(57)【要約】      （修正有）【課題】車両運転者を支援すべく交通状況を自律的に分析することのできる、インテリジェントなレーン変更支援を提供する。【解決手段】ホスト車両の環境を物理的に検知する少なくとも一つのセンサ２によりセンサデータを生成し、少なくとも一つの検知した車両の将来移動挙動を予測し、ホスト車両の隣接レーン上にギャップが存在するか否かを判断する。ホスト車両の隣接レーンが、予測された将来移動挙動に対してより適合するであろう場合には、このより適合するレーンへのホスト車両のレーン変更の実現可能性に関する推奨情報信号が生成される。実現可能性は、ギャップの存在についての判断結果と予測された将来移動挙動とを計算的に結合することにより判断される。ホスト車両の運転者への通知が出力され、レーン変更が実現可能な場合には、推奨情報信号に基づいてホスト車両により自律的なレーン変更を実行する。【選択図】図１
2015215873.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーン変更の可能性のある状況においてホスト車両の運転者を支援する方法であって、
前記ホスト車両の環境を物理的に検知する少なくとも一つのセンサによりセンサデータを生成するステップと、
少なくとも一つの検知された車両の将来移動挙動を予測するステップと、
前記ホスト車両の隣接レーン上にギャップが存在するか否かを判断するステップと、
前記ホスト車両の前記隣接レーンが、前記予測された将来移動挙動に対してより適合するものとなるであろう場合には、そのより適合するレーンへの前記ホスト車両のレーン変更の実現可能性に関する推奨情報信号を生成するステップであって、前記実現可能性は、ギャップの存在についての判断結果と前記予測された将来移動挙動とを計算的に結合することにより判断される、ステップと、
前記推奨情報信号に基づいて、前記ホスト車両の運転者への通知を出力し、及び又は、レーン変更が実現可能な場合には、前記ホスト車両により自律的なレーン変更を実行するための信号を生成するステップと、
を有する、方法。
【請求項２】
前記予測された将来移動挙動が、当該将来移動挙動が予測された前記物体車両と前記ホスト車両との間の安全距離を減少させるものである場合には、前記ホスト車両の速度の適応が自律的に実行される、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
より適合する前記隣接レーン上にギャップの存在が予測され、及び、それが利用可能となるときに前記ギャップへレーン変更できるように前記ホスト車両の速度の適応が自律的に行われる、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記通知を出力するためシンボルが表示される、ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記通知を出力するために音響信号及び又は触覚信号が出力される、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記予測された挙動が、いずれかの隣接レーンから前記ホスト車両が現在走行するレーンへの前記物体車両の割り込みである場合か、又は前記予測された挙動がブレーキングであって、より適合する前記隣接レーン上にギャップが存在すると判断される場合には、より適合する前記レーンへのレーン変更を推奨する通知が出力され、及び又はレーン変更が自律的に実行される、ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記予測された挙動が隣接レーンから隣接レーンの次のレーンへの先行する物体車両のレーン変更であって、且つ、この隣接レーンもより適合する前記レーンであり、当該隣接レーン上にギャップが存在すると判断される場合に、レーン変更を推奨する通知が出力され、及び又はレーン変更が自律的に実行される、ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記ホスト車両の前記現在レーン上で後続車が接近しつつあって、且つ前記後続車についてレーン変更が予測されない場合か、又は前記現在レーンの隣接レーンが優先である場合か、又は前記ホスト車両の速度について必要とされる適応が、前記現在レーンにおいてよりもこの隣接レーンにおいてのほうが小さい場合に、前記現在レーンの前記隣接レーンがより適合すると判断される、ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
ホスト車両に搭載されて請求項１ないし８のいずれか一項に記載の方法を実行するよう設計された、運転者支援システム。
【請求項１０】
前記システムは将来移動挙動の予測を算出するコンピューティングユニットを備える、ことを特徴とする請求項９に記載の運転者支援システム。
【請求項１１】
前記システムは、センサ手段として、レーダセンサ、ライダーセンサ、又は撮像ユニットの少なくとも一つを備える、ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の運転者支援システム。
【請求項１２】
前記運転者支援システムはＧＰＳ及び又は車車間通信のための手段を備える、ことを特徴とする請求項９ないし１１のいずれか一項に記載の運転者支援システム。
【請求項１３】
前記システムはアダプティブクルーズコントロール・ユニットを備える、ことを特徴とする請求項９ないし１２のいずれか一項に記載の運転者支援システム。
【請求項１４】
前記システムはレーン検出ユニットを備える、ことを特徴とする請求項９ないし１３のいずれか一項に記載の運転者支援システム。
【請求項１５】
コンピュータ上に実行されたときに請求項１ないし８のいずれか一項に記載の方法を実施する、コンピュータソフトウェアプログラム製品。
【請求項１６】
請求項９ないし１４のいずれか一項に記載の運転者支援システムを備える車両であって、前記運転者支援システムは前記出力信号に基づいて前記車両の制御装置に影響を与える、車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、予測的レーン変更支援のための方法及びシステム、プログラムソフトウェア製品、並びにそのようなシステムを備える乗り物に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、様々な方法で運転者を支援する運転者支援システムが開発されている。まず最初に、車両のエンジン出力を自動的に適合させて当該車両を一定速度に維持する単純なクルーズコントロールが売り出された。このシステムは、マニュアル操作によってスイッチをオンオフしなければならず、したがって、運転者の快適さを増進させる能力という点では限られたものでしかなかった。次の段階として、アダプティブクルーズコントロール（adaptive cruise control）が開発され、速度を動的に適応させる際にそのようなシステムを備える車両の環境が考慮されたのは、実際にこれが初めてであった。これは、先行車までの距離を検知して、速度を目標速度に設定することで実現された。すなわち、車両は、先行車がブレーキをかければ能動的に減速され、その後に、目標速度を最大値として再び自律的に加速される。これにより、込み合った道路の影響を大きく受ける今日の交通環境において、運転者の快適性は大きく増進された。
【０００３】
一方で、このような交通密度に対しては、運転者は十分に集中することが必要となる。集中力の欠如は、時として、一方では危険な、且つ他方では交通流に悪影響を持つ状況を生じさせることは明らかである。例えば運転者を支援し、情報を提供し、又は警告を発出するために、レーン逸脱警告システムが開発され、盲点検出システムも開発された。そのようなシステムは、複数のレーンを持つ道路を走行する際に、特に利点を有する。しかしながら、これらのシステムもまた、その能力はかなり限られたものである。特に、盲点警告システムは、意図されたレーン変更が認識できる場合にのみ、運転者に警告を発する。そのような盲点警告システムは、更に開発が行われてレーン変更支援情報システムとなるが、当該システムをアクティブにするためのトリガは、依然として運転者の挙動である。すなわち、このシステムの支援動作は、運転者が交通状況を正しく解釈し、且つレーン変更を行うことを決断した場合に限り、有効となる。その交通状況の評価の際に集中力を欠いている場合や、運転者の経験が欠如していて交通状況についての認識を誤ってしまうような場合には、このシステムは全く起動され得ない。
【０００４】
特に、既存のシステムは、運転者にレーン変更を積極的に推奨することはできない。そのシステムの機能が、運転者の意図するレーン変更に対して応答することに限られているためである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明の目的は、車両運転者を支援すべく交通状況を自律的に分析することのできる、インテリジェントなレーン変更支援を提供することである。
【０００６】
本目的は、独立請求項に記載の方法、システム、プログラム、及び車両によって達成される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によると、ホスト車両の環境を物理的に検知する少なくとも一つのセンサにより検知データ（センサデータ）が生成される。そのような検知手段は、例えば、レーダ、ライダーセンサ、あるいは、画像処理によりホスト車両の環境を分析できるような撮像装置である。ホスト車両の環境を検知することで、一つ又は複数の他車両の将来の移動挙動（将来移動挙動）を予測する機会が与えられる。そのような予測された挙動の例を、詳細に後述する。少なくとも一つのセンサにより検知され、その将来移動挙動が予測されるそのような車両を、対象車両と称する。そのような対象車両の予測された将来移動挙動に加えて、ホスト車両の隣接レーンにギャップ（隙間）が存在するか否かが判断される。現在知られているシステムとは異なり、上記将来移動挙動と、ホスト車両の隣接レーンにおけるギャップの存在と、が評価される。予測される将来挙動によって生ずるであろう走行状況に対して、隣接レーンがより適切なものとなるか否かが判断される。なお、「隣接レーンがより適切」であるか否かは、当該隣接レーンがフリーである（空いている）という前提に基づいて判断される。レーンは、そのレーンが十分大きなギャップを持つ場合に、「フリーである（空いている）」と判断される。
【０００８】
予測された将来移動挙動と、ギャップに関する判断結果と、の組み合わせ（結合）の結果は、推奨情報信号を生成するための基礎となる。この推奨情報信号は、ホスト車両がより適切な（適合する）レーンへレーン変更することの実現性に関する情報を含んでいる。推奨情報に基づき、ホスト車両の運転者に対する通知が出力される。この通知は、例えば、レーンを変更すべきとする積極的な推奨、または、レーンが一杯である（入り込む余地がない）ことについての情報、若しくは、レーン変更が現在は行えないという警告であり得る。さらに、これに代えて又はこれに加えて、レーン変更が推奨可能なものである場合に、推奨情報信号に基づいて自律レーン変更を実行するための信号を生成するものとすることができる。当該信号は、そのような自立レーン変更を実行すべく、例えばブレーキシステムや、エンジン制御システム、又はパワーステアリングなどの、当該車両の制御装置に伝達される。
【０００９】
本発明の一つの利点は、レーン変更を行うことで走行速度を適合させなくてもよくなると運転者自身が認識する時点では既に、そのようなレーン変更が適切であるようだという通知が行われ得ることである。そのような状況の例は、ホスト車両が３レーン道路の中央レーンにあって、対象車両が割り込んで来る場合である。割り込んでくる対象車両がホスト車両より遅い場合、一般には２つの反応が可能である。第１は、ホスト車両を減速させて直進することであり、第２は、速度を維持して他の隣接レーンへレーン変更することである。もちろん、そのようなレーン変更は、その隣接レーンに十分大きなギャップがある場合にのみ可能である。本発明によれば、一方において、レーン変更すべきと運転者自身がすでに決断したときにはギャップがあるかないかが認識されているということが可能となるだけでなく、システムが対象車両のレーン変更を予測することのできる、より早い段階においても、そのようなレーン変更の推奨が与えられ得る。
【００１０】
他方において、本発明は、予測される将来移動挙動をギャップの存在についての判断と組み合わせるので、予測された将来移動挙動がレーン変更を誘うものであっても、運転者には、現在はギャップが存在しないためそのようなレーン変更には注意すべきという警告を与える、ということも可能である。これにより、割り込みを認識していても死角に存在する車両が見えていないために運転者がレーン変更を実行してしまう、ということを防止することができる。
【００１１】
他の利点は、特に自律運転システムの開発に関する利点であり、システムの反応をより早い段階で実行でき、従ってレーン変更や速度調整のような動作そのものが、必要なときによりスムーズに実行され得ることである。
【００１２】
本発明の有利な構成は、従属請求項において示される。
【００１３】
特に、ホスト車両の運転者にレーン変更に関する通知を与えたり自律レーン変更を実行するだけでなく、車両の速度を自律的に適合させることも可能であり、且つ有利である。そのような速度の適合を行えば、割り込み車両によってホスト車両の安全距離が著しく減少した場合に、適切な反応を行うことが可能となる。そのような速度低減を行うことにより、急激な車両操舵を行うことなく新しいレーンへのレーン変更を実行するための、付加的な時間が与えられる。予測される将来移動挙動とギャップの存在についての判断との組み合わせが、その瞬間においてレーン変更は不可能であることを示しており、割り込み車両とホスト車両との間の安全距離が著しく減少していることを示している場合には、ブレーキを開始したり、必要であれば急ブレーキを行うことが可能である。その後は、本発明のシステムは、従来のアダプティブクルーズコントロールと同様に反応する。
【００１４】
他の有利な実施形態では、対象車両の割り込みが判断された時点において、より適切な隣接レーン上でのギャップの存在を判断するだけでなく、そのようなギャップが将来に存在することとなるかどうかを予測することも可能である。これは、より適切となる可能性のあるレーンが、例えばより速い速度で車両が走行しているレーンであって、そのレーン上で後方から高速で接近してくる車両が近い将来にホスト車両を追い抜いていくであろう、というような場合であり得る。このような場合、ホスト車両の速度を自律的に減少させ、追い越し車が完全に通過した後に、ギャップに向けてレーン変更を行えるようにすることが有利である。
【００１５】
一つの有利な方法は、シンボルを通知として出力することである。そのようなシンボルは、レーン変更を推奨しているのか、それともレーン変更が現時点で実行不可能であることを明示しているのか、が容易に認識され得るシンボルであり得る。シンボルは、車両のダッシュボード上や、ミラー又はサイドウィンドウの領域に表示されるものとすることができる。もちろん、運転情報が表示される場所であればどこでも、そのようなシンボルの表示を行うのに適している。これには、特に、運転情報用にヘッドアップディスプレイが用いられる場合には、フロントガラスが含まれる。
【００１６】
これに加えて又はこれに代えて、上記通知は、音響信号及び又は触覚信号として出力されるものとすることができる。音響シンボルは、音声メッセージ若しくは単純なビープ音又はこれらの組み合わせの、いずれか任意の種類の音響警報とすることができる。レーン変更の実行についての推奨は、例えば音声メッセージとすることができ、一方、現在はレーン変更できない旨の警告は、運転者が通常は警告であるものと認識するビープ音によって示されるものとすることができる。触覚信号は、例えば、運転者に警告を与えるためのハンドルの振動であるものとすることができ、又は、その車両のパワーステアリングを用いて、一方向へのハンドル回転が他方向よりも容易であるように生成される力であるものとすることができる。運転者は、これを認識して、そのような提案に直観的に従うであろう。ハンドルへのそのような力により、更には、一方への力によってレーン変更を推奨し、他方への力によって警告を示すことが容易となる。これらの２つの通知は、共に同じ系統的な方法を用いているからである。
【００１７】
既に説明したように、対象車両が割り込みそうであってホスト車両の隣接レーンが空いており、そのレーンは現在のレーンよりも適切なものであるという場合、レーンを変更すべきとする推奨が運転者に対して行われることが、特に有利である。ただし、本システムは、他の交通参加者がホスト車両のレーンへ変更しようとしているという場合にのみ利点を有するだけでなく、多車線道路において、ホスト車両の現在のレーンに対する直近の隣接レーンが、他の交通参加者がさらに遠くのレーンへレーン変更したことでフリーになるという場合にも、利点を有する。対象車両についてそのようなレーン変更が予測され、且つそれによってホスト車両の直近の隣接レーンがフリーになるという場合にも、運転者に対してレーン変更が推奨され得る。このような処理は、レーンに優先順位が付けられている国においては特に有用である。
【００１８】
交通状況において意味のない推奨が行われることを避けるべく、後続車がホスト車両と同じレーン上で接近しつつあり、且つ当該後続車がレーン変更を意図しているという兆しが何も認められないという場合には、ホスト車両の現在のレーンに隣接するレーンのほうがより適切であると判断することが、更に有利である。そのような場合には、隣接レーンのほうがホスト車両にとってはより適切であろう。
【００１９】
他の態様によると、ホスト車両の現在レーンの隣接レーンが優先レーンであるか、又は現在のレーンよりも隣接レーン上でのほうがホスト車両に求められる減速量が少ない場合に、一般的に隣接レーンがより適切であると判断される。後者は、一般に交通量を増加させるのに特に有用である。複数の車両が本発明を装備した場合には、速度調整は最も小さな速度変更を要する車両によって行われることになるからである。
【００２０】
センサデータを処理して将来移動挙動を推測し、ギャップの存在を判断し、その後に、当該予測された挙動と当該判断の結果との組み合わせにより推奨情報を生成するため、本運転者支援システムは、演算ユニット（computing unit）を備える。
【００２１】
さらに、本支援システムは、有利には、検知されたデータのいくつかがアダプティブクルーズコントロール・ユニットとレーン変更支援システムの両者により共通的に処理され得るように、及び又はホスト車両の速度を調整するためのそのようなアダプティブクルーズコントロールの機能が用いられるように、アダプティブクルーズコントロール・ユニットを備える。さらに、誤った推奨を防止すべく、明確に画定されたレーンに基づいて、検出されたレーンの一つにホスト車両を含む交通物体が割り当てられるように、本システムは、レーン検出ユニットを備えることが有用である。そのようなシステムは、例えば、レーンマーキングを分析する画像処理に基づくものであり得る。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
以下では、下記の添付図面を参照しつつ、本発明の態様及び特徴について詳述する。
【図１】道路レーンを選択する際に運転者を支援するための本システム及び方法の全体概要を示す図である。
【図２】対象車両についての予測された将来挙動と、隣接レーン上でのギャップの存在についての判断結果と、の組み合わせについての一例を示す図である。
【図３】対象車両の将来移動挙動についての予測を生成する本方法を説明するための模式図である。
【図４ａ】本発明の方法及びシステムの機能を説明するための模式図である。
【図４ｂ】本発明の方法及びシステムの機能を、第２の交通状況において説明するための模式図である。
【図５】本発明の方法及びシステムの機能を、第３の交通状況例において説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は、本発明のシステムの概観を示しており、レーン選択支援の方法について、その一般的なステップを説明する。システム１は、ホスト車両に搭載され、望ましくは、そのようなホスト車両の既存のシステムに組み込まれている。特にアクセルＥＣＵ若しくはモータマネジメントＥＣＵなどの制御機器、パワーステアリング、又はブレーキシステムが、システム１により用いられ得る。
【００２４】
システム１は、ホスト車両の環境を物理的に検知することのできる少なくとも一つのセンサ２を備える。そのようなセンサ２は、一つ又は複数の対象車両の、ホスト車両に対する相対的な位置及び方位についての分析を可能とするデータを出力する。レーダセンサの場合、その検知結果は、検知された物体の現在の速度についての情報を直接的に伝える。あるいは、他のタイプのセンサの場合は、センサ２の時間分解能により、検知された対象物体（単数又は複数）の現在速度が特定され得る。
【００２５】
ホスト車両の環境全体をたった一つのセンサ２で検知して、ホスト車両の両サイド並びに前方及び後方をカバーすることは困難であるので、複数のセンサを備えることが望ましい。ただし、図１に示すように、複数のセンサは、必ずしも同じタイプである必要はない。例示した実施形態では、センサ２に加えて、第２のセンサ３及びＧＰＳシステム４が存在している。そのようなＧＰＳシステム４を用いて、ホスト車両の現在位置を地図データにリンクさせることができる。また、本システムは、図１には個別に描かれてはいないが、例えば車車間通信システム（C2C）などの、情報取得手段を更に備えることもできる。
【００２６】
ホスト車両が、その他の支援や快適機能に必要なセンサを既に備えている場合には、これらのセンサを共通的に用いることができる。
【００２７】
一つ又は複数のセンサ２、３、４、．．．により出力されたセンサデータは、予測ユニット５及びリスク評価ユニット６へ送信される。予測ユニット５は、センサデータに基づいて予測結果を出力するよう構成されており、インテリジェント・アダプティブクルーズコントロールに用いられるものと同様の予測ユニットであり得る。予測は、対象物体の将来移動挙動を表すものであり、コンテキストベース予測と物理的予測とを結び付ける（結合する）ことができる。その詳細については後述する。コンテキストベース予測を実行するため、コンテキストベース予測セクション５．１が備えられている。また、物理的予測結果を算出するため、物理的予測セックション５．２が設けられている。これらの予測セクション５．１及び５．２の結果は、結合セクション５．３において結合される。予測セクション５．１及び５．２の算出結果を結合した後、予測結果が予測信号の形で動作選択ユニット７に出力される。コンテキストベース予測又は物理的予測のいずれか一方の予測結果が寄与しない場合には、予測ユニットの出力は、他方の物理的予測又はコンテキストベース予測の結果に直接的に対応したものとなり得る。
【００２８】
この出力信号は、予測ユニット５の予測の結果に関する情報を含んでいる。例として、図１には、対象車両が割り込むことについて異なる信頼度レベルを有する３つの異なる予測結果が示されている。
１．車両が割り込みことを欲しているとする予測であり、その車両がやがてはレーンを変更して割り込むであろうという程度に信頼度が低い場合の結果である。
２．その対象車両がほぼ確実に割り込むであろうと予測されるが、未だその割り込みが始まっていない状態である。その確率は、既に１の場合よりはかなり高いものと見積もられ得る。
３．その車両が既に割り込みを開始している状態である。これは、その車両が割り込むとする信頼度がかなり高い場合の結果である。
【００２９】
上記の最初の２つの予測結果は、コンテキストベース予測から直接的に導かれ得るものであり、物理的予測によって確認されてはいない。すなわち、物理的予測は寄与していない。特に、その車両が割り込むことを欲しているとする上記第１の予測結果は、本方法における全工程のうちのかなり早い段階で判断され得る。したがって、この情報を用いて更なる処理を行うことで、かなり大きな時間節約の効果を得ることができる。ただし、もちろん、状況が過って評価されていて結局は割り込みが起こらない、ということとなるリスクも高い。
【００３０】
上記第３の予測結果は、少なくとも物理的予測による検証を必要とし、例えばその対象車両がそのレーンを既に離れていて、ホスト車両のレーンへの進入プロセスが始まったことが直接的に認識できる場合に出力され得る。
【００３１】
これらの異なる信頼度レベルを用いて、運転者への通知を段階的に引き上げることができる。すなわち、低信頼度の場合には単純な情報を提供し、高信頼度の場合には警告を発出し、最大信頼度の場合には自律的動作を実行するものとすることができる。
【００３２】
その他の予測結果は、ホスト車両の現在レーンの直近の隣接レーンから次の隣接レーンへ向かう対象車両のレーン変更に関するものである。すなわち、少なくとも次の２つの予測結果が可能である：
１．ホスト車両の直近の隣接レーンの次にあるレーンが空いており（フリーであり）、その結果、ホスト車両のレーン変更が可能となり得る。
２．そのレーンがフリーになりつつある、すなわち、対象車両が利用することのできるギャップが近い将来にそのレーン上で利用可能となって、ホスト車両の隣接レーンがフリーになる。
【００３３】
例として上述したこれら全ての予測結果について、その利用方法を、図４及び図５に示す典型的な交通状況に関連付けて、以下に説明する。
【００３４】
少なくとも一つ対象車両の将来移動挙動についての予測結果を算出することに加えて、システム１は、ホスト車両の隣接レーン上に十分大きなギャップが存在しているか否かを判断する。ギャップが十分大きいか否かは、そのギャップのサイズ及び位置、その他の車両に対するＴＴＣ（time-to-collision、衝突余裕時間）、並びにその他の車両との時間的な間隔（time gap）に基づいて評価され得る。これは、リスク評価ユニット６により行われる。リスク評価ユニット６の出力は、動作選択ユニット７に与えられるものであり、現時点において現在レーンから隣接レーンへのホスト車両のレーン変更を実行してよいか否かについての情報を含んでいる。隣接レーン上で十分大きなギャップが利用できるか否かについての情報のほか、近い将来に十分大きなギャップが存在することとなるか否か、又は走行長手方向におけるオフセットであるギャップが存在し、当該ギャップがホスト車両とほぼ同じ速度で移動していて、ホスト車両が加速又は減速すれば当該ギャップが当該ホスト車両のそばに来てレーン変更可能な状況となるか否か、も考慮され得る。
【００３５】
作動選択セクション７では、一つの共通な推奨情報信号を生成するため、予測ユニット５の出力とリスク評価ユニット６の出力とが結合される。推奨情報信号は、レーン変更の実現可能性に関する情報を含んでいる。レーン変更は、ホスト車両による特定の隣接レーンへのレーン変更が、展開していく交通状況に対する適切な手段であると判断される場合には、そのレーン変更は実現可能であると考えられる。すなわち、−隣接レーンを用いれば、ホスト車両が意図する速度（例えば、クルーズコントロールの設定速度）で走行することができるならば −、その隣接レーンは、現在のレーンよりも適切である（より良好に適合する）。この推奨情報信号に基づいて、ホスト車両の運転者への通知が出力され得る。そのような出力は、レーン変更が推奨されるものであるという情報か、又は現在はレーン変更ができない旨の警告であり得る。ただし、そのような推奨情報信号に基づいて運転者に情報を提供したり警告を与えることが可能なだけでなく、ホスト車両の現在の走行状態を自律的に変更することも可能である。すなわち、ホスト車両の加速や、減速又はブレーキングが実行され得る。実行可能な種々の動作については、交通状況の例に関連して後述する。さらに、推奨情報信号に基づいて、レーン変更動作の全体を、自律的に実行したり能動的に回避したりすることもできる。ホスト車両の走行状態についてのそのような適合を行うために、推奨情報信号に基づいて、例えばレーン変更を自律的に実行すべく加速度を発生させたりブレーキシステムを制御したり電動パワーステアリングを制御するモータマネジメントなどの、車両の制御装置を制御するのに適した信号が生成される。
【００３６】
図２には、２つの異なる予測結果の例と、隣接レーンにギャップが存在するか否かについての判断を実行するリスク評価ユニット６の処理結果と、の組み合わせの概要が示されている。もちろん、これは、右側レーンが優先される右側通行交通システムにおける右側隣接レーンからの割り込み予測の、単なる一例である。
【００３７】
図２の表では、本システムにより生成された推奨情報信号に含まれる情報が、図４に示す交通状況に関連して説明されている。図４には、車両Ａで示されたホスト車両と共に３レーン道路が示されている。右側の隣接レーンには、センサ２（３、４、．．．）によって検知された２つの車両Ｂ及びＣがあり、対象車両である車両Ｂについて、将来移動挙動が予測される。そのような予測結果は、図２の表の中央の列に示されているように、割り込みは予測されないという結果か、又は、図２の表の右側の列に示されているように、車両Ｂにより割り込みが実行されるであろうという結果となり得る。
【００３８】
また、車両Ａの左側の隣接レーンにおいて、ホスト車両Ａが退避することのできるギャップが存在するか否かが判断される。そのような判断の結果は、図２の左側の列に示されており、ホスト車両の左側のレーンが既に空いているという結果か、又はその時点では当該レーンは一杯（occupied）であるという結果となり得る。
【００３９】
車両Ｂの割り込みが予測されず、且つ左レーンが空いている場合、システム１全体としての出力は、ホスト車両の運転者に何らかの情報提示や通知を行うものとはならない。これは、例えば車両ＢとＣとの距離がやや大きいままであるか、又は速度差がやや小さい場合である。
【００４０】
割り込みが予測されず、ホスト車両の左側の隣接レーンが一杯であると判断された場合、既知の死角警報システム（blind spot warning systems）又はレーン変更判断支援システム（LCDAS、lane change decision aid systems）の場合と同様に、運転者への通知が行われる。これは、そのレーンが現在は一杯であるという単純な情報か、又は、例えばホスト車両の運転者が方向指示器をオンした場合など、当該運転者のレーン変更を行う意図が認識され得る場合には警告であり得る。これに代えて、又はこれに加えて、そのような情報は、また、車車間通信（C2C）によりホスト車両へ送信され得る。
【００４１】
他方、対象車両について割り込みが予測される場合には、本発明のシステム（インテリジェント・レーン変更支援、iLCA）は、ホスト車両の運転者がレーン変更を（未だ）意図していない場合でも、レーン変更が推奨される旨を当該運転者に通知し得る。すなわち、通知は、既知のシステムのように運転者の動作によってのみ起動されるのではなく、ホスト車両のレーン変更を行うことが有利でありそうな対象車両の挙動が予測された時点で既に起動される。もちろん、そのような積極的に与えられるレーン変更の推奨は、展開していく交通状況に対し、実際に隣接レーンがより適合することとなるであろうという場合にのみ与えられる。例えば、割り込んで来る対象物体の速度がホスト車両の走行状態になんら影響しないであろう、という場合には、そのような推奨が与えられる必要はない。割り込んで来る車両がホスト車両より速度が遅くて、ホスト車両が速度を減少させることが必要になるだろう、という場合には、もちろん、空いている速度の速いレーンが、ホスト車両の現在の走行状態にはより適合する。この場合、推奨シンボルが、図２に示すように表示される。
【００４２】
そのようなレーン変更が推奨されるものの、新しいレーンが現在は一杯であるという場合には、ホスト車両の運転者には警告が与えられる。これは、また、表示されるシンボルか若しくは音響による警告と組み合わされたシンボル、単独の音響による警告、振動やハンドル抵抗力（steering wheel force）などの触覚警告、又はこれらの組み合わせとすることができる。
【００４３】
上述したように、本発明の中心的な態様は、本発明を用いることで、車両運転者のレーン変更の意図が認識される場合にのみ当該車両運転者に情報が与えられるのではなく、時間的により早い時点においても情報が与えられる、というものである。これは、コンテキストベース予測による交通状況評価を用いることにより実現される。そのようなコンテキストベース予測は少なくとも一つの他の交通参加者の可能性のある将来挙動を予測するので、レーン変更支援装置は、当該他の交通参加者が特定の挙動を開始する前に反応することができる。コンテキストベース予測、物理的予測、及び一般的な将来移動挙動の予測についての詳細及び数学的バックグラウンドを、本明細書の末尾に示す。本発明に従ったレーン変更支援装置の機能のためには、そのような予測が行われれば十分であり、本発明の方法及びシステムは、その予測の結果に基づいて様々な推奨を提示したり、自律的な走行状態の適合を行うための信号を出力する。そのような予測結果を用いて運転者への通知という形態の出力を起動することには、運転者に対しレーン変更の動機を与え得る積極的な推奨を与えることができる、という利点がある。
【００４４】
本発明のより良い理解のため、将来移動挙動の予測の原理を、以下に、図３に関連して説明する。
【００４５】
図３には、図１に示す予測ユニット５のブロックダイアグラムが示されている。コンテキストベース予測ユニット５．１及び物理的予測ユニット５．２には、センサデータから分析された情報が与えられる。これらは、検知された各交通物体、特に対象物体についての、ホスト車両に対する相対的な現在位置及び互いに対する相対的な現在位置と、現在速度についての情報を与える。すなわち、コンテキスト予測ユニット５．１では、対象車両がその先行車に接近しつつあるか否か、対象車両がその先行車よりも強く加速しているか否か、対象車両が既にその先行車よりも速い速度になっているか又は左方向への方向指示器をセットしたか、が分析され得る。これらの複数の指標の組み合わせにより（もちろん、当該組み合わせは付加的な指標を構成し得るが、ここでは、これについては説明しない）、可能性として車両が割り込もうとしているか否かが評価され得る。すなわち、予測ユニット５の、一つの可能性のある出力は、その車両が割り込みを行ってホスト車両のレーンへレーン変更して来るであろうという低信頼度の予測である。なお、割り込みについてのこの純粋な意向は、運転者にレーン変更を決定させることとなり得る交通状況の態様のみを考慮したものである。例えば、この低信頼度の予測では、意図されたレーン変更が実際に可能であることは考慮されていない。
【００４６】
そのような付加的な指標が考慮されれば、予測結果の信頼度はより高くなる。例えば、対象車両とその先行車との関係に加えて、対象車両の意図されたレーン変更が実際に実行され得るか否かも考慮される。すなわち、対象車両が退避することのできる適合する左側ギャップが存在するか否か、対象車両の隣接レーン上に長さ方向のオフセットであるギャップが存在し、例えば現在レーン上で対象車両が加速することによりそのギャップに到達することができるか否か、が判断される。これらの付加的な指標を考慮に入れることで、予測結果は、車両はほぼ確実に割り込みをするであろう、というものになる。図３には、個別のステップにおいて付加的な指標（複数）が結合された後、低確率の評価の結合結果がそれらと組み合わされることが示されている。もちろん、これは、予測ユニット５．３において単一のステップで行われるものとすることもできる。
【００４７】
異なる交通状況を評価するのに必要な、指標の第３グループの例が示されている。この交通状況において、ホスト車両が左レーンを走行しているとして、対象車両が、中央レーンから右レーンへレーン変更するために、ホスト車両の現在レーンの直近の隣接レーンを離れるか否かが予測される。このような交通状況を評価するため、例えば、対象車両において右レーン方向への方向指示器がセットされたか否か、及び又は右レーン上に適合するギャップが存在するか否かを示す指標が用いられる。これらの指標は結合されて、ホスト車両の現在レーンに隣接する直近のレーンがフリーになりつつあるか否かを予測する。なお、説明したこの例では、一般性を制限することなく、右レーンが優先される右側通行システムを用いている。
【００４８】
もちろん、ホスト車両の現在レーンに隣接する直近のレーンは、既にフリーであり得る。その場合には、文字通り予測の必要はないが、予測結果としての予測ユニット５の出力は、右レーンがフリーである、というものになる。この出力は、センサデータから導出されて提示された情報に基づいて、直接的に生成され得る。
【００４９】
コンテキストベース予測に加え、物理的予測が物理的予測セクション５．２において実行される。この物理的予測も、複数の指標を用いて実行される。そのような指標の第１の例は、挙動が“直進”軌道に適合している、ことを示すものであり、第２の例は、挙動が“左方レーン変更”軌道に適合している、ことを示すものであり、第３の例は、挙動が“右方レーン変更”軌道に適合している、ことを示すものである。これらの指標は、物理的予測セクション５．２により生成された後、コンテキストベース予測セクション５．１の指標と結合される。これを行うことにより、例えば、車両が実際に割り込みを行うことを検証することができる。すなわち、これらの指標が、実際に対象車両の挙動が“左方レーン変更”軌道に適合していることを示していれば、当該車両が割り込みをおこなうことを確認することができ、従って、当該車両が既に割り込みを開始しているという予測結果が出力され得る。この出力は、割り込みが最大確率を持つことを意味している。
【００５０】
予測ユニット５の出力は、その後、動作選択ユニット７に与えられる。
【００５１】
以下では、密接に関連する２つの交通状況を、図４ａ及び図４ｂを参照して説明する。まず、図４ａに関して説明した後、図４ｂを参照して違いを説明する。
【００５２】
図４ａでは、右レーンが優先される右側通行交通システムにおける３レーン道路が示されている。本発明のシステムが搭載されたホスト車両は、車両Ａであり、矢印の長さで表された或る速度で中央レーンｃを走行している。この速度は、例えば、インテリジェント・アダプティブクルーズコントロール（iACC）により、ホスト車両に設定されている先行車との車間距離を考慮して、より低速の先行車に対し自律的な適応を行うべく維持される。本ケースでは、現時点では先行車が存在しないので、車両Ａは設定されている速度で走行する。
【００５３】
右レーンｒ上では、ホスト車両Ａのセンサ２、３、４、．．．の少なくとも一つにより２台の車両が検知されている。これを行うため、車両Ａにはレーン検出システムが搭載されていることが望ましい。そのようなレーン検出システムは、レーンマーキングが無い場合でも、例えば複数の車両軌道を保存し分析することでレーンを識別し得る。
【００５４】
本ケースにおける対象車両である車両Ｂの速度と、車両Ｃの速度とが特定される。速度を特定することにより、車両Ｂが車両Ｃよりも高速であることが認識され得る。車両Ｂ及びＣの速度も、矢印の長さとして示されている。すなわち、車両Ｂと車両Ｃとの距離は減少し、車両Ｂは車両Ｃに接近していく。ホスト車両Ａは、現在においては車両Ｂをブロックしていない（遮っていない）ので、車両Ｂが破線矢印で示された軌道に従って移動しそうだ、ということが、指標から予測され得る。そのような状況においては、予測ユニット５は、車両Ｂの割り込みを予測する。車両Ａは車両Ｂより高速であるので、したがって車両Ａは何らかの反応をすることが必要である。車両Ａの自律的な反応は実行されないが、本発明のシステム及び方法により正しいレーン選択についての推奨が与えられる、という場合、車両Ａのダッシュボード又はヘッドアップディスプレイ上には、ホスト車両の隣に、図４ｂに示すような、中央レーンｃから左レーンｌへのレーン変更の実行を推奨するシンボルが表示される。運転者がその推奨に従えば、車両Ａの速度は低速な車両Ｂの速度には適合されず、設定されている速度が維持される。
【００５５】
もちろん、これに加えて車両Ａの速度の適合も実行され得る。これは、車両Ａと車両Ｂとの間の速度差と、長さ方向の距離と、に依存し得る。速度差が比較的大きく、更に車両Ａが車両Ｂに既に接近している場合には、レーンｃからレーンｌへの変更の際に必要となるであろう荒っぽい操縦を避けるべく、車両Ａの速度を減少させるほうが有利であろう。
【００５６】
なお、システムがレーン変更を推奨できるという結論に至った場合には、アダプティブクルーズコントロールにセットされるホスト車両とその先行車との間の目標距離は、レーンｃからレーンｌへのレーン変更が実行されている間は不要な速度低減を行わなくて済むように、可能な限りの最小値に自動でセットされることが望ましい。これに代えて、アダプティブクルーズコントトールは、所定の最小値（例えば、最小の法定安全マージン）まで先行車両に接近することを許容する。
【００５７】
左レーンｌ上を後方から他の交通参加者が接近してくる場合には、もちろん状況は異なる。例示したケースにおける車両Ｄが、未だ車両Ａのそばには存在しない場合でも、レーンｌには利用可能な適合するギャップが存在しないと判断され得る。車両Ｄがより高速であるため、車両Ｄは車両Ａにあまりに速く接近しすぎるので、車両Ｄに急ブレーキを強いることなくレーンｃからレーンｌへレーン変更を行うことはできない。接近して来る車両Ｄは、図４ａに示す状況と図４ｂに示す状況との間の唯一の違いである。すなわちここでも、これら複数の車両（間）の速度及び距離についての或る関係に対して、対象車両Ｂがレーンを変更して割り込みを行うであろう、ということが予測される。しかしながら、ホスト車両Aと車両Dとが衝突するという結果になるかも知れないのでレーン変更は推奨できない、ということもあり得る。したがって、図４ｂに示すような警告シンボルが、ホスト車両Ａのダッシュボード又はヘッドアップディスプレイに表示される。また、ホスト車両Ａのシステムは、算出された車両Ｂとの衝突余裕時間（time-to-collision）に基づいて減速を行う。衝突余裕時間は、車両Ａの速度と、割り込みすることが予想される車両Ｂの速度と、に基づいて算出される。そのような速度の調節、あるいは急ブレーキさえも、起動されているアダプティブクルーズコントロールとは独立に実行され得る。したがって、本発明に従うレーン変更支援システムは、速度をコントロールできるように、ホスト車両の制御装置と接続されていることが望ましい。
【００５８】
前述したように、ホスト車両を制御するための信号が生成される。また、当該信号は、望ましくはホスト車両のパワーステアリングも制御する。一方において、これは、図４ａに示す状況ではレーンｃからレーンｌへの自律的なレーン変更が運転者の側からの入力が何もなくても実行される、ということを意味し得る。これに対し、図４ｂでは、そのようなレーン変更は、例えばホスト車両の運転者が開始するレーン変更のための転回操作に対抗するようなトルクをハンドルに発生させることにより、能動的に禁止される。もちろん、車両のそのような自律的な動作は、運転者の意図に基づいていつでも無効化され得る。すなわち、運転者が比較的大きな力を作用させれば、いずれにせよハンドルを回転させることができる。
【００５９】
次に、図５を参照して、他の交通状況について説明する。ここでも、右レーンｒが優先される右側通行交通システムにおける３レーン道路が示されている。レーンｃ及びｒはいずれも車両Ｂ及びＣにより占拠されているため、ホスト車両Ａは、左レーンｌを走行している。車両Ｂは、現在は車両Ｃよりも高速で走行しており、車両Ｃを追い抜くため中央レーンｃを占拠している。本発明のシステムAは、車両Ｂが右レーンｒへレーン変更すると予測する。この予測は、右レーンｒがフリーであるか、又はフリーになりつつあるので、車両Ｂは現在の速度を維持したままであってもレーンｒへ容易にレーン変更できる、という観察に基づいている。もちろん、右転回などの指標や、車車間通信により直接的に受信された情報も、考慮され得る。
【００６０】
左レーンｌよりもその右側にあるレーンが優先される場合、ホスト車両Ａの右隣接レーンが現在はフリーであると判断されるか、又は近い将来にフリーになると判断される場合には、いつでも、当該右隣接レーンへのレーン変更の推奨が行われ、レーン変更後は、クルーズコントロールの設定速度か、又はクルーズコントロールが起動されていない場合には現在の速度が、維持され得る。すなわち、本ケースでは、車両Ｂへ接近する間に当該対象車両Ｂはレーンｃを離れてしまうであろうために、車両Ａの運転者が中央レーンｃへレーン変更することが推奨され得る。
【００６１】
望ましい実施形態によると、優先レーンへのレーン変更の推奨は、後続車が後方から接近しつつあることをホスト車両が検出したという状況に限られるものとすることができる。そのような接近は、隣接レーンがフリーであるか否かの判断にも用いられるセンサにより比較的容易に検知することができる。そのようなセンサの検知範囲に依存して、車両Ｄがホスト車両に接近しつつあるか否かを検知したり、速度差についての情報を検知するために、個別のセンサを備えたり、又はホスト車両Ａの他のセンサを用いることが必要となり得る。
【００６２】
接近して来る車両Ｄとホスト車両Ａとの間のそのような速度差と、ホスト車両Ａと対象車両Ｂとの速度差と、に基づいて、車両Ｄが通過した後はホスト車両Ａが再びレーンｌへ戻ることができるということが算出できる場合には、レーンｌからレーンｃへのレーン変更も推奨され得る。そのような推奨は、車両Ａ及びＤについて算出された第１の衝突余裕時間と、車両Ａ及び車両Ｂについて特定されている速度に基づいて算出される第２の衝突余裕時間と、に基づいて行われ得る。
【００６３】
上述したように、これらの例は、右レーンが優先される右側通行走行システムに関連するものである。これを、左側通行走行システム及び又は左レーン優先のシステムに適合させ得ることは明らかである。ただし、本方法及びシステムについての実施例は、いずれのレーンも優先されない場合においても、適宜、適合させることができる。その場合、現在レーンに比べて車両の現在速度により良く適合するレーンが、車両が行うであろうレーン変更の変更先レーンとして設定される。これは、ホスト車両Ａ及び対象物体（複数）に対し、個別に行われ得る。その場合、図５に示す状況に戻ると、レーンｌにおける交通が現在においてレーンｃよりも低速である場合には、車両Ｂが当該レーンｌへレーン変更するということを予測して、車両Ａが設定速度で走行するのに適すると思われるレーンｃがフリーとなったら、当該レーンｃへのレーン変更が車両Ａに推奨されるということもあり得る。
【００６４】
将来移動挙動の予測についての更に詳しい理解のため、定義及び更なる説明を、以下に示す。
【００６５】
〔定義〕
ホスト車両：  ホスト車両とは、交通状況の中に存在する車両であって、本発明に従うレーン変更支援システムを備え、他の交通車両の可能性のある将来挙動の計算を可能とし且つレーンの存在とそれらレーン上の物体の検知を可能とするセンサ及びコンピューティングシステムを備えた車両である。
センサ：  センサは、或る時点における交通シーンを表現するための適切な情報を出力することのできる何らかの手段であり得る。そのようなセンサは、カメラ、レーダ、ライダ（lidar）等であり得る。
対象物体（対象車両）：対象物体又は対象車両とは、少なくとも一つのセンサが情報を生成することにより観察される、将来挙動の推測対象である物体又は車両である。
【００６６】
xit：  時刻ｔにおける対象物体ｉであり、
【数１】
2015215873.tif 000003
で表わされる。ここで、
【数２】
2015215873.tif 000004
は、それぞれ、時刻ｔにおける物体ｉの横方向位置と縦方向（長さ方向）位置、
【数３】
2015215873.tif 000005
は、それぞれ、時刻ｔにおける物体ｉの横方向速度と縦方向（長さ方向）速度、
【数４】
2015215873.tif 000006
は、それぞれ、時刻ｔにおける物体ｉの横方向加速度と縦方向（長さ方向）加速度、である。
【００６７】
St：  時刻ｔにおけるシーン（「状況」又は「場面」ともいう）を表し、当該シーンには、時刻ｔにおいて認知されている全ての交通物体（traffic object）と道路環境（レーン、レーンマーキング、交通標識、交通信号灯、など）が含まれる。
【００６８】
B={b}：  交通物体（“参加者（participant）”）が行う挙動の集合（セット）である。以下では、交通参加者xitが時刻ｔで行う挙動を、bit∈Bを用いて表わす。
【００６９】
〔指標〕
次の指標Ｉ
【数５】
2015215873.tif 000007
を、次式に示す関数の集合として定義する。
【数６】
2015215873.tif 000008
【００７０】
ここで、vjt は、時刻ｔにおける対象車両の将来又は実行中の挙動についての情報を運ぶ測定可能な変数であり、cjt は、変数vjtの正しさについての信頼度である。信頼度cjtは、Stの全ての要素のセンサ信頼度（sensor confidence）を結合して得られ、vjt の計算に際して評価される。ここで、センサ信頼度とは、検出された情報の信頼性を表わす数値である。一般性を失うことなく、指標は、vjt∈[0,1]となるように定義することができる。すなわち、vjt の値は、例えばフェルミ関数を用いることにより、０と１の間に正規化される。そのような正規化は、後述するように、指標を組み合わせる際に有用となる。
【００７１】
直接指標と間接指標とを区別して説明する。
【００７２】
〔直接指標  ID⊂I〕
直接指標は、検出対象とすべき挙動が開始されたときに、かつ、その時にのみ、観測することのできる変数を提供する。例えば、レーン変更を予測する場合の直接指標は、横方向速度、レーンに対する横方向相対位置、レーンに対する相対的な方向変化、又は、他の交通参加者に対する相対的な方向変化である。
【００７３】
このような方向は常に観測が可能であるが、方向変化は車両がレーンを変更しつつあるときに観測される。レーン変更を行う場合、車両はヨー軸の周りで回転するためである。横方向速度は、時間と共に変化する横方向の位置の変化であるので、位置の変化が検出される。
【００７４】
〔間接指標  II⊂I〕
間接指標は、予測された挙動が開始される前に観測が可能となっている変数を提供する。間接指標は、次式に示すように、直接指標の集合以外の、他の全ての可能な指標の集合として定義される。
【数７】
2015215873.tif 000009
【００７５】
間接指標には、以下に示す２つのタイプがある。
【００７６】
１．間接指標の第１のタイプは、対象車両である少なくとも一つの交通参加者と、一つ又は複数の他の交通参加者又は静的なシーン要素（static scene elements）と、の間の関係についての情報に関するものである。
【００７７】
上述において、複数の交通状況の例を説明した。これらの例のほとんどは、右側レーンが優先される右側通行に関するものである。もちろん、記載したいずれの例又は態様についても、左側通行に適合させることが可能であるし、左レーン優先や米国のようなレーン無優先に適合させることも可能である。すなわち、以下に示す指標は、必要に応じて適合させることが必要となり得る。
【００７８】
≪左ギャップ適合（fitting-left-gap）≫
【数８】
2015215873.tif 000010
は、xitの位置、速度、及び長さに適合するギャップ空間が、左レーンで利用可能となっているか又は間もなく利用可能となるときに、値
【数９】
2015215873.tif 000011
を出力する。
【００７９】
ここで、xitの左隣のレーンにおけるxitの先行物体をxlptで表わし、xitの左隣のレーンにおけるxitの後続物体をxlstで表わすものとする。ギャップは、前方位置、後方位置、前方速度、及び後方速度により定まる。前方位置と前方速度は、xlptの位置及び速度に等しく、後方速度はxlstの速度に等しい。後方位置は、xlstの位置に、xlstの長さと、速度に応じた安全マージンと、を加算した位置である。
【数１０】
2015215873.tif 000012
である場合、すなわち、xitの左側に先行物体がない場合、前方位置と前方速度は、無限大に設定される。また、
【数１１】
2015215873.tif 000013
の場合、すなわち、xitの左側に後続物体がない場合、後方位置と後方速度は、ゼロに設定される。
【００８０】
車両xitに対するギャップgの適合性は、以下の複数の要因により定まる：
・xitの長さと、そのギャップの大きさとの比
・そのギャップの前方境界に対するxitの縦方向ＴＴＣ（接触余裕時間）。このＴＴＣは、xitとxlptとの間の縦方向ＴＴＣとして定義され、次式で与えられる。
【数１２】
2015215873.tif 000014
・そのギャップの後方境界との、xitの縦方向ＴＴＣ
・そのギャップが利用可能となる時刻（いわゆる“ギャップ実現時刻”（Time To Gap、TTG）。xitがギャップｇより後ろに位置する場合、ＴＴＧは、そのギャップの後方境界までの縦方向ＴＴＣに等しい。xitがギャップｇより前に位置する場合、ＴＴＧは、そのギャップの前方境界までの縦方向ＴＴＣに等しい。そのギャップが現在存在している場合、ＴＴＧはゼロである。
【００８１】
≪右ギャップ適合（fitting-right-gap）≫
上記と同様に、
【数１３】
2015215873.tif 000015
は、xitの右隣のレーンにおいて調整用ギャップ（fitting gap）が利用可能であるときに、値
【数１４】
2015215873.tif 000016
を出力する。
このギャップは、右側レーンにおける先行物体xrptと後続物体xrstとにより定まる。
【００８２】
≪先行物体接近（approaching-predecessor）≫
この指標
【数１５】
2015215873.tif 000017
は、xitが自身の走行するレーン上において近くの先行物体に近づくと、値
【数１６】
2015215873.tif 000018
を出力する。
これは、xitと先行物体との間の縦方向ＴＴＣから導出される。
【００８３】
≪左レーン適合（fitting-left-lane）≫
【数１７】
2015215873.tif 000019
は、xitの左レーンがxitの走行に適しているときに、値
【数１８】
2015215873.tif 000020
を出力する。これは、xitと左レーン上の先行物体との間のＴＴＣにより、及び又はxitの現在の速度を、左レーン上の平均速度と比較することにより、算出される。
【００８４】
≪現在レーン適合（fitting-current-lane）≫
【数１９】
2015215873.tif 000021
は、xitの現在のレーンがxitの走行に適しているときに、値
【数２０】
2015215873.tif 000022
を出力する。これは、xitとその先行物体との間のＴＴＣにより、及び又はxitの現在の速度を、xitのレーン上での平均速度と比較することにより、算出される。
【００８５】
≪右レーン適合（fitting-right-lane）≫
【数２１】
2015215873.tif 000023
は、xitの右側のレーンがxitの走行に適しているときに、値
【数２２】
2015215873.tif 000024
を出力する。これは、xitと右側レーン上の先行物体との間のＴＴＣにより、及び又はxitの現在の速度を、右側レーン上の平均速度と比較することにより、算出される。
【００８６】
≪テールゲーティング（tailgating）≫
この指標
【数２３】
2015215873.tif 000025
は、xitが自身の走行するレーン上の先行物体にテールゲートしている（ぴったり付いて走っている）ときに、値
【数２４】
2015215873.tif 000026
を出力する。
この値は、xitと先行物体との間の縦方向距離を、速度に応じた安全距離で除算して得られる比により算出される。
【００８７】
≪ギャップへの退避（evade-to-gap）≫
この指標
【数２５】
2015215873.tif 000027
は、xitが自身の走行するレーン上の先行物体に接近しつつあり、かつ、調整用ギャップが現在使用可能であるか又は先行物体との衝突前に使用可能となる場合に、値
【数２６】
2015215873.tif 000028
を出力する。
この値は、指標
【数２７】
2015215873.tif 000029
と、指標
【数２８】
2015215873.tif 000030
と、を組み合わせて、縦方向ＴＴＣとＴＴＧとの差により算出される。ここで、(・)は、任意の引数用のプレースホルダーである。
【００８８】
≪ギャップ調整加速（accelerate-to-gap）≫
この指標
【数２９】
2015215873.tif 000031
は、xitが加速（又は減速／ブレーキング）しており、かつ、ギャップの位置又は速度（すなわち、左隣又は右隣のレーン上にいる先行物体及び後続物体がそれら物体の速度で移動することにより、ギャップが移動している場合）に対しより良好に適合するようにするためその加速が必要である場合に、値
【数３０】
2015215873.tif 000032
を生成する。
この値は、ギャップの加速とxitの加速とを考慮しつつ、かつ上述の指標により与えられる結果を統合してＴＴＣを計算することにより求められる。
【００８９】
≪ＴＴＣ無配慮加速（accelerate-despite-ttc）≫
この指標
【数３１】
2015215873.tif 000033
は、xitが先行物体より速く加速しており、かつ、この２者間のＴＴＣが少ないときに、値
【数３２】
2015215873.tif 000034
を生成する。
【００９０】
≪レーンマーク（lane markings）≫
この指標グループは、レーンマークを守るためにxitが自身の挙動を適応させなければならない場合に、値
【数３３】
2015215873.tif 000035
を出力する。
例えば、「道路終端」指標は、xitが、まもなく終端するレーンを走行しているときに、大きな値を出力するものとすることができる。あるいは、「破線」指標は、xitがレーン変更が許されていないレーンを走行しているときに、小さな値を出力するものとすることができる。
【００９１】
≪上記指標の組み合わせ≫
上述した指標を組み合わせて新しい指標を構成することができる。
例えば、指標
【数３４】
2015215873.tif 000036
と、指標
【数３５】
2015215873.tif 000037
とを組み合わせて、ギャップが使用可能であり、かつ、xitがxptに近付きつつあるときに、大きな値を出力する指標を作成することができる。組み合わせは、一方の指標の大きな値が他方の指標の中間値を補うような方法で行う。このような組み合わせは、次のような２つの値の重み付け加算により実現することができる。
【数３６】
2015215873.tif 000038
であって
【数３７】
2015215873.tif 000039
【００９２】
２．間接指標の第２のタイプは、その挙動を予測すべき交通参加者により能動的に伝えられる運転者の意思に関する情報を伝えるものである。
例えば以下の指標がある。
【００９３】
≪方向指示灯（turning-signal）≫
この指標は、対象車両の方向指示灯が動作しているときに大きな値を出力する。
≪ブレーキ灯（breaking-light）≫
この指標は、対象車両のブレーキ灯が動作しているときに大きな値を出力する。
≪車車間通信（car-to-car-communication）≫
この指標グループは、通信により取得される送信車両の速度、方向、又は方向指示器の起動の変化に反応することができる。
【００９４】
上述した指標の代わりに、[0,1]の範囲に正規化されていない指標を用いることもできる。特に、指標が存在するか否かを示すための閾値を定義することもできる。すなわち、閾値を超えていれば、その指標は存在するとみなされる。
【００９５】
〔コンテキストベース予測〕
コンテキストベース予測は、分類器（classifier）の集合
【数３８】
2015215873.tif 000040
で構成されている。ここで、各分類器γjbは、対象車両xitが、時刻t+Δtにおいて、挙動b∈Bを実行する確率
【数３９】
2015215873.tif 000041
を評価する。
各挙動bに対しては、異なる分類器の集合を用いることができる。
【００９６】
ここで、
B = {lane-change-left, lane-change-right, follow-lane}
である。
間接指標に基づいて、各xitと各分類器γjbについての特徴ベクトルfjibtを算出する。ここで、
【数４０】
2015215873.tif 000042
である。
【００９７】
xitが時刻t+Δtにおいて挙動bを行う確率は、次式により得られる。
【数４１】
2015215873.tif 000043
【００９８】
すなわち、各挙動に対し、上記確率は、それぞれが異なる指標集合を用いる複数の分類器の集合の、重み付け組み合わせ（重み付け結合）により算出される。
【００９９】
挙動の開始前に早期に予測を行うことができるように、直接指標の使用は必要とされない。
【０１００】
その結果、コンテキストベース予測は、将来の挙動の種類（クラス）を決定することはできるが、xitの動きについての、時刻と空間に関する具体的な実行態様については
予測することができない。換言すれば、コンテキストベース予測は、各挙動b∈Bが、およそ時刻t+Δtにおいて実行される確率を算出することはできるが、正確なΔtや、時刻t+Δtにおけるxitの正確な位置
【数４２】
2015215873.tif 000044
は、知ることはできない
【０１０１】
上述のような直接指標を用いないコンテキストベース予測に加えて、又はその代わりに、予測時間ΔTに基づいて直接指標と間接指標とを動的に含む分類器を使用することもできる。例えば、当該分類器は、ΔT＞２秒では間接指標を用い、T＜１秒では直接指標を用いるように、徐々に変化するものとすることができる。
【０１０２】
状況に依存して、異なる挙動クラスには、異なる指標が必要となる。これには、挙動毎に少なくとも一つの状況モデル（それぞれのモデルは指標と軌道情報とを含んでいる）を用いることで対処することができる。
【０１０３】
〔物理的予測〕
物理的予測では、測定された位置を、状況モデルにおける軌道と比較する。物理的予測では、動きの発生に関し、実際に生じる可能性のある軌道の集合を決定する。また、この予測においては、コンテキストベース予測／振る舞い認知が誤りを生じた時点を示すこともできる（自己検証）
【０１０４】
物理的予測では、予測器
【数４３】
2015215873.tif 000045
の集合を用いる。
【０１０５】
交通参加者iの、直近のT+1個の状態の履歴を、
【数４４】
2015215873.tif 000046
で表わす。
【０１０６】
ここで、μ(pz, a)=px を、パラメトリック軌道モデル（parametric trajectory model）とし、当該モデルは、縦方向位置pzとパラメータ集合aが与えられると、横方向位置pxを返すものとする。
【０１０７】
また、Ab={a} を、振る舞いbについての異なる軌道をカバーする、μについてのパラメータの集合とする。
【０１０８】
物理的予測器である
【数４５】
2015215873.tif 000047
の仕事は、状態履歴Xitと現在の状態Stが与えられた時に、xitが振る舞いbを行って時刻t+Δtにおいて位置
【数４６】
2015215873.tif 000048
に存在する尤もらしさ（尤度、likelihood）を求めることである。この尤度は、次式で求められる。
【数４７】
2015215873.tif 000049
【０１０９】
式（９）において、νb(・)は、いわゆる検証関数（validator function）である。xitが時刻t+Δtにおいて位置
【数４８】
2015215873.tif 000050
に存在しないことを示す証拠がないときに、νb(・) が
【数４９】
2015215873.tif 000051
を返すことは、重要な性質である。νb(・)は、xitが上記の位置に存在しないことを示す証拠がある場合に限り、1より小さい値を返す。その結果、物理的予測器φb(・)は、xitが振る舞いbit+ΔTを実行するか否かを予測するコンテキストベース予測に依拠して、空間を制限する、すなわち、xitによるその振る舞いの仕方（態様）を絞り込むのである。
【０１１０】
検証関数は、次式により証拠を検証する
【数５０】
2015215873.tif 000052
【０１１１】
λp(px, pz, a) は、パラメータaによりモデル化された軌道の上に位置（px, pz）が存在する尤度を算出する。この計算は、次式のように行われる。
【数５１】
2015215873.tif 000053
【０１１２】
λh(Xit, a) は、パラメータaによりモデル化された軌道から履歴Xitが発生したとする尤度を算出する。この計算は、次式により行われる。
【数５２】
2015215873.tif 000054
【０１１３】
λs(St, a)は、パラメータaによりモデル化された軌道が現在の状況に合致する尤度を算出する。この算出は、交通参加者が、他の交通参加者の振る舞いに依存する特定の振る舞いをどのように行うか、に関する統計に基づいて行われる。これらのパラメータとしては、他の交通参加者とのＴＴＣが大きくなる軌道を与えるパラメータのほうが、当該ＴＴＣが小さくなる軌道を与えるパラメータよりも好ましい。
【０１１４】
モデルと測定される位置との間のくい違いを算出するための式（１２）に代えて、他の任意の方法を用いることができる。
【０１１５】
また、物理的予測のパラメトリック軌道モデルμに代えて、モデル不要のアプローチ、例えばポテンシャル・フィールド（potential fields）を用いることもできる。
【０１１６】
ここで、μbはtanh関数、a=(sx, sz, dx, dz)であり、従って、次式の関係が存在する。
【数５３】
2015215873.tif 000055
上式において、sx 及び szは、横方向及び縦方向の拡大率（stretching factor）、dx 及び dzは、横方向及び縦方向のオフセット量（offset-factor）である。
【０１１７】
パラメータsxは、レーン変更の際に発生する横方向の平均的な移動距離であり、このパラメータsxのみが振る舞いbに依存する。b = “lane-change-left” の場合、sx = -0.5w である。ここで、wはレーン巾である。また、b = “lane-change-right”ではsx = 0.5w、b = “follow-lane”ではsx = 0である。szは、専門知識を用いて一定値に設定される。szは、レーン変更の際に発生する平均点な縦方向移動距離である。dxは、直近におけるT個の横方向位置の平均値であり、すべてのb∈Bにおいて一定である。dzは、等間隔にサンプルされる。すなわち、dzは、集合(-M・Δdz,…,-dz,0,dz,…,N・Δdz)から選択される。
【０１１８】
その結果、検証関数の計算を行う式（１０）では、縦方向オフセットについてのみ、異なる値をサンプルすることが必要となる。
【０１１９】
将来移動挙動の予測に関連する更なる側面については、特にコンテキストベース予測に誤りがある場合の不整合検出は、欧州特許出願公開第２５６２０６０（Ａ１）号明細書に明示されている。
【図１】
2015215873.tif 000056
【図２】
2015215873.tif 000057
【図３】
2015215873.tif 000058
【図４ａ】
2015215873.tif 000059
【図４ｂ】
2015215873.tif 000060
【図５】
2015215873.tif 000061
【外国語明細書】
2015215873000001.pdf