(57)【要約】【課題】車線変更先の路面状況に応じて安全な車線変更の実施を可能とし、不具合発生を未然に回避して予防安全性を向上する。【解決手段】車線変更の場合、車線変更先の路面の路面模様を検出し（Ｓ２）、設定した車線変更経路を通る際に自車両が車線変更先の路面の路面模様と干渉するか否かを判断する（Ｓ３）。そして、自車両が路面模様と干渉しない場合には、車線変更を許可して車線変更経路の経路パラメータを出力する（Ｓ４、Ｓ５）。一方、自車両が路面模様に干渉する場合には、経路モデルの経路パラメータＬ，Ｈを変更して車線変更経路を修正する（Ｓ６）。経路パラメータＬ，Ｈによる車線変更経路の修正が修正可能範囲内で干渉がなくなった場合、車線変更を許可して車線変更経路の経路パラメータを出力し（Ｓ４、Ｓ５）、車線変更経路の修正が限界を超えている場合には、車線変更を禁止若しくはキャンセルする（Ｓ８）。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両が隣車線に移動する車線変更を制御する車両の走行制御装置であって、
自車両の現在の目標経路から前記隣車線に進入する経路となる車線変更経路を設定し、設定した車線変更経路を、車線変更先の路面に対する判断結果に基づく修正指示によって修正する車線変更経路設定部と、
自車両が車線変更する車線変更先の路面の凹凸部によって形成される路面模様を検出する路面模様検出部と、
前記車線変更経路上で自車両が前記路面模様と干渉するか否かを判断し、自車両が前記路面模様と干渉しないと判断した場合、前記車線変更経路を介した車線変更を許可し、自車両が前記路面模様と干渉すると判断した場合には、前記車線変更経路の修正を前記車線変更経路設定部に指示し、修正後の前記車線変更経路上で自車両が前記路面模様と干渉しないと判断した場合、修正後の前記車線変更経路を介した車線変更を許可し、修正可能範囲内で修正した最終的な前記車線変更経路上で自車両が前記路面模様と干渉すると判断した場合、車線変更を禁止若しくはキャンセルする車線変更許可判断部と
を備えることを特徴とする車両の走行制御装置。
【請求項２】
前記車線変更経路の修正は、前記車線変更経路の車線変更にかける区間を変更することで行うことを特徴とする請求項１記載の車両の走行制御装置。
【請求項３】
前記車線変更経路の修正は、前記車線変更経路の横移動量を変更することで行うことを特徴とする請求項１記載の車両の走行制御装置。
【請求項４】
前記路面模様検出部は、車線の路面高さに対して鉛直方向に閾値以上の高さ若しくは路面高さに対して閾値以下の低さを有し、画像上にテクスチャが存在する領域を、前記路面模様として検出することを特徴とする請求項１〜３の何れか一に記載の車両の走行制御装置。
【請求項５】
前記車線変更経路を経路モデルによって点列に展開し、展開した点列を２次関数で近似することにより、前記車線変更経路の経路成分を求めることを特徴とする請求項１〜４の何れか一に記載の車両の走行制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自車両が隣車線に移動する車線変更を制御する車両の走行制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両においては、カメラやレーダ装置等を搭載して車両周囲の走行環境を認識し、自車両の走行位置を車線の中央位置に維持する車線維持制御や、自車両前方の先行車両に追従して走行する追従走行制御等の走行制御が知られている。
【０００３】
このような車両の走行制御では、自車両よりも低速の先行車両を追い越すとき、或いは車線変更の意図をもってドライバがウインカー（方向指示器）を操作したとき、自車両の走行経路を変更して隣車線への安全な移動を支援若しくは自動的に行う技術が提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、自車両が進入する目標レーンの車両の走行状況を判断すると共に、自車両が走行する走行レーン以外の位置から目標レーンに進入する可能性がある車両が存在するか否かを判定し、目標レーンの車両及び目標レーン以外の位置の車両に応じた案内情報を設定することにより、安全な車線変更を支援する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２９４９４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示されるような従来の技術では、自車両の周囲を走行する他車両との関係の交通環境を主眼として、車線変更の安全性を確保するようにしている。
【０００７】
このため、車線変更先の路面状況、例えば隣車線の一部が雪に覆われて路面が隆起している等の走行可能領域が限られてしまっているような状況では、路面状況に応じた適切な車線変更が困難となる。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、車線変更先の路面状況に応じて安全な車線変更の実施を可能とし、不具合発生を未然に回避して予防安全性を向上することのできる車両の走行制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様による車両の走行制御装置は、自車両が隣車線に移動する車線変更を制御する車両の走行制御装置であって、自車両の現在の目標経路から前記隣車線に進入する経路となる車線変更経路を設定し、設定した車線変更経路を、車線変更先の路面に対する判断結果に基づく修正指示によって修正する車線変更経路設定部と、自車両が車線変更する車線変更先の路面の凹凸部によって形成される路面模様を検出する路面模様検出部と、前記車線変更経路上で自車両が前記路面模様と干渉するか否かを判断し、自車両が前記路面模様と干渉しないと判断した場合、前記車線変更経路を介した車線変更を許可し、自車両が前記路面模様と干渉すると判断した場合には、前記車線変更経路の修正を前記車線変更経路設定部に指示し、修正後の前記車線変更経路上で自車両が前記路面模様と干渉しないと判断した場合、修正後の前記車線変更経路を介した車線変更を許可し、修正可能範囲内で修正した最終的な前記車線変更経路上で自車両が前記路面模様と干渉すると判断した場合、車線変更を禁止若しくはキャンセルする車線変更許可判断部とを備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、車線変更先の路面状況に応じて適切な車線変更の実施を可能とし、不具合発生を未然に回避して予防安全性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】走行制御システムの構成図
【図２】車両移動量の説明図
【図３】目標点の軌跡を示す説明図
【図４】車線変更の経路モデルを示す説明図
【図５】路面模様の検出を示す説明図
【図６】画像上の画素に対応する道路面上の各点の高さと距離を示す説明図
【図７】路面上の各点の高さと距離との近似式を示す説明図
【図８】走行制御のフローチャート
【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の実施の形態を説明する。図１において、符号１０は、自動車等の車両の走行制御システムであり、車両の自律的な自動運転を含む走行制御を実行する。この走行制御システム１０は、走行制御装置１００を中心として、外部環境認識装置２０、地図情報処理装置３０、エンジン制御装置４０、変速機制御装置５０、ブレーキ制御装置６０、操舵制御装置７０等が車内ネットワークを形成する通信バス１５０を介して互いに接続されて構成されている。
【００１３】
外部環境認識装置２０は、車載のカメラ、ミリ波レーダ、レーザレーダ等の各種デバイスによる自車両周囲の物体の検出情報、路車間通信や車車間通信等のインフラ通信によって取得した交通情報等により、自車両周囲の外部環境を認識する。本実施の形態においては、外部環境認識装置２０として、車載のカメラ１及び画像認識装置２による外部環境の認識を主として説明する。
【００１４】
カメラ１は、本実施の形態においては、同一対象物を異なる視点から撮像する２台のカメラ１ａ，１ｂで構成されるステレオカメラであり、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を有するシャッタ同期のカメラである。これらのカメラ１ａ，１ｂは、例えば、車室内上部のフロントウィンドウ内側のルームミラー近傍に所定の基線長で配置されている。
【００１５】
カメラ１で撮像した左右一対の画像は、画像認識装置２で処理される。画像認識装置２は、ステレオマッチング処理により、左右画像の対応位置の画素ずれ量（視差）を求め、画素ずれ量を輝度データ等に変換して距離画像を生成する。距離画像上の点は、三角測量の原理から、自車両の車幅方向すなわち左右方向をＸ軸、車高方向をＹ軸、車長方向すなわち距離方向をＺ軸とする実空間上の点に座標変換され、自車両が走行する道路の白線（車線）、障害物、自車両の前方を走行する車両等が３次元的に認識される。
【００１６】
車線としての道路白線は、画像から白線の候補となる点群を抽出し、その候補点を結ぶ直線や曲線を算出することにより、認識することができる。例えば、画像上に設定された白線検出領域内において、水平方向（車幅方向）に設定した複数の探索ライン上で輝度が所定以上変化するエッジの検出を行って探索ライン毎に１組の白線開始点及び白線終了点を検出し、白線開始点と白線終了点との間の中間の領域を白線候補点として抽出する。
【００１７】
そして、単位時間当たりの車両移動量に基づく白線候補点の空間座標位置の時系列データを処理して左右の白線を近似するモデルを算出し、このモデルにより、白線を認識する。白線の近似モデルとしては、ハフ変換によって求めた直線成分を連結した近似モデルや、２次式等の曲線で近似したモデルを用いることができる。
【００１８】
地図情報処理装置３０は、地図データベースを備え、ＧＰＳ衛星等からの信号に基づいて自車両位置を測位し、地図データとの照合を行う。地図データベースには、車両走行の経路案内や車両の現在位置を表示するための地図データと、自動運転を含む運転支援制御を行うための高精細の地図データとが含まれている。
【００１９】
地図情報処理装置３０は、自車両位置の測位結果と地図データとの照合に基づく走行経路案内や交通情報を、図示しない表示装置を介してドライバに提示し、また、自車両及び先行車両が走行する道路の曲率、車線幅、路肩幅等の道路形状データや、道路方位角、道路白線種別、レーン数等の走行制御用の地図情報を出力する。
【００２０】
エンジン制御装置４０は、エンジン運転状態を検出する各種センサ類からの信号及び通信バス１５０を介して送信される各種制御情報に基づいて、エンジン（図示せず）の運転状態を制御する。エンジン制御装置４０は、例えば、吸入空気量、スロットル開度、エンジン水温、吸気温度、空燃比、クランク角、アクセル開度、その他の車両情報に基づき、燃料噴射制御、点火時期制御、電子制御スロットル弁の開度制御等を主要とするエンジン制御を実行する。
【００２１】
変速機制御装置５０は、変速位置や車速等を検出するセンサ類からの信号や通信バス１５０を介して送信される各種制御情報に基いて、自動変速機（図示せず）に供給する油圧を制御し、予め設定された変速特性に従って自動変速機を制御する。
【００２２】
ブレーキ制御装置６０は、例えば、ブレーキスイッチ、４輪の車輪速、ハンドル角、ヨーレート、その他の車両情報に基づき、４輪のブレーキ装置（図示せず）をドライバのブレーキ操作とは独立して制御する。また、ブレーキ制御装置６０は、各輪のブレーキ力に基づいて各輪のブレーキ液圧を算出して、アンチロック・ブレーキ・システムや横すべり防止制御等を行う。
【００２３】
操舵制御装置７０は、例えば、車速、ドライバの操舵トルク、ハンドル角、ヨーレート、その他の車両情報に基づき、車両の操舵系に設けた電動パワーステアリングモータ（図示せず）によるアシストトルクを制御する。また、操舵制御装置７０は、走行制御装置１００からの指示により、自車両の前方を走行する先行車両への追従走行時、先行車両の走行軌跡に追従する操舵量で電動パワーステアリングモータを駆動制御する。
【００２４】
次に、走行制御システム１０の中心となる走行制御装置１００について説明する。走行制御装置１００は、外部環境認識装置２０による外部環境の認識結果に基づいて、現在の走行車線の中央位置を軌跡とする目標経路を生成し、この目標経路に沿って設定車速で走行するよう、エンジン制御装置４０、変速機制御装置５０、ブレーキ制御装置６０、及び操舵制御装置７０を介した走行制御を実行する。
【００２５】
また、走行制御装置１００は、自車両より低速の前方の先行車両を追い越す場合等、ドライバが方向指示器や他の設定スイッチを操作したとき、或いは自動運転中に先行車両を自動的に追い越す条件が成立したとき、車線変更の経路となる車線変更経路を設定する。そして、この車線変更経路を通って安全に移動できるか否かを、車線変更先の路面の路面模様によって判断する。路面模様は、道路面に対して高さが変化する路面の凹凸部によって形成される模様であり、車線変更先の路面状況を示している。
【００２６】
走行制御装置１００は、この路面の凹凸部によって形成される路面模様、特に路面からの隆起部分に対して、この隆起部分に車線変更経路上で自車両が干渉することなく安全に走行できるか否かを判断する。安全に走行できると判断される場合には、車線変更経路への自動操舵による車線変更を許可し、一方、車線変更先の路面模様の隆起部分が車線変更経路上の自車両と干渉して走行障害となり、安全に走行できないと判断される場合には、たとえドライバが方向指示器を作動させた後であっても車線変更をキャンセルし、不具合の発生を未然の回避する。
【００２７】
このため、走行制御装置１００は、図１中に示すように、目標経路生成部１０１、車線変更経路設定部１０２、路面模様検出部１０３、車線変更許可判断部１０４、経路移行部１０５、制御部１０６を備えている。尚、車線変更経路設定部１０２は、経路生成部１０２ａと経路修正部１０２ｂとを備えて構成されている。
【００２８】
目標経路生成部１０１は、左右の白線の中央位置を目標点として、この目標点の軌跡を目標経路として生成する。本実施の形態においては、目標点の軌跡を２次曲線で表現して目標経路を生成する例について説明する。
【００２９】
白線情報に基づく目標経路を生成する場合、画像上で検出された白線候補点は、それぞれ画像座標系に対して、実空間の座標系に写像される。この画像上の白線候補点は、例えば、手前側の約７〜８ｍから遠方側の１００ｍ位までの候補点であり、これらの全ての白線候補点が実空間に写像される。そして、画像上で検出できた白線候補点と、自車両の移動量に基づいて推定した過去の白線データとを合わせ、それぞれの候補点に対する近似曲線を同定する。
【００３０】
具体的には、例えば、カメラ１の撮像画像の１フレーム当たりの自車両の移動量に基づいてフレーム毎の目標となる候補点Ｐを求め、この候補点Ｐの点群を近似する曲線を目標経路として算出する。詳細には、図２に示す関係から、自車両ＣＲの車速Ｖと、自車両ＣＲのヨーレートから求まるヨー角θとに基づき、フレームレートΔｔ（撮像画像が１フレーム更新されるまでの時間）での自車両ＣＲ’への移動量Δｘ，Δｚを、以下の（１）式及び（２）式を用いて計算する。
Δｘ＝Ｖ・Δｔ・ｓｉｎθ  …（１）
Δｚ＝Ｖ・Δｔ・ｃｏｓθ  …（２）
【００３１】
次に、以下の（３）式及び（４）式に示すように、前フレーム以前に検出した車両固定座標系（Ｘ,Ｚ）における候補点Ｐold(Ｘold,Ｚold)に対し、自車両の移動量Δｘ，Δｚを減算した後、現在のフレームにおける車両固定座標系（Ｘ',Ｚ'）への座標変換を行うことにより、現在のフレームにおける候補点Ｐpre(Ｘpre,Ｚpre)の座標を計算する。
Ｘpre＝(Ｘold-Δｘ)・ｃｏｓθ−(Ｚold-Δｚ)・ｓｉｎθ  …（３）
Ｚpre＝(Ｘold-Δｘ)・ｓｉｎθ＋(Ｚold-Δｚ)・ｃｏｓθ  …（４）
【００３２】
そして、これらの候補点の点群に対して、例えば最小二乗法を適用することにより、以下の（５）式に示すように、候補点の軌跡を２次曲線で表現した経路ＰＨを求め、この経路ＰＨを目標経路とする（図３参照）。（５）式において、係数Ａ，Ｂ，Ｃは目標経路を構成する経路成分を表し、係数Ａは目標経路の曲率成分、係数Ｂは自車両に対する目標経路のヨー角成分（自車両の前後方向軸と目標経路（接線）との間の角度成分）、係数Ｃは自車両に対する目標経路の横方向の位置成分（横位置成分）を示している。
Ｘ＝Ａ・Ｚ2＋Ｂ・Ｚ＋Ｃ  …（５）
【００３３】
尚、白線による目標経路は、左右の白線の候補点の中央位置を目標点として、この中央の目標点から上記（５）式を算出するようにしても良いが、より正確には、左右の白線のそれぞれについて（５）式の曲線を算出し、左右の曲線から求められる中央位置の軌跡を目標経路とする。
【００３４】
車線変更経路設定部１０２は、経路生成部１０２ａで車線変更経路を生成し、車線変更許可判断部１０４に送る。また、車線変更許可判断部１０４から経路修正を指示されたときには、経路修正部１０２ｂで車線変更経路を修正する。
【００３５】
詳細には、経路生成部１０２ａは、自車両が車線変更によって移動する軌跡を所定の経路モデルで生成し、車線変更のための操舵制御に必要な移動軌跡の経路成分を算出する。本実施の形態においては、車線変更経路を生成する経路モデルとして、以下の（６）式に示す関数を用い、この経路モデルの関数で作成した点列に最小二乗法を適用して経路の曲率成分、角度成分、位置成分を算出する。
Ｘ＝Ｈ・Ｚ／Ｌ−Ｈ・ｓｉｎ(２πＺ／Ｌ)／２π  …（６）
【００３６】
（６）式におけるパラメータＨ，Ｌは、車線変更の経路パラメータとなっている。図４に示すように、経路パラメータＨは、車線変更で自車両ＣＲがどれだけ横移動するかを表す車線変更の道幅を示し、経路パラメータＬは、車線変更にかける距離若しくは時間によって定まる区間を示している。尚、図４は、直線路での車線変更を例に取って示している。
【００３７】
具体的には、経路パラメータＨとしては、自車両が走行している車線の幅、若しくは、隣の車線を検出できる場合には隣の車線の幅を用いることができる。また、経路パラメータＬは、車速に応じて一意の値をとるように設定し、例えば、車速に所定の距離係数を乗算して設定する（Ｌ＝車速×距離係数）。
【００３８】
そして、（６）式に示す経路モデルを点列に展開し、点列を２次関数で近似して車線変更の操舵制御に必要な経路成分（曲率成分、ヨー角成分、横位置成分）を求める。すなわち、（６）式で示す関数を用いて時々刻々の自車両の位置に対して点列を作成し、この点列に対して、２次の最小二乗近似式を適用する。そして、以下の（７）式で示すように、曲率成分Ｄ、ヨー角成分Ｅ、横位置成分Ｆを算出する。
Ｘ＝Ｄ・Ｚ2＋Ｅ・Ｚ＋Ｆ  …（７）
【００３９】
この自車両の位置によって時々刻々変わる（７）式の曲率成分Ｄ、ヨー角成分Ｅ、横位置成分Ｆは、（５）式による車線中央を維持する目標経路への操舵量とは別に、車線変更するための操舵制御の物理値となる。
【００４０】
経路修正部１０２ｂは、車線変更経路上で自車両が路面模様と干渉すると判断された場合、車線変更経路を修正する。車線変更経路の修正は、以下の（ａ），（ｂ）に示すように、経路モデルの経路パラメータＬ或いは経路パラメータＨを変更することにより、行うことができる。
【００４１】
（ａ）経路パラメータＬを変更
経路パラメータＬを短くすることで、車線変更を短い区間で実施することができる一方、経路パラメータＬを長くすると、車線変更を長い距離で実施することになる。従って、路面模様に干渉すると判断された場合には、経路パラメータＬを長くして長い区間をかけて車線変更することにより、路面模様との干渉を回避することが可能となる。
【００４２】
（ｂ）経路パラメータＨを変更
経路パラメータＨを短くすることで、車線変更の横移動幅を小さくすることができる。例えば、隣車線の外側ギリギリまで雪壁が迫ってきているようなシーンにおいて、経路パラメータＨを小さくすることにより、ドライバに恐怖感を与えない範囲までの操舵制御で車線変更が可能になる。
【００４３】
路面模様検出部１０３は、自車両が車線変更する車線変更先の路面の凹凸部によって形成される路面模様を検出する。ここでの路面模様は、例えば、降雪や残雪による雪壁、道路上の落下物、路肩側の停止車両等によって道路面からの高さが変化する凹凸状態に応じてマッピングされるテクスチャであり、また、道路自体の陥没等による凹部をも含むものとする。
【００４４】
本実施の形態においては、白線の路面高さに対して鉛直方向に閾値以上の高さを有し、画像上にテクスチャが存在する隆起部分の領域を、路面模様として検出する。ここでは、隆起部分の路面模様として、道路上の雪壁によって形成される路面模様を例に取って説明する。
【００４５】
雪壁による路面模様は、路面エリアを画像上で探索し、輝度の変化が閾値以上の部分の視差と座標値とから３次元的にプロットすることで得られる。例えば、道路中央の白線の高さに対して、路面模様が高い若しくは低い位置にあるかどうかを調べることで、雪壁による路面模様を検出することができる。
【００４６】
詳細には、図５に示すように、画像を水平方向にサーチして、画像輝度の変化であるエッジ値が閾値を越えた箇所に関して、その画像上の座標（ｉ,ｊ）と視差値ｄから車両鉛直方向のＹ座標値を算出する。そして、路面模様のＹ座標値が白線の高さのＹ座標値よりも上方向の閾値以上の高い部分若しくは下方向の閾値以下の低い部分を障害となる位置として検出し、車両進行方向（Ｚ方向）に所定距離（例えば１ｍ）刻みで、自車両ＣＲに最も近い内側のＸ座標値（図５に示すｘ1,ｘ2,…,ｘn）を算出する。
【００４７】
尚、路面上の各点ＰのＹ座標値（高さ）は、以下の（８−１）式に示すように、ステレオカメラ１の基線長Ｌ、カメラレンズの焦点距離ｆ、視差値ｄを主として算出される距離Ｚに対して、図６に示すような鉛直方向の位置関係から、以下の（８−２）式に示す一次式で求めることができる。
Ｚ＝Ｌ・ｆ／(ｄ・ｗｉ)                  …（８−１）
Ｙ＝Ｚ・ｗｊ・(ｊ−ｊｖ)／ｆ＋ＣＡＨＭ  …（８−２）
但し、ｗｉ    ：画素ピッチ（水平方向）
ｗｊ    ：画素ピッチ（垂直方向）
ｊｖ    ：光軸位置（自車両正面の無限遠点のｊ座標）
ＣＡＨＭ：原点からカメラ中心（レンズ中心）までの高さ
【００４８】
（８−２）の一次式の係数は、図７に示すように、各点Ｐの座標（ｙ，ｚ）を計算して得られる点列に最小二乗法を適用することで同定され、以下の（９）式に示す近似式の係数Ｈａ，Ｈｂとして求めることができる。
Ｙ＝Ｈａ・Ｚ＋Ｈｂ  …（９）
【００４９】
車線変更許可判断部１０４は、自車両が車線変更を開始する際（例えば、ドライバが方向指示器を作動させる、若しくは方向指示器を作動させてから車線変更制御に移るタイミング）に、車線経路上の自車両が車線変更先の路面の路面模様に干渉するか否かを判断し、その判断結果に応じて車線変更経路の修正を指示する。例えば、図５に示すように、自車両ＣＲが車線変更経路ＰＣＨで移動する場合に、路面模様を形成する隆起部分Ｍが自車両ＣＲと干渉して障害となるか否かを判断する。
【００５０】
その結果、車線変更経路上の自車両と路面模様とが干渉すると判断した場合、車線変更許可判断部１０４は、経路修正部１０２ｂに車線変更経路の修正を指示する。この車線変更許可判断部１０４からの修正指示を受けて、経路修正部１０２ｂは、逐次、車線変更経路の経路パラメータＬを初期値（例えば、３０ｍ）に対して、所定距離おき（例えば１ｍおき）に所定距離まで拡大する。
【００５１】
車線変更許可判断部１０４は、経路パラメータＬを拡大する都度、路面模様との干渉を判断する。そして、路面模様との干渉がないと判断される経路パラメータＬを、修正可能な範囲内の上限の閾値以下で得られる場合には、その経路パラメータＬの車線変更経路を最終的な車線変更経路として確定し、確定した車線変更経路を介しての車線変更を許可する。
【００５２】
一方、経路パラメータＬを上限の閾値まで拡大しても、干渉が発生すると判断される場合には、経路パラメータＬを初期値に戻して、もう一方の経路パラメータＨを小さくしていく。そして、経路パラメータＨが修正可能な範囲内の下限の閾値に達する前に、路面模様との干渉がないと判断される場合、その経路パラメータＨの車線変更経路を最終的な車線変更経路として確定し、確定した車線変更経路を介しての車線変更を許可する。
【００５３】
一方、経路パラメータＨを下限の閾値まで小さくしても干渉が発生すると判断される場合、たとえドライバが方向指示器を作動させたとしても、車線変更を開始しないよう、車線変更をキャンセルとする。また、実際に車線変更制御を開始してしまった後であっても、以上の条件に当てはまり、路面模様が干渉することが分かった時点で、車線変更を禁止する。
【００５４】
経路移行部１０５は、車線変更許可判断部１０４で車線変更が許可された場合、以下の（１０）〜（１２）式に示すように、車線変更前の目標経路の経路成分Ａ，Ｂ，Ｃに、車線変更経路の経路成分Ｄ，Ｅ，Ｆを加算して、車線変更の操舵制御に必要な経路成分Ａｉ，Ｂｉ，Ｃｉを算出する。そして、これらの経路成分Ａｉ，Ｂｉ，Ｃｉを制御部１０６に出力して、現在の車線の車線経路から車線変更経路に移行させる。尚、車線変更が完了した後は、車線変更経路から目標経路に復帰させる。
Ａｉ＝Ａ＋Ｄ  …（１０）
Ｂｉ＝Ｂ＋Ｅ  …（１１）
Ｃｉ＝Ｃ＋Ｆ  …（１２）
【００５５】
制御部１０６は、自車両の車幅方向の中心位置が目標経路上の目標点に一致するように、操舵制御装置７０を介して現在の操舵角を修正し、目標経路への追従走行を制御する。目標点への操舵制御は、現在の操舵角で進行したときの所定距離における自車両の推定横位置と目標点との偏差δ（図３参照）対するフィードバック制御、目標経路と自車両との相対ヨー角に対するフィードバック制御、目標経路の曲率に対するフィードフォワード制御を主として実行される。
【００５６】
尚、所定の距離における自車両の推定横位置は、操舵角、車速、車両固有のスタビリティファクタ、ホイールベース、ステアリングギヤレシオ等から算出することができ、また、センサによって検出した自車両のヨーレートを用いて算出することも可能である。
【００５７】
例えば、以下の（１３）式に示すように、経路の曲率成分Ａｉに対するフィードフォーワード制御の操舵制御量と、経路のヨー角成分Ｂｉに基づく経路と自車両との相対ヨー角θyに対するフィードバック制御の操舵制御量と、経路の横位置成分Ｃｉに基づく自車両の推定横位置と目標点との偏差δに対するフィーバック制御の操舵制御量とを加えて目標操舵角αrefを算出し、操舵制御装置７０に出力する。
αref＝Ｇff・Ａｉ＋Ｇy・θy＋Ｇf・δ…（１３）
ここで、Ｇff：目標経路の曲率成分Ａに対するフィードフォワードゲイン
Ｇy ：目標経路と自車両との相対ヨー角θｙに対するフィードバックゲイン
Ｇf ：現在の操舵角で進行したときの自車両と目標経路との横位置の偏差δに対するフィードバックゲイン
【００５８】
操舵制御装置７０は、目標操舵角αrefと実舵角との偏差に基づいて目標操舵トルクを演算し、電動パワーステアリングモータを制御する。この目標トルクへの制御は、具体的には、電動パワーステアリングモータの電流制御として実行され、例えば、ＰＩＤ制御による駆動電流によって電動パワーステアリングモータが駆動される。
【００５９】
次に、走行制御装置１００における走行制御の車線変更に係るプログラム処理について、図８に示すフローチャートを用いて説明する。
【００６０】
この走行制御では、最初のステップＳ１において、ドライバが方向指示器を作動させる等の車線変更を開始するタイミングになったか否かを調べる。そして、車線変更の開始タイミングでない場合には本処理を抜け、車線変更の開始タイミングになったとき、ステップＳ２へ進んで、車線変更先の路面の路面模様を検出する。
【００６１】
次に、ステップＳ３へ進み、経路モデルで設定した車線変更経路を通る際に自車両が車線変更先の路面の路面模様と干渉するか否かを判断する。その結果、車線変更先の路面の路面模様と干渉しないと判断される場合には、ステップＳ３からステップＳ４へ進み、先に設定した車線変更経路を最終的な車線変更経路として確定して車線変更を許可し、ステップＳ５へ進む。
【００６２】
ステップＳ５では、確定した車線変更経路の経路パラメータ（曲率成分Ｄ、ヨー角成分Ｅ、横位置成分Ｆ）を出力する。これらの車線変更経路の経路成分Ｄ，Ｅ，Ｆは、車線変更前の目標経路の経路成分Ａ，Ｂ，Ｃに加算され、車線変更のための操舵制御が実施される。
【００６３】
一方、ステップＳ３において、車線変更経路上で自車両が車線変更先の路面の路面模様に干渉すると判断される場合、ステップＳ３からステップＳ６へ進み、経路モデルの経路パラメータＬ，Ｈを初期値から変更して車線変更経路を修正する。そして、ステップＳ７で、修正可能な範囲の上限或いは下限の限界を超えていないか判断する。
【００６４】
ステップＳ７において、経路パラメータＬ，Ｈによる車線変更経路の修正が限界を超えていない場合、ステップＳ７からステップＳ３へ戻って干渉の有無を判断する。そして、依然として干渉する場合には、ステップＳ６の経路修正を続行し、車線変更経路の修正によって干渉がなくなった場合、前述のステップＳ４，Ｓ５を経て確定した車線変更経路の経路パラメータ（曲率成分Ｄ、ヨー角成分Ｅ、横位置成分Ｆ）を出力する。
【００６５】
一方、ステップＳ７において、車線変更経路の修正が限界を超えていると判断される場合には、車線変更の修正を中止してステップＳ７からステップＳ８へ進み、車線変更を禁止若しくはキャンセルする。
【００６６】
このように本実施の形態においては、車線変更先の路面の凹凸部によって形成される路面模様を検出し、経路モデルを用いて生成した車線変更経路を通る自車両が路面模様と干渉するか否かを判断するようにしている。そして、車線変更経路上の自車両が路面模様と干渉しない場合には、その車線変更経路を介した車線変更を実行し、路面模様と干渉する場合、車線変更経路を修正することで、適切な車線変更の実施を可能としている。また、車線変更経路の修正が修正可能範囲の限界を超える場合には、車線変更を禁止若しくはキャンセルすることにより、不具合発生を未然に回避することができ、予防安全性を向上することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１０  走行制御システム
２０  外部環境認識装置
１００  走行制御装置
１０１  目標経路生成部
１０２  車線変更経路設定部
１０２ａ  経路生成部
１０２ｂ  経路修正部
１０３  路面模様検出部
１０４  車線変更許可判断部
１０５  経路移行部
１０６  制御部
【図１】
2018047836.tif 000003
【図２】
2018047836.tif 000004
【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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【手続補正書】
【提出日】平成29年10月31日(2017.10.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の一態様による車両の走行制御装置は、自車両が隣車線に移動する車線変更を制御する車両の走行制御装置であって、自車両の現在の目標経路から前記隣車線に進入する経路となる車線変更経路を、車線変更にかける区間の経路パラメータと車線変更の横移動量の経路パラメータとに基づいて設定し、設定した車線変更経路を、車線変更先の路面に対する判断結果に基づく修正指示によって修正する車線変更経路設定部と、自車両が車線変更する車線変更先の路面の凹凸部によって形成される路面模様を検出する路面模様検出部と、前記車線変更経路上で自車両が前記路面模様と干渉するか否かを判断し、自車両が前記路面模様と干渉しないと判断した場合、前記車線変更経路を介した車線変更を許可し、自車両が前記路面模様と干渉すると判断した場合には、前記車線変更経路の修正を前記車線変更経路設定部に指示する車線変更許可判断部とを備え、前記車線変更許可判断部は、自車両が前記路面模様と干渉すると判断した場合、前記区間の経路パラメータの修正を指示し、前記区間の修正可能限界まで修正しても前記路面模様と干渉すると判断される場合、前記区間の経路パラメータを初期値に戻して前記横移動量の経路パラメータの修正を指示し、前記横移動量の修正可能限界まで修正しても前記路面模様と干渉すると判断される場合には、車線変更を禁止若しくはキャンセルする。
【手続補正２】
【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】
自車両が隣車線に移動する車線変更を制御する車両の走行制御装置であって、
自車両の現在の目標経路から前記隣車線に進入する経路となる車線変更経路を、車線変更にかける区間の経路パラメータと車線変更の横移動量の経路パラメータとに基づいて設定し、設定した車線変更経路を、車線変更先の路面に対する判断結果に基づく修正指示によって修正する車線変更経路設定部と、
自車両が車線変更する車線変更先の路面の凹凸部によって形成される路面模様を検出する路面模様検出部と、
前記車線変更経路上で自車両が前記路面模様と干渉するか否かを判断し、自車両が前記路面模様と干渉しないと判断した場合、前記車線変更経路を介した車線変更を許可し、自車両が前記路面模様と干渉すると判断した場合には、前記車線変更経路の修正を前記車線変更経路設定部に指示する車線変更許可判断部と
を備え、
前記車線変更許可判断部は、自車両が前記路面模様と干渉すると判断した場合、前記区間の経路パラメータの修正を指示し、前記区間の修正可能限界まで修正しても前記路面模様と干渉すると判断される場合、前記区間の経路パラメータを初期値に戻して前記横移動量の経路パラメータの修正を指示し、前記横移動量の修正可能限界まで修正しても前記路面模様と干渉すると判断される場合には、車線変更を禁止若しくはキャンセルすることを特徴とする車両の走行制御装置。
【請求項２】
前記路面模様検出部は、車線の路面高さに対して鉛直方向に閾値以上の高さ若しくは路面高さに対して閾値以下の低さを有し、画像上にテクスチャが存在する領域を、前記路面模様として検出することを特徴とする請求項１に記載の車両の走行制御装置。
【請求項３】
前記車線変更経路を経路モデルによって点列に展開し、展開した点列を２次関数で近似することにより、前記車線変更経路の経路成分を求めることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の走行制御装置。