(57)【要約】【課題】乗り心地の良い経路を生成する。【解決手段】経路を生成する経路生成装置は、初期位置から目標位置までを曲線を含む線で繋ぐことによって目標経路を生成する目標経路生成部（６１１）を備え、目標経路生成部（６１１）が生成する前記曲線の曲率は、当該曲線に沿って連続的である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
経路を生成する経路生成装置であって、
初期位置から目標位置までを曲線を含む線で繋ぐことによって目標経路を生成する目標経路生成部を備え、
前記目標経路生成部が生成する前記曲線は、当該曲線の曲率が連続的に変化する区間を有する
ことを特徴とする経路生成装置。
【請求項２】
前記目標経路生成部が生成する前記曲線は、曲率の変化率が当該曲線に沿って一定である区間を含む請求項１に記載の経路生成装置。
【請求項３】
前記目標経路生成部は、前記初期位置から前記目標位置までの経路を規定する単位線を複数探索し、当該複数の経路のうち、コストが最小である経路を選択する請求項１又は２に記載の経路生成装置。
【請求項４】
前記目標経路生成部が用いる前記コストは、
前記初期位置から各単位線の終点ノードまでの移動距離と、当該終点ノードから前記目標位置までの直線距離との和を用いて算出される請求項３に記載の経路生成装置。
【請求項５】
前記目標経路生成部は、前記初期位置から前記目標位置までを、複数の単位線で繋ぐことによって目標経路を生成する請求項１から４の何れか１項に記載の経路生成装置。
【請求項６】
前記目標経路生成部は、前記曲線の曲率を、前記単位線毎に決定する請求項５に記載の経路生成装置。
【請求項７】
前記目標経路生成部は、
先の単位線の曲率を示す曲率情報を格納部に格納し、
前記格納部に格納された先の単位線の曲率情報を参照して、現単位線の曲率に関する情報を決定する請求項４から６の何れか１項に記載の経路生成装置。
【請求項８】
前記曲率に関する情報は、曲率及び舵角情報の少なくとも何れかを含んでいる請求項７に記載の経路生成装置。
【請求項９】
前記目標経路生成部は、車種情報、天候情報、及び積載量情報の少なくとも何れかを更に参照して、現単位線の曲率に関する情報を決定する請求項７又は８に記載の経路生成装置。
【請求項１０】
経路を生成する経路生成装置を備えた車両であって、
前記経路生成装置は、
初期位置から目標位置までを曲線を含む線で繋ぐことによって目標経路を生成する目標経路生成部を備え、
前記目標経路生成部が生成する前記曲線は、当該曲線の曲率が連続的に変化する区間を有する
ことを特徴とする車両。
【請求項１１】
車両とサーバとを含む車両システムであって、
前記サーバは、経路生成部と送信部とを含み、
前記経路生成部は、
初期位置から目標位置までを曲線を含む線で繋ぐことによって目標経路を生成する目標経路生成部を備え、
前記目標経路生成部が生成する前記曲線は、当該曲線の曲率が連続的に変化する区間を有し、
前記送信部は、
前記目標経路生成部が生成した目標経路を示す経路情報を送信し、
前記車両は、前記送信部が送信した経路情報を参照して、ステアリング、サスペンション、車速の少なくとも何れかを制御する
ことを特徴とする車両システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、経路を生成する経路生成装置、車両、及び車両システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
初期位置から目標位置までの経路を生成する経路生成装置が知られている。車両が通行する経路の生成を対象とする経路生成装置は、多くの場合、自動運転技術に適用されており、このような経路生成装置の一例として特許文献１が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２６５１６（２０１４年２月６日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、経路生成装置においては、乗り心地の良い経路を生成することが好ましい。
【０００５】
本発明は、乗り心地の良い経路を生成することができる経路生成装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的のもと、本発明に係る経路生成装置は、経路を生成する経路生成装置であって、初期位置から目標位置までを曲線を含む線で繋ぐことによって目標経路を生成する目標経路生成部を備え、前記目標経路生成部が生成する前記曲線は、当該曲線の曲率が連続的に変化する区間を有する。
【０００７】
また、かかる目的のもと、本発明に係る車両は、経路を生成する経路生成装置を備えた車両であって、前記経路生成装置は、初期位置から目標位置までを曲線を含む線で繋ぐことによって目標経路を生成する目標経路生成部を備え、前記目標経路生成部が生成する前記曲線は、当該曲線の曲率が連続的に変化する区間を有する。
【０００８】
また、かかる目的のもと、本発明に係る車両システムは、車両とサーバとを含む車両システムであって、前記サーバは、経路生成部と送信部とを含み、前記経路生成部は、初期位置から目標位置までを曲線を含む線で繋ぐことによって目標経路を生成する目標経路生成部を備え、前記目標経路生成部が生成する前記曲線は、当該曲線の曲率が連続的に変化する区間を有し、前記送信部は、前記目標経路生成部が生成した目標経路を示す経路情報を送信し、前記車両は、前記送信部が送信した経路情報を参照して、ステアリング、サスペンション、車速の少なくとも何れかを制御する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、乗り心地の良い経路を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態１に係る車両の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態１に係るＥＣＵの概略構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る経路生成部の構成例を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る経路生成における、ノード探索、コスト算出、ノード選択の各処理を説明するための模式図である。
【図５】本発明の実施形態１に係る経路生成処理の第１の例によって生成された経路を示す模式図である。
【図６】本発明の実施形態１に係る経路生成処理の第２の例によって生成された経路を示す模式図である。
【図７】本発明の実施形態１に係る経路生成処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施形態２に係る車両システムの概略構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
〔実施形態１〕
以下、本発明の実施形態１について、詳細に説明する。
（車両９００の構成）
図１は、本実施形態に係る車両９００の概略構成を示す図である。図１に示すように、車両９００は、懸架装置（サスペンション）１００、車体２００、車輪３００、タイヤ３１０、操舵部材４１０、ステアリングシャフト４２０、トルクセンサ４３０、舵角センサ４４０、トルク印加部４６０、ラックピニオン機構４７０、ラック軸４８０、エンジン５００、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）（制御装置）６００、発電装置７００およびバッテリ８００を備えている。
【００１２】
タイヤ３１０が装着された車輪３００は、懸架装置１００によって車体２００に懸架されている。車両９００は、四輪車であるため、懸架装置１００、車輪３００およびタイヤ３１０については、それぞれ４つ設けられている。
【００１３】
なお、左側の前輪、右側の前輪、左側の後輪および右側の後輪のタイヤ及び車輪をそれぞれ、タイヤ３１０Ａ及び車輪３００Ａ、タイヤ３１０Ｂ及び車輪３００Ｂ、タイヤ３１０Ｃ及び車輪３００Ｃ、並びに、タイヤ３１０Ｄ及び車輪３００Ｄとも称する。以下、同様に、左側の前輪、右側の前輪、左側の後輪および右側の後輪にそれぞれ付随した構成を、符号「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」及び「Ｄ」を付して表現することがある。
【００１４】
懸架装置１００は、油圧緩衝装置、アッパーアーム及びロアーアームを備えている。また、油圧緩衝装置は、当該油圧緩衝装置が発生させる減衰力を調整する電磁弁であるソレノイドバルブを備えている。ただし、これは本実施形態を限定するものではなく、油圧緩衝装置は、減衰力を調整する電磁弁として、ソレノイドバルブ以外の電磁弁を用いてもよい。例えば、上記電磁弁として、電磁流体（磁性流体）を利用した電磁弁を備える構成としてもよい。
【００１５】
エンジン５００には、発電装置７００が付設されており、発電装置７００によって生成された電力がバッテリ８００に蓄積される。また、エンジン５００は、ＥＣＵ６００から供給される車速制御量に応じて回転数を制御可能に構成されている。
【００１６】
運転者の操作する操舵部材４１０は、ステアリングシャフト４２０の一端に対してトルク伝達可能に接続されており、ステアリングシャフト４２０の他端は、ラックピニオン機構４７０に接続されている。
【００１７】
ラックピニオン機構４７０は、ステアリングシャフト４２０の軸周りの回転を、ラック軸４８０の軸方向に沿った変位に変換するための機構である。ラック軸４８０が軸方向に変位すると、タイロッド及びナックルアームを介して車輪３００Ａ及び車輪３００Ｂが転舵される。
【００１８】
トルクセンサ４３０は、ステアリングシャフト４２０に印加される操舵トルク、換言すれば、操舵部材４１０に印加される操舵トルクを検出し、検出結果を示すトルクセンサ信号をＥＣＵ６００に提供する。より具体的には、トルクセンサ４３０は、ステアリングシャフト４２０に内設されたトーションバーの捩れを検出し、検出結果をトルクセンサ信号として出力する。なお、トルクセンサ４３０として、ホールＩＣ，ＭＲ素子、磁歪式トルクセンサなどの周知のセンサを用いてもよい。
【００１９】
舵角センサ４４０は、操舵部材４１０の舵角を検出し、検出結果をＥＣＵ６００に提供する。
【００２０】
トルク印加部４６０は、ＥＣＵ６００から供給されるステアリング制御量に応じたアシストトルク又は反力トルクを、ステアリングシャフト４２０に印加する。トルク印加部４６０は、ステアリング制御量に応じたアシストトルク又は反力トルクを発生させるモータと、当該モータが発生させたトルクをステアリングシャフト４２０に伝達するトルク伝達機構とを備えている。
【００２１】
なお、本明細書における「制御量」の具体例として、電流値、デューティー比、減衰率、減衰比等が挙げられる。
【００２２】
操舵部材４１０、ステアリングシャフト４２０、トルクセンサ４３０、舵角センサ４４０、トルク印加部４６０、ラックピニオン機構４７０、ラック軸４８０、及びＥＣＵ６００は、本実施形態に係るステアリング装置を構成する。
【００２３】
なお、上述の説明において「トルク伝達可能に接続」とは、一方の部材の回転に伴い他方の部材の回転が生じるように接続されていることを指し、例えば、一方の部材と他方の部材とが一体的に成形されている場合、一方の部材に対して他方の部材が直接的又は間接的に固定されている場合、及び、一方の部材と他方の部材とが継手部材等を介して連動するよう接続されている場合を少なくとも含む。
【００２４】
また、上記の例では、操舵部材４１０からラック軸４８０までが常時機械的に接続されたステアリング装置を例に挙げたが、これは本実施形態を限定するものではなく、本実施形態に係るステアリング装置は、例えばステア・バイ・ワイヤ方式のステアリング装置であってもよい。ステア・バイ・ワイヤ方式のステアリング装置に対しても本明細書において以下に説明する事項を適用することができる。
【００２５】
また、車両９００は、車輪３００毎に設けられ各車輪３００の車輪速を検出する車輪速センサ３２０、車両９００の横方向の加速度を検出する横Ｇセンサ３３０、車両９００の前後方向の加速度を検出する前後Ｇセンサ３４０、車両９００のヨーレートを検出するヨーレートセンサ３５０、エンジン５００が発生させるトルクを検出するエンジントルクセンサ５１０、エンジン５００の回転数を検出するエンジン回転数センサ５２０、及びブレーキ装置が有するブレーキ液に印加される圧力を検出するブレーキ圧センサ５３０を備えている。これらの各種センサから出力される情報は、ＣＡＮ（Controller Area Network）３７０を介してＥＣＵ６００に供給される。
【００２６】
また、車両９００は、車両９００の現在位置を特定し、当該現在位置を示す現在位置情報を出力するＧＰＳ（Global Positioning System）センサ５５０と、目的地に関するユーザ入力を受け付け、当該目的地を示す目的地情報を出力するユーザ入力受付部５６０とを備えており、現在位置情報及び目的地情報も、ＣＡＮ３７０を介してＥＣＵ６００に供給される。また、車両９００は、後述する経路生成部６１０が生成した経路情報の示す経路をユーザに対して視覚的又は聴覚的に提示する経路情報提示部を更に備える構成としてもよい。
【００２７】
また、図示は省略するが、車両９００は、ブレーキ時の車輪ロックを防ぐためのシステムであるＡＢＳ（Antilock Brake System）、加速時等における車輪の空転を抑制するＴＣＳ（Traction Control System）、及び、旋回時のヨーモーメント制御やブレーキアシスト機能等のための自動ブレーキ機能を備えた車両挙動安定化制御システムであるＶＳＡ（Vehicle Stability Assist）制御可能なブレーキ装置を備えている。
【００２８】
ここで、ＡＢＳ、ＴＣＳ、及びＶＳＡは、推定した車体速に応じて定まる車輪速と、車輪速センサ３２０によって検出された車輪速とを比較し、これら２つの車輪速の値が、所定の値以上相違している場合にスリップ状態であると判定する。ＡＢＳ、ＴＣＳ、及びＶＳＡは、このような処理を通じて、車両９００の走行状態に応じて最適なブレーキ制御やトラクション制御を行うことにより、車両９００の挙動の安定化を図るものである。
【００２９】
車両９００が備えるブレーキ装置は、ＥＣＵ６００から供給される車速制御量に応じて、ブレーキ動作を行うことができるよう構成されている。
【００３０】
ＥＣＵ６００は、車両９００が備える各種の電子機器を統括制御する。例えば、ＥＣＵ６００は、トルク印加部４６０に供給するステアリング制御量を調整することにより、ステアリングシャフト４２０に印加するアシストトルク又は反力トルクの大きさを制御する。
【００３１】
また、ＥＣＵ６００は、懸架装置１００に含まれる油圧緩衝装置が備えるソレノイドバルブに対して、サスペンション制御量を供給することによって当該ソレノイドバルブの開閉を制御する。この制御を可能とするために、ＥＣＵ６００からソレノイドバルブへ駆動電力を供給する電力線が配されている。
（ＥＣＵ６００）
以下では、参照する図面を替えて、ＥＣＵ６００について具体的に説明する。図２は、ＥＣＵ６００の概略構成を示す図である。
【００３２】
図２に示すように、ＥＣＵ６００は、経路生成部６１０、ステアリング制御部６３０、サスペンション制御部６５０、及び車速制御部６７０を備えている。
【００３３】
経路生成部６１０は、現在位置情報及び目的地情報を参照して経路情報を生成する。生成した経路情報は、ステアリング制御部６３０、サスペンション制御部６５０、車速制御部６７０、の少なくとも何れかに供給される。
【００３４】
ステアリング制御部６３０は、ＣＡＮ３７０に含まれる各種のセンサ検出結果、及び、経路生成部６１０から供給される経路情報の少なくとも何れかを参照し、トルク印加部４６０に供給するステアリング制御量の大きさを決定する。
【００３５】
なお、本明細書において「〜を参照して」との表現には、「〜を用いて」「〜を考慮して」「〜に依存して」などの意味が含まれ得る。
【００３６】
サスペンション制御部６５０は、ＣＡＮ３７０に含まれる各種のセンサ検出結果、及び経路生成部６１０から供給される経路情報の少なくとも何れかを参照し、懸架装置１００に含まれる油圧緩衝装置が備えるソレノイドバルブに対して供給するサスペンション制御量の大きさを決定する。
【００３７】
車速制御部６７０は、ＣＡＮ３７０に含まれる各種のセンサ検出結果、及び経路生成部６１０から供給される経路情報の少なくとも何れかを参照し、エンジン５００及びブレーキ装置に供給する車速制御量の大きさを決定する。
【００３８】
経路情報を参照した具体的なステアリング制御、サスペンション制御、及び、車速制御については後述する。
【００３９】
なお、経路生成部６１０、ステアリング制御部６３０、サスペンション制御部６５０、及び車速制御部６７０は、それぞれ別々のＥＣＵとして実現される構成であってもよい。このような構成の場合、経路生成部６１０と、ステアリング制御部６３０、サスペンション制御部６５０、及び車速制御部６７０とが通信手段を用いて相互に通信を行うことにより、本明細書に記載の制御が実現される。
【００４０】
（経路生成部）
続いて、図３を参照して、経路生成部６１０についてより具体的に説明する。図３は、経路生成部６１０の構成を示すブロック図である。図３に示すように、経路生成部６１０は、目標経路生成部６１１、メモリ（格納部）６１２、及び初期位置・目標位置決定部６１３を備えている。また、目標経路生成部６１１は、図３に示すように、ノード探索部６１４、コスト算出部６１５、ノード選択部６１６、曲率決定部６１７、及び経路情報出力部６１８を備えている。
【００４１】
初期位置・目標位置決定部６１３は、ＣＡＮ３７０に含まれる現在位置情報及び目的地情報を参照して、経路探索の起点及び終点となる初期位置及び目標位置を決定する。
【００４２】
ノード探索部６１４は、メモリ６１２から地図情報を取得し、初期位置・目標位置決定部６１３から初期位置及び目標位置を示す情報を取得する。ノード探索部６１４は、取得した地図情報を参照して、初期位置・目標位置決定部６１３が決定した初期位置から目標位置までの間に設定され得る複数のノードを次々と探索する。換言すれば、ノード探索部６１４は、初期位置から目標位置までの経路を複数探索する。これは、初期位置から目標位置までの経路を規定するノード又は単位線（後述）を複数探索すると表現することもできる。ノード探索部６１４によるノードの探索処理の具体例については後述する。
【００４３】
コスト算出部６１５は、ノード探索部６１４が探索した複数のノードの各々についてのコストを算出する。コスト算出部６１５におけるコストの算出方法については後述する。
【００４４】
ノード選択部６１６は、ノード探索部６１４が探索した複数のノードのうち、コスト算出部６１５が算出したコストが最小である経路を選択する。換言すれば、ノード選択部６１６は、ノード探索部６１４が探索した複数の経路のうち、コストが最小である経路を選択する。なお、ノード探索部６１４が探索した複数の経路のうち、ノード選択部６１６がコストが最小ではないと判断した経路については、コスト算出部６１５におけるコストの算出を止めてもよい。
【００４５】
曲率決定部６１７は、ノード選択部６１６が選択した各ノードを滑らかに繋ぐことによって出力対象の経路を決定する。換言すれば、曲率決定部６１７は、ノード選択部６１６が選択したノードが規定する経路に含まれる曲線の曲率、及び各ノードにおける経路の方位角を決定する。一例として、曲率決定部６１７は、ノード選択部６１６が選択した経路に含まれるノードとノードとを繋ぐ単位線の曲率を単位線毎に決定する。また、各ノードにおける単位線の方位角を決定する。ここで、曲率決定部６１７が決定する単位線の曲率には、当該単位線の両端のノードにおける曲率が含まれる。また、曲率決定部６１７は、前記曲線が、当該曲線の曲率が連続的に変化する区間を有するように前記曲線の曲率を決定する。
【００４６】
曲率決定部６１７は、上記のように決定した各単位線の曲率を示す曲率情報をメモリ６１２に格納する。ここで、メモリ６１２に格納される曲率情報には、当該単位線の終点ノードにおける曲率が含まれる。また、曲率情報には、当該単位線の終点ノード以外の曲率、が含まれる構成としてもよい。また、曲率情報には、曲率の変化率が含まれる構成としてもよい。また、曲率決定部６１７は、各ノードにおける単位線の方位角、及び、各ノードの位置（座標）を示す座標情報もメモリ６１２に格納する。
【００４７】
メモリ６１２に格納された各ノードにおける方位角、及び曲率情報は、当該ノードを始点ノードとする単位線の方位角及び曲率を決定する処理において曲率決定部６１７により参照される。
【００４８】
なお、曲率決定部６１７が各単位線の曲率を決定するタイミングは本実施形態を限定するものではない。例えば、曲率決定部６１７は、単位線を生成する毎に当該単位線の曲率を決定する構成としてもよいし、初期位置から目標位置までの経路を生成した後に、生成した経路に含まれる各単位線の曲率を決定する構成としてもよい。
【００４９】
経路情報出力部６１８は、メモリ６１２に格納された各ノードにおける方位角、座標情報、及び曲率情報を参照し、初期位置から目標位置までを１又は複数の単位線で繋ぐことによって目標経路（単に経路とも呼ぶ）を生成し、生成した経路情報を出力する。
【００５０】
（目標経路生成部による処理の具体例）
以下では、目標経路生成部６１１が備えるノード探索部６１４、コスト算出部６１５、ノード選択部６１６、及び曲率決定部６１７によるノード探索、コスト算出、ノード選択、及び曲率決定処理について参照する図面を替えてより具体的に説明する。
【００５１】
（ノード探索、コスト算出、及びノード選択処理）
図４は、ノード探索、コスト算出、ノード選択の各処理を説明するための模式図である。
【００５２】
まず、ノード探索部６１４は、初期位置・目標位置決定部６１３が決定した初期位置及び目標位置を参照し、当該初期位置と当該目標位置との間の仮想的空間に、図４に示すような複数のセルを設定する。
【００５３】
続いて、ノード探索部６１４は、上記初期位置に対応するノードを始点ノードに設定する。そして、以下に示す処理によって、当該始点ノードを始点とする単位線の終点ノードが探索される。
【００５４】
まず、ノード探索部６１４は、任意の１又は複数の曲率を設定する。そして、ノード探索部６１４は、始点ノードを始点とし、当該任意の曲率の各々を有する単位線を生成する。ノード探索部６１４は、生成した単位線の終点を終点ノードとして設定し、当該終点ノードが配置されたセルを、終点ノードを配置すべきセルの候補として設定する。なお、始点ノードを含むセルの周囲に存在するセルだけでなく、当該始点ノードを含むセルに直接隣接していないセルもまた、当該終点ノードを配置すべきセルの候補になり得る。なお、始点ノードを含むセルの周囲に存在するセルには、当該始点ノードを含むセルと辺を共有するセル（辺を介して隣接しているセル）、及び、当該始点ノードを含むセルと頂点を共有するセル（頂点を介して隣接しているセル）が含まれる。また、図４に示すように、ノード探索部６１４は、メモリ６１２に保存された地図情報を参照して、上記複数のセルを、障害物が存在し車両９００が通行不可能なセルと、障害物が存在せずに車両９００が通行可能なセルとに分類し、当該通行不可能なセルを、上記終点ノードを配置すべきセルの候補から除外する。また、一度コストの算出が行われたセルを、上記終点ノードを配置すべきセルの候補から除外してもよい。
【００５５】
続いて、コスト算出部６１５は、ノード探索部６１４において、終点ノードを配置すべきセルの候補の各々についてコスト（スコア）Ｓを計算する。ここで、コストＳは、一般に、初期位置を示すノードから、探索対象の各ノードまでの移動距離を示す実コストＣと、探索対象の各ノードから目標位置に対応するノードまでの直線距離を示す推定コストＨとの和によって求められる。図４には、初期位置と目標位置との間の仮想的空間に設定された複数のセルの各々について、実コストＣ、推定コストＨ、及びコストＳが例示されている。なお、本実施形態において、探索対象の各ノードから目標位置までの直線距離の算出の仕方は本実施形態を限定するものではなく、例えば、ユークリッド距離を用いてもよいし、マンハッタン距離を用いてもよい。
【００５６】
また、コスト算出部６１５は、一旦コストを算出したセルであっても、再度コストを計算したほうがコストが低くなる場合には、当該セルのコストを、当該低い方のコストに更新する。
【００５７】
続いて、ノード選択部６１６は、終点ノードを配置すべきセルの候補の中から、コスト算出部６１５において算出されたコストＳが最小であるセルに対応するノードを、終点ノードを配置すべきセルとして選択し、選択したセルに終点ノードを配置する。ここで、コストＳが同じノードが複数あった場合、ノード選択部６１６は、実コストＣが低い方を次のノードとして選択する。
【００５８】
（曲率決定処理）
続いて、曲率決定部６１７による各単位線の曲率決定処理について、図５及び図６を参照して、具体的に説明する。
【００５９】
＜処理例１＞
図５は、曲率決定処理の第１の処理例によって生成した経路を示す模式図である。図５では、初期位置に対応するノードＮintからノードＮ01〜N04を経由して目標位置に対応するノードNfinまでの経路が例示されている。
【００６０】
本処理例では、曲率決定部６１７は、メモリ６１２に保存された各ノードの方位角を参照することによって、各単位線の曲率を決定する。
【００６１】
より具体的には、曲率決定部６１７は、まず、対象ノードＮtargetを終点ノードとする単位線ＵＬaの、当該対象ノードＮtargetにおける方位角θaをメモリ６１２から取得する。ここで、対象ノードＮtargetとは、曲率決定部６１７による処理対象のノードのことを指し、図５に示す例では、ノードＮint、及びノードＮ01〜N04の何れかに対応する。
【００６２】
続いて、曲率決定部６１７は、対象ノードＮtargetを始点ノードとする単位線ＵＬbの、当該対象ノードＮtargetでの方位角θbを、θb＝θaとなるように決定する。これにより、始点ノードにおける単位線ＵＬbの向きが定まることになる。
【００６３】
続いて、曲率決定部６１７は、単位線ＵＬbの曲率を、一定の値に設定する。
【００６４】
以上を纏めると、曲率決定部６１７は、単位線ＵＬbの曲率を以下の条件１ａ〜１ｂによって決定する。
【００６５】
（条件１ａ）
単位線ＵＬbの、対象ノードＮtarget（すなわち単位線ＵＬbの始点ノード）での方位角θbが、θb＝θaを満たす。
【００６６】
（条件１ｂ）
対象ノードＮtargetの次のノード（すなわち単位線ＵＬbの終点ノード）に向けて、曲率が一定となる。
【００６７】
また、曲率決定部６１７は、
・単位線ＵＬbの終点ノードにおける当該単位線ＵＬbの方位角
・単位線ＵＬbの終点ノードの位置（座標）を示す座標情報
をメモリ６１２に格納する。
【００６８】
本例に係る曲率決定処理によれば、各ノードにおいて、方位角が連続になるように単位線同士が接続され、また、各単位線での曲率が一定となる。したがって、本例に係る曲率決定処理によれば、経路に沿って、方位角が連続的である経路が生成される。
＜制御例２＞
続いて、曲率決定処理の第２の処理例について図６を参照して説明する。図６は、曲率決定処理の第２の処理例によって生成した経路を示す模式図である。図６の（ａ）では、始点ノードＮ11から各終点ノードN12,N13,N14までの単位線の例が示されており、図６の（ｂ）では、更に、各ノードＮ121〜N143までの単位線の例が示されている。
【００６９】
本処理例では、曲率決定部６１７は、メモリ６１２に保存された各ノードにおける方位角及び曲率情報を参照することによって、各単位線の曲率を決定する。
【００７０】
より具体的には、曲率決定部６１７は、まず、対象ノードＮtargetを終点ノードとする単位線ＵＬaの、当該対象ノードＮtargetにおける方位角θa、及び曲率Ｒaをメモリ６１２から取得する。ここで、対象ノードＮtargetとは、処理例１と同様に、曲率決定部６１７による処理対象のノードのことを指し、図６の（ａ）及び（ｂ）に示す例では、ノードＮ11〜N143の何れかに対応する。
【００７１】
続いて、曲率決定部６１７は、対象ノードＮtargetを始点ノードとする単位線ＵＬbの、当該対象ノードＮtargetでの方位角θbを、θb＝θaとなるように決定する。これにより、始点ノードにおける単位線ＵＬbの向きが定まることになる。
【００７２】
続いて、曲率決定部６１７は、単位線ＵＬbの、対象ノードＮtargetでの曲率Ｒbを、Ｒa＝Ｒbとなるように決定する。これにより、対象ノードＮtargetにおいて、単位線ＵＬaと単位線ＵＬbとが曲率が連続的になるように接続されることになる。
【００７３】
続いて、曲率決定部６１７は、単位線ＵＬbの、対象ノードＮtarget以外の部分を含む曲率を、当該単位線ＵＬbに沿って連続的となるように決定する。ここで、ある単位線に沿って曲率が連続的であるとは、当該単位線に沿っての曲率が一定である（すなわち曲率が変化しない）か、又は、当該単位線に沿って曲率が連続的に変化することを指す。
【００７４】
以上を纏めると、曲率決定部６１７は、単位線ＵＬbの曲率を以下の条件２ａ〜２ｃによって決定する。
【００７５】
（条件２ａ）
単位線ＵＬbの、対象ノードＮtarget（すなわち単位線ＵＬbの始点ノード）での方位角θbが、θb＝θaを満たす。
【００７６】
（条件２ｂ）
対象ノードＮtargetにおける単位線ＵＬbの曲率Ｒbが、Ｒa＝Ｒbを満たす。
【００７７】
（条件２ｃ）
単位線ＵＬbの曲率が連続的である。
また、曲率決定部６１７は、
・単位線ＵＬbの終点ノードにおける当該単位線ＵＬbの方位角
・単位線ＵＬbの終点ノードにおける当該単位線ＵＬbの曲率
・単位線ＵＬbの終点ノードの位置（座標）を示す座標情報
をメモリ６１２に格納する。
【００７８】
図６の（ａ）に示す例では、ノードＮ11の座標情報（ｘ0、ｙ0）、ノードＮ11を終点ノードをする単位線の当該ノードＮ11における方位角θ0、及び、ノードＮ11を終点ノードをする単位線の当該ノードＮ11における曲率Ｒ0をメモリ６１２に格納する例が示されている。ノードＮ12、Ｎ13、Ｎ14についても同様である。
【００７９】
本例に係る曲率決定処理によれば、各ノードにおいて、方位角が連続になるように単位線同士が接続され、また、各ノード及び各単位線において曲率が連続的であるので、急激な操舵を抑制することができる。したがって、本例係る曲率決定方法によれば、乗り心地の良い経路を生成することができる。
【００８０】
また、本処理例では、曲率決定部６１７が単位線ＵＬbの曲率を、以下の条件２ｄを更に課すことによって決定する構成としてもよい。
【００８１】
（条件２ｄ）
単位線ＵＬbに沿った単位線ＵＬbの曲率の変化率が一定である。
この条件を課すことによって、乗り心地のより良い経路を生成することができる。なお、曲率の変化率が一定である曲線はクロソイド曲線と呼ばれ、図６には単位線がクロソイド曲線である例が示されている。
【００８２】
また、曲率決定部６１７は、地図情報に含まれる道幅を参照して、単位線ＵＬbの曲率又は曲率の変化率を決定する構成としてもよい。また、曲率決定部６１７は、車両９００の車種を示す車種情報、天気を示す天気情報、及び車両９００の車載量を示す車載量情報の少なくとも何れかを参照して、単位線ＵＬbの曲率、又は曲率の変化率を決定する構成としてもよい。
【００８３】
例えば、天気情報が示す天気が雨天であった場合、単位線ＵＬbの曲率又は曲率の変化率を、晴天の場合に比べて小さく設定する構成としてもよい。また、車載量情報が示す積載量がより大きい場合の単位線ＵＬbの曲率又は曲率の変化率を、積載量がより小さい場合よりも小さく設定する構成としてもよい。
（経路生成処理の流れ）
以下では、本実施形態に係る経路生成部６１０により実行される経路生成処理の流れの一例を、図７を参照して説明する。図７は、経路生成部６１０による経路生成処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【００８４】
本実施形態に係る経路生成部６１０は、以下に説明するステップＳ１１〜１６を実行することによって、初期位置から目標位置までを繋ぐ目標経路を生成する。
【００８５】
（ステップＳ１１）
まず、ステップＳ１１にて、初期位置・目標位置決定部６１３は、ＣＡＮ３７０に含まれる現在位置情報及び目的地情報を参照して、経路探索の起点及び終点となる初期位置及び目標位置を決定する。初期位置・目標位置決定部６１３は、決定した初期位置及び目標位置を目標経路生成部６１１へ供給する。ノード探索部６１４は、メモリ６１２から地図情報を取得し、初期位置、目標位置、及び地図情報を参照して、初期位置と目標位置との間の空間に複数のセルを設定する。また、ノード探索部６１４は、初期位置に対応するノードを始点ノードに設定する。
【００８６】
（ステップＳ１２）
次に、ステップＳ１２にて、ノード探索部６１４は、任意の１又は複数の曲率を設定する。そして、ノード探索部６１４は、始点ノードを始点とし、当該任意の曲率の各々を有する単位線を生成する。ノード探索部６１４は、生成した単位線の終点を終点ノードとして設定し、当該終点ノードが配置されたセルを、終点ノードを配置すべきセルの候補として設定する。なお、ノード探索部６１４は、障害物が存在し車両９００が通行不可能を、上記終点ノードを配置すべきセルの候補から除外する。また、一度コストの算出が行われたセルを、上記終点ノードを配置すべきセルの候補から除外してもよい。
【００８７】
（ステップＳ１３）
続いて、ステップＳ１３において、ステップＳ１２にて設定したセルの候補の各々について、コストＳを算出する。具体的なコストＳの算出処理については既に説明したためここでは説明を省略する。
【００８８】
（ステップＳ１４）
続いて、ノード選択部６１６は、ステップＳ１３にて算出されたコストＳが最小であるセルに対応するノードを、終点ノードを配置すべきセルとして選択し、選択したセルに終点ノードを配置する。
【００８９】
（ステップＳ１５）
続いて、ステップＳ１５にて、曲率決定部６１７は、始点ノードから終点ノードまでの単位線の曲率を決定する。また、曲率決定部６１７は、当該単位線の終点ノードの曲率を含む曲率情報及び当該単位線の終点ノードにおける方位角をメモリ６１２に格納する。なお、曲率決定部６１７による曲率決定処理については既に詳述したためここでは説明を省略する。
【００９０】
（ステップＳ１６）
続いて、目標経路生成部６１１は、生成した単位線によって構成される経路が目標位置に到着したか否かを判定する。生成した単位線によって構成される経路が目標位置に到着していない場合（ステップＳ１６でＮＯ）、終点ノードを始点ノードに設定したうえで、ステップＳ１２に戻る。その際、ステップＳ１２では、すでにコストが算出されたセルを、新たに設定された始点ノードを始点とする探索処理におけるセルの候補から除外する構成としてもよい。
【００９１】
一方で、生成した単位線によって構成される経路が目標位置に到着した場合（ステップＳ１６でＹＥＳ）、経路情報出力部６１８は、メモリ６１２に格納された各ノードにおける方位角、及び各単位線の曲率情報を参照し、初期位置から目標位置までを１又は複数の単位線で繋ぐことによって目標経路を生成し、生成した経路情報を出力する。
【００９２】
＜経路情報を参照した車両制御＞
以下では、経路生成部６１０が生成した経路情報を参照した車両制御の具体例を説明する。ＥＣＵ６００は、経路生成部６１０が生成した経路情報を参照して、以下に示す制御例の何れか又はそれらの組み合わせを用いた制御を行う。
【００９３】
（制御例１）
ステアリング制御部６３０は、ＣＡＮ３７０に含まれる現在位置情報を参照して車両９００の現在位置を特定し、特定した現在位置を、経路生成部６１０が生成した経路情報の示す経路上にマッピングする。そして、車両９００の現在位置に対応する、経路情報の示す経路上の位置における当該経路の曲率に応じて、ステアリング制御量を決定する。
【００９４】
例えば、当該経路の曲率とステアリング制御量とが正の相関を有するように、ステアリング制御量を決定する。
【００９５】
（制御例２）
サスペンション制御部６５０は、ＣＡＮ３７０に含まれる現在位置情報を参照して車両９００の現在位置を特定し、特定した現在位置を、経路生成部６１０が生成した経路情報の示す経路上にマッピングする。そして、車両９００の現在位置に対応する、経路情報の示す経路上の位置における当該経路の曲率に応じて、サスペンション制御量を決定する。
【００９６】
例えば、車両９００の現在位置に対応する、経路情報の示す経路上の位置にカーブが存在する場合には、当該カーブの外側の車輪のサスペンションを硬くするようにサスペンション制御量を決定する。また、カーブの曲率と上記サスペンションの硬さとが正の相関を有するようにサスペンション制御量を決定する。
【００９７】
（制御例３）
車速制御部６７０は、ＣＡＮ３７０に含まれる現在位置情報を参照して車両９００の現在位置を特定し、特定した現在位置を、経路生成部６１０が生成した経路情報の示す経路上にマッピングする。そして、車両９００の現在位置に対応する、経路情報の示す経路上の位置における当該経路の曲率に応じて、車速制御量を決定する。
【００９８】
また、車両９００の現在位置に対応する、経路情報の示す経路上の位置の進行方向前方にカーブが存在する場合には、当該カーブまでの距離、及び当該カーブの曲率に応じて、車速制御量を決定してもおい。
【００９９】
例えば、車速制御部６７０は、進行方向前方のカーブの曲率が大きければ大きいほど、車速を低減するように車速制御量を決定する。また、車速制御部６７０は、進行方向前方のカーブまでの距離が近ければ近いほど、車速を低減するように車速制御量を決定する。
【０１００】
（制御例４）
ＥＣＵ６００は、ＣＡＮ３７０に含まれる現在位置情報を参照して車両９００の現在位置を特定し、特定した現在位置を、経路生成部６１０が生成した経路情報の示す経路上にマッピングする。そして、車両９００の現在位置に対応する、経路情報の示す経路上の位置における当該経路の曲率に応じて、運転者に対して警告情報を提示する。
【０１０１】
例えば、上記経路の曲率が所定の値よりも大きい場合、車両９００の備えるスピーカ又は表示パネルを介して、音声又は画像として運転者に対して警告する。
＜経路生成処理に関する付記事項＞
上述した経路生成部６１０を含むＥＣＵ６００は、数ノード程度先までの経路を予め生成し、生成した経路に沿って車両９００を制御する場合に好適に適用することができる。一方、経路生成部６１０は、よりリアルタイム性を高めた経路生成処理を行うことも可能である。
【０１０２】
例えば、経路生成部６１０は、操舵部材４１０の舵角に関する舵角情報をＣＡＮ３７０からリアルタイムで取得し、経路生成に反映させる。より具体的には、経路生成部６１０は、各単位線の終点ノードにおける曲率情報として、当該終点ノードにおける操舵部材４１０の舵角に関する舵角情報をメモリ６１２に格納する。そして、経路生成部６１０は、舵角情報を参照して、各ノード、及び単位線において、舵角が連続的となるよう経路を生成する。
【０１０３】
一般に、舵角は曲率に対応しているため、各ノードにおける曲率情報として操舵部材４１０の舵角を参照し、当該舵角が連続的になるよう当該ノードを始点ノードとする単位線の曲率を決定することができる。換言すれば、各ノードにおける曲率情報として操舵部材４１０の舵角を参照し、上述した経路生成処理を適用することによってリアルタイム性を高めた経路生成を行うことができる。
【０１０４】
また、本実施形態に係る経路生成部６１０は、車速を示す車速情報を取得し、車速に応じて、各単位線の曲率を決定する構成としてもよい。例えば、経路生成部６１０は、車速がより大きい場合に、各単位線の曲率をより小さく決定する構成としてもよい。
【０１０５】
〔実施形態２〕
以下、参照する図面を替えて、本発明の実施形態２について、詳細に説明する。以下の説明では、上記実施形態において既に説明した事項については説明を省略し、上記実施形態とは異なる点について説明を行う。
【０１０６】
図８は、本実施形態に係る車両システム２０００の要部構成を示す図である。図８に示すように、車両システム２０００は、車両９００およびサーバ１０００を備えている。
【０１０７】
本実施形態に係る車両９００は、実施形態１に係る車両９００が備えるＥＣＵ６００に代えて、ＥＣＵ６００ａを備えている。また、本実施形態に係る車両９００は送受信部９１０をさらに備えている。ＥＣＵ６００ａは、実施形態１に係る経路生成部６１０を備えていない点以外は、実施形態１に係るＥＣＵ６００と同様の構成である。
【０１０８】
一方で、サーバ１０００は、経路生成部６１０を有する制御部１２００、および送受信部１１００を備えている。
【０１０９】
車両９００ａは、各種センサから出力されるセンサ検出結果の情報をＣＡＮ３７０を介して送受信部９１０へ出力する。送受信部９１０は取得した各センサ検出結果の情報をサーバ１０００の送受信部１１００に出力する。送受信部１１００は取得した各センサ検出結果の情報を経路生成部６１０へ出力する。経路生成部６１０は、実施形態１と同様の処理を行うことによって経路情報を生成する。経路生成部６１０は、生成した経路情報を送受信部１１００へ提供する。送受信部１１００は取得した経路情報を送受信部９１０へ出力する。送受信部９１０は、取得した経路情報をＥＣＵ６１０ａへ出力する。ＥＣＵ６００ａは、実施形態１に係るＥＣＵ６００と同様に、取得した経路情報に基づき、車両９００ａの各種制御を行う。
【０１１０】
〔ソフトウェアによる実現例〕
ＥＣＵ６００、６００ａ、サーバ１０００の制御ブロック（経路生成部６１０、ステアリング制御部６３０、サスペンション制御部６５０、車速制御部６７０）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてソフトウェアによって実現してもよい。
【０１１１】
後者の場合、ＥＣＵ６００、６００ａ、サーバ１０００は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラムおよび各種データがコンピュータ（またはＣＰＵ）で読み取り可能に記録されたＲＯＭ（Read Only Memory）または記憶装置（これらを「記録媒体」と称する）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えている。そして、コンピュータ（またはＣＰＵ）が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
【０１１２】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１１３】
２００  車体
６００  ＥＣＵ（制御装置）
６１０  経路生成部
６１１  目標経路生成部
６１２  メモリ
６１３  初期位置・目標位置決定部
６１４  ノード探索部
６１５  コスト算出部
６１６  ノード選択部
６１７  曲率決定部
６３０  ステアリング制御部
６５０  サスペンション制御部
６７０  車速制御部
９００  車両
【図１】
2019006205.tif 000003
【図２】
2019006205.tif 000004
【図３】
2019006205.tif 000005
【図４】
2019006205.tif 000006
【図５】
2019006205.tif 000007
【図６】
2019006205.tif 000008
【図７】
2019006205.tif 000009
【図８】
2019006205.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成29年9月25日(2017.9.25)
【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】
経路を生成する経路生成装置であって、
初期位置から目標位置までを曲線を含む線で繋ぐことによって目標経路を生成する目標経路生成部を備え、
前記目標経路生成部が生成する前記曲線は、当該曲線の曲率が連続的に変化する区間を有し、
前記目標経路生成部は、前記初期位置から前記目標位置までを、複数の単位線で繋ぐことによって目標経路を生成し、
前記目標経路生成部が生成する前記曲線は、曲率の変化率が当該曲線に沿って一定である区間を含み、
前記目標経路生成部は、前記初期位置から前記目標位置までの経路を規定する単位線を複数探索し、当該複数の経路のうち、コストが最小である経路を選択し、
前記目標経路生成部が用いる前記コストは、前記初期位置から各単位線の終点ノードまでの移動距離と、当該終点ノードから前記目標位置までの直線距離との和を用いて算出され、
前記目標経路生成部は、先の単位線の曲率を示す曲率情報を格納部に格納し、前記格納部に格納された先の単位線の曲率情報を参照して、現単位線の曲率に関する情報を決定する
ことを特徴とする経路生成装置。
【請求項２】
前記目標経路生成部は、前記曲線の曲率を、前記単位線毎に決定する請求項１に記載の経路生成装置。
【請求項３】
前記曲率に関する情報は、曲率及び舵角情報の少なくとも何れかを含んでいる請求項１又は２に記載の経路生成装置。
【請求項４】
前記目標経路生成部は、車種情報、天候情報、及び積載量情報の少なくとも何れかを更に参照して、現単位線の曲率に関する情報を決定する請求項１から３の何れか１項に記載の経路生成装置。
【請求項５】
経路を生成する経路生成装置を備えた車両であって、
前記経路生成装置は、
初期位置から目標位置までを曲線を含む線で繋ぐことによって目標経路を生成する目標経路生成部を備え、
前記目標経路生成部が生成する前記曲線は、当該曲線の曲率が連続的に変化する区間を有し、
前記目標経路生成部は、前記初期位置から前記目標位置までを、複数の単位線で繋ぐことによって目標経路を生成し、
前記目標経路生成部が生成する前記曲線は、曲率の変化率が当該曲線に沿って一定である区間を含み、
前記目標経路生成部は、前記初期位置から前記目標位置までの経路を規定する単位線を複数探索し、当該複数の経路のうち、コストが最小である経路を選択し、
前記目標経路生成部が用いる前記コストは、前記初期位置から各単位線の終点ノードまでの移動距離と、当該終点ノードから前記目標位置までの直線距離との和を用いて算出され、
前記目標経路生成部は、先の単位線の曲率を示す曲率情報を格納部に格納し、前記格納部に格納された先の単位線の曲率情報を参照して、現単位線の曲率に関する情報を決定する
ことを特徴とする車両。
【請求項６】
車両とサーバとを含む車両システムであって、
前記サーバは、経路生成部と送信部とを含み、
前記経路生成部は、
初期位置から目標位置までを曲線を含む線で繋ぐことによって目標経路を生成する目標経路生成部を備え、
前記目標経路生成部が生成する前記曲線は、当該曲線の曲率が連続的に変化する区間を有し、
前記目標経路生成部は、前記初期位置から前記目標位置までを、複数の単位線で繋ぐことによって目標経路を生成し、
前記目標経路生成部が生成する前記曲線は、曲率の変化率が当該曲線に沿って一定である区間を含み、
前記目標経路生成部は、前記初期位置から前記目標位置までの経路を規定する単位線を複数探索し、当該複数の経路のうち、コストが最小である経路を選択し、
前記目標経路生成部が用いる前記コストは、前記初期位置から各単位線の終点ノードまでの移動距離と、当該終点ノードから前記目標位置までの直線距離との和を用いて算出され、
前記目標経路生成部は、先の単位線の曲率を示す曲率情報を格納部に格納し、前記格納部に格納された先の単位線の曲率情報を参照して、現単位線の曲率に関する情報を決定し、
前記送信部は、
前記目標経路生成部が生成した目標経路を示す経路情報を送信し、
前記車両は、前記送信部が送信した経路情報を参照して、ステアリング、サスペンション、車速の少なくとも何れかを制御する
ことを特徴とする車両システム。