WO2018061613A1 - 車両制御装置 - Google Patents

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WO2018061613A1
WO2018061613A1 PCT/JP2017/031554 JP2017031554W WO2018061613A1 WO 2018061613 A1 WO2018061613 A1 WO 2018061613A1 JP 2017031554 W JP2017031554 W JP 2017031554W WO 2018061613 A1 WO2018061613 A1 WO 2018061613A1
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vehicle
objects
vehicle control
control device
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小黒宏史
加藤大智
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本田技研工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a vehicle control device that recognizes an object in an external state of a vehicle and controls the behavior of the vehicle based on the recognition result.
  • a vehicle control device that recognizes an object in an external state of the vehicle and controls the behavior of the vehicle based on the recognition result is known.
  • various techniques for effectively treating a plurality of simultaneously recognized objects have been proposed.
  • TTC Time To Collision
  • the present invention has been made to solve the above-described problem, and provides a vehicle control device capable of performing fine interference prediction while utilizing the convenience of grouping objects. Objective.
  • the vehicle control device includes an external state detection unit that detects an external state of a vehicle, an object recognition unit that recognizes one or more objects based on a detection result by the external state detection unit, and the object recognition One or a plurality of the objects recognized by the unit is an apparatus including a coherence prediction unit that predicts the possibility of contacting or approaching the vehicle, and the plurality of the objects recognized by the object recognition unit
  • the coherence predicting unit further includes an integrated object forming unit that forms an integrated object as an integrated object in which a boundary line is determined from a positional relationship between two or more objects within a predetermined distance range among the objects. Predicts the possibility that the integrated object formed by the integrated object forming unit will contact or approach the vehicle instead of each of the objects constituting the integrated object.
  • the integrated object forming unit may set the predetermined distance range according to the shape of the vehicle to form the integrated object. Based on the tendency that the determination result of whether or not the vehicle can pass through the gap between the objects differs depending on the shape of the vehicle, it is possible to make a fine prediction.
  • the integrated object forming unit defines a plurality of circular regions having the same radius and centering on the position of each of the objects, and the integration by two or more objects having overlapping portions of the circular regions.
  • An object may be formed. Thereby, it is possible to group objects using a simple calculation method.
  • the integrated object forming unit may include all of two or more objects within the predetermined distance range and form the integrated object having a polygonal shape. Since the boundary line of the polygon is an aggregate of a plurality of linear components, the amount of calculation required for determining the coherence is reduced.
  • the integrated object forming unit extracts representative objects from the two or more objects constituting the integrated object at predetermined angular intervals with respect to an angular direction centered on the position of the vehicle, At least two vertices forming the polygon may be determined from the position of the representative object. Thereby, the vertex of a polygon can be arrange
  • the integrated object forming unit may set the predetermined angular interval according to the detection performance of the external state detection unit and determine at least two vertices forming the polygon. Based on the tendency that the detection resolution in the angular direction in which objects can be distinguished differ depending on the detection performance of the external state detection unit, the vertexes of the polygons can be arranged at appropriate positions.
  • the integrated object forming unit extracts, as a representative object, an object at a position relatively close to the vehicle from two or more objects constituting the integrated object, and the polygon is calculated from the position of the representative object. May be determined. Thereby, the presence of an object with a high degree of attention from the viewpoint of the positional relationship with the vehicle can be reflected in the shape of the boundary line of the polygon.
  • the integrated object forming unit may determine a point on the circle centered on the position of the representative object and closest to the position of the vehicle as the vertex of the polygon. As a result, a boundary line that can cover the entire distance range (front side of the vehicle) with two or more objects is provided, and the distance between the representative object and the boundary line is always greater than or equal to a predetermined value (circle radius). Can keep.
  • the integrated object forming unit is configured so that each of the points on a circle centered on the position of the representative object corresponding to the extreme end side in the angular direction and corresponding to the maximum angle or the minimum angle is the polygon. It may be determined as the vertex of.
  • a boundary line that can cover all angle ranges with two or more objects is provided, and the distance between the representative object and the boundary line can be always kept at a predetermined value (circle radius) or more.
  • the integrated object forming unit interpolates between adjacent vertices in an arc shape when a plurality of vertices of the polygon exist on a circle centered on the position of the representative object corresponding to the extreme end side in the angular direction.
  • One or more interpolation points obtained in this way may be determined as the vertices of the polygon.
  • the integrated object forming unit may determine at least one point on the back side of the positions of all the objects constituting the integrated object as a vertex of the polygon. Thereby, the boundary line which can cover all the distance ranges (the back side for vehicles) with two or more objects is provided.
  • the integrated object forming unit is on a straight line connecting two points of the position of the representative object corresponding to the extreme end side in the angular direction and the position of the vehicle, and is a predetermined length from the position of the representative object.
  • One point on the far side may be determined as the vertex of the polygon.
  • a boundary line here, the rear side for the vehicle that can cover all the angular ranges where there are two or more objects is provided.
  • the integrated object forming unit shortens the predetermined length when one point which is a predetermined length away from the position of the representative object exists on the lane on which the vehicle is to travel.
  • another point that does not exist on the lane may be determined as the vertex of the polygon.
  • the coherence predicting unit may predict a possibility of contacting or approaching the vehicle from a positional relationship between a portion of the boundary line of the integrated object facing the vehicle and the vehicle. .
  • the calculation time is shortened, and the determination can be made earlier by that much.
  • a vehicle control unit that controls the behavior of the vehicle according to a prediction result by the coherence prediction unit may be further provided.
  • the vehicle control device of the present invention it is possible to make a detailed prediction of coherence while taking advantage of the convenience of grouping objects.
  • FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the functional block diagram shown in FIG. 2.
  • FIG. It is a figure which shows the result obtained by the detection process of step S1. It is a figure which shows the result obtained by the recognition process of step S2.
  • FIG. 6A is a diagram for explaining a method for determining overlap between objects.
  • FIG. 6B is a diagram for explaining a method of setting the radius of the circular region shown in FIG. 6A. It is a figure which shows the result of having classified a some object into two integrated groups.
  • FIG. 10A is a diagram illustrating a method of determining vertices on the near side and the side.
  • FIG. 10B is a diagram for explaining a method of setting the radius of the circle shown in FIG. 10A. It is a figure which shows the result of having determined a part of boundary line of a polygon. It is a figure which shows the result of having determined all the boundary lines of a polygon. It is a schematic diagram which shows the determination method of a short-term orbit. It is a figure which shows the 1st improvement example regarding the determination method of the vertex in the back
  • FIG. 15A and FIG. 15B are diagrams showing a second improved example regarding a method for determining a vertex on the near side.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a vehicle control device 10 according to an embodiment of the present invention.
  • the vehicle control device 10 is incorporated in the vehicle 100 (FIG. 4 and the like), and is configured to be able to execute automatic driving or automatic driving support of the vehicle 100.
  • the vehicle control device 10 includes a control system 12, an input device, and an output device. Each of the input device and the output device is connected to the control system 12 via a communication line.
  • the input device includes an external sensor 14, a navigation device 16, a vehicle sensor 18, a communication device 20, an automatic operation switch 22, and an operation detection sensor 26 connected to the operation device 24.
  • the output device includes a driving force device 28 that drives a wheel (not shown), a steering device 30 that steers the wheel, and a braking device 32 that brakes the wheel.
  • the external sensor 14 includes a plurality of cameras 33 and a plurality of radars 34 that acquire information (hereinafter referred to as external information) indicating an external state of the vehicle 100, and outputs the acquired external information to the control system 12.
  • the external sensor 14 may further include a plurality of LIDAR (Light Detection and Ranging; Laser Imaging Detection and Ranging) devices.
  • the navigation device 16 includes a satellite positioning device that can detect the current position of the vehicle 100 and a user interface (for example, a touch panel display, a speaker, and a microphone). The navigation device 16 calculates a route to the designated destination based on the current position of the vehicle 100 or a position designated by the user, and outputs the route to the control system 12. The route calculated by the navigation device 16 is stored in the route information storage unit 44 of the storage device 40 as route information.
  • the vehicle sensor 18 is a speed sensor that detects the speed (vehicle speed) of the vehicle 100, an acceleration sensor that detects acceleration, a lateral G sensor that detects lateral G, a yaw rate sensor that detects angular velocity around the vertical axis, and a direction / orientation.
  • a azimuth sensor that detects the gradient and a gradient sensor that detects the gradient, and outputs a detection signal from each sensor to the control system 12.
  • These detection signals are stored in the host vehicle state information storage unit 46 of the storage device 40 as host vehicle state information Ivh.
  • the communication device 20 is configured to be able to communicate with roadside units, other vehicles, and external devices including a server, and for example, transmits / receives information related to traffic equipment, information related to other vehicles, probe information, or latest map information. .
  • the map information is stored in the navigation device 16 and also stored in the map information storage unit 42 of the storage device 40 as map information.
  • the operation device 24 includes an accelerator pedal, a steering wheel (handle), a brake pedal, a shift lever, and a direction indication lever.
  • the operation device 24 is provided with an operation detection sensor 26 that detects the presence / absence of the operation by the driver, the operation amount, and the operation position.
  • the operation detection sensor 26 outputs, as detection results, the accelerator depression amount (accelerator opening), the steering operation amount (steering amount), the brake depression amount, the shift position, the right / left turn direction, and the like to the vehicle control unit 60.
  • the automatic operation switch 22 is a push button switch provided on the instrument panel, for example, for a user including a driver to switch between the non-automatic operation mode (manual operation mode) and the automatic operation mode by manual operation.
  • each time the automatic operation switch 22 is pressed the automatic operation mode and the non-automatic operation mode are switched.
  • the driver's automatic driving intention confirmation for example, press twice to switch from non-automatic driving mode to automatic driving mode, and press once to switch from automatic driving mode to non-automatic driving mode. Can also be set.
  • the automatic operation mode is an operation mode in which the vehicle 100 travels under the control of the control system 12 while the driver does not operate the operation device 24 (specifically, the accelerator pedal, the steering wheel, and the brake pedal). .
  • the control system 12 determines the driving force device 28, the steering device 30, and the braking device 32 based on an action plan that is sequentially determined (short-term trajectory St described later). This is an operation mode in which part or all of the operation is controlled.
  • the automatic operation mode is automatically canceled and switched to the non-automatic operation mode (manual operation mode).
  • the driving force device 28 includes a driving force ECU (Electronic Control Unit) and a driving source including an engine and a driving motor.
  • the driving force device 28 generates a traveling driving force (torque) for the vehicle 100 to travel in accordance with the vehicle control value Cvh input from the vehicle control unit 60, and transmits the traveling driving force (torque) to the wheels via the transmission or directly.
  • the steering device 30 includes an EPS (electric power steering system) ECU and an EPS device.
  • the steering device 30 changes the direction of the wheels (steering wheels) according to the vehicle control value Cvh input from the vehicle control unit 60.
  • the braking device 32 is, for example, an electric servo brake that also uses a hydraulic brake, and includes a brake ECU and a brake actuator.
  • the braking device 32 brakes the wheel according to the vehicle control value Cvh input from the vehicle control unit 60.
  • the control system 12 includes one or more ECUs, and includes a storage device 40 and the like in addition to various function implementation units.
  • the function realization unit is a software function unit in which a function is realized by executing a program stored in the storage device 40 by a CPU (central processing unit). It can also be realized by a hardware function unit.
  • the control system 12 includes an external environment recognition unit 52, a recognition result reception unit 53, a local environment map generation unit 54, an overall control unit 70, a long-term trajectory generation unit 71, A medium-term trajectory generator 72 and a short-term trajectory generator 73 are included.
  • the overall control unit 70 controls the task synchronization of the recognition result receiving unit 53, the local environment map generating unit 54, the long-term trajectory generating unit 71, the medium-term trajectory generating unit 72, and the short-term trajectory generating unit 73. Performs overall control.
  • the outside world recognition unit 52 refers to the vehicle state information Ivh from the vehicle control unit 60, and based on outside world information (including image information) from the outside world sensor 14, lane marks (white lines) on both sides of the vehicle 100 are displayed. In addition to recognition, “static” external recognition information including the distance to the stop line and the travelable area is generated. At the same time, the external recognition unit 52, based on external information from the external sensor 14, includes obstacles (including parked vehicles), traffic participants (people, other vehicles), and traffic lights ⁇ blue (green ), Yellow (orange), red ⁇ , etc., are generated.
  • the static and dynamic external recognition information is stored in the external recognition information storage unit 45 of the storage device 40 as external recognition information Ipr.
  • the recognition result receiving unit 53 In response to the calculation command Aa, the recognition result receiving unit 53 outputs the external environment recognition information Ipr received within the predetermined calculation cycle Toc (reference cycle or reference calculation cycle) to the overall control unit 70 together with the count value of the update counter.
  • the calculation cycle Toc is a reference calculation cycle inside the control system 12, and is set to a value of about several tens of ms, for example.
  • the local environment map generation unit 54 In response to the calculation command Ab from the overall control unit 70, the local environment map generation unit 54 refers to the vehicle state information Ivh and the external environment recognition information Ipr, and generates the local environment map information Iem within the calculation cycle Toc. And the count value of the update counter are output to the overall control unit 70. That is, at the start of control, a calculation cycle of 2 ⁇ Toc is required until the local environment map information Iem is generated.
  • the local environment map information Iem is information obtained by synthesizing the vehicle state information Ivh with the external world recognition information Ipr.
  • the local environment map information Iem is stored in the local environment map information storage unit 47 of the storage device 40.
  • the long-term trajectory generation unit 71 uses local environment map information Iem (uses only static components of the external environment recognition information Ipr), own vehicle state information Ivh, and map information.
  • a long-term trajectory Lt is generated with a relatively long calculation cycle (for example, 9 ⁇ Toc) with reference to a road map (curvature curvature or the like) stored in the storage unit 42. Then, the long-term trajectory generation unit 71 outputs the generated long-term trajectory Lt to the overall control unit 70 together with the count value of the update counter.
  • the long-term trajectory Lt is stored in the trajectory information storage unit 48 of the storage device 40 as trajectory information.
  • the medium-term trajectory generation unit 72 uses the local environment map information Iem (using both the dynamic component and the static component in the external environment recognition information Ipr), With reference to the vehicle state information Ivh and the long-term track Lt, the medium-term track Mt is generated with a relatively middle calculation cycle (for example, 3 ⁇ Toc). Then, the medium-term trajectory generation unit 72 outputs the generated medium-term trajectory Mt to the overall control unit 70 together with the count value of the update counter.
  • the medium-term trajectory Mt is stored in the trajectory information storage unit 48 as trajectory information, similarly to the long-term trajectory Lt.
  • the short-term trajectory generation unit 73 uses the local environment map information Iem (using both the dynamic component and the static component in the external environment recognition information Ipr),
  • the short-term track St is generated with a relatively short calculation cycle (for example, Toc) with reference to the vehicle state information Ivh and the medium-term track Mt.
  • the short-term trajectory generation unit 73 outputs the generated short-term trajectory St together with the count value of the update counter to the overall control unit 70 and the vehicle control unit 60 at the same time.
  • the short-term trajectory St is stored in the trajectory information storage unit 48 as trajectory information, similarly to the long-term trajectory Lt and the medium-term trajectory Mt.
  • the long-term track Lt indicates a track in a traveling time of about 10 seconds, for example, and is a track that prioritizes ride comfort and comfort.
  • the short-term track St indicates a track in a traveling time of, for example, about 1 second, and is a track that prioritizes vehicle dynamics and ensuring safety.
  • the medium-term trajectory Mt indicates a trajectory in a traveling time of about 5 seconds, for example, and is an intermediate trajectory for the long-term trajectory Lt and the short-term trajectory St.
  • the short-term trajectory St includes, for example, a vertical (X-axis) position x, a horizontal (Y-axis) position y, a posture angle ⁇ z, a velocity Vs, an acceleration Va, a curvature ⁇ , a yaw rate ⁇ , and a steering angle ⁇ st as data units.
  • the long-term trajectory Lt or the medium-term trajectory Mt is a data set defined in the same manner as the short-term trajectory St, although the periods are different.
  • the vehicle control unit 60 determines the vehicle control value Cvh that allows the vehicle 100 to travel according to the behavior specified by the short-term track St (track point sequence), and uses the obtained vehicle control value Cvh as the driving force device 28 and the steering. Output to the device 30 and the braking device 32.
  • FIG. 2 is a functional block diagram showing main features of the vehicle control device 10 of FIG.
  • the vehicle control device 10 includes an external state detection unit 80, an object recognition unit 82, an integrated object formation unit 84, an information synthesis unit 86, an coherence prediction unit 88, a trajectory generation unit 90, and a vehicle control unit 60. .
  • the outside world state detection unit 80 corresponds to the outside world sensor 14 shown in FIG. 1 and detects the outside world state of the vehicle 100.
  • the object recognition unit 82 corresponds to the external world recognition unit 52 shown in FIG. 1, and recognizes one or more objects by applying a known recognition method to the detection result by the external world state detection unit 80.
  • the integrated object formation unit 84 and the information synthesis unit 86 correspond to the local environment map generation unit 54 shown in FIG.
  • the integrated object forming unit 84 integrates specific objects among a plurality of objects by using the external environment recognition information Ipr including the recognition result by the object recognition unit 82 and the own vehicle state information Ivh regarding the vehicle 100.
  • the information synthesis unit 86 synthesizes external environment recognition information Ipr including information related to an object outside the vehicle 100 (hereinafter referred to as object information) or information related to a lane (hereinafter referred to as lane information) to create local environment map information Iem.
  • the coherence prediction unit 88 and the trajectory generation unit 90 correspond to the short-term trajectory generation unit 73 (or medium-term trajectory generation unit 72) shown in FIG.
  • the coherence predicting unit 88 uses the local environment map information Iem and the own vehicle state information Ivh, and may cause one or more objects to contact or approach the vehicle 100 (hereinafter also referred to as “interference possibility”). ).
  • the trajectory generation unit 90 generates a travel trajectory used for behavior control of the vehicle 100 in consideration of the prediction result by the coherence prediction unit 88.
  • the vehicle control device 10 in this embodiment is configured as described above. Next, the operation of the vehicle control device 10 (in particular, the functional block diagram shown in FIG. 2) will be described with reference to the flowchart of FIG.
  • step S1 of FIG. 3 the external state detection unit 80 (specifically, the camera 33 or the radar 34) detects the external state of the vehicle 100.
  • the detection result by the external state detection unit 80 will be described with reference to FIG.
  • a plurality of pylons 104 are arranged around the vehicle 100 traveling on the lane 102.
  • a region surrounded by a two-dot chain line has a substantially fan shape centered on the detection reference position 106 on the vehicle 100 and corresponds to a region where an object outside the vehicle 100 can be detected (hereinafter referred to as a detectable region 108).
  • the external world state detection unit 80 detects 13 pylons 104 in the detectable region 108.
  • step S2 of FIG. 3 the object recognition unit 82 recognizes one or more objects (here, 13 pylons 104) by applying a known recognition method to the detection result in step S1. To do.
  • the recognition result by the object recognition unit 82 will be described with reference to FIG.
  • the virtual space 110 shown in FIG. 5 is a planar space defined by a local coordinate system based on the position / posture of the vehicle 100, for example.
  • 13 pylons 104 (FIG. 4) are recognized as the object set 112.
  • An arc indicated by a two-dot chain line corresponds to an equidistant line from the detection reference position 106. That is, all the 13 pylons 104 are arranged at approximately the same distance from the vehicle 100.
  • the shape of each object may be represented by simple symbols (for example, “ ⁇ ” and “ ⁇ ”).
  • the integrated object forming unit 84 integrates specific objects from the object set 112 (one or more objects) recognized in step S2, and integrates objects U1 and U2 as an integrated object.
  • the integrated object forming unit 84 includes all of two or more objects within a predetermined distance range, and forms integrated objects U1 and U2 having a polygonal shape.
  • a method for forming the integrated objects U1, U2 will be described in detail with reference to FIGS. 6A-12.
  • the integrated object forming unit 84 sets a predetermined distance range according to the shape of the vehicle 100. Specifically, the integrated object forming unit 84 defines a plurality of circular regions 114 having the same radius R1 and centering on each position, and groups two or more objects having overlapping portions 115 and 116 together. Turn into.
  • three circular regions 114 having a radius R1 are defined with the positions of the objects D1, D2, and D3 as the center.
  • the two circular regions 114 and 114 have overlapping portions 115 (hatched regions) that partially overlap each other.
  • the two circular regions 114 and 114 have an overlapping portion 116 (a hatched region) that partially overlaps.
  • the radius R1 is a value obtained by adding a certain margin value M1 to the vehicle width 2 ⁇ W of the vehicle 100. That is, it is considered that the vehicle 100 can pass through the gap when the distance between the objects is larger than R1, while the vehicle 100 cannot pass through the gap when the distance between the objects is equal to or less than R1.
  • the radius R1 is not limited to the vehicle width, and may be arbitrarily set according to the shape of the vehicle 100 including the vehicle length or a combination thereof.
  • the 13 objects forming the object set 112 are configured by the integrated group 118 configured by 9 positioned in front of the vehicle 100 and by 4 positioned diagonally forward to the right of the vehicle 100. It is classified into an integrated group 120.
  • nine objects belonging to the integrated group 118 are referred to as “object D1-D9”, and four objects belonging to the integrated group 120 are referred to as “object E1-E4”.
  • the integrated object forming unit 84 defines a plurality of circular regions 114 having the same radius R1 and centering on the positions of the respective objects D1-D9, E1-E4, and overlapping portions 115 of the circular regions 114. , 116 may be used to form integrated objects U1 and U2. Thereby, it is possible to group objects using a simple calculation method.
  • the integrated object forming unit 84 may set a predetermined distance range (radius R1 of the circular region 114) according to the shape of the vehicle 100 to form the integrated objects U1 and U2. Based on the tendency that the determination result of whether or not the vehicle 100 can pass through the gap between the objects differs depending on the shape of the vehicle 100, it is possible to make a detailed prediction.
  • the integrated object forming unit 84 selects an angle direction centered on the detection reference position 106 from the two or more objects D1-D9, E1-E4 constituting each integrated group 118, 120.
  • representative objects are extracted at predetermined angular intervals.
  • the “representative object” is a representative object for determining the vertexes Vd1-Vd7, Ve1-Ve7 (FIG. 12) of the polygon, and the position of the representative object characterizes the shape of the polygon.
  • an angular direction ( ⁇ ) with respect to the vehicle body center line of the vehicle 100 is defined.
  • the clockwise direction (right turning direction) is set as the “positive direction”
  • the counterclockwise direction (left turning direction) is set as the “negative direction”.
  • the representative object is represented by “ ⁇ ” in order to clearly distinguish it from the other object “ ⁇ ”.
  • the object D1 at the minimum angle (negative direction), the object D9 at the maximum angle (positive direction), and the object D5 at the intermediate position between the objects D1 and D9 are representative. Each is extracted as an object. Similarly, out of the objects E1-E4 belonging to the integrated group 120, the object E1 at the minimum angle (negative direction) and the object E4 at the maximum angle (positive direction) are extracted as representative objects.
  • the angular distance between adjacent representative objects are as follows.
  • the value is equal to ⁇ (for example, 10 [deg]) or a value close to ⁇ .
  • ⁇ corresponds to the detection resolution in the angular direction that allows the external state detection unit 80 to identify objects.
  • the integrated object forming unit 84 has an angle around the position of the vehicle 100 (detection reference position 106) among the two or more objects D1-D9, E1-E4 constituting the integrated objects U1, U2.
  • the representative objects D1, D5, D9, E1, and E4 may be extracted at predetermined angular intervals ⁇ with respect to the direction ( ⁇ ), and at least two vertices forming a polygon may be determined from the positions of the representative objects.
  • the vertexes of the polygon can be arranged at positions at a predetermined angular interval ⁇ .
  • the integrated object forming unit 84 may set a predetermined angle interval ⁇ according to the detection performance of the external state detection unit 80 and determine at least two vertices forming a polygon. Based on the tendency that the detection resolution in the angular direction in which the objects can be distinguished differ depending on the detection performance of the external state detection unit 80, the vertexes of the polygon can be arranged at appropriate positions.
  • the integrated object forming unit 84 additionally extracts representative objects from the remaining objects (D2-D4, D6-D8, E2, E3) as necessary.
  • the object E3 is located closest to the vehicle 100 among the objects E1-E4 belonging to the integrated group 120.
  • the object E3 that has not been extracted is newly added as a representative object.
  • the integrated object forming unit 84 selects the object E3 that is relatively close to the vehicle 100 from the two or more objects D1-D9, E1-E4 constituting the integrated objects U1, U2. And at least one vertex forming a polygon may be determined from the position of the representative object. As a result, the presence of an object with a high degree of attention from the viewpoint of the positional relationship with the vehicle 100 can be reflected in the shape of the boundary lines 136 and 138 of the polygon.
  • the integrated object forming unit 84 selects one of polygon boundary lines 136 and 138 (FIG. 12) based on the positions of the extracted representative objects (three integrated groups 118 and three integrated groups 120). Determine the part.
  • the line segment 124 is a straight line having the detection reference position 106 as one end and the representative object D1 as the other end.
  • the line segment 126 is a straight line having the detection reference position 106 as one end and the representative object D5 as the other end.
  • a line segment 128 is a straight line (so-called tangent line) that passes through the detection reference position 106 and touches the circle 122 corresponding to the representative object D1.
  • the radius R2 is a value obtained by adding a certain margin value M2 to the vehicle width half W of the vehicle 100. That is, when the vehicle body center line is used as a reference, it is considered that the width is the minimum necessary for the vehicle width direction end portion (here, the right end portion) of the vehicle 100 not to contact the representative object D1.
  • the radius R2 is not limited to the vehicle width, and may be arbitrarily set according to the shape of the vehicle 100 including the vehicle length or a combination thereof.
  • the vertex Vd1 is a point on a circle 122 centered on the position of the representative object D1 corresponding to the extreme end side (negative direction) in the angular direction and at a position corresponding to the minimum angle.
  • the vertex Vd2 is a point on the circle 122 centered on the position of the representative object D1 and closest to the position of the vehicle 100 (here, the detection reference position 106).
  • the vertex Vd3 is a point closest to the detection reference position 106 on the circle 122 centered on the position of the representative object D5.
  • the vertex Vd4 is a point closest to the detection reference position 106 on the circle 122 centered on the position of the representative object D9.
  • the vertex Vd5 is a point on the circle 122 centered on the position of the representative object D9 corresponding to the extreme end side (positive direction) in the angular direction and at a position corresponding to the maximum angle.
  • the vertex Ve1 is a point on the circle 122 centering on the position of the representative object E1 corresponding to the extreme end side (negative direction) in the angular direction and at a position corresponding to the minimum angle.
  • the vertex Ve2 is a point that is closest to the detection reference position 106 on the circle 122 centered on the position of the representative object E1.
  • the vertex Ve3 is a point on the circle 122 centered on the position of the representative object E3 and closest to the detection reference position 106.
  • the vertex Ve4 is a point on the circle 122 centered on the position of the representative object E4 and closest to the detection reference position 106.
  • the vertex Ve5 is a point on the circle 122 centering on the position of the representative object E4 corresponding to the extreme end side (positive direction) in the angular direction and at a position corresponding to the maximum angle.
  • the integrated object forming unit 84 sets the points closest to the position of the vehicle 100 on the circle 122 having the same radius R2 centered on the position of the representative object as the vertexes Vd2-Vd4 and Ve2-Ve4 of the polygon. You may decide. Accordingly, boundary lines 136 and 138 that can cover all the distance ranges where two or more objects are present (front side with respect to the vehicle 100) are provided, and the distance between the representative object and the boundary lines 136 and 138 is always set to a predetermined value. It can be kept above (radius R2 of the circle 122).
  • the integrated object forming unit 84 is on a circle having the same radius R2 centered on the position of the representative object corresponding to the extreme end side in the angular direction, one point at a position corresponding to the maximum angle or the minimum angle. May be determined as polygon vertices Vd1, Vd5, Ve1, Ve5. Accordingly, boundary lines 136 and 138 that can cover all angle ranges with two or more objects are provided, and the distance between the representative object and the boundary lines 136 and 138 is always a predetermined value (radius R2 of the circle 122). It can be kept above.
  • the integrated object forming unit 84 determines the remaining polygon boundary lines 136 and 138 (FIG. 12) based on the positions of the extracted representative objects (three integrated groups 118 and three integrated groups 120). Determine the part.
  • the vertex Vd6 is on a straight line 131 connecting the two points of the position of the representative object D9 corresponding to the extreme end side (positive direction) in the angular direction and the detection reference position 106, and has a predetermined length from the position of the representative object D9.
  • the vertex Vd7 is on a straight line 132 connecting the two points of the position of the representative object D1 corresponding to the extreme end side (negative direction) in the angular direction and the detection reference position 106, and has a predetermined length from the position of the representative object D1. The only point on the back side.
  • the vertex Ve6 is on a straight line 133 connecting the two points of the position of the representative object E4 corresponding to the extreme end side (positive direction) in the angular direction and the detection reference position 106, and a predetermined distance from the position of the representative object E4. It is a point on the far side by the length.
  • the vertex Ve7 is on a straight line 134 connecting the two points of the position of the representative object E1 corresponding to the extreme end side (negative direction) in the angular direction and the detection reference position 106, and has a predetermined length from the position of the representative object E1. The only point on the back side.
  • a heptagonal boundary line 136 is defined by sequentially connecting the determined vertices Vd1 to Vd7 with line segments.
  • a heptagonal boundary line 138 is defined by sequentially connecting the determined vertices Ve1-Ve7 with line segments. That is, the integrated object forming unit 84 integrates specific objects in the object set 112 (FIG. 5) to form integrated objects U1 and U2 as an integrated object.
  • the integrated object forming unit 84 determines at least one point located behind the positions of all the objects D1-D9, E1-E4 constituting the integrated objects U1, U2 as the vertexes Vd6, Vd7, Ve6, Ve7 of the polygon. May be determined as Thereby, the boundary lines 136 and 138 that can cover the entire distance range (the back side for the vehicle 100) with two or more objects are provided.
  • the integrated object forming unit 84 is on a straight line 131-134 connecting two points of the position of the representative object corresponding to the extreme end side in the angular direction ( ⁇ ) and the position of the vehicle 100, and is predetermined from the position of the representative object.
  • One point on the back side by the length of may be determined as the vertexes Vd6, Vd7, Ve6, Ve7 of the polygon.
  • the boundary lines 136 and 138 (here, the back side for the vehicle 100) that can cover all the angular ranges where there are two or more objects are provided.
  • step S4 of FIG. 3 the information synthesis unit 86 generates local environment map information Iem by synthesizing various information including object information (recognition result in step S2, formation result in step S3) and lane information. To do.
  • This local environment map information Iem includes object information on [1] integrated object U1, [2] integrated object U2, [3] individual objects other than objects D1-D9 and E1-E4 in object set 112. Note that
  • the coherence prediction unit 88 predicts the possibility that the object set 112 is in contact with or close to the vehicle 100 using the local environment map information Iem obtained by the synthesis in step S4.
  • the coherency predicting unit 88 replaces each of the objects D1-D9 and E1-E4 constituting the integrated objects U1 and U2 with the integrated objects U1 and U2 The possibility of contacting or approaching the vehicle 100 is predicted.
  • two integrated objects U1 and U2 each having a heptagon shape are arranged.
  • a portion indicated by a thick line is a portion facing the vehicle 100 (hereinafter, a facing portion 140).
  • a portion indicated by a thick line is a portion facing the vehicle 100 (hereinafter, a facing portion 142).
  • the coherence predicting unit 88 determines the vehicle 100 from the positional relationship between the vehicle 100 and the portions (facing portions 140 and 142) facing the vehicle 100 in the boundary lines 136 and 138 of the integrated objects U1 and U2. The possibility of touching or approaching may be predicted. By using the most effective portion for determining the coherence among the boundary lines 136 and 138 of the integrated objects U1 and U2, the calculation time is shortened, and the determination can be made earlier by that much.
  • boundary lines 136 and 138 that satisfy the magnitude relationship of R2> W (FIG. 10B) and in which the vehicle body width of the vehicle 100 is considered in advance are provided.
  • the vehicle 100 can be regarded as having a point shape, and the coherence with respect to the integrated objects U1 and U2 can be predicted and evaluated based on the positional relationship with the linear traveling track.
  • step S6 of FIG. 3 the short-term trajectory generation unit 73 (or medium-term trajectory generation unit 72) is based on the prediction result in step S5, and the short-term trajectory St (or medium-term trajectory Mt) used for behavior control of the vehicle 100. Is generated. Thereafter, the vehicle control unit 60 controls the behavior of the vehicle 100 based on the short-term trajectory St generated by the short-term trajectory generation unit 73, in other words, according to the prediction result by the coherence prediction unit 88.
  • FIG. 13 shows a trajectory that allows the vehicle 100 at the vehicle position 144 to smoothly pass through the gap 146 between the integrated objects U1 and U2. Accordingly, the vehicle 100 can smoothly travel on the lane 102 while avoiding contact with the plurality of pylons 104 (FIG. 4) by automatic driving control of the vehicle control unit 60.
  • the vehicle control device 10 includes [1] an external state detection unit 80 that detects the external state of the vehicle 100, and [2] one or more objects D1 based on the detection result by the external state detection unit 80.
  • -Object recognition unit 82 for recognizing D9, E1-E4, and [3]
  • Coherency prediction unit 88 for predicting the possibility that recognized objects D1-D9, E1-E4 will contact or approach the vehicle 100. And comprising.
  • the vehicle control device 10 [4] among the plurality of objects D1-D9, E1-E4, the boundary lines 136, 138 are determined based on the positional relationship between two or more objects within a predetermined distance range (R1).
  • the integrated object forming unit 84 that forms the integrated objects U1 and U2 as the integrated objects to be determined is further provided.
  • the coherence predicting unit 88 includes the respective objects D1 to D9 ( Instead of E1-E4), the possibility that the integrated objects U1, U2 will contact or approach the vehicle 100 is predicted.
  • the vehicle control method using the vehicle control device 10 is [4] Among the plurality of objects D1-D9, E1-E4, the positional relationship between two or more objects within a predetermined distance range (R1).
  • One or a plurality of computers execute a prediction step (S5) for predicting the possibility that the integrated objects U1 and U2 will contact or approach the vehicle 100.
  • the integrated object forming unit 84 includes all the objects D1-D9 and the objects E1-E4 and forms the integrated objects U1, U2 having a polygonal shape. This is because the polygon boundary lines 136 and 138 are aggregates of a plurality of linear components, so that the amount of calculation required for determining the coherence is reduced.
  • the vertices Vf1 and Vf2 are two points determined from the position of the representative object F1.
  • the vertex Vf3 is one point determined from the position of the representative object F3.
  • the vertex Vf4 is one point determined from the position of the representative object F5.
  • the vertex Vf6 is on a straight line 154 connecting the two positions of the representative object F1 corresponding to the extreme end side (negative direction) in the angular direction and the detection reference position 106, and has a predetermined length from the position of the representative object F1. Only one point on the far side.
  • the apex candidate 158 is on a straight line 156 that connects two points of the position of the representative object F5 corresponding to the extreme end side (positive direction) in the angular direction and the detection reference position 106, and has a predetermined length from the position of the representative object F5. That is one point on the far side.
  • the travelable range of the vehicle 100 may be unnecessarily limited.
  • the integrated object forming unit 84 determines that when one point (vertex candidate 158) that is a predetermined length away from the position of the representative object F5 is on the lane 150 on which the vehicle 100 is about to travel, May be determined as a vertex Vf5 of the polygon that does not exist on the lane 150. Thereby, it is possible to prevent the range defined by the boundary line 160 from being unnecessarily expanded to other parts of the lane 150.
  • FIG. 15A one circle 122 (radius R2) centered on the position of the representative object D1 is drawn on the virtual space 110.
  • the vertices Vd1 and Vd2 are points defined in the same manner as in FIG. 10A.
  • the sector central angle formed by the vertices Vd1 and Vd2 is defined as ⁇ .
  • the integrated object forming unit 84 may add polygon vertices Vd8 and Vd9 by interpolating between the two vertices Vd1 and Vd2 along an arc shape with respect to the representative object D1. In this case, one or more interpolation points are added so that the central angle ⁇ formed by adjacent vertices does not exceed the threshold ⁇ th.
  • the central angle ⁇ is equally divided so that the angle is closest to the threshold ⁇ th without exceeding the threshold ⁇ th.
  • the central angle ⁇ and the threshold ⁇ th satisfy the relationship of 2 ⁇ ⁇ th ⁇ ⁇ 3 ⁇ ⁇ th, the central angle ⁇ may be divided into three equal parts.
  • the integrated object forming unit 84 has a plurality of vertices Vd1 and Vd2 on the circle 122 centered on the position of the representative object D1 corresponding to the extreme end side in the angular direction.
  • One or more interpolation points obtained by interpolating the gaps between them may be determined as polygon vertices Vd8 and Vd9. Thereby, it can suppress that the location where the distance between the representative object D1 and the partial boundary line 164 is short arises from a viewpoint of angle resolution.
  • the determination method of the boundary lines 136, 138, and 160 is not limited to the above-described embodiment and improvement example, and any method based on the positional relationship between two or more objects may be adopted.
  • the shape of the integrated object may be a polygon having six or fewer vertices or eight or more, or may be a geometric shape including, for example, a circle or an ellipse.

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Abstract

車両制御装置（１０）の統合物体形成部（８４）は、所定の距離範囲内にある２つ以上の物体同士の位置関係から境界線（１３６、１３８、１６０）が決定される、一体物としての統合物体（Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３）を形成する。車両制御装置（１０）の干渉性予測部（８８）は、各々の物体（Ｄ１－Ｄ９、Ｅ１－Ｅ４、Ｆ１－Ｆ５）に代わって、統合物体（Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３）が車両（１００）に対して接触又は接近する可能性を予測する。

Description

車両制御装置
　本発明は、車両の外界状態にある物体を認識し、この認識結果に基づいて車両の挙動を制御する車両制御装置に関する。
　従来から、車両の外界状態にある物体を認識し、この認識結果に基づいて車両の挙動を制御する車両制御装置が知られている。例えば、同時に認識された複数の物体に対して効果的に処置するための技術が種々提案されている。
　特開２０１１－０７６５２７号公報（要約、［００３６］等）では、互いに近くに位置しており、且つ、互いに近い速度で移動する移動物体同士をグループ化し、車両と接触又は近接（以下、干渉）する可能性がある場合に、各々のグループについて１回だけ報知を行う走行安全装置が提案されている。これにより、警報の作動回数が低減し、運転者への煩わしさを軽減させることができる。
　なお、特開２０１１－０７６５２７号公報の段落［００４６］には、グループを構成する移動物体に対してＴＴＣ（Time To Collision）をそれぞれ算出し、当該グループの代表値としてＴＴＣの最小値を用いて、干渉の可能性を判定する旨が記載されている。
　しかしながら、特開２０１１－０７６５２７号公報で提案される手法では、グループの代表的な評価値（ここでは、ＴＴＣ）を用いて干渉性を予測するため、例えば、グループを構成する複数の物体における位置関係が考慮されていない。このように、干渉性に関する予測のきめ細かさという観点で、改良の余地が十分に残されている。
　本発明は上記した問題を解決するためになされたものであり、物体同士のグループ化による利便性を活かしつつも、きめ細かな干渉性の予測を行うことが可能な車両制御装置を提供することを目的とする。
　本発明に係る車両制御装置は、車両の外界状態を検出する外界状態検出部と、前記外界状態検出部による検出結果に基づいて１つ又は複数の物体を認識する物体認識部と、前記物体認識部により認識された１つ又は複数の前記物体が、前記車両に対して接触又は接近する可能性を予測する干渉性予測部を備える装置であって、前記物体認識部により認識された複数の前記物体のうち、所定の距離範囲内にある２つ以上の物体同士の位置関係から境界線が決定される、一体物としての統合物体を形成する統合物体形成部をさらに備え、前記干渉性予測部は、前記統合物体を構成する各々の前記物体に代わって、前記統合物体形成部により形成された前記統合物体が、前記車両に対して接触又は接近する可能性を予測する。
　このように構成したので、所定の距離範囲内にある２つ以上の物体同士の位置関係が考慮された境界線を有する統合物体を用いて、車両に対する干渉（接触又は接近）の可能性を予測可能である。これにより、物体同士のグループ化による利便性を活かしつつも、きめ細かな干渉性の予測を行うことができる。
　また、前記統合物体形成部は、前記車両の形状に応じて前記所定の距離範囲を設定し、前記統合物体を形成してもよい。車両が物体同士の隙間を通過できるか否かの判定結果が車両の形状に応じて異なる傾向を踏まえて、きめ細かな予測を行うことができる。
　また、前記統合物体形成部は、同一の半径であって各々の前記物体の位置を中心とする複数の円領域を画定し、前記円領域の重複部分を有する２つ以上の物体同士による前記統合物体を形成してもよい。これにより、簡易な演算方法を用いて物体同士のグループ化を行うことができる。
　また、前記統合物体形成部は、前記所定の距離範囲内にある２つ以上の物体同士をすべて包含し、ポリゴンの形状を有する前記統合物体を形成してもよい。ポリゴンの境界線が複数の直線成分の集合体であるので、干渉性の判定に要する演算量が少なくなる。
　また、前記統合物体形成部は、前記統合物体を構成する２つ以上の物体の中から、前記車両の位置を中心とする角度方向に対して所定の角度間隔おきに代表物体を抽出し、前記代表物体の位置から前記ポリゴンをなす少なくとも２つの頂点を決定してもよい。これにより、所定の角度間隔にある位置にポリゴンの頂点を配置することができる。
　また、前記統合物体形成部は、前記外界状態検出部の検出性能に応じて前記所定の角度間隔を設定し、前記ポリゴンをなす少なくとも２つの頂点を決定してもよい。物体同士を識別可能である角度方向の検出分解能が外界状態検出部の検出性能に応じて異なる傾向を踏まえて、適切な位置にポリゴンの頂点を配置することができる。
　また、前記統合物体形成部は、前記統合物体を構成する２つ以上の物体の中から、前記車両に相対的に近い位置にある物体を代表物体として抽出し、前記代表物体の位置から前記ポリゴンをなす少なくとも１つの頂点を決定してもよい。これにより、車両との位置関係の観点から注意度が高い物体の存在を、ポリゴンの境界線の形状に反映させることができる。
　また、前記統合物体形成部は、前記代表物体の位置を中心とする円上であって、前記車両の位置に最も近い点を前記ポリゴンの頂点として決定してもよい。これにより、２つ以上の物体がある距離範囲（車両にとって手前側）をすべて網羅可能な境界線が設けられると共に、代表物体と境界線の間の距離を必ず所定値（円の半径）以上に保つことができる。
　また、前記統合物体形成部は、角度方向の最端側に対応する前記代表物体の位置を中心とする円上であって、最大角度又は最小角度に相当する位置にある１点ずつを前記ポリゴンの頂点として決定してもよい。これにより、２つ以上の物体がある角度範囲をすべて網羅可能な境界線が設けられると共に、代表物体と境界線の間の距離を必ず所定値（円の半径）以上に保つことができる。
　また、前記統合物体形成部は、角度方向の最端側に対応する前記代表物体の位置を中心とする円上に前記ポリゴンの頂点が複数存在する場合、隣接する頂点の間を円弧状に補間して得た１つ以上の補間点を前記ポリゴンの頂点として決定してもよい。これにより、角度分解能の観点から、代表物体と部分境界線の間の距離が短い箇所が生じるのを抑制できる。
　また、前記統合物体形成部は、前記統合物体を構成するすべての物体の位置よりも奥側にある少なくとも１点を前記ポリゴンの頂点として決定してもよい。これにより、２つ以上の物体がある距離範囲（車両にとって奥側）をすべて網羅可能な境界線が設けられる。
　また、前記統合物体形成部は、角度方向の最端側に対応する前記代表物体の位置と前記車両の位置の２点を結ぶ直線上であって、前記代表物体の位置から所定の長さだけ奥側にある１点を前記ポリゴンの頂点として決定してもよい。これにより、２つ以上の物体がある角度範囲をすべて網羅可能な境界線（ここでは、車両にとって奥側）が設けられる。
　また、前記統合物体形成部は、前記代表物体の位置から所定の長さだけ奥側にある１点が、前記車両が走行しようとするレーンの上に存在する場合、前記所定の長さを短縮することで、前記レーンの上に存在しない別の１点を前記ポリゴンの頂点として決定してもよい。これにより、境界線により画定される範囲を、レーンの他部分にまで不必要に拡大するのを防止できる。
　また、前記干渉性予測部は、前記統合物体の境界線のうち前記車両に面する部分と前記車両の間の位置関係から、前記車両に対して接触又は接近する可能性を予測してもよい。統合物体の境界線のうち干渉性の判定に最も効果的な部分を用いることで演算時間が短縮され、その分だけ早期に判定することができる。
　また、前記干渉性予測部による予測結果に応じて前記車両の挙動を制御する車両制御部をさらに備えてもよい。
　本発明に係る車両制御装置によれば、物体同士のグループ化による利便性を活かしつつも、きめ細かな干渉性の予測を行うことができる。
本発明の一実施形態に係る車両制御装置の構成を示すブロック図である。 図１の車両制御装置における主要な特徴部を示す機能ブロック図である。 図２に示す機能ブロック図の動作説明に供されるフローチャートである。 ステップＳ１の検出処理により得られる結果を示す図である。 ステップＳ２の認識処理により得られる結果を示す図である。 図６Ａは、物体同士の重なり判定方法を説明する図である。図６Ｂは、図６Ａに示す円領域の半径の設定方法を説明する図である。 複数の物体を２つの統合グループに分類した結果を示す図である。 統合グループ毎に代表物体を抽出する方法を説明する図である。 代表物体を追加的に抽出する方法を説明する図である。 図１０Ａは、手前側及び側方にある頂点の決定方法を説明する図である。図１０Ｂは、図１０Ａに示す円の半径の設定方法を説明する図である。 ポリゴンの境界線の一部を決定した結果を示す図である。 ポリゴンの境界線の全部を決定した結果を示す図である。 短期軌道の決定方法を示す模式図である。 奥側にある頂点の決定方法に関する第１改良例を示す図である。 図１５Ａ及び図１５Ｂは、手前側にある頂点の決定方法に関する第２改良例を示す図である。
　以下、この発明に係る車両制御装置について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。
［車両制御装置１０の構成］
＜全体構成＞
　図１は、本発明の一実施形態に係る車両制御装置１０の構成を示すブロック図である。車両制御装置１０は、車両１００（図４等）に組み込まれ、且つ、車両１００の自動運転又は自動運転支援を実行可能に構成される。車両制御装置１０は、制御システム１２と、入力装置と、出力装置と、を備える。入力装置及び出力装置はそれぞれ、制御システム１２に通信線を介して接続されている。
　入力装置は、外界センサ１４と、ナビゲーション装置１６と、車両センサ１８と、通信装置２０と、自動運転スイッチ２２と、操作デバイス２４に接続された操作検出センサ２６と、を備える。
　出力装置は、図示しない車輪を駆動する駆動力装置２８と、前記車輪を操舵する操舵装置３０と、前記車輪を制動する制動装置３２と、を備える。
＜入力装置の具体的構成＞
　外界センサ１４は、車両１００の外界状態を示す情報（以下、外界情報）を取得する複数のカメラ３３と複数のレーダ３４を備え、取得した外界情報を制御システム１２に出力する。外界センサ１４は、さらに、複数のＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging；光検出と測距／Laser Imaging Detection and Ranging；レーザ画像検出と測距）装置を備えてもよい。
　ナビゲーション装置１６は、車両１００の現在位置を検出可能な衛星測位装置と、ユーザインタフェース（例えば、タッチパネル式のディスプレイ、スピーカ及びマイク）を含んで構成される。ナビゲーション装置１６は、車両１００の現在位置又はユーザによる指定位置に基づいて、指定した目的地までの経路を算出し、制御システム１２に出力する。ナビゲーション装置１６により算出された経路は、経路情報として記憶装置４０の経路情報記憶部４４に記憶される。
　車両センサ１８は、車両１００の速度（車速）を検出する速度センサ、加速度を検出する加速度センサ、横Ｇを検出する横Ｇセンサ、垂直軸周りの角速度を検出するヨーレートセンサ、向き・方位を検出する方位センサ、勾配を検出する勾配センサを含み、各センサからの検出信号を制御システム１２に出力する。これらの検出信号は、自車状態情報Ｉｖｈとして記憶装置４０の自車状態情報記憶部４６に記憶される。
　通信装置２０は、路側機、他車、及びサーバを含む外部装置と通信可能に構成されており、例えば、交通機器に関わる情報、他車に関わる情報、プローブ情報又は最新の地図情報を送受信する。なお、地図情報は、ナビゲーション装置１６に記憶されると共に、地図情報として記憶装置４０の地図情報記憶部４２にも記憶される。
　操作デバイス２４は、アクセルペダル、ステアリングホイール（ハンドル）、ブレーキペダル、シフトレバー、及び方向指示レバーを含んで構成される。操作デバイス２４には、ドライバによる操作の有無や操作量、操作位置を検出する操作検出センサ２６が取り付けられている。
　操作検出センサ２６は、検出結果としてアクセル踏込量（アクセル開度）、ハンドル操作量（操舵量）、ブレーキ踏込量、シフト位置、右左折方向等を車両制御部６０に出力する。
　自動運転スイッチ２２は、例えば、インストルメントパネルに設けられ、ドライバを含むユーザが、マニュアル操作により、非自動運転モード（手動運転モード）と自動運転モードを切り替えるための押しボタンスイッチである。
　この実施形態では、自動運転スイッチ２２が押される度に、自動運転モードと非自動運転モードが切り替わるように設定されている。これに代わって、ドライバの自動運転意思確認の確実化のために、例えば、２度押しで非自動運転モードから自動運転モードに切り替わり、１度押しで自動運転モードから非自動運転モードに切り替わるように設定することもできる。
　自動運転モードは、ドライバが、操作デバイス２４（具体的には、アクセルペダル、ステアリングホイール及びブレーキペダル）の操作を行わない状態で、車両１００が制御システム１２による制御下に走行する運転モードである。換言すれば、自動運転モードは、制御システム１２が、逐次決定される行動計画（短期的には、後述する短期軌道Ｓｔ）に基づいて、駆動力装置２８、操舵装置３０、及び制動装置３２の一部又は全部を制御する運転モードである。
　なお、自動運転モード中に、ドライバが、操作デバイス２４の操作を開始した場合には、自動運転モードは自動的に解除され、非自動運転モード（手動運転モード）に切り替わる。
＜出力装置の具体的構成＞
　駆動力装置２８は、駆動力ＥＣＵ（電子制御装置；Electronic Control Unit）と、エンジン・駆動モータを含む駆動源から構成される。駆動力装置２８は、車両制御部６０から入力される車両制御値Ｃｖｈに従って車両１００が走行するための走行駆動力（トルク）を生成し、トランスミッションを介し、或いは直接的に車輪に伝達する。
　操舵装置３０は、ＥＰＳ（電動パワーステアリングシステム）ＥＣＵと、ＥＰＳ装置とから構成される。操舵装置３０は、車両制御部６０から入力される車両制御値Ｃｖｈに従って車輪（操舵輪）の向きを変更する。
　制動装置３２は、例えば、油圧式ブレーキを併用する電動サーボブレーキであって、ブレーキＥＣＵと、ブレーキアクチュエータとから構成される。制動装置３２は、車両制御部６０から入力される車両制御値Ｃｖｈに従って車輪を制動する。
＜制御システム１２の構成＞
　制御システム１２は、１つ又は複数のＥＣＵにより構成され、各種機能実現部の他、記憶装置４０等を備える。なお、機能実現部は、この実施形態では、ＣＰＵ（中央処理ユニット）が記憶装置４０に記憶されているプログラムを実行することにより機能が実現されるソフトウエア機能部であるが、集積回路等からなるハードウエア機能部により実現することもできる。
　制御システム１２は、記憶装置４０及び車両制御部６０の他、外界認識部５２と、認識結果受信部５３と、局所環境マップ生成部５４と、統括制御部７０と、長期軌道生成部７１と、中期軌道生成部７２と、短期軌道生成部７３と、を含んで構成される。ここで、統括制御部７０は、認識結果受信部５３、局所環境マップ生成部５４、長期軌道生成部７１、中期軌道生成部７２、及び短期軌道生成部７３のタスク同期を制御することで、各部の統括制御を行う。
　外界認識部５２は、車両制御部６０からの自車状態情報Ｉｖｈを参照した上で、外界センサ１４からの外界情報（画像情報を含む）に基づき、車両１００の両側のレーンマーク（白線）を認識すると共に、停止線までの距離、走行可能領域を含む「静的」な外界認識情報を生成する。これと併せて、外界認識部５２は、外界センサ１４からの外界情報に基づき、障害物（駐停車車両を含む）、交通参加者（人、他車両）、及び信号機の灯色｛青（緑）、黄（オレンジ）、赤｝等の「動的」な外界認識情報を生成する。
　なお、静的及び動的な外界認識情報はそれぞれ、外界認識情報Ｉｐｒとして記憶装置４０の外界認識情報記憶部４５に記憶される。
　認識結果受信部５３は、演算指令Ａａに応答して、所定の演算周期Ｔｏｃ（基準周期又は基準演算周期）内に受信した外界認識情報Ｉｐｒを更新カウンタのカウント値と共に、統括制御部７０に出力する。ここで、演算周期Ｔｏｃは、制御システム１２の内部での基準の演算周期であり、例えば、数１０ｍｓ程度の値に設定されている。
　局所環境マップ生成部５４は、統括制御部７０からの演算指令Ａｂに応答して、自車状態情報Ｉｖｈ及び外界認識情報Ｉｐｒを参照し、演算周期Ｔｏｃ内に局所環境マップ情報Ｉｅｍを生成して、更新カウンタのカウント値と共に、統括制御部７０に出力する。すなわち、制御の開始時には、局所環境マップ情報Ｉｅｍが生成されるまでに、演算周期２×Ｔｏｃを要する。
　概略的に言えば、局所環境マップ情報Ｉｅｍは、外界認識情報Ｉｐｒに対して自車状態情報Ｉｖｈを合成した情報である。局所環境マップ情報Ｉｅｍは、記憶装置４０の局所環境マップ情報記憶部４７に記憶される。
　長期軌道生成部７１は、統括制御部７０からの演算指令Ａｃに応答して、局所環境マップ情報Ｉｅｍ（外界認識情報Ｉｐｒのうち静的な成分のみ利用）、自車状態情報Ｉｖｈ、及び地図情報記憶部４２に記憶されている道路地図（カーブの曲率等）を参照して、相対的に最も長い演算周期（例えば、９×Ｔｏｃ）で長期軌道Ｌｔを生成する。そして、長期軌道生成部７１は、生成した長期軌道Ｌｔを更新カウンタのカウント値と共に、統括制御部７０に出力する。なお、長期軌道Ｌｔは、軌道情報として記憶装置４０の軌道情報記憶部４８に記憶される。
　中期軌道生成部７２は、統括制御部７０からの演算指令Ａｄに応答して、局所環境マップ情報Ｉｅｍ（外界認識情報Ｉｐｒのうち、動的な成分及び静的な成分の両方を利用）、自車状態情報Ｉｖｈ、及び長期軌道Ｌｔを参照して、相対的に中位の演算周期（例えば、３×Ｔｏｃ）で中期軌道Ｍｔを生成する。そして、中期軌道生成部７２は、生成した中期軌道Ｍｔを更新カウンタのカウント値と共に、統括制御部７０に出力する。なお、中期軌道Ｍｔは、長期軌道Ｌｔと同様に、軌道情報として軌道情報記憶部４８に記憶される。
　短期軌道生成部７３は、統括制御部７０からの演算指令Ａｅに応答して、局所環境マップ情報Ｉｅｍ（外界認識情報Ｉｐｒのうち、動的な成分及び静的な成分の両方を利用）、自車状態情報Ｉｖｈ、及び中期軌道Ｍｔを参照し、相対的に最も短い演算周期（例えば、Ｔｏｃ）で短期軌道Ｓｔを生成する。そして、短期軌道生成部７３は、生成した短期軌道Ｓｔを更新カウンタのカウント値と共に、統括制御部７０及び車両制御部６０に同時に出力する。なお、短期軌道Ｓｔは、長期軌道Ｌｔ及び中期軌道Ｍｔと同様に、軌道情報として軌道情報記憶部４８に記憶される。
　なお、長期軌道Ｌｔは、例えば１０秒間程度の走行時間における軌道を示し、乗り心地・快適性を優先した軌道である。また、短期軌道Ｓｔは、例えば１秒間程度の走行時間における軌道を示し、車両ダイナミクスの実現及び安全性の確保を優先した軌道である。中期軌道Ｍｔは、例えば５秒間程度の走行時間における軌道を示し、長期軌道Ｌｔ及び短期軌道Ｓｔに対する中間的な軌道である。
　短期軌道Ｓｔは、短周期Ｔｓ（＝Ｔｏｃ）毎の、車両１００の目標挙動を示すデータセットに相当する。短期軌道Ｓｔは、例えば、縦方向（Ｘ軸）の位置ｘ、横方向（Ｙ軸）の位置ｙ、姿勢角θｚ、速度Ｖｓ、加速度Ｖａ、曲率ρ、ヨーレートγ、操舵角δｓｔをデータ単位とする軌道点列（ｘ，ｙ，θｚ，Ｖｓ，Ｖａ，ρ，γ，δｓｔ）である。また、長期軌道Ｌｔ又は中期軌道Ｍｔは、周期がそれぞれ異なるものの、短期軌道Ｓｔと同様に定義されたデータセットである。
　車両制御部６０は、短期軌道Ｓｔ（軌道点列）にて特定される挙動に従って車両１００が走行可能となる車両制御値Ｃｖｈを決定し、得られた車両制御値Ｃｖｈを駆動力装置２８、操舵装置３０、及び制動装置３２に出力する。
＜主要な特徴部＞
　図２は、図１の車両制御装置１０における主要な特徴部を示す機能ブロック図である。車両制御装置１０は、外界状態検出部８０と、物体認識部８２と、統合物体形成部８４と、情報合成部８６と、干渉性予測部８８と、軌道生成部９０と、車両制御部６０と、を備える。
　外界状態検出部８０は、図１に示す外界センサ１４に相当し、車両１００の外界状態を検出する。物体認識部８２は、図１に示す外界認識部５２に相当し、外界状態検出部８０による検出結果に対して公知の認識手法を適用することで、１つ又は複数の物体を認識する。
　統合物体形成部８４及び情報合成部８６は、図１に示す局所環境マップ生成部５４に相当する。統合物体形成部８４は、物体認識部８２による認識結果を含む外界認識情報Ｉｐｒと、車両１００に関する自車状態情報Ｉｖｈを用いて、複数の物体のうち特定の物体同士を統合する。情報合成部８６は、車両１００の外界にある物体に関する情報（以下、物体情報）又はレーンに関する情報（以下、車線情報）を含む外界認識情報Ｉｐｒを合成し、局所環境マップ情報Ｉｅｍを作成する。
　干渉性予測部８８及び軌道生成部９０は、図１に示す短期軌道生成部７３（又は中期軌道生成部７２）に相当する。干渉性予測部８８は、局所環境マップ情報Ｉｅｍと自車状態情報Ｉｖｈを用いて、１つ又は複数の物体が車両１００に対して接触又は近接する可能性（以下、「干渉可能性」ともいう）を予測する。軌道生成部９０は、干渉性予測部８８による予測結果を考慮して、車両１００の挙動制御に供される走行軌道を生成する。
［車両制御装置１０の動作］
　この実施形態における車両制御装置１０は、以上のように構成される。続いて、車両制御装置１０（特に、図２に示す機能ブロック図）の動作について、図３のフローチャートを参照しながら説明する。
　図３のステップＳ１において、外界状態検出部８０（具体的には、カメラ３３又はレーダ３４）は、車両１００の外界状態を検出する。以下、外界状態検出部８０による検出結果について、図４を参照しながら説明する。
　図４に示すように、レーン１０２上を走行する車両１００の周辺には、複数のパイロン１０４が配置されている。二点鎖線で囲む領域は、車両１００上の検出基準位置１０６を中心とする概略扇形状を有し、車両１００の外界にある物体を検出可能な領域（以下、検出可能領域１０８という）に相当する。本図の例では、外界状態検出部８０は、検出可能領域１０８内にある１３個のパイロン１０４を検出する。
　図３のステップＳ２において、物体認識部８２は、ステップＳ１での検出結果に対して公知の認識手法を適用することで、１つ又は複数の物体（ここでは、１３個のパイロン１０４）を認識する。以下、物体認識部８２による認識結果について、図５を参照しながら説明する。
　図５に示す仮想空間１１０は、例えば、車両１００の位置・姿勢を基準とするローカル座標系によって定義される平面空間である。仮想空間１１０上では、１３個のパイロン１０４（図４）が物体集合１１２として認識される。二点鎖線で示す円弧は、検出基準位置１０６からの等距離線に相当する。つまり、１３個のパイロン１０４はいずれも、車両１００から略等距離に配置されている。以下、図５以降の図面において、説明及び図示の便宜上、各々の物体の形状を単なる記号（例えば、「×」「△」）で表記する場合がある。
　図３のステップＳ３において、統合物体形成部８４は、ステップＳ２で認識された物体集合１１２（１つ又は複数の物体）のうち特定の物体同士を統合し、一体物としての統合物体Ｕ１、Ｕ２を形成する。具体的には、統合物体形成部８４は、所定の距離範囲内にある２つ以上の物体同士をすべて包含し、ポリゴンの形状を有する統合物体Ｕ１、Ｕ２を形成する。以下、統合物体Ｕ１、Ｕ２の形成方法について、図６Ａ－図１２を参照しながら詳細に説明する。
［１］先ず、統合物体形成部８４は、車両１００の形状に応じて所定の距離範囲を設定する。具体的には、統合物体形成部８４は、同一の半径Ｒ１であって各々の位置を中心とする複数の円領域１１４を画定し、重複部分１１５、１１６を有する２つ以上の物体同士をグループ化する。
　図６Ａに示すように、仮想空間１１０上には、物体Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３の位置を中心とし、半径がいずれもＲ１である３つの円領域１１４が画定されている。物体Ｄ１、Ｄ２の関係において、２つの円領域１１４、１１４は、部分的に重なり合う重複部分１１５（ハッチングを付した領域）を有する。物体Ｄ２、Ｄ３の関係において、２つの円領域１１４、１１４は、部分的に重なり合う重複部分１１６（ハッチングを付した領域）を有する。
　他の物体についても同様にして、任意の１つの円領域１１４に関して、少なくとも１つの円領域１１４が重なる位置関係にある場合、これらの物体同士（ここでは、物体Ｄ１－Ｄ３）は、１つのグループとして分類される。
　図６Ｂに示すように、半径Ｒ１は、車両１００の車幅２・Ｗに一定のマージン値Ｍ１を加算した値である。つまり、物体同士の間隔がＲ１よりも大きい場合に車両１００がその隙間を通過できる一方、物体同士の間隔がＲ１以下である場合に車両１００がその隙間を通過できないと考えられる。なお、半径Ｒ１は、車幅に限られず、車長、或いはこれらの組み合わせを含む、車両１００の形状に応じて任意に設定してもよい。
　図７に示すように、物体集合１１２をなす１３個の物体は、車両１００の正面前方にある９個で構成される統合グループ１１８と、車両１００の右斜め前方にある４個で構成される統合グループ１２０に分類される。以下、説明の便宜上、統合グループ１１８に属する９個の物体を「物体Ｄ１－Ｄ９」と表記し、統合グループ１２０に属する４個の物体を「物体Ｅ１－Ｅ４」と表記する。
　このように、統合物体形成部８４は、同一の半径Ｒ１であって各々の物体Ｄ１－Ｄ９、Ｅ１－Ｅ４の位置を中心とする複数の円領域１１４を画定し、円領域１１４の重複部分１１５、１１６を有する２つ以上の物体同士による統合物体Ｕ１、Ｕ２を形成してもよい。これにより、簡易な演算方法を用いて物体同士のグループ化を行うことができる。
　また、統合物体形成部８４は、車両１００の形状に応じて所定の距離範囲（円領域１１４の半径Ｒ１）を設定し、統合物体Ｕ１、Ｕ２を形成してもよい。車両１００が物体同士の隙間を通過できるか否かの判定結果がその車両１００の形状に応じて異なる傾向を踏まえて、きめ細かな予測を行うことができる。
［２］次いで、統合物体形成部８４は、各々の統合グループ１１８、１２０を構成する２つ以上の物体Ｄ１－Ｄ９、Ｅ１－Ｅ４の中から、検出基準位置１０６を中心とする角度方向に対して、所定の角度間隔おきに代表物体を抽出する。ここで、「代表物体」とは、ポリゴンの頂点Ｖｄ１－Ｖｄ７、Ｖｅ１－Ｖｅ７（図１２）を決定するための代表的な物体であり、この代表物体の位置がポリゴンの形状を特徴付ける。
　図８に示すように、仮想空間１１０上において、車両１００の車体中心線を基準とする角度方向（θ）を定義する。例えば、時計回り（右旋回方向）を「正方向」とし、反時計回り（左旋回方向）を「負方向」とする。本図では、他の物体「×」と明確に区別するため、代表物体を「△」で表記する。
　統合グループ１１８に属する物体Ｄ１－Ｄ９のうち、最小角度（負方向）にある物体Ｄ１と、最大角度（正方向）にある物体Ｄ９と、物体Ｄ１、Ｄ９の中間位置にある物体Ｄ５が、代表物体としてそれぞれ抽出される。同様に、統合グループ１２０に属する物体Ｅ１－Ｅ４のうち、最小角度（負方向）にある物体Ｅ１と、最大角度（正方向）にある物体Ｅ４が、代表物体としてそれぞれ抽出される。
　ここで、隣接する代表物体同士、具体的には（１）代表物体Ｄ１と代表物体Ｄ５、（２）代表物体Ｄ５と代表物体Ｄ９、（３）代表物体Ｅ１と代表物体Ｅ４、の角度間隔はいずれも、Δθ（例えば、１０［ｄｅｇ］）に等しい値又はΔθに近い値である。なお、Δθは、外界状態検出部８０が物体同士を識別可能である角度方向の検出分解能に相当する。
　このように、統合物体形成部８４は、統合物体Ｕ１、Ｕ２を構成する２つ以上の物体Ｄ１－Ｄ９、Ｅ１－Ｅ４の中から、車両１００の位置（検出基準位置１０６）を中心とする角度方向（θ）に対して所定の角度間隔Δθおきに代表物体Ｄ１、Ｄ５、Ｄ９、Ｅ１、Ｅ４を抽出し、代表物体の位置からポリゴンをなす少なくとも２つの頂点を決定してもよい。これにより、所定の角度間隔Δθにある位置にポリゴンの頂点を配置することができる。
　また、統合物体形成部８４は、外界状態検出部８０の検出性能に応じて所定の角度間隔Δθを設定し、ポリゴンをなす少なくとも２つの頂点を決定してもよい。物体同士を識別可能である角度方向の検出分解能が外界状態検出部８０の検出性能に応じて異なる傾向を踏まえて、適切な位置にポリゴンの頂点を配置することができる。
［３］次いで、統合物体形成部８４は、必要に応じて、残りの物体（Ｄ２－Ｄ４、Ｄ６－Ｄ８、Ｅ２、Ｅ３）の中から代表物体を追加的に抽出する。
　図９に示すように、物体Ｅ３は、統合グループ１２０に属する物体Ｅ１－Ｅ４の中で、車両１００に最も近い位置にある。この場合、先に抽出されていた２つの代表物体Ｅ１、Ｅ４の他に、未だ抽出されていなかった物体Ｅ３が代表物体として新たに追加される。
　このように、統合物体形成部８４は、統合物体Ｕ１、Ｕ２を構成する２つ以上の物体Ｄ１－Ｄ９、Ｅ１－Ｅ４の中から、車両１００に相対的に近い位置にある物体Ｅ３を代表物体として抽出し、代表物体の位置からポリゴンをなす少なくとも１つの頂点を決定してもよい。これにより、車両１００との位置関係の観点から注意度が高い物体の存在を、ポリゴンの境界線１３６、１３８の形状に反映させることができる。
［４］次いで、統合物体形成部８４は、抽出した代表物体（統合グループ１１８の３つ、統合グループ１２０の３つ）の位置に基づいて、ポリゴンの境界線１３６、１３８（図１２）の一部を決定する。
　図１０Ａに示すように、仮想空間１１０上には、代表物体Ｄ１、Ｄ５の位置を中心とし、半径がいずれもＲ２である２つの円１２２が描画されている。線分１２４は、検出基準位置１０６を一端とし、代表物体Ｄ１の位置を他端とする直線である。線分１２６は、検出基準位置１０６を一端とし、代表物体Ｄ５の位置を他端とする直線である。線分１２８は、検出基準位置１０６を通り、代表物体Ｄ１に対応する円１２２に接する直線（いわゆる接線）である。
　図１０Ｂに示すように、半径Ｒ２は、車両１００の車幅半分Ｗに一定のマージン値Ｍ２を加算した値である。つまり、車体中心線を基準とする場合、車両１００の車幅方向端部（ここでは、右側端部）が代表物体Ｄ１に接触しないための必要最小限の幅と考えられる。なお、半径Ｒ２は、車幅に限られず、車長、或いはこれらの組み合わせを含む、車両１００の形状に応じて任意に設定してもよい。
　図１１に示すように、統合グループ１１８に対応するポリゴンの頂点の一部が決定される。頂点Ｖｄ１は、角度方向の最端側（負方向）に対応する代表物体Ｄ１の位置を中心とする円１２２上であって、最小角度に相当する位置にある点である。頂点Ｖｄ２は、代表物体Ｄ１の位置を中心とする円１２２上であって、車両１００の位置（ここでは、検出基準位置１０６）に最も近い点である。頂点Ｖｄ３は、代表物体Ｄ５の位置を中心とする円１２２上であって、検出基準位置１０６に最も近い点である。頂点Ｖｄ４は、代表物体Ｄ９の位置を中心とする円１２２上であって、検出基準位置１０６に最も近い点である。頂点Ｖｄ５は、角度方向の最端側（正方向）に対応する代表物体Ｄ９の位置を中心とする円１２２上であって、最大角度に相当する位置にある点である。
　また、頂点Ｖｅ１は、角度方向の最端側（負方向）に対応する代表物体Ｅ１の位置を中心とする円１２２上であって、最小角度に相当する位置にある点である。頂点Ｖｅ２は、代表物体Ｅ１の位置を中心とする円１２２上であって、検出基準位置１０６に最も近い点である。頂点Ｖｅ３は、代表物体Ｅ３の位置を中心とする円１２２上であって、検出基準位置１０６に最も近い点である。頂点Ｖｅ４は、代表物体Ｅ４の位置を中心とする円１２２上であって、検出基準位置１０６に最も近い点である。頂点Ｖｅ５は、角度方向の最端側（正方向）に対応する代表物体Ｅ４の位置を中心とする円１２２上であって、最大角度に相当する位置にある点である。
　このように、統合物体形成部８４は、代表物体の位置を中心とする同じ半径Ｒ２の円１２２上であって、車両１００の位置に最も近い点をポリゴンの頂点Ｖｄ２－Ｖｄ４、Ｖｅ２－Ｖｅ４として決定してもよい。これにより、２つ以上の物体がある距離範囲（車両１００にとって手前側）をすべて網羅可能な境界線１３６、１３８が設けられると共に、代表物体と境界線１３６、１３８の間の距離を必ず所定値（円１２２の半径Ｒ２）以上に保つことができる。
　また、統合物体形成部８４は、角度方向の最端側に対応する代表物体の位置を中心とする同じ半径Ｒ２の円上であって、最大角度又は最小角度に相当する位置にある１点ずつをポリゴンの頂点Ｖｄ１、Ｖｄ５、Ｖｅ１、Ｖｅ５として決定してもよい。これにより、２つ以上の物体がある角度範囲をすべて網羅可能な境界線１３６、１３８が設けられると共に、代表物体と境界線１３６、１３８の間の距離を必ず所定値（円１２２の半径Ｒ２）以上に保つことができる。
［５］次いで、統合物体形成部８４は、抽出した代表物体（統合グループ１１８の３つ、統合グループ１２０の３つ）の位置に基づいて、ポリゴンの境界線１３６、１３８（図１２）の残り部分を決定する。
　図１２に示すように、統合グループ１１８に対応するポリゴンの頂点の全部が決定される。頂点Ｖｄ６は、角度方向の最端側（正方向）に対応する代表物体Ｄ９の位置と、検出基準位置１０６の２点を結ぶ直線１３１上であって、代表物体Ｄ９の位置から所定の長さだけ奥側にある点である。頂点Ｖｄ７は、角度方向の最端側（負方向）に対応する代表物体Ｄ１の位置と、検出基準位置１０６の２点を結ぶ直線１３２上であって、代表物体Ｄ１の位置から所定の長さだけ奥側にある点である。
　また、頂点Ｖｅ６は、角度方向の最端側（正方向）に対応する代表物体Ｅ４の位置と、検出基準位置１０６の２点を結ぶ直線１３３上であって、代表物体Ｅ４の位置から所定の長さだけ奥側にある点である。頂点Ｖｅ７は、角度方向の最端側（負方向）に対応する代表物体Ｅ１の位置と、検出基準位置１０６の２点を結ぶ直線１３４上であって、代表物体Ｅ１の位置から所定の長さだけ奥側にある点である。
　統合グループ１１８に関して、決定された頂点Ｖｄ１－Ｖｄ７を線分で順次接続することで、七角形状の境界線１３６が画定される。同様に、統合グループ１２０に関して、決定された頂点Ｖｅ１－Ｖｅ７を線分で順次接続することで、七角形状の境界線１３８が画定される。つまり、統合物体形成部８４は、物体集合１１２（図５）のうち特定の物体同士を統合し、一体物としての統合物体Ｕ１、Ｕ２を形成する。
　ここで、統合物体形成部８４は、統合物体Ｕ１、Ｕ２を構成するすべての物体Ｄ１－Ｄ９、Ｅ１－Ｅ４の位置よりも奥側にある少なくとも１点をポリゴンの頂点Ｖｄ６、Ｖｄ７、Ｖｅ６、Ｖｅ７として決定してもよい。これにより、２つ以上の物体がある距離範囲（車両１００にとって奥側）をすべて網羅可能な境界線１３６、１３８が設けられる。
　また、統合物体形成部８４は、角度方向（θ）の最端側に対応する代表物体の位置と車両１００の位置の２点を結ぶ直線１３１－１３４上であって、代表物体の位置から所定の長さだけ奥側にある１点をポリゴンの頂点Ｖｄ６、Ｖｄ７、Ｖｅ６、Ｖｅ７として決定してもよい。これにより、２つ以上の物体がある角度範囲をすべて網羅可能な境界線１３６、１３８（ここでは、車両１００にとって奥側）が設けられる。
　図３のステップＳ４において、情報合成部８６は、物体情報（ステップＳ２での認識結果、ステップＳ３での形成結果）及び車線情報を含む各種情報を合成することで、局所環境マップ情報Ｉｅｍを生成する。この局所環境マップ情報Ｉｅｍには、［１］統合物体Ｕ１、［２］統合物体Ｕ２、［３］物体集合１１２のうち、物体Ｄ１－Ｄ９、Ｅ１－Ｅ４を除く個別物体、に関する物体情報が含まれる点に留意する。
　図３のステップＳ５において、干渉性予測部８８は、ステップＳ４での合成により得られる局所環境マップ情報Ｉｅｍを用いて、物体集合１１２が車両１００に対して接触又は近接する可能性を予測する。ここで、統合物体Ｕ１、Ｕ２が形成されている場合、干渉性予測部８８は、統合物体Ｕ１、Ｕ２を構成する各々の物体Ｄ１－Ｄ９、Ｅ１－Ｅ４に代わって、統合物体Ｕ１、Ｕ２が車両１００に対して接触又は接近する可能性を予測する。
　図１３に示すように、仮想空間１１０上では、いずれも七角形状である２つの統合物体Ｕ１、Ｕ２が配置されている。統合物体Ｕ１の境界線１３６のうち、太線で示した箇所は、車両１００に面する部分（以下、対面部分１４０）である。統合物体Ｕ２の境界線１３８のうち、太線で示した箇所は、車両１００に面する部分（以下、対面部分１４２）である。
　ここで、干渉性予測部８８は、統合物体Ｕ１、Ｕ２の境界線１３６、１３８のうち車両１００に面する部分（対面部分１４０、１４２）と、車両１００の間の位置関係から、車両１００に対して接触又は接近する可能性を予測してもよい。統合物体Ｕ１、Ｕ２の境界線１３６、１３８のうち干渉性の判定に最も効果的な部分を用いることで演算時間が短縮され、その分だけ早期に判定することができる。
　特に、Ｒ２＞Ｗ（図１０Ｂ）の大小関係を満たしており、車両１００の車体幅が予め考慮された境界線１３６、１３８が設けられている。これにより、車両１００が点形状であるとみなして、線状の走行軌道との位置関係に基づいて、統合物体Ｕ１、Ｕ２に対する干渉性を予測・評価することができる。
　図３のステップＳ６において、短期軌道生成部７３（又は中期軌道生成部７２）は、ステップＳ５での予測結果に基づいて、車両１００の挙動制御に供される短期軌道Ｓｔ（又は中期軌道Ｍｔ）を生成する。その後、車両制御部６０は、短期軌道生成部７３により生成された短期軌道Ｓｔに基づいて、換言すれば、干渉性予測部８８による予測結果に応じて、車両１００の挙動を制御する。
　図１３に示す短期軌道Ｓｔは、自車位置１４４にある車両１００が、統合物体Ｕ１、Ｕ２の隙間１４６を円滑に通過可能となる軌道を示す。これにより、車両１００は、車両制御部６０の自動運転制御により、複数のパイロン１０４（図４）との接触を回避しながら、レーン１０２上を円滑に走行できる。
［この車両制御装置１０による効果］
　以上のように、車両制御装置１０は、［１］車両１００の外界状態を検出する外界状態検出部８０と、［２］外界状態検出部８０による検出結果に基づいて１つ又は複数の物体Ｄ１－Ｄ９、Ｅ１－Ｅ４を認識する物体認識部８２と、［３］認識された物体Ｄ１－Ｄ９、Ｅ１－Ｅ４が、車両１００に対して接触又は接近する可能性を予測する干渉性予測部８８と、を備える。
　そして、車両制御装置１０は、［４］複数の物体Ｄ１－Ｄ９、Ｅ１－Ｅ４のうち、所定の距離範囲（Ｒ１）内にある２つ以上の物体同士の位置関係から境界線１３６、１３８が決定される、一体物としての統合物体Ｕ１、Ｕ２を形成する統合物体形成部８４をさらに備え、［５］干渉性予測部８８は、統合物体Ｕ１、Ｕ２を構成する各々の物体Ｄ１－Ｄ９（Ｅ１－Ｅ４）に代わって、統合物体Ｕ１、Ｕ２が車両１００に対して接触又は接近する可能性を予測する。
　また、車両制御装置１０を用いた車両制御方法は、［４］複数の物体Ｄ１－Ｄ９、Ｅ１－Ｅ４のうち、所定の距離範囲（Ｒ１）内にある２つ以上の物体同士の位置関係から境界線１３６、１３８が決定される、一体物としての統合物体Ｕ１、Ｕ２を形成する形成ステップ（Ｓ３）と、［５］統合物体Ｕ１、Ｕ２を構成する各々の物体Ｄ１－Ｄ９（Ｅ１－Ｅ４）に代わって、統合物体Ｕ１、Ｕ２が車両１００に対して接触又は接近する可能性を予測する予測ステップ（Ｓ５）と、を１つ又は複数のコンピュータが実行する。
　このように構成したので、所定の距離範囲（Ｒ１）内にある２つ以上の物体同士の位置関係が考慮された境界線１３６、１３８を有する統合物体Ｕ１、Ｕ２を用いて、車両１００に対する干渉（接触又は接近）の可能性を予測可能である。これにより、物体同士のグループ化による利便性を活かしつつも、きめ細かな干渉性の予測を行うことができる。
　特に、統合物体形成部８４は、物体Ｄ１－Ｄ９同士、物体Ｅ１－Ｅ４同士をすべて包含し、ポリゴンの形状を有する統合物体Ｕ１、Ｕ２を形成することが一層好ましい。ポリゴンの境界線１３６、１３８が複数の直線成分の集合体であるので、干渉性の判定に要する演算量が少なくなるためである。
［改良例］
　以下、境界線を決定する方法（図１２）の改良例について、図１４、図１５Ａ及び図１５Ｂを参照しながら説明する。
＜第１改良例＞
　図１４に示すように、車両１００が、逆Ｃ字状に湾曲するレーン１５０上を走行している場合を想定する。レーン１５０の湾曲内側にあるレーン外領域１５２には、５つの物体Ｆ１－Ｆ５（「×」印で表記）が配置されている。５つの物体Ｆ１－Ｆ５は、所定の位置関係を満たすため、上記したグループ化（つまり、統合物体Ｕ３の形成）が可能であったとする。
　頂点Ｖｆ１、Ｖｆ２は、代表物体Ｆ１の位置から決定された２点である。頂点Ｖｆ３は、代表物体Ｆ３の位置から決定された１点である。頂点Ｖｆ４は、代表物体Ｆ５の位置から決定された１点である。頂点Ｖｆ６は、角度方向の最端側（負方向）に対応する代表物体Ｆ１の位置と、検出基準位置１０６の２点を結ぶ直線１５４上であって、代表物体Ｆ１の位置から所定の長さだけ奥側にある１点である。
　頂点候補１５８は、角度方向の最端側（正方向）に対応する代表物体Ｆ５の位置と、検出基準位置１０６の２点を結ぶ直線１５６上であって、代表物体Ｆ５の位置から所定の長さだけ奥側にある１点である。ところが、頂点候補１５８がレーン１５０の上に位置するので、車両１００の走行可能範囲を不必要に制限する可能性がある。
　そこで、統合物体形成部８４は、代表物体Ｆ５の位置から所定の長さだけ奥側にある１点（頂点候補１５８）が、車両１００が走行しようとするレーン１５０の上に存在する場合、所定の長さを短縮することで、レーン１５０の上に存在しない別の１点をポリゴンの頂点Ｖｆ５として決定してもよい。これにより、境界線１６０により画定される範囲を、レーン１５０の他部分にまで不必要に拡大するのを防止できる。
＜第２改良例＞
　図１５Ａに示すように、仮想空間１１０上には、代表物体Ｄ１の位置を中心とする１つの円１２２（半径Ｒ２）が描画されている。頂点Ｖｄ１、Ｖｄ２はそれぞれ、図１０Ａの場合と同様に定義された点である。ここで、頂点Ｖｄ１、Ｖｄ２がなす扇形の中心角をφと定義する。
　例えば、境界線１３６（図１２）を決定する際に２つの頂点Ｖｄ１、Ｖｄ２を直線状に結ぶ場合、中心角φの値が大きいほど、扇状の領域が忠実に表現されない傾向がある。このとき、代表物体Ｄ１と部分境界線１６２の間の距離が短い箇所（部分境界線１６２の中点）が存在するので、予測結果に反して統合物体Ｕ１との干渉が生じる懸念がある。
　そこで、統合物体形成部８４は、代表物体Ｄ１に関して、２つの頂点Ｖｄ１、Ｖｄ２の間を円弧状に沿って補間し、ポリゴンの頂点Ｖｄ８、Ｖｄ９を追加してもよい。この場合、隣接する頂点同士がなす中心角φが閾値φｔｈを超えないように、１つ以上の補間点を追加する。なお、閾値φｔｈは、予め設定された正値（例えば、φｔｈ＝４５［ｄｅｇ］）である。
　例えば、「閾値φｔｈを超えずに、且つ、閾値φｔｈに最も近い角度になるように、中心角φを等分割する」という決定規則を適用することができる。中心角φと閾値φｔｈが、２・φｔｈ＜φ＜３・φｔｈの大小関係を満たす場合、中心角φを３等分すればよい。
　図１５Ｂに示すように、円１２２上には、扇形の中心角がそれぞれ（φ／３）である４つの頂点Ｖｄ１、Ｖｄ８（補間点）、Ｖｄ９（補間点）、Ｖｄ２が配置されている。決定された頂点Ｖｄ１、Ｖｄ８、Ｖｄ９、Ｖｄ２を線分で順次接続することで、円１２２の形状に沿った部分境界線１６４が画定される。
　このように、統合物体形成部８４は、角度方向の最端側に対応する代表物体Ｄ１の位置を中心とする円１２２上に頂点Ｖｄ１、Ｖｄ２が複数存在する場合、隣接する頂点Ｖｄ１、Ｖｄ２の間を円弧状に補間して得た１つ以上の補間点をポリゴンの頂点Ｖｄ８、Ｖｄ９として決定してもよい。これにより、角度分解能の観点から、代表物体Ｄ１と部分境界線１６４の間の距離が短い箇所が生じるのを抑制できる。
　ここでは、代表物体Ｄ１について説明したが、角度方向の最端側に対応する他の代表物体Ｄ９、Ｅ１、Ｅ４についても、上記と同様に取り扱ってもよい。
［補足］
　なお、この発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。
　例えば、境界線１３６、１３８、１６０の決定方法は、上記した実施形態及び改良例に限られることなく、２つ以上の物体同士の位置関係に基づく任意の手法を採用してもよい。また、統合物体の形状は、七角形の他、頂点数が６つ以下又は８つ以上の多角形でもよいし、例えば、円形、楕円形を含む幾何学的形状であってもよい。

Claims (15)

  1. 　車両（１００）の外界状態を検出する外界状態検出部（８０）と、
    　前記外界状態検出部（８０）による検出結果に基づいて１つ又は複数の物体（Ｄ１－Ｄ９、Ｅ１－Ｅ４、Ｆ１－Ｆ５）を認識する物体認識部（８２）と、
    　前記物体認識部（８２）により認識された１つ又は複数の前記物体（Ｄ１－Ｄ９、Ｅ１－Ｅ４、Ｆ１－Ｆ５）が、前記車両（１００）に対して接触又は接近する可能性を予測する干渉性予測部（８８）と、
    　を備える車両制御装置（１０）であって、
    　前記物体認識部（８２）により認識された複数の前記物体（Ｄ１－Ｄ９、Ｅ１－Ｅ４、Ｆ１－Ｆ５）のうち、所定の距離範囲内にある２つ以上の物体同士の位置関係から境界線（１３６、１３８、１６０）が決定される、一体物としての統合物体（Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３）を形成する統合物体形成部（８４）をさらに備え、
    　前記干渉性予測部（８８）は、前記統合物体（Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３）を構成する各々の前記物体（Ｄ１－Ｄ９、Ｅ１－Ｅ４、Ｆ１－Ｆ５）に代わって、前記統合物体形成部（８４）により形成された前記統合物体（Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３）が、前記車両（１００）に対して接触又は接近する可能性を予測する
    　ことを特徴とする車両制御装置（１０）。
  2. 　請求項１に記載の車両制御装置（１０）において、
    　前記統合物体形成部（８４）は、前記車両（１００）の形状に応じて前記所定の距離範囲を設定し、前記統合物体（Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３）を形成することを特徴とする車両制御装置（１０）。
  3. 　請求項１又は２に記載の車両制御装置（１０）において、
    　前記統合物体形成部（８４）は、同一の半径（Ｒ１）であって各々の前記物体（Ｄ１－Ｄ９、Ｅ１－Ｅ４、Ｆ１－Ｆ５）の位置を中心とする複数の円領域（１１４）を画定し、前記円領域（１１４）の重複部分（１１５、１１６）を有する２つ以上の物体同士による前記統合物体（Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３）を形成することを特徴とする車両制御装置（１０）。
  4. 　請求項１－３のいずれか１項に記載の車両制御装置（１０）において、
    　前記統合物体形成部（８４）は、前記所定の距離範囲内にある２つ以上の物体同士をすべて包含し、ポリゴンの形状を有する前記統合物体（Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３）を形成することを特徴とする車両制御装置（１０）。
  5. 　請求項４に記載の車両制御装置（１０）において、
    　前記統合物体形成部（８４）は、前記統合物体（Ｕ１、Ｕ２）を構成する２つ以上の物体の中から、前記車両（１００）の位置（１０６）を中心とする角度方向に対して所定の角度間隔（Δθ）おきに代表物体（Ｄ１、Ｄ５、Ｄ９、Ｅ１、Ｅ４、Ｆ１、Ｆ３、Ｆ５）を抽出し、前記代表物体（Ｄ１、Ｄ５、Ｄ９、Ｅ１、Ｅ４、Ｆ１、Ｆ３、Ｆ５）の位置から前記ポリゴンをなす少なくとも２つの頂点（Ｖｄ１－Ｖｄ９、Ｖｅ１、Ｖｅ２、Ｖｅ４－Ｖｅ７、Ｖｆ１－Ｖｆ６）を決定することを特徴とする車両制御装置（１０）。
  6. 　請求項５に記載の車両制御装置（１０）において、
    　前記統合物体形成部（８４）は、前記外界状態検出部（８０）の検出性能に応じて前記所定の角度間隔（Δθ）を設定し、前記ポリゴンをなす少なくとも２つの頂点（Ｖｄ１－Ｖｄ９、Ｖｅ１、Ｖｅ２、Ｖｅ４－Ｖｅ７、Ｖｆ１－Ｖｆ６）を決定することを特徴とする車両制御装置（１０）。
  7. 　請求項４－６のいずれか１項に記載の車両制御装置（１０）において、
    　前記統合物体形成部（８４）は、前記統合物体（Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３）を構成する２つ以上の物体の中から、前記車両（１００）に相対的に近い位置にある物体を代表物体（Ｅ３）として抽出し、前記代表物体（Ｅ３）の位置から前記ポリゴンをなす少なくとも１つの頂点（Ｖｅ３）を決定することを特徴とする車両制御装置（１０）。
  8. 　請求項５－７のいずれか１項に記載の車両制御装置（１０）において、
    　前記統合物体形成部（８４）は、前記代表物体（Ｄ１、Ｄ５、Ｄ９、Ｅ１、Ｅ３、Ｅ４、Ｆ１、Ｆ３、Ｆ５）の位置を中心とする円（１２２）上であって、前記車両（１００）の位置に最も近い点を前記ポリゴンの頂点（Ｖｄ２－Ｖｄ４、Ｖｅ２－Ｖｅ４、Ｖｆ２－Ｖｆ４）として決定することを特徴とする車両制御装置（１０）。
  9. 　請求項８に記載の車両制御装置（１０）において、
    　前記統合物体形成部（８４）は、角度方向の最端側に対応する前記代表物体（Ｄ１、Ｄ９、Ｅ１、Ｅ４、Ｆ１、Ｆ５）の位置を中心とする円（１２２）上であって、最大角度又は最小角度に相当する位置にある１点ずつを前記ポリゴンの頂点（Ｖｄ１、Ｖｄ５、Ｖｅ１、Ｖｅ５、Ｖｆ１、Ｖｆ４）として決定することを特徴とする車両制御装置（１０）。
  10. 　請求項９に記載の車両制御装置（１０）において、
    　前記統合物体形成部（８４）は、角度方向の最端側に対応する前記代表物体（Ｄ１）の位置を中心とする円（１２２）上に前記ポリゴンの頂点が複数存在する場合、隣接する頂点（Ｖｄ１、Ｖｄ２）の間を円弧状に補間して得た１つ以上の補間点を前記ポリゴンの頂点（Ｖｄ８、Ｖｄ９）として決定することを特徴とする車両制御装置（１０）。
  11. 　請求項４－１０のいずれか１項に記載の車両制御装置（１０）において、
    　前記統合物体形成部（８４）は、前記統合物体（Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３）を構成するすべての物体の位置よりも奥側にある少なくとも１点を前記ポリゴンの頂点（Ｖｄ６、Ｖｄ７、Ｖｅ６、Ｖｅ７、Ｖｆ５、Ｖｆ６）として決定することを特徴とする車両制御装置（１０）。
  12. 　請求項１１に記載の車両制御装置（１０）において、
    　前記統合物体形成部（８４）は、角度方向の最端側に対応する前記代表物体（Ｄ１、Ｄ９、Ｅ１、Ｅ４、Ｆ１、Ｆ５）の位置と前記車両（１００）の位置（１０６）の２点を結ぶ直線（１３１－１３４、１５４、１５６）上であって、前記代表物体（Ｄ１、Ｄ９、Ｅ１、Ｅ４、Ｆ１、Ｆ５）の位置から所定の長さだけ奥側にある１点を前記ポリゴンの頂点（Ｖｄ６、Ｖｄ７、Ｖｅ６、Ｖｅ７、Ｖｆ６）として決定することを特徴とする車両制御装置（１０）。
  13. 　請求項１２に記載の車両制御装置（１０）において、
    　前記統合物体形成部（８４）は、前記代表物体（Ｆ５）の位置から所定の長さだけ奥側にある１点（１５８）が、前記車両（１００）が走行しようとするレーン（１５０）の上に存在する場合、前記所定の長さを短縮することで、前記レーン（１５０）の上に存在しない別の１点を前記ポリゴンの頂点（Ｖｆ５）として決定することを特徴とする車両制御装置（１０）。
  14. 　請求項１－１３のいずれか１項に記載の車両制御装置（１０）において、
    　前記干渉性予測部（８８）は、前記統合物体（Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３）の境界線（１３６、１３８、１６０）のうち前記車両（１００）に面する部分（１４０、１４２）と前記車両（１００）の間の位置関係から、前記車両（１００）に対して接触又は接近する可能性を予測することを特徴とする車両制御装置（１０）。
  15. 　請求項１－１４のいずれか１項に記載の車両制御装置（１０）において、
    　前記干渉性予測部（８８）による予測結果に応じて前記車両（１００）の挙動を制御する車両制御部（６０）をさらに備えることを特徴とする車両制御装置（１０）。
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