(57)【要約】【課題】本発明は、より簡単な演算で追従走行制御できる走行制御装置および走行制御方法を提供する。【解決手段】本発明の走行制御装置ＣＴＳは、自車両に対する、前記自車両に先行する先行車両の方向を先行車両方向として測定する測定部の一例としてのレーダ装置１−１、撮像装置１−２および先行車両処理部２２と、前記測定部で測定された先行車両方向と前記自車両の走行方向との間に、新たな自車両の走行方向を求める走行方向処理部２３と、走行方向処理部２３で求められた新たな自車両の走行方向に沿いながら、前記先行車両に追従するように前記自車両の走行を制御する追従制御部２４とを備える。【選択図】図１
2020066290.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両に対する、前記自車両に先行する先行車両の方向を先行車両方向として測定する測定部と、
前記測定部で測定された先行車両方向と前記自車両の走行方向との間に、新たな自車両の走行方向を求める走行方向処理部と、
前記走行方向処理部で求められた新たな自車両の走行方向に沿いながら、前記先行車両に追従するように前記自車両の走行を制御する追従制御部とを備える、
走行制御装置。
【請求項２】
前記測定部は、さらに、前記自車両と前記先行車両との間の距離を測定することで、前記自車両の第１位置に対する、前記先行車両の第２位置を測定し、
前記走行方向処理部は、前記自車両の第１位置を原点とし、前記自車両の走行方向をＸ軸とし、前記自車両の車幅方向をＹ軸とするＸＹ直交座標系を設定した場合に、前記Ｙ軸上に中心点を持ち、かつ、前記自車両の第１位置および前記先行車両の第２位置それぞれを通る円における、前記自車両の第１位置から、前記自車両の走行方向側へ、前記先行車両の第２位置までの円弧上に第３位置を設定し、前記自車両の第１位置および前記設定した第３位置を結ぶ線分の、前記自車両の第１位置から前記第３位置へ向かう方向を、前記新たな自車両の走行方向とする、
請求項１に記載の走行制御装置。
【請求項３】
前記走行方向処理部は、前記円弧の曲率半径に基づいて前記第３位置を調整して前記円弧上に設定する、
請求項２に記載の走行制御装置。
【請求項４】
前記走行方向処理部は、前記円弧の曲率半径が所定の閾値より大きい場合には、前記第３位置を前記円弧の中央位置より前記先行車両の第２位置側に設定し、前記円弧の曲率半径が前記閾値と一致する場合には、前記第３位置を前記円弧の中央位置に設定し、前記円弧の曲率半径が前記閾値より小さい場合には、前記第３位置を前記円弧の中央位置より前記自車両の第１位置側に設定するように、前記円弧の曲率半径に基づいて前記第３位置を調整して前記円弧上に設定する、
請求項３に記載の走行制御装置。
【請求項５】
前記自車両の速度を測定する速度測定部をさらに備え、
前記走行方向処理部は、前記速度測定部で測定された自車両の速度に基づいて前記第３位置を調整して前記円弧上に設定する、
請求項２に記載の走行制御装置。
【請求項６】
前記走行方向処理部は、前記速度測定部で測定された自車両の速度が所定の第２閾値より大きい場合には、前記第３位置を前記円弧の中央位置より前記先行車両の第２位置側に設定し、前記速度測定部で測定された自車両の速度が前記第２閾値と一致する場合には、前記第３位置を前記円弧の中央位置に設定し、前記速度測定部で測定された自車両の速度が前記第２閾値より小さい場合には、前記第３位置を前記円弧の中央位置より前記自車両の第１位置側に設定するように、前記速度測定部で測定された自車両の速度に基づいて前記第３位置を調整して前記円弧上に設定する、
請求項５に記載の走行制御装置。
【請求項７】
自車両に対する、前記自車両に先行する先行車両の方向を先行車両方向として測定する測定工程と、
前記測定工程で測定された先行車両方向と前記自車両の走行方向との間に、新たな自車両の走行方向を求める走行方向処理工程と、
前記走行方向処理工程で求められた新たな自車両の走行方向に沿いながら、前記先行車両に追従するように前記自車両の走行を制御する追従制御工程とを備える、
走行制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自車両に先行する先行車両に追従するように前記自車両の走行を制御する走行制御装置および走行制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自車両に先行する先行車両との車間距離を適当な所定の距離に保ちながら前記先行車両に追従するように前記自車両の走行を制御する走行制御装置が知られており、例えば、特許文献１に開示されている。
【０００３】
この特許文献１に開示された車両の走行制御装置は、自車両の走行車線及び自車両前方の先行車両を認識して自車両が追従走行する対象となる目標経路を生成する車両の走行制御装置であって、前記目標経路を、前記走行車線に基づく経路として生成する車線経路生成部と、前記目標経路を、前記先行車両の走行軌跡に基づく経路として生成する先行車両経路生成部と、前記先行車両を認識している状況で前記走行車線を安定的に認識できない条件が成立する場合、前記目標経路を、前記走行車線に基づく経路の経路成分と前記先行車両の走行軌跡に基づく経路の経路成分とを所定の混合比率で混合した複合経路として生成する複合経路生成部とを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１８−２４３４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、適当な車間距離で先行車両に自車両を追従させる追従走行制御では、その制御中、先行車両に応じて自車両の走行経路を所与の時間間隔で繰り返し所与の演算処理装置で求める必要がある。このため、前記自車両の走行経路を演算する演算量（情報処理量）が多くなると、前記所与の時間間隔以内に前記走行経路が求められない虞がある。例えば、前記特許文献１に開示された走行制御装置のように、先行車両の走行軌跡に沿って自車両の走行経路が演算される場合に、前記演算量が多くなり、特に、道路がカーブしていると、前記演算量が多くなってしまう虞がある。
【０００６】
本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、より簡単な演算で追従走行制御できる走行制御装置および走行制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、種々検討した結果、上記目的は、以下の本発明により達成されることを見出した。すなわち、本発明の一態様にかかる走行制御装置は、自車両に対する、前記自車両に先行する先行車両の方向を先行車両方向として測定する測定部と、前記測定部で測定された先行車両方向と前記自車両の走行方向との間に、新たな自車両の走行方向を求める走行方向処理部と、前記走行方向処理部で求められた新たな自車両の走行方向に沿いながら、前記先行車両に追従するように前記自車両の走行を制御する追従制御部とを備える。好ましくは、上述の走行制御装置において、前記測定部は、対象物を検出し、前記検出した対象物の位置を測定するレーダ装置と、前記自車両の走行方向を撮像して画像を生成する撮像装置と、前記撮像装置で生成された画像から前記先行車両の画像領域に求め、前記レーダ装置で検出された対象物の中から、前記求めた画像領域に対応する対象物を選択し、前記選択した対象物の、前記レーダ装置で測定された位置を前記先行車両の第２位置とする処理部とを備える。
【０００８】
このような走行制御装置は、先行車両方向と自車両の走行方向との間に、新たな自車両の走行方向を求めるという演算処理で先行車両に対する追従走行制御の走行方向を設定できるので、より簡単な演算で追従走行制御できる。
【０００９】
他の一態様では、上述の走行制御装置において、前記測定部は、さらに、前記自車両と前記先行車両との間の距離を測定することで、前記自車両の第１位置に対する、前記先行車両の第２位置を測定し、前記走行方向処理部は、前記自車両の第１位置を原点とし、前記自車両の走行方向をＸ軸とし、前記自車両の車幅方向をＹ軸とするＸＹ直交座標系を設定した場合に、前記Ｙ軸上に中心点を持ち、かつ、前記自車両の第１位置および前記先行車両の第２位置それぞれを通る円における、前記自車両の第１位置から、前記自車両の走行方向側へ、前記先行車両の第２位置までの円弧上に第３位置を設定し、前記自車両の第１位置および前記設定した第３位置を結ぶ線分の、前記自車両の第１位置から前記第３位置へ向かう方向を、前記新たな自車両の走行方向とする。
【００１０】
自車両の第１位置および先行車両の第２位置それぞれを通る円における前記円弧は、前記先行車両の走行軌跡を反映した形状となると推察できる。したがって、上記走行制御装置は、前記自車両の第１位置および前記円弧上の第３位置を結ぶ前記線分の前記方向を、前記新たな自車両の走行方向とするので、前記先行車両の走行軌跡を考慮して前記新たな自車両の走行方向を決定できる。特に、先行車両が車線のカーブに応じて走行した場合には、上記走行制御装置は、前記車線のカーブを考慮して前記新たな自車両の走行方向を決定できる。そして、前記第３位置を自車両の目標位置に設定することもでき、これによって、上記走行制御装置は、前記自車両の第１位置と前記第３位置（前記自車両の目標位置）とを結ぶ線分を走行経路として設定できる。
【００１１】
他の一態様では、上述の走行制御装置において、前記走行方向処理部は、前記円弧の曲率半径に基づいて前記第３位置を調整して前記円弧上に設定する。
【００１２】
このような走行制御装置は、前記円弧の曲率半径に基づいて前記第３位置を調整するので、前記車線のカーブに沿うように前記新たな自車両の走行方向を決定できる。
【００１３】
他の一態様では、上述の走行制御装置において、前記走行方向処理部は、前記円弧の曲率半径が所定の閾値より大きい場合には、前記第３位置を前記円弧の中央位置より前記先行車両の第２位置側に設定し、前記円弧の曲率半径が前記閾値と一致する場合には、前記第３位置を前記円弧の中央位置に設定し、前記円弧の曲率半径が前記閾値より小さい場合には、前記第３位置を前記円弧の中央位置より前記自車両の第１位置側に設定するように、前記円弧の曲率半径に基づいて前記第３位置を調整して前記円弧上に設定する。
【００１４】
このような走行制御装置は、上記のように前記円弧の曲率半径に基づいて前記第３位置を調整するので、前記車線のカーブにより沿うように前記新たな自車両の走行方向を決定できる。
【００１５】
他の一態様では、上述の走行制御装置において、前記自車両の速度を測定する速度測定部をさらに備え、前記走行方向処理部は、前記速度測定部で測定された自車両の速度に基づいて前記第３位置を調整して前記円弧上に設定する。
【００１６】
このような走行制御装置は、前記自車両の速度に基づいて前記第３位置を調整するので、先行車両が操舵して走行方向を変えた場合に、外に膨らんだり、内側に寄ったり等を低減できる。
【００１７】
他の一態様では、上述の走行制御装置において、前記走行方向処理部は、前記速度測定部で測定された自車両の速度が所定の第２閾値より大きい場合には、前記第３位置を前記円弧の中央位置より前記先行車両の第２位置側に設定し、前記速度測定部で測定された自車両の速度が前記第２閾値と一致する場合には、前記第３位置を前記円弧の中央位置に設定し、前記速度測定部で測定された自車両の速度が前記第２閾値より小さい場合には、前記第３位置を前記円弧の中央位置より前記自車両の第１位置側に設定するように、前記速度測定部で測定された自車両の速度に基づいて前記第３位置を調整して前記円弧上に設定する。
【００１８】
このような走行制御装置は、先行車両が操舵して走行方向を変えた場合に、自車両の速度が第２閾値より大きい場合には、第３位置を前記円弧の中央位置より先行車両の第２位置側に設定するので、外に膨らむことを抑制でき、前記自車両の速度が前記第２閾値より小さい場合には、前記第３位置を前記円弧の中央位置より前記自車両の第１位置側に設定するので、内側に寄ることを抑制できる。
【００１９】
本発明の他の一態様にかかる走行制御方法は、自車両に対する、前記自車両に先行する先行車両の方向を先行車両方向として測定する測定工程と、前記測定工程で測定された先行車両方向と前記自車両の走行方向との間に、新たな自車両の走行方向を求める走行方向処理工程と、前記走行方向処理工程で求められた新たな自車両の走行方向に沿いながら、前記先行車両に追従するように前記自車両の走行を制御する追従制御工程とを備える。
【００２０】
このような走行制御方法は、先行車両方向と自車両の走行方向との間に、新たな自車両の走行方向を求めるという演算処理で先行車両に対する追従走行制御の走行方向を設定できるので、より簡単な演算で追従走行制御できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明にかかる走行制御装置および走行制御方法は、より簡単な演算で追従走行制御できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施形態における走行制御装置の構成を説明するための図である。
【図２】追従走行制御のために求められる、自車両の第１位置と先行車両の第２位置とを通る円を説明するための図である。
【図３】図２に示す円における円弧上に設定される第３位置を説明するための図である。
【図４】図３に示す円弧上に設定された第３位置に基づく走行方向および走行経路を説明するための図である。
【図５】前記走行制御装置おける追従走行制御にかかる動作を示すフローチャートである。
【図６】前記走行制御装置の一効果を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して、本発明の１または複数の実施形態が説明される。しかしながら、発明の範囲は、開示された実施形態に限定されない。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。本明細書において、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。
【００２４】
図１は、実施形態における走行制御装置の構成を説明するための図である。図１Ａは、走行制御装置の構成を示すブロック図であり、図１Ｂは、レーダ装置および撮像装置の配置位置を説明するための図である。図２は、追従走行制御のために求められる、自車両の第１位置と先行車両の第２位置とを通る円を説明するための図である。図２Ａは、ＸＹ直交座標系および前記円を説明するための図であり、図２Ｂは、前記円の半径を求め方を説明するための図である。図３は、図２に示す円における円弧上に設定される第３位置を説明するための図である。図４は、図３に示す円弧上に設定された第３位置に基づく走行方向および走行経路を説明するための図である。
【００２５】
実施形態における走行制御装置は、自車両に先行する先行車両との車間距離を適宜な所定の距離に保ちながら前記先行車両に追従するように前記自車両を制御する装置であり、自車両に対する、前記自車両に先行する先行車両の方向を先行車両方向として測定する測定部と、前記測定部で測定された先行車両方向と前記自車両の走行方向との間に、新たな自車両の走行方向を求める走行方向処理部と、前記走行方向処理部で求められた新たな自車両の走行方向に沿いながら、前記先行車両に追従するように前記自車両の走行を制御する追従制御部とを備える。以下、より具体的に説明する。
【００２６】
実施形態における走行制御装置ＣＴＳは、例えば、図１Ａに示すように、レーダ装置１−１と、撮像装置１−２と、制御処理部２と、記憶部３と、動力部４と、制動部５と、操舵部６とを備える。
【００２７】
レーダ装置１−１は、制御処理部２に接続され、制御処理部２の制御に従って、所定の送信波を送信し、対象物で反射した送信波の反射波を受信することにより、前記対象物を検出し、前記対象物の方向と前記対象物までの距離を測定することにより、前記対象物の位置を測定する装置である。そして、本実施形態では、先行車両の検出や追従走行制御のために、レーダ装置１−１は、送信波に対する反射波のドップラーシフトに基づき、自車両ＶＣｓに対する前記対象物の相対速度も求めている。レーダ装置１−１は、例えば、本実施形態では、図１Ｂに示すように、車両ＶＣ（以下、説明の都合上、先行車両ＶＣｐと区別するために、「自車両ＶＣｓ」と呼称する）の前端部に設けられ、自車両の前方を所定の第１対象範囲（レンジ）Ｒ１で対象物を測定する。一例では、例えば、レーダ装置１−１は、ミリ波帯の送信波を第１対象範囲Ｒ１で走査しながら送信する送信部と、前記送信波が対象物で反射した反射波を受信する受信部と、前記送信波と前記反射波とに基づいて前記対象物の方向と前記対象物までの距離とを求めることで、前記対象物の位置を求める信号処理部とを備える。前記信号処理部は、第１対象範囲Ｒ１の走査における前記送信波の送信方向から前記対象物の方向を求め、前記送信波の送信タイミングと前記反射波の受信タイミングとの時間差に基づいて、前記対象物までの距離を求める（ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ−Ｏｆ−Ｆｌｉｇｈｔ）方式）。なお、レーダ装置１−１は、このような構成に限らず、適宜な種類のレーダ装置であって良い。例えば、レーダ装置１−１は、ミリ波帯ではなく、レーザ光を利用したレーザレーダ装置であって良く、また、レーダ装置１−１は、複数の受信アンテナを備え、前記複数の受信アンテナが受信した反射波の位相差から前記対象物の方向を求める装置であっても良い。
【００２８】
レーダ装置１−１は、このように測定した対象物における位置（方向、距離）および相対速度を制御処理部２へ出力する。なお、レーダ装置１−１は、複数の対象物を検出した場合には、前記複数の対象物それぞれの各位置（各方向、各距離）および各相対速度を制御処理部２へ出力する。
【００２９】
撮像装置１−２は、制御処理部２に接続され、制御処理部２の制御に従って画像を生成する装置である。撮像装置１−２は、路面を含むように、自車両ＶＣｓの前方（走行方向）を撮像するように、自車両ＶＣｓに搭載される。例えば、本実施形態では、図１Ｂに示すように、撮像装置１−２は、自車両ＶＣｓ内において、フロントガラス近傍の天井面（ルーフ内側面）に、路面を含むように、自車両ＶＣｓの前方（走行方向）を所定の第２対象範囲（画角）Ｒ２で撮像するように、その撮影方向（光軸方向）を斜め下方に向けて配設される。一例では、例えば、撮像装置１−２は、被写体（対象物）の光学像を所定の結像面上に結像する結像光学系、前記結像面に受光面を一致させて配置され、前記被写体の光学像を電気的な信号に変換するエリアイメージセンサ、および、エリアイメージセンサの出力を画像処理することで前記被写体の画像を表すデータである画像データを生成する画像処理部等を備えるデジタルカメラである。撮像装置１−２は、この生成した画像を制御処理部２へ出力する。
【００３０】
動力部４は、制御処理部２に接続され、制御処理部２の制御に従って自車両ＶＣｓを駆動（移動）する動力を生成する装置である。動力部４が生成した動力は、動力を伝達する動力伝達機構を介して駆動輪に伝達され、駆動輪を回転させる。動力部４は、例えば、エンジン、モータおよびこれらのハイブリッド装置等の原動機およびその付属機器を備えて構成される。
【００３１】
制動部５は、制御処理部２に接続され、制御処理部２の制御に従って自車両ＶＣｓに制動力を与え、自車両ＶＣｓを減速する装置である。制動部５は、自車両ＶＣｓを減速した結果、停止させることもでき、自車両ＶＣｓの停止中に制動力を与え続けた結果、自車両ＶＣｓの停止を維持することもできる。制動部５は、例えば、ディスクブレーキおよび回生ブレーキ等のブレーキ装置およびその付属機器を備えて構成される。
【００３２】
操舵部６は、制御処理部２に接続され、制御処理部２の制御に従って自車両ＶＣｓの操舵を行う装置である。操舵部６は、自車両ＶＣｓの操舵輪の方向を変えるステアリング装置およびその付属機器を備えて構成される。
【００３３】
動力部４および制動部５それぞれを制御することで、自車両ＶＣｓの加速度が調整され、自車両ＶＣｓの速度（車速）が調整される。操舵部６を制御することで、自車両ＶＣｓの走行方向が調整される。
【００３４】
記憶部３は、制御処理部２に接続され、制御処理部２の制御に従って各種の所定のプログラムおよび各種の所定のデータを記憶する回路である。前記各種の所定のプログラムには、例えば、走行制御装置ＣＴＳの各部１−１、１−２、３〜６を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御する制御プログラムや、レーダ装置１−１で検出され測定された対象物の位置（方向、距離）および撮像装置１−２で生成された画像に基づいて先行車両ＶＣｐの方向を求める先行車両処理プログラムや、先行車両ＶＣｐの方向（先行車両方向）と自車両ＶＣｓの走行方向との間に、新たな自車両ＣＶｓの走行方向を求める走行方向処理プログラムや、前記走行方向処理プログラムで求められた新たな自車両ＶＣｓの走行方向に沿いながら、先行車両ＶＣｐに追従するように自車両ＶＣｓの走行を制御する追従制御プログラム等の制御処理プログラムが含まれる。前記各種の所定のデータには、後述のように円弧上に第３位置を設定するための規則（後述では定数α）等の、各プログラムを実行する上で必要なデータ等が含まれる。記憶部３は、例えば不揮発性の記憶素子であるＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）や書き換え可能な不揮発性の記憶素子であるＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等を備える。そして、記憶部３は、前記所定のプログラムの実行中に生じるデータ等を記憶するいわゆる制御処理部２のワーキングメモリとなるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等を含む。
【００３５】
制御処理部２は、走行制御装置ＣＴＳの各部１−１、１−２、３〜６を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御し、自車両ＶＣｓに先行する先行車両ＶＣｐに追従するように自車両ＶＣｓの走行を制御するための回路である。制御処理部２は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）およびその周辺回路を備えて構成される。制御処理部２は、前記制御処理プログラムが実行されることによって、制御部２１、先行車両処理部２２、走行方向処理部２３および追従制御部２４を機能的に備える。
【００３６】
制御部２１は、走行制御装置ＣＴＳの各部１−１、１−２、３〜６を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御し、走行制御装置ＣＴＳの全体制御を司るものである。
【００３７】
先行車両処理部２２は、レーダ装置１−１で検出され測定された対象物の位置（方向、距離）および撮像装置１−２で生成された画像に基づいて先行車両ＶＣｐの方向を求めるものである。より具体的には、本実施形態では、先行車両処理部２２は、レーダ装置１−１で検出され測定された対象物の位置（方向、距離）および撮像装置１−２で生成された画像に基づいて先行車両ＶＣｐの第２位置を求める。まず、先行車両処理部２２は、レーダ装置１−１で検出された対象物の中から、自車両ＶＣｓに対し相対速度を持つ対象物を選択する。次に、先行車両処理部２２は、撮像装置１−２で生成された画像において、前記選択した対象物の位置に対応する所定のサイズの画像領域に車両が写り込んでいるか否かを判定する。例えば、先行車両処理部２２は、車両に関わる所定の特徴量が前記画像領域から抽出されるか否かを判定することによって、前記画像領域に車両が写り込んでいるか否かを判定する。より詳しくは、例えば、前記画像領域からエッジフィルタによってエッジが抽出され、前記抽出されたエッジから直線のハフ変換によって直線が抽出され、前記抽出された直線によって形成される矩形が前記特徴量として抽出されるか否かが判定される。また例えば、車両を表すテンプレートが予め用意され、先行車両処理部２２は、前記画像領域に対しテンプレートマッチングを実行して車両が抽出されるか否かによって、前記画像領域に車両が写り込んでいるか否かを判定する。また例えば、車両を抽出するように機械学習（例えば深層学習等）された機械学習モデル（例えば畳み込みニューラルネットワークモデル（ＣＮＮモデル）等）が予め用意され、先行車両処理部２２は、前記画像領域から前記機械学習モデルによって車両が抽出されるか否かによって、前記画像領域に車両が写り込んでいるか否かを判定する。そして、先行車両処理部２２は、前記判定の結果、前記画像領域に車両が写り込んでいる場合に、前記選択した対象物を先行車両ＶＣｐとし、前記選択した対象物の、レーダ装置１−１で測定された位置（対象物の方向および距離）を先行車両ＶＣｐの第２位置とする。
【００３８】
このように、先行車両処理部２２は、レーダ装置１−１の測定結果と撮像装置１−２の生成画像に基づいて先行車両ＶＣｐの方向、本実施形態では、位置を求めているので、レーダ装置１−１の第１対象範囲Ｒ１が少なくとも水平方向で撮像装置１−２の第２対象範囲Ｒ２に包含されていることが好ましい（水平方向において、Ｒ１≦Ｒ２）。
【００３９】
走行方向処理部２３は、先行車両ＶＣｐの方向（先行車両方向）と自車両ＶＣｓの走行方向との間に、新たな自車両ＣＶｓの走行方向を求めるものである。なお、先行車両ＶＣｐの方向は、先行車両ＶＣｐにおける車両前後方向の中心軸を通過する線に沿う向きであるとは、限らない。例えば、先行車両ＶＣｐの方向は、自車両ＶＣｓから見た先行車両ＶＣｐの向きや、レーダ装置１−１で検出した検出点から先行車両ＶＣｐの移動方向を推定した向き等である。
【００４０】
より具体的には、本実施形態では、まず、走行方向処理部２３は、図２Ａに示すように、自車両ＶＣｓの第１位置Ｐｓを原点（０、０）とし、自車両ＶＣｓの走行方向をＸ軸とし、自車両ＶＣｓの車幅方向をＹ軸とするＸＹ直交座標系を設定し、Ｙ軸上に中心点Ｐｃを持ち、かつ、自車両ＶＣｓの第１位置Ｐｓおよび先行車両ＶＣｐの第２位置Ｐｐそれぞれを通る円（補助円）ＣＲを求める。より詳しくは、図２Ｂに示すように、先行車両ＶＣｐの第２位置Ｐｐの座標値を（ｘ、ｙ）とし、補助円ＣＲの半径をＲとし、座標値（０、ｙ）の点をＰａとし、第１位置（原点）Ｐｓでは無い補助円ＣＲとＹ軸との交点をＰｂとすると、辺ＰｐＰｂを共通に持つ直角三角形ＰｓＰｐＰｂと直角三角形ＰａＰｐＰｂとから、補助円ＣＲの半径Ｒは、（ｘ２＋ｙ２）／（２ｙ）と求まり、補助円ＣＲは、中心点Ｐｃ（０、Ｒ）、半径Ｒ＝（ｘ２＋ｙ２）／（２ｙ）の円となる。次に、走行方向処理部２３は、図３に示すように、補助円ＣＲにおける、自車両ＶＣｓの第１位置Ｐｓから、自車両ＶＣｓの走行方向側へ、先行車両ＶＣｐの第２位置Ｐｐまでの円弧ＡＲ上に第３位置Ｐｔを設定する。前記円弧ＡＲは、図３から見て取れるように、先行車両ＶＣｐの走行軌跡を反映した形状となると推察できる。第３位置Ｐｔは、予め適宜に規定された規則（ルール）に従って設定される。一例では、第３位置Ｐｔの座標値を（ｘ’、ｙ’）とした場合、第３位置ＰｔのＸ座標値ｘ’は、先行車両ＶＣｐの第２位置ＰｐにおけるＸ座標値ｘの定数α倍に設定され（ｘ’＝α・ｘ、０＜α＜１）、第３位置ＰｔのＹ座標値ｙ’は、補助円ＣＲを表す式にｘ’＝α・ｘを代入することによって求められる。定数αは、例えば、０．３、０．５、０．７等で適宜に設定される。図３には、定数αが０．５である場合の第３位置Ｐｔ（ｘ’、ｙ’）が図示されている。そして、走行方向処理部２３は、図４に示すように、自車両ＶＣｓの第１位置Ｐｓおよび前記設定した第３位置Ｐｔを結ぶ線分ＰｓＰｔの、自車両ＶＣｓの第１位置Ｐｓから第３位置Ｐｔへ向かう方向ＤＲｓを、新たな自車両の走行方向とする。
【００４１】
すなわち、走行方向処理部２３は、前記自車両ＶＣｓの第１位置Ｐｓを原点とし、前記自車両ＶＣｓの走行方向をＸ軸とし、前記自車両ＶＣｓの車幅方向をＹ軸とするＸＹ直交座標系を設定した場合に、前記Ｙ軸上に中心点Ｐｃを持ち、かつ、前記自車両ＶＣｓの第１位置Ｐｓおよび前記先行車両ＶＣｐの第２位置Ｐｐそれぞれを通る円（補助円）ＣＲにおける、前記自車両ＶＣｓの第１位置Ｐｓから、前記自車両ＶＣｓの走行方向側（Ｘ軸の正側）へ、前記先行車両ＶＣｐの第２位置Ｐｐまでの円弧ＡＲ上に第３位置Ｐｔを設定し、前記自車両ＶＣｓの第１位置Ｐｓおよび前記設定した第３位置Ｐｔを結ぶ線分ＰｓＰｔの、前記自車両ＶＣｓの第１位置Ｐｓから前記第３位置Ｐｔへ向かう方向ＤＲｓを、前記新たな自車両の走行方向とする。
【００４２】
追従制御部２４は、走行方向処理部２３で求められた新たな自車両の走行方向に沿いながら、先行車両ＶＣｐに追従するように自車両ＶＣｓの走行を制御するものである。より具体的には、例えば、本実施形態では、追従制御部２４は、走行方向処理部２３で求められた第３位置Ｐｔを目標位置とし、自車両ＶＣｓの第１位置Ｐｓと第３位置Ｐｔとを結ぶ線分ＰｓＰｔを走行経路に設定し、繰り返し実行される追従走行制御の制御サイクルにおける１回の制御サイクルでの操舵角変更量と車速変更量（加速度変更量）とを、自車両ＶＣｓと先行車両ＶＣｐとの相対速度およびこれらの車間距離、ならびに、自車両ＶＣｓの第１位置Ｐｓと第３位置Ｐｔとの間の距離（目標距離）に基づいて求め、この求めた操舵角変更量となるように操舵部６を制御し、前記求めた車速変更量（加速度変更量）となるように動力部４および制動部５の少なくとも一方を制御する。これら操舵角変更量および車速変更量（加速度変更量）それぞれは、例えば、これらと、前記相対速度、前記車間距離および前記目標距離と関係を表す関係式やルックアップテーブルを予め作成して記憶部３に記憶しておき、前記関係式や前記ルックアップテーブルを用いて求められる。
【００４３】
このような構成の走行制御装置ＣＴＳでは、レーダ装置１−１、撮像装置１−２および制御処理部２の先行車両処理部２２は、自車両に対する、前記自車両に先行する先行車両の方向を先行車両方向として測定する測定部の一例に相当し、さらには、前記自車両と前記先行車両との間の距離を測定することで、前記自車両の第１位置に対する、前記先行車両の第２位置を測定する測定部の一例に相当する。
【００４４】
次に、本実施形態の動作について説明する。図５は、前記走行制御装置おける追従走行制御にかかる動作を示すフローチャートである。図６は、前記走行制御装置の一効果を説明するための図である。
【００４５】
このような走行制御装置ＣＴＳは、自車両ＶＣｓが稼働を始め、図略の追従走行制御をオンオフするスイッチがオンされると、必要な各部の初期化を実行し、その稼働を始める。その制御処理プログラムの実行によって、制御処理部２には、制御部２１、先行車両処理部２２、走行方向処理部２３および追従制御部２４が機能的に構成される。そして、制御処理部２は、所定の時間間隔で繰り返し実行される追従走行制御の制御サイクルにおける１回の制御サイクルおいて、次のように動作することで、自車両ＶＣｓに先行する先行車両ＶＣｐに追従するように自車両ＶＣｓの走行を制御している。
【００４６】
図５において、まず、制御処理部２は、先行車両ＶＣｐを抽出し、その第２位置Ｐｐを測定する（Ｓ１）。より具体的には、制御処理部２は、レーダ装置１−１から対象物の位置（方向、距離）を取得し、撮像装置１−２から画像を取得し、先行車両処理部２２によってこれらから上述のように処理することで、先行車両ＶＣｐの第２位置Ｐｐを求める。この際に、制御処理部２は、レーダ装置１−１で測定した対象物との相対速度を、先行車両ＶＣｐとの相対速度とする。
【００４７】
次に、制御処理部２は、走行方向処理部２３によって、自車両ＶＣｓの走行方向（Ｘ軸）と先行車両ＶＣｐとの車幅方向（Ｙ軸方向）での間の距離であるオフセット（先行車両ＶＣｐのＹ座標値ｙ）が予め設定された所定のオフセット閾値（ＯＳ閾値）以下であるか否かを判定する（Ｓ２）。車幅方向にける自車両ＶＣｓと先行車両ＶＣｐとの間の距離（オフセット）が小さいと、追従走行制御を仕様に応じた精度で実施できる補助円ＣＲが形成できないので、本実施形態では、この処理Ｓ２が実行される。前記ＯＳ閾値は、この観点から、例えば１０ｃｍ、２０ｃｍ、３０ｃｍ等で適宜に予め設定される。この判定の結果、オフセットｙがＯＳ閾値以下である場合（Ｙｅｓ）には、制御処理部２は、今回の制御サイクルを終了し、一方、オフセットｙがＯＳ閾値以下ではない場合（オフセットｙがＯＳ閾値を超えている場合、Ｎｏ）には、制御処理部２は、次に、処理Ｓ３を実行する。
【００４８】
この処理Ｓ３では、制御処理部２は、走行方向処理部２３によって、自車両ＶＣｓの第１位置Ｐｓと先行車両ＶＣｐの第２位置Ｐｐとに基づき、図２を用いて上述したように、補助円ＣＲを求める。
【００４９】
この処理Ｓ３に続いて、制御処理部２は、走行方向処理部２３によって、図３を用いて上述したように、処理Ｓ３で求めた補助円ＣＲの円弧ＡＲ上に、第３位置Ｐｔを設定する（Ｓ４）。
【００５０】
この処理Ｓ３に続いて、制御処理部２は、この処理Ｓ４で設定した第３位置Ｐｔに基づき追従走行制御を行い（Ｓ５）、今回の制御サイクルを終了する。より具体的には、制御処理部２は、まず、走行方向処理部２３によって、図４を用いて上述したように、線分ＰｓＰｔの、第１位置Ｐｓから第３位置Ｐｔへ向かう方向ＤＲｓを、新たな自車両の走行方向とし、そして、追従制御部２４によって、前記新たな自車両の走行方向に沿いながら、先行車両ＶＣｐに追従するように自車両ＶＣｓの走行を制御する。この追従走行制御では、上述したように、追従制御部２４は、前記第３位置Ｐｔを目標位置とし、前記線分ＰｓＰｔを走行経路に設定し、この１回の制御サイクルでの操舵角変更量と車速変更量（加速度変更量）とを求め、この求めた操舵角変更量となるように操舵部６を制御し、前記求めた車速変更量（加速度変更量）となるように動力部４および制動部５の少なくとも一方を制御する。
【００５１】
このような制御が、追従走行制御がオフされるまで、繰り返し実行され、追従走行制御が行われる。
【００５２】
以上説明したように、実施形態における走行制御装置ＣＴＳおよびこれに実装された走行制御方法は、先行車両ＶＣｐの方向と自車両ＶＣｓの走行方向との間に、新たな自車両ＶＣｓの走行方向を求めるという演算処理で先行車両ＶＣｐに対する追従走行制御の走行方向を設定できるので、より簡単な演算で追従走行制御できる。
【００５３】
上述したように、自車両ＶＣｓの第１位置Ｐｓおよび先行車両ＶＣｐの第２位置Ｐｐそれぞれを通る補助円ＣＲにおける前記円弧ＡＲは、先行車両ＶＣｐの走行軌跡を反映した形状となると推察できる。したがって、上記走行制御装置ＣＴＳおよび走行制御方法は、自車両ＶＣｓの第１位置Ｐｓおよび円弧ＡＲ上の第３位置Ｐｔを結ぶ線分ＰｓＰｔの、第１位置Ｐｓから第３位置Ｐｔへ向かう方向を、前記新たな自車両ＶＣｓの走行方向とするので、図６に示すように、先行車両ＶＣｐの走行軌跡を考慮して前記新たな自車両ＶＣｓの走行方向を決定できる。特に、先行車両ＶＣｐが車線のカーブに応じて走行した場合には、上記走行制御装置ＣＴＳおよび走行制御方法は、前記車線のカーブを考慮して前記新たな自車両ＶＣｓの走行方向を決定できる。そして、前記車線がカーブしている場合には、図６に示すように、自車両ＶＣｓの第１位置Ｐｓと先行車両ＶＣｐとを結ぶ線分ＰｓＰｐが走行経路に設定されてしまうと、前記車線の曲率半径によっては、自車両ＶＣｓが車線を逸脱してしまう虞があるが、本実施形態では、上記走行制御装置ＣＴＳおよび走行制御方法は、第３位置Ｐｔを自車両の目標位置に設定し、自車両ＶＣｓの第１位置Ｐｓと前記第３位置（前記自車両ＶＣｓの目標位置）Ｐｔとを結ぶ線分ＰｓＰｔを走行経路として設定できるので、自車両ＶＣｓの車線の逸脱を低減できる。
【００５４】
なお、上述の実施形態では、前記円弧上に設定される第３位置Ｐｔは、予め適宜に設定された規則によって設定されたが、これに限定されず、調整されて前記円弧ＡＲ上に設定されても良い。
【００５５】
例えば、走行方向処理部２３は、前記円弧ＡＲの曲率半径に基づいて前記第３位置Ｐｔを調整して前記円弧ＡＲ上に設定しても良い。このような走行方向処理部２３を持つ走行制御装置ＣＴＳは、前記円弧ＡＲの曲率半径に基づいて前記第３位置Ｐｔを調整するので、前記車線のカーブに沿うように前記新たな自車両ＶＣｓの走行方向を決定できる。より具体的には、例えば、走行方向処理部２３は、前記円弧ＡＲの曲率半径が所定の閾値（第１閾値）Ｔｈ１より大きい場合には、前記第３位置Ｐｔを前記円弧ＡＲの中央位置より前記先行車両ＶＣｐの第２位置側に設定し、前記円弧ＡＲの曲率半径が前記閾値Ｔｈ１と一致する場合には、前記第３位置Ｐｔを前記円弧ＡＲの中央位置に設定し、前記円弧ＡＲの曲率半径が前記閾値Ｔｈ１より小さい場合には、前記第３位置Ｐｔを前記円弧ＡＲの中央位置より前記自車両ＶＣｓの第１位置側に設定するように、前記円弧ＡＲの曲率半径に基づいて前記第３位置Ｐｔを調整して前記円弧ＡＲ上に設定する。また例えば、走行方向処理部２３は、前記円弧ＡＲの曲率半径が所定の閾値Ｔｈ１以上である場合には、前記第３位置Ｐｔを前記円弧ＡＲの中央位置より前記先行車両ＶＣｐの第２位置側に設定し、前記円弧ＡＲの曲率半径が前記閾値未満である場合には、前記第３位置Ｐｔを前記円弧ＡＲの中央位置より前記自車両ＶＣｓの第１位置側に設定するように、前記円弧ＡＲの曲率半径に基づいて前記第３位置Ｐｔを調整して前記円弧ＡＲ上に設定する。このような走行方向処理部２３を持つ走行制御装置ＣＴＳは、上述の各ケースのように前記円弧ＡＲの曲率半径に基づいて前記第３位置Ｐｔを調整するので、前記車線のカーブにより沿うように前記新たな自車両ＶＣｓの走行方向を決定できる。
【００５６】
なお、この場合において、前記円弧ＡＲの曲率半径の代わりに、自車両ＶＣｓが走行する車線の曲率半径が用いられても良い。例えば、撮像装置１−２の画像から、公知の常套手段によって、１対の車線境界線（レーンマーカ）が抽出され、この抽出された１対の車線境界線によって特定される車線の曲率半径（例えば自車両から先行車両までの車線の平均曲率半径等）が求められる。
【００５７】
また例えば、走行制御装置ＣＴＳは、図１に破線で示すように、前記自車両ＶＣｓの速度を測定する速度測定部７をさらに備える。速度測定部７は、制御処理部２に接続され、制御処理部２の制御に従い自車両ＶＣｓの速度（車速）を測定し、この測定した自車両ＶＣｓの速度を制御処理部２へ出力する。走行方向処理部２３は、速度測定部７で測定された自車両ＶＣｓの速度に基づいて前記第３位置Ｐｔを調整して前記円弧ＡＲ上に設定しても良い。このような走行方向処理部２３を持つ走行制御装置ＣＴＳは、前記自車両ＶＣｓの速度に基づいて前記第３位置Ｐｔを調整するので、先行車両ＶＣｐが操舵して走行方向を変えた場合に、外に膨らんだり、内側に寄ったり等を低減できる。より具体的には、例えば、走行方向処理部２３は、前記速度測定部７で測定された自車両ＶＣｓの速度が所定の第２閾値Ｔｈ２より大きい場合には、前記第３位置Ｐｔを前記円弧ＡＲの中央位置より前記先行車両ＶＣｐの第２位置側に設定し、前記速度測定部７で測定された自車両ＶＣｓの速度が前記第２閾値Ｔｈ２と一致する場合には、前記第３位置Ｐｔを前記円弧ＡＲの中央位置に設定し、前記速度測定部７で測定された自車両ＶＣｓの速度が前記第２閾値Ｔｈ２より小さい場合には、前記第３位置Ｐｔを前記円弧ＡＲの中央位置より前記自車両ＶＣｓの第１位置側に設定するように、前記速度測定部７で測定された自車両ＶＣｓの速度に基づいて前記第３位置Ｐｔを調整して前記円弧ＡＲ上に設定する。また例えば、走行方向処理部２３は、速度測定部７で測定された自車両ＶＣｓの速度が所定の第２閾値Ｔｈ２以上である場合には、前記第３位置Ｐｔを前記円弧ＡＲの中央位置より前記先行車両ＶＣｐの第２位置側に設定し、速度測定部７で測定された自車両ＶＣｓの速度が前記第２閾値Ｔｈ２未満である場合には、前記第３位置Ｐｔを前記円弧ＡＲの中央位置より前記自車両ＶＣｓの第１位置側に設定するように、速度測定部７で測定された自車両ＶＣｓの速度に基づいて前記第３位置Ｐｔを調整して前記円弧ＡＲ上に設定する。このような走行方向処理部２３を持つ走行制御装置ＣＴＳは、先行車両ＶＣｐが操舵して走行方向を変えた場合に、自車両ＶＣｓの速度が第２閾値Ｔｈ２より大きい場合や自車両ＶＣｓの速度が第２閾値Ｔｈ２以上である場合には、前記第３位置Ｐｔを前記円弧ＡＲの中央位置より先行車両ＶＣｐの第２位置側に設定するので、外に膨らむことを抑制でき、前記自車両ＶＣｓの速度が前記第２閾値Ｔｈ２より小さい場合や前記自車両ＶＣｓの速度が前記第２閾値Ｔｈ２未満である場合には、前記第３位置Ｐｔを前記円弧ＡＲの中央位置より前記自車両ＶＣｓの第１位置側に設定するので、内側に寄ることを抑制できる。
【００５８】
なお、上述の実施形態では、レーダ装置１−１の測定結果から移動体が出され、撮像装置１−２の画像から、この移動体が車両か否かを判定することで、先行車両ＶＣｐが検出され、先行車両ＢＣｐの位置が求められたが、先行車両処理部２２は、次のように、先行車両ＶＣｐの第２位置を求めても良い。まず、先行車両処理部２２は、撮像装置１−２で生成された画像から先行車両ＶＣｐの画像領域を求める。例えば、車両に関わる所定の特徴量が画像から抽出され、前記特徴量を持つ画像領域が先行車両ＶＣｐの画像領域として抽出される（例えば、前記画像からエッジフィルタによってエッジが抽出され、前記抽出されたエッジから直線のハフ変換によって直線が抽出され、前記抽出された直線によって形成される矩形が前記特徴量として抽出され、前記抽出された矩形領域が先行車両ＶＣｐの画像領域として抽出される）。また例えば、車両を表すテンプレートが予め用意され、前記画像からテンプレートマッチングによって前記テンプレートと相関する画像領域が先行車両ＶＣｐの画像領域として抽出される。また例えば、車両を抽出するように機械学習された機械学習モデルが予め用意され、前記画像から前記機械学習モデルによって先行車両ＶＣｐの画像領域が抽出される。次に、先行車両処理部２２は、レーダ装置１−１で検出された対象物の中から、前記求めた画像領域に対応する対象物を先行車両ＶＣｐとして選択する。そして、先行車両処理部２２は、この選択した対象物の、レーダ装置１−１で測定された位置（対象物の方向および距離）を先行車両ＶＣｐの第２位置とする。
【００５９】
また、上述の実施形態では、自車両に対する、前記自車両に先行する先行車両の方向を先行車両方向として測定する測定部は、上述のように、レーダ装置１−１、撮像装置１−２および先行車両処理部２２を備えて構成されたが、これに限らず、適宜に構成されて良い。
【００６０】
例えば、前記測定部は、レーダ装置を備え、このレーダ装置で測定されるドップラーシフトに基づいて自車両ＶＣｓの前方に存在する移動体を検出し、この検出した移動体を先行車両ＶＣｐとし、前記レーダ装置で測定された先行車両（移動体）ＶＣｐの方向ＤＲｐを制御処理部２へ出力しても良い。制御処理部２の走行方向処理部２３は、図４に示すように、前記レーダ装置から出力された先行車両ＶＣｐの方向ＤＲｐと現在における自車両ＶＣｓの走行方向（Ｘ軸方向）との間に、新たな自車両ＶＣｓの走行方向を求める。例えば、前記新たな自車両ＶＣｓの走行方向は、先行車両ＶＣｐの方向ＤＲｐと自車両ＶＣｓの走行方向（Ｘ軸方向）との成す角をθ０とした場合に、自車両ＶＣｓの走行方向（Ｘ軸方向）に対し、（２／３）×θ０、（１／２）×θ０、および、（１／３）×θ０等の方向に設定される（前記新たな自車両ＶＣｓの走行方向と現在の自車両ＶＣｓの走行方向（Ｘ軸方向）との成す角をθｓとした場合に、θｓ＝β・θ０、βは、２／３、１／２、１／３等の予め適宜に設定された定数（０＜β＜１））。
【００６１】
また例えば、前記測定部は、所定の基線長だけ離間して光軸が平行となるように配置される１対の撮像装置を備えるステレオカメラであっても良い。このようなステレオカメラは、前記１対の撮像装置のいずれかで生成された一方の画像から先行車両の画像領域を抽出し、この抽出した先行車両の画像領域をテンプレートとして、前記１対の撮像装置のうちの他方の画像からテンプレートマッチングによって、前記他方の画像から前記先行車両の画像領域を抽出することで視差を求め、いわゆる三角測量の原理によって前記求めた視差に基づいて前記先行車両の位置（方向および距離）を求める。
【００６２】
また、上述の実施形態において、演算負荷が比較的低い場合には、先行車両ＶＣｐの方向と自車両ＢＶＣｓの走行方向との間に、新たな自車両ＶＣｓの走行方向を求める追従走行制御に代え、先行車両の走行軌跡に沿って自車両の走行経路が演算される追従走行制御が実行されても良い。
【００６３】
本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。
【符号の説明】
【００６４】
ＣＴＳ  走行制御装置
ＶＣｓ  自車両
ＶＣｐ  先行車両
Ｐｓ  自車両ＶＣｓの第１位置
Ｐｐ  先行車両ＶＣｐの第２位置
Ｐｔ  第３位置
ＤＲｓ  新たな自車両ＶＣｓの走行方向
ＣＲ  補助円
ＡＲ  円弧
１−１  レーダ装置
１−２  撮像装置
２  制御処理部
３  記憶部
４  動力部
５  制動部
６  操舵部
７  速度測定部
２１  制御部
２２  先行車両処理部
２３  走行方向処理部
２４  追従制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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