。上記のとおり、走行情報算出部３３は、自車両と異なる進行方向に進んだ先行車両が存在するか否かを判定しており、走行情報は、この判定結果の情報を含んでいる。そのため、複数車線化判定部６１は、車両が、交差点に進入するときの平均横位置を算出し、平均横位置に差があるか否かを判定する。判定方法は、上記（進行方向に応じた分類）と同様の方法でよい。

（後続車の有無に応じた分類）
別の手法として、複数車線化判定部６１は、後続車の有無に応じて分類する。そして、複数車線化判定部６１は、分類結果に基づいて、車線が複数車線化の状態であるか否かを判定する。具体的な手法は先行車の場合と同様でよい。

複数車線化判定部６１は、車線が複数車線化状態であると判定した場合には、判定対象となった車線のリンク情報を、複数車線化状態を示す情報にデータベース５０上で書き換え、車線情報を更新する。具体的には、例えば直進と右折で複数車線化している場合には、右折車線を追記する。なお、データベース５０の情報が更新された場合には、サーバ２は車両１と通信を行い、データベース２０の情報も更新してもよい。

参照走行情報算出部６２は、複数車線化判定部６１から複数車線化しているか否かの判定情報を取得し、車線毎の参照走行情報を算出し、データベース５０に、車線ＩＤと関連づけて記憶する。参照走行情報は、自動運転において使用される情報であり、同一車線ＩＤの分離された車線（ここでは便宜上、追加車線と呼ぶ）毎に記録される。参照走行情報に含まれる情報としては、走行軌跡の他、速度プロファイル、アクセル開度、ブレーキ制御量、ウィンカー操作情報を含んでもよい。走行軌跡は、複数車線化判定部６１のクラスタリングにより抽出された平均軌跡（車両位置の点群）を用いればよい。また、速度プロファイル、アクセル開度、ブレーキ制御量、ウィンカー操作情報に関しては、走行軌跡の各点と関連づけて記憶されればよい。例えば、走行軌跡が２０点で表現されていた場合には、１点目では車速６０ｋｍ／ｈ、２点目では５８ｋｍ／ｈなどのように記録される。なお、参照走行情報は、自動運転において非常に有益な情報であるため、複数車線化していない場合にも、保持してもよい。

なお、サーバ２には、データベース５０以外に、複数車線化情報を格納したデータベースを備えてもよい。このデータベースは、複数車線化情報として、地図情報に含まれる車線情報と関連づけて、複数車線化しているか否かの情報と、車線毎に参照走行情報を記憶する。データベースに記録された情報は、データ配信等の手段を用いて車両２に提供され、運転支援等の目的で活用する。

上記のように本実施形態では、道路地図情報と、道路地図上の走行軌跡で表される走行履歴の情報を取得し、複数の走行履歴を用いて、交差点に接続される車線が、複数の車両の列が単一車線上で形成される複数車線化となっているか否かを判定し、複数車線化の判定結果を車線情報に含めて、車線情報を管理する。これにより、物理的には１車線なのに慣習的に２車線（もしくは３車線）になっている、という複数車線化の情報を管理できる。

また本実施形態では、車両が交差点に進入する進入エリア内で、車両の横方向の位置を算出し、横方向の位置の集合を位置集合として特定し、進入エリア内で、位置集合が複数特定され、複数の位置集合の距離が所定値以上である場合に、進入エリアを含む車線が複数車線化になっていると判定する。これにより、車線内の走行履歴全体をクラスタリングするよりも、高精度に複数車線化を判定できる。複数車線化は、交差点進入の手前で急に発生する場合が多いため、車線全域にわたって走行経路をクラスタリングすると、複数車線化する前の経路を含むため、精度よく判定できない可能性があるが、本実施形態では、判定精度を高めることができる。

また本実施形態では、交差点進入後の直進と交差点進入後の右左折に対応させて、位置集合を特定し、進入エリア内で、位置集合が、直進を示す集合と、右左折を示す集合にそれぞれ分類できる場合には、進入エリアを含む車線が複数車線化になっていると判定する。これにより、複数車線化が進行方向に応じて発生している場合に、複数車線化を判定できる。

また本実施形態では、道路地図情報で示される車線のうち、複数車線化として判定された車線を特定し、特定された車線のリンク情報を、複数車線化を示す情報に書き換える。これにより、車線数の情報を実際の交通環境に適合した情報に書き換えることができる。

また本実施形態では、複数の走行履歴に基づき、車線内の走行経路の情報を含む参照走行情報を算出し、複数車線化として判定された車線に含まれる複数の仮想車線毎に参照走行情報を算出する。これにより、自動運転等で活用可能なレベルの詳細な情報を管理できる。

また本実施形態では、走行履歴を用いて、交差点に接続される車線と同一の車線を走行する他車両の走行経路を特定し、交差点進入後の他車両の進行方向と自車両の進行方向との関係、及び、先行車両の有無に基づき、車線が複数車線化になっているか否かを判定する。図６は、先行車両（右折車）がいる場合の自車両の走行軌跡と、先行車両がいない場合の自車両の走行軌跡を示す概念図である。本実施形態では、自車両と異なる進行方向に進んだ先行車がいた場合と、先行車がいなかった場合を区別して複数車線化を判定するので、図６に示すように先行車Ｄがいるかいないかで、自車両Ｃが異なる軌跡をとるような場合に、適切に複数車線化を判定できる。なお、図６の例の場合は、例えば、先行車有りの直進、先行車無しの直進、右折、で３つに分類される。

また本実施形態では、走行履歴を用いて、交差点に接続される車線を走行する後続車の走行経路を特定し、後続車の有無に基づき、車線が複数車線化になっているか否かを判定する。例えば、図６の例で、右折車は、後続車がいる場合は譲るために右によるが、後続車がいない場合は真ん中にいることがある。このような違いの場合には、後続車の有無を使って、複数車線化を判定することで、判定精度を高めることができる。

また本実施形態では、車線が複数車線化であることを示す車線情報をユーザに提供する。これにより、ローカルルールに不慣れなドライバーに対して適切な運転支援を実現できる。また、自動運転の場合には、自動運転の行動理由をドライバーに示すことで安心感を与えることができる。

なお、複数車線化判定部６１は、複数車線化情報の忘却処理を備えてもよい。具体的には、複数車線化していると判定され、データベース５０に記録された車線毎に、直近一定回（例えば直近の100回など）の走行情報をデータベース５０から取得し、上記の処理で改めて複数車線化を判定する。判定の結果、複数車線化がされていなかった場合には、複数車線化情報をデータベース５０から削除する。また、複数車線化の判定方法が異なる場合には、一旦削除した上で新しい情報を追記してもよい。これにより、道路構造等の変化により、走行傾向が変わってしまった場合に、複数車線化情報を削除・編集することができる。すなわち、本実施形態では、道路地図情報で示される車線のうち、複数車線化として記録されている車線を特定し、直近の一定期間内の走行履歴に基づき、複数列情報として記録された車線が、複数車線化となっているか否かを判定する。

なお本実施形態の変形例として、車線情報管理方法における、サーバ２側のデータベースを車両２に設けてもよい。図７は、変形例に係る車両のブロック図である。センサ群１０、データベース２０は、図１と同様である。データベース７０は、サーバ２側のデータベースに記憶された情報のうち、少なくとも参照走行情報及び複数車線化情報を記録しており、データベース２０に記録された地図情報と、車線ＩＤによる関連づけがされている。

走行経路生成ＥＣＵ９０は、車両１の自動運転を統括的に制御するコントローラであり、例えばマイクロコンピュータとメモリを用いて動作するプログラムにより構成されている。センサ群１０からのセンサ情報とデータベース２０の情報及びデータベース７０の情報に基づき、後述する処理フローに基づき自動運転を行うための操舵角と車速目標値を算出し、車両制御ＥＣＵ１００に送付する。

車両制御ＥＣＵ１００は、走行経路ＥＣＵ９０と同様にマイクロコンピュータとメモリを用いて動作するプログラムにより構成されている。車両制御ＥＣＵ１００は、走行経路生成ＥＣＵ９０から、車両の目標車速と操舵角を受け取り、図示しないエンジン制御ＥＣＵや図示しないステアリングモータ制御ＥＣＵ等と連携して、車両の駆動制御を行う。

次に、走行経路生成ＥＣＵ９０の処理フローを、図８を用いて説明する。
ステップＳ３０１にて、走行経路生成ＥＣＵ９０は、ドライバー等から目的地の情報を取得し、位置センサ１１から車両の位置センサを取得し、地図データベース２０を用いて目的地までのルート計算を行う。ステップＳ３０１の制御処理はいわゆるナビゲーション機能を利用するが、地図データベース２０が自動運転用の高精度地図であるため、どの車線を取るべきか、という車線レベルでのルート計算を実施する。

ステップＳ３０２にて、走行経路生成ＥＣＵ９０は、現在位置情報と直近のルート情報から、自車がこれから走る直近の車線情報をデータベース２０から取得する。

ステップＳ３０３にて、走行経路生成ＥＣＵ９０は、データベース７０から、自車がこれから走る直近の車線における複数車線化情報を取得する。

ステップＳ３０４にて、走行経路生成ＥＣＵ９０は、データベース７０から参照走行情報に含まれる経路情報及び速度プロファイルを取得する。変形例で想定するデータベース７０には、車線情報として、左右境界及び中央線の情報と制限車速が入っている。

なお、複数車線化情報が記録されていない場合には、この中央線と制限車速を参照経路及び速度プロファイルとして用いればよい。複数車線化情報が記録されている場合には、車線を分離する方法に応じて活用方法が異なる。進行方向によって複数車線化している場合には、自車の進行方向にあった追加車線の参照情報を用いればよい。先行車や後続車の有無で複数車線化している場合には、周囲認識センサ１２からの情報をもとに先行車や後続車の有無を判定した上で、自車の状況にあった追加車線の参照情報を用いればよい。

ステップＳ３０５にて、走行経路生成ＥＣＵ９０は、ステップＳ３０４の制御処理で取得した参照経路及び参照速度プロファイルをベースに、周囲認識センサ１２等から算出される周辺環境状況を踏まえて、自車が取るべき最終的な走行経路と速度プロファイル（各位置での速度目標値の羅列）を算出する。走行経路の算出は、経路生成（path planning）と呼ばれる技術であり、一般に知られる実現手法を用いればよい。

ステップＳ３０６にて、走行経路生成ＥＣＵ９０は、ステップＳ３０５の制御処理で算出された走行経路と速度プロファイルに基づき、目標車速と操舵角を算出し、車両制御ＥＣＵ１００に送付する。これは所謂、経路追従であり、一般的な実現手法を用いればよい。

変形例に係る車両走行制御方法では、参照走行情報に基づき自動運転の制御を行うので、ローカルルールに適した適切な運転行動を実現できる。

また本実施形態の変形例として、データベース７０を運転支援に活用する例を説明する。基本的には図７と同様の構成だが、車両制御ＥＣＵ１００は、ドライバーに対して情報を提示する機能を有している。

ユーザへの情報を提供する装置は、例えば車両のインストルメントパネル中央に設置されたディスプレイである。車両制御ＥＣＵ１００は、走行経路生成ＥＣＵ９０から、自車の状況に適合した参照走行経路情報を受け取り、例えば前方カメラ画像と重畳させて経路表示をする、などして参考走行経路を表示する。なお、ユーザへの情報を提供する装置はスピーカーでもよく、複数車線化している車線に入った場合には、音声で、複数車線化が習慣化している道路である旨をドライバーに伝えてもよい。

１…車両
２…サーバ
１０…センサ群
２０、５０…データベース
４０…車載通信モジュール
６０…コントローラ

【０００１】
技術分野
［０００１］
本発明は、車線情報管理方法、走行制御方法及び車線情報管理装置に関するものである。
背景技術
［０００２］
従来より、車線ノード位置の間の可能性がある一組のリンクを集めて、リンクのそれぞれについて、リンクがモデル交差点に使用する正当なリンクである確率を評価し、交差点の構造のモデリングを行う方法が知られている（特許文献１）。
先行技術文献
特許文献
［０００３］
特許文献１：特開２０１６−７５９０５号公報
発明の概要
発明が解決しようとする課題
［０００４］
しかしながら、上記従来技術では、複数の車両の列が単一車線上で形成されるような車線に対応できず、車線情報を適切に管理できないという問題があった。
［０００５］
本発明が解決しようとする課題は、車線情報を適切に管理できる方法および装置を提供することである。
課題を解決するための手段
［０００６］
本発明は、複数の走行履歴を用いて、交差点に接続される車線において、車両の横方向に異なる複数の走行軌跡が単一車線上で形成されるか否かを判定し、判定結果を車線情報に含めて、車線情報を管理することによって上記課題を解決する。

【０００１】
技術分野
［０００１］
本発明は、車線情報管理方法、走行制御方法及び車線情報管理装置に関するものである。
背景技術
［０００２］
従来より、車線ノード位置の間の可能性がある一組のリンクを集めて、リンクのそれぞれについて、リンクがモデル交差点に使用する正当なリンクである確率を評価し、交差点の構造のモデリングを行う方法が知られている（特許文献１）。
先行技術文献
特許文献
［０００３］
特許文献１：特開２０１６−７５９０５号公報
発明の概要
発明が解決しようとする課題
［０００４］
しかしながら、上記従来技術では、複数の車両の列が単一車線上で形成されるような車線に対応できず、車線情報を適切に管理できないという問題があった。
［０００５］
本発明が解決しようとする課題は、車線情報を適切に管理できる方法および装置を提供することである。
課題を解決するための手段
［０００６］
本発明は、複数の走行履歴を用いて、交差点に接続される車線において、複数の車両が、単一車線上で車両の横方向に異なる列を形成しているか否かを判定し、判定結果を車線情報に含めて、車線情報を管理することによって上記課題を解決する。

ここで、複数車線化について、図２を用いて説明する。図２は、複数車線化されている道路状況を説明するための概念図である。通常、ナビゲーション装置に記録されている地図データや、自動運転に使用される地図データは、車両が予め規定された交通ルールに則って走行することを前提に作られている。そのため、例えば、一車線の道路において、車両が複数列を形成して走行することは想定されておらず、自動運転において、車両は、地図データで規定されたルール（情報）に従って走行する。しかしながら、実際の交通状況においては、交差点に接続する車線が、物理的に１車線となっていたとしても、その１車線の車線幅が広い場合には、車両が右折するか直進するかによって、複数の車両が２列に分かれて走行するような状態、すなわち、仮想的に２車線化した状態となる。このような現象は、交差点の手前で発生する。図２に示すように、例えば片側１車線の日本の道路で、車線幅（道幅）が広い場合には、右折車両Ａは後続車のために左側を空けて停車し、直進車両Ｂ又は左折車両は、右折車両Ａの左側を通り抜ける。このような走行シーンは、日常生活でよく発生するが、いわゆるローカルルールである。そして、地図データが複数車線化した情報を含まない状態で、自動運転を想定した場合には、自動運転制御装置は、交差点付近のセンサの検出結果から、道路状況を把握することは難しい。本実施形態に係る車線情報管理装置は、交差点に接続される車線が、複数の車両の列が単一車線上で形成される複数列状態となっているか否か（単一車線が仮想的に複数車線化となっているか否か）を判定し、複数列状態の判定結果を車線情報に含めて、車線情報を管理している。

周辺車両認識部３２は、認識された物体が車両（他車両）であり、他車両が自車両と同一車線上で、自車両の前方に存在し、自車両と他車両との間の距離が一定距離以下である場合には、先行車有りと判定する。周辺車両認識部３２は、一般的な先行車追従走行における先行車認識手法と同様に、車速に応じて一定距離を設定する。例えば、自車両の車速が時速１００ｋｍ／ｈである場合には、周辺車両認識部３２は、一定距離を１００ｍに設定する。あるいは、自車両の車速が時速２０ｋｍ／ｈである場合には、周辺車両認識部３２は、一定距離を２０ｍに設定する。周辺車両認識部３２は、自車両の後方についても同様に、他車両が自車両と同一車線上で、自車両の後方に存在し、自車両と他車両との間の距離が一定距離以下である場合には、後続車有りと判定する。

なお、サーバ２には、データベース５０以外に、複数車線化情報を格納したデータベースを備えてもよい。このデータベースは、複数車線化情報として、地図情報に含まれる車線情報と関連づけて、複数車線化しているか否かの情報と、車線毎に参照走行情報を記憶する。データベースに記録された情報は、データ配信等の手段を用いて車両１に提供され、運転支援等の目的で活用する。

なお本実施形態の変形例として、車線情報管理方法における、サーバ２側のデータベースを車両１に設けてもよい。図７は、変形例に係る車両のブロック図である。センサ群１０、データベース２０は、図１と同様である。データベース７０は、サーバ２側のデータベースに記憶された情報のうち、少なくとも参照走行情報及び複数車線化情報を記録しており、データベース２０に記録された地図情報と、車線ＩＤによる関連づけがされている。

次に、走行経路生成ＥＣＵ９０の処理フローを、図８を用いて説明する。ステップＳ３０１にて、走行経路生成ＥＣＵ９０は、ドライバー等から目的地の情報を取得し、位置センサ１１から車両の位置情報を取得し、地図データベース２０を用いて目的地までのルート計算を行う。ステップＳ３０１の制御処理はいわゆるナビゲーション機能を利用するが、地図データベース２０が自動運転用の高精度地図であるため、どの車線を取るべきか、という車線レベルでのルート計算を実施する。

Claims (12)

1. プロセッサを用いて、車線情報を管理する車線情報管理方法であって、
   道路地図情報と、道路地図上の走行軌跡で表される走行履歴の情報を取得し、
   複数の前記走行履歴を用いて、交差点に接続される車線が、複数の車両の列が単一車線上で形成される複数車線化になっているか否かを判定し、
   前記複数車線化の判定結果を前記車線情報に含めて、前記車線情報を管理する車線情報管理方法。
2. 前記車両が前記交差点に進入する進入エリア内で、前記車両の横方向の位置を算出し、
   前記横方向の位置の集合を位置集合として特定し、
   前記進入エリア内で、前記位置集合が複数特定され、複数の前記位置集合の距離が所定値以上である場合に、前記進入エリアを含む前記車線が複数車線化になっていると判定する請求項１記載の車線情報管理方法。
3. 前記交差点進入後の直進と前記交差点進入後の右左折に対応させて、前記位置集合を特定し、
   前記進入エリア内で、前記位置集合が、前記直進を示す集合と、前記右左折を示す集合にそれぞれ分類できる場合には、前記進入エリアを含む前記車線が複数車線化になっていると判定する請求項２記載の車線情報管理方法。
4. 前記道路地図情報で示される前記車線のうち、前記複数車線化として判定された前記車線を特定し、
   特定された前記車線のリンク情報を、前記複数車線化を示す情報に書き換える請求項１〜３のいずれか一項に記載の車線情報管理方法。
5. 複数の前記走行履歴に基づき、前記車線内の走行経路の情報を含む参照走行情報を算出し、
   前記複数車線化として判定された前記車線に含まれる複数の仮想車線毎に前記参照走行情報を算出する請求項１〜４のいずれか一項に記載の車線情報管理方法。
6. 前記走行履歴を用いて、前記交差点に接続される車線を走行する先行車の走行経路を特定し、
   前記交差点進入後の前記先行車の進行方向と自車両の進行方向との関係、及び、前記先行車の有無に基づき、前記車線が前記複数車線化になっているか否かを判定する請求項１〜５のいずれか一項に記載の車線情報管理方法。
7. 前記走行履歴を用いて、前記交差点に接続される車線を走行する後続車の走行経路を特定し、
   前記後続車の有無に基づき、前記車線が前記複数車線化になっているか否かを判定する請求項１〜６のいずれか一項に記載の車線情報管理方法。
8. 前記道路地図情報で示される前記車線のうち、前記複数車線化として記録されている前記車線を特定し、
   直近の一定期間内の前記走行履歴に基づき、前記複数車線化として記録された前記車線が、前記複数車線化となっているか否かを判定する請求項１〜７のいずれか一項に記載の車線情報管理方法。
9. 前記車線が前記複数車線化であることを示す前記車線情報をユーザに提供する請求項１〜８のいずれか一項に記載の車線情報管理方法。
10. 請求項１〜８のいずれかに記載の車線情報管理方法により管理されている情報に基づき、前記プロセッサを用いて自車両の走行を制御する車両走行制御方法。
11. 請求項５に記載の車線情報管理方法により管理されている情報に基づき、前記プロセッサを用いて自車両の走行を制御する車両走行制御方法において、
    前記自車両に設置されたセンサを用いて、前記自車両の周囲に他車両が存在するか否かを判定し、
    前記他車両に関する判定結果と前記参照走行情報に基づき、前記自車両の走行を制御する車両走行制御方法。
12. データベースとプロセッサとを備えた車線情報管理装置であって、
    前記データベースは、道路地図情報と、道路地図上の走行軌跡で表される走行履歴の情報を記録し、
    前記プロセッサは、
    前記データベースから、前記道路地図情報と前記走行履歴の情報を取得し、
    複数の前記走行履歴を用いて、交差点に接続される車線が、複数の車両の列が単一車線上で形成される複数車線化になっているか否かを判定し、
    前記複数車線化の判定結果を車線情報に含めて、前記車線情報を前記データベースに記録させる車線情報管理装置。

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