(57)【要約】【課題】自車両が折れ曲がった走路を走行するときに、走路環境などを記憶したデータが存在しない条件下でも、未来の走行軌道を適切に決定することができる走行軌道決定装置及びそれを備えた自動運転装置を提供する。【解決手段】走行軌道決定装置１は、ＥＣＵ２を備える。ＥＣＵ２は、第２走路目標点Ｘｔ０を取得し、自車両３から交差点５０内を通りながら自車両３の進行方向に延びる第１直線Ｌ１と第２走路目標点Ｘｔ０を通りながら第１直線Ｌ１と交差点５０内で交差するように延びる第２直線Ｌ２とに内接する円ＩＣにおける２つの内接点Ｘｉ，Ｘｏ間の円弧Ａｒを決定し、円弧Ａｒを用いて、自車両３の未来の走行軌道Ｘｆを決定する。【選択図】図６
2019123270.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両が第１走路から当該第１走路に対して折れ曲がりながら連続する第２走路に向かって走行するときに、当該自車両の未来の走行軌道を決定する走行軌道決定装置であって、
前記第２走路における目標となる第２走路目標点を取得する第２走路目標点取得手段と、
前記自車両から前記第１走路及び前記第２走路の連続部内を通りながら当該自車両の進行方向に延びる第１直線と前記第２走路目標点を通りながら当該第１直線と前記連続部内で交差するように延びる第２直線とに内接する円における２つの内接点間の円弧を、当該円弧が少なくも前記連続部に含まれるように決定する円弧決定手段と、
当該円弧を用いて、前記自車両の前記未来の走行軌道を決定する走行軌道決定手段と、
を備えることを特徴とする走行軌道決定装置。
【請求項２】
前記自車両が前記連続部で停止するとき又は当該連続部内を通過するときの目標となる走行目標点を取得する走行目標点取得手段をさらに備え、
前記円弧決定手段は、前記円弧が前記走行目標点に漸近するように、前記円弧を決定することを特徴とする請求項１に記載の走行軌道決定装置。
【請求項３】
前記自車両が前記連続部で停止するとき又は当該連続部内を通過するときの目標となる走行目標点を取得する走行目標点取得手段をさらに備え、
前記円弧決定手段は、前記円弧と前記走行目標点との間の距離、前記第１直線における前記自車両から前記円弧の前記内接点までの長さである第１長さ及び前記第２直線における前記円弧の前記内接点から前記第２走路目標点までの長さである第２長さのうち、前記距離が前記第１長さ及び前記第２長さよりも優先的に短縮化されるように、前記円弧を決定することを特徴とする請求項１に記載の走行軌道決定装置。
【請求項４】
前記円弧決定手段は、前記自車両が前記第１走路から前記第２走路に向かって走行する場合において、前記走行目標点取得手段によって前記走行目標点を取得できないときには、前記第１長さ及び前記第２長さが前記走行目標点を取得できているときよりも短縮化されるように、前記円弧を決定することを特徴とする請求項３に記載の走行軌道決定装置。
【請求項５】
前記走行目標点取得手段は、前記自車両が前記連続部内で前記第１走路の対向車線を横切りながら前記第２走路に向かって走行するときに、前記走行目標点を取得することを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の走行軌道決定装置。
【請求項６】
前記自車両の走行環境を検出する走行環境検出手段と、
当該走行環境検出手段によって検出された走行環境に基づいて、前記第１直線と直交する直線に対する前記第２直線の傾きを取得する傾き取得手段と、をさらに備え、
前記円弧決定手段は、前記傾きを用いて、前記円弧を決定することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の走行軌道決定装置。
【請求項７】
地図データを取得する地図データ取得手段をさらに備え、
前記傾き取得手段は、前記走行環境に基づいて前記傾きが取得できないときには、前記地図データを用いて、前記傾きを取得することを特徴とする請求項６に記載の走行軌道決定装置。
【請求項８】
前記円弧決定手段は、前記傾き取得手段によって前記傾きが取得できていないときには、当該傾きがないと仮定して、前記円弧を決定するとともに、前記自車両の前記第１走路から前記第２走路への走行中において前記傾き取得手段によって前記傾きが取得できたときには、当該傾き取得手段によって取得された傾きを用いて、前記円弧を決定することを特徴とする請求項６に記載の走行軌道決定装置。
【請求項９】
走行軌道が記載された地図データを取得する地図データ取得手段をさらに備え、
前記走行軌道決定手段は、前記第１走路から前記第２走路への走行軌道が前記地図データに記載されているときには、当該地図データの当該走行軌道を読み出すことによって前記未来の走行軌道を決定し、前記第１走路から前記第２走路への走行軌道が前記地図データに記載されていないときには、前記円弧を用いて、前記未来の走行軌道を決定することを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の走行軌道決定装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかに記載の走行軌道決定装置と、
前記自車両が前記第１走路から前記第２走路へ走行するときに、前記未来の走行軌道と、未来の所定期間において当該自車両が走行すると推定される軌道との誤差が最小になるように、当該自車両の操舵量を制御する操舵量制御手段と、
を備えることを特徴とする自動運転装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自車両が折れ曲がった走路を走行するときに、自車両の未来の走行軌道を決定する走行軌道決定装置及び自動運転装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自車両が折れ曲がった走路を走行するときに、走行軌道を決定する走行軌道装置として、特許文献１に記載されたナビゲーション装置タイプのものが知られている。同文献の図７に示す走行軌道決定装置は、記憶部及び制御部を備えており、この記憶部は、地図データベース、軌道曲線ファイル及び道路ネットワークデータベースを備えている。
【０００３】
この走行軌道決定装置では、同文献の図８に示すように、現在位置情報を取得し、この現在位置情報に基づいて、道路ネットワークデータ上の交差点付近における自車両の旋回の有無を判定し、自車両が旋回していると判定されたときには、交差点を走行するときの走行軌道曲線を決定する。具体的には、交差点への進入リンクと退出リンクとに対応する走行軌道曲線が軌道曲線ファイルに記憶されている場合には、それを軌道曲線ファイルから読み出す一方、対応する走行軌道曲線が軌道曲線ファイルに記憶されていない場合には、進入リンクと退出リンクとに対して接する軌道曲線が生成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２７５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の走行軌道決定装置によれば、道路ネットワークデータを用いて、走行軌道曲線を決定している関係上、道路ネットワークデータにおいて、車両が進入しようとしている交差点のデータが存在しない場合には、交差点付近での旋回の有無を判定することもできず、走行軌道曲線を決定することもできないという問題点がある。この場合、走路環境は、工事などによって変化するのに対して、道路ネットワークデータをその変化に対応して常に最新の状態に更新するのには限界があり、その結果、上記の問題は特許文献１の走行軌道決定装置において必然的に発生することになる。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、自車両が折れ曲がった走路を走行するときに、走路環境などを記憶したデータが存在しない条件下でも、未来の走行軌道を適切に決定することができる走行軌道決定装置及びそれを備えた自動運転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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、自車両３が第１走路５１から第１走路５１に対して折れ曲がりながら連続する第２走路５２に向かって走行するときに、自車両３の未来の走行軌道Ｘｆを決定する走行軌道決定装置１であって、第２走路５２における目標となる第２走路目標点Ｘｔ０を取得する第２走路目標点取得手段（ＥＣＵ２、走行環境算出部１０）と、自車両３から第１走路５１及び第２走路５２の連続部（交差点５０）内を通りながら自車両３の進行方向に延びる第１直線Ｌ１と第２走路目標点Ｘｔ０を通りながら第１直線Ｌ１と連続部（交差点５０）内で交差するように延びる第２直線Ｌ２とに内接する円ＩＣにおける２つの内接点Ｘｉ，Ｘｏ間の円弧Ａｒを、円弧Ａｒが少なくも連続部（交差点５０）に含まれるように決定する円弧決定手段（ＥＣＵ２、評価関数値算出部２０、半径算出部３０、走行軌道算出部４０）と、円弧Ａｒを用いて、自車両３の未来の走行軌道Ｘｆを決定する走行軌道決定手段（ＥＣＵ２、走行軌道算出部４０）と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
この走行軌道決定装置によれば、自車両から第１走路及び第２走路の連続部内を通りながら自車両の進行方向に延びる第１直線と第２走路目標点を通りながら第１直線と連続部内で交差するように延びる第２直線とに内接する円における２つの内接点間の円弧が、少なくも連続部に含まれるように決定され、この円弧を用いて、自車両の未来の走行軌道が決定されるので、自車両の未来の走行軌道を円弧のみの軌道、又は円弧と直線を滑らかに結んだ軌道として決定することができる。その結果、自車両が第１走路からこれに対して折れ曲がりながら連続する第２走路に向かって走行するときの未来の走行軌道を、熟練ドライバーが運転したときと同様の、左右にふらつきのない円滑な軌道に決定することができる（なお、本明細書における「第２走路目標点を取得」などの「取得」は、センサなどによりこれを直接検出することに限らず、これを算出／推定することを含む）。
【０００９】
本発明において、自車両３が連続部（交差点５０）で停止するとき又は連続部（交差点５０）内を通過するときの目標となる走行目標点Ｘｃを取得する走行目標点取得手段（ＥＣＵ２、走行環境算出部１０）をさらに備え、円弧決定手段は、円弧Ａｒが走行目標点Ｘｃに漸近するように、円弧Ａｒを決定することが好ましい。
【００１０】
この走行軌道決定装置によれば、自車両が連続部で停止するとき又は連続部内を通過するときの目標となる走行目標点が取得され、円弧が走行目標点に漸近するように決定されるので、自車両が連続部を走行するときに、走行目標点付近で停止したり、走行目標点付近を通過したりできるように、自車両の未来の走行軌道を適切に決定することができる。
【００１１】
本発明において、自車両３が連続部（交差点５０）で停止するとき又は連続部（交差点５０）内を通過するときの目標となる走行目標点Ｘｃを取得する走行目標点取得手段（ＥＣＵ２、走行環境算出部１０）をさらに備え、円弧決定手段は、円弧Ａｒと走行目標点Ｘｃとの間の距離Ｄｃ、第１直線Ｌ１における自車両３から円弧Ａｒの内接点Ｘｉまでの長さである第１長さ（線分Ｌｉ）及び第２直線Ｌ２における円弧Ａｒの内接点Ｘｏから第２走路目標点Ｘｔ０までの長さである第２長さ（線分Ｌｏ）のうち、距離Ｄｃが第１長さ（線分Ｌｉ）及び第２長さ（線分Ｌｏ）よりも優先的に短縮化されるように、円弧Ａｒを決定することが好ましい。
【００１２】
この走行軌道決定装置によれば、自車両が連続部で停止するとき又は連続部内を通過するときの目標となる走行目標点が取得され、円弧と走行目標点との間の距離、第１直線における自車両から円弧の内接点までの長さである第１長さ及び第２直線における円弧の内接点から第２走路目標点までの長さである第２長さのうち、距離が第１長さ及び第２線長さよりも優先的に短縮化されるように、円弧が決定されるので、この円弧を、その曲率が優先的に大きくなるように決定することができる。それにより、自車両が連続部を走行する際、横加速度を抑制しながら、走行目標点付近で停止したり、走行目標点付近を通過したりできるように、自車両の未来の走行軌道を適切に決定することができる。
【００１３】
本発明において、円弧決定手段は、自車両３が第１走路５１から第２走路５２に向かって走行する場合において、走行目標点取得手段によって走行目標点Ｘｃを取得できないときには、第１長さ（線分Ｌｉ）及び第２線長さ（線分Ｌｏ）が走行目標点Ｘｃを取得できているときよりも短縮化されるように、円弧Ａｒを決定することが好ましい。
【００１４】
この走行軌道決定装置によれば、自車両が第１走路から第２走路に向かって走行する場合において、走行目標点取得手段によって走行目標点を取得できないときには、第１長さ及び第２長さが走行目標点を取得できているときよりも短縮化されるように、円弧が決定されるので、この円弧の曲率を、走行目標点を取得できているときよりも大きくなるように決定することができる。それにより、自車両が連続部を走行する際、熟練ドライバーが運転したときと同様に、自車両の未来の走行軌道を横加速度が抑制されるような軌道として適切に決定することができる。
【００１５】
本発明において、走行目標点取得手段は、自車両３が連続部（交差点５０）内で第１走路５１の対向車線を横切りながら第２走路５２に向かって走行するときに、走行目標点Ｘｃを取得することが好ましい。
【００１６】
この走行軌道決定装置によれば、車両が連続部内で第１走路の対向車線を横切りながら第２走路に向かって走行するときに走行目標点が取得されるので、対向車が自車両に向かって対向車線を走行してくる可能性がある条件下において、自車両が停止するときの目標となる位置を熟練ドライバーが運転したときと同様の位置に設定することができる。
【００１７】
本発明において、自車両３の走行環境を検出する走行環境検出手段（状況検出装置４）と、走行環境検出手段によって検出された走行環境（周辺状況データＤ＿ｉｎｆｏ）に基づいて、第１直線Ｌ１と直交する直線に対する第２直線Ｌ２の傾きを取得する傾き取得手段（ＥＣＵ２、走行環境算出部１０）と、をさらに備え、円弧決定手段は、傾きａｔを用いて、円弧Ａｒを決定することが好ましい。
【００１８】
この走行軌道決定装置によれば、走行環境検出手段によって検出された走行環境に基づいて、第１直線と直交する直線に対する第２直線の傾きが取得され、傾きを用いて、円弧が決定されるので、円弧が第２直線の一部と連続するように、自車両の未来の走行軌道が決定されるときには、第２直線の一部が円弧の一端から滑らかに連続するように、未来の走行軌道を決定することができる。それにより、自車両の未来の走行軌道を熟練ドライバーが運転したときと同様の最適な軌道に設定することができる。
【００１９】
本発明において、地図データを取得する地図データ取得手段（ＥＣＵ２）をさらに備え、傾き取得手段は、走行環境に基づいて傾きａｔが取得できないときには、地図データを用いて、傾きａｔを取得することが好ましい。
【００２０】
この走行軌道決定装置によれば、走行環境に基づいて傾きが取得できないときには、地図データを用いて、傾きが取得されるので、傾きが取得できない条件下でも、自車両の未来の走行軌道を熟練ドライバーが運転したときと同様の最適な軌道に設定することができる。
【００２１】
本発明において、円弧決定手段は、傾き取得手段によって傾きａｔが取得できていないときには、傾きａｔがないと仮定して、円弧Ａｒを決定するとともに、自車両３の第１走路５１から第２走路５２への走行中において傾き取得手段によって傾きａｔが取得できたときには、傾き取得手段によって取得された傾きａｔを用いて、円弧Ａｒを決定することが好ましい。
【００２２】
この走行軌道決定装置によれば、傾き取得手段によって傾きが取得できていないときには、傾きがないと仮定して、円弧が決定されるので、例えば、走行環境検出手段によって自車両の走行環境が検出できないような走行環境下でも、自車両の未来の走行軌道を決定することができる。また、自車両の第１走路から第２走路への走行中において傾き取得手段によって傾きが取得できたときには、取得された傾きを用いて、円弧が決定されるので、それ以降の未来の走行軌道を熟練ドライバーが運転したときと同様の最適な軌道に設定することができる。
【００２３】
本発明において、走行軌道Ｘｆが記載された地図データを取得する地図データ取得手段（ＥＣＵ２）をさらに備え、走行軌道決定手段は、第１走路５１から第２走路５２への走行軌道が地図データに記載されているときには、地図データの走行軌道を読み出すことによって未来の走行軌道Ｘｆを決定し、第１走路５１から第２走路５２への走行軌道Ｘｆが地図データに記載されていないときには、円弧Ａｒを用いて、未来の走行軌道Ｘｆを決定することが好ましい。
【００２４】
この走行軌道決定装置によれば、第１走路から第２走路への走行軌道が地図データに記載されているときには、地図データの走行軌道を読み出すことによって未来の走行軌道が決定され、第１走路から第２走路への走行軌道が地図データに記載されていないときには、円弧を用いて、未来の走行軌道が決定されるので、地図データの走行軌道を読み出すことしかできない従来の手法と比べて、汎用性を向上させることができる。
【００２５】
本発明に係る自動運転装置は、以上のいずれかの走行軌道決定装置１と、自車両３が第１走路５１から第２走路５２へ走行するときに、未来の走行軌道Ｘｆと、未来の所定期間において自車両３が走行すると推定される軌道（予測位置Ｘｐ）との誤差が最小になるように、自車両３の操舵量を制御する操舵量制御手段（ＥＣＵ２、ＳＴＥＰ６１〜６７）と、を備えることを特徴とする。
【００２６】
この自動運転装置によれば、自車両が第１走路から第２走路へ走行するときに、未来の走行軌道と、未来の所定期間において自車両が走行すると推定される軌道との誤差が最小になるように、操舵量が制御されるので、自車両が第１走路から第２走路に向かって右折又は左折するときに、熟練ドライバーが運転したときと同様の、左右にふらつきのない円滑な走行状態を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係る走行軌道決定装置及び自動運転装置と、これらを適用した車両の構成を模式的に示す図である。
【図２】自動運転装置の機能的な構成を示すブロック図である。
【図３】走行環境算出部の機能的な構成を示すブロック図である。
【図４】走行軌道Ｘｆの決定手法を説明するための図である。
【図５】走行軌道Ｘｆの決定に用いる円弧の半径Ｒの算出手法を説明するための図である。
【図６】走行軌道Ｘｆの決定結果の一例を示す図である。
【図７】評価関数値Ｊと信号付加半径Ｒ＿ｓｋとの関係を説明するための図である。
【図８】移動平均値Ｐａ＿１と信号付加半径Ｒ＿ｓｋとの関係を説明するための図である。
【図９】走行軌道決定処理を示すフローチャートである。
【図１０】走行軌道算出処理を示すフローチャートである。
【図１１】評価関数値算出処理を示すフローチャートである。
【図１２】第１評価関数値算出処理を示すフローチャートである。
【図１３】自動運転制御処理を示すフローチャートである。
【図１４】傾きａｔの他の算出手法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る走行軌道決定装置及び運転制御装置について説明する。なお、本実施形態の自動運転装置は走行軌道決定装置も兼用しているので、以下の説明では、自動運転装置について説明するとともに、その中で、走行軌道決定装置の機能及び構成についても説明する。
【００２９】
図１に示すように、この自動運転装置１は、四輪車両３に適用されたものであり、ＥＣＵ２を備えている。なお、以下の説明では、この自動運転装置１を備えた車両３を「自車両３」という。
【００３０】
このＥＣＵ２には、状況検出装置４、原動機５及びアクチュエータ６が電気的に接続されている。この状況検出装置４（走行環境検出手段）は、カメラ、ミリ波レーダー、レーザーレーダ、ソナー、ＧＰＳ及び各種のセンサなどで構成されており、自車両３の位置及び自車両３の進行方向の周辺状況（交通環境や交通参加者など）を表す周辺状況データＤ＿ｉｎｆｏ（走行環境）をＥＣＵ２に出力する。
【００３１】
ＥＣＵ２は、後述するように、この状況検出装置４からの周辺状況データＤ＿ｉｎｆｏに基づいて、自車両３の位置及び自車両３の周辺の交通環境などを認識し、自車両３の未来の走行軌道を決定する。
【００３２】
原動機５は、例えば、電気モータなどで構成されており、後述するように、自車両３の未来の走行軌道が決定されたときに、自車両３がこの走行軌道で走行するように、ＥＣＵ２によって原動機５の出力が制御される。
【００３３】
また、アクチュエータ６は、制動用アクチュエータ及び操舵用アクチュエータなどで構成されており、後述するように、自車両３の未来の走行軌道が決定されたときに、自車両３がこの走行軌道で走行するように、ＥＣＵ２によってアクチュエータ６の動作が制御される。
【００３４】
一方、ＥＣＵ２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｅ２ＰＲＯＭ、地図データベース、Ｉ／Ｏインターフェース及び各種の電気回路（いずれも図示せず）などからなるマイクロコンピュータで構成されている。この地図データベース内には、高精度の地図データが記憶されており、この地図データには、走行軌道データが記載されている。ＥＣＵ２は、上述した状況検出装置４からの周辺状況データＤ＿ｉｎｆｏなどに基づいて、後述するように、走行軌道決定処理や操舵量制御などを実行する。
【００３５】
なお、本実施形態では、ＥＣＵ２が、第２走路目標点取得手段、円弧決定手段、走行軌道決定手段、走行目標点取得手段、傾き取得手段、地図データ取得手段及び操舵量制御手段に相当する。
【００３６】
次に、図２を参照しながら、本実施形態の自動運転装置１の機能的な構成について説明する。この自動運転装置１は、以下に述べる算出アルゴリズムによって、例えば交差点を右折／左折するときの走行軌道Ｘｆを算出するものである。
【００３７】
図２に示すように、自動運転装置１は、走行環境算出部１０、評価関数値算出部２０、半径算出部３０及び走行軌道算出部４０を備えており、これらの要素１０，２０，３０，４０は、具体的にはＥＣＵ２によって構成されている。
【００３８】
この走行環境算出部１０では、後述する手法により、周辺状況データＤ＿ｉｎｆｏ及び信号付加半径Ｒ＿ｓｋを用いて、内接円ＩＣの中心Ｘｒ、入口側接点Ｘｉ、出口側接点Ｘｏ及び走行目標点Ｘｃの座標値が算出される。なお、本実施形態では、走行環境算出部１０が第２走路目標点取得手段、走行目標点取得手段及び傾き取得手段に相当する。
【００３９】
また、評価関数値算出部２０では、後述する手法により、内接円ＩＣの中心Ｘｒ、入口側接点Ｘｉ、出口側接点Ｘｏ、走行目標点Ｘｃの座標値に加えて、信号付加半径Ｒ＿ｓｋを用いて、評価関数値Ｊが算出される。なお、本実施形態では、評価関数値算出部２０が円弧決定手段に相当する。
【００４０】
さらに、半径算出部３０では、後述する手法により、評価関数値Ｊを用いて、内接円ＩＣの半径Ｒ及び信号付加半径Ｒ＿ｓｋが算出される。なお、本実施形態では、半径算出部３０が円弧決定手段に相当する。
【００４１】
そして、走行軌道算出部４０では、後述する手法により、内接円ＩＣの半径Ｒ及び周辺状況データＤ＿ｉｎｆｏを用いて、走行軌道Ｘｆの座標値が算出される。なお、本実施形態では、走行軌道算出部４０が円弧決定手段及び走行軌道決定手段に相当する。
【００４２】
なお、以下の説明では、最初に、図４に示す四叉路の交差点５０（連続部）を右折する際の走行軌道Ｘｆの座標値の算出手法について説明する。この場合、自車両３の相対座標を、自車両３の中心付近を原点とし、自車両３の進行方向をｘ軸とし、これに直交する方向をｙ軸として定義する。また、ｘ軸座標は進行方向に進むほど、より大きい正値を示し、ｙ軸座標は右方向に進むほど、より大きい正値を示すものとする。
【００４３】
また、以下の説明では、交差点５０の右折を開始する前に自車両３が現在走行している走路５１を「第１走路５１」といい、右折先の走路５２を「第２走路５２」という。この図４に示す例では、自車両３の進行方向は、第１走路５１の延びる方向に対して若干、傾いた状態となっている。
【００４４】
走行環境算出部１０は、周辺状況データＤ＿ｉｎｆｏ及び信号付加半径Ｒ＿ｓｋを用いて、交差点５０を走行するときの４つのポイントＸｒ，Ｘｉ，Ｘｏ，Ｘｃの座標値を算出するものであり、図３に示すように、傾き算出部１１、交差角算出部１２、内接円中心算出部１３、入口側接点算出部１４、出口側接点算出部１５及び走行目標点算出部１６を備えている。
【００４５】
この傾き算出部１１では、前述した周辺状況データＤ＿ｉｎｆｏに基づき、第２走路５２の傾きａｔが以下に述べるように算出される。まず、所定の制御周期ΔＴで算出又はサンプリングされる離散データの制御時刻をｋとしたときに、周辺状況データＤ＿ｉｎｆｏ（ｋ）に基づいて、第２走路５２の入り口における左側車線の中央位置（図４参照）である第２走路目標点Ｘｔ０の座標（ｘｔ０（ｋ），ｙｔ０（ｋ））を算出する。なお、以下の説明では、離散データを表す記号（ｋ）を適宜省略する。
【００４６】
次いで、この第２走路目標点Ｘｔ０を通って一端がｘ軸と直交する線分をＬａ、第２走路目標点Ｘｔ０を通ってｘ軸と交点Ｘｘで交わり、第２走路５２の延設方向に延びる直線を第２直線Ｌ２としたときの、線分Ｌａに対する第２直線Ｌ２の傾きを、傾きａｔ（ｋ）として算出する。
【００４７】
次に、前述した交差角算出部１２では、傾きａｔ（ｋ）を用いて、第２直線Ｌ２とｘ軸との間の角度である交差角θｘ（ｋ）が以下のように算出される。まず、周辺状況データＤ＿ｉｎｆｏ（ｋ）に基づいて、第２直線Ｌ２のｘ軸との交点Ｘｘの座標（ｘｘ（ｋ），０）を算出する。この場合、交点Ｘｘのｙ座標値は値０であるので、下式（１）により、交点Ｘｘのｘ座標値ｘｘ（ｋ）のみが算出される。
【数１】
2019123270.tif 000003
【００４８】
この式（１）は、以下に述べるように導出される。まず、第２直線Ｌ２は下式（２）のように定義される。
【数２】
2019123270.tif 000004
【００４９】
この式（２）を離散化して、第２走路目標点Ｘｔ０のｘ座標値ｘｔ０（ｋ）及びｙ座標値ｙｔ０（ｋ）を代入すると、下式（３）が得られる。そして、この式（３）を、交点Ｘｘのｘ座標値ｘｘ（ｋ）について整理すると上式（１）が導出される。
【数３】
2019123270.tif 000005
【００５０】
次いで、交点Ｘｘと相対座標の原点との間のベクトルＡと、交点Ｘｘと第２走路目標点Ｘｔ０との間のベクトルＢはそれぞれ、下式（４），（５）のように定義される。この場合、ベクトルＡの長さは、ｘ軸に沿って延びる直線を第１直線Ｌ１としたときに、その第１直線Ｌ１における交点Ｘｘと相対座標の原点との間の長さに相当し、ベクトルＢの長さは、第２直線Ｌ２における交点Ｘｘと第２走路目標点Ｘｔ０との間の部分の長さに相当する。
【００５１】
【数４】
2019123270.tif 000006
【００５２】
【数５】
2019123270.tif 000007
そして、下式（６）により、２つのベクトルＡ，Ｂ間の角度である交差角θｘが最終的に算出される。
【数６】
2019123270.tif 000008
【００５３】
また、前述した内接円中心算出部１３では、図５に示す内接円ＩＣの中心Ｘｒの座標（ｘｒ（ｋ），ｙ（ｋ））が以下に述べるように算出される。なお、図５の場合、内接円ＩＣの半径が値Ｒで示されているが、以下の算出アルゴリズムでは、半径Ｒに代えて、信号付加半径Ｒ＿ｓｋが用いられる。その理由については後述する。
【００５４】
この内接円ＩＣは、後述する走行目標点Ｘｃに可能な限り近いポイントを通りながら、前述した２つの直線Ｌ１，Ｌ２に内接するものである。この場合、内接円ＩＣの中心Ｘｒは、交点Ｘｘを通りながらｘ座標軸に対してθｘ／２の角度で延びる直線Ｌｃ上に位置することになるので、中心Ｘｒのｘ座標値ｘｒ（ｋ）及びｙ座標値ｙｒ（ｋ）はそれぞれ、下式（７），（８）により算出されることになる。
【００５５】
【数７】
2019123270.tif 000009
【００５６】
【数８】
2019123270.tif 000010
【００５７】
さらに、前述した入口側接点算出部１４では、内接円ＩＣと第１直線Ｌ１（すなわちｘ軸）との接点である入口側接点Ｘｉのｘ座標値ｘｉ（ｋ）及びｙ座標値ｙｉ（ｋ）がそれぞれ、下式（９），（１０）により算出される。
【００５８】
【数９】
2019123270.tif 000011
【００５９】
【数１０】
2019123270.tif 000012
【００６０】
一方、前述した出口側接点算出部１５では、内接円ＩＣと第２直線Ｌ２との接点である出口側接点Ｘｏのｘ座標値ｘｏ（ｋ）及びｙ座標値ｙｏ（ｋ）がそれぞれ、下式（１１），（１２）により算出される。
【００６１】
【数１１】
2019123270.tif 000013
【００６２】
【数１２】
2019123270.tif 000014
【００６３】
また、前述した走行目標点算出部１６では、前述した周辺状況データＤ＿ｉｎｆｏに基づいて、走行目標点Ｘｃのｘ座標値ｘｃ（ｋ）及びｙ座標値ｙｃ（ｋ）が算出される。この走行目標点Ｘｃは、対向車が存在する環境下では自車両３が交差点５０内で停止するときの目標となる点に相当し、対向車が存在しない条件下では右折時に通過するときの目標となる点に相当する。
【００６４】
具体的には、走行目標点Ｘｃのｘ座標値ｘｃ（ｋ）及びｙ座標値ｙｃ（ｋ）は、交差点５０内に停止線が引かれているときには、その停止線に基づいて算出され、交差点５０内に停止線が引かれていないときには、深層強化学習法によって算出される。
【００６５】
以上のように、自車両３が交差点を右折するときには、走行目標点算出部１６で、走行目標点Ｘｃのｘ座標値ｘｃ（ｋ）及びｙ座標値ｙｃ（ｋ）が算出される。一方、自車両３が交差点を左折するときには、走行目標点Ｘｃを算出する必要がないので、走行目標点Ｘｃのｘ座標値ｘｃ（ｋ）及びｙ座標値ｙｃ（ｋ）の算出は省略される。
【００６６】
次に、前述した評価関数値算出部２０について説明する。この評価関数値算出部２０では、以下に述べるアルゴリズムにより、評価関数値Ｊが算出される。
【００６７】
まず、下式（１３），（１４）により、第１評価関数値Ｊ１が算出される。
【数１３】
2019123270.tif 000015
【数１４】
2019123270.tif 000016
【００６８】
ここで、式（１３）のＤｃは、内接円ＩＣの中心Ｘｒと走行目標点Ｘｃとの間の距離に相当する。また、式（１４）のＷ１は、第１重み係数であり、後述する第２及び第３重み係数Ｗ２，Ｗ３との間で、Ｗ１＞Ｗ２＞Ｗ３＞０が成立するように設定される。なお、これらの重み係数Ｗ１〜Ｗ３を、Ｗ１≧Ｗ２≧Ｗ３≧０が成立するように設定してもよい。
【００６９】
上式（１４）を参照すると明らかなように、第１評価関数値Ｊ１は、距離Ｄｃと内接円ＩＣの信号付加半径Ｒ＿ｓｋとの距離を誤差と見なしたときに、その２乗誤差に相当する値を第１重み係数Ｗ１で重み付けした値として算出される。
【００７０】
また、下式（１５）により、第２評価関数値Ｊ２が算出される。
【数１５】
2019123270.tif 000017
【００７１】
上式（１５）を参照すると明らかなように、第２評価関数値Ｊ２は、出口側接点Ｘｏから第２走路目標点Ｘｔ０までの線分Ｌｏ（図６参照）の長さを誤差と見なしたときに、その２乗誤差に相当する値を第２重み係数Ｗ２で重み付けした値として算出される。
【００７２】
さらに、下式（１６）により、第３評価関数値Ｊ３が算出される。
【数１６】
2019123270.tif 000018
【００７３】
上式（１６）を参照すると明らかなように、第３評価関数値Ｊ３は、相対座標の原点から入口側接点Ｘｉまでの線分Ｌｉ（図６参照）の長さを誤差と見なしたときに、その２乗誤差に相当する値を第３重み係数Ｗ３で重み付けした値として算出される。
【００７４】
そして、最終的に、下式（１７）により、評価関数値Ｊが算出される。
【数１７】
2019123270.tif 000019
【００７５】
以上のように、自車両３が交差点を右折するときには、式（１３）〜（１７）の算出アルゴリズムを用いて、評価関数値Ｊが算出される。
【００７６】
一方、自車両３が交差点を左折するときには、前述したように、走行目標点Ｘｃのｘ座標値ｘｃ（ｋ）及びｙ座標値ｙｃ（ｋ）の算出が不要になるので、上述した式（１３）〜（１７）の算出アルゴリズムにおいて、距離Ｄｃの算出式（１３）を省略し、式（１４），（１７）における第１評価関数値Ｊ１を値０に設定することによって、評価関数値Ｊが算出される。すなわち、評価関数値Ｊは、第２評価関数値Ｊ２と第３評価関数値Ｊ３の和Ｊ２＋Ｊ３として算出される。
【００７７】
次に、前述した半径算出部３０について説明する。この半径算出部３０は、評価関数値Ｊを用いて、内接円ＩＣの半径Ｒ及び信号付加半径Ｒ＿ｓｋを算出するものであり、図２に示すように、ウォッシュアウトフィルタ３１、参照信号発生器３２、乗算器３３、移動平均フィルタ３４、探索コントローラ３５及び信号付加半径算出部３６を備えている。
【００７８】
このウォッシュアウトフィルタ３１では、下式（１８）により、フィルタ値Ｐｗが算出される。
【数１８】
2019123270.tif 000020
【００７９】
上式（１８）に示すように、フィルタ値Ｐｗは、評価関数値の今回値Ｊ（ｋ）と前回値Ｊ（ｋ−１）の差分として算出される。また、ウォッシュアウトフィルタ３１は、評価関数値Ｊに含まれている、後述する参照信号値ｗ＿１に起因する周波数成分を通過させるためのものである。この場合、上式（１８）に代えて、後述する参照信号値ｗ＿１の周波数成分を通過させるフィルタアルゴリズム（バタワースハイパスフィルタアルゴリズム又はバンドパスフィルタアルゴリズム）により、フィルタ値Ｐｗを算出するように構成してもよい。
【００８０】
また、参照信号発生器３２からは、参照信号値ｗ＿１が出力される。この参照信号値ｗ＿１は、所定周期の周期関数値に設定されており、その周期は値ｍ（ｍは複数）と制御周期ΔＴの積ｍ・ΔＴに設定されている。さらに、周期関数の波形としては、例えば、正弦波、余弦波、三角波、台形波及び矩形波などが用いられる。
【００８１】
さらに、乗算器３３では、下式（１９）により、中間値Ｐｃ＿１が算出される。
【数１９】
2019123270.tif 000021
【００８２】
また、移動平均フィルタ３４では、下式（２０）により、移動平均値Ｐａ＿１が算出される。
【数２０】
2019123270.tif 000022
【００８３】
このように、移動平均値Ｐａ＿１のサンプリング個数を値ｍ＋１に設定した理由は、移動平均値Ｐａ＿１から参照信号値ｗ＿１の周波数成分を除去するためである。
【００８４】
次いで、探索コントローラ３５では、下式（２１），（２２）に示すスライディングモード制御アルゴリズムにより、半径Ｒが算出される。
【００８５】
【数２１】
2019123270.tif 000023
【数２２】
2019123270.tif 000024
【００８６】
上式（２１）のσ＿１は切換関数であり、Ｓ＿１は−１＜Ｓ＿１＜０が成立するように設定される応答指定パラメータである。また、式（２２）のＫｓｋ＿１は、所定のゲインである。上式（２１），（２２）を参照すると明らかなように、半径Ｒは、適応則入力のみのスライディングモード制御アルゴリズムによって、移動平均値Ｐａ＿１を値０に収束させる機能を有するように算出される。
【００８７】
そして、信号付加半径算出部３６では、下式（２３）により、信号付加半径Ｒ＿ｓｋが算出される。
【数２３】
2019123270.tif 000025
【００８８】
そして、走行軌道算出部４０では、内接円ＩＣの半径Ｒ及び周辺状況データＤ＿１ｎｆｏを用いて、未来の走行軌道Ｘｆが図６に示すような値として算出される。すなわち、走行軌道Ｘｆは、相対座標の原点から入口側接点Ｘｉまで延びる線分Ｌｉと、走行目標点Ｘｃ（又はその付近）を通りながら入口側接点Ｘｉと出口側接点Ｘｏの間に延びる円弧Ａｒと、出口側接点Ｘｏから第２走路目標点Ｘｔ０までの線分Ｌｏとを繋いだ線上に位置する多数のデータ点（ｘ座標値及びｙ座標値からなるデータ点）を、制御時刻ｋに関連付けた値として算出される。
【００８９】
次に、以上の算出アルゴリズムを用いて、信号付加半径Ｒ＿ｓｋ及び半径Ｒを算出した原理及び理由について説明する。前述したように、評価関数値Ｊは、第１〜第３評価関数値の和（Ｊ１＋Ｊ２＋Ｊ３）として算出されるので、評価関数値Ｊが極小値になるように半径Ｒを算出すれば、内接円ＩＣすなわち円弧Ａｒと走行目標点Ｘｃとの距離、上述した線分Ｌｉ及び線分Ｌｏの長さをいずれも可能な限り短縮できることになる。
【００９０】
言い換えれば、半径Ｒは、円弧Ａｒが走行目標点Ｘｃに漸近するように算出されることになる。また、前述した３つの重み係数Ｗ１〜Ｗ３は、Ｗ１＞Ｗ２＞Ｗ３＞０が成立するように設定されているので、内接円ＩＣと走行目標点Ｘｃとの間隔が上述した線分Ｌｉ及び線分Ｌｏよりも優先的に短縮化されるように、半径Ｒが算出されることになる。
【００９１】
したがって、本実施形態の場合、評価関数値Ｊが極小値となるように、半径Ｒを算出するために、以下の原理が用いられる。まず、評価関数値Ｊは、信号付加半径Ｒ＿ｓｋを用いて算出される関係上、信号付加半径Ｒ＿ｓｋに含まれる参照信号値ｗ＿１の特性（周期関数）に起因して、所定振幅の振動的な挙動を示すことになる。
【００９２】
ここで、信号付加半径Ｒ＿ｓｋと評価関数値Ｊの関係が図７に示す曲線として表されると仮定した場合、参照信号値ｗ＿１に起因する評価関数値Ｊの振動的な挙動は、図中の矢印Ｙ１又はＹ２に示すように、ある傾きを持った状態となる。なお、図７のＲ＿ｓｋ１は、信号付加半径の所定値である。一方、前述した移動平均値Ｐａ＿１は、評価関数値Ｊのフィルタ値Ｐｗと参照信号値ｗ＿１の積の移動平均値であるので、評価関数値Ｊと参照信号値ｗ＿１の相関関数に相当する値となる。
【００９３】
そのため、相関関数に相当する移動平均値Ｐａ＿１が正値であれば、評価関数値Ｊの傾きが正値を示し、移動平均値Ｐａ＿１が負値であれば、評価関数値Ｊの傾きは負値を示すことになる。これに加えて、移動平均値Ｐａ＿１は、前述した式（２０）で算出されることにより、参照信号値ｗ＿１の周波数成分が除去された状態で算出される。以上の理由により、移動平均値Ｐａ＿１と信号付加半径Ｒ＿ｓｋの関係は、例えば、図８に示すような単調増加の関数として表すことができる。すなわち、移動平均値Ｐａ＿１は、信号付加半径Ｒ＿ｓｋを変更したときに、評価関数値Ｊが変化する方向を表すことになる。
【００９４】
したがって、評価関数値Ｊが極小値（最小値）になるように、信号付加半径Ｒ＿ｓｋを算出するには、図８に示す関数の傾きが値０になるように、移動平均値Ｐａ＿１を算出すればよいことになる。すなわち、移動平均値Ｐａ＿１が値０に収束するように、フィードバック制御アルゴリズムを用いて、信号付加半径Ｒ＿ｓｋを算出すればよいことになる。
【００９５】
以上の理由により、本実施形態の信号付加半径算出部３０では、フィードバック制御アルゴリズムとしてのスライディングモード制御アルゴリズム［式（２１），（２２）］を含む、式（１８）〜（２３）の算出アルゴリズムを用いて、評価関数値Ｊが極小値になるように信号付加半径Ｒ＿ｓｋが算出される。
【００９６】
次に、図９を参照しながら、走行軌道決定処理について説明する。この走行軌道決定処理は、自車両３が交差点を右折又は左折するときに、前述した算出手法によって、未来の走行軌道Ｘｆ、評価関数値Ｊ及び信号付加半径Ｒ＿ｓｋなどを算出するものであり、ＥＣＵ２によって、前述した所定の制御周期ΔＴで実行される。なお、以下の説明において算出される各種の値は、ＥＣＵ２のＥ２ＰＲＯＭ内に記憶されるものとする。
【００９７】
この走行軌道決定処理では、まず、状況検出装置４からの周辺状況データＤ＿１ｎｆｏを読み込む（図９／ＳＴＥＰ１）。
【００９８】
次いで、地図データベース内の地図データを参照し、右折又は左折しようとしている交差点の走行軌道が地図データに記載されているか否かを判定する（図９／ＳＴＥＰ２）。この判定が肯定であるとき（図９／ＳＴＥＰ２…ＹＥＳ）には、地図データにおける走行軌道を読み出して、それを走行軌道ＸｆとしてＥ２ＰＲＯＭ内に記憶する（図９／ＳＴＥＰ４）。その後、本処理を終了する。
【００９９】
一方、この判定が否定であるとき（図９／ＳＴＥＰ２…ＮＯ）、すなわち交差点の走行軌道が地図データに記載されていないときには、以下に述べるように、走行軌道算出処理（図９／ＳＴＥＰ３）を実行した後、本処理を終了する。
【０１００】
次に、図１０を参照しながら、走行軌道算出処理について説明する。この走行軌道算出処理では、まず、評価関数値算出処理を実行する（図１０／ＳＴＥＰ１１）。この評価関数値算出処理は、評価関数値Ｊを算出するものであり、その具体的な処理内容については後述する。
【０１０１】
次に、前述した式（１８）により、フィルタ値Ｐｗを算出する（図１０／ＳＴＥＰ１２）。
【０１０２】
次いで、前述した式（１９）により、中間値Ｐｃ＿１を算出し（図１０／ＳＴＥＰ１３）、その後、前述した式（２０）により、移動平均値Ｐａ＿１を算出する（図１０／ＳＴＥＰ１４）。
【０１０３】
これに続けて、前述した式（２１）〜（２２）により、内接円ＩＣの半径Ｒを算出し（図１０／ＳＴＥＰ１５）、その後、前述した式（２３）により、信号付加半径Ｒ＿ｓｋを算出する（図１０／ＳＴＥＰ１６）。
【０１０４】
次に、内接円ＩＣの半径Ｒ及び周辺状況データＤ＿１ｎｆｏを用いて、未来の走行軌道Ｘｆにおける多数のｘ座標値ｘｆ及びｙ座標値ｙｆを算出する（図１０／ＳＴＥＰ１７）。その後、本処理を終了する。
【０１０５】
次に、図１１を参照しながら、前述した評価関数値算出処理について説明する。この評価関数値算出処理では、まず、周辺状況データＤ＿ｉｎｆｏに基づいて、傾きａｔを算出する（図１１／ＳＴＥＰ３１）。
【０１０６】
次いで、傾きａｔの算出が成功したか否かを判定する（図１１／ＳＴＥＰ３２）。この場合、道路環境によっては傾きａｔを算出できない可能性があり（図１１／ＳＴＥＰ３２…ＮＯ）、その場合には、データベース内の地図データから傾きａｔを読み出す（図１１／ＳＴＥＰ３３）。なお、データベース内の地図データにおいて交差点のデータが存在しない場合には、傾きａｔを値０として読み出す。
【０１０７】
一方、傾きａｔの算出に成功したとき（図１１／ＳＴＥＰ３２…ＹＥＳ）、又は上記のように傾きａｔを読み出したとき（図１１／ＳＴＥＰ３３）には、それに続けて、前述した式（４）〜（６）により、交差角θｘを算出する（図１１／ＳＴＥＰ３４）。
【０１０８】
次いで、前述した式（７），（８）により、内接円ＩＣの中心Ｘｒのｘ座標値ｘｒ及びｙ座標値ｙｒを算出し（図１１／ＳＴＥＰ３５）、その後、前述した式（９），（１０）により、入口側接点Ｘｉのｘ座標値ｘｉ及びｙ座標値ｙｉを算出する（図１１／ＳＴＥＰ３６）。
【０１０９】
次に、前述した式（１１），（１２）により、出口側接点Ｘｏのｘ座標値ｘｏ及びｙ座標値ｙｏを算出する（図１１／ＳＴＥＰ３７）。
【０１１０】
次いで、交差点の右折時であるか否かを判定する（図１１／ＳＴＥＰ３８）。この判定が否定であるとき（図１１／ＳＴＥＰ３８…ＮＯ）、すなわち交差点の左折時であるときには、第１評価関数値Ｊ１を値０に設定する（図１１／ＳＴＥＰ４０）。
【０１１１】
一方、交差点の右折時であるとき（図１１／ＳＴＥＰ３８…ＹＥＳ）には、第１評価関数値算出処理を実行する（図１１／ＳＴＥＰ３９）。この第１評価関数値算出処理は、第１評価関数値Ｊ１を算出するものであり、具体的には、図１２に示すように実行される。
【０１１２】
すなわち、まず、周辺状況データＤ＿ｉｎｆｏに基づいて、走行目標点Ｘｃのｘ座標値ｘｃ及びｙ座標値ｙｃを算出する（図１２／ＳＴＥＰ５１）。
【０１１３】
次いで、前述した式（１３）により、距離Ｄｃを算出する（図１２／ＳＴＥＰ５２）。
【０１１４】
次に、前述した式（１４）により、第１評価関数値Ｊ１を算出する（図１２／ＳＴＥＰ５３）。その後、本処理を終了する。
【０１１５】
図１１に戻り、以上のように、第１評価関数値算出処理を実行したとき（図１１／ＳＴＥＰ３９）、又は前述したように、第１評価関数値Ｊ１を値０に設定したとき（図１１／ＳＴＥＰ４０）には、それに続けて、前述した式（１５）により、第２評価関数値Ｊ２を算出する（図１１／ＳＴＥＰ４１）。
【０１１６】
次いで、前述した式（１６）により、第３評価関数値Ｊ３を算出する（図１１／ＳＴＥＰ４２）。
【０１１７】
そして、前述した式（１７）により、評価関数値Ｊを算出し（図１１／ＳＴＥＰ４３）、その後、本処理を終了する。
【０１１８】
以上のように、本実施形態の自動運転装置１では、所定の制御周期ΔＴで、信号付加半径Ｒ＿ｓｋが、逐次更新されるとともに、次の算出タイミングで、そのように更新された信号付加半径Ｒ＿ｓｋを用いて、走行軌道Ｘｆが逐次更新されることになる。
【０１１９】
次に、図１３を参照しながら、自動運転制御処理について説明する。この自動運転制御処理は、自車両３を、前述したように算出された走行軌道Ｘｆで走行するように制御するものであり、ＥＣＵ２によって、前述した所定の制御周期ΔＴよりも長い所定の制御周期ΔＴｎで実行される。
【０１２０】
自動運転制御処理では、まず、Ｅ２ＰＲＯＭ内に記憶されている走行軌道Ｘｆのｘ座標値ｘｆ及びｙ座標値ｙｆを読み出す（図１３／ＳＴＥＰ６１）。
【０１２１】
次いで、走行軌道Ｘｆのｘ座標値ｘｆ及びｙ座標値ｙｆに基づいて、原動機５を駆動する（図１３／ＳＴＥＰ６２）。
【０１２２】
次に、走行軌道Ｘｆのｘ座標値ｘｆ及びｙ座標値ｙｆに基づいて、所定のフィードフォワード制御アルゴリズムにより、フィードフォワード操舵角θｆｆを算出する（図１３／ＳＴＥＰ６３）。
【０１２３】
これに続けて、下式（２４），（２５）により、予想位置Ｘｐのｘ座標値ｘｐ及びｙ座標値ｙｐを算出する（図１３／ＳＴＥＰ６４）。
【０１２４】
【数２４】
2019123270.tif 000026
【０１２５】
【数２５】
2019123270.tif 000027
【０１２６】
この予想位置Ｘｐは、現時点から所定時間ΔＴｐの経過後に自車両３が到達すると推定される位置であり、式（２４），（２５）のＶａｃｔは自車両３の走行速度を、φ１は自車両３のヨー角を表している。
【０１２７】
次に、以下の式（２６）〜（３１）に示す、スライディングモード制御アルゴリズムを含むアルゴリズムにより、フィードバック操舵角θｆｂを算出する（図１３／ＳＴＥＰ６５）。
【０１２８】
【数２６】
2019123270.tif 000028
【０１２９】
【数２７】
2019123270.tif 000029
【０１３０】
【数２８】
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【０１３１】
【数２９】
2019123270.tif 000031
【０１３２】
【数３０】
2019123270.tif 000032
【０１３３】
【数３１】
2019123270.tif 000033
【０１３４】
上式（２６）のＥｙは追従誤差を表している。また、式（２７）のσは切換関数であり、Ｓは−１＜Ｓ＜０が成立するように設定される応答指定パラメータである。さらに、式（２８）に示すように、フィードバック制御入力Ｕｆｂは、到達則入力Ｕｆｂ＿ｒｃｈと適応則入力Ｕｆｂ＿ａｄｐの和として算出される。また、式（２９）のＫｒｃｈは、所定の到達則ゲインであり、式（３０）のＫａｄｐは、所定の適応則ゲインであり、式（３１）のＫｓｔは、感度ゲインである。
【０１３５】
次いで、下式（３２）により、操舵角θｓｔｒを算出する（図１３／ＳＴＥＰ６６）。
【数３２】
2019123270.tif 000034
【０１３６】
次に、操舵角θｓｔｒに基づいて、アクチュエータ６を駆動する（図／ＳＴＥＰ６７）。その後、本処理を終了する。
【０１３７】
以上のように、本実施形態の自動運転装置１によれば、自車両３が交差点５０を右折するときには、周辺状況データＤ＿ｉｎｆｏ及び信号付加半径Ｒ＿ｓｋを用いて、式（４）〜（１２）により、内接円ＩＣの中心Ｘｒ、入口側接点Ｘｉ、出口側接点Ｘｏ及び走行目標点Ｘｃの座標値が算出され、これらのデータに基づいて、前述した式（１３）〜（１７）により、評価関数値Ｊが算出される。さらに、この評価関数値Ｊが最小値になるように、前述した式（１８）〜（２３）により、内接円ＩＣすなわち円弧Ａｒの半径Ｒ及び信号付加半径Ｒ＿ｓｋが算出され、半径Ｒ、第２走路目標点Ｘｔ０、入口側接点Ｘｉ及び出口側接点Ｘｏを用いて、自車両３の未来の走行軌道Ｘｆの座標値が算出される。
【０１３８】
したがって、走行軌道Ｘｆを、円弧Ａｒと２つの線分Ｌｉ，Ｌｏを滑らかに結んだ曲線上に位置するデータで構成された軌道、又は円弧Ａｒ上のみに位置するデータで構成された軌道として決定することができる。その結果、自車両３が第１走路５１から第２走路５２に向かって交差点５０内を右折しながら走行するときの走行軌道Ｘｆを、熟練ドライバーが運転したときと同様の、左右にふらつきのない円滑な軌道に決定することができる。
【０１３９】
さらに、評価関数値Ｊが第１〜第３評価関数値Ｊ１〜Ｊ３の和として算出され、円弧Ａｒの半径Ｒが評価関数値Ｊが最小値になるように算出されるので、円弧Ａｒの半径Ｒは、円弧Ａｒが走行目標点Ｘｃに漸近するように算出されることになる。すなわち、自車両３が交差点５０を右折する際、走行目標点Ｘｃ（又はその付近）で停止できるとともに走行目標点Ｘｃを通過できるように、走行軌道Ｘｆを適切に決定することができる。
【０１４０】
また、第１〜第３評価関数値Ｊ１〜Ｊ３では、３つの重み係数Ｗ１〜Ｗ３がＷ１＞Ｗ２＞Ｗ３が成立するように設定されているので、円弧Ａｒと走行目標点Ｘｃとの間の距離が、２つの線分Ｌｉ，Ｌｏよりも優先的に短縮化されるように、円弧Ａｒを決定することができ、円弧Ａｒをその曲率が優先的に大きくなるように決定することができる。それにより、自車両３が交差点５０内を右折する際、横加速度を抑制しながら、走行目標点Ｘｃ含むその付近を通過又は停止するように、自車両３の未来の走行軌道を適切に決定することができる。
【０１４１】
さらに、周辺状況データＤ＿ｉｎｆｏに基づいて、傾きａｔが算出できないときには、地図データベース内の高精度の地図データを用いて、傾きａｔが取得されるので、傾きａｔが取得できない条件下でも、自車両３の未来の走行軌道Ｘｆを熟練ドライバーが運転したときと同様の最適な軌道に設定することができる。
【０１４２】
また、交差点５０を右折するときの走行軌道Ｘｆが高精度の地図データに記載されているときには、地図データの走行軌道Ｘｆを読み出すことによって未来の走行軌道Ｘｆが決定され、走行軌道Ｘｆが高精度の地図データに記載されていないときには、走行軌道Ｘｆが以上の手法によって決定されるので、地図データの走行軌道Ｘｆを読み出すことしかできない従来の手法と比べて、汎用性を向上させることができる。
【０１４３】
さらに、自車両３が交差点を左折するときには、前述した評価関数値Ｊが、第１評価関数値Ｊ１＝０として算出されるので、２つの線分Ｌｉ，Ｌｏが可能な限り短縮化されるように、円弧Ａｒの半径Ｒを決定することができる。それにより、自車両３が交差点内を左折折する際、横加速度を抑制しながら、自車両３の未来の走行軌道Ｘｆを適切に決定することができる。
【０１４４】
これに加えて、交差点５０を右折／左折するときの走行軌道Ｘｆと、未来の所定期間において自車両３が走行すると推定される予想位置Ｘｐとの誤差が最小になるように、操舵角θｓｔｒが算出され、この操舵角θｓｔｒを用いてアクチュエータ６が駆動されるので、交差点５０を右折又は左折するときに、熟練ドライバーが運転したときと同様の、左右にふらつきのない円滑な走行状態を確保することができる。
【０１４５】
なお、前述した傾きａｔを以下に述べる手法により算出してもよい。まず、図１４に示すように、第２走路目標点Ｘｔ０を原点とする相対座標軸をｘ’軸とｙ’軸で定義し、第２走路５２の入口の走路端を点Ｘｔ１、第２走路５２の入口のセンターライン端を点Ｘｔ２としてこれらの２点Ｘｔ１，Ｘｔ２間に延びる直線Ｌ’を設定する。
【０１４６】
そして、この直線Ｌ’のｘ’軸に対する傾きをαｔとすると、ｙ’＝αｔ・ｘ’が成立するとともに、第２走路５２の傾きａｔに対して、ａｔ＝１／αｔが成立することになる。すなわち、この傾きαｔを精度よく算出すれば、第２走路５２の傾きａｔを精度よく算出できることになる。
【０１４７】
したがって、この傾きαｔを回帰分析手法により算出する。具体的には、周辺状況データＤ＿ｉｎｆｏに基づき、２点Ｘｔ１，Ｘｔ２間における複数の点のｘ’座標値及びｙ’座標値を算出し、これらのデータを用いて、最小２乗法により、傾きαｔを算出し、これの逆数として、傾きａｔを算出する。以上の手法によって、傾きａｔを算出した場合、傾きａｔの算出精度を向上させることができる。
【０１４８】
また、交差点を右折する場合において、走行目標点Ｘｃを取得できていないときには、交差点を左折するときと同じように、第１評価関数値Ｊ１＝０として、評価関数値Ｊを算出してもよい。このようにした場合には、２つの線分Ｌｉ，Ｌｏの長さを、走行目標点Ｘｃを取得できているときよりも短縮しながら、円弧Ａｒの半径Ｒを決定することができ、それにより、円弧Ａｒの曲率を走行目標点Ｘｃを取得できているときよりも大きくすることができる。
【０１４９】
さらに、自車両３が地図データベースを備えていない場合には、前述した図１１の評価関数値算出処理において、周辺状況データＤ＿ｉｎｆｏに基づいて、傾きａｔが算出できなかったときに、傾きａｔがないと仮定して、円弧Ａｒを算出するとともに、交差点の右折／左折中において傾きａｔの算出に成功したときに、算出された傾きａｔを用いて、円弧Ａｒを決定するように構成してもよい。このように構成した場合には、傾きａｔの算出以降、未来の走行軌道Ｘｆを熟練ドライバーが運転したときと同様の最適な軌道に設定することができる。
【０１５０】
なお、実施形態は、四叉路の交差点を右折又は左折するときの走行軌道を決定した例であるが、本発明の走行軌道の決定はこれに限らず、第１走路からこれに対して折れ曲がっている第２走路に向かって走行するときの走行軌道を決定するものであればよい。例えば、本発明の手法により、Ｌ字路、Ｔ字路、三叉路又は多叉路を右折又は左折するときの走行軌道を決定してもよい。
【０１５１】
また、実施形態は、本発明の自動運転装置１及び走行軌道決定装置１を４輪車両に適用した例であるが、本発明の自動運転装置及び走行軌道決定装置は、これに限らず、２輪車両、３輪車両及び５輪以上の車両にも適用可能である。
【０１５２】
実施形態は、操舵角θｓｔｒを用いて、自車両３の操舵量を制御した例であるが、本発明の操舵量を制御する手法はこれに限らず、未来の走行軌道と、未来の所定期間において当該自車両が走行すると推定される軌道との誤差が最小になるように、自車両の操舵量を制御できるものであればよい。例えば、未来の走行軌道と、未来の所定期間において当該自車両が走行すると推定される軌道との誤差が最小になるように、操舵角θｓｔｒの時間変化量すなわち操舵角速度を算出し、これを用いて、操舵量を制御してもよい。
【０１５３】
さらに、実施形態は、地図データ取得手段として、ＥＣＵ２において地図データベースから地図データを読み出すように構成した例であるが、本発明の地図データ取得手段はこれに限らず、地図データを取得できるものであればよい。例えば、無線通信経由で、地図データを取得するように構成してもよい。
【符号の説明】
【０１５４】
１  自動運転装置、走行軌道決定装置
２  ＥＣＵ（第２走路目標点取得手段、円弧決定手段、走行軌道決定手段、走行目標        点取得手段、傾き取得手段、地図データ取得手段、操舵量制御手段）
３  自車両
４  状況検出装置（走行環境検出手段）
１０  走行環境算出部（第２走路目標点取得手段、走行目標点取得手段、傾き取得手段        ）
２０  評価関数値算出部（円弧決定手段）
３０  半径算出部（円弧決定手段）
４０  走行軌道算出部（円弧決定手段、走行軌道決定手段）
５０  交差点（連続部）
５１  第１走路
５２  第２走路
Ｘｆ  走行軌道
Ｘｔ０  第２走路目標点
Ｌ１  第１直線
Ｌ２  第２直線
ＩＣ  内接円
Ａｒ  円弧
Ｘｉ  入口側接点（内接点）
Ｘｏ  出口側接点（内接点）
Ｌｉ  線分（第１長さ）
Ｌｏ  線分（第２長さ）
Ｘｃ  走行目標点
Ｄｃ  円弧と走行目標点との間の距離
Ｄ＿ｉｎｆｏ  周辺状況データ（走行環境）
Ｘｐ  予測位置（自車両が走行すると推定される軌道）
【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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