(57)【要約】  車両制御装置は、車両の周辺を走行する周辺車両を検出する第１の検出部と、周辺車両に基づいて、車両の制御計画を生成する制御計画生成部と、制御計画に基づいて、車両の加速、減速または操舵を制御する走行制御部と、を備え、制御計画生成部は、第１の検出部によって検出された１以上の周辺車両のうち、所定の条件を満たす周辺車両に基づいて、車両の制御計画を生成し、所定の条件を満たす周辺車両が検出できない場合に、所定の条件を満たす周辺車両を仮想的に擬した仮想車両を設定して車両の制御計画を生成する。
2017022448.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の周辺を走行する周辺車両を検出する第１の検出部と、
前記第１の検出部によって検出された周辺車両に基づいて、前記車両の制御計画を生成する制御計画生成部と、
前記制御計画生成部によって生成された制御計画に基づいて、前記車両の加速、減速または操舵を制御する走行制御部と、を備え、
前記制御計画生成部は、
前記第１の検出部によって検出された１以上の周辺車両のうち、所定の条件を満たす周辺車両に基づいて、前記車両の制御計画を生成し、
前記所定の条件を満たす周辺車両が検出できない場合に、前記所定の条件を満たす周辺車両を仮想的に擬した仮想車両を設定して前記車両の制御計画を生成する、
車両制御装置。
【請求項２】
前記制御計画生成部は、前記所定の条件を満たす周辺車両が検出できない場合には、前記第１の検出部の検出領域の外縁付近に前記仮想車両を設定する、
請求項１に記載の車両制御装置。
【請求項３】
前記制御計画生成部は、前記第１の検出部の検出領域の外縁付近に、前記仮想車両を静止体として設定する、
請求項２に記載の車両制御装置。
【請求項４】
前記制御計画生成部は、前記第１の検出部の検出領域の外縁付近に、前記仮想車両を移動体として設定する、
請求項２に記載の車両制御装置。
【請求項５】
前記第１の検出部による検出結果と、前記車両が走行可能な車線に関する地図情報との一方または双方に基づいて、車線の消失領域または出現領域を検出する第２の検出部を備え、
前記制御計画生成部は、前記所定の条件を満たす周辺車両が検出できず、かつ、前記第１の検出部の検出領域内に前記第２の検出部により車線の消失領域または出現領域が検出された場合に、前記車線の消失領域の周辺または出現領域の周辺に前記仮想車両を設定する、
請求項１に記載の車両制御装置。
【請求項６】
前記制御計画生成部は、前記車線の消失領域の周辺または出現領域の周辺に、前記仮想車両を静止体として設定する、
請求項５に記載の車両制御装置。
【請求項７】
前記第１の検出部の検出領域内において、前記周辺車両が存在する可能性があり、且つ遮蔽物によって前記周辺車両が検出できない状態を示すオクルージョンを検出する第３の検出部を備え、
前記制御計画生成部は、前記第３の検出部によって前記オクルージョンが検出された場合に、前記オクルージョンが生じた領域の周辺に、前記仮想車両を設定する、
請求項１に記載の車両制御装置。
【請求項８】
前記車両が車線変更する場合に、前記車両が走行する車線に隣接する隣接車線において、前記車両の車線変更先の位置の候補を表す車線変更ターゲット位置候補を設定するターゲット位置候補設定部をさらに備え、
前記所定の条件を満たす周辺車両は、前記車線において前記車両の前方を走行する前走車両と、前記車線変更ターゲット位置候補の前方を走行する車線変更ターゲット位置候補前走車両と、前記車線変更ターゲット位置候補の後方を走行する車線変更ターゲット位置候補後走車両とのうち少なくとも一つである、
請求項１から７のうちいずれか１項に記載の車両制御装置。
【請求項９】
車載コンピュータが、
車両の周辺を走行する周辺車両を検出し、
前記検出した周辺車両に基づいて、前記車両の制御計画を生成し、
前記生成した制御計画に基づいて、前記車両の加速、減速または操舵を制御し、
前記第１の検出部によって検出された１以上の周辺車両のうち、所定の条件を満たす周辺車両に基づいて、前記車両の制御計画を生成し、
前記所定の条件を満たす周辺車両が検出できない場合に、前記所定の条件を満たす周辺車両を仮想的に擬した仮想車両を設定して前記車両の制御計画を生成する、
車両制御方法。
【請求項１０】
車載コンピュータに、
車両の周辺を走行する周辺車両を検出させ、
前記検出させた周辺車両に基づいて、前記車両の制御計画を生成させ、
前記生成させた制御計画に基づいて、前記車両の加速、減速または操舵を制御させ、
前記第１の検出部によって検出された１以上の周辺車両のうち、所定の条件を満たす周辺車両に基づいて、前記車両の制御計画を生成させ、
前記所定の条件を満たす周辺車両が検出できない場合に、前記所定の条件を満たす周辺車両を仮想的に擬した仮想車両を設定させて前記車両の制御計画を生成させる、
車両制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両制御装置、車両制御方法、および車両制御プログラムに関する。
本願は、２０１５年８月６日に出願された日本国特許出願２０１５−１５６２０６号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自車両（以下、第１車両又は単に車両ともいう）と周辺車両との相対関係によって走行時に車線変更を自動で行う技術が望まれている。これに関連して、入力装置の入力に基づいて車線変更の支援を開始する支援開始部と、自車（以下、第１車両又は単に車両ともいう）と他車（以下、第２車両又は他車両ともいう）の相対距離及び相対速度を検出する検出部と、検出部が検出した相対距離及び相対速度に基づいて自車が車線変更した時の衝突危険度を他車に対して算出する算出部と、相対距離，相対速度及び衝突危険度に基づいて車線変更の可否を判断する第１の判断部と、第１の判断部が車線変更できないと判断した場合、相対距離及び相対速度に基づいて車線変更する目標スペースを決定する決定部と、目標スペースに車線変更できるスペースがあるか否かを判断する第２の判断部と、第２の判断部が前記スペースがないと判断した場合、車線変更待機位置へ向けて目標速度を設定し、スペースがあると判断した場合、車線変更可能位置へ向けて目標速度を設定する設定部と、自車の速度が目標速度となるように制御する制御部とを備える走行支援装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
また、上記技術に関連して、自車状態検出手段と、周囲車両検出手段と、車線検出手段と、合流終端設定手段と、周囲車両挙動予測手段と、自車が合流終端に到達するまでの操作量時系列を一つ以上生成する自車操作量設定手段と、自車操作量設定手段で生成された各操作量時系列を実行した場合に、適切な車線変更が行なえるかを判定し、適切な車線変更が行なえるとしたら車線変更先の車線上を走行する周囲車両間のギャップの中で、どのギャップに車線変更できるのかを判定する操作量判定手段と、操作量判定手段で求められた自車の操作とギャップの対応関係を運転者に伝達する支援情報提示手段とを備えている車線変更支援装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】日本国特開２００９−０７８７３５号公報
【特許文献２】日本国特開２００５−０３８３２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の技術では、レーダやカメラ等の検出部によって周辺車両が検出されない場合、或いは周辺車両の検出精度が低い場合に、柔軟な自動運転を行うことができない場合があった。【０００６】
本発明の態様は、このような事情を考慮してなされたものであり、より柔軟な自動運転を行うことができる車両制御装置、車両制御方法、および車両制御プログラムを提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明の一態様は、車両の周辺を走行する周辺車両を検出する第１の検出部と、前記第１の検出部によって検出された周辺車両に基づいて、前記車両の制御計画を生成する制御計画生成部と、前記制御計画生成部によって生成された制御計画に基づいて、前記車両の加速、減速または操舵を制御する走行制御部と、を備え、前記制御計画生成部は、前記第１の検出部によって検出された１以上の周辺車両のうち、所定の条件を満たす周辺車両に基づいて、前記車両の制御計画を生成し、前記所定の条件を満たす周辺車両が検出できない場合に、前記所定の条件を満たす周辺車両を仮想的に擬した仮想車両を設定して前記車両の制御計画を生成する車両制御装置である。【０００８】
（２）上記（１）の態様では、前記制御計画生成部は、前記所定の条件を満たす周辺車両が検出できない場合には、前記第１の検出部の検出領域の外縁付近に前記仮想車両を設定してもよい。【０００９】
（３）上記（２）の態様では、前記制御計画生成部は、前記第１の検出部の検出領域の外縁付近に、前記仮想車両を静止体として設定してもよい。【００１０】
（４）上記（２）の態様では、前記制御計画生成部は、前記第１の検出部の検出領域の外縁付近に、前記仮想車両を移動体として設定してもよい。【００１１】
（５）上記（１）の態様では、前記車両制御装置は、前記第１の検出部による検出結果と、前記車両が走行可能な車線に関する地図情報との一方または双方に基づいて、車線の消失領域または出現領域を検出する第２の検出部を備え、前記制御計画生成部は、前記所定の条件を満たす周辺車両が検出できず、かつ、前記第１の検出部の検出領域内に前記第２の検出部により車線の消失領域または出現領域が検出された場合に、前記車線の消失領域の周辺または出現領域の周辺に前記仮想車両を設定してもよい。【００１２】
（６）上記（５）の態様では、前記制御計画生成部は、前記車線の消失領域の周辺または出現領域の周辺に、前記仮想車両を静止体として設定してもよい。【００１３】
（７）上記（１）の態様では、前記車両制御装置は、前記第１の検出部の検出領域内において、前記周辺車両が存在する可能性があり、且つ遮蔽物によって前記周辺車両が検出できない状態を示すオクルージョンを検出する第３の検出部を備え、前記制御計画生成部は、前記第３の検出部によって前記オクルージョンが検出された場合に、前記オクルージョンが生じた領域の周辺に、前記仮想車両を設定してもよい。【００１４】
（８）上記（１）から（７）のいずれか一項の態様では、前記車両制御装置は、前記車両が車線変更する場合に、前記車両が走行する車線に隣接する隣接車線において、前記車両の車線変更先の位置の候補を表す車線変更ターゲット位置候補を設定するターゲット位置候補設定部をさらに備え、前記所定の条件を満たす周辺車両は、前記車線において前記車両の前方を走行する前走車両と、前記車線変更ターゲット位置候補の前方を走行する車線変更ターゲット位置候補前走車両と、前記車線変更ターゲット位置候補の後方を走行する車線変更ターゲット位置候補後走車両とのうち少なくとも一つであってもよい。【００１５】
（９）本発明の別の一態様は、車載コンピュータが、車両の周辺を走行する周辺車両を検出し、前記検出した周辺車両に基づいて、前記車両の制御計画を生成し、前記生成した制御計画に基づいて、前記車両の加速、減速または操舵を制御し、前記第１の検出部によって検出された１以上の周辺車両のうち、所定の条件を満たす周辺車両に基づいて、前記車両の制御計画を生成し、前記所定の条件を満たす周辺車両が検出できない場合に、前記所定の条件を満たす周辺車両を仮想的に擬した仮想車両を設定して前記車両の制御計画を生成する車両制御方法である。【００１６】
（１０）本発明のさらに別の一態様は、車載コンピュータに、車両の周辺を走行する周辺車両を検出させ、前記検出させた周辺車両に基づいて、前記車両の制御計画を生成させ、前記生成させた制御計画に基づいて、前記車両の加速、減速または操舵を制御させ、前記第１の検出部によって検出された１以上の周辺車両のうち、所定の条件を満たす周辺車両に基づいて、前記車両の制御計画を生成させ、前記所定の条件を満たす周辺車両が検出できない場合に、前記所定の条件を満たす周辺車両を仮想的に擬した仮想車両を設定させて前記車両の制御計画を生成させる車両制御プログラムである。
【発明の効果】
【００１７】
上記（１）、（２）、（９）、（１０）の態様によれば、第１の検出部によって検出された１以上の周辺車両のうち、所定の条件を満たす周辺車両に基づいて、車両の制御計画を生成し、所定の条件を満たす周辺車両が検出できない場合に、所定の条件を満たす周辺車両を仮想的に擬した仮想車両を設定して車両の制御計画を生成するため、より柔軟な自動運転を行うことができる。【００１８】
上記（３）、（４）、（６）の態様によれば、仮想車両を静止体、或いは移動体として設定するため、より安全に自動運転を行うことができる。【００１９】
上記（５）の態様によれば、車線の消失領域または出現領域が検出された場合に、車線の消失領域の周辺または出現領域の周辺に仮想車両を設定するため、走行車線に応じて、より柔軟な自動運転を行うことができる。【００２０】
上記（７）の態様によれば、オクルージョンが検出された場合に、オクルージョンが生じた領域の周辺に仮想車両を設定するため、走行時の環境に合わせて、より柔軟な自動運転を行うことができる。【００２１】
上記（８）の態様によれば、前走車両と、車線変更ターゲット位置候補前走車両と、車線変更ターゲット位置候補後走車両とのうちいずれか１つ以上の車両が、検出部によって検出されない場合に、検出部によって検出されない車両を仮想車両として設定するため、自動運転を行う際に実施される周辺車両の状態推定に費やす計算コストを抑えることができる。【００２２】
上記（６）、（７）、（８）の態様によれば、仮想車両を静止体、或いは移動体として設定するため、より安全に自動運転を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１の実施形態に係る車両制御装置が搭載された車両の有する構成要素を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係る車両制御装置を中心とした車両の機能構成図である。
【図３】自車位置認識部により走行車線に対する車両の相対位置が認識される様子を示す図である。
【図４】ある区間について生成された行動計画の一例を示す図である。
【図５】第１の実施形態におけるターゲット位置候補設定部が車線変更ターゲット位置候補を設定する様子を示す図である。
【図６】第１の実施形態における車線変更制御部の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図７】仮想車両の設定処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図８】検出領域内において前走車両が認識されていない場面の一例を示す図である。
【図９】検出領域の外縁付近に仮想車両を設定する様子の一例を示す図である。
【図１０】検出領域の外縁付近に仮想車両を設定する様子の他の例を示す図である。
【図１１】検出領域内において車線変更ターゲット位置候補前走車両が認識されていない場面の一例を示す図である。
【図１２】検出領域内において車線変更ターゲット位置候補後走車両が認識されていない場面の一例を示す図である。
【図１３】判定の対象となる周辺車両が認識されている場合における車両と周辺車両との位置関係の一例を示す図である。
【図１４】車両位置関係のパターン（ａ）について周辺車両の位置変化を類型化した各パターンを示す図である。
【図１５】車両位置関係のパターン（ｂ）について周辺車両の位置変化を類型化した各パターンを示す図である。
【図１６】判定の対象となる周辺車両の一部が認識されていない場合における車両と周辺車両との位置関係の一例を示す図である。
【図１７】車両位置関係のパターン（ｃ）について周辺車両の位置変化を類型化した各パターンを示す図である。
【図１８】走行軌道生成部により生成される車線変更のための走行軌道の一例を示す図である。
【図１９】第２の実施形態における車線変更制御部の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図２０】検出領域内において車線の消失領域が検出された場面の一例を示す図である。
【図２１】第２の実施形態における車線変更制御部の処理の流れの他の例を示すフローチャートである。
【図２２】検出領域内において車線の出現領域が検出された場面の一例を示す図である。
【図２３】第３の実施形態に係る車両制御装置を中心とした車両の機能構成図である。
【図２４】第３の実施形態における車間距離制御部の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図２５】検出領域内においてオクルージョンが生じた場面の一例を示す図である。
【図２６】車両が走行中に車車間通信を行っている様子を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態に係る車両制御装置、車両制御方法、および車両制御プログラムについて説明する。
＜第１の実施形態＞
［車両構成］
図１は、第１の実施形態に係る車両制御装置１００が搭載された車両Ｍ（以下、第１車両Ｍとも称する）の有する構成要素を示す図である。車両制御装置１００が搭載される車両は、例えば、二輪や三輪、四輪等の自動車であり、ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等の内燃機関を動力源とした自動車や、電動機を動力源とした電気自動車、内燃機関および電動機を兼ね備えたハイブリッド自動車等を含む。また、上述した電気自動車は、例えば、二次電池、水素燃料電池、金属燃料電池、アルコール燃料電池等の電池により放電される電力を使用して駆動する。
【００２５】
図１に示すように、車両には、ファインダ２０−１から２０−７、レーダ３０−１から３０−６、およびカメラ４０等のセンサと、ナビゲーション装置５０と、車両制御装置１００とが搭載される。ファインダ２０−１から２０−７は、例えば、照射光に対する散乱光を測定し、対象までの距離を測定するＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging、或いはLaser Imaging Detection and Ranging）である。例えば、ファインダ２０−１は、フロントグリル等に取り付けられ、ファインダ２０−２および２０−３は、車体の側面やドアミラー、前照灯内部、側方灯付近等に取り付けられる。ファインダ２０−４は、トランクリッド等に取り付けられ、ファインダ２０−５および２０−６は、車体の側面や尾灯内部等に取り付けられる。ファインダ２０−１から２０−６は、例えば、水平方向に関して１５０度程度の検出領域を有している。また、ファインダ２０−７は、ルーフ等に取り付けられる。ファインダ２０−７は、例えば、水平方向に関して３６０度の検出領域を有している。
【００２６】
レーダ３０−１および３０−４は、例えば、奥行き方向の検出領域が他のレーダよりも広い長距離ミリ波レーダである。また、レーダ３０−２、３０−３、３０−５、３０−６は、レーダ３０−１および３０−４よりも奥行き方向の検出領域が狭い中距離ミリ波レーダである。以下、ファインダ２０−１から２０−７を特段区別しない場合は、単に「ファインダ２０」と記載し、レーダ３０−１から３０−６を特段区別しない場合は、単に「レーダ３０」と記載する。レーダ３０は、例えば、ＦＭ−ＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式によって物体を検出する。
【００２７】
カメラ４０は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の個体撮像素子を利用したデジタルカメラである。カメラ４０は、フロントウィンドシールド上部やルームミラー裏面等に取り付けられる。カメラ４０は、例えば周期的に繰り返し車両Ｍの前方を撮像する。
【００２８】
なお、図１に示す構成はあくまで一例であり、構成の一部が省略されてもよいし、更に別の構成が追加されてもよい。
【００２９】
図２は、第１の実施形態に係る車両制御装置１００を中心とした車両Ｍの機能構成図である。車両Ｍには、ファインダ２０、レーダ３０、およびカメラ４０の他、ナビゲーション装置５０と、車両センサ６０と、通信ユニット６５と、走行駆動力出力装置７２、ステアリング装置７４、およびブレーキ装置７６と、操作デバイス７８と、操作検出センサ８０と、切替スイッチ８２と、車両制御装置１００とが搭載される。これらの装置や機器は、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信線等の多重通信線やシリアル通信線、無線通信網等によって互いに接続される。
【００３０】
ナビゲーション装置５０は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機や地図情報（ナビ地図）、ユーザインターフェースとして機能するタッチパネル式表示装置、スピーカ、マイク等を有する。ナビゲーション装置５０は、ＧＮＳＳ受信機によって車両Ｍの位置を特定し、その位置からユーザによって指定された目的地までの経路を導出する。ナビゲーション装置５０により導出された経路は、経路情報１３４として記憶部１３０に格納される。車両Ｍの位置は、車両センサ６０の出力を利用したＩＮＳ（Inertial Navigation System）によって特定または補完されてもよい。また、ナビゲーション装置５０は、車両制御装置１００が手動運転モードを実行している際に、目的地に至る経路について音声やナビ表示によって案内を行う。なお、車両Ｍの位置を特定するための構成は、ナビゲーション装置５０とは独立して設けられてもよい。また、ナビゲーション装置５０は、例えば、ユーザの保有するスマートフォンやタブレット端末等の端末装置の一機能によって実現されてもよい。この場合、端末装置と車両制御装置１００との間で無線または通信によって情報の送受信が行われる。なお、車両Ｍの位置を特定するための構成は、ナビゲーション装置５０とは独立して設けられてもよい。
【００３１】
車両センサ６０は、車速を検出する車速センサ、加速度を検出する加速度センサ、鉛直軸回りの角速度を検出するヨーレートセンサ、車両Ｍの向きを検出する方位センサ等を含む。
【００３２】
通信ユニット６５は、例えば、周辺車両と車車間通信を行い、周辺車両の位置や速度等の情報を取得する。通信ユニット６５は、周辺車両から取得した位置や速度等の情報を車両制御装置１００に出力する。
【００３３】
走行駆動力出力装置７２は、例えば、車両Ｍが内燃機関を動力源とした自動車である場合、エンジンおよびエンジンを制御するエンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）を備える。走行駆動力出力装置７２は、例えば、車両Ｍが電動機を動力源とした電気自動車である場合、走行用モータおよび走行用モータを制御するモータＥＣＵを備える。走行駆動力出力装置７２は、例えば、車両Ｍがハイブリッド自動車である場合、エンジンおよびエンジンＥＣＵと走行用モータおよびモータＥＣＵを備える。走行駆動力出力装置７２がエンジンのみを含む場合、エンジンＥＣＵは、後述する走行制御部１２０から入力される情報に従って、エンジンのスロットル開度やシフト段等を調整し、車両が走行するための走行駆動力（トルク）を出力する。また、走行駆動力出力装置７２が走行用モータのみを含む場合、モータＥＣＵは、走行制御部１２０から入力される情報に従って、走行用モータに与えるＰＷＭ信号のデューティ比を調整し、上述した走行駆動力を出力する。また、走行駆動力出力装置７２がエンジンおよび走行用モータを含む場合、エンジンＥＣＵおよびモータＥＣＵの双方は、走行制御部１２０から入力される情報に従って、互いに協調して走行駆動力を制御する。
【００３４】
ステアリング装置７４は、例えば、電動モータと、ステアリングトルクセンサと、操舵角センサ等を備える。電動モータは、例えば、ラックアンドピニオン機能等に力を作用させてステアリングホイールの向きを変更する。ステアリングトルクセンサは、例えば、ステアリングホイールを操作したときのトーションバーのねじれをステアリングトルク（操舵力）として検出する。操舵角センサは、例えば、ステアリング操舵角（または実舵角）を検出する。ステアリング装置７４は、走行制御部１２０から入力される情報に従って、電動モータを駆動させ、ステアリングホイールの向きを変更する。
【００３５】
ブレーキ装置７６は、ブレーキペダルになされたブレーキ操作が油圧として伝達されるマスターシリンダー、ブレーキ液を蓄えるリザーバータンク、各車輪に出力される制動力を調節するブレーキアクチュエータ等を備える。制動制御部４４は、走行制御部１２０から入力される情報に従って、マスターシリンダーの圧力に応じたブレーキトルクが各車輪に出力されるように、ブレーキアクチュエータ等を制御する。なお、ブレーキ装置７６は、上記説明した油圧により作動する電子制御式ブレーキ装置に限らず、電動アクチュエーターにより作動する電子制御式ブレーキ装置であってもよい。
【００３６】
操作デバイス７８は、例えば、アクセルペダルやステアリングホイール、ブレーキペダル、シフトレバー等を含む。操作デバイス７８には、運転者による操作の有無や量を検出する操作検出センサ８０が取り付けられている。操作検出センサ８０は、例えば、アクセル開度センサ、ステアリングトルクセンサ、ブレーキセンサ、シフト位置センサ等を含む。操作検出センサ８０は、検出結果としてのアクセル開度、ステアリングトルク、ブレーキ踏量、シフト位置等を走行制御部１２０に出力する。なお、これに代えて、操作検出センサ８０の検出結果が、直接的に走行駆動力出力装置７２、ステアリング装置７４、またはブレーキ装置７６に出力されてもよい。
【００３７】
切替スイッチ８２は、運転者等によって操作されるスイッチである。切替スイッチ８２は、例えば、ステアリングホイールやガーニッシュ（ダッシュボード）等に設置される機械式のスイッチであってもよいし、ナビゲーション装置５０のタッチパネルに設けられるＧＵＩ（Graphical User Interface）スイッチであってもよい。切替スイッチ８２は、運転者等の操作を受け付け、走行制御部１２０による制御モードを自動運転モードまたは手動運転モードのいずれか一方に指定する制御モード指定信号を生成し、制御切替部１２２に出力する。自動運転モードとは、上述したように、運転者が操作を行わない（或いは手動運転モードに比して操作量が小さい、または操作頻度が低い）状態で走行する運転モードである。自動運転モードとは、より具体的には、行動計画に基づいて走行駆動力出力装置７２、ステアリング装置７４、およびブレーキ装置７６の一部または全部を制御する運転モードである。
【００３８】
［車両制御装置］
以下、車両制御装置１００について説明する。車両制御装置１００は、例えば、自車位置認識部１０２と、外界認識部１０４と、行動計画生成部１０６と、車線変更制御部１１０と、走行制御部１２０と、制御切替部１２２と、記憶部１３０とを備える。自車位置認識部１０２、外界認識部１０４、行動計画生成部１０６、車線変更制御部１１０、走行制御部１２０、および制御切替部１２２のうち一部または全部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサがプログラムを実行することにより機能するソフトウェア機能部である。また、これらのうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェア機能部であってもよい。また、記憶部１３０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュメモリ等で実現される。プロセッサが実行するプログラムは、予め記憶部１３０に格納されていてもよいし、車載インターネット設備等を介して外部装置からダウンロードされてもよい。また、プログラムを格納した可搬型記憶媒体が図示しないドライブ装置に装着されることで記憶部１３０にインストールされてもよい。
【００３９】
自車位置認識部１０２は、記憶部１３０に格納された地図情報１３２と、ファインダ２０、レーダ３０、カメラ４０、ナビゲーション装置５０、または車両センサ６０から入力される情報とに基づいて、車両Ｍが走行している車線（走行車線）、および、走行車線に対する車両Ｍの相対位置を認識する。地図情報１３２は、例えば、ナビゲーション装置５０が有するナビ地図よりも高精度な地図情報であり、車線の中央の情報あるいは車線の境界の情報等を含んでいる。より具体的には、地図情報１３２には、道路情報と、交通規制情報、住所情報（住所・郵便番号）、施設情報、電話番号情報等が含まれる。道路情報には、高速道路、有料道路、国道、都道府県道といった道路の種別を表す情報や、道路の車線数、各車線の幅員、道路の勾配、道路の位置（経度、緯度、高さを含む３次元座標）、車線のカーブの曲率、車線の合流および分岐ポイントの位置、道路に設けられた標識等の情報が含まれる。交通規制情報には、工事や交通事故、渋滞等によって車線が封鎖されているといった情報が含まれる。
【００４０】
図３は、自車位置認識部１０２により走行車線Ｌ１に対する車両Ｍの相対位置が認識される様子を示す図である。自車位置認識部１０２は、例えば、車両Ｍの基準点（例えば重心）の走行車線中央ＣＬからの乖離ＯＳ、および車両Ｍの進行方向の走行車線中央ＣＬを連ねた線に対してなす角度θを、走行車線Ｌ１に対する車両Ｍの相対位置として認識する。なお、これに代えて、自車位置認識部１０２は、走行車線Ｌ１（車両Ｍが走行する車線）のいずれかの側端部に対する車両Ｍの基準点の位置などを、走行車線に対する車両Ｍの相対位置として認識してもよい。
【００４１】
外界認識部１０４は、ファインダ２０、レーダ３０、カメラ４０等から入力される情報に基づいて、周辺車両の位置、および速度、加速度等の状態を認識する。本実施形態における周辺車両とは、車両Ｍの周辺を走行する車両であって、車両Ｍと同じ方向に走行する車両である。周辺車両の位置は、他車両（以下、第２車両ともいう）の重心やコーナー等の代表点で表されてもよいし、他車両の輪郭で表現された領域で表されてもよい。周辺車両の「状態」とは、上記各種機器の情報に基づいて周辺車両の加速度、車線変更をしているか否か（あるいはしようとしているか否か）を含んでもよい。外界認識部１０４は、周辺車両の位置の履歴や方向指示器の作動状態等に基づいて、車線変更をしているか否か（あるいはしようとしているか否か）を認識する。また、外界認識部１０４は、周辺車両に加えて、ガードレールや電柱、駐車車両、歩行者その他の物体の位置を認識してもよい。以下、ファインダ２０、レーダ３０、およびカメラ４０と、外界認識部１０４とを合わせたものを、周辺車両を検出する「検出部ＤＴ」と称する。検出部ＤＴは、更に、周辺車両との通信によって周辺車両の位置や速度等の状態を認識してもよい。第１の実施形態における検出部ＤＴは、「第１の検出部」の一例である。
【００４２】
行動計画生成部１０６は、所定の区間における行動計画を生成する。所定の区間とは、例えば、ナビゲーション装置５０により導出された経路のうち、高速道路等の有料道路を通る区間である。なお、これに限らず、行動計画生成部１０６は、任意の区間について行動計画を生成してもよい。
【００４３】
行動計画は、例えば、順次実行される複数のイベントで構成される。イベントには、例えば、車両Ｍを減速させる減速イベントや、車両Ｍを加速させる加速イベント、走行車線を逸脱しないように車両Ｍを走行させるレーンキープイベント、走行車線を変更させる車線変更イベント、車両Ｍに前走車両を追い越させる追い越しイベント、分岐ポイントにおいて所望の車線に変更させたり、現在の走行車線を逸脱しないように車両Ｍを走行させたりする分岐イベント、車線合流ポイントにおいて車両Ｍを加速又は減速させ、走行車線を変更させる合流イベント等が含まれる。例えば、有料道路（例えば高速道路等）においてジャンクション（分岐点）が存在する場合、車両制御装置１００は、自動運転モードにおいて、車両Ｍを目的地の方向に進行するように車線を変更したり、車線を維持したりする必要がある。従って、行動計画生成部１０６は、地図情報１３２を参照して経路上にジャンクションが存在していると判明した場合、現在の車両Ｍの位置（座標）からそのジャンクションの位置（座標）までの間に、目的地の方向に進行することができる所望の車線に車線変更するための車線変更イベントを設定する。なお、行動計画生成部１０６によって生成された行動計画を示す情報は、行動計画情報１３６として記憶部１３０に格納される。
【００４４】
図４は、ある区間について生成された行動計画の一例を示す図である。図示するように、行動計画生成部１０６は、目的地までの経路に従って走行した場合に生じる場面を分類し、個々の場面に即したイベントが実行されるように行動計画を生成する。なお、行動計画生成部１０６は、車両Ｍの状況変化に応じて動的に行動計画を変更してもよい。
【００４５】
行動計画生成部１０６は、例えば、生成した行動計画を、外界認識部１０４によって認識された外界の状態に基づいて変更（更新）してもよい。一般的に、車両が走行している間、外界の状態は絶えず変化する。特に、複数の車線を含む道路を車両Ｍが走行する場合、他車両との距離間隔は相対的に変化する。例えば、前方の他車両が急ブレーキを掛けて減速したり、隣の車線を走行する他車両が車両Ｍ前方に割り込んで来たりする場合、車両Ｍは、前方の他車両の挙動や、隣接する車線の他車両の挙動に合わせて速度や車線を適宜変更しつつ走行する必要がある。従って、行動計画生成部１０６は、上述したような外界の状態変化に応じて、制御区間ごとに設定したイベントを変更してもよい。
【００４６】
具体的には、行動計画生成部１０６は、車両走行中に外界認識部１０４によって認識された他車両の速度が閾値を超えたり、走行車線に隣接する隣接車線を走行する他車両の移動方向が走行車線方向に向いたりした場合に、車両Ｍが走行予定の運転区間に設定されたイベントを変更する。例えば、レーンキープイベントの後に車線変更ベントが実行されるようにイベントが設定されている場合において、外界認識部１０４の認識結果によってそのレーンキープイベント中に車線変更先の車線後方から車両が閾値以上の速度で進行してきたことが判明した場合、行動計画生成部１０６は、レーンキープイベントの次のイベントを車線変更から減速イベントやレーンキープイベント等に変更する。これによって、車両制御装置１００は、車両Ｍが車線変更先の車両に衝突することを回避することができる。この結果、車両制御装置１００は、外界の状態に変化が生じた場合においても、安全に車両Ｍを自動走行させることができる。
【００４７】
［車線変更イベント］
車線変更制御部１１０は、行動計画生成部１０６により行動計画に含まれる車線変更イベントが実施される際の制御を行う。車線変更制御部１１０は、例えば、ターゲット位置候補設定部１１１と、判定部１１２と、仮想車両設定部１１３と、他車位置変化推定部１１４と、走行軌道生成部１１５と、ターゲット位置決定部１１６とを備える。なお、判定部１１２、仮想車両設定部１１３、他車位置変化推定部１１４、および走行軌道生成部１１５を合わせたものは、制御計画生成部の一例である。
【００４８】
（ターゲット位置候補の設定）
ターゲット位置候補設定部１１１は、外界認識部１０４によって認識された周辺車両の位置を参照し、まず車線変更の対象となる大枠の対象領域を設定し、対象領域内において、車両Ｍが走行している走行車線（自車線）に隣接する隣接車線を走行する周辺車両に対する相対位置として、車線変更ターゲット位置候補を設定する。本実施形態では、一例として、対象領域を機器の全検出領域に相当するものとして説明する。なお、対象領域は、機器の検出領域の一部領域であってもよい。
【００４９】
図５は、第１の実施形態におけるターゲット位置候補設定部１１１が車線変更ターゲット位置候補を設定する様子を示す図である。図中、ｍａ、ｍｂは周辺車両であり、ｄは各車両の進行（走行）方向であり、Ｌ１は走行車線であり、Ｌ２、Ｌ３は隣接車線である。また、ＤＲは検出領域であり、Ｔ１からＴ３は車線変更ターゲット位置候補である。いずれの車線変更ターゲット位置候補であるかを区別しないときは、単に車線変更ターゲット位置候補Ｔと表記する。
【００５０】
図５の例の場合、ターゲット位置候補設定部１１１は、隣接車線Ｌ２上において、車両ｍａと車両ｍｂとの間に、車線変更ターゲット位置候補Ｔ１を設定し、車両ｍｂの後方から車両進行方向ｄに対して後方側の検出領域ＤＲの外縁までの間に、車線変更ターゲット位置候補Ｔ２を設定している。すなわち、ターゲット位置候補設定部１１１は、隣接車線上に周辺車両が複数台存在している場合には、これら複数の周辺車両の間に車線変更ターゲット位置候補Ｔを設定する。ターゲット位置候補設定部１１１は、例えば、周辺車両がｎ台存在している場合には、この隣接車線上の検出領域ＤＲにおいてｎ＋１個の車線変更ターゲット位置候補Ｔを設定する。なお、図５の例では、車両ｍａの前方は、検出領域Ｄの境界であるため、車両ｍａの前方にはターゲット位置候補Ｔは設定できない。従って、ターゲット位置候補設定部１１１は、隣接車線Ｌ２上において車両が２台存在することから、３つの車線変更ターゲット位置候補Ｔを設定するべきであるが、車両ｍａの前方にはターゲット位置候補Ｔが設定できないため、２つの車線変更ターゲット位置候補Ｔを設定している。
【００５１】
また、ターゲット位置候補設定部１１１は、隣接車線Ｌ３上に周辺車両が存在しないことから、隣接車線Ｌ３上において、車両進行方向ｄに対して前方側の検出領域ＤＲの外縁から、車両進行方向ｄに対して後方側の検出領域ＤＲの外縁までの間に、車線変更ターゲット位置候補Ｔ３を設定している。すなわち、ターゲット位置候補設定部１１１は、隣接車線上に周辺車両が存在しない場合には、この隣接車線上の検出領域ＤＲ全体に（隣接車線Ｌ３全てに）１つの車線変更ターゲット位置候補Ｔを設定する。なお、以下の説明では、特段の記載がない限り、行動計画によって走行車線Ｌ１の右側に延在する隣接車線Ｌ２に車線変更することが指示されているものとする。
【００５２】
判定部１１２は、ターゲット位置候補設定部１１１によって設定された車線変更ターゲット位置候補Ｔに車線変更する場合を想定した際に、外界認識部１０４により、所定の条件を満たす周辺車両が認識されたか否かを判定する。
【００５３】
所定の条件を満たす周辺車両が認識されるとは、走行車線において車両Ｍの前方（直前）を走行する周辺車両（以下、「前走車両」と称する）が外界認識部１０４により認識されること、ターゲット位置候補設定部１１１によって設定された車線変更ターゲット位置候補Ｔの前方（直前）を走行する周辺車両（以下、「車線変更ターゲット位置候補前走車両」と称する）が外界認識部１０４により認識されること、ターゲット位置候補設定部１１１によって設定された車線変更ターゲット位置候補Ｔの後方（直後）を走行する周辺車両（以下、「車線変更ターゲット位置候補後走車両」と称する）が外界認識部１０４により認識されること、のうち少なくとも１つである。
【００５４】
仮想車両設定部１１３は、前走車両、車線変更ターゲット位置候補前走車両、および車線変更ターゲット位置候補後走車両のうちいずれか１つ以上の車両が、外界認識部１０４によって認識されない場合、非認識の車両を仮想的に擬した仮想車両を設定する。
【００５５】
他車位置変化推定部１１４は、前走車両、車線変更ターゲット位置候補前走車両、および車線変更ターゲット位置候補後走車両について、将来の位置変化を推定する。この際、前走車両、車線変更ターゲット位置候補前走車両、および車線変更ターゲット位置候補後走車両のうちいずれか１つ以上の車両が外界認識部１０４によって認識されていない場合、これら３つの車両のうちの外界認識部１０４によって認識されている車両と、車両が認識されていないことを受けて仮想車両設定部１１３が設定した仮想車両とについて、将来の位置変化を推定する。
【００５６】
走行軌道生成部１１５は、ターゲット位置候補設定部１１１により設定された車線変更ターゲット位置候補Ｔごとに、他車位置変化推定部１１４により推定された周辺車両の位置変化に基づいて、車線変更のための走行軌道を生成する。走行軌道は、制御計画の一例である。
【００５７】
ターゲット位置決定部１１６は、走行軌道生成部１１５によって車線変更ターゲット位置候補Ｔごとに生成された走行軌道に基づいて、ターゲット位置候補設定部１１１によって設定された複数の車線変更ターゲット位置候補Ｔから１つの車線変更ターゲット位置Ｔ＃を決定する。
【００５８】
以下、フローチャートに即して、車線変更制御部１１０の具体的な処理について説明する。図６は、第１の実施形態における車線変更制御部１１０の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【００５９】
まず、ターゲット位置候補設定部１１１が、車線変更ターゲット位置候補Ｔを１つ選択する（ステップＳ１００）。次に、判定部１１２が、ターゲット位置候補設定部１１１によって選択された車線変更ターゲット位置候補Ｔに車線変更する場合を想定した際に、外界認識部１０４（検出部ＤＴ）により、前走車両、車線変更ターゲット位置候補前走車両、および車線変更ターゲット位置候補後走車両が認識（検出）されたか否かを判定する（ステップＳ１０２）。
【００６０】
前走車両、車線変更ターゲット位置候補前走車両、および車線変更ターゲット位置候補後走車両のうちいずれか１つ以上の車両が外界認識部１０４によって認識されない場合、仮想車両設定部１１３が、非認識の車両を仮想的に擬した仮想車両を設定する（ステップＳ１０４）。
【００６１】
以下、ステップＳ１０４の処理である仮想車両の設定処理について説明する。図７は、仮想車両の設定処理の流れの一例を示すフローチャートである。本フローチャートの処理は、上述した図６のフローチャートにおけるステップＳ１０４の処理に相当する。
【００６２】
まず、判定部１１２は、外界認識部１０４によって前走車両が認識されたか否かを判定する（ステップＳ２００）。仮想車両設定部１１３は、外界認識部１０４によって前走車両が認識されない場合、前走車両を仮想的に擬した仮想車両を、走行車線前方における検出領域の外縁付近に所定の状態で設定する（ステップＳ２０２）。
【００６３】
所定の状態とは、仮想車両の速度がゼロである状態や、仮想車両の速度（或いは加速度）が閾値以下である状態、仮想車両の速度が車両Ｍと等速度である状態を含む。例えば、仮想車両設定部１１３は、検出領域ＤＲの外縁付近に、停止している仮想車両を設定してもよいし、一定の速度で徐行しているような仮想車両を設定してもよい。本実施形態では、前走車両が認識されていない場合、仮想車両設定部１１３は、停止している静止体の仮想車両を設定するものとする。
【００６４】
図８は、検出領域ＤＲ内において前走車両が認識されていない場面の一例を示す図である。図８の例では、走行車線をＬ１、走行車線Ｌ１の右側の隣接車線をＬ２、走行車線Ｌ１の左側の隣接車線をＬ３、車線変更ターゲット位置候補をＴとして表している。図８の例の場合、周辺車両ｍ２は、隣接車線Ｌ２において車線変更ターゲット位置候補Ｔの前方に位置しているため、車線変更ターゲット位置候補前走車両であると認識される。また、周辺車両ｍ３は、隣接車線Ｌ２において車線変更ターゲット位置候補Ｔの後方に位置しているため、車線変更ターゲット位置候補後走車両であると認識される。また、走行車線Ｌ１において車両Ｍの前方に位置する車両が検出されていないため前走車両は認識されていない。従って、仮想車両設定部１１３は、走行車線Ｌ１の前方における検出領域ＤＲの外縁付近に、静止体の仮想車両ｖｍを設定する。
【００６５】
具体的には、仮想車両設定部１１３は、検出領域ＤＲの外側に車体の後端部が位置するように仮想車両を設定する。図９は、検出領域ＤＲの外縁付近に仮想車両ｖｍを設定する様子の一例を示す図である。図９に示すように、仮想車両設定部１１３は、全ての車体領域が検出領域ＤＲ内に含まれないように仮想車両を外縁よりも外側に配置する。
【００６６】
また、仮想車両設定部１１３は、検出領域ＤＲの内側に車体の後端部が位置するように仮想車両を設定してもよい。図１０は、検出領域ＤＲの外縁付近に仮想車両ｖｍを設定する様子の他の例を示す図である。図１０に示すように、仮想車両設定部１１３は、一部の車体領域が検出領域ＤＲ内に含まれるように仮想車両を外縁上に配置する。なお、仮想車両設定部１１３は、全部の車体領域が検出領域ＤＲ内に含まれるように仮想車両を外縁よりも内側に配置してもよい。また、仮想車両設定部１１３は、車線進行方向に対する車線幅方向に関して、例えば、走行車線の中央ＣＬに仮想車両を設定する。なお、仮想車両設定部１１３は、車線幅方向に関して、中央ＣＬから外れた位置に仮想車両を設定してもよい。
【００６７】
次に、判定部１１２は、外界認識部１０４によって車線変更ターゲット位置候補前走車両が認識されたか否かを判定する（ステップＳ２０４）。仮想車両設定部１１３は、外界認識部１０４によって車線変更ターゲット位置候補前走車両が認識されない場合、認識されていない車線変更ターゲット位置候補前走車両を仮想的に擬した仮想車両を、隣接車線前方における検出領域の外縁付近に所定の状態で設定する（ステップＳ２０６）。なお、本実施形態では、仮想車両設定部１１３は、前走車両を仮想的に擬した仮想車両を設定する場合と同様に、車線変更ターゲット位置候補前走車両を仮想的に擬した仮想車両を静止した状態で設定するものとする。
【００６８】
図１１は、検出領域ＤＲ内において車線変更ターゲット位置候補前走車両が認識されていない場面の一例を示す図である。図１１の例では、図８と同様に、走行車線をＬ１、走行車線Ｌ１の右側の隣接車線をＬ２、走行車線Ｌ１の左側の隣接車線をＬ３、車線変更ターゲット位置候補をＴとして表している。図１１の例の場合、周辺車両ｍ１は、走行車線Ｌ１において車両Ｍの前方に位置しているため、前走車両であると認識される。また、周辺車両ｍ３は、隣接車線Ｌ２において車線変更ターゲット位置候補Ｔの後方に位置しているため、車線変更ターゲット位置候補後走車両であると認識される。また、隣接車線Ｌ２において車線変更ターゲット位置候補Ｔの前方に位置する車両が検出されていないため車線変更ターゲット位置候補前走車両は認識されていない。従って、仮想車両設定部１１３は、隣接車線Ｌ２の前方における検出領域ＤＲの外縁付近に、車線変更ターゲット位置候補前走車両を仮想的に擬した仮想車両ｖｍを静止体として設定する。
【００６９】
車線変更ターゲット位置候補前走車両が認識されていない場合に、検出領域ＤＲの外縁付近に設定する仮想車両ｖｍの配置位置は、上述した前走車両の仮想車両を配置する場合と同様である。例えば、仮想車両設定部１１３は、検出領域ＤＲの外側に車体の後端部が位置するように仮想車両を設定してもよいし、検出領域ＤＲの内側に車体の後端部が位置するように仮想車両を設定してもよい。
【００７０】
次に、判定部１１２は、外界認識部１０４によって車線変更ターゲット位置候補後走車両が認識されたか否かを判定する（ステップＳ２０８）。仮想車両設定部１１３は、外界認識部１０４によって車線変更ターゲット位置候補後走車両が認識されない場合、認識されていない車線変更ターゲット位置候補後走車両を仮想的に擬した仮想車両を、隣接車線前方における検出領域ＤＲの外縁付近に移動可能な状態（移動体）で設定する（ステップＳ２１０）。
【００７１】
移動可能な状態とは、仮想車両の速度（或いは加速度）が閾値以上である状態を含む。
例えば、仮想車両設定部１１３は、検出領域ＤＲの外縁付近に、想定する最高速度の定数倍（１倍も含む）で走行する仮想車両を設定してもよいし、車両Ｍや車線変更ターゲット位置候補前走車両の速度の定数倍（１倍も含む）の速度で走行する仮想車両を設定してもよい。本実施形態では、仮想車両設定部１１３は、想定する最高速度で走行する移動体として仮想車両を設定するものとする。
【００７２】
図１２は、検出領域ＤＲ内において車線変更ターゲット位置候補後走車両が認識されていない場面の一例を示す図である。図１２の例では、図８および図１１と同様に、走行車線をＬ１、走行車線Ｌ１の右側の隣接車線をＬ２、走行車線Ｌ１の左側の隣接車線をＬ３、車線変更ターゲット位置候補をＴとして表している。図１２の例の場合、周辺車両ｍ１は、走行車線Ｌ１において車両Ｍの前方に位置しているため、前走車両であると認識される。また、周辺車両ｍ２は、隣接車線Ｌ２において車線変更ターゲット位置候補Ｔの前方に位置しているため、車線変更ターゲット位置候補前走車両であると認識される。また、隣接車線Ｌ２において車線変更ターゲット位置候補Ｔの後方に位置する車両が検出されていないため車線変更ターゲット位置候補後走車両は認識されていない。従って、仮想車両設定部１１３は、隣接車線Ｌ２の後方における検出領域ＤＲの外縁付近に、車線変更ターゲット位置候補後走車両を仮想的に擬した仮想車両ｖｍを移動体として設定する。
【００７３】
車線変更ターゲット位置候補後走車両が認識されていない場合に、検出領域ＤＲの外縁付近に設定する仮想車両ｖｍの配置位置は、上述した前走車両や車線変更ターゲット位置候補前走車両における仮想車両の配置位置と同様である。例えば、仮想車両設定部１１３は、検出領域ＤＲの外側に車体の前端部が位置するように仮想車両を設定してもよいし、検出領域ＤＲの内側に車体の前端部が位置するように仮想車両を設定してもよい。
【００７４】
以上、説明したフローチャートの処理によって、所定の条件を満たす周辺車両ごとに仮想車両を設定することができる。
【００７５】
ここで図６のフローチャートの説明に戻る。ステップＳ１０２の処理において前走車両、車線変更ターゲット位置候補前走車両、および車線変更ターゲット位置候補後走車両が外界認識部１０４によって認識された場合、仮想車両が設定されない状態で、他車位置変化推定部１１４が、外界認識部１０４によって認識された前走車両、車線変更ターゲット位置候補前走車両、および車線変更ターゲット位置候補後走車両について、将来の位置変化を推定する（ステップＳ１０６）。
【００７６】
将来の位置変化は、例えば、現在の速度を保ったまま走行すると仮定した定速度モデル、現在の加速度を保ったまま走行すると仮定した定加速度モデル、その他、種々のモデルに基づいて推定することができる。また、他車位置変化推定部１１４は、車両Ｍが車線変更時に干渉する可能性の高い周辺車両（仮想車両も含む）の操舵角について考慮してもよいし、操舵角を考慮せず、現在の走行車線を維持したまま走行すると仮定して位置変化を推定してもよい。以下の説明では、上記周辺車両は、現在の速度を保ったまま、走行車線を維持して走行すると仮定して位置変化を推定するものとする。
【００７７】
図１３は、判定の対象となる周辺車両が認識されている場合における車両Ｍと周辺車両との位置関係の一例を示す図である。図１３中において、Ｍは車両、周辺車両ｍ１は前走車両、周辺車両ｍ２は車線変更ターゲット位置候補前走車両、周辺車両ｍ３は車線変更ターゲット位置候補後走車両、Ｔは車線変更ターゲット位置候補を表している。例えば、パターン（ａ）は、車両の進行方向側から順に、ｍ１−ｍ２−Ｍ−ｍ３の位置関係であることを表しており、車両Ｍが周辺車両との相対位置を変えずに車線変更する場合の例を示している。また、パターン（ｂ）は、車両の進行方向側から順に、ｍ２−ｍ１−ｍ３−Ｍの位置関係であることを表しており、周辺車両との相対位置を上げて（相対的に加速して）車線変更する場合の例を示している。
【００７８】
例えば、他車位置変化推定部１１４は、車両の位置関係を類型化したパターンごとに、周辺車両ｍ１、ｍ２、およびｍ３の速度モデルに基づいて、将来の位置変化の類型化を行う。
図１４は、車両位置関係のパターン（ａ）について周辺車両の位置変化を類型化した各パターンを示す図である。また、図１５は、車両位置関係のパターン（ｂ）について周辺車両の位置変化を類型化した各パターンを示す図である。図１４および図１５における縦軸は、車両Ｍを基準とした進行方向に関する変位を、横軸は経過時間を表している。また、図１４および図１５における車線変更後存在可能領域とは、車線変更を行った後、判定の対象となる周辺車両（ｍ１、ｍ２、ｍ３）が同じ傾向で走行を続けた場合に、車両Ｍが存在できる変位の領域を示している。例えば、図１４における「速度：ｍ２＞ｍ１＞ｍ３」の図において、車線変更可能領域が前走車両ｍ１の変位よりも下側にある、すなわち車線変更を行う前には車両Ｍが前走車両ｍ１よりも前方に出ないように制約されるが、車線変更を行った後は、前走車両ｍ１よりも前方に出ても問題無いことを示している。この車線変更後存在可能領域は、走行軌道生成部１１５の処理に用いられる。なお、車両の位置関係を類型化したパターンは、上述したパターン（ａ）、（ｂ）の他に、例えば、ｍ２−ｍ１−Ｍ−ｍ３や、ｍ１−Ｍ−ｍ２−ｍ３等の位置関係であってもよく、車両の数に応じて分類化されてよい。上述した例の場合、車両の位置関係を表すパターンは、６通りに類型化される。
【００７９】
また、上述したステップＳ１０２の処理において、前走車両、車線変更ターゲット位置候補前走車両、および車線変更ターゲット位置候補後走車両のうちいずれか１つ以上の車両が外界認識部１０４によって認識されずに、仮想車両が設定された場合、他車位置変化推定部１１４が、外界認識部１０４によって認識された前走車両、車線変更ターゲット位置候補前走車両、或いは車線変更ターゲット位置候補後走車両と、認識されないことを受けて仮想車両設定部１１３によって設定された仮想車両とについて、将来の位置変化を推定する（ステップＳ１０６）。
【００８０】
例えば、車線変更ターゲット位置候補前走車両および車線変更ターゲット位置候補後走車両が認識され、前走車両が認識されていない場合、他車位置変化推定部１１４は、認識されている車線変更ターゲット位置候補前走車両および車線変更ターゲット位置候補後走車両と、認識されていない前走車両を仮想的に擬した仮想車両とについて、将来の位置変化を推定する。
【００８１】
図１６は、判定の対象となる周辺車両の一部が認識されていない場合における車両Ｍと周辺車両との位置関係の一例を示す図である。図１６の例では、前走車両ｍ１が認識されておらず、前走車両ｍ１を仮想的に擬した仮想車両ｖｍ１が設定されている。以下、仮想車両ｖｍ１が設定された場合の車両の位置関係を、パターン（ｃ）として説明する。例えば、パターン（ｃ）は、車両の進行方向側から順に、ｖｍ１−ｍ２−Ｍ−ｍ３の位置関係であることを表しており、車両Ｍが周辺車両との相対位置を変えずに車線変更する場合の例を示している。
【００８２】
パターン（ｃ）の位置関係の場合、他車位置変化推定部１１４は、仮想車両ｖｍ１と、車線変更ターゲット位置候補前走車両ｍ２および車線変更ターゲット位置候補後走車両ｍ３との速度モデルに基づいて、将来の位置変化の類型化を行う。図１７は、車両位置関係のパターン（ｃ）について周辺車両の位置変化を類型化した各パターンを示す図である。
図１７における縦軸は、図１４、１５と同様に、車両Ｍを基準とした進行方向に関する変位を、横軸は経過時間を表している。図１７の例では、仮想車両ｖｍ１を速度ゼロの静止体として仮定したモデルによって将来の位置変化を推定している。
【００８３】
また、前走車両、車線変更ターゲット位置候補前走車両、および車線変更ターゲット位置候補後走車両の全部が外界認識部１０４によって認識されない場合、他車位置変化推定部１１４は、これら全ての周辺車両に対応した仮想車両について、将来の位置変化を推定する。このような場合、他車位置変化推定部１１４は、仮想車両設定部１１３によって設定された各仮想車両の速度に従った速度モデルに基づいて、将来の位置変化を推定する。
【００８４】
なお、他車位置変化推定部１１４は、上述した前走車両、車線変更ターゲット位置候補前走車両、および車線変更ターゲット位置候補後走車両に限らず、例えば、走行車線を走行する上記前走車両とは異なる車両や、隣接車線を走行する上記車線変更ターゲット位置候補前走車両および車線変更ターゲット位置候補後走車両とは異なる車両を考慮して、将来の位置変化を推定してもよい。また、他車位置変化推定部１１４は、隣接車線のさらに隣の車線上を走行する周辺車両を考慮して、将来の位置変化を推定してもよい。
【００８５】
次に、走行軌道生成部１１５は、ターゲット位置候補設定部１１１により設定された車線変更ターゲット位置候補Ｔごとに、他車位置変化推定部１１４により推定された周辺車両の位置変化に基づいて、車線変更のための走行軌道を生成する（ステップＳ１０８）。
【００８６】
以下、ステップＳ１０８の処理について説明する。以下の説明では、上述した車両位置関係のパターン（ｂ）におけるｍ１＞ｍ３＞ｍ２の速度関係を例にとって説明する。例えば、走行軌道生成部１１５は、他車位置変化推定部１１４により推定された周辺車両の位置変化に基づいて、車線変更の開始時点と終了時点とを決定し、この開始時点から終了時点までの期間（車線変更可能期間Ｐ）において、車線変更するように車両Ｍの速度を決定する。ここで、車線変更の開始時点を決定するためには、「車両Ｍが車線変更ターゲット位置候補後走車両ｍ３を追い抜く時点」といった要素が存在し、これを解くためには車両Ｍの加速又は減速に関する仮定が必要となる。この点、走行軌道生成部１１５は、例えば、加速するのであれば、現在の車両Ｍの速度から急加速とならない範囲内で、法定速度を上限として速度変化曲線を導出し、車線変更ターゲット位置候補後走車両ｍ３の位置変化と合わせて「車両Ｍが車線変更ターゲット位置候補後走車両ｍ３を追い抜く時点」を決定する。これによって、走行軌道生成部１１５は、車線変更の開始時点を決定する。
【００８７】
また、車線変更の終了時点を決定するためには、走行軌道生成部１１５は、例えば、車線変更ターゲット位置候補後走車両ｍ３が車線変更ターゲット位置候補前走車両ｍ２に追いつき、車線変更ターゲット位置候補後走車両ｍ３と車線変更ターゲット位置候補前走車両ｍ２との間の距離が所定距離となったときを終了時点と決定する。このように、走行軌道生成部１１５は、車線変更の開始時点と終了時点とを決定することによって、車線変更可能期間Ｐを導出する。
【００８８】
走行軌道生成部１１５は、導出した車線変更可能期間Ｐ内において、車線変更可能領域に進入可能な車両Ｍの速度の制約を求め、この速度の制約に従って車線変更のための走行軌道を生成する。図１８は、走行軌道生成部１１５により生成される車線変更のための走行軌道の一例を示す図である。図１８における縦軸は、車両Ｍを基準とした進行方向に関する変位を、横軸は経過時間を表している。また、前走車両はｍ１、車線変更ターゲット位置候補前走車両はｍ２、車線変更ターゲット位置候補後走車両はｍ３として表している。図１８の例において、車線変更可能領域とは、前走車両ｍ１と、車線変更ターゲット位置候補前走車両ｍ２との双方の変位よりも小さく、且つ車線変更ターゲット位置候補後走車両ｍ３の変位よりも大きい領域である。すなわち、車両Ｍの速度の制約は、車線変更ターゲット位置候補後走車両ｍ３が車線変更ターゲット位置候補前走車両ｍ２に追いつくまでの期間（車線変更可能期間Ｐ）において、車両Ｍが前走車両ｍ１に追いつかず、且つ車線変更ターゲット位置候補後走車両ｍ３を追い抜くような速度範囲で設定される。
【００８９】
また、車両Ｍの速度の制約は、車線変更後（車線変更ターゲット位置候補前走車両ｍ２と車線変更ターゲット位置候補後走車両ｍ３との間に位置する状態）において、前走車両となる車線変更ターゲット位置候補前走車両ｍ２に追従走行することを含んでもよい。
この場合、追従走行を開始した時点では、車両Ｍが車線変更可能領域から逸脱し、車線変更後存在可能領域に進入してもよい。車線変更後存在可能領域とは、図１８に示すように、前走車両ｍ１の変位が車線変更ターゲット位置候補前走車両ｍ２の変位よりも小さい領域である。すなわち、車線変更可能領域から車線変更後存在可能領域に進入することは、車線変更を行う前において、上記速度の制約により車両Ｍが前走車両ｍ１よりも前に出ない状態を維持しているときから、車線変更を行った後において、前走車両ｍ１よりも前に出る状態に遷移することを示している。
【００９０】
更に、走行軌道生成部１１５は、車両Ｍが車線変更ターゲット位置候補後走車両ｍ３を追い抜いてから車線変更する必要がある場合には、車両Ｍの変位が車線変更ターゲット位置候補後走車両ｍ３の変位よりも十分に大きくなったポイント（例えば図中ＣＰ）で車線変更を開始するように、車両Ｍの速度の制約を設定する。このようにして設定した速度の制約を満たすように、走行軌道生成部１１５は、図中に示す車両Ｍの変位の変化を表す軌道（軌跡）を描き、走行軌道として導出する。なお、走行軌道生成部１１５は、例えば、前走車両との相対位置が一定になるような速度で、この前走車両を追従するような走行軌道を生成してもよい。
【００９１】
車線変更制御部１１０は、全ての車線変更ターゲット位置候補ＴについてステップＳ１００からＳ１０８の処理を行ったか否かを判定する（ステップＳ１１０）。全ての車線変更ターゲット位置候補ＴについてステップＳ１００からＳ１０８の処理を行っていない場合、ステップＳ１００に戻り、次の車線変更ターゲット位置候補Ｔを選択して以降の処理を行う。
【００９２】
全ての車線変更ターゲット位置候補ＴについてステップＳ１００からＳ１０８の処理を行った場合、ターゲット位置決定部１１６が、対応する走行軌道を評価することにより、車線変更ターゲット位置Ｔ＃を決定する（ステップＳ１１２）。
【００９３】
ターゲット位置決定部１１６は、例えば、安全性や効率性の観点から車線変更ターゲット位置Ｔ＃を決定する。ターゲット位置決定部１１６は、車線変更ターゲット位置候補Ｔのそれぞれに対応する走行軌道を参照し、車線変更の際の前後車両との間隔が広いもの、速度が法定速度に近いもの、或いは車線変更の際に必要な加速又は減速が小さいもの等を、優先的に車線変更ターゲット位置Ｔ＃として選択する。こうして１つの車線変更ターゲット位置Ｔ＃、および走行軌道が決定される。
【００９４】
以上、説明した処理手順によって、本フローチャートの処理は終了する。
【００９５】
［走行制御］
走行制御部１２０は、制御切替部１２２による制御によって、制御モードを自動運転モードあるいは手動運転モードに設定し、設定した制御モードに従って、走行駆動力出力装置７２、ステアリング装置７４、およびブレーキ装置７６の一部または全部を含む制御対象を制御する。走行制御部１２０は、自動運転モード時において、行動計画生成部１０６によって生成された行動計画情報１３６を読み込み、読み込んだ行動計画情報１３６に含まれるイベントに基づいて制御対象を制御する。このイベントが車線変更イベントである場合、走行制御部１２０は、走行軌道生成部１１５により生成された走行軌道に従い、ステアリング装置９２における電動モータの制御量（例えば回転数）と、走行駆動力出力装置９０におけるＥＣＵの制御量（例えばエンジンのスロットル開度やシフト段等）と、を決定する。走行制御部１２０は、イベントごとに決定した制御量を示す情報を、対応する制御対象に出力する。これによって、制御対象の各装置（７２、７４、７６）は、走行制御部１２０から入力された制御量を示す情報に従って、その制御対象の装置を制御することができる。
また、走行制御部１２０は、車両センサ６０の検出結果に基づいて、決定した制御量を適宜調整する。
【００９６】
また、走行制御部１２０は、手動運転モード時において、操作検出センサ８０により出力される操作検出信号に基づいて制御対象を制御する。例えば、走行制御部１２０は、操作検出センサ８０により出力された操作検出信号を、制御対象の各装置にそのまま出力する。
【００９７】
制御切替部１２２は、行動計画生成部１０６によって生成され、記憶部１３０に格納された行動計画情報１３６に基づいて、走行制御部１２０による車両Ｍの制御モードを自動運転モードから手動運転モードに、または手動運転モードから自動運転モードに切り換える。また、制御切替部１２２は、切替スイッチ８２から入力される制御モード指定信号に基づいて、走行制御部１２０による車両Ｍの制御モードを自動運転モードから手動運転モードに、または手動運転モードから自動運転モードに切り換える。すなわち、走行制御部１２０の制御モードは、運転者等の操作によって走行中や停車中に任意に変更することができる。
【００９８】
また、制御切替部１２２は、操作検出センサ８０から入力される操作検出信号に基づいて、走行制御部１２０による車両Ｍの制御モードを自動運転モードから手動運転モードに切り換える。例えば、制御切替部１２２は、操作検出信号に含まれる操作量が閾値を超える場合、すなわち、操作デバイス７０が閾値を超えた操作量で操作を受けた場合、走行制御部１２０の制御モードを自動運転モードから手動運転モードに切り換える。例えば、自動運転モードに設定された走行制御部１２０によって車両Ｍが自動走行している場合において、運転者によってステアリングホイール、アクセルペダル、またはブレーキペダルが閾値を超える操作量で操作された場合、制御切替部１２２は、走行制御部１２０の制御モードを自動運転モードから手動運転モードに切り換える。これによって、車両制御装置１００は、人間等の物体が車道に飛び出して来たり、前走車両が急停止したりした際に運転者により咄嗟になされた操作によって、切替スイッチ８２の操作を介さずに直ぐさま手動運転モードに切り替えることができる。この結果、車両制御装置１００は、運転者による緊急時の操作に対応することができ、走行時の安全性を高めることができる。
【００９９】
以上説明した第１の実施形態における車両制御装置１００、車両制御方法、および車両制御プログラムによれば、仮想車両設定部１１３が検出部ＤＴによって検出された１以上の周辺車両のうち、所定の条件を満たす周辺車両に基づいて、車両の走行軌道を生成し、所定の条件を満たす周辺車両が検出できない場合に、所定の条件を満たす周辺車両を仮想的に擬した仮想車両を設定して車両の走行軌道を生成することによって、所定の条件を満たす周辺車両が検出部ＤＴによって検出されないような場合であっても、車線変更時における周辺車両の将来の位置変化を精度良く推定することができる。これによって、第１の実施形態における車両制御装置１００は、走行制御部１２０が仮想車両設定部１１３によって設定された仮想車両と、検出部ＤＴによって検出された周辺車両との一方または双方に基づいて、車両の加速、減速または操舵を精度よく制御することができる。この結果、第１の実施形態における車両制御装置１００は、より柔軟な自動運転を行うことができる。
【０１００】
また、第１の実施形態における車両制御装置１００、車両制御方法、および車両制御プログラムによれば、前走車両、車線変更ターゲット位置候補前走車両、および車線変更ターゲット位置候補後走車両のうちいずれか１つ以上の車両に着目して車線変更を実施するため、自動運転を行う際に実施される周辺車両の状態推定に費やす計算コストを抑えることができる。
【０１０１】
また、第１の実施形態における車両制御装置１００、車両制御方法、および車両制御プログラムによれば、車両Ｍの前方に設定する仮想車両を静止体としたり、或いは車両Ｍの後方に設定する仮想車両を移動体としたりするため、より安全に自動運転を行うことができる。
【０１０２】
＜第２の実施形態＞
以下、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態における車両制御装置１００は、検出部ＤＴによって、車線の消失領域、或いは出現領域が検出された場合に仮想車両を設定する点で、第１の実施形態と相違する。以下、係る相違点を中心に説明する。
【０１０３】
第２の実施形態における検出部ＤＴは、ファインダ２０、レーダ３０、およびカメラ４０と、外界認識部１０４と、ナビゲーション装置５０とを合わせたものである。第２の実施形態における検出部ＤＴは、機器の検出結果と記憶部１３０に格納された地図情報１３２との一方または双方に基づいて、車線の消失領域または出現領域を検出する。より具体的には、検出部ＤＴに含まれる外界認識部１０４が、機器の検出結果と記憶部１３０に格納された地図情報１３２との一方または双方に基づいて、車線の消失領域または出現領域を認識する。例えば、車線の消失領域は、車線の合流ポイントであり、また、車線の出現領域は、車線の分岐ポイントである。以下、外界認識部１０４によって車線の消失領域または出現領域が認識されたことを、検出部ＤＴによって車線の消失領域または出現領域が検出されたと説明する。なお、第２の実施形態における検出部ＤＴは、「第２の検出部」の一例である。
【０１０４】
第２の実施形態において、判定部１１２は、検出部ＤＴにより車線の消失領域または出現領域が検出されたか否かを判定する。
【０１０５】
以下、車線の消失領域が検出される場合について説明する。図１９は、第２の実施形態における車線変更制御部１１０の処理の流れの一例を示すフローチャートである。例えば、車線変更制御部１１０は、本フローチャートの処理に従って、車線の消失領域が存在する場合に仮想車両を設定する。なお、本フローチャートの処理は、上述した図７におけるステップＳ２００およびＳ２０２の処理に相当する。
【０１０６】
まず、判定部１１２は、検出領域ＤＲ内に前走車両が存在しているか否か、すなわち前走車両が外界認識部１０４によって認識されたか否かを判定する（ステップＳ３００）。
車線変更制御部１１０は、検出領域ＤＲ内に前走車両が存在している場合、本フローチャートの処理を終了する。
【０１０７】
一方、判定部１１２は、検出領域ＤＲ内に前走車両が存在していない場合、検出領域ＤＲ内において車線の消失領域が検出されたか否かを判定する（ステップＳ３０２）。仮想車両設定部１１３は、検出領域ＤＲ内において車線の消失領域が検出されない場合、上述した第１の実施形態と同様に、検出領域ＤＲの外縁付近に、前走車両を仮想的に擬した仮想車両を設定する（ステップＳ３０４）。
【０１０８】
これに対して、仮想車両設定部１１３は、検出領域ＤＲ内において車線の消失領域が検出された場合、車線の消失領域の周辺に、前走車両を仮想的に擬した仮想車両を設定する（ステップＳ３０６）。
【０１０９】
図２０は、検出領域ＤＲ内において車線の消失領域が検出された場面の一例を示す図である。図２０の例では、周辺車両ｍ２が車線変更ターゲット位置候補前走車両、周辺車両ｍ３が車線変更ターゲット位置候補後走車両として認識されている。また、前走車両が認識されず、走行車線Ｌ１上で車線が消失している。このような場合、仮想車両設定部１１３は、検出領域ＤＲ内において走行車線Ｌ１の幅員Ｗが狭くなっている領域に仮想車両ｖｍを設定する。より具体的には、仮想車両設定部１１３は、走行車線Ｌ１の幅員Ｗが縮小を開始する位置から車線が完全に消失する位置までの範囲Ａ１において、仮想車両ｖｍを設定する。なお、範囲Ａ１内に検出領域ＤＲの外縁が含まれる場合、仮想車両設定部１１３は、走行車線Ｌ１の幅員Ｗが縮小を開始する位置から検出領域ＤＲの外縁までの範囲Ａ１＃において、仮想車両ｖｍを設定する。また、本実施形態では、仮想車両設定部１１３は、静止体（速度ゼロ）として仮想車両ｖｍを設定する。なお、上述した第１の実施形態と同様に、仮想車両設定部１１３は、速度（或いは加速度）が閾値以下である車両を仮想車両ｖｍとして設定してもよい。
【０１１０】
これによって、本フローチャートの処理が終了する。この結果、他車位置変化推定部１１４は、例えば、認識されている車線変更ターゲット位置候補前走車両ｍ２および車線変更ターゲット位置候補後走車両ｍ３と、車線の消失領域の周辺に設定された、前走車両を仮想的に擬した仮想車両ｖｍとについて、将来の位置変化を推定する。
【０１１１】
以下、車線の出現領域が検出される場合について説明する。図２１は、第２の実施形態における車線変更制御部１１０の処理の流れの他の例を示すフローチャートである。例えば、車線変更制御部１１０は、本フローチャートの処理に従って、車線の出現領域が存在する場合に仮想車両を設定する。なお、本フローチャートの処理は、上述した図７におけるステップＳ２０８およびＳ２１０の処理に相当する。
【０１１２】
まず、判定部１１２は、検出領域ＤＲ内に車線変更ターゲット位置候補後走車両が存在しているか否か、すなわち車線変更ターゲット位置候補後走車両が外界認識部１０４によって認識されたか否かを判定する（ステップＳ４００）。車線変更制御部１１０は、検出領域ＤＲ内に車線変更ターゲット位置候補後走車両が存在している場合、本フローチャートの処理を終了する。
【０１１３】
一方、判定部１１２は、検出領域ＤＲ内に車線変更ターゲット位置候補後走車両が存在していない場合、検出領域ＤＲ内において車線の出現領域が検出されたか否かを判定する（ステップＳ４０２）。仮想車両設定部１１３は、検出領域ＤＲ内において車線の出現領域が検出されない場合、上述した第１の実施形態と同様に、検出領域ＤＲの外縁付近に、車線変更ターゲット位置候補後走車両を仮想的に擬した仮想車両を設定する（ステップＳ４０４）。
【０１１４】
これに対して、仮想車両設定部１１３は、検出領域ＤＲ内において車線の出現領域が検出された場合、車線の出現領域の周辺に、車線変更ターゲット位置候補後走車両を仮想的に擬した仮想車両を設定する（ステップＳ４０６）。
【０１１５】
図２２は、検出領域ＤＲ内において車線の出現領域が検出された場面の一例を示す図である。図２２の例では、周辺車両ｍ１が前走車両、周辺車両ｍ２が車線変更ターゲット位置候補前走車両として認識されている。また、走行車線Ｌ１のある地点から隣接車線Ｌ２が出現している。また、車線の出現以前には車両は存在しないため車線変更ターゲット位置候補後走車両は認識されていない。このような場合、仮想車両設定部１１３は、検出領域ＤＲ内において隣接車線Ｌ２の幅員Ｗが広くなっている領域に仮想車両ｖｍを設定する。より具体的には、仮想車両設定部１１３は、隣接車線Ｌ２の幅員Ｗが拡大を開始する位置から車線が完全に出現する位置までの範囲Ａ２において、仮想車両ｖｍを設定する。この際、仮想車両設定部１１３は、移動体として仮想車両ｖｍを設定する。
【０１１６】
これによって、本フローチャートの処理が終了する。この結果、他車位置変化推定部１１４は、例えば、認識されている前走車両ｍ１および車線変更ターゲット位置候補前走車両ｍ２と、車線の出現領域の周辺に設定された、車線変更ターゲット位置候補後走車両を仮想的に擬した仮想車両ｖｍとについて、将来の位置変化を推定する。
【０１１７】
以上説明した第２の実施形態における車両制御装置１００、車両制御方法、および車両制御プログラムによれば、車線の消失領域、或いは出現領域が存在する場合に仮想車両を設定することにより、走行車線に応じて、より柔軟な自動運転を行うことができる。
【０１１８】
また、第２の実施形態における車両制御装置１００、車両制御方法、および車両制御プログラムによれば、車線の消失領域が存在する場合に設定する仮想車両を静止体とし、車線の出現領域が存在する場合に設定する仮想車両を移動体とする場合、より安全に自動運転を行うことができる。
【０１１９】
＜第３の実施形態＞
以下、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態における車両制御装置１００は、検出領域内においてオクルージョンが生じた場合に仮想車両を設定する点で、第１および第２の実施形態と相違する。以下、係る相違点を中心に説明する。ここで、オクルージョンとは、周辺車両が存在する可能性があり、且つ他の車両や物体に隠れることで検出できない状態と定義される。
【０１２０】
図２３は、第３の実施形態に係る車両制御装置１００を中心とした車両Ｍの機能構成図である。第３の実施形態における検出部ＤＴは、ファインダ２０、レーダ３０、およびカメラ４０と、外界認識部１０４と、ナビゲーション装置５０とを合わせたものである。
第３の実施形態における検出部ＤＴは、機器の検出結果と、記憶部１３０に格納された地図情報１３２とのいずれか一方または双方に基づいて、機器の検出領域においてオクルージョンを検出する。より具体的には、検出部ＤＴに含まれる外界認識部１０４が、機器の検出結果と、記憶部１３０に格納された地図情報１３２との一方または双方に基づいて、機器の検出領域においてオクルージョンを認識する。以下、外界認識部１０４によってオクルージョンが認識されたことを、検出部ＤＴによってオクルージョンが検出されたと説明する。なお、第３の実施形態における検出部ＤＴは、「第３の検出部」の一例である。
【０１２１】
第３の実施形態に係る車両制御装置１００は、車間距離制御部１４０を備える。車間距離制御部１４０は、判定部１４１と、仮想車両設定部１４２と、走行軌道生成部１４３とを備える。判定部１４１は、検出部ＤＴによりオクルージョンが検出されたか否かを判定する。
【０１２２】
仮想車両設定部１４２は、検出部ＤＴによりオクルージョンが検出されたと判定部１４１によって判定された場合に、オクルージョンが生じている領域の周辺に仮想車両を設定する。
【０１２３】
走行軌道生成部１４３は、前走車両が一定の速度で走行していると仮定し、この前走車両との車間距離を一定に保ちつつ、前走車両を追従するような速度の制約のもとで、走行を生成する。
【０１２４】
図２４は、第３の実施形態における車間距離制御部１４０の処理の流れの一例を示すフローチャートである。本フローチャートの処理は、例えば、前走車両が一定の速度で走行していると仮定し、この前走車両との車間距離を一定に保ちつつ、前走車両を追従するように車両Ｍが制御されている状態で実施される。以下、このような前走車両を追従する制御を、追従走行と称して説明する。
【０１２５】
まず、判定部１４１は、検出領域ＤＲ内に前走車両が存在しているか否か、すなわち前走車両が外界認識部１０４によって認識されたか否かを判定する（ステップＳ５００）。
車間距離制御部１４０は、検出領域ＤＲ内に前走車両が存在している場合、追従走行を継続させる（ステップＳ５０６）。
【０１２６】
一方、判定部１４１は、検出領域ＤＲ内に前走車両が存在していない場合、検出領域ＤＲ内においてオクルージョンが生じたか否かを判定する（ステップＳ５０２）。仮想車両設定部１４２は、検出領域ＤＲ内においてオクルージョンが生じていない場合、検出領域ＤＲの外縁周辺に、前走車両を仮想的に擬した仮想車両を設定する（ステップＳ５０８）。次に、車間距離制御部１４０は、検出領域ＤＲの外縁周辺に設定した仮想車両を目標として追従走行を継続させる（ステップＳ５０６）。
【０１２７】
これに対して、仮想車両設定部１４２は、検出領域ＤＲ内においてオクルージョンが生じた場合、オクルージョン領域周辺に、前走車両を仮想的に擬した仮想車両を設定する（ステップＳ５０４）。
【０１２８】
図２５は、検出領域ＤＲ内においてオクルージョンが生じた場面の一例を示す図である。図２５の例では、走行車線Ｌ１を走行する前走車両がカーブ路に進入した際に、カーブ路に設けられた防音壁等の遮蔽物によって、ファインダ２０による光やレーダ３０による電波等が遮られるため、後続の車両Ｍ側から前走車両が認識できなくなっている。
【０１２９】
このような場合、仮想車両設定部１４２は、機器の検出領域ＤＲの面積と、地図情報１３２に含まれる車線のカーブの曲率や車線ごとの幅員等の情報とに基づいて、オクルージョン領域ＯＲを推定する。仮想車両設定部１４２は、オクルージョン領域ＯＲ内において、カーブの曲率と走行車線Ｌ１の幅員とに従って走行車線Ｌ１の延長線を推定し、推定された走行車線Ｌ１の延長線上に、前走車両を仮想的に擬した仮想車両ｖｍを設定する。すなわち、仮想車両設定部１４２は、検出領域内において検出されるべき車両がオクルージョンによって遮蔽された場合に、遮蔽された車両を仮想的に擬した仮想車両を設定する。この際、仮想車両設定部１４２は、例えば、静止体（速度ゼロ）として仮想車両ｖｍを設定する。
なお、上述した第１、第２の実施形態と同様に、仮想車両設定部１４２は、速度（或いは加速度）が閾値以下である車両や、車両Ｍと等速度である車両を仮想車両ｖｍとして設定してもよい。
【０１３０】
次に、車間距離制御部１４０は、オクルージョン領域の周辺に設定した仮想車両を目標として追従走行を継続させる（ステップＳ５０６）。これによって、本フローチャートの処理が終了する。
【０１３１】
以上説明した第３の実施形態における車両制御装置１００、車両制御方法、および車両制御プログラムによれば、検出領域内においてオクルージョンが生じた場合に仮想車両を設定することにより、走行時の環境に合わせて、より柔軟な自動運転を行うことができる。例えば、第３の実施形態における車両制御装置１００は、前走車両を目標とした追従走行等を実施している際に前走車両を見失った場合でも、自動運転のための制御を継続して実施することができる。
【０１３２】
また、第３の実施形態における車両制御装置１００、車両制御方法、および車両制御プログラムによれば、検出領域内においてオクルージョンが生じた場合に設定する仮想車両を静止体とするため、より安全に自動運転を行うことができる。
【０１３３】
＜第４の実施形態＞
以下、第４の実施形態について説明する。第４の実施形態における車両制御装置１００は、車車間通信時の通信領域に基づいて仮想車両を設定する点で、第１から第３の実施形態と相違する。以下、係る相違点を中心に説明する。
【０１３４】
図２６は、車両Ｍが走行中に車車間通信を行っている様子を表す図である。図中に示すＣＲは、車車間通信時の通信領域を表している。例えば、外界認識部１０４は、通信ユニット６５によって取得された周辺車両の位置や速度等の情報に基づいて、通信領域ＣＲ内に前走車両、車線変更ターゲット位置候補前走車両、および車線変更ターゲット位置候補後走車両のうち少なくとも一部の車両が存在しているか否かを認識する。図２６の例では、通信ユニット６５と隣接車線Ｌ２を走行する周辺車両ｍ２との間で車車間通信が成立し、かつ通信ユニット６５と隣接車線Ｌ２を走行する周辺車両ｍ３との間で車車間通信が成立している。従って、外界認識部１０４は、周辺車両ｍ２および周辺車両ｍ３が通信領域ＣＲ内に存在すると認識する。図２６の例では、隣接車線Ｌ２において周辺車両ｍ２の位置が車線変更ターゲット位置候補Ｔよりも前方に位置するため、外界認識部１０４は、周辺車両ｍ２を車線変更ターゲット位置候補前走車両と認識する。また、隣接車線Ｌ２において周辺車両ｍ３の位置が車線変更ターゲット位置候補Ｔよりも後方に位置するため、外界認識部１０４は、周辺車両ｍ３を車線変更ターゲット位置候補後走車両と認識する。一方、走行車線Ｌ１を走行する他の周辺車両に関する情報を通信ユニット６５によって取得されていないため（通信不成立）、外界認識部１０４は、前走車両を認識しない。
【０１３５】
判定部１１２は、外界認識部１０４より、前走車両、車線変更ターゲット位置候補前走車両、および車線変更ターゲット位置候補後走車両が認識されたか否かを判定する。
図２６の例では、仮想車両設定部１１３は、外界認識部１０４によって認識されなかった前走車両を仮想的に擬した仮想車両を、通信領域ＣＲの外縁付近に設定する。仮想車両設定部１１３は、上述した第１から第３の実施形態と同様に、移動体あるいは静止体で仮想車両ｖｍを設定する。これによって、他車位置変化推定部１１４は、例えば、認識されている周辺車両と、通信領域ＣＲの外縁付近に設定に設定された仮想車両とのいずれか一方または双方について、将来の位置変化を推定することができる。
【０１３６】
以上説明した第４の実施形態における車両制御装置１００、車両制御方法、および車両制御プログラムによれば、車車間通信時の通信領域に基づいて仮想車両を設定することにより、第１および第３の実施形態と同様に、より柔軟な自動運転を行うことができる。
【０１３７】
以上、本発明の実施形態について図面を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。
【符号の説明】
【０１３８】
２０…ファインダ、３０…レーダ、４０…カメラ、５０…ナビゲーション装置、６０…車両センサ、６５…通信ユニット、７２…走行駆動力出力装置、７４…ステアリング装置、７６…ブレーキ装置、７８…操作デバイス、８０…操作検出センサ、８２…切替スイッチ、１００…車両制御装置、１０２…自車位置認識部、１０４…外界認識部、１０６…行動計画生成部、１１０…車線変更制御部、１１１…ターゲット位置候補設定部、１１２…判定部、１１３…仮想車両設定部、１１４…他車位置変化推定部、１１５…走行軌道生成部、１１６…ターゲット位置決定部、１２０…走行制御部、１２２…制御切替部、１３０…記憶部、Ｍ‥車両。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2017022448.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年12月9日(2016.12.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の周辺を走行する周辺車両を検出する第１の検出部と、
前記第１の検出部によって検出された周辺車両に基づいて、前記車両の制御計画を生成する制御計画生成部と、
前記制御計画生成部によって生成された制御計画に基づいて、前記車両の加速、減速または操舵を制御する走行制御部と、を備え、
前記制御計画生成部は、
前記第１の検出部によって検出された１以上の周辺車両のうち、所定の条件を満たす周辺車両に基づいて、前記車両の制御計画を生成し、
前記所定の条件を満たす周辺車両が検出できない場合に、前記所定の条件を満たす周辺車両を仮想的に擬した仮想車両を設定して前記車両の制御計画を生成し、
前記制御計画生成部は、前記所定の条件を満たす周辺車両が検出できない場合には、前記第１の検出部の検出領域の外縁付近に、前記仮想車両を静止体として設定する、
車両制御装置。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
（削除）
【請求項４】
（削除）
【請求項５】
車両の周辺を走行する周辺車両を検出する第１の検出部と、
前記第１の検出部による検出結果と、前記車両が走行可能な車線に関する地図情報との一方または双方に基づいて、車線の消失領域または出現領域を検出する第２の検出部と、
前記第１の検出部によって検出された周辺車両に基づいて、前記車両の制御計画を生成する制御計画生成部と、
前記制御計画生成部によって生成された制御計画に基づいて、前記車両の加速、減速または操舵を制御する走行制御部と、を備え、
前記制御計画生成部は、
前記第１の検出部によって検出された１以上の周辺車両のうち、所定の条件を満たす周辺車両に基づいて、前記車両の制御計画を生成し、
前記所定の条件を満たす周辺車両が検出できない場合に、前記所定の条件を満たす周辺車両を仮想的に擬した仮想車両を設定して前記車両の制御計画を生成し、
前記制御計画生成部は、前記所定の条件を満たす周辺車両が検出できず、かつ、前記第１の検出部の検出領域内に前記第２の検出部により車線の消失領域または出現領域が検出された場合に、前記車線の消失領域の周辺または出現領域の周辺に前記仮想車両を設定する、
車両制御装置。
【請求項６】
前記制御計画生成部は、前記車線の消失領域の周辺または出現領域の周辺に、前記仮想車両を静止体として設定する、
請求項５に記載の車両制御装置。
【請求項７】
車両の周辺を走行する周辺車両を検出する第１の検出部と、
前記第１の検出部の検出領域内において、前記周辺車両が存在する可能性があり、且つ遮蔽物によって前記周辺車両が検出できない状態を示すオクルージョンを検出する第３の検出部と、
前記第１の検出部によって検出された周辺車両に基づいて、前記車両の制御計画を生成する制御計画生成部と、
前記制御計画生成部によって生成された制御計画に基づいて、前記車両の加速、減速または操舵を制御する走行制御部と、を備え、
前記制御計画生成部は、
前記第１の検出部によって検出された１以上の周辺車両のうち、所定の条件を満たす周辺車両に基づいて、前記車両の制御計画を生成し、
前記所定の条件を満たす周辺車両が検出できない場合に、前記所定の条件を満たす周辺車両を仮想的に擬した仮想車両を設定して前記車両の制御計画を生成し、
前記制御計画生成部は、前記第３の検出部によって前記オクルージョンが検出された場合に、前記オクルージョンが生じた領域の周辺に、前記仮想車両を設定し、
前記走行制御部は、前記仮想車両を目標として追従走行を継続させる、
車両制御装置。
【請求項８】
車両の周辺を走行する周辺車両を検出する第１の検出部と、
前記第１の検出部によって検出された周辺車両に基づいて、前記車両の制御計画を生成する制御計画生成部と、
前記車両が車線変更する場合に、前記車両が走行する車線に隣接する隣接車線において、前記車両の車線変更先の位置の候補を表す車線変更ターゲット位置候補を設定するターゲット位置候補設定部と、
前記制御計画生成部によって生成された制御計画に基づいて、前記車両の加速、減速または操舵を制御する走行制御部と、を備え、
前記制御計画生成部は、
前記第１の検出部によって検出された１以上の周辺車両のうち、所定の条件を満たす周辺車両に基づいて、前記車両の制御計画を生成し、
前記所定の条件を満たす周辺車両が検出できない場合に、前記所定の条件を満たす周辺車両を仮想的に擬した仮想車両を設定して前記車両の制御計画を生成し、
前記所定の条件を満たす周辺車両は、前記車線において前記車両の前方を走行する前走車両と、前記車線変更ターゲット位置候補の前方を走行する車線変更ターゲット位置候補前走車両と、前記車線変更ターゲット位置候補の後方を走行する車線変更ターゲット位置候補後走車両とのうち少なくとも一つであり、
前記制御計画生成部は、前記前走車両、前記車線変更ターゲット位置候補前走車両、及び前記車線変更ターゲット位置候補後走車両の何れかを前記仮想車両として設定する、
車両制御装置。
【請求項９】
車載コンピュータが、
車両の周辺を走行する周辺車両を検出し、
前記検出した周辺車両に基づいて、前記車両の制御計画を生成し、
前記生成した制御計画に基づいて、前記車両の加速、減速または操舵を制御し、
前記第１の検出部によって検出された１以上の周辺車両のうち、所定の条件を満たす周辺車両に基づいて、前記車両の制御計画を生成し、
前記所定の条件を満たす周辺車両が検出できない場合に、前記所定の条件を満たす周辺車両を仮想的に擬した仮想車両を設定して前記車両の制御計画を生成し、
前記所定の条件を満たす周辺車両が検出できない場合には、前記第１の検出部の検出領域の外縁付近に、前記仮想車両を静止体として設定する、
車両制御方法。
【請求項１０】
車載コンピュータに、
車両の周辺を走行する周辺車両を検出させ、
前記検出させた周辺車両に基づいて、前記車両の制御計画を生成させ、
前記生成させた制御計画に基づいて、前記車両の加速、減速または操舵を制御させ、
前記第１の検出部によって検出された１以上の周辺車両のうち、所定の条件を満たす周辺車両に基づいて、前記車両の制御計画を生成させ、
前記所定の条件を満たす周辺車両が検出できない場合に、前記所定の条件を満たす周辺車両を仮想的に擬した仮想車両を設定させて前記車両の制御計画を生成させ、
前記所定の条件を満たす周辺車両が検出できない場合には、前記第１の検出部の検出領域の外縁付近に、前記仮想車両を静止体として設定させる、
車両制御プログラム。
【国際調査報告】
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