(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
衛星から到来する電波に基づいて地理座標系において車両の位置を取得する座標取得部と、
前記車両が走行する道路の車線情報を取得し、前記車線上の前記車両の位置を認識する認識部と、
前記座標取得部により取得された位置と、前記認識部により認識された位置との比較に基づいて必要補正量を導出し、前記導出した必要補正量に基づいて、前記座標取得部により取得された位置を補正することで、前記地理座標系において前記車両の位置を特定する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記座標取得部により取得された位置の特定に係る精度が閾値未満の場合、前記座標取得部により取得された位置の重みを大きくすると共に、前記座標取得部により取得された位置の重みを大きくした分、前記認識部により認識された位置の重みを小さくし、
前記精度が閾値以上の場合、前記座標取得部により取得された位置の重みを小さくすると共に、前記座標取得部により取得された位置の重みを小さくした分、前記認識部により認識された位置の重みを大きくし、
前記重みを付けた前記座標取得部により取得された位置および前記認識部により認識された位置に基づいて、前記必要補正量を導出する、
車両位置特定装置。
【請求項２】
前記認識部は、
前記車両が走行する道路を撮像した画像に含まれる前記道路の区画線を認識すると共に、前記認識した区画線に対する前記車両の相対的な位置を認識し、
前記制御部は、
前記認識部により前記区画線が認識された道路の基準位置と前記座標取得部により取得された位置との第１の偏差、および前記基準位置と前記認識部により認識された位置との第２の偏差を導出し、
前記導出した第１の偏差および第２の偏差の差分に基づいて、前記必要補正量を導出する、
請求項１に記載の車両位置特定装置。
【請求項３】
前記基準位置は、車線中央であり、
前記第１の偏差は、前記認識部により前記区画線が認識された道路の車線中央から、前記座標取得部により取得された位置までの距離であり、
前記第２の偏差は、前記認識部により前記区画線が認識された道路の車線中央から、前記認識部により認識された位置までの距離である、
請求項２に記載の車両位置特定装置。
【請求項４】
前記車両が到達すべき将来の目標位置であって、時系列に連続した目標位置を複数含む軌道を、前記座標取得部により取得された位置から前記車両の進行方向に向けて生成する軌道生成部を更に備え、
前記制御部は、
前記軌道生成部により生成された前記軌道に含まれる目標位置のうち所定の目標位置と前記座標取得部により取得された位置との第１の偏差、および前記所定の目標位置と前記認識部により認識された位置との第２の偏差を導出し、
前記導出した第１の偏差および第２の偏差の差分に基づいて、前記必要補正量を導出する、
請求項１に記載の車両位置特定装置。
【請求項５】
前記認識部は、
前記車両が走行する道路を撮像した画像に含まれる前記道路の区画線を認識すると共に、前記認識した区画線に対する前記車両の相対的な位置を認識し、
前記第１の偏差は、前記認識部により前記区画線が認識された道路の車線中央から前記所定の目標位置までの距離と、前記認識部により前記区画線が認識された道路の車線中央から前記座標取得部により取得された位置までの距離とを合わせた距離であり、
前記第２の偏差は、前記所定の目標位置から、前記認識部により認識された位置までの距離である、
請求項４に記載の車両位置特定装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記座標取得部により取得された位置から前記車両が所定時間または所定距離走行した場合に要する移動量を、前記必要補正量として導出する、
請求項１から５のうちいずれか１項に記載の車両位置特定装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記補正した位置から前記車両が所定時間または所定距離走行した場合に要する移動量を前記必要補正量として導出した後、前記導出した移動量で前記補正した位置をさらに補正することを繰り返し実行する、
請求項６に記載の車両位置特定装置。
【請求項８】
前記移動量は、前記車両の進行方向の移動量と、前記車両の車幅方向の移動量と、前記車両のヨー角方向の回転移動量とのうち一部または全部を含む、
請求項６または７に記載の車両位置特定装置。
【請求項９】
地理座標系において車両の位置を取得する座標取得部と、
前記車両が走行する道路の車線情報を取得し、前記車線上の前記車両の位置を認識する認識部と、
前記車両が到達すべき将来の目標位置であって、時系列に連続した目標位置を複数含む軌道を、前記座標取得部により取得された位置から前記車両の進行方向に向けて生成する軌道生成部と、
前記軌道生成部により生成された軌道に基づいて、前記車両の速度制御と操舵制御とのうち少なくとも一方を自動的に行う自動運転制御部と、
前記座標取得部により取得された位置と、前記認識部により認識された位置および前記軌道生成部により生成された前記軌道に含まれる目標位置の一方または双方とに基づいて必要補正量を導出し、前記導出した必要補正量に基づいて、前記座標取得部により取得された位置を補正することで、前記地理座標系において前記車両の位置を特定する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記座標取得部により取得された位置の特定に係る精度が閾値未満の場合、前記座標取得部により取得された位置の重みを大きくすると共に、前記座標取得部により取得された位置の重みを大きくした分、前記認識部により認識された位置の重みを小さくし、
前記精度が閾値以上の場合、前記座標取得部により取得された位置の重みを小さくすると共に、前記座標取得部により取得された位置の重みを小さくした分、前記認識部により認識された位置の重みを大きくし、
前記重みを付けた前記座標取得部により取得された位置および前記認識部により認識された位置に基づいて、前記必要補正量を導出する、
車両制御システム。
【請求項１０】
車載コンピュータが、
衛星から到来する電波に基づいて地理座標系において車両の位置を取得し、
前記車両が走行する道路の車線情報を取得し、
前記車線上の前記車両の位置を認識し、
前記取得した位置と、前記認識した位置との比較に基づいて必要補正量を導出し、
前記導出した必要補正量に基づいて、前記取得した位置を補正することで、前記地理座標系において前記車両の位置を特定し、
前記取得した位置の特定に係る精度が閾値未満の場合、前記取得した位置の重みを大きくすると共に、前記取得した位置の重みを大きくした分、前記認識した位置の重みを小さくし、
前記精度が閾値以上の場合、前記取得した位置の重みを小さくすると共に、前記取得した位置の重みを小さくした分、前記認識した位置の重みを大きくし、
前記重みを付けた前記取得した位置および前記認識した位置に基づいて、前記必要補正量を導出する、
車両位置特定方法。
【請求項１１】
車載コンピュータに、
衛星から到来する電波に基づいて地理座標系において車両の位置を取得させ、
前記車両が走行する道路の車線情報を取得させ、
前記車線上の前記車両の位置を認識させ、
前記取得した位置と、前記認識した位置との比較に基づいて必要補正量を導出させ、
前記導出した必要補正量に基づいて、前記取得した位置を補正させることで、前記地理座標系において前記車両の位置を特定させ、
前記取得した位置の特定に係る精度が閾値未満の場合、前記取得した位置の重みを大きくさせると共に、前記取得した位置の重みを大きくさせた分、前記認識した位置の重みを小さくさせ、
前記精度が閾値以上の場合、前記取得した位置の重みを小さくさせると共に、前記取得した位置の重みを小さくさせた分、前記認識した位置の重みを大きくさせ、
前記重みを付けた前記取得した位置および前記認識した位置に基づいて、前記必要補正量を導出させる、
車両位置特定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両位置特定装置、車両制御システム、車両位置特定方法、および車両位置特定プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＧＰＳ（Global Positioning System）などの衛星を利用した測位システムにより車両の位置を認識すると共に、走行路上の白線を撮像し、その撮像画像に基づいて走行路の区画線に対する車両の相対的な位置を認識する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。例えば、従来の技術では、位置認識が困難な区間を通過する場合、測位システムと画像処理のいずれかの感度を変更している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１２１８４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の技術では、車両の位置を精度良く特定できない場合があった。
【０００５】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、より精度良く車両の位置を特定することができる車両位置特定装置、車両制御システム、車両位置特定方法、および車両位置特定プログラムを提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明は、衛星から到来する電波に基づいて地理座標系において車両の位置を取得する座標取得部と、前記車両が走行する道路の車線情報を取得し、前記車線上の前記車両の位置を認識する認識部と、前記座標取得部により取得された位置と、前記認識部により認識された位置との比較に基づいて必要補正量を導出し、前記導出した必要補正量に基づいて、前記座標取得部により取得された位置を補正することで、前記地理座標系において前記車両の位置を特定する制御部と、を備え、前記制御部は、前記座標取得部により取得された位置の特定に係る精度が閾値未満の場合、前記座標取得部により取得された位置の重みを大きくすると共に、前記座標取得部により取得された位置の重みを大きくした分、前記認識部により認識された位置の重みを小さくし、前記精度が閾値以上の場合、前記座標取得部により取得された位置の重みを小さくすると共に、前記座標取得部により取得された位置の重みを小さくした分、前記認識部により認識された位置の重みを大きくし、前記重みを付けた前記座標取得部により取得された位置および前記認識部により認識された位置に基づいて、前記必要補正量を導出する車両位置特定装置である。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の車両位置特定装置において、前記認識部が、前記車両が走行する道路を撮像した画像に含まれる前記道路の区画線を認識すると共に、前記認識した区画線に対する前記車両の相対的な位置を認識し、前記制御部が、前記認識部により前記区画線が認識された道路の基準位置と前記座標取得部により取得された位置との第１の偏差、および前記基準位置と前記認識部により認識された位置との第２の偏差を導出し、前記導出した第１の偏差および第２の偏差の差分に基づいて、前記必要補正量を導出するものである。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項２に記載の車両位置特定装置において、前記基準位置は、車線中央であり、前記第１の偏差は、前記認識部により前記区画線が認識された道路の車線中央から、前記座標取得部により取得された位置までの距離であり、前記第２の偏差は、前記認識部により前記区画線が認識された道路の車線中央から、前記認識部により認識された位置までの距離である。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項１に記載の車両位置特定装置において、前記車両が到達すべき将来の目標位置であって、時系列に連続した目標位置を複数含む軌道を、前記座標取得部により取得された位置から前記車両の進行方向に向けて生成する軌道生成部を更に備え、前記制御部が、前記軌道生成部により生成された前記軌道に含まれる目標位置のうち所定の目標位置と前記座標取得部により取得された位置との第１の偏差、および前記所定の目標位置と前記認識部により認識された位置との第２の偏差を導出し、前記導出した第１の偏差および第２の偏差の差分に基づいて、前記必要補正量を導出するものである。
【００１１】
請求項５記載の発明は、請求項４に記載の車両位置特定装置において、前記認識部が、前記車両が走行する道路を撮像した画像に含まれる前記道路の区画線を認識すると共に、前記認識した区画線に対する前記車両の相対的な位置を認識し、前記第１の偏差は、前記認識部により前記区画線が認識された道路の車線中央から前記所定の目標位置までの距離と、前記認識部により前記区画線が認識された道路の車線中央から前記座標取得部により取得された位置までの距離とを合わせた距離であり、前記第２の偏差は、前記所定の目標位置から、前記認識部により認識された位置までの距離である。
【００１２】
請求項６記載の発明は、請求項１から５のうちいずれか１項に記載の車両位置特定装置において、前記制御部が、前記座標取得部により取得された位置から前記車両が所定時間または所定距離走行した場合に要する移動量を、前記必要補正量として導出するものである。
【００１３】
請求項７記載の発明は、請求項６に記載の車両位置特定装置において、前記制御部が、前記補正した位置から前記車両が所定時間または所定距離走行した場合に要する移動量を前記必要補正量として導出した後、前記導出した移動量で前記補正した位置をさらに補正することを繰り返し実行するものである。
【００１４】
請求項８記載の発明は、請求項６または７に記載の車両位置特定装置において、前記移動量は、前記車両の進行方向の移動量と、前記車両の車幅方向の移動量と、前記車両のヨー角方向の回転移動量とのうち一部または全部を含むものである。
【００１８】
請求項９記載の発明は、地理座標系において車両の位置を取得する座標取得部と、前記車両が走行する道路の車線情報を取得し、前記車線上の前記車両の位置を認識する認識部と、前記車両が到達すべき将来の目標位置であって、時系列に連続した目標位置を複数含む軌道を、前記座標取得部により取得された位置から前記車両の進行方向に向けて生成する軌道生成部と、前記軌道生成部により生成された軌道に基づいて、前記車両の速度制御と操舵制御とのうち少なくとも一方を自動的に行う自動運転制御部と、前記座標取得部により取得された位置を、前記座標取得部により取得された位置と、前記認識部により認識された位置および前記軌道生成部により生成された前記軌道に含まれる目標位置の一方または双方とに基づいて必要補正量を導出し、前記導出した必要補正量に基づいて、前記座標取得部により取得された位置を補正することで、前記地理座標系において前記車両の位置を特定する制御部と、を備え、前記制御部が、前記座標取得部により取得された位置の特定に係る精度が閾値未満の場合、前記座標取得部により取得された位置の重みを大きくすると共に、前記座標取得部により取得された位置の重みを大きくした分、前記認識部により認識された位置の重みを小さくし、前記精度が閾値以上の場合、前記座標取得部により取得された位置の重みを小さくすると共に、前記座標取得部により取得された位置の重みを小さくした分、前記認識部により認識された位置の重みを大きくし、前記重みを付けた前記座標取得部により取得された位置および前記認識部により認識された位置に基づいて、前記必要補正量を導出する車両制御システムである。
【００１９】
請求項１０記載の発明は、車載コンピュータが、衛星から到来する電波に基づいて地理座標系において車両の位置を取得し、前記車両が走行する道路の車線情報を取得し、前記車線上の前記車両の位置を認識し、前記取得した位置と、前記認識した位置との比較に基づいて必要補正量を導出し、前記導出した必要補正量に基づいて、前記取得した位置を補正することで、前記地理座標系において前記車両の位置を特定し、前記取得した位置の特定に係る精度が閾値未満の場合、前記取得した位置の重みを大きくすると共に、前記取得した位置の重みを大きくした分、前記認識した位置の重みを小さくし、前記精度が閾値以上の場合、前記取得した位置の重みを小さくすると共に、前記取得した位置の重みを小さくした分、前記認識した位置の重みを大きくし、前記重みを付けた前記取得した位置および前記認識した位置に基づいて、前記必要補正量を導出する車両位置特定方法である。
【００２０】
請求項１１記載の発明は、車載コンピュータに、衛星から到来する電波に基づいて地理座標系において車両の位置を取得させ、前記車両が走行する道路の車線情報を取得させ、前記車線上の前記車両の位置を認識させ、前記取得した位置と、前記認識した位置との比較に基づいて必要補正量を導出させ、前記導出した必要補正量に基づいて、前記取得した位置を補正させることで、前記地理座標系において前記車両の位置を特定させ、前記取得した位置の特定に係る精度が閾値未満の場合、前記取得した位置の重みを大きくさせると共に、前記取得した位置の重みを大きくさせた分、前記認識した位置の重みを小さくさせ、前記精度が閾値以上の場合、前記取得した位置の重みを小さくさせると共に、前記取得した位置の重みを小さくさせた分、前記認識した位置の重みを大きくさせ、前記重みを付けた前記取得した位置および前記認識した位置に基づいて、前記必要補正量を導出させる車両位置特定プログラムである。
【発明の効果】
【００２１】
各請求項に記載の発明によれば、より精度良く車両の位置を特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】各実施形態の車両制御システム１００が搭載される自車両Ｍの構成要素を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係る車両制御システム１００を中心とした機能構成図である。
【図３】車線中央ＣＬが認識される場面の一例を示す図である。
【図４】自車位置認識部１４０により走行車線Ｌ１に対する自車両Ｍの相対位置が認識される様子を示す図である。
【図５】ある区間について生成された行動計画の一例を示す図である。
【図６】軌道生成部１４６の構成の一例を示す図である。
【図７】軌道候補生成部１４６Ｂにより生成される軌道の候補の一例を示す図である。
【図８】軌道候補生成部１４６Ｂにより生成される軌道の候補を軌道点Ｋで表現した図である。
【図９】車線変更ターゲット位置ＴＡを示す図である。
【図１０】３台の周辺車両の速度を一定と仮定した場合の速度生成モデルを示す図である。
【図１１】自車位置補正部１６０の構成の一例を示す図である。
【図１２】ヨー角補正部１６１の構成の一例である。
【図１３】ＧＮＳＳにより表される地上座標系ΣＧと、自車両Ｍの位置座標との関係を示す図である。
【図１４】ずれ量ΔＬａｃｔおよびずれ量ΔＬｒｅｆの導出方法を模式的に示す図である。
【図１５】軌道が車線中央ＣＬに沿って配置されない場面の一例を示す図である。
【図１６】軌道が車線中央ＣＬの左側に寄った場面における、ずれ量ΔＬａｃｔおよびずれ量ΔＬｒｅｆの導出方法を模式的に示す図である。
【図１７】Ｘ方向座標補正部１７０の構成の一例である。
【図１８】Ｙ方向座標補正部１８０の構成の一例である。
【図１９】自車位置補正部１６０の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図２０】測位誤差と、各種比例ゲインＫとの関係の一例を示す図である。
【図２１】第３の実施形態に係る車両制御システム１００Ａを中心とした機能構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照し、本発明の車両位置特定装置、車両制御システム、車両位置特定方法、および車両位置特定プログラムの実施形態について説明する。
【００２４】
＜共通構成＞
図１は、各実施形態の車両制御システム１００が搭載される車両（以下、自車両Ｍと称する）の構成要素を示す図である。車両制御システム１００が搭載される車両は、例えば、二輪や三輪、四輪等の自動車であり、ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等の内燃機関を動力源とした自動車や、電動機を動力源とした電気自動車、内燃機関および電動機を兼ね備えたハイブリッド自動車等を含む。電気自動車は、例えば、二次電池、水素燃料電池、金属燃料電池、アルコール燃料電池等の電池により放電される電力を使用して駆動される。
【００２５】
図１に示すように、自車両Ｍには、ファインダ２０−１から２０−７、レーダ３０−１から３０−６、およびカメラ４０等のセンサと、ナビゲーション装置５０（経路誘導装置）と、車両制御システム１００とが搭載される。
【００２６】
ファインダ２０−１から２０−７は、例えば、照射光に対する散乱光を測定し、対象までの距離を測定するＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging、或いはLaser Imaging Detection and Ranging）である。例えば、ファインダ２０−１は、フロントグリル等に取り付けられ、ファインダ２０−２および２０−３は、車体の側面やドアミラー、前照灯内部、側方灯付近等に取り付けられる。ファインダ２０−４は、トランクリッド等に取り付けられ、ファインダ２０−５および２０−６は、車体の側面や尾灯内部等に取り付けられる。上述したファインダ２０−１から２０−６は、例えば、水平方向に関して１５０度程度の検出領域を有している。また、ファインダ２０−７は、ルーフ等に取り付けられる。ファインダ２０−７は、例えば、水平方向に関して３６０度の検出領域を有している。
レーダ３０−１および３０−４は、例えば、奥行き方向の検出領域が他のレーダよりも広い長距離ミリ波レーダである。また、レーダ３０−２、３０−３、３０−５、３０−６は、レーダ３０−１および３０−４よりも奥行き方向の検出領域が狭い中距離ミリ波レーダである。
【００２７】
以下、ファインダ２０−１から２０−７を特段区別しない場合は、単に「ファインダ２０」と記載し、レーダ３０−１から３０−６を特段区別しない場合は、単に「レーダ３０」と記載する。レーダ３０は、例えば、ＦＭ−ＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式によって物体を検出する。
【００２８】
カメラ４０は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の固体撮像素子を利用したデジタルカメラである。カメラ４０は、フロントウインドシールド上部やルームミラー裏面等に取り付けられる。カメラ４０は、例えば、周期的に繰り返し自車両Ｍの前方を撮像する。カメラ４０は、複数のカメラを含むステレオカメラであってもよい。
【００２９】
なお、図１に示す構成はあくまで一例であり、構成の一部が省略されてもよいし、更に別の構成が追加されてもよい。
【００３０】
＜第１の実施形態＞
図２は、第１の実施形態に係る車両制御システム１００を中心とした機能構成図である。自車両Ｍには、ファインダ２０、レーダ３０、およびカメラ４０などを含む検知デバイスＤＤと、ナビゲーション装置５０と、通信装置５５と、車両センサ６０と、表示装置６２と、スピーカ６４と、操作デバイス７０と、操作検出センサ７２と、切替スイッチ８０と、車両制御システム１００と、走行駆動力出力装置２００と、ステアリング装置２１０と、ブレーキ装置２２０とが搭載される。これらの装置や機器は、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信線等の多重通信線やシリアル通信線、無線通信網等によって互いに接続される。なお、特許請求の範囲における車両制御システムは、「車両制御システム１００」のみを指しているのではなく、車両制御システム１００以外の構成（検知デバイスＤＤなど）を含んでもよい。
【００３１】
ナビゲーション装置５０は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機や地図情報（ナビ地図）、ユーザインターフェースとして機能するタッチパネル式表示装置、スピーカ、マイク等を有する。ＧＮＳＳ受信機は、例えば、ＧＰＳ用の人工衛星から発信される電波を受信し、自身の位置、すなわち、自車両Ｍの位置を特定する。ＧＮＳＳ受信機によって特定される自車両Ｍの位置は、例えば、地上の局所的な平面をＸ-Ｙで表現した地上座標系ΣＧの一座標（Ｘａｃｔ、Ｙａｃｔ）として表される。例えば、Ｘは緯度を表し、Ｙは経度を表すがこれに限られず、任意に設定されてよい。地上座標系ΣＧは、「地理座標系」の一例である。
【００３２】
また、ナビゲーション装置５０は、例えば、複数のＧＮＳＳ受信機のそれぞれに含まれるアンテナの相対的な位置関係から、地上座標系ΣＧのＸ-Ｙ平面に対する自車両Ｍの姿勢を表す角度θａｃｔ（以下、ヨー角θａｃｔと称する）を特定する。なお、ナビゲーション装置５０は、これら座標Ｘａｃｔ、Ｙａｃｔ、およびヨー角θａｃｔを、相対測位方式に基づき、位置座標が自明な無線基地局などと通信を行うことにより補正してもよいし、干渉測位方式に基づき、複数のＧＮＳＳ受信機のそれぞれにより受信された電波の位相差を用いて補正してもよい。また、ナビゲーション装置５０は、座標Ｘａｃｔ、Ｙａｃｔ、およびヨー角θａｃｔを、車両センサ６０の出力を利用したＩＮＳ（Inertial Navigation System）によって特定または補完してもよい。ナビゲーション装置５０は、「座標取得部」の一例である。
【００３３】
ナビゲーション装置５０は、特定した位置からユーザによって指定された目的地までの経路を導出する。ナビゲーション装置５０により導出された経路は、車両制御システム１００の目標車線決定部１１０に提供される。また、ナビゲーション装置５０は、車両制御システム１００が手動運転モードを実行している際に、目的地に至る経路について音声やナビ表示によって案内を行う。なお、自車両Ｍの位置を特定するための構成は、ナビゲーション装置５０とは独立して設けられてもよい。また、ナビゲーション装置５０は、例えば、ユーザの保有するスマートフォンやタブレット端末等の端末装置の機能によって実現されてもよい。この場合、端末装置と車両制御システム１００との間で、無線または有線による通信によって情報の送受信が行われる。
【００３４】
通信装置５５は、例えば、セルラー網やＷｉ−Ｆｉ網、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）などを利用した無線通信を行う。例えば、通信装置５５は、自車両Ｍの周囲を走行する他車両と車車間通信を行う。
【００３５】
車両センサ６０は、例えば、鉛直軸回りの角速度γ（ヨーレートγ）を検出するヨーレートセンサ６０ａ、車速Ｖを検出する車速センサ６０ｂなどを含む。また、車両センサ６０は、加速度を検出する加速度センサや、自車両Ｍの向きを検出する方位センサ等を含んでもよい。
【００３６】
表示装置６２は、情報を画像として表示する。表示装置６２は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や、有機ＥＬ（Electroluminescence）表示装置等を含む。本実施形態では、表示装置６２は、自車両Ｍのフロントウィンドウに画像を反射させて、車両乗員の視野内に画像を表示するヘッドアップディスプレイであるものとして説明する。なお、表示装置６２は、ナビゲーション装置５０が備える表示装置や、自車両Ｍの状態（速度等）を表示するインストルメントパネルの表示装置であってもよい。スピーカ６４は、情報を音声として出力する。
【００３７】
操作デバイス７０は、例えば、アクセルペダルやステアリングホイール、ブレーキペダル、シフトレバー等を含む。操作デバイス７０には、運転者による操作の有無や量を検出する操作検出センサ７２が取り付けられている。操作検出センサ７２は、例えば、アクセル開度センサ、ステアリングトルクセンサ、ブレーキセンサ、シフト位置センサ等を含む。操作検出センサ７２は、検出結果としてのアクセル開度、ステアリングトルク、ブレーキ踏量、シフト位置等を走行制御部１８８に出力する。なお、これに代えて、操作検出センサ７２の検出結果が、直接的に走行駆動力出力装置２００、ステアリング装置２１０、またはブレーキ装置２２０に出力されてもよい。
【００３８】
切替スイッチ８０は、車両乗員によって操作されるスイッチである。切替スイッチ８０は、車両乗員の操作を受け付け、走行制御部１８８による制御モードを自動運転モードまたは手動運転モードのいずれか一方に指定する制御モード指定信号を生成し、切替制御部１５０に出力する。自動運転モードとは、上述したように、運転者が操作を行わない（或いは手動運転モードに比して操作量が小さい、または操作頻度が低い）状態で走行する運転モードであり、より具体的には、行動計画に基づいて走行駆動力出力装置２００、ステアリング装置２１０、およびブレーキ装置２２０の一部または全部を制御する運転モードである。また、切替スイッチ８０は、自動運転モードを切り替える操作の他に、種々の操作を受け付けてもよい。例えば、車両制御システム１００側から出力された情報が表示装置６２を介して車両乗員に提示された場合、切替スイッチ８０は、これに対する応答操作などを受け付けてよい。
【００３９】
車両制御システム１００の説明に先立って、走行駆動力出力装置２００、ステアリング装置２１０、およびブレーキ装置２２０について説明する。
【００４０】
走行駆動力出力装置２００は、車両が走行するための走行駆動力（トルク）を駆動輪に出力する。走行駆動力出力装置２００は、例えば、自車両Ｍが内燃機関を動力源とした自動車である場合、エンジン、変速機、およびエンジンを制御するエンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）を備え、自車両Ｍが電動機を動力源とした電気自動車である場合、走行用モータおよび走行用モータを制御するモータＥＣＵを備え、自車両Ｍがハイブリッド自動車である場合、エンジン、変速機、およびエンジンＥＣＵと走行用モータおよびモータＥＣＵとを備える。走行駆動力出力装置２００がエンジンのみを含む場合、エンジンＥＣＵは、後述する走行制御部１８８から入力される情報に従って、エンジンのスロットル開度やシフト段等を調整する。走行駆動力出力装置２００が走行用モータのみを含む場合、モータＥＣＵは、走行制御部１８８から入力される情報に従って、走行用モータに与えるＰＷＭ信号のデューティ比を調整する。走行駆動力出力装置２００がエンジンおよび走行用モータを含む場合、エンジンＥＣＵおよびモータＥＣＵは、走行制御部１８８から入力される情報に従って、互いに協調して走行駆動力を制御する。
【００４１】
ステアリング装置２１０は、例えば、ステアリングＥＣＵと、電動モータとを備える。電動モータは、例えば、ラックアンドピニオン機構に力を作用させて転舵輪の向きを変更する。ステアリングＥＣＵは、車両制御システム１００から入力される情報、或いは入力されるステアリング操舵角またはステアリングトルクの情報に従って電動モータを駆動し、転舵輪の向きを変更させる。
【００４２】
ブレーキ装置２２０は、例えば、ブレーキキャリパーと、ブレーキキャリパーに油圧を伝達するシリンダと、シリンダに油圧を発生させる電動モータと、制動制御部とを備える電動サーボブレーキ装置である。電動サーボブレーキ装置の制動制御部は、走行制御部１８８から入力される情報に従って電動モータを制御し、制動操作に応じたブレーキトルクが各車輪に出力されるようにする。電動サーボブレーキ装置は、ブレーキペダルの操作によって発生させた油圧を、マスターシリンダを介してシリンダに伝達する機構をバックアップとして備えてよい。なお、ブレーキ装置２２０は、上記説明した電動サーボブレーキ装置に限らず、電子制御式油圧ブレーキ装置であってもよい。電子制御式油圧ブレーキ装置は、走行制御部１８８から入力される情報に従ってアクチュエータを制御して、マスターシリンダの油圧をシリンダに伝達する。また、ブレーキ装置２２０は、走行駆動力出力装置２００に含まれ得る走行用モータによる回生ブレーキを含んでもよい。
【００４３】
［車両制御システム］
以下、車両制御システム１００について説明する。車両制御システム１００は、例えば、一以上のプロセッサまたは同等の機能を有するハードウェアにより実現される。車両制御システム１００は、ＣＰＵなどのプロセッサ、記憶装置、および通信インターフェースが内部バスによって接続されたＥＣＵ（Electronic Control Unit）、或いはＭＰＵ（Micro-Processing Unit）などが組み合わされた構成であってよい。
【００４４】
図２に戻り、車両制御システム１００は、例えば、目標車線決定部１１０と、自動運転制御部１２０と、走行制御部１８８と、記憶部１９０とを備える。自動運転制御部１２０は、例えば、自動運転モード制御部１３０と、自車位置認識部１４０と、外界認識部１４２と、行動計画生成部１４４と、軌道生成部１４６と、切替制御部１５０と、自車位置補正部１６０とを備える。少なくとも上述したナビゲーション装置５０、自車位置認識部１４０、および自車位置補正部１６０を合わせたものは「車両位置特定装置」の一例である。
【００４５】
目標車線決定部１１０、自動運転制御部１２０の各部、および走行制御部１８８のうち一部または全部は、プロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。また、これらのうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの組み合わせによって実現されてもよい。
【００４６】
記憶部１９０には、例えば、高精度地図情報１９２、目標車線情報１９４、行動計画情報１９６などの情報が格納される。記憶部１９０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュメモリ等で実現される。プロセッサが実行するプログラムは、予め記憶部１９０に格納されていてもよいし、車載インターネット設備等を介して外部装置からダウンロードされてもよい。また、プログラムは、そのプログラムを格納した可搬型記憶媒体が図示しないドライブ装置に装着されることで記憶部１９０にインストールされてもよい。また、車両制御システム１００は、複数のコンピュータ装置によって分散化されたものであってもよい。
【００４７】
目標車線決定部１１０は、例えば、ＭＰＵにより実現される。目標車線決定部１１０は、ナビゲーション装置５０から提供された経路を複数のブロックに分割し（例えば、車両進行方向に関して１００［ｍ］毎に分割し）、高精度地図情報１９２を参照してブロックごとに目標車線を決定する。目標車線決定部１１０は、例えば、左から何番目の車線を走行するといった決定を行う。目標車線決定部１１０は、例えば、経路において分岐箇所や合流箇所などが存在する場合、自車両Ｍが、分岐先に進行するための合理的な走行経路を走行できるように、目標車線を決定する。目標車線決定部１１０により決定された目標車線は、目標車線情報１９４として記憶部１９０に記憶される。
【００４８】
高精度地図情報１９２は、ナビゲーション装置５０が有するナビ地図よりも高精度な地図情報であり、地上座標系ΣＧにより表現される。高精度地図情報１９２は、例えば、車線の中央の情報あるいは車線の境界の情報等を含んでいる。また、高精度地図情報１９２には、道路情報、交通規制情報、住所情報（住所・郵便番号）、施設情報、電話番号情報などが含まれてよい。道路情報には、高速道路、有料道路、国道、都道府県道といった道路の種別を表す情報や、道路の車線数、各車線の幅員、道路の勾配、道路の位置（経度、緯度、高さを含む３次元座標）、車線のカーブの曲率、車線の合流および分岐ポイントの位置、道路に設けられた標識等の情報が含まれる。交通規制情報には、工事や交通事故、渋滞等によって車線が封鎖されているといった情報が含まれる。
【００４９】
自動運転モード制御部１３０は、自動運転制御部１２０が実施する自動運転のモードを決定する。本実施形態における自動運転のモードには、以下のモードが含まれる。なお、以下はあくまで一例であり、自動運転のモードの数や種類は任意に決定されてよい。
［モードＡ］
モードＡは、最も自動運転の度合が高いモードである。モードＡが実施されている場合、複雑な合流制御など、全ての車両制御が自動的に行われるため、車両乗員は自車両Ｍの周辺や状態を監視する必要が無い。
［モードＢ］
モードＢは、モードＡの次に自動運転の度合が高いモードである。モードＢが実施されている場合、原則として全ての車両制御が自動的に行われるが、場面に応じて自車両Ｍの運転操作が車両乗員に委ねられる。このため、車両乗員は自車両Ｍの周辺や状態を監視している必要がある。
［モードＣ］
モードＣは、モードＢの次に自動運転の度合が高いモードである。モードＣが実施されている場合、車両乗員は、場面に応じた切替スイッチ８０に対する確認操作を行う必要がある。モードＣでは、例えば、車線変更のタイミングが車両乗員に通知され、車両乗員が切替スイッチ８０に対して車線変更を指示する操作を行った場合に、自動的な車線変更が行われる。このため、車両乗員は自車両Ｍの周辺や状態を監視している必要がある。
【００５０】
自動運転モード制御部１３０は、切替スイッチ８０に対する車両乗員の操作、行動計画生成部１４４により決定されたイベント、軌道生成部１４６により決定された走行態様などに基づいて、自動運転のモードを決定する。自動運転のモードには、自車両Ｍの検知デバイスＤＤの性能等に応じた限界が設定されてもよい。例えば、検知デバイスＤＤの性能が低い場合には、モードＡは実施されないものとしてよい。いずれのモードにおいても、切替スイッチ８０に対する操作によって、手動運転モードに切り替えること（オーバーライド）は可能である。
【００５１】
自動運転制御部１２０の自車位置認識部１４０は、ファインダ２０、レーダ３０、カメラ４０、ナビゲーション装置５０、または車両センサ６０から入力される情報に基づいて、目標車線決定部１１０により決定された目標車線の車線中央ＣＬを認識する。まず、自車位置認識部１４０は、上記情報に基づいて、目標車線がどの車線であるのかを認識する。自車位置認識部１４０は、例えば、高精度地図情報１９２から認識される道路区画線のパターン（例えば実線と破線の配列）と、カメラ４０によって撮像された画像から認識される自車両Ｍの周辺の道路区画線のパターンとを比較することで、目標車線がどの車線であるかを認識する。この認識において、ＩＮＳによる処理結果が加味されてもよい。そして、自車位置認識部１４０は、認識した目標車線の車線中央ＣＬの位置を認識する。
【００５２】
図３は、車線中央ＣＬが認識される場面の一例を示す図である。図中ＩＭは、例えばカメラ４０の撮像画像、あるいはファインダ２０またはレーダ３０の出力を統合した仮想領域を俯瞰的に表したものである。また、図中ＣＬは、目標車線の車線中央を表し、ＭＬ１は自車線の一方の道路区画線を表し、ＭＬ２は他方の道路区画線を表している。
【００５３】
図示のように、例えば、自車位置認識部１４０は、道路区画線ＭＬ１およびＭＬ２の位置関係に基づいて、道路区画線ＭＬ１およびＭＬ２の中間距離の地点を車線中央ＣＬとして認識する。
【００５４】
自車位置認識部１４０は、車線中央ＣＬを認識した後、高精度地図情報１９２と、ファインダ２０、レーダ３０、カメラ４０、ナビゲーション装置５０、または車両センサ６０から入力される情報とに基づいて、自車両Ｍが走行している車線（走行車線）、および、走行車線に対する自車両Ｍの相対位置を認識する。
【００５５】
図４は、自車位置認識部１４０により走行車線Ｌ１に対する自車両Ｍの相対位置が認識される様子を示す図である。自車位置認識部１４０は、例えば、自車両Ｍの基準点（例えば重心）の走行車線中央ＣＬからの乖離ＯＳ、および自車両Ｍの進行方向の走行車線中央ＣＬを連ねた線に対してなす角度θを、走行車線Ｌ１に対する自車両Ｍの相対位置として認識する。なお、これに代えて、自車位置認識部１４０は、自車線Ｌ１のいずれかの側端部に対する自車両Ｍの基準点の位置などを、走行車線に対する自車両Ｍの相対位置として認識してもよい。自車位置認識部１４０により認識される自車両Ｍの相対位置は、目標車線決定部１１０に提供される。
【００５６】
外界認識部１４２は、ファインダ２０、レーダ３０、カメラ４０等から入力される情報に基づいて、周辺車両の位置、および速度、加速度等の状態を認識する。周辺車両とは、例えば、自車両Ｍの周辺を走行する車両であって、自車両Ｍと同じ方向に走行する車両である。周辺車両の位置は、他車両の重心やコーナー等の代表点で表されてもよいし、他車両の輪郭で表現された領域で表されてもよい。周辺車両の「状態」とは、上記各種機器の情報に基づいて把握される、周辺車両の加速度、車線変更をしているか否か（あるいは車線変更をしようとしているか否か）を含んでもよい。また、外界認識部１４２は、周辺車両に加えて、ガードレールや電柱、駐車車両、歩行者その他の物体の位置を認識してもよい。
【００５７】
行動計画生成部１４４は、自動運転のスタート地点、および／または自動運転の目的地を設定する。自動運転のスタート地点は、自車両Ｍの現在位置であってもよいし、自動運転を指示する操作がなされた地点でもよい。行動計画生成部１４４は、そのスタート地点と自動運転の目的地との間の区間において、行動計画を生成する。なお、これに限らず、行動計画生成部１４４は、任意の区間について行動計画を生成してもよい。
【００５８】
行動計画は、例えば、順次実行される複数のイベントで構成される。イベントには、例えば、自車両Ｍを減速させる減速イベントや、自車両Ｍを加速させる加速イベント、走行車線を逸脱しないように自車両Ｍを走行させるレーンキープイベント、走行車線を変更させる車線変更イベント、自車両Ｍに前走車両を追い越させる追い越しイベント、分岐ポイントにおいて所望の車線に変更させたり、現在の走行車線を逸脱しないように自車両Ｍを走行させたりする分岐イベント、本線に合流するための合流車線において自車両Ｍを加減速させ、走行車線を変更させる合流イベント、自動運転の開始地点で手動運転モードから自動運転モードに移行させたり、自動運転の終了予定地点で自動運転モードから手動運転モードに移行させたりするハンドオーバイベント等が含まれる。行動計画生成部１４４は、目標車線決定部１１０により決定された目標車線が切り替わる箇所において、車線変更イベント、分岐イベント、または合流イベントを設定する。行動計画生成部１４４によって生成された行動計画を示す情報は、行動計画情報１９６として記憶部１９０に格納される。
【００５９】
図５は、ある区間について生成された行動計画の一例を示す図である。図示するように、行動計画生成部１４４は、目標車線情報１９４が示す目標車線上を自車両Ｍが走行するために必要な行動計画を生成する。なお、行動計画生成部１４４は、自車両Ｍの状況変化に応じて、目標車線情報１９４に拘わらず、動的に行動計画を変更してもよい。例えば、行動計画生成部１４４は、車両走行中に外界認識部１４２によって認識された周辺車両の速度が閾値を超えたり、自車線に隣接する車線を走行する周辺車両の移動方向が自車線方向に向いたりした場合に、自車両Ｍが走行予定の運転区間に設定されたイベントを変更する。例えば、レーンキープイベントの後に車線変更イベントが実行されるようにイベントが設定されている場合において、外界認識部１４２の認識結果によって当該レーンキープイベント中に車線変更先の車線後方から車両が閾値以上の速度で進行してきたことが判明した場合、行動計画生成部１４４は、レーンキープイベントの次のイベントを、車線変更イベントから減速イベントやレーンキープイベント等に変更してよい。この結果、車両制御システム１００は、外界の状態に変化が生じた場合においても、安全に自車両Ｍを自動走行させることができる。
【００６０】
図６は、軌道生成部１４６の構成の一例を示す図である。軌道生成部１４６は、例えば、走行態様決定部１４６Ａと、軌道候補生成部１４６Ｂと、評価・選択部１４６Ｃとを備える。
【００６１】
走行態様決定部１４６Ａは、例えば、レーンキープイベントを実施する際に、定速走行、追従走行、低速追従走行、減速走行、カーブ走行、障害物回避走行などのうちいずれかの走行態様を決定する。この場合、走行態様決定部１４６Ａは、自車両Ｍの前方に他車両が存在しない場合に、走行態様を定速走行に決定する。また、走行態様決定部１４６Ａは、前走車両に対して追従走行するような場合に、走行態様を追従走行に決定する。また、走行態様決定部１４６Ａは、渋滞場面などにおいて、走行態様を低速追従走行に決定する。また、走行態様決定部１４６Ａは、外界認識部１４２により前走車両の減速が認識された場合や、停車や駐車などのイベントを実施する場合に、走行態様を減速走行に決定する。また、走行態様決定部１４６Ａは、外界認識部１４２により自車両Ｍがカーブ路に差し掛かったことが認識された場合に、走行態様をカーブ走行に決定する。また、走行態様決定部１４６Ａは、外界認識部１４２により自車両Ｍの前方に障害物が認識された場合に、走行態様を障害物回避走行に決定する。また、走行態様決定部１４６Ａは、車線変更イベント、追い越しイベント、分岐イベント、合流イベント、ハンドオーバイベントなどを実施する場合に、それぞれのイベントに応じた走行態様を決定する。
【００６２】
軌道候補生成部１４６Ｂは、走行態様決定部１４６Ａにより決定された走行態様に基づいて、軌道の候補を生成する。図７は、軌道候補生成部１４６Ｂにより生成される軌道の候補の一例を示す図である。図７は、自車両Ｍが車線Ｌ１から車線Ｌ２に車線変更する場合に生成される軌道の候補を示している。
【００６３】
軌道候補生成部１４６Ｂは、図７に示すような軌道を、例えば、ナビゲーション装置５０により特定された自車両Ｍの位置（Ｘａｃｔ、Ｙａｃｔ）を基準として、将来の所定時間ごとに、自車両Ｍの基準位置（例えば重心や後輪軸中心）が到達すべき目標位置（軌道点Ｋ）の集まりとして決定する。すなわち、軌道候補生成部１４６Ｂは、自車両Ｍの位置（Ｘａｃｔ、Ｙａｃｔ）を基準として車両の進行方向側に、軌道点Ｋの集まりである軌道を生成する。
【００６４】
図８は、軌道候補生成部１４６Ｂにより生成される軌道の候補を軌道点Ｋで表現した図である。軌道点Ｋの間隔が広いほど、自車両Ｍの速度は速くなり、軌道点Ｋの間隔が狭いほど、自車両Ｍの速度は遅くなる。従って、軌道候補生成部１４６Ｂは、加速したい場合には軌道点Ｋの間隔を徐々に広くし、減速したい場合は軌道点Ｋの間隔を徐々に狭くする。
【００６５】
このように、軌道点Ｋは速度成分を含むものであるため、軌道候補生成部１４６Ｂは、軌道点Ｋのそれぞれに対して目標速度を与える必要がある。目標速度は、走行態様決定部１４６Ａにより決定された走行態様に応じて決定されてよい。
【００６６】
ここで、車線変更（分岐を含む）を行う場合の目標速度の決定手法について説明する。軌道候補生成部１４６Ｂは、まず、車線変更ターゲット位置（或いは合流ターゲット位置）を設定する。車線変更ターゲット位置は、周辺車両との相対位置として設定されるものであり、「どの周辺車両の間に車線変更するか」を決定するものである。軌道候補生成部１４６Ｂは、車線変更ターゲット位置を基準として３台の周辺車両に着目し、車線変更を行う場合の目標速度を決定する。図９は、車線変更ターゲット位置ＴＡを示す図である。図中、Ｌ１は自車線を表し、Ｌ２は隣接車線を表している。ここで、自車両Ｍと同じ車線で、自車両Ｍの直前を走行する周辺車両を前走車両ｍＡ、車線変更ターゲット位置ＴＡの直前を走行する周辺車両を前方基準車両ｍＢ、車線変更ターゲット位置ＴＡの直後を走行する周辺車両を後方基準車両ｍＣと定義する。自車両Ｍは、車線変更ターゲット位置ＴＡの側方まで移動するために加減速を行う必要があるが、この際に前走車両ｍＡに追いついてしまうことを回避しなければならない。このため、軌道候補生成部１４６Ｂは、３台の周辺車両の将来の状態を予測し、各周辺車両と干渉しないように目標速度を決定する。
【００６７】
図１０は、３台の周辺車両の速度を一定と仮定した場合の速度生成モデルを示す図である。図中、ｍＡ、ｍＢおよびｍＣから延出する直線は、それぞれの周辺車両が定速走行したと仮定した場合の進行方向における変位を示している。自車両Ｍは、車線変更が完了するポイントＣＰにおいて、前方基準車両ｍＢと後方基準車両ｍＣとの間にあり、且つ、それ以前において前走車両ｍＡよりも後ろにいなければならない。このような制約の下、軌道候補生成部１４６Ｂは、車線変更が完了するまでの目標速度の時系列パターンを、複数導出する。そして、目標速度の時系列パターンをスプライン曲線等のモデルに適用することで、図８に示すような軌道の候補を複数導出する。なお、３台の周辺車両の運動パターンは、図１０に示すような定速度に限らず、定加速度、定ジャーク（躍度）を前提として予測されてもよい。
【００６８】
評価・選択部１４６Ｃは、軌道候補生成部１４６Ｂにより生成された軌道の候補に対して、例えば、計画性と安全性の二つの観点で評価を行い、走行制御部１８８に出力する軌道を選択する。計画性の観点からは、例えば、既に生成されたプラン（例えば行動計画）に対する追従性が高く、軌道の全長が短い場合に軌道が高く評価される。例えば、右方向に車線変更することが望まれる場合に、一旦左方向に車線変更して戻るといった軌道は、低い評価となる。安全性の観点からは、例えば、それぞれの軌道点において、自車両Ｍと物体（周辺車両等）との距離が遠く、加減速度や操舵角の変化量などが小さいほど高く評価される。
【００６９】
切替制御部１５０は、切替スイッチ８０から入力される信号に基づいて自動運転モードと手動運転モードとを相互に切り替える。また、切替制御部１５０は、操作デバイス７０に対する加速、減速または操舵を指示する操作に基づいて、自動運転モードから手動運転モードに切り替える。例えば、切替制御部１５０は、操作デバイス７０から入力された信号の示す操作量が閾値を超えた状態が、基準時間以上継続した場合に、自動運転モードから手動運転モードに切り替える（オーバーライド）。また、切替制御部１５０は、オーバーライドによる手動運転モードへの切り替えの後、所定時間の間、操作デバイス７０に対する操作が検出されなかった場合に、自動運転モードに復帰させてもよい。
【００７０】
以下、自車位置補正部１６０の説明の前に、走行制御部１８８について説明する。走行制御部１８８は、軌道候補生成部１４６Ｂによって生成された軌道を、予定の時刻通りに自車両Ｍが通過するように、走行駆動力出力装置２００、ステアリング装置２１０、およびブレーキ装置２２０を制御する。
【００７１】
図１１は、自車位置補正部１６０の構成の一例を示す図である。自車位置補正部１６０は、例えば、ヨー角補正部１６１と、位置ずれ導出部１６７と、Ｘ方向座標補正部１７０と、Ｙ方向座標補正部１８０とを備える。自車位置補正部１６０は、特許請求の範囲における「制御部」の一例である。
【００７２】
［ヨー角の補正処理］
図１２は、ヨー角補正部１６１の構成の一例である。ヨー角補正部１６１は、例えば、減算器１６２と、比例制御部１６３と、加算器１６４と、積分制御部１６５とを備える。減算器１６２は、ナビゲーション装置５０により特定されたヨー角θａｃｔから、積分制御部１６５により出力されたヨー角を差し引いた偏差（以下、ヨー角偏差と称する）を導出する。そして、減算器１６２は、導出したヨー角偏差を比例制御部１６３に出力する。
【００７３】
比例制御部１６３は、減算器１６２により出力されたヨー角偏差に所定の比例ゲインＫ１を乗算して、このゲイン調整したヨー角偏差を加算器１６４に出力する。
【００７４】
加算器１６４は、ヨーレートセンサ６０ａにより検出された角速度γと、比例制御部１６３により出力されたヨー角の偏差とを加算して、これらを加算した補正量を積分制御部１６５に出力する。加算器１６４により出力される補正量は、「必要補正量」の一例である。
【００７５】
積分制御部１６５は、加算器１６４により順次出力される補正量を所定時間に亘って積分し、この積分した値に所定の積分ゲインを乗算する。すなわち、積分制御部１６５は、少なくとも所定時間に亘り出力された各速度γ（必要補正量の一部）に基づく移動量（変位角）に所定の積分ゲインを乗算した補正量でヨー角θａｃｔを補正する。これによって、過去に補正されたヨー角θａｃｔに基づく補正量で現在のヨー角θａｃｔが補正される。なお、所定時間は、所定距離走行する場合に要する時間であってもよい。このような処理によって、ナビゲーション装置５０により特定されたヨー角θａｃｔは、自車両Ｍが所定時間または所定距離走行した場合に要する移動量（変位角）に基づいて、ヨー角偏差をなくすような角度に補正される。以下、ヨー角偏差に基づき補正されたヨー角θａｃｔを、ヨー角θａｃｔ＃と称して説明する。積分制御部１６５は、補正したヨー角θａｃｔ＃を、減算器１６２、位置ずれ導出部１６７、Ｘ方向座標補正部１７０、およびＹ方向座標補正部１８０に出力する。
【００７６】
位置ずれ導出部１６７は、自車両Ｍが走行する車線、すなわち目標車線決定部１１０により決定された目標車線の基準位置に対する自車両Ｍの位置のずれ量ΔＬａｃｔを導出する。目標車線の基準位置は、例えば、車線中央ＣＬや、目標車線を区画する区間線に設定されてよい。以下、一例として、目標車線の基準位置を車線中央ＣＬとして説明する。
【００７７】
また、位置ずれ導出部１６７は、軌道生成部１４６により生成された軌道に含まれる複数の軌道点Ｋのうち、所定の軌道点Ｋと、目標車線の車線中央ＣＬとのずれ量ΔＬｒｅｆを導出する。所定の軌道点Ｋは、例えば、現在の自車両Ｍの位置（ナビゲーション装置５０により特定された位置座標（Ｘａｃｔ、Ｙａｃｔ））に最も近い軌道点Ｋである。ずれ量ΔＬａｃｔとずれ量ΔＬｒｅｆとは、共に車線幅方向に関するずれ量である。
【００７８】
図１３は、ＧＮＳＳにより表される地上座標系ΣＧと、自車両Ｍの位置座標との関係を示す図である。図中矢印ＸおよびＹは、地上座標系ΣＧのＸ−Ｙ平面の軸を表している。また、矢印Ｖは、自車両Ｍの速度を示すベクトルを表していると共に、自車両Ｍの進行方向を表している。また、矢印ΔＬは、矢印Ｖと直交するベクトルを表している。図示のように、ヨー角θａｃｔは、Ｘ軸に対して自車両Ｍがどの程度傾いているかを表している。以下、地上座標系ΣＧのＹ軸は、目標車線の車線中央ＣＬを原点にとるものとして説明する。
【００７９】
図１４は、ずれ量ΔＬａｃｔおよびずれ量ΔＬｒｅｆの導出方法を模式的に示す図である。図示の例では、地上座標系ΣＧが示す方向Ｘ、および自車両Ｍの進行方向Ｖと、地上座標系ΣＧが示す方向Ｙ、および進行方向Ｖに直交する方向ΔＬとがそれぞれ同一方向（正負の関係が同じ）であるものとして説明する。座標（Ｘａｃｔ、Ｙａｃｔ）は、現在の自車両Ｍの位置を表し、座標（Ｘｒｅｆ、Ｙｒｅｆ）は、座標（Ｘａｃｔ、Ｙａｃｔ）に最も近い軌道点Ｋｉの位置を表している。「最も近い軌道点Ｋｉ」とは、現在の自車両Ｍの位置を表す座標（Ｘａｃｔ、Ｙａｃｔ）からの距離が最も短い軌道点Ｋｉである。ここで、最も近い軌道点Ｋｉが複数存在する場合、現在の時刻ｔｉを基準に過去の時刻ｔｉ−…の目標位置である軌道点Ｋｉ−…は除外される。これによって、時系列に連続した関係にある軌道点Ｋのうち、過去の軌道点Ｋを採用して時間を遡ることを防ぐことができる。この結果、車両の挙動を安定化させることができる。
【００８０】
また、現在の自車両Ｍの位置からの距離に依らずに、現在の時刻ｔｉに到達すべき軌道点Ｋｉが最も近い軌道点Ｋとして採用されてもよい。また、最も近い軌道点Ｋとして、現在の時刻ｔｉに対応した軌道点Ｋｉのほか、現在の時刻ｔｉの次の時刻ｔｉ＋１の目標位置である軌道点Ｋｉ＋１などが採用されてもよい。
【００８１】
図示の例では、地上座標系ΣＧのＹ軸が車線中央ＣＬを原点としているため、ずれ量ΔＬａｃｔが正値として導出される。また、軌道が車線中央ＣＬと重なるように設定されているため、ずれ量ΔＬｒｅｆはゼロとして導出される。なお、ずれ量ΔＬｒｅｆは、軌道の配置位置に応じてゼロをとらない場合がある。
【００８２】
図１５は、軌道が車線中央ＣＬに沿って配置されない場面の一例を示す図である。図示のように、例えば、目標車線が左曲りのカーブ路である場合、加減速の頻度を低下させるために、軌道生成部１４６は、カーブ路に差し掛かる前の段階では、車線中央ＣＬから右側に寄った位置に軌道点Ｋを配置し、カーブ路を走行する段階では、車線中央ＣＬの右側から左側に徐々に軌道点Ｋをずらした軌道を生成する。すなわち、軌道生成部１４６は、カーブ路の外側（アウト）から内側（イン）に向けて自車両Ｍを走行させる軌道を生成する。この場合、車線中央ＣＬに沿って軌道点Ｋを配置した場面と比較して、自車両Ｍが緩やかに旋回しながら走行していくため、車両の乗員に対する負荷を軽減すると共に、加減速の頻度を低下させることができる。
【００８３】
図１６は、軌道が車線中央ＣＬの左側に寄った場面における、ずれ量ΔＬａｃｔおよびずれ量ΔＬｒｅｆの導出方法を模式的に示す図である。図示の例では、地上座標系ΣＧのＹ軸が車線中央ＣＬを原点としているため、ずれ量ΔＬａｃｔは正値として導出され、ずれ量ΔＬｒｅｆは負値として導出される。
【００８４】
位置ずれ導出部１６７は、導出したずれ量ΔＬａｃｔおよびずれ量ΔＬｒｅｆと、ヨー角補正部１６１により導出された補正後のヨー角θａｃｔ＃とに基づいて、現在の自車両Ｍの位置に最も近い軌道点Ｋｉに対する自車両Ｍの位置のずれ量を導出する。以下、このずれ量の地上座標系ΣＧにおけるＸ方向成分をＸｓｈｔと称し、Ｙ方向成分をＹｓｈｔと称して説明する。
【００８５】
位置ずれ導出部１６７は、以下の数式（１）を参照して、Ｘ方向成分のずれ量Ｘｓｈｔを導出する。
【００８６】
【数１】
0006432116.tif 000002
【００８７】
上記数式（１）中のパラメータＡは、数式（２）により表され、数式（１）中のパラメータＢは、数式（３）により表される。パラメータＡは、「第１の偏差」の一例であり、パラメータＢは、「第２の偏差」の一例である。
【００８８】
【数２】
0006432116.tif 000003
【００８９】
【数３】
0006432116.tif 000004
【００９０】
上記数式（３）中のΔＸは、数式（４）により表され、数式（３）中のΔＹは、数式（５）により表される。
【００９１】
【数４】
0006432116.tif 000005
【００９２】
【数５】
0006432116.tif 000006
【００９３】
数式（２）に示すように、パラメータＡは、カメラ４０の撮像画像を基に設定された目標車線の車線中央ＣＬを基準として、車線中央ＣＬに対する現在の自車両Ｍの相対位置に最も近い軌道点Ｋｉの偏差（図１６では負の偏差）、および車線中央ＣＬに対する現在の自車両Ｍの相対位置の偏差（図１６では正の偏差）を考慮した値となる。また、数式（３）から（５）に示すように、パラメータＢは、ナビゲーション装置５０のＧＮＳＳ受信機により取得された位置情報（Ｘａｃｔ、Ｙａｃｔ）に係る偏差であって、現在の自車両Ｍの位置に最も近い軌道点Ｋｉと現在の自車両Ｍの位置との偏差を示す値となる。すなわち、（Ａ−Ｂ）の項は、カメラ４０により特定された自車両Ｍの位置と、ナビゲーション装置５０のＧＮＳＳ受信機により特定された自車両Ｍの位置との差分（誤差）を表現している。
【００９４】
また、位置ずれ導出部１６７は、以下の数式（６）を参照して、Ｙ方向成分のずれ量Ｙｓｈｔを導出する。数式（６）中のパラメータＡおよびＢは、上述した数式（２）、（３）と同様である。
【００９５】
【数６】
0006432116.tif 000007
【００９６】
位置ずれ導出部１６７は、導出したＸ方向成分のずれ量ＸｓｈｔをＸ方向座標補正部１７０に出力し、Ｙ方向成分のずれ量ＹｓｈｔをＹ方向座標補正部１８０に出力する。
【００９７】
［Ｘ方向の位置補正処理］
図１７は、Ｘ方向座標補正部１７０の構成の一例である。Ｘ方向座標補正部１７０は、例えば、比例制御部１７１と、加減算器１７２と、比例制御部１７３と、第１速度算出部１７４と、加算器１７５と、積分制御部１７６とを備える。
【００９８】
比例制御部１７１は、位置ずれ導出部１６７により出力されたＸ方向成分のずれ量Ｘｓｈｔに所定の比例ゲインＫ３を乗算して、このゲイン調整したずれ量Ｘｓｈｔを加減算器１７２に出力する。比例ゲインＫ３は、上述した比例ゲインＫ１と同じであってもよいし異なっていてもよい。
【００９９】
加減算器１７２は、比例制御部１７１により出力されたＸ方向成分のずれ量Ｘｓｈｔと、ナビゲーション装置５０により導出された座標Ｘａｃｔとを加算し、これらの加算値から積分制御部１７６により出力されたＸ方向の位置座標を差し引いた偏差（以下、Ｘ方向偏差と称する）を導出する。そして、加減算器１７２は、導出したＸ方向偏差を比例制御部１７３に出力する。
【０１００】
比例制御部１７３は、加減算器１７２により出力されたＸ方向偏差に所定の比例ゲインＫ２を乗算して、このゲイン調整したＸ方向偏差を加算器１７５に出力する。比例ゲインＫ２は、上述した比例ゲインＫ１または比例ゲインＫ３と同じであってもよいし異なっていてもよい。
【０１０１】
第１速度算出部１７４は、ヨー角補正部１６１により出力された補正後のヨー角θａｃｔ＃と、車速センサ６０ｂにより検出された車速Ｖとに基づいて、地上座標系ΣＧにおけるＸ方向成分の速度ＶＸを算出する。例えば、速度ＶＸは、数式（７）により表される。第１速度算出部１７４は、算出したＸ方向成分の速度ＶＸを加算器１７５に出力する。
【０１０２】
【数７】
0006432116.tif 000008
【０１０３】
加算器１７５は、第１速度算出部１７４により出力されたＸ方向成分の速度ＶＸと、比例制御部１７３により出力されたＸ方向偏差とを加算して、これらを加算した補正量を積分制御部１７６に出力する。加算器１７５により出力される補正量は、「必要補正量」の他の例である。
【０１０４】
積分制御部１７６は、加算器１７５により順次出力される補正量を所定時間に亘って積分し、この積分した値に所定の積分ゲインを乗算する。すなわち、積分制御部１７６は、少なくとも所定時間に亘り出力された速度ＶＸ（必要補正量の一部）を積分した移動量（距離）に所定の積分ゲインを乗算した補正量で座標Ｘａｃｔを補正する。これによって、Ｘ方向成分のずれ量Ｘｓｈｔと、過去に補正された座標Ｘａｃｔとに基づく補正量で現在の座標Ｘａｃｔが補正される。なお、所定時間は、所定距離走行する場合に要する時間であってもよい。このような処理によって、ナビゲーション装置５０により導出された座標Ｘａｃｔは、自車両Ｍが所定時間または所定距離走行した場合に要する移動量（距離）に基づいて、Ｘ方向偏差をなくすような座標に補正される。以下、Ｘ方向偏差に基づき補正された座標Ｘａｃｔを、座標Ｘａｃｔ＃と称して説明する。積分制御部１７６は、補正した座標Ｘａｃｔ＃を、加減算器１７２にフィードバックする。
【０１０５】
［Ｙ方向の位置補正処理］
図１８は、Ｙ方向座標補正部１８０の構成の一例である。Ｙ方向座標補正部１８０は、例えば、比例制御部１８１と、加減算器１８２と、比例制御部１８３と、第２速度算出部１８４と、加算器１８５と、積分制御部１８６とを備える。
【０１０６】
比例制御部１８１は、位置ずれ導出部１６７により出力されたＹ方向成分のずれ量Ｙｓｈｔに所定の比例ゲインＫ５を乗算して、このゲイン調整したずれ量Ｙｓｈｔを加減算器１８２に出力する。比例ゲインＫ５は、上述した比例ゲインＫ１、Ｋ２、またはＫ３と同じであってもよいし異なっていてもよい。
【０１０７】
加減算器１８２は、比例制御部１８１により出力されたＹ方向成分のずれ量Ｙｓｈｔと、ナビゲーション装置５０により導出された座標Ｙａｃｔとを加算し、これらの加算値から積分制御部１８６により出力されたＹ方向の位置座標を差し引いた偏差（以下、Ｙ方向偏差と称する）を導出する。そして、加減算器１８２は、導出したＹ方向偏差を比例制御部１８３に出力する。
【０１０８】
比例制御部１８３は、加減算器１８２により出力されたＹ方向偏差に所定の比例ゲインＫ４を乗算して、このゲイン調整したＹ方向偏差を加算器１８５に出力する。比例ゲインＫ４は、上述した比例ゲインＫ１、Ｋ２、Ｋ３またはＫ５と同じであってもよいし異なっていてもよい。
【０１０９】
第２速度算出部１８４は、ヨー角補正部１６１により出力された補正後のヨー角θａｃｔ＃と、車速センサ６０ｂにより検出された車速Ｖとに基づいて、地上座標系ΣＧにおけるＹ方向成分の速度ＶＹを算出する。例えば、速度ＶＹは、数式（８）により表される。第２速度算出部１８４は、算出したＸ方向成分の速度ＶＹを加算器１８５に出力する。
【０１１０】
【数８】
0006432116.tif 000009
【０１１１】
加算器１８５は、第２速度算出部１８４により出力されたＹ方向成分の速度ＶＹと、比例制御部１８３により出力されたＹ方向偏差とを加算して、これらを加算した補正量を積分制御部１８６に出力する。加算器１８５により出力される補正量は、「必要補正量」の他の例である。
【０１１２】
積分制御部１８６は、加算器１８５により順次出力される補正量を所定時間に亘って積分し、この積分した値に所定の積分ゲインを乗算する。すなわち、積分制御部１７６は、少なくとも所定時間に亘り出力された速度ＶＹ（必要補正量の一部）に基づく移動量（距離）に所定の積分ゲインを乗算した補正量で座標Ｙａｃｔを補正する。これによって、Ｙ方向成分のずれ量Ｙｓｈｔと、過去に補正された座標Ｙａｃｔとに基づく補正量で現在の座標Ｙａｃｔが補正される。なお、所定時間は、所定距離走行する場合に要する時間であってもよい。このような処理によって、ナビゲーション装置５０により導出された座標Ｙａｃｔは、自車両Ｍが所定時間または所定距離走行した場合に要する移動量（距離）に基づいて、Ｙ方向偏差をなくすような座標に補正される。以下、Ｙ方向偏差に基づき補正された座標Ｙａｃｔを、座標Ｙａｃｔ＃と称して説明する。積分制御部１８６は、補正した座標Ｙａｃｔ＃を、加減算器１８２にフィードバックする。
【０１１３】
自車位置補正部１６０は、オドメトリなどに代表される自己位置推定手法を用いて、自車両Ｍの位置を推定する。オドメトリとは、車輪型移動ロボットの制御などに利用される位置推定手法であり、ロボットの車輪の回転速度から移動速度を求め、それを積分して位置と姿勢を求めるものである。
【０１１４】
以下、上記オドメトリの手法を用いた自車両Ｍの位置の推定方法について説明する。自車両Ｍの位置および姿勢は、例えば、数式（９）によってモデル化される。
【０１１５】
【数９】
0006432116.tif 000010
【０１１６】
数式（９）に示すｋは、ヨー角補正部１６１、Ｘ方向座標補正部１７０、およびＹ方向座標補正部１８０のフィードバック制御に係るサンプリング周期の間隔を表している。そのため、現在の時刻における自車両Ｍの位置（Ｘａｃｔ＃ｋ＋１、Ｙａｃｔ＃ｋ＋１）および姿勢（ヨー角θａｃｔ＃ｋ＋１）は、現在の時刻から一周期前に補正された座標Ｘａｃｔ＃ｋ、Ｙａｃｔ＃ｋ、ヨー角θａｃｔ＃ｋと、一周期前における補正前の座標Ｘａｃｔ、Ｙａｃｔ、ヨー角θａｃｔとに基づいて導出される。
【０１１７】
数式（９）に示すパラメータＫは、ヨー角補正部１６１、Ｘ方向座標補正部１７０、およびＹ方向座標補正部１８０の各比例ゲインを表すパラメータである。例えば、パラメータＫは、数式（１０）により表される。
【０１１８】
【数１０】
0006432116.tif 000011
【０１１９】
自車位置補正部１６０は、補正後の座標Ｘａｃｔ＃、Ｙａｃｔ＃、ヨー角θａｃｔ＃と、補正前の座標Ｘａｃｔ、Ｙａｃｔ、ヨー角θａｃｔとに基づき推定した自車両Ｍの位置（Ｘａｃｔ＃ｋ＋１、Ｙａｃｔ＃ｋ＋１）および姿勢（ヨー角θａｃｔ＃ｋ＋１）を、例えば、自車位置認識部１４０、行動計画生成部１４４、軌道生成部１４６などに出力する。
【０１２０】
上述した自車位置補正部１６０における自車両Ｍの位置および姿勢の推定処理によって、自車位置認識部１４０、行動計画生成部１４４、および軌道生成部１４６は、以下の処理を行う。例えば、自車位置認識部１４０は、ナビゲーション装置５０により導出された自車両Ｍの位置（ＧＮＳＳにより測位された位置座標）の代わりに、推定された自車両Ｍの位置（Ｘａｃｔ＃ｋ＋１、Ｙａｃｔ＃ｋ＋１）に基づき、走行車線に対する自車両Ｍの相対位置を再認識してよい。
【０１２１】
また、例えば、行動計画生成部１４４は、推定された自車両Ｍの位置（Ｘａｃｔ＃ｋ＋１、Ｙａｃｔ＃ｋ＋１）を自車両Ｍの現在位置として扱い、行動計画の各種イベントを再設定してよい。
【０１２２】
また、例えば、軌道生成部１４６は、推定された自車両Ｍの位置（Ｘａｃｔ＃ｋ＋１、Ｙａｃｔ＃ｋ＋１）および姿勢（ヨー角θａｃｔ＃ｋ＋１）を基準に軌道を再生成してよい。具体的には、軌道生成部１４６の軌道候補生成部１４６Ｂが、前走車両や後続車両、前方基準車両、後方基準車両などの周辺車両の将来の状態を予測し、推定された自車両Ｍの位置から各周辺車両との車間距離を導出し、これらの周辺車両と干渉しないように目標速度を再決定する。また、軌道生成部１４６の軌道候補生成部１４６Ｂは、推定された自車両Ｍの位置を基準として軌道を生成する。これらの処理によって、軌道点Ｋの配置間隔や配置位置が適宜変更されることになる。
【０１２３】
これらの処理によって、走行制御部１８８は、自車両Ｍの実際の走行状態に合わせて、自車両Ｍの加減速または操舵をより精度良く制御することができる。
【０１２４】
また、自車位置補正部１６０は、オドメトリの手法により推定した位置および姿勢の代わりに、補正後の座標（Ｘａｃｔ＃、Ｙａｃｔ＃）や、ヨー角θａｃｔ＃を、自車位置認識部１４０、行動計画生成部１４４、軌道生成部１４６などに出力してもよい。この場合でも、走行車線に対する自車両Ｍの相対位置の認識精度が向上するため、自車両Ｍの実際の走行状態に合わせた軌道を生成することができる。この結果、走行制御部１８８は、自車両Ｍの加減速または操舵をより精度良く制御することができる。
【０１２５】
以下、自車位置補正部１６０の一連の処理について説明する。図１９は、自車位置補正部１６０の処理の流れの一例を示すフローチャートである。本フローチャートの処理は、所定のサンプリング周期で繰り返し行われる。このサンプリング周期は、例えば、各積分制御部における積分時間に相当する。この周期は軌道点Ｋの配置間隔に依存した時間間隔と連動してよい。
【０１２６】
まず、ヨー角補正部１６１は、ヨーレートセンサ６０ａにより検出された角速度γと、ナビゲーション装置５０のＧＮＳＳ受信機により特定されたヨー角θａｃｔとに基づいて、ＧＮＳＳ受信機により特定されたヨー角θａｃｔを補正したヨー角θａｃｔ＃を導出する（ステップＳ１００）。
【０１２７】
次に、位置ずれ導出部１６７は、車線中央ＣＬに対する自車両Ｍの位置のずれ量ΔＬａｃｔを導出する（ステップＳ１０２）。次に、位置ずれ導出部１６７は、現在の自車両Ｍの位置に最も近い軌道点Ｋと、目標車線の車線中央ＣＬとのずれ量ΔＬｒｅｆを導出する（ステップＳ１０４）。
【０１２８】
次に、位置ずれ導出部１６７は、導出したずれ量ΔＬａｃｔおよびずれ量ΔＬｒｅｆと、ヨー角補正部１６１により導出された補正後のヨー角θａｃｔ＃とに基づいて、現在の自車両Ｍの位置に最も近い軌道点Ｋｉに対する自車両ＭのＸ方向成分のずれ量Ｘｓｈｔを導出すると共に（ステップＳ１０６）、Ｙ方向成分のずれ量Ｙｓｈｔを導出する（ステップＳ１０８）。
【０１２９】
次に、Ｘ方向座標補正部１７０は、位置ずれ導出部１６７により導出されたＸ方向成分のずれ量Ｘｓｈｔと、ナビゲーション装置５０のＧＮＳＳ受信機により導出された自車両ＭのＸ方向の位置座標Ｘａｃｔと、車速センサ６０ｂにより検出された車速Ｖと、ヨー角補正部１６１により導出されたヨー角θａｃｔ＃とに基づいて、座標Ｘａｃｔを補正した座標Ｘａｃｔ＃を導出する（ステップＳ１１０）。
【０１３０】
次に、Ｙ方向座標補正部１８０は、位置ずれ導出部１６７により導出されたＹ方向成分のずれ量Ｙｓｈｔと、ナビゲーション装置５０のＧＮＳＳ受信機により導出された自車両ＭのＹ方向の位置座標Ｙａｃｔと、車速センサ６０ｂにより検出された車速Ｖと、ヨー角補正部１６１により導出されたヨー角θａｃｔ＃とに基づいて、座標Ｙａｃｔを補正した座標Ｙａｃｔ＃を導出する（ステップＳ１１２）。
【０１３１】
次に、自車位置補正部１６０は、オドメトリの位置推定手法を用いて、過去において、補正した座標Ｘａｃｔ＃、Ｙａｃｔ＃、ヨー角θａｃｔ＃、および補正前の座標Ｘａｃｔ、Ｙａｃｔ、ヨー角θａｃｔに基づき、現在の自車両Ｍの位置（Ｘａｃｔ＃ｋ＋１、Ｙａｃｔ＃ｋ＋１）および姿勢（ヨー角θａｃｔ＃ｋ＋１）を推定する（ステップＳ１１４）。
【０１３２】
次に、自車位置補正部１６０は、推定した現在の自車両Ｍの位置（Ｘａｃｔ＃ｋ＋１、Ｙａｃｔ＃ｋ＋１）および姿勢（ヨー角θａｃｔ＃ｋ＋１）を、自車位置認識部１４０、行動計画生成部１４４、軌道生成部１４６などに出力する（ステップＳ１１６）。これによって、本フローチャートの処理が終了する。
【０１３３】
以上説明した第１の実施形態によれば、例えば、車両制御システム１００が、ＧＮＳＳ受信機を有するナビゲーション装置５０から地上座標系ΣＧで表現された自車両Ｍの位置情報を取得し、自車両Ｍが走行する道路の車線情報として、道路を撮像した画像を取得して、この画像において道路の区画線を認識すると共に、認識した区画線に対する自車両Ｍの相対位置を認識し、地上座標系ΣＧで表現された自車両Ｍの位置情報が示す自車両Ｍの位置を、区画線に対する自車両Ｍの相対位置に基づき補正するため、より精度良く車両の位置を特定することができる。
【０１３４】
また、上述した第１の実施形態によれば、Ｘ方向偏差およびＹ方向偏差が、（Ａ−Ｂ）の項を加味した位置のずれ量から導出されるため、撮像画像を用いた自車両Ｍの位置の認識、またはＧＮＳＳ受信機による自車両Ｍの位置の特定のいずれかに誤差が生じた場合でも、その誤差を低減させる補正量を導出することができる。
【０１３５】
＜第２の実施形態＞
以下、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、ナビゲーション装置５０のＧＮＳＳ受信機により導出される位置の測位誤差に基づいて、自車位置補正部１６０における各種比例ゲインＫを変更する点で第１の実施形態と相違する。以下、係る相違点を中心に説明する。
【０１３６】
例えば、ナビゲーション装置５０は、自車両Ｍの位置を導出する際に得られる疑似距離と、精度低下率（Dilution Of Precision：ＤＯＰ）とに基づいて、測位誤差を導出する。疑似距離とは、例えば、人工衛星から発信された電波の到達時間を伝搬時間として扱い、この伝搬時間に光速度を乗算した距離である。また、精度低下率は、人工衛星の配置により測位精度に与える影響の度合いを示す指標である。ナビゲーション装置５０は、導出した測位誤差を、車両制御システム１００に出力する。なお、測位誤差の導出については、車両制御システム１００のいずれかの構成（例えば自車位置補正部１６０など）が行ってもよい。
【０１３７】
自車位置補正部１６０は、ナビゲーション装置５０により導出された測位誤差に基づいて、各種比例ゲインＫを変更する。図２０は、測位誤差と、各種比例ゲインＫとの関係の一例を示す図である。例えば、道路区画線が掠れていたり、降雪などの影響によって道路区画線が一部見えなかったり、夜間時に走行したりすることで、カメラ４０が道路区画線を認識できないことが想定される。この場合、車線中央ＣＬの位置の認識精度が低下しやすくなる。従って、測位誤差が閾値ＴＨ未満であり、ＧＮＳＳ受信機による測位精度が良好な場合、自車位置補正部１６０は、カメラ４０の撮像画像から特定される自車両Ｍの位置に比して、ナビゲーション装置５０により特定される自車両Ｍの位置の寄与度を大きくするために、比例ゲインＫ１、Ｋ２、Ｋ４を大きくすると共に、比例ゲインＫ３、Ｋ５を小さくする。特に夜間では、一般的に昼間に比べて電波が大気中の電離層の影響を受けにくいため、比例ゲインＫ１、Ｋ２、Ｋ４を大きくしておくと好適である。ゲインの増加量および減少量は、ゲインごとに異なっていてもよいし、一部または全部のゲインが同じであってもよい。この結果、悪天候時、夜間時、道路の路面状況に寄らずに自車両Ｍの位置を精度良く特定することができる。
【０１３８】
一方、例えば、複数の測位用の人工衛星が同方向に位置する場合や、トンネル内を走行するなどして自車両Ｍが電波を遮蔽する物体に隠れてしまう場合、精度低下率が大きくなるため、測位誤差が閾値ＴＨ以上となり、ＧＮＳＳ受信機による測位精度が悪化する場合がある。また、自車両Ｍが電波の遮蔽物の影から現れたときには、瞬間的に測位精度が元の測位精度に復帰するため、Ｘ方向偏差やＹ方向偏差が著しく変化してしまう場合がある。そのため、自車位置補正部１６０は、ナビゲーション装置５０により特定される自車両Ｍの位置に比して、カメラ４０の撮像画像から特定される自車両Ｍの位置の寄与度を大きくするために、比例ゲインＫ１、Ｋ２、Ｋ４を小さくすると共に、比例ゲインＫ３、Ｋ５を大きくする。この結果、自車位置補正部１６０は、ＧＮＳＳ受信機による測位精度が悪化する状況下においても、自車両Ｍの位置を精度良く特定することができる。また、自車位置補正部１６０は、比例ゲインＫ１、Ｋ２、Ｋ４を小さくしておくため、ＧＮＳＳ受信機による測位精度が元の精度に復帰する際に、瞬間的に補正量が増加するのを抑制することができる。この結果、車両の挙動をより安定化させることができる。
【０１３９】
なお、上述した各種比例ゲインＫの変更方法において、自車位置補正部１６０は、比例ゲインＫ１、Ｋ２、Ｋ４を大きく、または小さくする場合、比例ゲインＫ３、Ｋ５を変更せず現在の値を維持させることで、相対的に比例ゲインＫ３、Ｋ５を小さく、または大きくしてよい。なお、この関係は逆も成り立ち、比例ゲインＫ３、Ｋ５を変更した場合、比例ゲインＫ１、Ｋ２、Ｋ４を維持するようにしてもよい。
【０１４０】
また、測位誤差に基づき比例ゲインＫ１、Ｋ２、Ｋ４を変更した場合、上述した数式（１０）に示すパラメータＫも同様に変更されてよい。この場合、オドメトリの位置推定手法を用いて推定される現在の自車両Ｍの位置（Ｘａｃｔ＃ｋ＋１、Ｙａｃｔ＃ｋ＋１）および姿勢（ヨー角θａｃｔ＃ｋ＋１）も同様に精度良く導出されることになる。
【０１４１】
以上説明した第２の実施形態によれば、ＧＮＳＳ受信機における測位誤差に基づいて、ナビゲーション装置５０により特定される自車両Ｍの位置、およびカメラ４０の撮像画像から特定される自車両Ｍの位置の一方または双方に重みを付けるため、より精度良く車両の位置を特定することができる
【０１４２】
＜第３の実施形態＞
以下、第３の実施形態について説明する。図２１は、第３の実施形態に係る車両制御システム１００Ａを中心とした機能構成図である。第３の実施形態において、自車両Ｍには、例えば、上述した第１および第２の実施形態と同様に、検知デバイスＤＤと、ナビゲーション装置５０と、車両センサ６０と、表示装置６２と、車両制御システム１００Ａとが搭載される。第３の実施形態における車両制御システム１００Ａは、例えば、目標車線決定部１１０と、自車位置認識部１４０と、外界認識部１４２と、自車位置補正部１６０とを備える。第３の実施形態における車両制御システム１００Ａは、用途としては、既存のナビゲーションシステムに適用されてもよいし、運転支援装置に適用されてもよいし、第１および第２の実施形態において例示した車両制御システム１００等の自動運転装置に適用されてもよい。運転支援装置は、例えば、操舵制御のみを行って走行する車線を維持するように制御したり、速度制御のみを行って前走車両に追従するように制御したり、手動運転時に出力すべき速度や車線変更のタイミングなどを運転者に報知したりするものをいう。
【０１４３】
第３の実施形態における自車位置補正部１６０は、目標車線の基準位置である車線中央ＣＬに対して自車両Ｍの位置を射影し、射影した位置を所定の目標位置の代わりとして用いてパラメータＡおよびＢを導出することで、ナビゲーション装置５０のＧＮＳＳ受信機により導出された自車両Ｍの位置座標（Ｘａｃｔ、Ｙａｃｔ）およびヨー角θａｃｔを補正する。自車位置補正部１６０は、例えば、表示装置６２を用いて、補正した自車両Ｍの位置座標（Ｘａｃｔ＃、Ｙａｃｔ＃）を表示させることで、車両乗員に自車両Ｍの正確な軌道を認識させる。例えば、表示装置６２がヘッドアップディスプレイである場合、車両乗員は、表示装置６２に表示された軌道に沿って自車両Ｍの前端部などを合わせるように手動運転することができる。この結果、タイミングよく車線変更などを行うことができる。
【０１４４】
＜第４の実施形態＞
以下、第４の実施形態について説明する。第４の実施形態では、車両制御システム１００が、ナビゲーション装置５０から地上座標系ΣＧで表現された自車両Ｍの位置情報を取得する代わりに、例えば、他車両と車車間通信を行って、他車両の地上座標系ΣＧにおける位置情報を取得してよい。他車両の地上座標系ΣＧにおける位置は、例えば、他車両に搭載されたＧＮＳＳ受信機によって特定されてよい。この場合、第４の実施形態における通信装置５５は、「座標取得部」の他の例に相当する。他車両の地上座標系ΣＧにおける位置情報が取得された場合、自車位置補正部１６０は、他車両との車間距離と、他車両の位置とに基づいて、他車両の位置を自車両Ｍの位置に変換し、この変換した位置を自車両Ｍの位置座標（Ｘａｃｔ、Ｙａｃｔ）の代わりに用いることで、補正した自車両Ｍの位置座標（Ｘａｃｔ＃、Ｙａｃｔ＃）を導出してよい。
【０１４５】
また、第４の実施形態における自車位置認識部１４０は、自車両Ｍが走行する車線の道路区画線を、ファインダ２０やレーダ３０による検出結果に基づき認識してもよい。また、自車位置認識部１４０は、他車両（例えば前走車両）が認識した道路区間線に関する情報を車車間通信によって取得することで、他車両が認識した道路区画線を、自車両Ｍが走行する車線の道路区画線として扱ってもよい。
【０１４６】
以上説明した第４の実施形態によれば、上述した第１から第３の実施形態と同様に、より精度良く車両の位置を特定することができる。
【０１４７】
以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。
【符号の説明】
【０１４８】
２０…ファインダ、３０…レーダ、４０…カメラ、ＤＤ…検知デバイス、５０…ナビゲーション装置、５５…通信装置、６０…車両センサ、６０ａ…ヨーレートセンサ、６０ｂ…車速センサ、６２…表示装置、６４…スピーカ、７０…操作デバイス、７２…操作検出センサ、８０…切替スイッチ、１００…車両制御システム、１１０…目標車線決定部、１２０…自動運転制御部、１３０…自動運転モード制御部、１４０…自車位置認識部、１４２…外界認識部、１４４…行動計画生成部、１４６…軌道生成部、１４６Ａ…走行態様決定部、１４６Ｂ…軌道候補生成部、１４６Ｃ…評価・選択部、１５０…切替制御部、１６０…自車位置補正部、１８８…走行制御部、１９０…記憶部、２００…走行駆動力出力装置、２１０…ステアリング装置、２２０…ブレーキ装置、Ｍ…自車両
【図１】
0006432116.tif 000012
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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