(57)【要約】  車両制御装置は、自車両の周辺物体を検出する検出部と、自車両が走行する走行路の形状に基づいて第１の目標軌道を生成する生成部と、第１の目標軌道に沿って走行することによる安全性を表す誘導ポテンシャルを算出する第１のポテンシャル算出部と、自車両の周辺物体に基づく安全性を表す周辺ポテンシャルを算出する第２のポテンシャル算出部と、誘導ポテンシャルと周辺ポテンシャルとに基づいて、第１の目標軌道を基準として自車両が将来に走行可能な領域に含まれる地点ごとに、自車両の進行方向と交わる方向に自車両を移動させた場合の安全性を表す走行ポテンシャルを算出する第３のポテンシャル算出部と、走行ポテンシャルに基づいて第１の目標軌道を修正した第２の目標軌道に基づいて、自車両の走行制御を行う走行制御部とを備える。
2018131090.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両の周辺物体を検出する検出部と、
前記自車両が走行する走行路の形状に基づいて第１の目標軌道を生成する生成部と、
前記第１の目標軌道に沿って走行することによる安全性を表す誘導ポテンシャルを算出する第１のポテンシャル算出部と、
前記自車両の周辺物体に基づく安全性を表す周辺ポテンシャルを算出する第２のポテンシャル算出部と、
前記第１のポテンシャル算出部により算出された誘導ポテンシャルと、前記第２のポテンシャル算出部により算出された周辺ポテンシャルとに基づいて、前記第１の目標軌道を基準として前記自車両が将来に走行可能な領域に含まれる地点ごとに、前記自車両の進行方向と交わる方向に自車両を移動させた場合の安全性を表す走行ポテンシャルを算出する第３のポテンシャル算出部と、
前記第３のポテンシャル算出部により演算された走行ポテンシャルに基づいて前記第１の目標軌道を修正した第２の目標軌道に基づいて、前記自車両の走行制御を行う走行制御部と、
を備える車両制御装置。
【請求項２】
前記第１のポテンシャル算出部は、前記走行路に設けられた側壁の位置、および前記走行路に描かれた白線の位置に基づいて誘導ポテンシャルを算出する、
請求項１に記載の車両制御装置。
【請求項３】
前記第１のポテンシャル算出部は、前記第１の目標軌道に対応する地点における誘導ポテンシャルを、安全性が最も高い値に設定し、前記安全性が最も高いことを示す値の誘導ポテンシャルが設定された地点から離れた地点ほど、次第に前記安全性が最も高いことを示す値から、安全性が低下したことを示す値の誘導ポテンシャルを算出する、
請求項１に記載の車両制御装置。
【請求項４】
前記周辺物体は、前記自車両の周辺の障害物の位置、および前記走行路に描かれた白線の位置を含み、
前記第２のポテンシャル算出部は、前記障害物の位置および前記白線の位置に基づく安全性を表す周辺ポテンシャルを算出する、
請求項１に記載の車両制御装置。
【請求項５】
前記第２のポテンシャル算出部は、前記安全性が最も高いことを示す値の誘導ポテンシャルが設定された地点から離れた地点ほど、次第に前記安全性が最も高いことを示す値から、安全性が低下したことを示す値の誘導ポテンシャルを算出する、
請求項１に記載の車両制御装置。
【請求項６】
前記第２のポテンシャル算出部は、前記周辺物体のうち白線を除く物体の周囲に対応する地点における周辺ポテンシャルを、安全性が最も高い値から急峻に安全性が低下した値に変化させる、
請求項１に記載の車両制御装置。
【請求項７】
前記第２のポテンシャル算出部は、前記自車両の将来の加減速度、および前記自車両の周辺の他車両の加減速度を予測し、予測された前記自車両の将来の加減速度、および前記自車両の周辺の他車両の加減速度に基づく前記自車両と前記他車両との相対位置に基づいて、前記自車両が将来走行する地点に対応する前記周辺ポテンシャルを算出する、
請求項１に記載の車両制御装置。
【請求項８】
前記第２のポテンシャル算出部は、前記自車両の乗員により指定された条件、前記周辺物体の種類、または前記自車両の走行履歴の少なくとも一つに基づいて、前記周辺物体の周囲に対応する前記地点における周辺ポテンシャルを変化させる勾配を変化させる、
請求項１に記載の車両制御装置。
【請求項９】
前記自車両が走行可能な領域のうち、前記検出部の死角領域に存在する周辺物体の位置情報を取得する周辺物体取得部を更に備え、
前記第２のポテンシャル算出部は、前記周辺物体取得部により取得された前記周辺物体の位置情報に基づいて周辺ポテンシャルを算出する、
請求項１から７のうちいずれか１項に記載の車両制御装置。
【請求項１０】
コンピュータが、
車外の状況を取得し、
自車両の周辺物体を検出し、
前記自車両が走行する走行路の形状に基づいて第１の目標軌道を生成し、
前記第１の目標軌道に沿って走行することによる安全性を表す誘導ポテンシャルを算出し、
前記自車両の周辺物体に基づく安全性を表す周辺ポテンシャルを算出し、
前記誘導ポテンシャルと、前記周辺ポテンシャルとに基づいて、前記第１の目標軌道を基準として前記自車両が将来に走行可能な領域に含まれる地点ごとに、前記自車両の進行方向と交わる方向に自車両を移動させた場合の安全性を表す走行ポテンシャルを算出し、
前記走行ポテンシャルに基づいて前記第１の目標軌道を修正した第２の目標軌道に基づいて、前記自車両の走行制御を行う、
車両制御方法。
【請求項１１】
コンピュータに、
車外の状況を取得させ、
自車両の周辺物体を検出させ、
前記自車両が走行する走行路の形状に基づいて第１の目標軌道を生成させ、
前記第１の目標軌道に沿って走行することによる安全性を表す誘導ポテンシャルを算出させ、
前記自車両の周辺物体に基づく安全性を表す周辺ポテンシャルを算出させ、
前記誘導ポテンシャルと、前記周辺ポテンシャルとに基づいて、前記第１の目標軌道を基準として前記自車両が将来に走行可能な領域に含まれる地点ごとに、前記自車両の進行方向と交わる方向に自車両を移動させた場合の安全性を表す走行ポテンシャルを算出させ、
前記走行ポテンシャルに基づいて前記第１の目標軌道を修正した第２の目標軌道に基づいて、前記自車両の走行制御を行わせる、
車両制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両制御装置、車両制御方法、および車両制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、加減速や操舵を自動的に行う自動運転について研究が進められている。これに関連し、既定経路に沿った走行をできるだけ維持しつつ、障害物の遭遇可能性が高まったときには先行車両の走行軌跡経路に基づいた自動操舵を行う技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−７８３３３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、特許文献１に開示された技術は、先行車両が存在しない場合には適切な自動操舵が実現できない可能性があり、自車両周辺の障害物の存在によって車両乗員に与える不安感が大きくなる可能性があった。【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、自車両周辺の状況によって車両乗員に与える不安感を抑制することができる車両制御装置、車両制御方法、および車両制御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、自車両の周辺物体を検出する検出部（１０、１２、１４）と、前記自車両が走行する走行路の形状に基づいて第１の目標軌道を生成する生成部（１２３ａ）と、前記第１の目標軌道に沿って走行することによる安全性を表す誘導ポテンシャルを算出する第１のポテンシャル算出部（１２３ｂ）と、前記自車両の周辺物体に基づく安全性を表す周辺ポテンシャルを算出する第２のポテンシャル算出部（１２３ｃ）と、前記第１のポテンシャル算出部により算出された誘導ポテンシャルと、前記第２のポテンシャル算出部により算出された周辺ポテンシャルとに基づいて、前記第１の目標軌道を基準として前記自車両が将来に走行可能な領域に含まれる地点ごとに、前記自車両の進行方向と交わる方向に自車両を移動させた場合の安全性を表す走行ポテンシャルを算出する第３のポテンシャル算出部（１２３ｄ）と、前記第３のポテンシャル算出部により演算された走行ポテンシャルに基づいて前記第１の目標軌道を修正した第２の目標軌道に基づいて、前記自車両の走行制御を行う走行制御部（１４０）と、を備える車両制御装置（１００）である。【０００７】
請求項２記載の発明は、前記第１のポテンシャル算出部は、前記走行路に設けられた側壁の位置、および前記走行路に描かれた白線の位置に基づいて誘導ポテンシャルを算出する、ものである。【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項１に記載の車両制御装置であって、前記第１のポテンシャル算出部は、前記第１の目標軌道に対応する地点における誘導ポテンシャルを、安全性が最も高い値に設定し、前記安全性が最も高いことを示す値の誘導ポテンシャルが設定された地点から離れた地点ほど、次第に前記安全性が最も高いことを示す値から、安全性が低下したことを示す値の誘導ポテンシャルを算出する、ものである。【０００９】
請求項４記載の発明は、請求項１に記載の車両制御装置であって、前記周辺物体は、前記自車両の周辺の障害物の位置、および前記走行路に描かれた白線の位置を含み、前記第２のポテンシャル算出部は、前記障害物の位置および前記白線の位置に基づく安全性を表す周辺ポテンシャルを算出する、ものである。【００１０】
請求項５記載の発明は、前記第２のポテンシャル算出部は、前記安全性が最も高いことを示す値の誘導ポテンシャルが設定された地点から離れた地点ほど、次第に前記安全性が最も高いことを示す値から、安全性が低下したことを示す値の誘導ポテンシャルを算出する、ものである。【００１１】
請求項６記載の発明は、前記第２のポテンシャル算出部は、前記周辺物体のうち白線を除く物体の周囲に対応する地点における周辺ポテンシャルを、安全性が最も高い値から急峻に安全性が低下した値に変化させる、ものである。【００１２】
請求項７記載の発明は、請求項１に記載の車両制御装置であって、前記第２のポテンシャル算出部は、前記自車両の将来の加減速度、および前記自車両の周辺の他車両の加減速度を予測し、予測された前記自車両の将来の加減速度、および前記自車両の周辺の他車両の加減速度に基づく前記自車両と前記他車両との相対位置に基づいて、前記自車両が将来走行する地点に対応する前記周辺ポテンシャルを算出する、ものである。【００１３】
請求項８記載の発明は、請求項１に記載の車両制御装置であって、前記第２のポテンシャル算出部は、前記自車両の乗員により指定された条件、前記周辺物体の種類、または前記自車両の走行履歴の少なくとも一つに基づいて、前記周辺物体の周囲に対応する前記地点における周辺ポテンシャルを変化させる勾配を変化させる、ものである。【００１４】
請求項９記載の発明は、請求項１から７のうちいずれか１項に記載の車両制御装置であって、前記自車両が走行可能な領域のうち、前記検出部の死角領域に存在する周辺物体の位置情報を取得する周辺物体取得部を更に備え、前記第２のポテンシャル算出部は、前記周辺物体取得部により取得された前記周辺物体の位置情報に基づいて周辺ポテンシャルを算出する、ものである。【００１５】
請求項１０記載の発明は、コンピュータ（１００）が、コンピュータが、車外の状況を取得し、自車両の周辺物体を検出し、前記自車両が走行する走行路の形状に基づいて第１の目標軌道を生成し、前記第１の目標軌道に沿って走行することによる安全性を表す誘導ポテンシャルを算出し、前記自車両の周辺物体に基づく安全性を表す周辺ポテンシャルを算出し、前記誘導ポテンシャルと、前記周辺ポテンシャルとに基づいて、前記第１の目標軌道を基準として前記自車両が将来に走行可能な領域に含まれる地点ごとに、前記自車両の進行方向と交わる方向に自車両を移動させた場合の安全性を表す走行ポテンシャルを算出し、前記走行ポテンシャルに基づいて前記第１の目標軌道を修正した第２の目標軌道に基づいて、前記自車両の走行制御を行う、車両制御方法である。【００１６】
請求項１１記載の発明は、コンピュータ（１００）に、車外の状況を取得させ、自車両の周辺物体を検出させ、前記自車両が走行する走行路の形状に基づいて第１の目標軌道を生成させ、前記第１の目標軌道に沿って走行することによる安全性を表す誘導ポテンシャルを算出させ、前記自車両の周辺物体に基づく安全性を表す周辺ポテンシャルを算出させ、前記誘導ポテンシャルと、前記周辺ポテンシャルとに基づいて、前記第１の目標軌道を基準として前記自車両が将来に走行可能な領域に含まれる地点ごとに、前記自車両の進行方向と交わる方向に自車両を移動させた場合の安全性を表す走行ポテンシャルを算出させ、前記走行ポテンシャルに基づいて前記第１の目標軌道を修正した第２の目標軌道に基づいて、前記自車両の走行制御を行わせる、車両制御プログラムである。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１、１０、および１１記載の発明によれば、誘導ポテンシャルに加えて、周辺ポテンシャルに基づいて、車両Ｍの幅方向Ｗの位置を調整することができるので、自車両周辺の状況によって車両乗員に与える不安感を抑制することができる。【００１８】
請求項２記載の発明によれば、走行路に設けられた側壁の位置、および走行路に描かれた白線の位置に基づいて誘導ポテンシャルを算出するので、側壁や白線の位置に基づいて自車両の位置を幅方向に移動することができる。【００１９】
請求項３記載の発明によれば、安全性が最も高い値の誘導ポテンシャルが設定された地点から離れた地点ほど、次第に安全性が最も高い値から上昇した誘導ポテンシャルを算出するので、白線から走行路の外に自車両が走行した場合に、走行路Ｌに戻すように自車両を制御することができる。【００２０】
請求項４記載の発明によれば、障害物の位置および白線の位置に基づく安全性を表す周辺ポテンシャルを算出するので、白線や側壁の状況によって車両乗員に与える不安感を抑制することができる。【００２１】
請求項５、６記載の発明によれば、白線を除く側壁など状況によって車両乗員に与える不安感を抑制することができる。【００２２】
請求項７記載の発明によれば、車両の将来の加減速度、および車両の周辺の他車両の加減速度を予測し、予測結果に基づいて、車両が将来走行する地点に対応する周辺ポテンシャルを算出するので、他車両の状況によって車両乗員に与える不安感を抑制することができる【００２３】
請求項８記載の発明によれば、車両の乗員により指定された条件、周辺物体の種類、または車両の走行履歴を考慮して車両の走行を制御することができる。【００２４】
請求項９記載の発明によれば、死角領域に存在する周辺物体によって車両乗員に与える不安感を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】車両Ｍに搭載される構成の一例を示す図である。
【図２】自車位置認識部１２２により走行車線Ｌ１に対する自車両Ｍの相対位置および姿勢が認識される様子を示す図である。
【図３】推奨車線に基づいて目標軌道が生成される様子を示す図である。
【図４】目標軌道生成手法の一例について説明するための図である。
【図５】行動計画生成部１２３において目標軌道を生成する処理の一例を示すフローチャートである。
【図６】第１の目標軌道を修正して第２の目標軌道を生成する処理の説明図である。
【図７】軌道生成部１２３ａにより目標軌道ＴＬを演算することを説明する図である。
【図８】軌道ポテンシャル、周辺ポテンシャル、および走行ポテンシャルの一例を示す図である。
【図９】軌道ポテンシャル、周辺ポテンシャル、および走行ポテンシャルの他の一例を示す図である。
【図１０】軌道ポテンシャル、周辺ポテンシャル、および走行ポテンシャルの他の一例を示す図である。
【図１１】周辺ポテンシャルの一例を示す図である。
【図１２】他車両Ｍ２が停車している場合の周辺ポテンシャルおよび修正した目標軌道ＴＬを表す図である。
【図１３】他車両Ｍ２が自車両Ｍ１よりも低速で走行している場合の周辺ポテンシャルおよび修正した目標軌道ＴＬを表す図である。
【図１４】他車両Ｍ２が自車両Ｍ１と等速走行している場合の周辺ポテンシャルおよび修正した目標軌道ＴＬを表す図である。
【図１５】自車両Ｍ１が車線変更する場合の目標軌道の一例を示す図である。
【図１６】白線に基づく周辺ポテンシャル、側壁に基づく周辺ポテンシャル、障害物に基づく周辺ポテンシャル、および誘導ポテンシャルの一例を示す図である。
【図１７】自車両Ｍ１が車線変更する場合において、他車両Ｍ２が存在する場合の目標軌道ＴＬを表す図である。
【図１８】自車両Ｍ１が車線変更する場合において、他車両Ｍ２が存在する場合の走行ポテンシャルを表す図である。
【図１９】自車両Ｍ１が車線変更する場合において、他車両Ｍ２が存在する場合の目標軌道ＴＬを表す他の図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照し、本発明の車両制御装置、車両制御方法、および車両制御プログラムの実施形態について説明する。
【００２７】
［車両構成］
まず、車両Ｍに搭載される構成について説明する。図１は、車両Ｍに搭載される構成の一例を示す図である。車両Ｍには、例えば、カメラ１０と、レーダ装置１２と、ファインダ１４と、物体認識装置１６と、通信装置２０と、ＨＭＩ（Human Machine Interface）３０と、ナビゲーション装置５０と、ＭＰＵ（Micro-Processing Unit）６０と、車両センサ７０と、運転操作子８０と、車室内カメラ９０と、自動運転制御ユニット１００と、走行駆動力出力装置２００と、ブレーキ装置２１０と、ステアリング装置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、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。図１に示す構成のうち、カメラ１０、レーダ装置１２、ファインダ１４、第１制御部１２０、および第２制御部１４０を少なくとも含むものが、「車両制御装置」の一例である。
【００２８】
カメラ１０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１０は、車両Ｍの任意の箇所に一つまたは複数が取り付けられる。前方を撮像する場合、カメラ１０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１０は、例えば、周期的に繰り返し車両Ｍの周辺を撮像する。カメラ１０は、ステレオカメラであってもよい。
【００２９】
レーダ装置１２は、車両Ｍの周辺にミリ波などの電波を放射すると共に、物体によって反射された電波（反射波）を検出して少なくとも物体の位置（距離および方位）を検出する。レーダ装置１２は、車両Ｍの任意の箇所に一つまたは複数が取り付けられる。レーダ装置１２は、ＦＭ−ＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式によって物体の位置および速度を検出してもよい。
【００３０】
ファインダ１４は、照射光に対する散乱光を測定し、対象までの距離を検出するＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging、或いはLaser Imaging Detection and Ranging）である。ファインダ１４は、車両Ｍの任意の箇所に一つまたは複数が取り付けられる。
【００３１】
物体認識装置１６は、カメラ１０、レーダ装置１２、およびファインダ１４のうち一部または全部による検出結果に対してセンサフュージョン処理を行って、物体の位置、種類、速度などを認識する。物体認識装置１６は、認識結果を自動運転制御ユニット１００に出力する。
【００３２】
通信装置２０は、例えば、セルラー網やＷｉ−Ｆｉ網、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）などを利用して、車両Ｍの周辺に存在する他車両と通信し、或いは無線基地局を介して遠隔操作管理設備３００などの外部装置と通信する。
【００３３】
ＨＭＩ３０は、車両Ｍの乗員に対して各種情報を提示すると共に、乗員による入力操作を受け付ける。ＨＭＩ３０は、各種表示装置、スピーカ、ブザー、タッチパネル、スイッチ、キーなどを含む。
【００３４】
ナビゲーション装置５０は、例えば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機５１と、ナビＨＭＩ５２と、経路決定部５３とを備え、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリなどの記憶装置に第１地図情報５４を保持している。ＧＮＳＳ受信機は、ＧＮＳＳ衛星から受信した信号に基づいて、車両Ｍの位置を特定する。車両Ｍの位置は、車両センサ７０の出力を利用したＩＮＳ（Inertial Navigation System）によって特定または補完されてもよい。ナビＨＭＩ５２は、表示装置、スピーカ、タッチパネル、キーなどを含む。ナビＨＭＩ５２は、前述したＨＭＩ３０と一部または全部が共通化されてもよい。経路決定部５３は、例えば、ＧＮＳＳ受信機５１により特定された車両Ｍの位置（或いは入力された任意の位置）から、ナビＨＭＩ５２を用いて乗員により入力された目的地までの経路を、第１地図情報５４を参照して決定する。第１地図情報５４は、例えば、道路を示すリンクと、リンクによって接続されたノードとによって道路形状が表現された情報である。第１地図情報５４は、道路の曲率やＰＯＩ（Point Of Interest）情報などを含んでもよい。経路決定部５３により決定された経路は、ＭＰＵ６０に出力される。また、ナビゲーション装置５０は、経路決定部５３により決定された経路に基づいて、ナビＨＭＩ５２を用いた経路案内を行ってもよい。なお、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。また、ナビゲーション装置５０は、通信装置２０を介してナビゲーションサーバに現在位置と目的地を送信し、ナビゲーションサーバから返信された経路を取得してもよい。
【００３５】
ＭＰＵ６０は、例えば、推奨車線決定部６１として機能し、ＨＤＤやフラッシュメモリなどの記憶装置に第２地図情報６２を保持している。推奨車線決定部６１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）、第２地図情報６２を参照してブロックごとに推奨車線を決定する。推奨車線決定部６１は、左から何番目の車線を走行するといった決定を行う。推奨車線決定部６１は、経路において分岐箇所や合流箇所などが存在する場合、車両Ｍが、分岐先に進行するための合理的な経路を走行できるように、推奨車線を決定する。
【００３６】
第２地図情報６２は、第１地図情報５４よりも高精度な地図情報である。第２地図情報６２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、第２地図情報６２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。第２地図情報６２は、通信装置２０を用いて他装置にアクセスすることにより、随時、アップデートされてよい。
【００３７】
車両センサ７０は、車両Ｍの速度を検出する車速センサ、加速度を検出する加速度センサ、鉛直軸回りの角速度を検出するヨーレートセンサ、車両Ｍの向きを検出する方位センサ等を含む。
【００３８】
運転操作子８０は、例えば、アクセルペダル、ブレーキペダル、シフトレバー、ステアリングホイールその他の操作子を含む。運転操作子８０には、操作量あるいは操作の有無を検出するセンサが取り付けられており、その検出結果は、自動運転制御ユニット１００、もしくは、走行駆動力出力装置２００、ブレーキ装置２１０、およびステアリング装置２２０のうち一方または双方に出力される。運転操作子８０には、操作の有無を検出するセンサに加えて、運転操作子８０に対する接触の有無を検出するタッチセンサが備えられている。タッチセンサは、例えば、ステアリングホイールの把持部分に内蔵されたセンサである。タッチセンサは、車両乗員の手がステアリングホイールに触れたことを検出し、検出結果を自動運転制御ユニット１００に出力する。
【００３９】
車室内カメラ９０は、運転席に着座した乗員の顔を中心として上半身を撮像する。車室内カメラ９０の撮像画像は、自動運転制御ユニット１００に出力される。
【００４０】
自動運転制御ユニット１００は、例えば、第１制御部１２０と、第２制御部１４０とを備える。第１制御部１２０、および第２制御部１４０は、それぞれ、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することで実現される。また、以下に説明する第１制御部１２０、および第２制御部１４０の機能部のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）など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協働によって実現されてもよい。
【００４１】
第１制御部１２０は、例えば、外界認識部１２１と、自車位置認識部１２２と、行動計画生成部１２３とを備える。
【００４２】
外界認識部１２１は、カメラ１０、レーダ装置１２、およびファインダ１４から直接的に、或いは物体認識装置１６を介して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。周辺車両の位置は、その周辺車両の重心やコーナー等の代表点で表されてもよいし、周辺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、周辺車両の加速度やジャーク、あるいは「行動状態」（例えば車線変更をしている、または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１２１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。
【００４３】
自車位置認識部１２２は、例えば、車両Ｍが走行している車線（走行車線）、並びに走行車線に対する車両Ｍの相対位置および姿勢を認識する。自車位置認識部１２２は、例えば、第２地図情報６２から得ら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１０によって撮像された画像から認識される車両Ｍの周辺の道路区画線のパターンとを比較することで、走行車線を認識する。この認識において、ナビゲーション装置５０から取得される車両Ｍの位置やＩＮＳによる処理結果が加味されてもよい。
【００４４】
自車位置認識部１２２は、例えば、走行車線に対する自車両Ｍの位置や姿勢を認識する。図２は、自車位置認識部１２２により走行車線Ｌ１に対する自車両Ｍの相対位置および姿勢が認識される様子を示す図である。自車位置認識部１２２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の相対位置および姿勢として認識する。なお、これに代えて、自車位置認識部１２２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１２２により認識される自車両Ｍの相対位置は、推奨車線決定部６１および行動計画生成部１２３に提供される。
【００４５】
行動計画生成部１２３は、推奨車線決定部６１により決定されて推奨車線を走行するように、且つ、車両Ｍの周辺状況に対応できるように、自動運転において順次実行されるイベントを決定する。イベントには、例えば、一定速度で同じ走行車線を走行する定速走行イベント、前走車両に追従する追従走行イベント、車線変更イベント、合流イベント、分岐イベント、緊急停止イベント、自動運転を終了して手動運転に切り替えるためのハンドオーバイベントなどがある。また、これらのイベントの実行中に、車両Ｍの周辺状況（周辺車両や歩行者の存在、道路工事による車線狭窄など）に基づいて、回避のための行動が計画される場合もある。
【００４６】
行動計画生成部１２３は、軌道生成部１２３ａ、および第１ポテンシャル算出部１２３ｂ、第２ポテンシャル算出部１２３ｃ、第３ポテンシャル算出部１２３ｄの機能によって、自車両Ｍが将来走行する目標軌道を生成する。目標軌道は、例えば、速度要素を含んでいる。例えば、目標軌道は、所定のサンプリング時間（例えば０コンマ数［ｓｅｃ］程度）ごとに将来の基準時刻を複数設定し、それらの基準時刻に到達すべき目標地点（軌道点）の集合として生成される。このため、軌道点同士の間隔が広い場合、その軌道点の間の区間を高速に走行することを示している。なお、軌道生成部１２３ａ、および第１ポテンシャル算出部１２３ｂ、第２ポテンシャル算出部１２３ｃ、第３ポテンシャル算出部１２３ｄの詳細な説明は、後述する。
【００４７】
図３は、推奨車線に基づいて目標軌道が生成される様子を示す図である。図示するように、推奨車線は、目的地までの経路に沿って走行するのに都合が良いように設定される。行動計画生成部１２３は、推奨車線の切り替わり地点の所定距離手前（イベントの種類に応じて決定されてよい）に差し掛かると、車線変更イベント、分岐イベント、合流イベントなどを起動する。各イベントの実行中に、障害物を回避する必要が生じた場合には、図示するように回避軌道が生成される。
【００４８】
行動計画生成部１２３は、例えば、目標軌道の候補を複数生成し、安全性と効率性の観点に基づいて、その時点での最適な目標軌道を選択する。
【００４９】
第２制御部１４０は、走行制御部１４１を備える。走行制御部１４１は、行動計画生成部１２３によって生成された目標軌道を、予定の時刻通りに車両Ｍが通過するように、走行駆動力出力装置２００、ブレーキ装置２１０、およびステアリング装置２２０を制御する。
【００５０】
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、内燃機関、電動機、および変速機などの組み合わせと、これらを制御するＥＣＵとを備える。ＥＣＵは、自動運転制御ユニット１００から入力される情報、或いは運転操作子８０から入力される情報に従って、上記の構成を制御する。
【００５１】
ブレーキ装置２１０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、ブレーキＥＣＵとを備える。ブレーキＥＣＵは、自動運転制御ユニット１００から入力される情報、或いは運転操作子８０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。ブレーキ装置２１０は、運転操作子８０に含まれる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２１０は、上記説明した構成に限らず、走行制御部１４１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電子制御式油圧ブレーキ装置であってもよい。
【００５２】
ステアリング装置２２０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、自動運転制御ユニット１００から入力される情報、或いは運転操作子８０から入力される情報に従って、電動モータを駆動し、転舵輪の向きを変更させる。
【００５３】
［目標軌道の修正処理］
以下、行動計画生成部１２３により生成された目標軌道を、自車両の周辺物体などに基づいて修正する処理について説明する。
図４は、目標軌道生成手法の一例について説明するための図である。行動計画生成部１２３の軌道生成部１２３ａは、まず、自車両Ｍ１が走行可能な区間における路面領域を、道路の長手方向に沿った方向（進行方向）Ｓ、道路の幅方向に沿った方向（横方向）Ｗを軸とした座標系を想定し、路面領域を二方向に一定幅で仮想的に区切って得られるグリッドを設定する。グリッドの区切り幅は、進行方向と横方向とで等しくなるように設定してもよいし、異なるように設定してもよい。また、図４は説明を簡易化するために直線路で表しているが、カーブに関しても、何らかの変換処理を介することで同様の処理を行うことができる。
【００５４】
軌道生成部１２３ａは、横方向に並ぶグリッドの中から一つ選択することを、進行方向Ｓに関して一座標ごとに行う。軌道生成部１２３ａは、原則として、自車両Ｍ１が走行する車線Ｌ１の幅方向Ｗにおける中央位置のグリッドを選択する。軌道生成部１２３ａは、選択されたグリッド群を、目標軌道とする。なお、これに代えて、進行方向に関して所定数おきにグリッドを選択してもよい。図中、ハッチングが付けられたグリッドが、一つの目標軌道に相当する。この目標軌道は、自車両Ｍの代表点（前述したように重心など）が通過するものである。
【００５５】
図５は、行動計画生成部１２３において目標軌道を生成する処理の一例を示すフローチャートである。図６は、第１の目標軌道を修正して第２の目標軌道を生成する処理の説明図である。まず、行動計画生成部１２３は、軌道生成部１２３ａにより目標軌道を生成する（ステップＳ１００）。軌道生成部１２３ａは、図４に示したように、自車両Ｍ１が走行する車線Ｌ１におけるグリッドのうち幅方向Ｗにおける中央位置のグリッドを選択する（図６（ａ））。次に行動計画生成部１２３は、外界認識部１２１の認識結果に基づいて、周囲状況を取得する（ステップＳ１０２）。周囲状況は、例えば、車線Ｌ１、Ｌ２、およびその周囲に描かれた白線、他車両Ｍ２、およびガードレールなどの側壁（不図示）が含まれる。
【００５６】
次に、行動計画生成部１２３は、誘導ポテンシャル、周辺ポテンシャル、および走行ポテンシャルを算出する（ステップＳ１０４）。第１ポテンシャル算出部１２３ｂは、生成した目標軌道（第１の目標軌道）に沿って走行することによる安全性を表す誘導ポテンシャルを算出する。また、第２ポテンシャル算出部１２３ｃは、自車両Ｍ１の周辺物体に基づく安全性を表す周辺ポテンシャルを算出する。さらに、第３ポテンシャル算出部１２３ｄは、誘導ポテンシャルと、周辺ポテンシャルとに基づいて、第１の目標軌道を基準として自車両Ｍ１が将来に走行可能な領域に含まれる地点ごとに、自車両Ｍ１の進行方向Ｓと交わる幅方向Ｗに自車両Ｍ１を移動させた場合の安全性を表す走行ポテンシャルを算出する。
【００５７】
次に、軌道生成部１２３ａは、走行ポテンシャルに基づいて第１の目標軌道を修正することで、修正された目標軌道（第２の目標軌道）を生成する（ステップＳ１０６）。軌道生成部１２３ａは、図６（ｂ）に示すように、他車両Ｍ２との距離を長くする方向にグリッドをずらす。また、軌道生成部１２３ａは、グリッド群をスプライン関数に従って目標軌道ＴＬを演算する。なお、軌道生成部１２３ａは、スプライン関数に限らず、エルミート関数により目標軌道を演算してよい。次に、第２制御部１４０は、第２の目標軌道に基づいて、自車両Ｍ１を操舵制御する（ステップＳ１０８）。
［目標軌道の補間処理］
【００５８】
図７は、軌道生成部１２３ａにより目標軌道ＴＬを演算することを説明する図である。図７は、自車両Ｍ１が存在する空間をＸＹ座標で表している。軌道生成部１２３ａは、ベクトルＶの打ち出し位置を始点Ｐｓに設定する。軌道生成部１２３ａは、始点Ｐｓから終点Ｐｅまでを補間する曲線を演算する。
【００５９】
始点Ｐｓの座標（ｘ０，ｙ０）において自車両Ｍの速度がｖ０であり、加速度がａ０であるものとする。自車両Ｍ１の速度ｖ０は、速度のｘ方向成分ｖｘ０とｙ方向成分ｖｙ０とが合成されたものである。自車両Ｍ１の加速度ａ０は、加速度のｘ方向成分ａｘ０とｙ方向成分ａｙ０とが合成されたものである。終点Ｐｅの座標（ｘ１，ｙ１）において自車両Ｍの速度がｖ１であり、加速度がａ１であるものとする。自車両Ｍ１の速度ｖ１は、速度のｘ方向成分ｖｘ１とｙ方向成分ｖｙ１とが合成されたものである。自車両Ｍ１の加速度ａ１は、加速度のｘ方向成分ａｘ１とｙ方向成分ａｙ１とが合成されたものである。
【００６０】
軌道生成部１２３ａは、自車両Ｍ１が始点Ｐｓから終点Ｐｅまでに至る単位時間Ｔが経過する周期中の時間ｔごとに、目標点（ｘ，ｙ）を設定する。目標点（ｘ，ｙ）の演算式は、下記式（１）および式（２）のスプライン関数により表される。
ｘ：ｆ（ｔ）＝ｍ５×ｔ５＋ｍ４×ｔ４＋ｍ３×ｔ３＋（１／２）×ａｘ０×ｔ２＋ｖｘ０×ｔ＋ｘ０  式（１）
ｙ：ｆ（ｔ）＝ｍ５×ｔ５＋ｍ４×ｔ４＋ｍ３×ｔ３＋（１／２）×ａｙ０×ｔ２＋ｖｙ０×ｔ＋ｙ０  式（２）
式（１）および式（２）において、ｍ５、ｍ４、およびｍ３は、下記の式（３）、式（４）および式（５）のように表される。
ｍ５＝−（２０ｐ０−２０ｐ１＋１２ｖ０Ｔ＋８ｖ１Ｔ＋３ａ０Ｔ２−ａ１Ｔ２）／２Ｔ３  式（３）
ｍ４＝（３０ｐ０−３０ｐ１＋１６ｖ０Ｔ＋１４ｖ１Ｔ＋３ａ０Ｔ２−２ａ１Ｔ２）／２Ｔ４  式（４）
ｍ３＝−（１２ｐ０−１２ｐ１＋６ｖ０Ｔ＋６ｖ１Ｔ＋ａ０Ｔ２−ａ１Ｔ２）／２Ｔ５  式（５）
式（３）、式（４）および式（５）においてｐ０は始点Ｐｓにおける自車両Ｍ１の位置（ｘ０，ｙ０）であり、ｐ１は終点Ｐｅにおける自車両Ｍ１の位置（ｘ１，ｙ１）である。
【００６１】
軌道生成部１２３ａは、式（１）および式（２）におけるｖｘ０およびｖｙ０に車両状態取得部１１４により取得された車速にゲインを掛け合わせた値を代入して、単位時間Ｔを時刻ｔごとに式（１）および式（２）の演算結果により特定された目標点（ｘ（ｔ），ｙ（ｔ））を取得する。これにより、経路演算部１１５は、始点Ｐｓと終点Ｐｅとを複数の目標点（ｘ（ｔ），ｙ（ｔ））により補間したスプライン曲線を得る。軌道生成部１２３ａは、得られたスプライン曲線を、目標軌道ＴＬとして第２制御部１４０に出力する（ステップＳ１１０）。なお、軌道生成部１２３ａは、５次元のスプライン関数によってスプライン曲線を演算しているが、５次元のスプライン関数に限らず、高次元のスプライン関数であれば、式（１）〜式（５）を変形して目標経路ＴＬを演算してもよい。
【００６２】
［ポテンシャルの算出処理］
図８は、軌道ポテンシャル、周辺ポテンシャル、および走行ポテンシャルの一例を示す図である。図８（ａ）に示すように、走行路Ｌの幅方向Ｗの両端に道路境界線としての白線ＬＲおよびＬＬが描かれ、走行路Ｌの左側にカーブ路内側領域Ｌ＃が形成され、さらに、走行路Ｌの右側およびカーブ路内側領域Ｌ＃の左側に側壁ＷＲおよびＷＬが設けられている場合を想定する。図８（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、および（ｅ）は、自車両Ｍ１が将来走行する進行方向Ｓの予測位置に対して幅方向Ｗに伸びるグリッドラインＧＬ上のグリッドごとに設定されるポテンシャルの大きさを表す図である。
【００６３】
第１ポテンシャル算出部１２３ｂは、図８（ｂ）に示すように、走行路Ｌの幅方向Ｗにおける中央位置ＣＰに対応するグリッドの誘導ポテンシャルを、極小値として算出する。第１ポテンシャル算出部１２３ｂは、走行路Ｌの幅方向Ｗにおける中央位置ＣＰから遠くなるほど次第に高くなる誘導ポテンシャルを算出する。第１ポテンシャル算出部１２３ｂは、白線ＬＬおよびＬＲに対応するグリッドの誘導ポテンシャルを、極大値として算出する。
【００６４】
第２ポテンシャル算出部１２３ｃは、図８（ｃ）に示すように、走行路Ｌの幅方向Ｗにおける中央位置に対応するグリッドの周辺ポテンシャル（Ｐ２）を、極小値として算出する。第２ポテンシャル算出部１２３ｃは、走行路Ｌの幅方向Ｗにおける中央位置から遠くなるほど、次第に高くなる周辺ポテンシャルを算出する。第２ポテンシャル算出部１２３ｃは、側壁ＷＲおよびＷＬに対応するグリッドの周辺ポテンシャルを、極大値として算出する。さらに、第２ポテンシャル算出部１２３ｃは、図８（ｄ）に示すように、カーブ路内側領域Ｌ＃に対応するグリッドの周辺ポテンシャルを算出する。第２ポテンシャル算出部１２３ｃは、白線ＬＬに対応するグリッドの周辺ポテンシャルを、最小値として算出する。第２ポテンシャル算出部１２３ｃは、白線ＬＬから側壁ＷＬに向かって遠くなるほど、次第に高くなる周辺ポテンシャルを算出する。
【００６５】
ここで、誘導ポテンシャルおよび周辺ポテンシャルの値は、安全度が高いほど低くなり、危険度が高いほど高くなるものとする。すなわち、第２ポテンシャル算出部１２３ｃは、側壁ＷＲおよびＷＬに対応するグリッドの周辺ポテンシャルの極大値を、カーブ路内側領域Ｌ＃に対応するグリッドの周辺ポテンシャルの極大値よりも高く算出する。また、第１ポテンシャル算出部１２３ｂは、走行路Ｌから外れた領域における誘導ポテンシャルを、周辺ポテンシャルよりも低く算出する。
【００６６】
第３ポテンシャル算出部１２３ｄは、誘導ポテンシャルと周辺ポテンシャルとを合算した値を、走行ポテンシャルとして算出する。第３ポテンシャル算出部１２３ｄは、図８（ｅ）に示すように、走行路Ｌの中央位置ＣＰから白線ＬＬ側にずれたグリッドの走行ポテンシャルを、最小値として算出する。軌道生成部１２３ａは、走行ポテンシャルが最小値のグリッドに対応する位置を走行するように目標軌道を修正する。
【００６７】
第１ポテンシャル算出部１２３ｂ、第２ポテンシャル算出部１２３ｃ、および第３ポテンシャル算出部１２３ｄは、第１の目標軌道に対応する地点における誘導ポテンシャルを、安全性が最も高い極小値に設定し、極小値の誘導ポテンシャルが設定された地点から離れた地点ほど、次第に極小値から上昇した誘導ポテンシャルを算出する。具体的に、第１ポテンシャル算出部１２３ｂ、第２ポテンシャル算出部１２３ｃ、および第３ポテンシャル算出部１２３ｄは、図８（ｂ）〜（ｅ）に示したように、ポテンシャルを、走行路Ｌ幅方向Ｗにおいて極小値から線形的な勾配で極大値に変化させる。これにより、行動計画生成部１２３は、自車両Ｍ１の走行している位置が極小値からずれた場合に、自車両Ｍ１の位置を極小値に向かうまでの速度を調整する。
【００６８】
第２ポテンシャル算出部１２３ｃは、自車両Ｍ１が走行可能な領域のうち、カメラ１０などの検出部の死角領域に存在する周辺物体の位置情報に基づいて、周辺ポテンシャルを算出してもよい。第２ポテンシャル算出部１２３ｃは、周辺物体取得部１２３ｅにより、第２地図情報６２を参照して、死角領域に含まれる周辺物体を取得する。周辺物体取得部１２３ｅは、例えば、図８（ａ）に示すように、カーブ路よりも先の走行路Ｌにおける周辺物体の位置を取得する。第２ポテンシャル算出部１２３ｃは、取得された周辺物体の位置情報に基づいて周辺ポテンシャルを算出する。
【００６９】
第１ポテンシャル算出部１２３ｂ、第２ポテンシャル算出部１２３ｃ、および第３ポテンシャル算出部１２３ｄは、自車両Ｍ１の乗員により指定された条件、周辺物体の種類、または自車両Ｍ１の走行履歴の少なくとも一つに基づいて、幅方向Ｗにおいてポテンシャルを変化させてもよい。図９は、軌道ポテンシャル、周辺ポテンシャル、および走行ポテンシャルの他の一例を示す図である。例えば、ＨＭＩ３０により、自車両Ｍ１の乗員により指定された条件として、安心感を重視して走行することが選択されたものとする。この場合、第１ポテンシャル算出部１２３ｂは、図９（ｃ）に示すように、図中Ａで示すような、幅方向Ｗにおいてなだらかに極小値から極大値まで変化する周辺ポテンシャルを、図中Ｂで示すような、幅方向Ｗにおいて急峻に極小値から極大値まで変化する周辺ポテンシャルに変更することができる。第１ポテンシャル算出部１２３ｂは、自車両Ｍ１が走行している車線の隣接車線に走行している他車両Ｍ２が普通車である場合には、図中Ａで示すような、幅方向Ｗにおいてなだらかに極小値から極大値まで変化する周辺ポテンシャルを算出する。一方、第１ポテンシャル算出部１２３ｂは、他車両Ｍ２が貨物トラックなどの大型車である場合には、図中Ｂで示すような、幅方向Ｗにおいて急峻に極小値から極大値まで変化する周辺ポテンシャルに変更することができる。第１ポテンシャル算出部１２３ｂは、自車両Ｍ１の走行履歴に基づいて、自車両Ｍ１の乗員が、カーブ路おいて走行路Ｌの端部を走行することを好む場合、図中Ａで示すような、幅方向Ｗにおいてなだらかに極小値から極大値まで変化する周辺ポテンシャルを算出する。一方、第１ポテンシャル算出部１２３ｂは、自車両Ｍ１の乗員が、自車両Ｍ１が斜線の中央に向けて走行することを好む場合には、図中Ｂで示すような、幅方向Ｗにおいて急峻に極小値から極大値まで変化する周辺ポテンシャルに変更することができる。
【００７０】
第２ポテンシャル算出部１２３ｃは、自車両Ｍ１が走行可能な領域のうち、カメラ１０などの検出部の死角領域に存在する周辺物体の位置情報に基づいて、周辺ポテンシャルを算出してもよい。第２ポテンシャル算出部１２３ｃは、周辺物体取得部１２３ｅにより、第２地図情報６２を参照して、死角領域に含まれる周辺物体を取得する。周辺物体取得部１２３ｅは、例えば、図８（ａ）に示すように、カーブ路よりも先の走行路Ｌにおける周辺物体の位置を取得する。第２ポテンシャル算出部１２３ｃは、取得された周辺物体の位置情報に基づいて周辺ポテンシャルを算出する。
【００７１】
図１０は、軌道ポテンシャル、周辺ポテンシャル、および走行ポテンシャルの他の一例を示す図である。図１０（ａ）に示すように、走行路Ｌの幅方向Ｗの両端に道路境界線としての白線ＬＲおよびＬＬが描かれ、走行路Ｌの左側にカーブ路内側領域Ｌ＃が形成され、さらに、走行路Ｌの右側およびカーブ路内側領域Ｌ＃の左側に側壁ＷＲおよびＷＬが設けられている場合を想定する。図１０（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、および（ｅ）は、自車両Ｍ１が将来走行する進行方向Ｓの予測位置に対して幅方向Ｗに伸びるグリッドラインＧＬ上のグリッドごとに設定されるポテンシャルの大きさを表す図である。
【００７２】
第１ポテンシャル算出部１２３ｂは、図１０（ｂ）に示すように、走行路Ｌの幅方向Ｗにおける中央位置ＣＰに対応するグリッドの誘導ポテンシャルを、極小値として算出する。第１ポテンシャル算出部１２３ｂは、極大値付近において急峻に上昇するように高くなる誘導ポテンシャルを算出する。
【００７３】
第２ポテンシャル算出部１２３ｃは、図１０（ｃ）に示すように、走行路Ｌの幅方向Ｗにおける中央位置に対応するグリッドの周辺ポテンシャル（Ｐ２）を、極小値として算出する。第２ポテンシャル算出部１２３ｃは、極大値付近において急峻に上昇するように高くなる周辺ポテンシャルを算出する。さらに、第２ポテンシャル算出部１２３ｃは、図９（ｄ）に示すように、カーブ路内側領域Ｌ＃に対応するグリッドの周辺ポテンシャルを算出する。第２ポテンシャル算出部１２３ｃは、白線ＬＬに対応するグリッドの周辺ポテンシャルを、最小値として算出する。第２ポテンシャル算出部１２３ｃは、白線ＬＬから側壁ＷＬに向かって遠くなるほど、極大値付近において急峻に上昇するように高くなる周辺ポテンシャルを算出する。
【００７４】
第３ポテンシャル算出部１２３ｄは、誘導ポテンシャルと周辺ポテンシャルとを合算した値を、走行ポテンシャルとして算出する。第３ポテンシャル算出部１２３ｄは、図１０（ｅ）に示すように、走行路Ｌの中央位置ＣＰから白線ＬＬ側にずれたグリッドの走行ポテンシャルを、最小値として算出する。軌道生成部１２３ａは、走行ポテンシャルが最小値のグリッドに対応する位置を走行するように目標軌道を修正する。
【００７５】
図１１は、周辺ポテンシャルの一例を示す図である。図１１は、幅方向Ｗおよび進行方向Ｓにおける自車両Ｍ１の現在位置を０（基準）として表し、極大値「１」から極小値「０」の範囲で周辺ポテンシャル（Ｐ）を表した図である。進行方向Ｓにおける数値は、自車両Ｍ１が将来走行する進行方向Ｓ方向にならぶグリッド数に対応する。第２ポテンシャル算出部１２３ｃは、周辺物体として白線、側壁、他車両Ｍ２などの障害物が存在する場合、図１１（ａ）、図１１（ｂ）、および図１１（ｃ）に示す周辺ポテンシャルを算出する。
【００７６】
第２ポテンシャル算出部１２３ｃは、自車両Ｍ１の将来の加減速度、および自車両Ｍ１の周辺の他車両Ｍ２の加減速度を予測する。第２ポテンシャル算出部１２３ｃは、予測された自車両Ｍ１の将来の加減速度、および自車両Ｍ１の周辺の他車両Ｍ２の加減速度に基づく自車両Ｍ１と他車両Ｍ２との相対位置に基づいて、自車両Ｍ１が将来走行する地点に対応する周辺ポテンシャルを算出する。
【００７７】
図１２は、他車両Ｍ２が停車している場合の周辺ポテンシャルおよび修正した目標軌道ＴＬを表す図である。第１ポテンシャル算出部１２３ｂは、図１２（Ａ）に示すように、自車両Ｍ１の前方に停車した他車両Ｍ２が存在ことが予測される場合、他車両Ｍ２の存在位置に対応するグリッドの周辺ポテンシャルを極大値として算出し、当該グリッドを中心として当該グリッドから離れるほど次第に周辺ポテンシャルを低くする。軌道生成部１２３ａは、図１２（Ａ）に示すような周辺ポテンシャルが算出された場合、図１２（Ｂ）に示すように、他車両Ｍ２の位置から幅方向Ｗにおいて他車両Ｍ２から遠ざかるように目標軌道ＴＬを修正し、さらに進行方向Ｓにおいて他車両Ｍ２の位置を通過した後に、幅方向Ｗにおいて修正前の位置に戻るように目標軌道ＴＬを修正する。
【００７８】
図１３は、他車両Ｍ２が自車両Ｍ１よりも低速で走行している場合の周辺ポテンシャルおよび修正した目標軌道ＴＬを表す図である。第１ポテンシャル算出部１２３ｂは、図１３（Ａ）に示すように、自車両Ｍ１の前方に、自車両Ｍ１よりも速度が低い他車両Ｍ２が存在することが予測される場合、他車両Ｍ２の存在位置の前方に対応するグリッドの周辺ポテンシャルを極大値として算出し、当該グリッドを中心として当該グリッドから離れるほど次第に周辺ポテンシャルを低くする。軌道生成部１２３ａは、図１３（Ａ）に示すような周辺ポテンシャルが算出された場合、図１３（Ｂ）に示すように、幅方向Ｗにおいて他車両Ｍ２から遠ざかるように目標軌道ＴＬを修正し、さらに、幅方向Ｗにおいて他車両Ｍ２との距離を保つように目標軌道ＴＬを修正する。
【００７９】
図１４は、他車両Ｍ２が自車両Ｍ１と等速走行している場合の周辺ポテンシャルおよび修正した目標軌道ＴＬを表す図である。第１ポテンシャル算出部１２３ｂは、図１４（Ａ）に示すように、自車両Ｍ１の前方に、自車両Ｍ１と等速走行する他車両Ｍ２が存在することが予測される場合、他車両Ｍ２の位置を中心、および他車両Ｍ２の位置の周辺の周辺ポテンシャルを、他車両Ｍ２の存在によっては変更しない。なお、第１ポテンシャル算出部１２３ｂは、自車両Ｍ１の前方に、自車両Ｍ１よりも高い速度で走行する他車両Ｍ２が存在することが予測される場合も、他車両Ｍ２の位置を中心、および他車両Ｍ２の位置の周辺の周辺ポテンシャルを、他車両Ｍ２の存在によっては変更しない。
【００８０】
図１５は、自車両Ｍ１が車線変更する場合の目標軌道の一例を示す図である。軌道生成部１２３ａは、車線Ｌ１からＬ２に車線変更する場合、図１５に示すように、車線Ｌ１からＬ２に斜めに進入するグリッド群を選択する。第２ポテンシャル算出部１２３ｃは、例えば、車線変更する操作を受け付けた場合、図１６（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）に示すように、車線Ｌ１とＬ２との間の境界を表す白線ＷＬを無視して、周辺ポテンシャルを算出する。図１６は、白線に基づく周辺ポテンシャル、側壁に基づく周辺ポテンシャル、障害物に基づく周辺ポテンシャル、および誘導ポテンシャルの一例を示す図である。また、第１ポテンシャル算出部１２３ｂは、図１６（ｄ）に示すように、軌道生成部１２３ａにより選択されたグリッドの誘導ポテンシャルを最小値として算出する。第１ポテンシャル算出部１２３ｂは、軌道生成部１２３ａにより選択されたグリッドから離れたグリッドほど、次第に値が高くなるように誘導ポテンシャルを算出する。
【００８１】
図１７は、自車両Ｍ１が車線変更する場合において、他車両Ｍ２が存在する場合の目標軌道ＴＬを表す図である。図１８は、自車両Ｍ１が車線変更する場合において、他車両Ｍ２が存在する場合の走行ポテンシャルを表す図である。軌道生成部１２３ａは、自車両Ｍ１が車線変更する場合において、車線Ｌ２に他車両Ｍ２が存在する場合、他車両Ｍ２から遠ざかる方向に目標軌道を修正する。
【００８２】
図１９は、自車両Ｍ１が車線変更する場合において、他車両Ｍ２が存在する場合の目標軌道ＴＬを表す他の図である。軌道生成部１２３ａは、自車両Ｍ１が車線Ｌ１からＬ２に車線変更する場合において、他車両Ｍ２が車線Ｌ３からＬ２に車線変更する場合、自車両Ｍ１の目標軌道を、車線Ｌ２の中央位置から、他車両Ｍ２から離れる方向にずらした目標軌道ＴＬを算出する。
【００８３】
以上説明した車両制御システム１によれば、第１の目標軌道に沿って走行することによる安全性を表す誘導ポテンシャルを算出する第１ポテンシャル算出部１２３ｂと、自車両の周辺物体に基づく安全性を表す周辺ポテンシャルを算出する第２ポテンシャル算出部１２３ｃと、第１ポテンシャル算出部１２３ｂにより算出された誘導ポテンシャルと、第２ポテンシャル算出部１２３ｃにより算出された周辺ポテンシャルとに基づいて、第１の目標軌道を基準として自車両が将来に走行可能な領域に含まれる地点ごとに、自車両の進行方向と交わる方向に自車両を移動させた場合の安全性を表す走行ポテンシャルを算出する第３ポテンシャル算出部１２３ｄと、第３ポテンシャル算出部１２３ｄにより演算された走行ポテンシャルに基づいて第１の目標軌道を修正した第２の目標軌道に基づいて、自車両の走行制御を行う第２制御部１４０と、を備える。この車両制御システム１によれば、誘導ポテンシャルに加えて、周辺ポテンシャルに基づいて、車両Ｍの幅方向Ｗの位置を調整することができるので、自車両周辺の状況によって車両乗員に与える不安感を抑制することができる。
【００８４】
また、車両制御システム１によれば、走行路に設けられた側壁の位置、および走行路に描かれた白線の位置に基づいて誘導ポテンシャルを算出するので、側壁や白線の位置に基づいて自車両Ｍ１の位置を幅方向Ｗに移動することができる。これにより、車両制御システム１によれば、白線や側壁の状況によって車両乗員に与える不安感を抑制することができる。
【００８５】
さらに、車両制御システム１によれば、障害物の位置および白線の位置に基づく安全性を表す周辺ポテンシャルを算出するので、白線や側壁の状況によって車両乗員に与える不安感を抑制することができる。
【００８６】
さらに、車両制御システム１によれば、第１の目標軌道に対応する地点における誘導ポテンシャルを、安全性が最も高い値に設定し、安全性が最も高い値の誘導ポテンシャルが設定された地点から離れた地点ほど、次第に前記安全性が最も高い値から上昇した誘導ポテンシャルを算出するので、白線から走行路Ｌの外に自車両Ｍ１が走行した場合に、走行路Ｌに戻すように自車両Ｍ１を制御することができる。
【００８７】
さらに、車両制御システム１によれば、周辺物体のうち白線を除く物体の周囲に対応する地点における周辺ポテンシャルを、安全性が最も高い値から急峻に上昇させるので、白線を除く側壁など状況によって車両乗員に与える不安感を抑制することができる。
【００８８】
さらに、車両制御システム１によれば、自車両Ｍ１の将来の加減速度、および自車両Ｍ１の周辺の他車両Ｍ２の加減速度を予測し、予測結果に基づいて、自車両Ｍ１が将来走行する地点に対応する周辺ポテンシャルを算出するので、他車両Ｍ２の状況によって車両乗員に与える不安感を抑制することができる。
【００８９】
さらに、車両制御システム１によれば、自車両Ｍ１の乗員により指定された条件、周辺物体の種類、または自車両Ｍ１の走行履歴などにより、周辺物体の周囲に対応する地点における周辺ポテンシャルを変化させる勾配を変化させるので、自車両Ｍ１の乗員により指定された条件、周辺物体の種類、または自車両Ｍ１の走行履歴を考慮して自車両Ｍ１の走行を制御することができる。
【００９０】
さらに、車両制御システム１によれば、自車両Ｍ１が走行可能な領域のうち死角領域に存在する周辺物体の位置情報に基づいて周辺ポテンシャルを算出するので、死角領域に存在する周辺物体によって車両乗員に与える不安感を抑制することができる。
【００９１】
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】
【００９２】
１‥車両制御システム
３０‥ＨＭＩ
４０‥ＨＵＤ
６０‥ＭＰＵ
６１‥推奨車線決定部
７０‥車両センサ
１００‥自動運転制御ユニット
１２０‥第１制御部
１２３‥行動計画生成部
１２３ａ‥軌道生成部
１２３ｂ‥第１ポテンシャル算出部
１２３ｃ‥第２ポテンシャル算出部
１４０‥第２制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【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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【国際調査報告】
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