(57)【要約】【課題】本発明は、リアルタイム性と精度を確保した移動軌跡を生成する移動軌跡生成装置を提供することを課題とする。【解決手段】移動体の移動軌跡を生成する移動軌跡生成装置１であって、移動体周辺の環境を認識する第１環境認識手段１１ｉ＋１と、第１環境認識手段１１ｉ＋１で認識した環境認識結果に基づいて移動軌跡を生成する移動軌跡生成手段１２ｉ＋１と、第１環境認識手段１１ｉ＋１よりも近距離領域の環境を高分解能で認識する第２環境認識手段１１ｉと、第２環境認識手段１１ｉで認識した環境認識結果に基づいて移動軌跡生成手段１２ｉ＋１で生成した移動軌跡を補正する移動軌跡補正手段１２ｉを備えることを特徴とする。【選択図】図１
2010205228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体の移動軌跡を生成する移動軌跡生成装置であって、
移動体周辺の環境を認識する第１環境認識手段と、
前記第１環境認識手段で認識した環境認識結果に基づいて移動軌跡を生成する移動軌跡生成手段と、
前記第１環境認識手段よりも近距離領域の環境を高分解能で認識する第２環境認識手段と、
前記第２環境認識手段で認識した環境認識結果に基づいて前記移動軌跡生成手段で生成した移動軌跡を補正する移動軌跡補正手段と
を備えることを特徴とする移動軌跡生成装置。
【請求項２】
前記移動軌跡補正手段は、前記第２環境認識手段で認識した障害物が前記移動軌跡生成手段で生成した移動軌跡と干渉する場合には当該干渉を回避するように移動軌跡を補正することを特徴とする請求項１に記載する移動軌跡生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動軌跡生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動軌跡生成装置では、自車両の周辺の外部環境（障害物など）を認識し、その認識した外部環境に基づいて最適な移動軌跡を生成する。例えば、特許文献１に記載の装置では、障害物の検出結果に基づいて道路上の各地点の危険度を設定し、危険度が最少となるリスク最少軌跡を算出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１５４９６７号公報
【特許文献２】特開２０００−１８１５３９号公報
【特許文献３】特開２００８−１２９８０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
移動軌跡を走行中の車両に利用する場合など、移動軌跡の生成には、リアルタイム性が要求される。しかし、一般道のような複雑な走行環境では、多数の障害物が存在し、障害物の中には移動するものも存在する。そのため、障害物の認識処理や障害物と干渉しない移動軌跡の生成処理には、膨大な処理量を必要とする。特に、移動軌跡の連続性を確保するために、認識空間を大きくすると、処理量が更に増大するとともに精度も低下する。逆に、リアルタイム性や精度を確保するために、認識空間を小さくすると、短い単位の移動軌跡しか生成できず、移動軌跡の連続性が保たれず、不自然な移動軌跡となる。
【０００５】
そこで、本発明は、リアルタイム性と精度を確保した移動軌跡を生成する移動軌跡生成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る移動軌跡生成装置は、移動体の移動軌跡を生成する移動軌跡生成装置であって、移動体周辺の環境を認識する第１環境認識手段と、第１環境認識手段で認識した環境認識結果に基づいて移動軌跡を生成する移動軌跡生成手段と、第１環境認識手段よりも近距離領域の環境を高分解能で認識する第２環境認識手段と、第２環境認識手段で認識した環境認識結果に基づいて移動軌跡生成手段で生成した移動軌跡を補正する移動軌跡補正手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
この移動軌跡生成装置では、移動体周辺の環境を認識するための手段（第１環境認識手段、第２環境認識手段）と移動軌跡を生成するための手段（移動軌跡生成手段、移動軌跡補正手段）がセットで構成され、認識処理や軌跡生成処理についての領域及び精度の異なる複数層のセットを備えている。まず、移動軌跡生成装置では、第１環境認識手段が第２環境認識手段よりも遠距離領域の環境を低分解能で認識し、移動軌跡生成手段がその認識した遠距離領域の環境認識結果に用いて遠距離領域の移動軌跡を生成する。上位層では、下位層と比較して、低精度であるが、下位層の移動軌跡のベースとなる遠距離領域までの移動軌跡が求められる。さらに、移動軌跡生成装置では、第２環境認識手段が第１環境認識手段よりも近距離領域の環境を高分解能で認識し、移動軌跡補正手段が移動軌跡生成手段で生成した移動軌跡をベースとしてその認識した近距離領域の環境認識結果を用いて近距離領域の移動軌跡を生成（補正）する。下位層では、上位層と比較して、近距離領域であるが、短時間（短サイクル）で高精度の移動軌跡が求められる。このように、移動軌跡生成装置では、領域と精度が異なる複数層の認識手段と軌跡生成（補正）手段によって階層化して移動軌跡を生成することにより、リアルタイム性（短サイクル）と精度を確保した移動軌跡を生成することができる。さらに、遠距離領域の移動軌跡をベースとして短距離領域の移動軌跡に補正しているので、連続的で自然な移動軌跡を生成することができる。
【０００８】
本発明の上記移動軌跡生成装置では、移動軌跡補正手段は、第２環境認識手段で認識した障害物が移動軌跡生成手段で生成した移動軌跡と干渉する場合には当該干渉を回避するように移動軌跡を補正すると好適である。
【０００９】
この移動軌跡生成装置の移動軌跡補正手段では、第２環境認識手段で高分解能で認識した障害物と移動軌跡生成手段で生成した移動軌跡とが干渉するか否かを判断し、干渉すると判断した場合にはその障害物を回避するような移動軌跡に補正する。このように、移動軌跡生成装置では、下位層の高精度な障害物情報に基づいて移動軌跡を補正することにより、障害物を確実に回避することができる安全性の高い移動軌跡を生成することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、領域と精度が異なる複数層の認識手段と軌跡生成（補正）手段によって階層化して移動軌跡を生成することにより、リアルタイム性（短サイクル）と精度を確保した移動軌跡を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施の形態に係る移動軌跡生成装置の形態の一例である。
【図２】本実施の形態に係る移動軌跡生成装置の形態の他の例である。
【図３】本実施の形態に係る移動軌跡生成装置の形態の他の例である。
【図４】本実施の形態に係る移動軌跡生成装置の形態の他の例である。
【図５】本実施の形態に係る移動軌跡生成装置の形態の他の例である。
【図６】本実施の形態に係る移動軌跡生成装置の形態の他の例である。
【図７】複数層の機能レイヤと遅れ時間との関係図である。
【図８】２層間の機能レイヤの一例である。
【図９】本実施の形態に係る移動軌跡生成装置の構成図である。
【図１０】図９の移動軌跡生成装置における処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明に係る移動軌跡生成装置の実施の形態を説明する。
【００１３】
本実施の形態では、本発明に係る移動軌跡生成装置を、自動運転車に搭載される移動軌跡生成装置に適用する。本実施の形態に係る移動軌跡生成装置は、自動運転で用いる移動軌跡を生成し、その生成した移動軌跡を自動運転制御装置に提供する。本実施の形態では、移動軌跡生成装置として６つの形態を説明し、その基本的な形態を具体化した移動軌跡生成装置を１つ説明する。
【００１４】
図１及び図７、８を参照して、１つ目の形態の移動軌跡生成装置１について説明する。図１は、本実施の形態に係る移動軌跡生成装置の形態の一例である。図７は、複数層の機能レイヤと遅れ時間との関係図である。図８は、２層間の機能レイヤの一例である。
【００１５】
移動軌跡生成装置１は、複数層の機能レイヤ１０ｉ（ｉ＝Ｎ，Ｎ−１，・・・，０）を備えている。機能レイヤ１０Ｎが最上位層であり、機能レイヤ１００が最下位層である。各機能レイヤ１０ｉは、認識部１１ｉ（ｉ＝Ｎ，Ｎ−１，・・・，０）と移動軌跡決定部１２ｉ（ｉ＝Ｎ，Ｎ−１，・・・，０）からなる。移動軌跡生成装置１では、機能レイヤ１０ｉ毎に、認識部１１ｉで外部環境を認識し、移動軌跡決定部１２ｉでその認識した外部環境を用いて上位層の機能レイヤ１０ｉ＋１で生成された移動軌跡をベースにして移動軌跡を生成（補正）し、最下位層の機能レイヤ１００が最終的な移動軌跡を出力する。
【００１６】
なお、本実施の形態では、任意の層の認識部が特許請求の範囲に記載する第１環境認識手段に相当し、その任意の層の直近の下位層の認識部が特許請求の範囲に記載する第２環境認識手段に相当し、その任意の層の移動軌跡決定部が特許請求の範囲に記載する移動軌跡生成手段に相当し、その任意の層の直近の下位層の移動軌跡決定部が特許請求の範囲に記載する移動軌跡補正手段に相当する。
【００１７】
機能レイヤ１０ｉは、層毎に認識する空間や軌跡を探索する空間の大きさと認識精度（ひいては、軌跡の精度）が異なっており、下位層になるほど空間が小さくなりかつ精度が高くなる。この認識する空間の大きさは、先読み時間で規定される。先読み時間は、機能レイヤ１０ｉ毎にそれぞれ設定されており、下位層になるほど短い時間が設定される。この先読み時間が各層の機能レイヤ１０ｉのサイクル時間であり、この先読み時間毎に各層の機能レイヤ１０ｉが処理を行う。各層の機能レイヤ１０ｉでは、先読み時間が決まっているので、自動運転車の車速が高くなるほど認識する空間の大きさ（＝先読み時間×車速）が大きくなる。最下位層の機能レイヤ１００では、リアルタイム性を十分に確保できる非常に短いサイクル時間毎に最終的な移動軌跡を生成している。
【００１８】
認識部１１ｉは、外部環境の検出手段で検出した情報に基づいて、外部環境を認識する。外部環境の検出手段としては、例えば、カメラ、レーダが用いられる。認識する外部環境としては、例えば、障害物（車両、人、犬、猫、自転車、オートバイ、工事関係の物体、路上の落下物など）、道路の形状、周辺の建物がある。障害物の場合、大きさ、位置、形状、属性なども認識し、特に、移動する障害物の場合には移動方向、移動速度なども認識する。
【００１９】
認識部１１ｉは、層毎に認識する空間の大きさと認識精度が異なっており、下位層になるほど認識空間が小さくなりかつ認識精度が高くなる（高分解能）。したがって、下位層になるほど、障害物についての位置、大きさ、移動方向、移動速度などの精度が高くなり、形状もより具体的な形状となり、属性も判別される。さらに、下位層では、上位層では認識できなかった障害物を認識する場合もある。また、下位層になるほど、認識空間の大きさが小さくなるので（認識対象の障害物の数も少なくなるので）、処理量が少なくなり、処理時間が短くなる。
【００２０】
移動軌跡決定部１２ｉは、同じ層の認識部１１ｉの外部環境の認識結果（特に、障害物の情報）を用いて、上位層の移動軌跡決定部１２ｉ＋１で生成した移動軌跡をベースとして上位層の移動軌跡よりも詳細な移動軌跡を生成する。特に、移動軌跡決定部１２ｉでは、認識部１１ｉで認識した障害物毎に、ベースになる移動軌跡と障害物とが干渉するか否かを判断し、干渉すると判断した場合には障害物を回避するような移動軌跡に補正する。この際、認識部１１ｉで認識した障害物の情報は上位層の認識部１１ｉ＋１で認識した情報よりも大きさ、位置、形状などが高精度なものなので、そのより高精度な障害物情報を用いることによって干渉判断の精度も高くなり、より確実に障害物を回避できる移動軌跡を生成できる。
【００２１】
移動軌跡決定部１２ｉは、上記したように、層毎に軌跡を探索する空間の大きさと移動軌跡の精度が異なっており、下位層になるほど探索空間が小さくなりかつ移動軌跡も高精度なものとなる。したがって、下位層になるほど、移動軌跡の障害物回避性がより高くなり、車両が走行するためのより自然な軌跡となる。さらに、下位層では、上位層では認識できなかった障害物を認識する場合もあるので、そのような障害物も回避できる移動軌跡となる。また、下位層になるほど、探索空間の大きさが小さくなるので（干渉判断や回避対象の障害物の数も少なくなるので）、処理量が少なくなり、処理時間が短くなる。
【００２２】
最下層の移動軌跡決定部１２０で生成された移動軌跡が、最終的に出力される移動軌跡であり、この移動軌跡に従って自動運転が行われる。この移動軌跡は、最も短いサイクル時間毎に生成され、最も詳細な軌跡である。また、この移動軌跡は、最も小さい認識空間（探索空間）内の軌跡であるが、大きな認識空間に基づいて生成された移動軌跡をベースにして補正されてきたものであるので、連続性を有しており、滑らか軌跡である。
【００２３】
各層の機能レイヤ１０ｉでは、処理が開始して（外部環境の検出手段での検出情報の入力終了時点）から処理が終了して移動軌跡が生成されるまでの時間が、遅れ時間であり、認識や軌跡生成に要する時間（＝認識部１１ｉでの処理時間＋移動軌跡決定部１２ｉでの処理時間）である。図７に示すように、上位層の機能レイヤ１０ほど、処理負荷量が多くなり、遅れ時間が大きくなる。図７で示す「認識」が認識部１１での処理であり、「判断」が移動軌跡決定部１２での処理であり、「動作」が生成された移動軌跡を利用した動作（自動運転）である。
【００２４】
さらに、各層の機能レイヤ１０ｉでは、先読み時間から遅れ時間を減算した時間が有効時間である。この有効時間は、先読み時間内で今回のサイクルで生成した移動軌跡を利用できる時間である。ちなみに、遅れ時間内では、今回のサイクルの移動軌跡が生成されていなので、前回のサイクルで生成された移動軌跡が利用される。
【００２５】
機能レイヤを構成する場合、機能レイヤ１０ｉの遅れ時間＜機能レイヤ１０ｉの先読み時間となる条件と機能レイヤ１０ｉの有効時間＜機能レイヤ１０ｉ＋１の有効時間となる条件を満たすように構成する。
【００２６】
図８に示す例の場合、ある２層間の機能レイヤ１０ｉ＋１，１０ｉを示している。上位層の機能レイヤ１０ｉ＋１では、下位層の機能レイヤ１０ｉよりも先読み時間が長いので、認識空間が大きく、長い区間の移動軌跡Ｔｉ＋１が生成される。しかし、移動軌跡Ｔｉ＋１は、直線的であり、滑らかさがない。一方、下位層の機能レイヤ１０ｉでは、上位層の機能レイヤ１０ｉ＋１よりも短いサイクルで短い区間の移動軌跡Ｔｉが生成されるが、上位層の移動軌跡Ｔｉ＋１よりも曲線的であり、滑らである。
【００２７】
また、下位層の機能レイヤ１０ｉでは、上層層の機能レイヤ１０ｉ＋１で認識できている障害物Ａｉ＋１，Ｂｉ＋１をより詳細な形状でより正確な大きさの障害物Ａｉ，Ｂｉとして認識している。さらに、下位層の機能レイヤ１０ｉでは、上層層の機能レイヤ１０ｉ＋１では認識できていない障害物Ｃｉを認識している。そのため、下位層の機能レイヤ１０ｉでは、それらの障害物Ａｉ，Ｂｉ，Ｃｉとより精度良く干渉判定を行うことができ、それらの障害物Ａｉ，Ｂｉ，Ｃｉを確実に回避できる移動軌跡Ｔｉを生成できる。
【００２８】
この移動軌跡生成装置１によれば、認識空間（探索空間）と精度が異なる複数層の機能レイヤ１０ｉによって階層化して移動軌跡を生成することにより、リアルタイム性（短サイクル）と精度を確保した移動軌跡を生成することができる。さらに、上位層の大きい空間での移動軌跡をベースとして下位層で高精度な認識結果を用いて小さい空間での移動軌跡に補正しているので、障害物を確実に回避でき、連続的で自然な移動軌跡を生成することができる。したがって、この移動軌跡生成装置１を搭載することにより、一般道のような多数の障害物が存在し、それらの障害物の動きも複雑な環境下を移動中の車両では、リアルタイムで、ロバストな移動軌跡を用いて自動走行が可能である。
【００２９】
図２を参照して、２つ目の形態の移動軌跡生成装置２について説明する。図２は、本実施の形態に係る移動軌跡生成装置の形態の他の例である。
【００３０】
移動軌跡生成装置２は、上記の移動軌跡生成装置１と同様に、複数層の機能レイヤ２０ｉ（ｉ＝Ｎ，Ｎ−１，・・・，０）を備えており、各機能レイヤ２０ｉが認識部２１ｉ（ｉ＝Ｎ，Ｎ−１，・・・，０）と移動軌跡決定部２２ｉ（ｉ＝Ｎ，Ｎ−１，・・・，０）からなる。移動軌跡生成装置２では、機能レイヤ２０ｉ毎に、認識部２１ｉで下位層での外部環境の認識結果を利用して外部環境を認識し、移動軌跡決定部２２ｉでその認識した外部環境を用いて上位層の機能レイヤ２０ｉ＋１で生成された移動軌跡をベースにして移動軌跡を生成し、最下位層の機能レイヤ２００が最終的な移動軌跡を出力する。したがって、移動軌跡生成装置２は、上記の移動軌跡生成装置１と比較して、各認識部２１ｉでの処理だけが異なる。
【００３１】
認識部２１ｉは、自身の層よりも下位層の認識部２１での外部環境の認識結果と外部環境の検出手段で検出した情報に基づいて、外部環境を認識する。利用する下位層の認識結果としては、直近の下位層の認識部２１ｉ−１の認識結果だけを利用してもよいし、あるいは、それ以外の下位層の認識結果も利用してもよい。
【００３２】
この移動軌跡生成装置２によれば、上記の移動軌跡生成装置１と同様の構成を有する上に、以下の効果も有している。移動軌跡生成装置２によれば、各層の認識部２１ｉでの認識精度や処理速度が向上する。
【００３３】
図３を参照して、３つ目の形態の移動軌跡生成装置３について説明する。図３は、本実施の形態に係る移動軌跡生成装置の形態の他の例である。
【００３４】
移動軌跡生成装置３は、上記の移動軌跡生成装置１と同様に、複数層の機能レイヤ３０ｉ（ｉ＝Ｎ，Ｎ−１，・・・，０）を備えており、各機能レイヤ３０ｉが認識部３１ｉ（ｉ＝Ｎ，Ｎ−１，・・・，０）と移動軌跡決定部３２ｉ（ｉ＝Ｎ，Ｎ−１，・・・，０）からなる。移動軌跡生成装置３では、機能レイヤ３０ｉ毎に、認識部３１ｉで上位層での外部環境の認識結果を利用して外部環境を認識し、移動軌跡決定部３２ｉでその認識した外部環境を用いて上位層の機能レイヤ３０ｉ＋１で生成された移動軌跡をベースにして移動軌跡を生成し、最下位層の機能レイヤ３００が最終的な移動軌跡を出力する。したがって、移動軌跡生成装置３は、上記の移動軌跡生成装置１と比較して、各認識部３１ｉでの処理だけが異なる。
【００３５】
認識部３１ｉは、自身の層よりも上位層の認識部３１での外部環境の認識結果と外部環境の検出手段で検出した情報に基づいて、外部環境を認識する。利用する上位層の認識結果としては、直近の上位層の認識部３１ｉ＋１の認識結果だけを利用してもよいし、あるいは、それ以外の上位層の認識結果も利用してもよい。
【００３６】
この移動軌跡生成装置３によれば、上記の移動軌跡生成装置１と同様の構成を有する上に、以下の効果も有している。移動軌跡生成装置３によれば、各層の認識部３１ｉでの認識精度や処理速度が向上する。
【００３７】
図４を参照して、４つ目の形態の移動軌跡生成装置４について説明する。図４は、本実施の形態に係る移動軌跡生成装置の形態の他の例である。
【００３８】
移動軌跡生成装置４は、上記の移動軌跡生成装置１と同様に、複数層の機能レイヤ４０ｉ（ｉ＝Ｎ，Ｎ−１，・・・，０）を備えており、各機能レイヤ４０ｉが認識部４１ｉ（ｉ＝Ｎ，Ｎ−１，・・・，０）と移動軌跡決定部４２ｉ（ｉ＝Ｎ，Ｎ−１，・・・，０）からなる。移動軌跡生成装置４では、機能レイヤ４０ｉ毎に、認識部４１ｉで上位層での外部環境の認識結果及び下位層での外部環境の認識結果を利用して外部環境を認識し、移動軌跡決定部４２ｉでその認識した外部環境を用いて上位層の機能レイヤ４０ｉ＋１で生成された移動軌跡をベースにして移動軌跡を生成し、最下位層の機能レイヤ４００が最終的な移動軌跡を出力する。したがって、移動軌跡生成装置４は、上記の移動軌跡生成装置１と比較して、各認識部４１ｉでの処理だけが異なる。
【００３９】
認識部４１ｉは、自身の層よりも上位層の認識部４１での外部環境の認識結果及び下位層の認識部４１での外部環境の認識結果の組み合わせと外部環境の検出手段で検出した情報に基づいて、外部環境を認識する。利用する上位層の認識結果と下位層の認識結果の組み合わせとしては、直近の上位層の認識部４１ｉ＋１の認識結果と下位層の認識部４１ｉ−１の認識結果の組み合わせだけを利用してもよいし、あるいは、他の組み合わせでもよい。
【００４０】
この移動軌跡生成装置４によれば、上記の移動軌跡生成装置１と同様の構成を有する上に、以下の効果も有している。移動軌跡生成装置４によれば、各層の認識部４１ｉでの認識精度や処理速度が向上する。
【００４１】
図５を参照して、５つ目の形態の移動軌跡生成装置５について説明する。図５は、本実施の形態に係る移動軌跡生成装置の形態の他の例である。
【００４２】
移動軌跡生成装置５は、上記の移動軌跡生成装置１と同様に、複数層の機能レイヤ５０ｉ（ｉ＝Ｎ，Ｎ−１，・・・，０）を備えており、各機能レイヤ５０ｉが認識部５１ｉ（ｉ＝Ｎ，Ｎ−１，・・・，０）と移動軌跡決定部５２ｉ（ｉ＝Ｎ，Ｎ−１，・・・，０）からなる。移動軌跡生成装置５では、機能レイヤ５０ｉ毎に、認識部５１ｉで外部環境を認識し、移動軌跡決定部５２ｉで自身の層で認識した外部環境と他の層で認識した外部環境を用いて上位層の機能レイヤ５０ｉ＋１で生成された移動軌跡をベースにして移動軌跡を生成し、最下位層の機能レイヤ５００が最終的な移動軌跡を出力する。したがって、移動軌跡生成装置５は、上記の移動軌跡生成装置１と比較して、各移動軌跡決定部５２ｉでの処理だけが異なる。
【００４３】
移動軌跡決定部５２ｉは、自身の層の認識部５１の外部環境の認識結果と他の層の認識部５１の外部環境の認識結果の組み合わせを用いて、上位層の移動軌跡決定部５２ｉ＋１で生成した移動軌跡をベースとして上位層の移動軌跡よりも詳細な移動軌跡を生成する。利用する他の層の認識結果としては、直近の上位層の認識部５１ｉ＋１の認識結果や下位層の認識部５１ｉ−１の認識結果を利用してもよいし、あるいは、それ以外の層の認識結果も利用してもよい。
【００４４】
この移動軌跡生成装置５によれば、上記の移動軌跡生成装置１と同様の構成を有する上に、以下の効果も有している。移動軌跡生成装置５によれば、各層の移動軌跡決定部５２での移動軌跡の精度が向上し、その結果、最終的に出力する移動軌跡の精度が向上する。
【００４５】
図６を参照して、６つ目の形態の移動軌跡生成装置６について説明する。図６は、本実施の形態に係る移動軌跡生成装置の形態の他の例である。
【００４６】
移動軌跡生成装置６は、上記の移動軌跡生成装置１と同様に、複数層の機能レイヤ６０ｉ（ｉ＝Ｎ，Ｎ−１，・・・，０）を備えており、各機能レイヤ６０ｉが認識部６１ｉ（ｉ＝Ｎ，Ｎ−１，・・・，０）と移動軌跡決定部６２ｉ（ｉ＝Ｎ，Ｎ−１，・・・，０）からなり、さらに、軌跡選択部６３を備えている。移動軌跡生成装置６では、機能レイヤ６０ｉ毎に、認識部６１ｉで外部環境を認識し、移動軌跡決定部６２ｉでその認識した外部環境を用いて上位層の機能レイヤ６０ｉ＋１で生成された移動軌跡をベースにして移動軌跡を生成し、軌跡選択部６３で各層の移動軌跡決定部６２ｉでそれぞれ決定した移動軌跡の中から最適な移動軌跡を選択して最終的な移動軌跡を出力する。したがって、移動軌跡生成装置６は、上記の移動軌跡生成装置１と比較して、軌跡選択部６３を備え、軌跡選択部６３での処理だけが異なる。
【００４７】
軌跡選択部６３は、各層の移動軌跡決定部６２ｉでそれぞれ決定した移動軌跡を取り入れ、その全ての移動軌跡の中から最適な移動軌跡を選択する。なお、単純に選択するのではなく、各層の移動軌跡にそれぞれ重み付けなどをし、各層の移動軌跡を加味して１つの移動軌跡としてもよい。
【００４８】
この移動軌跡生成装置６によれば、上記の移動軌跡生成装置１と同様の構成を有する上に、以下の効果も有している。移動軌跡生成装置６によれば、最終的な移動軌跡の精度が向上する。
【００４９】
図９を参照して、本実施の形態に係る具体的な移動軌跡生成装置７について説明する。図９は、本実施の形態に係る移動軌跡生成装置の構成図である。ここでは、移動軌跡生成装置７を、上記の移動軌跡生成装置１の形態において２層の機能レイヤを備えるものとする。
【００５０】
移動軌跡生成装置７は、上位層の機能レイヤ（戦略レイヤ）で移動戦略を生成し、下位層の機能レイヤ（移動レイヤ）で移動戦略をベースとして最終的な移動軌跡を生成する。そのために、移動軌跡生成装置７は、カメラ８、レーダ９及びＥＣＵ[Electronic Control Unit]７０を備えており、ＥＣＵ７０に第０認識部７１０、第１認識部７１１、第０移動軌跡決定部７２０、第１移動軌跡決定部７２１が構成される。戦略レイヤは第１認識部７１１と第１移動軌跡決定部７２１からなり、移動レイヤは第０認識部７１０と第０移動軌跡決定部７２０からなる。
【００５１】
戦略レイヤで生成する移動戦略は、移動軌跡の上位の概念であり、移動軌跡を生成するためのベース（基本方針）となる情報である。移動戦略としては、例えば、直進走行する移動戦略、右折する移動戦略、左折する移動戦略、赤信号や横断歩道などで停止する移動戦略、車線変更する移動戦略、駐車車両を追い越す移動戦略、歩行者や自転車を迂回する移動戦略がある。移動レイヤで生成する移動軌跡は、障害物を確実に回避する移動軌跡であり、車両が走行するための自然な軌跡である。なお、この２つの機能レイヤの他に、さらに、下位層に、突然出現した障害物を反射的に回避するような軌跡を生成する反射レイヤを備える構成としてもよい。
【００５２】
カメラ８は、自車両の周辺（少なくとも前方であり、必要に応じて側方、後方も）を撮像するカメラである。カメラ８としては、例えば、可視カメラ、赤外線カメラ、スペクトルカメラがある。カメラ８では、自車両周辺を撮像し、その撮像画像情報を画像信号としてＥＣＵ７０に送信する。
【００５３】
カメラ８の撮像画像に基づく外部環境の認識では、比較的遠距離までの認識が可能である。また、この認識では、認識する物体の属性や具体的な形成を認識することができる。
【００５４】
レーダ９は、自車両の周辺（少なくとも前方であり、必要に応じて側方、後方も）の物体を検出するためのレーダである。レーダ９としては、例えば、レーザレーダ、ミリ波レーダ、超音波レーダがある。レーダ９では、電磁波を水平面内でスキャンしながら送信し、物体に反射して戻ってくる反射波を受信し、その送受信に関する情報を検出する。そして、レーダ９では、その検出した送受信情報をレーダ信号としてＥＣＵ７０に送信する。
【００５５】
レーダ９の送受信情報に基づく外部環境の認識では、カメラ８の撮像画像を利用した認識と比較し、近距離の認識しかできないが、高速かつ高精度な認識が可能である。
【００５６】
ＥＣＵ７０は、ＣＰＵ[CentralProcessing Unit]、ＲＯＭ[Read Only Memory]、ＲＡＭ[Random Access Memory]などからなる電子制御ユニットであり、移動軌跡生成装置７を統括制御する。ＥＣＵ７０では、ＲＯＭに格納されるアプリケーションプログラムをＲＡＭにロードしてＣＰＵで実行することによって、第０認識部７１０、第１認識部７１１、第０移動軌跡決定部７２０、第１移動軌跡決定部７２１が構成される。ＥＣＵ７０では、一定時間毎にカメラ８からの画像信号やレーダ９からのレーダ信号を受信し、各部７１０、７１１、７２０、７２１での処理を行い、最終的な移動軌跡を生成する。
【００５７】
各認識部７１では、一定時間毎に、カメラ８からの撮像画像とレーダ９からの送受信情報に基づいて、自車両の周辺の障害物、道路の形状、周辺の建物などを認識する。特に、各認識部７１では、障害物の場合にはその大きさ、位置、形状、属性なども認識し、移動する障害物の場合には移動方向、移動速度なども認識する。各認識部７１では、周辺物体の認識結果に基づいて走行シーン（状況）を判断する。特に、認識できた物体が自車両の進行に障害となる可能性のある物体の場合、各認識部７１では、移動環境上におけるその物体と自車両との位置関係から走行シーンを判断する。走行シーンとしては、通常の走行状態、渋滞中、前方に低速車両、前方に横断歩道（横断者有り又は無し）、前方に赤信号、路上駐車車両、路上歩行者、路上自転車、路上落下物、路上工事中などがある。
【００５８】
特に、第１認識部７１１では、戦略レイヤでの認識空間（先読み時間）内の比較的遠くまでの障害物を認識する。一方、第０認識部７１０では、移動レイヤでの認識空間（先読み時間）内の比較的近くの障害物を認識する。しかし、第０認識部７１０では、第１認識部７１１での認識と比較し、高精度かつ高速（短サイクル）で障害物を認識する。
【００５９】
第１移動軌跡決定部７２１は、第１認識部７１１での外部環境の認識結果（特に、障害物の情報）を用いて、走行シーンに応じた移動戦略を生成する。第１移動軌跡決定部７２１では、戦略レイヤでの探索空間（先読み時間）内の比較的遠くまでの移動戦略を生成する。
【００６０】
第０移動軌跡決定部７２０は、第０認識部７１０での外部環境の認識結果（特に、障害物の情報）を用いて、第１移動軌跡決定部７２１で生成した移動戦略をベースとして移動軌跡を生成する。特に、第０移動軌跡決定部７２０では、移動戦略と障害物とが干渉するか否かを判断し、干渉すると判断した場合には障害物を回避するような移動軌跡に補正する。第０移動軌跡決定部７２０では、移動レイヤでの探索空間（先読み時間）内の比較的近くまでの移動軌跡を生成する。しかし、第０移動軌跡生成部７２０では、移動戦略と比較し、高速（短サイクル）で、高精度かつ自然な移動軌跡を生成する。
【００６１】
図９を参照して、移動軌跡生成装置７の動作を図１０のフローチャートに沿って説明する。図１０は、図９の移動軌跡生成装置における処理の流れを示すフローチャートである。  移動軌跡生成装置７では、以下の動作が繰り返し行われる。
【００６２】
カメラ８では、一定時間毎に、自車両の前方などを撮像し、画像信号をＥＣＵ７０に送信している。ＥＣＵ７０では、この画像信号を受信し、カメラ８の撮像画像を取得する。レーダ９では、一定時間毎（カメラ８よりも短い周期）に、自車両の前方などに電磁波を水平面内でスキャンしながら送信するとともに反射して戻ってくる反射波を受信し、レーダ信号をＥＣＵ７０に送信している。ＥＣＵ７０では、このレーダ信号を受信し、レーダ９による送受信情報を取得する。
【００６３】
ＥＣＵ７０の第１認識部７１１では、戦略レイヤの先読み時間毎に、カメラ８の撮像画像とレーダ９の送受信情報に基づいて自車両の周辺の外部環境を認識し（Ｓ１）、その認識した外部環境情報Ｅ１を第１移動軌跡決定部７２１に渡す。そして、第１移動軌跡決定部７２１では、その認識した外部環境情報Ｅ１を用いて、移動軌跡Ｔ１（移動戦略）を生成し（Ｓ２）、その移動軌跡Ｔ１を第０移動軌跡決定部７２０に渡す（Ｓ３）。
【００６４】
第０認識部７１０では、移動レイヤの先読み時間毎（第１認識部７１１よりも短いサイクル）に、カメラ８の撮像画像とレーダ９の送受信情報に基づいて自車両の周辺の外部環境を認識し（Ｓ４）、その認識した外部環境情報Ｅ０を第０移動軌跡決定部７２０に渡す。そして、第０移動軌跡決定部７２０では、その認識した外部環境情報Ｅ０を用いて、移動軌跡Ｔ１（移動戦略）をベースに移動軌跡Ｔ０を生成する（Ｓ５）。この移動軌跡Ｔ０に従って自動運転が行われる。
【００６５】
この移動軌跡生成装置７によれば、認識空間（探索空間）と精度が異なる戦略レイヤと移動レイヤによって階層化して移動軌跡を生成することにより、リアルタイム性と精度を確保した移動軌跡を生成することができる。
【００６６】
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく様々な形態で実施される。
【００６７】
例えば、本実施の形態では自動運転車に適用したが、移動軌跡を利用する運転支援装置を搭載する車両に適用してもよいし、あるいは、移動軌跡を利用するロボットなどの他の自律移動機械に適用してもよい。
【００６８】
また、本実施の形態ではカメラとレーダで検出した情報を利用して周辺環境を認識する構成としたが、他の手段を利用してもよい。
【００６９】
また、本実施の形態では具体的な例として２つの機能レイヤを備える移動軌跡生成装置７に適用した場合の構成及び動作（フローチャート）について説明したが、３つ以上の機能レイヤを備える移動軌跡生成装置についても同様に適用可能であり、機能レイヤの数に応じて外部環境の認識と移動軌跡の生成が行われる。
【符号の説明】
【００７０】
１，２，３，４，５，６，７…移動軌跡生成装置、８…カメラ、９…レーダ、１０ｉ,２０ｉ，３０ｉ，４０ｉ，５０ｉ，６０ｉ…機能レイヤ、１１ｉ，２１ｉ，３１ｉ，４１ｉ，５１ｉ，６１ｉ…認識部、１２ｉ，２２ｉ，３２ｉ，４２ｉ，５２ｉ，６２ｉ…移動軌跡決定部、６３…軌跡決定部、７０…ＥＣＵ，７１０…第０認識部、７１１…第１認識部、７２０…第０移動軌跡決定部、７２１…第１移動軌跡決定部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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