(57)【要約】【課題】交差点を旋回する車両の走行軌道を高精度に予測すること。【解決手段】車両軌道予測装置が、初回の第１の時点における走行情報を取得する走行情報取得部と、交差点を旋回する車両の将来の舵角の変化を規定した旋回モデルと第１の時点における車両の走行状態の情報とに基づいて、第１の時点よりも所定時間後である第２の時点における車両の走行状態の情報を予測する予測処理を、その予測した第２の時点の走行状態の情報を次回の第１の時点の走行状態の情報として繰り返し実行し、交差点における車両の旋回に係る走行軌道を予測する軌道予測部と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
初回の第１の時点における車両の走行状態の情報を取得する走行情報取得部と、
交差点を旋回する前記車両の将来の舵角の変化を規定した旋回モデルと第１の時点における前記車両の走行状態の情報とに基づいて、前記第１の時点よりも所定時間後である第２の時点における前記車両の走行状態の情報を予測する予測処理を、その予測した第２の時点の走行状態の情報を次回の第１の時点の走行状態の情報として繰り返し実行し、前記交差点における前記車両の旋回に係る走行軌道を予測する軌道予測部と、
を備える車両軌道予測装置。
【請求項２】
前記走行状態の情報は、前記車両の舵角の情報を含み、
前記軌道予測部は、予測した舵角が限界値を超える場合、当該限界値を舵角とする、
請求項１に記載の車両軌道予測装置。
【請求項３】
前記走行状態の情報は、前記車両の向きの情報をさらに含み、
前記旋回モデルは、前記車両の向きと前記舵角との関係が規定されており、
前記軌道予測部は、前記第１の時点における走行状態の情報に係る舵角と、前記旋回モデルにおいて前記第１の時点における前記車両の向きに対して規定されている舵角の変化とに基づいて、前記第２の時点における走行状態の情報に係る舵角を予測する、
請求項２に記載の車両軌道予測装置。
【請求項４】
前記軌道予測部は、前記第１の時点における走行状態の情報に係る舵角と、前記第１の時点における車速から算出されたタイヤの横滑り角度とに基づいて、前記第２の時点における前記車両の位置を予測する、
請求項３に記載の車両軌道予測装置。
【請求項５】
前記限界値は、前記交差点における道路の交差角度に基づいて規定される値である、
請求項２に記載の車両軌道予測装置。
【請求項６】
前記軌道予測部は、前記車両の方向指示器の操作から、前記交差点における前記車両の旋回方向を判断する、
請求項１に記載の車両軌道予測装置。
【請求項７】
請求項１から６の何れか１項に記載の走行情報取得部及び軌道予測部と、
車両周辺の物標の移動軌道を予測する物標軌道予測部と、
前記物標軌道予測部が予測した前記物標の移動軌道と、前記軌道予測部が予測した前記車両の走行軌道とが交差する場合、その旨を報知する報知部と、
を備える警報装置。
【請求項８】
初回の第１の時点における車両の走行状態の情報を取得するステップと、
交差点を旋回する前記車両の将来の舵角の変化を規定した旋回モデルと第１の時点における前記車両の走行状態の情報とに基づいて、前記第１の時点よりも所定時間後である第２の時点における前記車両の走行状態の情報を予測する予測処理を、その予測した第２の時点の走行状態の情報を次回の第１の時点の走行状態の情報として繰り返し実行し、前記交差点における前記車両の旋回に係る走行軌道を予測するステップと、
を備える車両軌道予測方法。
【請求項９】
初回の第１の時点における車両の走行情報を取得する処理と、
交差点を旋回する前記車両の将来の舵角の変化を規定した旋回モデルと第１の時点における前記車両の走行状態の情報とに基づいて、前記第１の時点よりも所定時間後である第２の時点における前記車両の走行状態の情報を予測する予測処理を、その予測した第２の時点の走行状態の情報を次回の第１の時点の走行状態の情報として繰り返し実行し、前記交差点における前記車両の旋回に係る走行軌道を予測する処理と、
をコンピュータに実行させる車両軌道予測プログラム。
【請求項１０】
交差点における車両の旋回に係る走行軌道を予測する車両軌道予測装置において実行される車両軌道予測プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能で非一時的な記録媒体であって、
初回の第１の時点における車両の走行情報を取得する処理と、
交差点を旋回する前記車両の将来の舵角の変化を規定した旋回モデルと第１の時点における前記車両の走行状態の情報とに基づいて、前記第１の時点よりも所定時間後である第２の時点における前記車両の走行状態の情報を予測する予測処理を、その予測した第２の時点の走行状態の情報を次回の第１の時点の走行状態の情報として繰り返し実行し、前記交差点における前記車両の旋回に係る走行軌道を予測する処理と、
を実行させる車両軌道予測プログラムを記録した記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両軌道予測装置、方法、プログラム及び記録媒体、並びに、警報装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の安全運転支援技術の１つとして、車両の走行軌道を予測する技術が知られている。特許文献１には、車速と舵角を用いて或る地点までに自車が走行した道路の曲率を算出し、その算出した曲率をカルマンフィルタの予測器に入力し、その地点から先の道路の曲率を予測する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２５２４０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、カルマンフィルタを用いた予測器では、或る地点までの道路の曲率とその或る地点から先の道路の曲率とが大きく異なる場合、その或る地点から先の道路の曲率を予測することができない。したがって、交差点を旋回する（曲がる）車両の軌道のように、途中で走行軌道の曲率が大きく変化するような場合には、特許文献１に開示されている技術を適用することができない。
【０００５】
本発明は、交差点を旋回する車両の走行軌道をより高い精度で予測する、車両軌道予測装置、方法、プログラム及び記録媒体、並びに、警報装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る車両軌道予測装置は、初回の第１の時点における車両の走行状態の情報を取得する走行情報取得部と、交差点を旋回する車両の将来の舵角の変化を規定した旋回モデルと第１の時点における車両の走行状態の情報とに基づいて、第１の時点よりも所定時間後である第２の時点における車両の走行状態の情報を予測する予測処理を、その予測した第２の時点の走行状態の情報を次回の第１の時点の走行状態の情報として繰り返し実行し、交差点における車両の旋回に係る走行軌道を予測する軌道予測部と、を備える。
【０００７】
また、本発明の一態様に係る車両軌道予測方法は、初回の第１の時点における車両の走行状態の情報を取得するステップと、交差点を旋回する車両の将来の舵角の変化を規定した旋回モデルと第１の時点における車両の走行状態の情報とに基づいて、第１の時点よりも所定時間後である第２の時点における車両の走行状態の情報を予測する予測処理を、その予測した第２の時点の走行状態の情報を次回の第１の時点の走行状態の情報として繰り返し実行し、交差点における車両の旋回に係る走行軌道を予測するステップと、を備える。
【０００８】
また、本発明の一態様に係る車両軌道予測プログラムは、初回の第１の時点における車両の走行情報を取得する処理と、交差点を旋回する車両の将来の舵角の変化を規定した旋回モデルと第１の時点における車両の走行状態の情報とに基づいて、第１の時点よりも所定時間後である第２の時点における車両の走行状態の情報を予測する予測処理を、その予測した第２の時点の走行状態の情報を次回の第１の時点の走行状態の情報として繰り返し実行し、交差点における車両の旋回に係る走行軌道を予測する処理と、をコンピュータに実行させるものである。
【０００９】
また、本発明の一態様に係る記録媒体は、交差点における車両の旋回に係る走行軌道を予測する車両軌道予測装置において実行される車両軌道予測プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能で非一時的な記録媒体であって、初回の第１の時点における車両の走行情報を取得する処理と、交差点を旋回する車両の将来の舵角の変化を規定した旋回モデルと第１の時点における車両の走行状態の情報とに基づいて、第１の時点よりも所定時間後である第２の時点における車両の走行状態の情報を予測する予測処理を、その予測した第２の時点の走行状態の情報を次回の第１の時点の走行状態の情報として繰り返し実行し、交差点における前記車両の旋回に係る走行軌道を予測する処理と、を実行させる車両軌道予測プログラムを記録した記録媒体である。
【００１０】
また、本発明の一態様に係る警報装置は、上記の走行情報取得部及び軌道予測部と、車両周辺の物標の移動軌道を予測する物標軌道予測部と、物標軌道予測部が予測した物標の移動軌道と、軌道予測部が予測した車両の走行軌道とが交差する場合、その旨を報知する報知部と、を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、交差点を旋回する車両の走行軌道をより高い精度で予測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１に係る車両軌道予測装置の構成の一例を示す図
【図２】交差点における車両の走行軌道を説明する図
【図３】交差点を曲がる際のハンドル舵角及び車両の向きの変化の一例を示す図
【図４】車速の旋回モデルの一例を示す図
【図５】ハンドル舵角の旋回モデルの一例を示す図
【図６】実施の形態１に係る軌道予測部の処理の一例を示すフローチャート
【図７】時刻ｔｎ＋１における車両位置等の予測処理の一例を示すフローチャート
【図８】時刻ｔｎにおけるタイヤ進行角の算出処理を説明する図
【図９】時刻ｔｎにおける車両の旋回角速度の算出処理を説明する図
【図１０】時刻ｔｎ＋１における車両位置等の算出処理を説明する図
【図１１】交差点角度を算出する変形例を説明する図
【図１２】実施の形態２に係る警報装置の構成の一例を示す図
【図１３】交差点において警報装置が発報する場合の一例を説明する図
【図１４】コンピュータのハードウェア構成の一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る実施の形態を説明する。なお、各実施の形態において、同一機能を有する構成には、同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１４】
＜実施の形態１＞
図１及び図２を参照しながら、車両軌道予測装置２の構成、及び、交差点における車両１の走行軌道１００Ａについて説明する。
【００１５】
車両軌道予測装置２は、交差点検知部１８、走行情報取得部１４、旋回状態特定部１６及び軌道予測部１２の機能を有する。これらの機能は、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）内のＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）やＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）等の論理回路デバイスとして構成される。又は、これらの機能は、ＥＣＵ内のメモリに格納され、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）で実行されるプログラムとして構成される。なお、走行情報取得部１４に係る機能を実現するデバイスを入力部、入力部から入力されたデータに基づいて、交差点検知部１８、旋回状態特定部１６及び軌道予測部１２に係る機能を実現するデバイスを制御部と呼んでもよい。
【００１６】
＜交差点検知部＞
交差点検知部１８は、車両の交差点への進入を検知する。例えば、交差点検知部１８は、地図データ及び航法衛生システムによって特定した車両の位置情報に基づいて、車両が交差点へ進入した（又は進入する）ことを検知する。
【００１７】
また、交差点検知部１８は、交差点における車両の旋回先を検知する。例えば、交差点検知部１８は、車両の交差点への進入を検知した後、方向指示器が左折に操作された場合、交差点における旋回先を「左折」と検知し（図２参照）、方向指示器が右折に操作された場合、交差点における旋回先を「右折」と検知する。
【００１８】
また、交差点検知部１８は、地図データ等から、車両が進入した交差点の道路の交差角度（「交差点角度」という）Ｂを特定する。例えば、交差点検知部１８は、交差点が十字路（図２参照）やＴ字路の場合、交差点角度Ｂを９０度と特定し、交差点がＹ字路の場合、交差点角度Ｂを４５度と特定する。
【００１９】
実施の形態１では、交差点角度Ｂが９０度の場合について説明する。交差点角度Ｂが９０度以外の場合は、後述する車両１の向きＣを、「（Ｂ／９０）×Ｃ」に置き換えればよい。
【００２０】
＜走行情報取得部＞
走行情報取得部１４は、現時刻ｔ０における、車両１の走行状態の情報（「走行情報」という）を取得する。走行情報は、車両位置Ｐ（ｔ０）、車両の向きＣ（ｔ０）、車速ｖ（ｔ０）、及びハンドル舵角θ（ｔ０）を含む。走行情報取得部１４は、走行情報を、車載の各種センサ装置及びＥＣＵ等から取得する。
【００２１】
車両位置Ｐ（ｔ０）は、現時刻ｔ０における車両１が位置する座標（例えば経度及び緯度）である。車両の向きＣ（ｔ０）は、現時刻ｔ０における車両１の向きを示す情報（例えばベクトル又は方位等）である。車速ｖ（ｔ０）は、現時刻ｔ０における車両１の走行速度である。ハンドル舵角θ（ｔ０）は、現時刻ｔ０における車両１のハンドルの回転角である。本実施の形態では、交差点を右折する場合のハンドル操作に相当する、時計回り方向のハンドル舵角θを負数で、交差点を左折する場合のハンドル操作に相当する、反時計回り方向のハンドル舵角θを正数で表現する。
【００２２】
＜旋回状態特定部＞
例えば、車両１が交差点に進入してからその交差点を曲がり終えて当該交差点を進出するまでの間を、図２に示すように、旋回初期１１０Ａ、旋回中期１１０Ｂ、旋回後期１１０Ｃの３つの旋回状態に区分する。旋回状態特定部１６は、例えば次の条件（Ａ１）〜（Ａ３）に基づいて、現時刻ｔ０の車両１が何れの旋回状態に属するかを特定する。
【００２３】
（Ａ１）旋回状態特定部１６は、ハンドル舵角θが０度でなく、かつ、ハンドル舵角θの正負の符号と、ハンドル舵角の時間に対する変化量Δθの正負の符号とが同じ場合、「旋回初期１１０Ａ」と特定する。
（Ａ２）旋回状態特定部１６は、ハンドル舵角θが０度でなく、上記の「旋回初期１１０Ａ」に該当せず、かつ、ハンドル舵角θの絶対値が所定の閾値以上である場合、「旋回中期１１０Ｂ」と特定する。
（Ａ３）旋回状態特定部１６は、上記の「旋回初期１１０Ａ」及び「旋回中期１１０Ｂ」の何れにも該当しない場合、「旋回後期１１０Ｃ」と特定する。
【００２４】
なお、旋回状態特定部１６は、例えば次の条件（Ｂ１）から（Ｂ３）に基づいて、現時刻ｔ０の車両１が何れの旋回状態に属するかを特定してもよい。なお、ここでは、交差点角度Ｂを９０度、直進方向の車両の向きＣを０度とする。
【００２５】
（Ｂ１）旋回状態特定部１６は、車両の向きＣが０度から所定のＣａ度の場合、「旋回初期１１０Ａ」と特定する。
（Ｂ２）旋回状態特定部１６は、車両の向きＣが所定のＣａ度から所定のＣｂ度（但しＣｂ＜Ｃa）の場合、「旋回中期１１０Ｂ」と特定する。
（Ｂ３）旋回状態特定部１６は、車両の向きＣが所定のＣｂ度から９０度の場合、「旋回後期１１０Ｃ」と特定する。
【００２６】
＜軌道予測部＞
軌道予測部１２は、交差点における車両１の走行軌道１００Ａを予測する。例えば、軌道予測部１２は、交差点を旋回（例えば右折又は左折）する車両１の将来の舵角の変化Δθを規定した旋回モデルと第１の時点における車両１の走行状態の情報（走行情報）とに基づいて、第１の時点よりも所定時間Δｔ後の第２の時点における車両１の走行状態の情報を予測する予測処理を、その予測した第２の時点の走行状態の情報を次回の第１の時点の走行状態の情報として繰り返し実行し、交差点における車両１の旋回に係る走行軌道１００Ａを予測する。
【００２７】
旋回モデルには、交差点の旋回時における車両の向きＣとハンドル舵角θの変化点との関係を規定するハンドル舵角の旋回モデルと、交差点の旋回時における車両の向きＣと車速ｖの変化点との関係を規定する車速の旋回モデルとがある。
【００２８】
次に、図３、図４及び図５を参照しながら、旋回モデルについて説明する。
【００２９】
図３の上段は、交差点の旋回時にハンドル舵角θがどのように変化するかを説明するための図であり、図３の下段は、交差点の旋回時に車両の向きＣがどのように変化するかを説明するための図である。
【００３０】
運転手は、交差点の旋回時、図３の上段及び下段の点線１０００、１００２に示すようなハンドル操作を行う。すなわち、運転手は、ハンドルを、車両の向きＣが閾値Ｃｈ１に達するまでハンドル舵角θを０度から乖離させ、車両の向きＣが閾値Ｃｈ１に達するとハンドル舵角θを一定に固定し、その後、車両の向きＣがＣｈ２に達するとハンドル舵角θを０度に戻し始め、車両の向きＣが９０度に達するとハンドル舵角θを０度にするように操作する。
【００３１】
図３の上段の実線１００４は、現時刻ｔ０において軌道予測部１２に入力されるハンドル舵角θを表しており、破線１００６は、従来の手法によって交差点の旋回時のハンドル舵角θを予測した場合を示す。従来の手法では、現時刻ｔ０までのハンドル舵角の時間に対する変化量Δθに基づいて、時刻ｔ０以降のハンドル舵角θを予測する。しかし、この従来の手法では、上記の車両の向きＣが閾値Ｃｈ１に達するとハンドル舵角θを一定に固定するという運転手のハンドル操作が考慮されないため、図３の上段に示すように、予測を示す破線１００６が実測を示す点線１０００と大きく乖離してしまう。また、従来の手法では、ハンドル舵角θを０度に戻し始めるタイミングも考慮されない。
【００３２】
すなわち、従来の手法では、交差点における車両の走行軌道１００Ａを精度良く予測することができない。これは車速についても同様である。本実施の形態では、旋回モデルを用いることにより、上述のような交差点における運転手の操作を、交差点における車両の旋回の走行軌道の予測に反映させる。
【００３３】
図４に示す車速の旋回モデルは、車速ｖ（ｔｎ）の限界値をｖｍとして、現時刻ｔ０までの車速の時間に対する変化量Δｖに基づいて車速ｖ（ｔｎ）を予測するモデルである（ｎは正の整数）。当該車速の旋回モデルを用いた場合、予測した車速ｖ（ｔｎ）がｖｍを超えるときは、車速ｖ（ｔｎ）＝ｖｍとする。なお、図４に示すように、車速の旋回モデルは、途中に車両の向きＣの閾値Ｃｖ１、Ｃｖ２が設定されており、当該閾値Ｃｖ１、Ｃｖ２を超えると車速の変化量Δθを変化させるモデルであってもよい。
【００３４】
図５の上段に示す、現時刻ｔ０の旋回状態が「旋回初期１１０Ａ」の場合におけるハンドル舵角の旋回モデルは、ハンドル舵角θ（ｔｎ）の絶対値に対する限界値をθｍとして、現時刻ｔ０までのハンドル舵角の変化量Δθに基づいてハンドル舵角θ（ｔｎ）を予測し、車両の向きＣ（ｔｎ）が車両の向きの閾値Ｃｈ２を超えるとハンドル舵角の変化量Δθの符号を反転させ、ハンドル舵角θ（ｔｎ）の絶対値に対する限界値を０として、ハンドル舵角θ（ｔｎ）を予測するモデルである。なお、図５の上段に示すように、ハンドル舵角の旋回モデルは、途中に車両の向きＣの閾値Ｃｈ３が設定されており、当該閾値Ｃｈ３を超えるとハンドル舵角の変化量Δθを変化させるモデルであってもよい。
【００３５】
図５の中段に示す、現時刻ｔ０の旋回状態が「旋回中期１１０Ｂ」の場合におけるハンドル舵角の旋回モデルは、ハンドル舵角θ（ｔｎ）の絶対値に対する限界値を０として、現時刻ｔ０までのハンドル舵角の変化量Δθに基づいてハンドル舵角θ（ｔｎ）を予測するモデルである。なお、当該図５の中段に示すように、ハンドル舵角の旋回モデルは、途中に車両の向きの閾値Ｃｈ２、Ｃｈ３が設定されており、当該閾値Ｃｈ２、Ｃｈ３を超えるとハンドル舵角の変化量Δθを変化させるモデルであってもよい。
【００３６】
図５の下段に示す、現時刻ｔ０の旋回状態が「旋回後期１１０Ｃ」の場合におけるハンドル舵角の旋回モデルは、ハンドル舵角θ（ｔｎ）の絶対値に対する限界値を０として、現時刻ｔ０までのハンドル舵角の変化量Δθに基づいてハンドル舵角θ（ｔｎ）を予測するモデルである。
【００３７】
軌道予測部１２は、図４に示す車速の旋回モデル、及び、図５に示すハンドル舵角の旋回モデルを用いて、時刻ｔｎの車両位置Ｐ（ｔｎ）を予測することにより、交差点を旋回する際の運転手のアクセル操作及びハンドル操作を反映した高精度な車両の走行軌道１００を予測することができる。
【００３８】
次に、図６のフローチャートを参照しながら、軌道予測部１２の処理を詳しく説明する。
【００３９】
軌道予測部１２は、交差点検知部１８が車両１の交差点への進入を検知すると（ＳＴ１００）、走行情報取得部１４から現時刻ｔ０における走行情報を取得する（ＳＴ１０２）。
【００４０】
軌道予測部１２は、旋回状態特定部１６によって特定された、現時刻ｔ０における旋回状態を取得する（ＳＴ１０４）。
【００４１】
軌道予測部１２は、その旋回状態に対応する、車速の旋回モデル及び舵角の旋回モデルを決定する（ＳＴ１０６）。
【００４２】
軌道予測部１２は、変数ｎを「０」に初期化する（ＳＴ１０８）。
【００４３】
軌道予測部１２は、時刻ｔｎ（第１の時点に相当）における車両位置Ｐ（ｔｎ）、車両の向きＣ（ｔｎ）、車速ｖ（ｔｎ）、及び、ハンドル舵角θ（ｔｎ）と、ＳＴ１０６で決定した旋回モデルとに基づいて、時刻ｔｎ＋１（＝ｔｎ＋Δｔ；第２の時点に相当）における車両位置Ｐ（ｔｎ＋１）、車両の向きＣ（ｔｎ＋１）、車速ｖ（ｔｎ＋１）、及び、ハンドル舵角θ（ｔｎ＋１）を予測する（ＳＴ１１０）。当該処理の詳細については後述する（図７参照）。
【００４４】
軌道予測部１２は、変数ｎに「１」を加算する（ＳＴ１１２）。
【００４５】
軌道予測部１２は、時刻ｔｎの車両の向きＣ（ｔｎ）に基づいて、時刻ｔｎのときに車両が交差点を曲がり終えているか否かを判定する（ＳＴ１１４）。
【００４６】
時刻ｔｎのときに車両はまだ交差点を曲がり終えていないと判定した場合（ＳＴ１１４：ＮＯ）、軌道予測部１２は、ＳＴ１１０の処理へ戻る。
【００４７】
時刻ｔｎのときに車両が交差点を曲がり終えていると判定した場合（ＳＴ１１４：ＹＥＳ）、軌道予測部１２は、上述で予測した各時刻ｔ０、ｔ１、…、ｔｎの車両位置Ｐ（ｔ０）、Ｐ（ｔ１）、…、Ｐ（ｔｎ）に基づいて、時刻ｔ０〜ｔｎにおける車両の予測の走行軌道を生成し（ＳＴ１２０）、本処理を終了する。
【００４８】
次に、図７のフローチャートを参照しながら、図６のＳＴ１１０の処理を詳しく説明する。
【００４９】
軌道予測部１２は、ＳＴ１０６で決定した車速の旋回モデル、及び、車両の向きＣ（ｔｎ）に基づいて、車速ｖ（ｔｎ）を算出する（ＳＴ２００）。例えば、軌道予測部１２は、図４に示す車速の旋回モデルを用いると、車両の向きＣ（ｔｎ）が閾値Ｃｖ１を超えるまでは、車速ｖ（ｔｎ）＝車速ｖ（ｔｎ−１）＋Δｖとして算出し、車速ｖ（ｔｎ）が限界値ｖｍを超える場合は車速（ｔｎ）＝ｖｍとして算出する。
【００５０】
軌道予測部１２は、ＳＴ１０６で決定した舵角の旋回モデル、及び、車両の向きＣ（ｔｎ）に基づいて、ハンドル舵角θ（ｔｎ）を算出する（ＳＴ２０２）。例えば、軌道予測部１２は、図５の上段に示す旋回初期１１０Ａのハンドル舵角の旋回モデルを用いると、車両の向きＣ（ｔｎ）が閾値Ｃｈ１を超えるまでは、ハンドル舵角θ（ｔｎ）＝θ（ｔｎ−１）＋Δθとして算出し、ハンドル舵角θ（ｔｎ）の絶対値が限界値θｍを超える場合は、ハンドル舵角θ（ｔｎ）＝θｍとして算出する。また、軌道予測部１２は、車両の向きＣ（ｔｎ）が閾値Ｃｈ２を超えると、例えば、ハンドル舵角θ（ｔｎ）＝θ（ｔｎ−１）−Δθrとして算出する。なお、Δθは、例えば、時刻ｔｎ−１よりも所定時間前から当該時刻ｔｎ−１までのハンドル舵角θの変化量の平均値とすればよい。あるいは、所定時間前から当該時刻ｔｎ−１までのハンドル舵角θをサンプル値とし、最小二乗法に基づいてΔθを求めてもよい。また、Δθrは予め定めた所定の倍率αを用いてΔθr＝αΔθとしてよい。あるいは、Δθrを予め定めた所定値としてもよい。
【００５１】
軌道予測部１２は、車速ｖ（ｔｎ）及びハンドル舵角θ（ｔｎ）に基づいて、タイヤ進行角β（ｔｎ）を算出する（ＳＴ２０４）。本処理の詳細については後述する（図８参照）。
【００５２】
軌道予測部１２は、車速ｖ（ｔｎ）、ハンドル舵角θ（ｔｎ）及びタイヤ進行角β（ｔｎ）に基づいて、旋回角速度ω（ｔｎ）を算出する（ＳＴ２０６）。本処理の詳細については後述する（図９参照）。
【００５３】
軌道予測部１２は、車速ｖ（ｔｎ）、ハンドル舵角θ（ｔｎ）、タイヤ進行角β（ｔｎ）及び旋回角速度ω（ｔｎ）に基づいて、次の時刻ｔｎ＋１における車両位置Ｐ（ｔｎ＋１）及び車両の向きＣ（ｔｎ＋１）を算出する（ＳＴ２０８）。本処理の詳細については後述する（図１０参照）。
【００５４】
次に、図８を参照しながら、時刻ｔｎにおけるタイヤ進行角β（ｔｎ）の算出処理を説明する。本処理は、図７のＳＴ２０４に相当する。
【００５５】
本実施の形態では、２つの前輪の間に存在すると仮定したタイヤ２００の舵角及び進行角を算出する。すなわち２輪モデルを採用する。また、タイヤの舵角とハンドルの舵角との関係は車両毎に異なり得るが、ここでは、タイヤの舵角θ’はハンドル舵角θと１対１に対応付けられていると仮定して説明する。すなわち、ハンドル舵角θからタイヤ舵角θ’を算出する変換関数ｆが存在し、θ’＝ｆ（θ）の関係が成立しているとする。
【００５６】
車速が極めて低速の場合、車両に遠心力が働かないため、タイヤ進行角βは、タイヤの舵角θ’と同じになる。しかし、車速が上がると、車両に遠心力が働いてタイヤが横滑りするため、タイヤ進行角βには、タイヤの舵角θ’に対して横滑り分のオフセット角γが生じる。
【００５７】
そこで、軌道予測部１２は、タイヤの舵角θ’（ｔｎ）及び車速ｖ（ｔｎ）に基づいて決定される横滑りのオフセット角γを含めて、時刻ｔｎにおけるタイヤ進行角β（ｔｎ）を算出する。車速ｖ及び舵角θ’に対する横滑りのオフセット角γの算出モデル又は対応テーブルは、シミュレーション、車両の設計情報又は実測等に基づいて予め生成されてよい。
【００５８】
次に、図９を参照しながら、時刻ｔｎにおける車両の旋回角速度ω（ｔｎ）の算出処理を説明する。本処理は、図７のＳＴ２０６に相当する。
【００５９】
車両のホイールベースをＷＢとした場合、後輪２０２の旋回半径Ｒ（ｔｎ）＝ＷＢ／ｔａｎ（β（ｔｎ））である。
【００６０】
また、車速ｖ（ｔｎ）を後輪２０２の車速とした場合、車両の旋回角速度ω（ｔｎ）＝ｖ（ｔｎ）／Ｒ（ｔｎ）である。
【００６１】
したがって、軌道予測部１２は、図８において算出したタイヤ進行角β（ｔｎ）を用いて、時刻ｔｎにおける車両の旋回角速度ω（ｔｎ）を算出することができる。
【００６２】
次に、図１０を参照しながら、時刻ｔｎ＋１における車両位置Ｐ（ｔｎ＋１）及び車両の向きＣ（ｔｎ＋１）の算出処理を説明する。本処理は、図７のＳＴ２０８に相当する。
【００６３】
軌道予測部１２は、ＳＴ２０６で算出した旋回角速度ω（ｔｎ）を、微小時間Δｔで積分することにより、時刻ｔｎ＋１における車両の向きＣ（ｔｎ＋１）及び車両位置Ｐ（ｔｎ＋１）を算出する。
【００６４】
旋回角速度ω（ｔｎ）には、車速の旋回モデル、ハンドル舵角の旋回モデル、及び、遠心力による横滑りのオフセット角γが考慮されているので、当該旋回角速度ω（ｔｎ）を用いて算出される車両の向きＣ（ｔｎ＋１）及び車両位置Ｐ（ｔｎ＋１）の予測精度は比較的高い。したがって、図６のＳＴ１１０からＳＴ１１４の間のループ処理によって算出される車両位置Ｐ（ｔ０）、Ｐ（ｔ１）、…、Ｐ（ｔｎ）の予測精度も比較的高い。ゆえに、図６のＳＴ１２０の処理において、それらの予測した車両位置Ｐ（ｔ０）、Ｐ（ｔ１）、…、Ｐ（ｔｎ）をつなげて生成される、交差点における車両の走行軌道の予測精度も比較的高くなる。
【００６５】
＜交差点検知部の変形例＞
次に、図１１を参照しながら、交差点角度Ｂを算出する変形例を説明する。
【００６６】
交差点検知部１８は、車載センサによる車両周辺のセンシング情報を用いて、例えば次の処理手順によって、車両１が進入する交差点角度Ｂを算出する。
【００６７】
（Ｓ１）交差点検知部１８は、センシング情報に基づいて、車両周辺の複数の物標座標Ｍ（ｘ，ｙ）を特定する。
【００６８】
（Ｓ２）交差点検知部１８は、Ｓ１で特定した複数の物標座標Ｍに基づいて、旋回前に自車１が走行中の道路に対応する直線（「走行直線」という）ＣＤを特定する。例えば、交差点検知部１８は、Ｘ軸を所定長Δｄで区分し、物標座標Ｍを最も多く含む矩形領域ΔｄＪ×Ｙを特定する（Ｊは０以上の整数）。そして、交差点検知部１８は、その特定した矩形領域ΔｄＪ×Ｙに含まれる複数の物標座標Ｍから回帰直線を算出し、その算出した回帰直線を走行直線ＣＤとする。
【００６９】
（Ｓ３）交差点検知部１８は、走行中の道路と交差している道路が存在するために、物標座標Ｍが存在しない区間ＡＤを特定する。例えば、交差点検知部１８は、上記Ｓ１で特定した矩形領域ΔｄＪ×ＹのＹ軸を所定長Δｈで区分し、物標座標Ｍを所定数未満しか含まない１つ以上の矩形領域ΔｄＪ×ΔｈＫを特定する（Ｋは０以上の整数）。そして、交差点検知部１８は、Ｋが最も連続する区間Ｋ１からＫＮを特定し、矩形領域ΔｄＪ×（ΔｈＫ１＋ΔｈＫ２＋…＋ΔｈＫＮ）におけるＹ軸上の最小座標Ｄ及び最大座標Ａを特定する。
【００７０】
（Ｓ４）車両位置ＯとＹ軸上の最小座標Ｄとを結ぶ直線ＯＤとＸ軸とによってなされる角を「角ＸＯＤ」、原点ＯとＹ軸上の最大座標Ａとを結ぶ直線ＯＡとＸ軸とによってなされる角を「角ＸＯＡ」とすると、交差点検知部１８は、角ＸＯＡから角ＸＯＤの範囲内であって、原点Ｏから座標Ｄまでの距離よりも遠くに存在する複数の物標座標Ｍを特定する。
【００７１】
（Ｓ５）交差点検知部１８は、Ｓ４で特定した複数の物標座標Ｍから回帰直線を算出し、その算出した回帰直線を交差直線ＡＥとする。
【００７２】
（Ｓ６）交差点検知部１８は、Ｓ２で算出した走行直線ＣＤと、Ｓ５で算出した交差直線ＡＥとによってなされる角度を、交差点角度Ｂとする。
【００７３】
＜実施の形態１の効果＞
実施の形態１によれば、車両が交差点を旋回する際の走行軌道を、比較的高い精度で予測することができる。
【００７４】
＜実施の形態２＞
実施の形態１では、車両１が交差点を旋回する際の走行軌道を予測した。実施の形態２では、実施の形態１で予測した走行軌道を利用して、車両１が物標に衝突する可能性がある場合にその旨を報知する警報装置３について説明する。
【００７５】
図１２を参照しながら、実施の形態２に係る警報装置３の構成を説明する。
【００７６】
警報装置３は、車両軌道予測部３０、物標軌道予測部３２、衝突判定部３４及び報知部３６の機能を有する。車両軌道予測部３０は、実施の形態１で説明した、走行情報取得部１４、旋回状態特定部１６及び軌道予測部１２の機能を有する。これらの機能は、実施の形態１と同様、ＥＣＵ内のＡＩＣやＦＰＧＡ等の論理回路デバイスとして構成される。又は、これらの機能は、ＥＣＵ内のメモリに格納され、ＣＰＵで実行されるプログラムとして構成される。
【００７７】
走行情報取得部１４、旋回状態特定部１６及び軌道予測部１２の機能については、実施の形態１で説明した通りであるので、説明を省略する。
【００７８】
物標軌道予測部３２は、車両１に搭載されたセンサ装置４０によって検知された物標の移動軌道を予測する。物標の例は、歩行者、自転車及び他の車両等である。
【００７９】
例えば、物標軌道予測部３２は、時刻ｔｎにおける物標位置Ｕ（ｔｎ）の移動方向Ｑ（ｔｎ）及び移動速度ｗ（ｔｎ）がそのまま続くとして、移動速度ｗ（ｔｎ）を微小時間Δｔで積分することにより、時刻ｔｎ＋１における物標位置Ｕ（ｔｎ＋１）を予測する。物標軌道予測部３２は、この処理を繰り返すことにより、時刻ｔ０、ｔ１、…、ｔｎのそれぞれにおける物標位置Ｕ（ｔ０）、Ｕ（ｔ１）、…、Ｕ（ｔｎ）を予測する。そして、物標軌道予測部３２は、それらの予測した物標位置Ｕ（ｔ０）、Ｕ（ｔ１）、…、Ｕ（ｔｎ）をつなげることにより、物標の移動軌道を予測する。
【００８０】
衝突判定部３４は、軌道予測部１２によって予測された車両１の走行軌道１００と、物標軌道予測部３２によって予測された物標の移動軌道とに基づいて、車両１と物標とが衝突する可能性があるか否かを判定する。例えば、衝突判定部３４は、車両１の走行軌道１００と物標の移動軌道とが交差する場合、車両１と物標とが衝突する可能性があると判定する。
【００８１】
報知部３６は、衝突判定部３４によって車両１と物標とが衝突する可能性があると判定された場合、その旨を運転手に報知する。例えば、警報音や警報音声を出力したり、警報情報を表示したり、運転席やハンドルを振動させたりして、その旨を運転手に報知する。
【００８２】
次に、図１３を参照しながら、交差点において警報装置３が報知する一例を説明する。
【００８３】
図１３に示すように、交差点検知部１８が車両１の旋回先を「左折」と検知した場合、車両軌道予測部３０は、上述のとおり、交差点における車両１の左折の走行軌道１００Ｂを予測する。
【００８４】
図１３において、歩行者３００のみが存在する場合、物標軌道予測部３２は、歩行者３００の移動軌道３０２を予測する。この場合、車両１の走行軌道１００Ｂと歩行者３００の移動軌道３０２とが交差するので、衝突判定部３４は、車両１と歩行者３００とが衝突する可能性があると判定する。したがって、報知部３６は、その旨を運転手に報知する。
【００８５】
一方、図１３において、自転車３１０のみが存在する場合、物標軌道予測部３２は、自転車３１０の移動軌道３１２を予測する。この場合、車両１の走行軌道１００Ｂと自転車の移動軌道３１２とは交差しないので、衝突判定部３４は、車両１と自転車３１０とは衝突しないと判定する。この場合、報知部３６は報知しないので、運転手に対する誤報が低減する。よって、警報装置３からの報知に対する、運転手からの信頼性が向上する。
【００８６】
＜実施の形態２の効果＞
実施の形態２によれば、交差点の旋回時において車両と物標とが衝突する可能性がある場合に警報装置３から発せられる報知に対する、運転手からの信頼性を高めることができる。
【００８７】
＜付記＞
図１４は、上述した実施の形態および変形例における各部の機能をプログラムにより実現するコンピュータのハードウェア構成を示す図である。
【００８８】
図１４に示すように、コンピュータ２１００は、入力ボタン、タッチパッドなどの入力装置２１０１、ディスプレイ、スピーカなどの出力装置２１０２、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）２１０３、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）２１０４、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）２１０５を備える。また、コンピュータ２１００は、ハードディスク装置、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ  ）などの記憶装置２１０６、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）メモリなどの記録媒体から情報を読み取る読取装置２１０７、ネットワークを介して通信を行う送受信装置２１０８を備える。上述した各部は、バス２１０９により接続される。
【００８９】
そして、読取装置２１０７は、上記各部の機能を実現するためのプログラムを記録した記録媒体からそのプログラムを読み取り、記憶装置２１０６に記憶させる。あるいは、送受信装置２１０８が、ネットワークに接続されたサーバ装置と通信を行い、サーバ装置からダウンロードした上記各部の機能を実現するためのプログラムを記憶装置２１０６に記憶させる。
【００９０】
そして、ＣＰＵ２１０３が、記憶装置２１０６に記憶されたプログラムをＲＡＭ２１０５にコピーし、そのプログラムに含まれる命令をＲＡＭ２１０５から順次読み出して実行することにより、上記各部の機能が実現される。また、プログラムを実行する際、ＲＡＭ２１０５又は記憶装置２１０６には、各実施の形態で述べた各種処理で得られた情報が記憶され、適宜利用される。
【００９１】
＜注記＞
上述した実施形態は、本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲を実施形態にのみ限定する趣旨ではない。当業者は、本発明の要旨を逸脱することなしに、他の様々な態様で本発明を実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明に係る車両軌道予測装置、方法、プログラム及び記録媒体、並びに、警報装置は、車両の走行安全性を高めることができるので、自動運転装置及び運転支援装置への適用に好適である。
【符号の説明】
【００９３】
１  車両
２  車両軌道予測装置
３  警報装置
１２  軌道予測部
１４  走行情報取得部
１６  旋回状態特定部
１８  交差点検知部
３２  物標軌道予測部
３４  衝突判定部
３６  報知部
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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