(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車の周囲の情報を取得するセンシング手段と、
希望運転動作の入力を受ける希望運転動作入力手段と、
該センシング手段によって得られた自車の周囲の情報を基に、制限速度を遵守しつつ前記希望運転動作入力手段が受けた入力に対応する運転動作が可能かを判定する運転動作可否判断手段と、
該運転動作可否判断手段の判断結果に基づいて、切り替えパラメータの値を切り替えることにより、縦方向の運転動作を前方車追従、規制速度への調整、停止準備の３つのうちのいずれかのパターンで与え、かつ、走行環境に応じた滑らかな横方向の運転動作モデルを生成する運転動作生成手段と、
前記生成された運転モデルに応じた運転動作指令信号を生成する出力手段とを有し、
前記運転動作生成手段は、停止に関する運動モデルを生成する際には、減速度及び停止位置を利用した運動モデルを生成することを特徴とする走行支援装置。
【請求項２】
前記運動モデルの、自車の速度を０ｋｍ／ｈとする場合を記述する式は、Ｘｄを停止すべき位置、ｘを自車の進行方向位置、αを減速度、記号の上のドットは時間微分を示すとしたとき、
【数１】
0003973008.tif 000057
で与えられることを特徴とする請求項１に記載の走行支援装置。
【請求項３】
更に、
衛星からのデータを受信することによって、自車の位置を特定し、道路地図案内システムを用いて前記希望運転動作を生成する手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の走行支援装置。
【請求項４】
前記希望運転動作入力手段は、運転者からの希望動作の入力を受け付けることを特徴とする請求項１に記載の走行支援装置。
【請求項５】
（ａ）自車の周囲の情報を取得するステップと、
（ｂ）希望運転動作の入力を受ける希望運転動作入力ステップと、
（ｃ）該ステップ（ａ）によって得られた自車の周囲の情報を基に、制限速度を遵守しつつ前記希望運転動作入力手段が受けた入力に対応する運転動作が可能かを判定するステップと、
（ｄ）該ステップ（ｃ）の判断結果に基づいて、切り替えパラメータの値を切り替えることにより、縦方向の運転動作を前方車追従、規制速度への調整、停止準備の３つのうちのいずれかのパターンで与え、かつ、走行環境に応じた滑らかな横方向の運転動作モデルを生成するステップと、
（ｅ）前記生成された運転モデルに応じた運転動作指令信号を生成するステップとを備え、
前記運転動作生成手段は、停止に関する運動モデルを生成する際には、減速度及び停止位置を利用した運動モデルを生成することを特徴とする走行支援方法。
【請求項６】
コンピュータに、車両の運転動作を制御させる処理であって、
（ａ）自車の周囲の情報を取得するステップと、
（ｂ）希望運転動作の入力を受ける希望運転動作入力ステップと、
（ｃ）該ステップ（ａ）によって得られた自車の周囲の情報を基に、制限速度を遵守しつつ前記希望運転動作入力手段が受けた入力に対応する運転動作が可能かを判定するステップと、
（ｄ）該ステップ（ｃ）の判断結果に基づいて、切り替えパラメータの値を切り替えることにより、縦方向の運転動作を前方車追従、規制速度への調整、停止準備の３つのうちのいずれかのパターンで与え、かつ、走行環境に応じた滑らかな横方向の運転動作モデルを生成するステップと、
（ｅ）前記生成された運転モデルに応じた運転動作指令信号を生成するステップとを備え、
前記運転動作生成手段は、停止に関する運動モデルを生成する際には、減速度及び停止位置を利用した運動モデルを生成する処理を行わせることを特徴とするプログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項７】
コンピュータに、車両の運転動作を制御させる処理であって、
（ａ）自車の周囲の情報を取得するステップと、
（ｂ）希望運転動作の入力を受ける希望運転動作入力ステップと、
（ｃ）該ステップ（ａ）によって得られた自車の周囲の情報を基に、制限速度を遵守しつつ前記希望運転動作入力手段が受けた入力に対応する運転動作が可能かを判定するステップと、
（ｄ）該ステップ（ｃ）の判断結果に基づいて、切り替えパラメータの値を切り替えることにより、縦方向の運転動作を前方車追従、規制速度への調整、停止準備の３つのうちのいずれかのパターンで与え、かつ、走行環境に応じた滑らかな横方向の運転動作モデルを生成するステップと、
（ｅ）前記生成された運転モデルに応じた運転動作指令信号を生成するステップとを備え、
前記運転動作生成手段は、停止に関する運動モデルを生成する際には、減速度及び停止位置を利用した運動モデルを生成する処理を行わせることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、周囲車両の状況を判断して自動車の一般道における走行支援を行う走行支援装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
今日、社会の情報化が進む中で、自動車の運転に関してもコンピュータを使った情報処理能力を利用して、運転者に好ましい運転行動を示唆し、あるいは、運転者に代わって自動車を自動運転する装置の開発が行われている。しかしながら、従来の技術においては、交差点を含む走行路の経路探索を行う自動走行技術や走行路の環境認識技術は存在するが、周囲車両との衝突を回避しながら、運転者もしくは経路誘導機器による指令動作（直前車追従、規制速度走行、赤信号での停止、車線変更を伴う追い越し、右左折を含む交差点通過など）を自動的に実現するための技術は存在しない。
【０００３】
本発明の技術に関連した特許としては、特許２６０３５２３号公報、特許２５１４４０５号公報、特許２６６０７２７号がある。
これらにおいては、走行路を探索しながら車両の自動走行を行うことを目的としており、道路形状に応じて操舵を含めた制御を行うことなども考慮されている。しかし、道路前方の車両の混み具合に応じて交差点に進入してよいかどうかを判断すること、右折しようとする時の対向直進車との状況関係を基に安全に右折動作を実現するような制御、及び、右左折に際し、適切な車線へ移動する制御については考慮されていない。
【０００４】
また、特願平１０−１８５２９２号には、車線変更を可能とする安全走行支援装置が記載されている。更に、特願平１１−２２３５４３号においては、交差点を含む複数車線道路において周囲車両と衝突しないように直進、右折／左折、車線変更を行うための走行支援ツールを提供している。ただし、以下の課題が残されている。
【０００５】
走行支援運動パターンの生成に用いられている「環境力モデル」が厳密に速度０への調整が出来ない形になっている。すなわち、停止が必要な場合、環境力モデルの枠組みでは、
【０００６】
【数１】
0003973008.tif 000002
【０００７】
という構造のため、停止モードを規定する環境力項は
【０００８】
【数２】
0003973008.tif 000003
【０００９】
と定義されている。ここでのεは本来０としたいところであるが、それは不可能であり、「０を近似する」微少な定数として与えることになる。すなわち、指示速度を０ではなくεと設定することになる。この微小パラメータεの選定はかなりデリケートな問題であり、状況によっては数値処理上の不安定現象を引き起こすおそれがある。
【００１０】
基本となる運転動作モデルの問題点を解消すべく修正を施せば、直進、右折／左折、車線変更のための支援方策に見直しが必要となる。
車線変更方策において、車線変更のための「目標車線における間隙」を形成する前後の車両の一方もしくは両方が存在しない場合の扱いが不明瞭である。
【００１１】
そのほか、本発明に関連する従来技術としては、以下のようなものがある。
特開平１０−１８７９３０号の技術は交差点を含む走行環境認識技術のみに関するものであり、その認識結果を用いた走行支援方策については考慮されていない。
【００１２】
特開平５−１６５５２０号の技術は退避制御に関連する技術であるが、いわゆるＦＡ（Factory  Automation）技術に関連した工場内の無人搬送車の制御を目的としており、一般道路の自動車の走行支援技術とは分野が異なる。
【００１３】
一方、車両の運転支援のための指令信号生成と関連の深い「交通流モデル」、「交通流シミュレータ」、「車線変更方策」に関する従来技術とその問題点については、本発明の発明者らが以前に出願した特願平１０−１８５２９２号の明細書を参照されたい。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上記特願平１０−１８５２９２号の発明は、複数車線道路において周囲車両と衝突することなく車線変更を行うための走行支援技術である。ただし、特願平１０−１８５２９２号に記載の技術は、走行支援可能な運転動作に制限がある。従って、走行支援を行うことができる運転動作の適用範囲を拡張するためには、少なくとも以下の手段を設ける必要がある。
・交差点通過時のための進入可否判定手段を設ける。
・右左折のための動作生成手段を含める。
・追い越しのための動作生成手段を含める。
【００１５】
以上の手段を新たに設けることにより、自動車が交差点や複数車線を有する道路上で周囲車両などと衝突することなく安全に走行できるように、運転者もしくは経路誘導機器による指令動作（直前車追従、規制速度走行、赤信号での停止、車線変更を伴う追い越し、右左折を含む交差点通過など）を、安全かつ円滑に実施することのできる走行支援装置を実現することが可能となる。
【００１６】
また、上記特願平１１−２２３５４３号においては、「環境力モデル」をベースとしていることから、停止モードの記述に難があること、更に縦方向の運動パターンが複数の運転モードの重ね合わせで表現されることから、生成される指令信号が「何を実現させようとしているのか」見通しが良くないなど実用面で、いくつか課題が残されている。これらの解決のためには、「環境力モデル」とは異なるモデルを考案し、これを基本とする「見通しのよい」指令信号生成を実現しうる安全走行支援方策を開発する必要がある。
【００１７】
本発明の課題は、自車の周囲の環境情報を取得し、その取得情報を基に適切な運転動作指令信号を生成することのできる走行支援装置及びその方法を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の走行支援装置は、自車の周囲の情報を取得するセンシング手段と、該センシング手段によって得られた自車の周囲の情報を基に、制限速度を遵守しつつ自車の希望運転動作を実施することの可否を判断する運転動作可否判断手段と、該運転動作可否判断手段の判断結果に基づいて、切り替えパラメータの値を切り替えることにより、縦方向の運転動作を前方車追従、規制速度への調整、停止準備の３つのうちのいずれかのパターンで与え、かつ、走行環境に応じて、滑らかな横方向の運転動作を生成する運転動作モデルを生成する運転動作モデル生成手段と、前記生成された運転モデルに応じた運転動作指令信号を生成する出力手段とを備えることを特徴とする。
【００１９】
本発明の走行支援方法は、（ａ）自車の周囲の情報を取得するステップと、（ｂ）該ステップ（ａ）によって得られた自車の周囲の情報を基に、制限速度を遵守しつつ自車の希望運転動作を実施することの可否を判断するステップと、（ｃ）該ステップ（ｂ）の判断結果に基づいて、切り替えパラメータの値を切り替えることにより、縦方向の運転動作を前方車追従、規制速度への調整、停止準備の３つのうちのいずれかのパターンで与え、かつ、走行環境に応じて、滑らかな横方向の運転動作を生成する運転動作モデルを生成するステップと、（ｄ）前記生成された運転モデルに応じた運転動作指令信号を生成するステップとを備えることを特徴とする。
【００２０】
本発明によれば、各走行環境毎に、それぞれ適切な運転動作を記述する運転動作モデルを用意し、これらの運転動作モデルを切り替えパラメータと組み合わせるようにすることによって、該切り替えパラメータの値を所定の値に設定するだけで、所望の運転動作を記述するモデルを得ることができる。従って、希望運転動作をする場合に、自車の周囲の情報から切り替えパラメータの値をどのように設定すべきかを判断するだけで、所望の運転動作モデルを生成し、走行支援信号を生成することができる。また、複数の運転動作モデルと切り替えパラメータを組み合わせて１つのモデル式とすることによって、１つのモデル式で必要な運転動作の全てを記述することができる。
【００２１】
更に、運転動作モデルは、自車の速度を正確に０ｋｍ／ｈとすることの出来るモデルを含んでいるので、障害物との衝突回避、赤信号や一時停止指令、交差点での右左折における危険回避などにおいて、停止する必要のある場合にも正確に車両を制御することが出来る。
【００２２】
また、これらの運転動作モデルを使用することにより、より現実に近い交通流シミュレーションを行うことができる。
例えば、上記複数の各運転モデルは、それぞれ、直前車への追従、規制速度への速度調整、交通信号への対応動作、交差点進入動作、車線変更動作、追い越し動作、右折動作、及び左折動作を記述する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明においては、以下のような「運転動作モデル」を考案する。
１）モデルにより生成される縦方向動作は、追従、指令速度への調整、停止に向けた減速のいづれかになるような、簡素なモデル。
２）停止を指令する場合に調整速度を０と指定できない従来の「環境力モデル」に代わるモデル。
３）走行車線前方の車両／障害物との距離及び相対速度を計測するセンサからのデータ、及び経路誘導システムからの地図情報をもとに行われることになる、周囲車両との衝突回避のための安全性評価の結果を反映し、構造の切り替えがなされるモデル。
【００２４】
また、本発明においては、以下のような機能を提供する。
１）信号付き交差点を前方の交通流（あるいは渋滞）を考慮した直進通過を目的とする走行を「基本走行」とし、それをサポートする「基本走行支援策」を考案する。
２）交差点通過を行う場合、走行中の車線前方の車両／障害物との距離及び相対速度を観測し、その観測結果から交差点への進入の可否を評価し、必要に応じて車両停止のための指令信号を生成する。
３）交差点における信号や標識を監視し、その監視結果を基に必要に応じて車両停止のための指令信号を生成する。
４）片側複数車線道路において、運転者または地図案内システムからの指示に応じ、隣接する車線上の前後の車両との進行方向距離及び相対速度を基に、追い越し運転をする際に必要とされる安全な間隙を検出し、車線変更のための指令信号を生成する。
５）片側複数車線道路において、運転者または地図案内システムからの指示に応じて、隣接する車線の前後車両との進行方向距離及び相対速度を基に安全な間隙を検出し、その検出結果を基に追い越しのための指令信号を生成する。
６）交差点通過時に右左折を伴う場合、交差点までの距離と直前車の速度を基に、右左折に適した車速へ調整するための指令信号を生成する。
７）交差点通過時に右左折を伴う場合、交差点における横断歩道上の人や自転車を監視し、その監視結果を基に必要に応じて停止のための指令信号を生成する。
８）交差点通過時に右折（または左折）を伴う場合、対向車線の車両との進行方向距離及び相対速度を基に交差点通過の可否を判断し、必要に応じて車両停止のための指令信号を生成する。
【００２５】
以上の機能を備える走行支援装置を構成するにあたり、本発明の実施形態では、以下に示す縦方向動作モデルと横方向動作モデルを提案する。
本発明の一実施形態としての走行支援装置を構成する基本モデルを以下に説明する。
【００２６】
以下は基本モデルである車両走行モデルで扱われる記号とその意味である。
ｘ（ｔ）：自車の進行方向位置
ｙ（ｔ）：自車の横方向位置
ａ：通常の加速度
α：通常の減速度（０．３Ｇ程度）
Ｔ：車頭時間（車両の先頭から後続のあるいは前方の車両の先頭の間の距離を車両が通過するために必要な時間であって、運転者によってほぼ一定になっている：１．８〜２．４ｓｅｃ）
ｌ：停止時車間距離
ｔc：車線変更に要する時間
Ｘe：交差点入り口位置、Ｘe＋ε−ｘ＜ε／２の時点で次の交差点位置にリセットする
Ｘin（ｔ）：交差点内での右折待機位置
ε〜０：微少な正定数
ｘ-1（ｔ）：自車線前方車（または障害物）の進行方向位置
ｓ-1（ｔ）：移動予定レーン（車線）における直前車の進行方向位置
ｓ1（ｔ）：移動予定レーンにおける直後車の進行方向位置
ｘonc（ｔ）：対向車の進行方向位置
Ｖc：進行中の道路の規制速度
Ｖss：右左折時の走行速度（１５〜２０ｋｍ／ｈ）
Ｖslow：徐行速度（４ｋｍ／ｈ以下）
ＬX：交差点内での直進方向の移動距離
Ｌ：自車長
Ｌ-1：自車線直前車の長さ
そして、縦方向運動における基本運動パターンとして、（１）停止信号または障害物への「停止モード」、（２）直前車両への「追従モード」、（３）規制速度への「規制走行モード」を考える。これらの走行モードに対するモデルは、それぞれの動作を達成するための速度調整を目的とし、ここでは以下のように与える。
（１）停止モード
【００２７】
【数３】
0003973008.tif 000004
【００２８】
ただし、Ｘdは停止すべき位置を表しており、停止信号位置、障害物位置などがこれに当たる。式（１）における項  外１  は
【００２９】
【外１】
0003973008.tif 000005
【００３０】
、減速開始から減速度αによって停止するまでに走行する距離を表す。また、  外２  は停止の緊急度を表している。
【００３１】
【外２】
0003973008.tif 000006
【００３２】
（２）追従モード
【００３３】
【数４】
0003973008.tif 000007
【００３４】
ただし、
【００３５】
【数５】
0003973008.tif 000008
【００３６】
とする。式（２）における項  外３  は、通常の加速ま
【００３７】
【外３】
0003973008.tif 000009
【００３８】
たは減速により直前車両速度  外４  へ調整するまでに走行する距離を表す。
【００３９】
【外４】
0003973008.tif 000010
【００４０】
項  外５  の値により、直前車との車間距離が調整される。なお、式（２）にお
【００４１】
【外５】
0003973008.tif 000011
【００４２】
いて、外６  のとき、前方車は「障害物」そのものであり、式（２）は式（１）
【００４３】
【外６】
0003973008.tif 000012
【００４４】
に帰着する。
（３）規制走行モード
【００４５】
【数６】
0003973008.tif 000013
【００４６】
ただし、Ｖcは規制により指定された速度を表し、λcは式（３）で与えられる。
外７  、  外８  、及び、  外９  の値は最高減速度αmaxあるいは最高加速度
【００４７】
【外７】
0003973008.tif 000014
【００４８】
【外８】
0003973008.tif 000015
【００４９】
【外９】
0003973008.tif 000016
【００５０】
ａmaxで飽和する。それらの値は個々の車両の性能に依存する。
以上、前述の基本運動パターンモデル（１）、（２）及び（３）を用い、交差点を含む複数車線道路走行時に想定されるさまざまな運転動作のうち、特に、進路前方の混雑を考慮した「交差点直進」、「右折／左折」、「車線変更」における動作の縦方向成分を記述しうるモデルとして以下を提案する。なお、自車と他車の位置とその車長を表すパラメータは図１に示すように定義されているものとする。
【００５１】
【数７】
0003973008.tif 000017
【００５２】
ただし、  外１０  、  外１１  、及び、  外１２  はそれぞれ式（１）、（２
【００５３】
【外１０】
0003973008.tif 000018
【００５４】
【外１１】
0003973008.tif 000019
【００５５】
【外１２】
0003973008.tif 000020
【００５６】
）及び（４）で定義されている。式（５）において、Ｖlimは規制速度であり、Ｖssは右折／左折の安全な実行速度であり、１５（ｋｍ／ｈ）≦Ｖss≦２０（ｋｍ／ｈ）と設定する。また、σp、σlim、σsig、σcng、σem、σwt、σss、σonc、σbw、σlc及びσ’pは以下のような設定切り替えパラメータとする。
σP：走行中の車線における先行車両に関する切り替えパラメータ。先行車が存在するときσP＝１とし、そうでないとき、σP＝０とする。
σlim：制限速度Ｖlimへの減速に関する切り替えパラメータ。制限速度を超過した場合、σlim＝１とし、そうでないとき、σlim＝０とする。
σsig：停止信号に関する切り替えパラメータ。停止信号が検知された場合、σsig＝１とし、そうでないとき、σsig＝０とする。
σcng：交通渋滞に関する切り替えパラメータ。後述する手続きにより進路前方に交通渋滞が発生していると判定された場合、σcng＝１とし、そうでないとき、σcng＝０とする。
σem：直進中、対向右折車両に起因する「緊急な減速」に関する切り替えパラメータ。デフォルト値は０であるが、進路前方の交差点内に右折中の対向車両が存在する場合、σem＝１とする。
σwt：直進中、右折待ちの対向車両に起因する「減速」に関する切り替えパラメータ。後述する手続きにより減速が必要と判定された場合、σwt＝１とし、そうでないとき、σwt＝０とする。
σss：右左折のための安全速度Ｖssへの減速に関する切り替えパラメータ。後述で与える手続きにより減速が必要と判定された場合、σss＝１とし、そうでないとき、σss＝０とする。
σonc：左側通行システムにおける右折時の対向直進車との衝突回避のための減速に関する切り替えパラメータ。後述する手続きにより減速が必要と判定された場合、σonc＝１とし、そうでないとき、σonc＝０とする。
σbw：右折／左折時の交差点内における歩行者等の対象物に関する切り替えパラメータ。歩行者等が検知された場合、σbw＝１とし、そうでないとき、σbw＝０とする。
σlc：車線変更の可否に関する切り替えパラメータ。デフォルト値はσlc＝０とし、後述する車線変更支援方策における判断手続きにより、車線変更が許可された場合のみ、σlc＝１とし、車線変更動作終了後、直ちに、σlc＝０とリセットする。
σ’p：車線変更動作時の目標隣接車線における先行車両に関する切り替えパラメータ。先行車が存在するときσ’p＝１とし、そうでないとき、σ’p＝０とする。
【００５７】
なお、式（５）のモデルにおいて、各切り替えパラメータによって有効とされる項が決定されるが、これらの切り替えパラメータによって切り分けられるモデル要素をそれぞれ別々に保持しておき、切り替えパラメータの値がある条件を満たした場合に、切り分けられた各モデル要素を適切に組み合わせて演算することにより、運転動作指示信号を生成するようにしても良い。
【００５８】
式（５）で表される基本モデルを実現する場合に想定される、センサとその測定範囲は、例えば、図２に示されるようにする。
図２の（１）で示される範囲を測定するセンサは、自車速度、ならびに前方車両または障害物との距離の検出を行う。
【００５９】
図２の（２）〜（５）で示される範囲を測定するセンサは、車線変更が指令されたとき、移動先の候補となる「間隙」を形成する隣接車線の前後車両との距離及び、該隣接車線の前後車両との相対速度を検出する。
【００６０】
検出範囲は、図２のセンサ（１）については例えば６０ｍとし、センサ（２）〜（５）については例えば車両の中心を基準として±３０ｍ（前方を＋としている）とする。
【００６１】
このようにセンサを設けることにより、前方の交差点における信号の色を検出する。また、右側（左側）通行システムにおいて左折（右折）が指令されたときに、対向車両を検出する。また、更に、右側（左側）通行システムにおいて左折（右折）が指令されたとき、直近の対向直進車と交差点の距離を検出するために前方交差点に配置されたセンサからのデータを受信する。
【００６２】
更に、左側通行システムにおいて右折支援を記述するモデルを構築するにあたり導入した位置座標の説明図を図３に示す。基準位置ｘは、走行中、自車が交差点に入る前の適当な位置に設定するものとする。
【００６３】
次にσに添え字を付けて示されている切り替えパラメータの更新手続きについて説明する。前述の縦方向運動モデルは切り替えパラメータを援用することにより、様々な状況を想定した運転動作を記述しようとするものである。各切り替えパラメータの定義は既に述べた通りであるが、周囲車両との距離／相対速度や交通信号に関する計測データ、更に地図データを複合的に用いて更新する必要のあるものの更新手続きを以下に記述する。
・σcng：進路前方の交通渋滞に関する切り替えパラメータ
ステップ１）先行車からの距離と前方の交差点位置についてのデータを用い、次の不等式の成否を評価する。
【００６４】
Ｘe≦ｘ-1−Ｌ-1≦Ｘe＋Ｌx＋Ｌ＋ｌ                  （６）
ただし、ｌは停止時車間距離とする。もし、（６）が満たされているならば、ステップ２へ進む。そうでないときは、先行車が自車と前方交差点の間に存在しないので、σcng＝０と更新し、この手続きを終了する。
ステップ２）Ｖslow≦４（ｋｍ／ｈ）との設定のもとで、  外１３  が成立する
【００６５】
【外１３】
0003973008.tif 000021
【００６６】
とき、前方交差点周囲で渋滞があり交差点を通過できる保証がないと判断し、交差点手前で停止するためにσcng＝１と更新する。一方、  外１４  であるならば
【００６７】
【外１４】
0003973008.tif 000022
【００６８】
、σcng＝０と更新する。
・σwt：右折待ち対向車両に起因する「減速」に関する切り替えパラメータ
ステップ１）先行車が自車と前方交差点の間に存在するかどうかを評価する。ｘ-1−Ｌ-1＞Ｘeが満たされているならば、（先行車が存在しないので）ステップ２へ進む。そうでないとき、すなわち、ｘ-1−Ｌ-1≦Ｘeであるならば、σwt＝０と更新し、この手続きを終了する。
ステップ２）もし、前方交差点の入り口付近で右折の機会を待っている対向車が存在するとき、ステップ３へ進む。右折待ちの対向車が存在しなければ、σwt＝０と更新し、この手続きを終了する。
ステップ３）次の不等式の成否を評価する。
【００６９】
【数８】
0003973008.tif 000023
【００７０】
ただし、Ｔは自車の車頭時間とする。式（７）が成立しているならば（右折待ち対向車が右折可能と判断し、行動を起こす可能性があるため）、σwt＝１と更新する。そうでないならば、σwt＝０と更新する。
・σss：右折／左折時の減速に関する切り替えパラメータ
ステップ１）自車速を評価する。外１５  であるならば、σss＝０と更新し、こ
【００７１】
【外１５】
0003973008.tif 000024
【００７２】
の手続きを終了する。外１６  であるならば、ステップ２へ進む。
【００７３】
【外１６】
0003973008.tif 000025
【００７４】
ステップ２）交差点入り口までの距離を評価する。もし、
【００７５】
【数９】
0003973008.tif 000026
【００７６】
であるならば、（減速が必要であるので）σss＝１と更新する。一方、式（８）が成立していなければ、σss＝０と更新する。
・σonc：右折時の対向直進車に起因する減速／停止に関する切り替えパラメータ
ステップ１）先行車が自車と前方交差点の間に存在するかどうかを評価する。ｘ-1−Ｌ-1＞Ｘeであるならば、（先行車が存在しないので）ステップ２へ進む。
一方、ｘ-1−Ｌ-1≦Ｘeであるならば、σonc＝０と更新し、この手続きを終了する。
ステップ２）自車と対向直進車のそれぞれの速度とそれぞれの交差点入り口までの距離をもとに衝突回避可能性を評価する。その評価には不等式
０＜ｔonc−ｔp＜ｎsＴ・・・・・（９）
を用いる。ただし、
【００７７】
【数１０】
0003973008.tif 000027
【００７８】
であり、ｘoncは対向直進車の位置とする。不等式（９）が成立するとき、減速／停止が必要と判断しσonc＝１と更新する。対向車が存在しないか、不等式（９）が成立しないときσonc＝０と更新する。
【００７９】
上記は、自車の縦方向の走行を記述する基本モデルであった。以下に横方向の運動の基本モデルを説明する。
横方向運動基本モデル：
・車線変更のための横方向運動モデル
車線変更のための横方向運動モデルとして、横方向の加加速度（jerk）を最小化し得る５次多項式軌道を採用する。それは次のように記述される。
【００８０】
ｙ（ｔ）＝ｌy（６（ｔ／ｔc）5−１５（ｔ／ｔc）4＋１０（ｔ／ｔc）3）・・・（１３）
この軌道は以下のような境界条件をそれぞれ満足する。
【００８１】
【数１１】
0003973008.tif 000028
【００８２】
ここに、ｙは車両の横方向位置であり、ｌyは２つの隣接する車線の中心線間の距離であり、ｔcは車線変更動作に要する時間である。
車両の操舵角は車両運動における角速度ω（ｔ）に関連しているので、横方向モデル（１３）の出力は次のように「操舵角」に対応付けられる。
【００８３】
【数１２】
0003973008.tif 000029
【００８４】
ここに、  外１７  及び  外１８  は縦方向モデル（５）及び横方向モデル（１
【００８５】
【外１７】
0003973008.tif 000030
【００８６】
【外１８】
0003973008.tif 000031
【００８７】
３）からそれぞれ数値的に得られるものを用いる。
・右折／左折のための横方向運動モデル
右左折における車両の動作をモデル化したものを図４に示す。右左折動作における接線方向運動は縦方向運動モデル（５）で与えられるものとする。そうすると、右折／左折における縦方向及び横方向の運動モデルはそれぞれ以下のように記述できる。
【００８８】
【数１３】
0003973008.tif 000032
【００８９】
ここにｘ*（ｔ）は前述の縦方向運動モデル（５）から得られるものとし、θ（ｔ）は回転角度であり、以下のように与えられるものとする。
【００９０】
【数１４】
0003973008.tif 000033
【００９１】
ここにｔ0は回転運動開始時刻とし、ｔfは回転に要する時間とする。また、ｐは０＜ｐ＜ｔf／２であるような定数とする。そして、右左折動作開始時  外１９
【００９２】
【外１９】
0003973008.tif 000034
【００９３】
とし、また、終了時に、  外２０  とリセットする。
【００９４】
【外２０】
0003973008.tif 000035
【００９５】
回転運動における操舵角は回転角モデル（１７）から数値的に導かれる角速度
外２１により得られる。
【００９６】
【外２１】
0003973008.tif 000036
【００９７】
ここで、縦方向運動モデルの出力はスロットルまたはブレーキへの入力に対応している。また、横方向モデルの出力も前述のように容易に操舵角に関連づけられる。
・λcの更新手続き
「パラメータλcの更新」手続きは、後述の図７（ステップ１）、図８（ステップ２）、図９（ステップ１）、図１１（ステップ１）において実施される。使用可能な前方車両に関する観測データにつき、２通りの更新手続きを与える。両方の手続きに於いては、「前方車が存在しない」場合も考慮する。「前方車は存在しない」場合とは、前方対象物に対する距離センサにより前方車が検知されない場合を想定する（距離センサの能力については、図２で説明した通りとする。両方の手続きに於いては、更に「自車速度と規制速度との関係」も考慮する。「前方車が存在しない」場合の評価、及び「車速を規制速度へ調整する」場合の評価において規制速度Ｖdを用いるが、この値は自らの位置を「地図案内システム」により検知した上で、同システムとリンクした「情報データベース」を参照することにより得られるものとする。
【００９８】
式（２）〜式（４）に示されるλcの更新手続きは以下のように行う。
図５は、前方車との相対速度が利用できる場合のλcの更新手続きを示すフローチャートである。
（１）前方車との相対速度データが利用できる場合
この場合、車載センサによって、時々刻々  外２２  が入手可能である。ただ
【００９９】
【外２２】
0003973008.tif 000037
【０１００】
し、この式における記法（function）［ｋ]は関数functionの時刻ｋにおける値を表している。
ステップ１）距離センサにより前方車との相対速度を検出して、前方車が存在するかどうかを評価する。
【０１０１】
存在する場合：σp＝１と更新し、ステップ２ａに進む。
存在しない場合：σp＝０と更新し、ステップ２ｂに進む。
ステップ２ａ）（前方車のある場合のλc更新手続き１）
【０１０２】
【数１５】
0003973008.tif 000038
【０１０３】
の成否を評価する。
ＹＥＳの場合：σlim＝０とし、ステップ３へ進む。
ＮＯの場合：σlim＝１とし、λc[ｋ]＝αと更新する（λc更新手続きを終了し、実施途上の運転動作遂行手続きのループに復帰する）
ステップ２ｂ）（前方車のない場合のλc更新）
【０１０４】
【数１６】
0003973008.tif 000039
【０１０５】
が成立しているかどうかを評価し、
ＹＥＳの場合：λc[ｋ]＝ａと更新、ＮＯの場合：λc[ｋ]＝αと更新
（λc更新手続きを終了し、実施途上の運転動作遂行手続きのループに復帰する）
ステップ３）（前方車のある場合のλcの更新手続き２）
【０１０６】
【数１７】
0003973008.tif 000040
【０１０７】
が成立しているかどうかを評価し、
ＹＥＳの場合：λc[ｋ]＝ａと更新し、ＮＯの場合：λc[ｋ]＝αと更新
（λc更新手続きを終了し、実施途上の運転動作遂行手続きのループに復帰する）
図６は、前方車との距離データのみしか利用できない場合のλcの更新手続きを示すフローチャートである。
（２）前方車との距離データのみ利用できる場合：
この場合、入手できるデータはｋ時刻の前方車との距離（ｘ-1−ｘ）[ｋ]であるので、間接的に相対速度を入手する必要がある。そのため、ｋ時刻における距離データ（ｘ-1−ｘ）[ｋ]の他に、相対速度を数値微分により算出するためにメモリなどの記憶部に格納しておいた（ｋ−１）時刻の距離データ（ｘ-1−ｘ）[ｋ−１]を用いてｋ時刻におけるλc更新のための評価を以下の手続きにより行う。（この場合、データ格納部あるいは記憶部に少なくとも１時刻前の距離データを保存しておく必要がある）
ステップ１１）距離センサにより前方車との距離を検出し、前方車が存在するかどうかを評価する。
【０１０８】
存在する場合：σp＝１と更新し、ステップ１２ａに進む。
存在しない場合：σp＝０と更新し、ステップ１２ｂに進む。
ステップ１２ａ）（前方車のある場合のλc更新手続き１）
【０１０９】
【数１８】
0003973008.tif 000041
【０１１０】
の成否を評価し、
ＹＥＳの場合：σlim＝０とし、ステップ１３へ進む。
ＮＯの場合：σlim＝１とし、λc[ｋ]＝αと更新する（λc更新手続きを終了し、実施途上の運転動作遂行手続きのループに復帰する）
ステップ１２ｂ）（前方車のない場合のλc更新）
自車速度は自身の速度計により入手可能なため、
【０１１１】
【数１９】
0003973008.tif 000042
【０１１２】
が成立してるかどうかを評価し、
ＹＥＳの場合：λc[ｋ]＝ａと更新、ＮＯの場合：λc[ｋ]＝αと更新
（λc更新手続きを終了し、実施途上の運転動作遂行手続きのループに復帰する）
ステップ１３）（前方車のある場合のλc更新手続き２）
（ｘ-1−ｘ）[ｋ]−（ｘ-1−ｘ）[ｋ−１]＞０
が成立しているかどうかを評価し、
ＹＥＳの場合：λc[ｋ]＝ａと更新し、ＮＯの場合：λc[ｋ]＝αと更新
（λc更新手続きを終了し、実施途上の運転動作遂行手続きのループに復帰する）
パラメータλcの更新手続きは、後述の図７（ステップ１）、図８（ステップ２）、図９（ステップ１）、図１１（ステップ１）の一部として実施されるものであり、この部分をまとめたものが図５、６である。
○走行支援のための指令信号生成方法
（１）基本走行
基本走行では以下の走行を実現する。
１）交差点通過を伴う直進運動を想定する。
２）先行車への追従を基本としつつ、制限速度を遵守する走行を行う。
３）交差点の有無をチェックし、無しの場合には手続きを簡略化する。
４）進路前方の混み具合を先行車両の位置と速度により判断し、必要に応じ交差点手前で停止する。
５）対向する右折車の動きにも注意を払い、必要に応じて減速または停止する。
【０１１３】
図７は、基本走行を実現するための処理を示すフローチャートである。
ステップＳ１）
縦方向運動モデル（５）における、切り替えパラメータをσss＝０、σonc＝０、σbw＝０、σlc＝０及びσ’p＝０のように設定し、ステップＳ２に進む。
このとき、縦方向運動モデル（５）は以下のような形態となっている。
【０１１４】
【数２０】
0003973008.tif 000043
【０１１５】
ステップＳ２）
進路前方の計測データを用いて先行車の有無を判断してσpを更新すると共に、自車速  外２３  と規制速度Ｖlimを比較することによりσlimを更新
【０１１６】
【外２３】
0003973008.tif 000044
【０１１７】
し、ステップＳ３へ進む。
ステップＳ３）
ＧＰＳからのデータにより、車載センサの計測可能範囲内に属する進路前方に交差点が存在すると判断される場合ステップＳ４へ進む。交差点が存在しないと判断される場合にはステップＳ２に戻る。後者の場合、縦方向運動モデル（５）は以下の形態となっている。
【０１１８】
【数２１】
0003973008.tif 000045
【０１１９】
ステップＳ４）
σsigを「信号」の監視結果により更新し、ステップＳ５へ進む。
ステップＳ５）
進路前方の計測データを用いて先行車と交差点との位置関係を評価する。もし、ｘ-1−Ｌ-1＜Ｘeであるならば、縦方向運動モデル（５）の切り替えパラメータをσong＝０、σwt＝０及びσem＝０と更新し（ステップＳ５ａ）、ステップＳ２へ戻る。
【０１２０】
一方、ｘ-1−Ｌ-1≧Ｘeであるならば、ステップＳ６へ進む。
ステップＳ６）
σcngとσwtを前述した手続きにより更新し、ステップＳ７へ進む。
ステップＳ７）
進路前方の交差点に右折中の対向車が存在するかどうかの結果によりσemを更新し、ステップＳ２へ戻る。
（２）右折
１）「歩く速さ」による右左折が安全であることから、歩くような速さＶss（１５〜２０ｋｍ／ｈ）で実行する。
２）車載センサにより得られる自車と交差点までの距離と自車速度、及び交差点設置のセンサにより得られる対向車の位置と速度により右折動作のための時間的余裕が確保できるかを評価する。
３）道路形状についての情報をＧＰＳ等により入手し、これに基づく回転変換を施すことにより、交差点内での右左折動作は（１５）、（１６）、（１７）により生成する。
・準備手続き
１）適切なレーンへの移動（車線が複数ある場合のみ）
後述の車線変更処理により実行
２）右折レーンへの進路変更（右折レーンがある場合のみ）
後述の車線変更処理に準じ、横方向動作を横方向モデル（１３）により生成
図８は、右折動作を実現するための処理を示すフローチャートである。
ステップＳ１１）
前述の「基本走行」から、運転者または地図情報システムからの「右折指令」によりステップＳ１２へ進む。
ステップＳ１２）
縦方向運動モデル（５）における切り替えパラメータをσem＝０、σwt＝０、σlc＝０、及び、σ’p＝０のように設定し、ステップＳ１３へ進む。
このとき、縦方向運動モデル（５）は以下のように簡略化されている。
【０１２１】
【数２２】
0003973008.tif 000046
【０１２２】
ステップＳ１３）
縦方向運動モデル（５）の切り替えパラメータσp、σlim、及びσsigを進路前方の車両や障害物に対する距離測定データを用いて更新し、ステップＳ１４へ進む。
ステップＳ１４）
縦方向運動モデル（５）の切り替えパラメータσssを前述した縦方向運動モデルにおける更新手続きにより更新し、ステップＳ１５へ進む。
ステップＳ１５）
進路前方の計測データを用いて先行車と交差点との位置関係を評価する。もし、ｘ-1−Ｌ-1＜Ｘeであるならば、縦方向運動モデル（５）の切り替えパラメータをσcng＝０、σonc＝０及びσbw＝０と更新し（ステップＳ１５ａ）、ステップＳ１３へ戻る。
一方、ｘ-1−Ｌ-1≧Ｘeであるならば、ステップＳ１６へ進む。
ステップＳ１６）
縦方向運動モデル（５）の切り替えパラメータσcng及びσoncを前述における更新手続きにより更新し、ステップＳ１７へ進む。
ステップＳ１７）
縦方向運動モデル（５）の切り替えパラメータσbwを距離センサによる交差点内の歩行者の存否のチェックにより更新し、ステップＳ１８へ進む。
ステップＳ１８）
車載センサにより「交差点出口」の通過が確認されたならば、「右折手続き」を終了し、縦横の座標軸をリセットするとともに、前述の「基本走行」へ復帰する（ステップＳ１９）。「交差点出口」通過が未了の場合、右折動作が未了であるので、ステップＳ１３へ戻る。
【０１２３】
ただし、左折の手続きは、右折の手続きとほとんど同じである。左折の場合は、右折手続きにおいて、σonc＝０と固定し、σoncの更新を省略する、という修正を施せば良い。
（３）車線変更
１）目標車線の車両との距離／相対速度に応じ、行動計画を立てる。
【０１２４】
すなわち、次の４つの量
【０１２５】
【数２３】
0003973008.tif 000047
【０１２６】
を隣接する目標車線における「車線変更のための間隙の候補」の評価に用いる。
２）「車線変更」手続きと、「基本走行」手続きとで連続性を持たせる。
３）「車線変更」手続きは、「基本走行」のループに組み入れ実行する。
【０１２７】
図９、１０は、車線変更を実現するための処理を示すフローチャートである。
運転者または地図情報システムからの「車線変更指令」により、「車線変更手続き」を「基本走行」手続きループに組み入れる。すなわち、図９のフローチャートは、ステップＳ２３ａが含まれている点で図７の基本走行の処理と異なるのみである。
【０１２８】
まず、図９において、
ステップＳ２１）
縦方向モデル式（５）におけるデフォルト値の設定を行う。すなわち、σss＝０、σonc＝０、σbw＝０、σlc＝０、σ’p＝０と設定することにより、縦方向モデル（１８）を構成する。
ステップＳ２２）
車載センサからの情報により、基本走行時に更新の必要な切り替えパラメータσp、σlimの更新を行う。
ステップＳ２３）
進路前方の交差点のチェックを行う。交差点が無い場合には、ステップＳ２３ａへ進んで、図１０の処理を行う。
ステップＳ２４）
車載センサにより、信号の色のチェックを行い、これに従い、σsigの更新を行う。
ステップＳ２５）
交差点と自車間の先行車有無のチェックを行い、先行車がある場合には、σcng＝０、σwt＝０、σem＝０と更新し（ステップＳ２５ａ）、ステップＳ２３ａに進んで、図１０の処理を行う。
【０１２９】
先行車が無い場合には、ステップＳ２６に進む。
ステップＳ２６）
交差点通過のための通常の安全性チェックとして、交通渋滞や右折待ち対向車への対応を行うため、σcng、σwtの更新を行う。
ステップＳ２７）
交差点通過のための最終チェックとして、右折中の対向車への対応を行うために、σemの更新を行い、ステップＳ２７ａに進む。ステップＳ２７ａでは、σcng、σwt、σemが全て０か否かを判断し、全て０の場合には、ステップＳ２３ａに進み、いずれかが０でない場合には、ステップＳ２２に戻る。
【０１３０】
図１０は、図９のステップＳ２３ａの処理を示す図である。
ステップ３１）
隣接する目標車線において車線変更のための「間隙」の候補を形成する前後の車両との距離／相対速度に関するセンサ情報を用い、切り替えパラメータσ’pを更新すると共に、以下の要領で車線変更のためのシナリオを選択する。
（１）ｖfs≧０かつｖbs≧０の場合、ステップＳ３２Ａへ進む。
（２）目標隣接車線に先行車が無く、ｖbs≧０の場合、ステップＳ３２Ａ’へ進む。
（３）目標隣接車線に後方車が無く、ｖfs≧０の場合、ステップＳ３２Ａ’’へ進む。
（４）目標隣接車線に前後車が無い場合（検知されない場合）、ステップＳ３３へ進む。
（５）ｖfs≧０、かつｖbs＜０の場合、ステップＳ３２Ｂへ進む。
（６）目標隣接車線に先行車が無く、ｖbs＜０の場合、ステップＳ３２Ｂ’へ進む。
（７）ｖfs＜０かつｖbs≧０の場合、ステップＳ３２Ｃへ進む。
（８）目標隣接車線に後方車が無く、ｖfs＜０の場合、ステップＳ３２Ｃ’へ進む。
（９）ｖfs＜０かつｖbs＜０の場合、ステップＳ３２Ｄへ進む。
ステップＳ３２Ａ）
車線変更のための「間隙」は現時点で前後方向に十分確保されているかを
（ｓ-1−Ｌ-s）−ｘ＞ｍＬ・・・・・（２１）
（ｘ−Ｌ）−ｓ1＞ｍＬ・・・・・・・（２２）
の２式が満たされているかどうかで評価する。ただし、ｍ＞１は安全係数を意味する定数とする。
（１）式（２１）及び式（２２）が共に満たされている場合、ステップＳ３３へ進む。
（２）式（２１）及び式（２２）が満たされていない場合、「基本走行手続きステップＳ２２」へ戻る（再試行）。
ステップＳ３２Ａ’）
車線変更のための「間隙」は現時点で後方に十分確保されているかを不等式（２２）が満たされているかどうかで評価する。
（１）式（２２）が満たされている場合、ステップＳ３３へ進む。
（２）式（２２）が満たされていない場合、「基本走行手続きステップＳ２２」へ戻る（再試行）。
ステップＳ３２Ａ’’）
車線変更のための「間隙」は現時点で前方に十分確保されているかを不等式（２１）が満たされているかどうかで評価する。
（１）式（２１）が満たされている場合、ステップＳ３３へ進む。
（２）式（２１）が満たされていない場合、「基本走行手続きステップＳ２２」へ戻る（再試行）。
ステップＳ３２Ｂ）
車線変更のための「間隙」は現時点で前方に十分確保され、かつ「間隙を形成する後方車」から追突されないかを不等式（２１）および
【０１３１】
【数２４】
0003973008.tif 000048
【０１３２】
の成否で評価する。
（１）式（２１）及び式（２３）が共に満たされている場合、ステップＳ３３へ進む。
（２）式（２１）及び式（２３）が満たされていない場合、「基本走行手続きステップＳ２２」へ戻る（再試行）。
ただし、式（２３）においては以下の通りとする。
１）−ｖbsｔc：車線変更する間に後方車に詰められる車間距離
２）−（ｖfs／２ａ）（２ｖbs＋ｖfs）：自車が前方車速  外２４  まで加速す
【０１３３】
【外２４】
0003973008.tif 000049
【０１３４】
る間、後方車に詰められる車間距離
３）外２５  ：後方車からの基準距離
【０１３５】
【外２５】
0003973008.tif 000050
【０１３６】
ステップＳ３２Ｂ’）
「間隙を形成する後方車」から追突されないかを不等式（２３）の成否で評価する。
（１）式（２３）が満たされている場合、ステップＳ３３へ進む。
（２）式（２３）が満たされていない場合、「基本走行手続きステップＳ２２」へ戻る（再試行）。
ステップＳ３２Ｃ）
車線変更のため「間隙」を形成する先行車に追突するおそれが無く、かつ「間隙」が後方に十分確保されているかを不等式（２２）および、
【０１３７】
【数２５】
0003973008.tif 000051
【０１３８】
の成否で評価する。ここで、
（１）式（２４）及び式（２２）が共に満たされている場合、ステップＳ３３へ進む。
（２）式（２４）または式（２２）が満たされていない場合、「基本走行手続きステップＳ２２」へ戻る（再試行）。
ただし、式（２４）においては、以下の通りとする。
１）−ｖfsｔc：車線変更する間に前方車に近づく車間距離
２）ｖ2fs／２α：自車が前方車速  外２６  へ減速するまでの間に前方車に
【０１３９】
【外２６】
0003973008.tif 000052
【０１４０】
近づく距離
３）外２７  ：車線変更後の基準距離
【０１４１】
【外２７】
0003973008.tif 000053
【０１４２】
ステップＳ３２Ｃ’）
車線変更のため「間隙」を形成する先行車に追突するおそれがないかを不等式（２４）の成否で評価する。
（１）式（２４）が満たされている場合、ステップＳ３３へ進む。
（２）式（２４）が満たされている場合、「基本走行手続きステップＳ２２」へ戻る（再試行）。
ステップＳ３２Ｄ）
車線変更のため「間隙」を形成する先行車に追突するおそれがないかを不等式（２４）の成否で評価するとともに、後方車に追突されるおそれがないかを不等
【０１４３】
【数２６】
0003973008.tif 000054
【０１４４】
式の成否で評価する。
（１）式（２４）及び式（２５）が共に満たされている場合、ステップＳ３３へ進む。
（２）式（２４）または式（２５）が満たされていない場合、「基本走行手続きステップＳ２２」へ戻る（再試行）。
ステップＳ３３）
縦方向運動モデル（５）における切り替えパラメータσlcを１と設定する。このとき、（５）は
【０１４５】
【数２７】
0003973008.tif 000055
【０１４６】
という形となる。そこで、この縦方向運動モデル（２６）および、前述の横方向モデル（１３）を用いて、「車線変更」を実行する。
車線変更実施後、切り替えパラメータをσlc＝０と変更し、走行車線、隣接車線の定義をリセット（たとえば、ｘ-1←ｓ-1のようなリセット）行った上で、本来の「基本走行」へ復帰する。
（４）追い越し
１）複数車線道路の場合のみを想定する。
２）目標車線の車両との距離／相対速度に応じ、行動計画をたてる。
すなわち、次の４つの量
【０１４７】
【数２８】
0003973008.tif 000056
【０１４８】
を隣接する目標車線における「車線変更のための間隙の候補」の評価に用いる
３）追い越しの前半部は、隣接する「流れの速い車線」への移動
４）追い越しの後半部は、元の「流れの遅い車線」への復帰
３）、４）においては「車線変更アルゴリズム」を部分的に適用する。
５）「車線変更」手続きと同様に、「基本走行」手続きとで連続性を持たせる。
６）「追い越し」手続きは、「基本走行」のループに組み入れ実行する。
【０１４９】
図１１〜図１３は、追い越し動作を実現するための処理を示すフローチャートである。
図１１は、追い越し手続きを基本走行に組み入れるためのものであり、図７あるいは図９と異なる点は、ステップＳ２３ｂの内部のみであるので、その他は図９と同じステップ番号を付して詳細な説明を省略する。
【０１５０】
図１２は、図１１のステップＳ２３ｂの内部の詳細を示すフローチャート（その１）である。
・追い越し手続き（隣接する「流れの速い車線」への移動）
運転者または地図情報システムからの「追い越し指令」により、「追い越し手続き（前半）」を、「基本走行」手続きループに組み入れる。
ステップＳ４１）
隣接する「流れの速い」目標車線において車線変更のための「間隙」の候補を形成する前後の車両との距離／相対速度に関するセンサ情報を用い、切り替えパラメータσ’pを更新すると共に、以下の要領で車線変更のためのシナリオを選択する。
（１）ｖfs≧０かつｖbs≧０の場合、ステップＳ４２Ａへ進む。
（２）目標隣接車線に先行車が無く、ｖbs≧０の場合、ステップＳ４２Ａ’へ進む。
（３）目標隣接車線に後方車が無く、ｖfs≧０の場合、ステップＳ４２Ａ’’へ進む。
（４）目標隣接車線に前後車が無い場合（検知されない場合）、ステップＳ４３へ進む。
（５）ｖfs≧０、かつｖbs＜０の場合、ステップＳ４２Ｂへ進む。
（６）目標隣接車線に先行車が無く、ｖbs＜０の場合、ステップＳ４２Ｂ’へ進む。
ステップＳ４２Ａ）
車線変更のための「間隙」は現時点で前後方向に十分確保されているかを式（２１）及び式（２２）の２式がみたされているかどうかで評価する。
（１）式（２１）及び式（２２）が共に満たされている場合、ステップＳ４３へ進む。
（２）式（２１）または式（２２）が満たされていない場合、「基本走行手続きステップＳ２２」へ戻る。
ステップＳ４２Ａ’）
車線変更のための「間隙」は現時点で後方に十分確保されいるかを不等式（２２）が満たされているかどうかで評価する。
（１）式（２２）が満たされている場合、ステップＳ４３へ進む。
（２）式（２２）が満たされていない場合、「基本走行手続きステップＳ２２」へ戻る。
ステップＳ４２Ａ’’）
車線変更のための「間隙」は現時点で前方に十分確保されているかを不等式（２１）が満たされているかどうかで評価する。
（１）式（２１）が満たされている場合、ステップＳ４３へ進む。
（２）式（２１）が満たされていない場合、「基本走行手続きステップＳ２２」へ戻る。
ステップＳ４２Ｂ）
車線変更のための「間隙」は現時点で前方に十分確保され、かつ「間隙を形成する後方車」から追突されないかを不等式（２１）および（２３）の成否で評価する。
（１）式（２１）及び式（２３）が共に満たされている場合、ステップＳ４３へ進む。
（２）式（２１）または式（２３）が満たされていない場合、ステップＳ２２へ戻る。
ステップＳ４２Ｂ’）
「間隙を形成する後方車」から追突されないかを不等式（２３）の成否で評価する。
（１）式（２３）が満たされている場合、ステップＳ４３へ進む。
（２）式（２３）が満たされていない場合、「基本走行手続きステップ２２」へ戻る。
ステップＳ４３）
縦方向運動モデル（５）における切り替えパラメータσlcを１と設定する。このとき、式（５）は式（２６）という形となる。この縦方向運動モデル（２６）及び前述の横方向モデル（１３）を用いて、「車線変更」を実行する。
【０１５１】
車線変更実施後、切り替えパラメータをσlc＝０と更新し、走行車線、隣接車線の定義をリセット（例えば、ｘ-1←ｓ-1のようなリセット）を行った上で、「基本走行手続きステップ２２」へ戻る。
このとき、縦方向運動モデル（５）は再び式（１８）のような形となっている。
【０１５２】
図１３は、図１１のステップＳ２３ｂの内部の詳細を示すフローチャート（その２）である。
・追い越し手続き（隣接する「流れの遅い元の車線」への移動）
図１２の場合と同様に、「追い越し手続き（後半）」を、「基本走行」手続きループに組み入れる。
ステップＳ５１）
復帰予定の目標車線における車線変更のための「間隙」の候補を形成する前後の車両との距離／相対速度についてのセンサ情報を用い、切り替えパラメータσ’pを更新すると共に、以下の要領で車線変更のシナリオを選択する（この場合、ｖbs＜０となる状況はこれまでの動作で排除されているので考慮しない）
（１）ｖfs≧０かつｖbs≧０の場合、ステップＳ５２Ａへ進む。
（２）目標隣接車線に先行車が無く、ｖbs≧０の場合、ステップＳ５２Ａ’へ進む。
（３）目標隣接車線に後方車が無く、ｖfs≧０の場合、ステップＳ５２Ａ’’へ進む。
（４）目標隣接車線に前後車が無い場合（検知されない場合）、ステップＳ５３へ進む。
（５）ｖfs＜０かつｖbs≧０の場合、ステップＳ５２Ｂへ進む。
（６）目標隣接車線に後方車が無く、ｖfs＜０の場合、ステップＳ５２Ｂ’へ進む。
ステップＳ５２Ａ）
車線変更のための「間隙」は現時点で前後方向に十分確保されているかを式（２１）及び式（２２）の２式が満たされているかどうかで評価する。
（１）式（２１）及び式（２２）がともに満たされている場合、ステップＳ５３へ進む。
（２）式（２１）または式（２２）が満たされていない場合、「基本走行手続きステップＳ２２」へ戻る。
ステップＳ５２Ａ’）
車線変更のための「間隙」は現時点で後方に十分確保されているかを不等式（２２）が満たされているかどうかで評価する。
（１）式（２２）が満たされている場合、ステップＳ５３へ進む。
（２）式（２２）が満たされていない場合、「基本走行手続きステップＳ２２」へ戻る。
ステップＳ５２Ａ’’）
車線変更のための「間隙」は現時点で前方に十分確保されているかを不等式（２１）が満たされているかどうかで評価する。
（１）式（２１）が満たされている場合、ステップＳ５３へ進む。
（２）式（２１）が満たされていない場合、「基本走行手続きステップＳ２２」へ戻る。
ステップＳ５２Ｂ）
車線変更のため「間隙」を形成する先行車に追突するおそれがなく、かつ「間隙」が後方に十分確保されているかを不等式（２２）及び（２４）の成否で評価する。
（１）式（２４）及び式（２２）が共に満たされている場合、ステップＳ５３へ進む。
（２）式（２４）または式（２２）が満たされていない場合、「基本走行手続きステップＳ２２」へ戻る。
ステップＳ５２Ｂ’）
車線変更のため「間隙」を形成する先行車に追突するおそれがないかを不等式（２４）に成否で評価する。
（１）式（２４）が満たされている場合、ステップＳ５３へ進む。
（２）式（２４）が満たされていない場合、「基本走行手続きステップＳ２２」へ戻る。
ステップＳ５３）
縦方向運動モデル（５）における切り替えパラメータσlcを１と設定する。このとき、式（５）は式（２６）という形となる。この縦方向運動モデル（２６）及び前述の横方向モデル（１３）を用いて、「車線変更」を実行する。
【０１５３】
この車線変更実施後、すなわち、「追い越し終了後」、切り替えパラメータをσlc＝０と更新し、走行車線、隣接車線の定義をリセット（例えば、ｘ-1←ｓ-1のようなリセット）を行った上で、上記の「基本走行」へ復帰する。
○安全走行支援装置の構成例
図１４は、本実施形態の安全走行支援装置を実現する構成例を示すブロック図である。
【０１５４】
本構成例では、安全走行支援装置は、入力装置１０、センシング装置１１、走行支援信号生成部１２、運動モデル格納部１３、運転動作生成手段格納部１４、及び出力装置１５とで構成される。
【０１５５】
入力装置１０は、所望する行動（車線変更、障害物回避、追い越し、右左折等）を指定するために用いられる。例えば、運転経路選択の自動化を想定せず、必要に応じてユーザ自身が所望する行動を指定する場合、入力装置１０は方向指示レバー（ウィンカーのスイッチ）と一体化が可能である。すなわち、方向指示器を操作する際に接触する位置によって「進路を左右に移動」するか、「右左折」するのかを指定できるようにすることで、方向指示レバーは入力装置１０として機能させることができる。一方、道路地図案内システム２０との協調を想定する場合、入力装置１０としては、前述の方向指示レバーに加え、道路地図案内システム２０の入力部を利用することが可能である。ただし、道路地図案内システム２０のもつ機能としては、入力された条件（出発地点、経由地点、目的地点）に対し地図データベース２２、及び位置標定部２１が衛星から取得するＧＰＳ受信データやＤＧＰＳ受信データを基に適切な移動経路を計画し、この計画を円滑に実行するために必要となる運転行動（車線変更、右左折など）を運転者３０に視覚情報、音声情報などの形で提示するようにする。運転者３０はこの提示情報を元に前述の方向指示レバー型入力装置１０を操作する。更に、道路地図案内システム２０を、必要とされる運転行動の提示にとどまらず、走行支援信号生成部１２、センシング装置１１を自動的に起動する機能を備えるような構成とすることにより、道路地図案内システム２０そのものを入力装置１０とすることができる。この場合、道路地図案内システム２０による自動運転システムの構成が可能となる。この場合、運転者３０は、自らの指示により運転行動を決定するか、地図案内システム２０によって自動運転させるかを、スイッチ３２を切り替えることによって、選択することが可能である。道路地図案内システム２０としては、今日、製品化されているカーナビゲーションシステムと同等の機能を有する装置でよい。
【０１５６】
例えば、カーナビゲーションシステムは、ＧＰＳを利用したものがよく知られているが、具体的にＧＰＳの情報を必要とする場面は、
（１）走行中の道路に対する制限速度についての情報（標識の認識機能があれば、その限りではない）
（２）走行中の道路の形状についての情報（道路の曲率、車線数の変化、前方交差点の位置、前方交差点の形状などの情報）
（３）走行中の道路周囲の混雑度合いについての情報
がある。
【０１５７】
ＧＰＳ情報の利用形態については、
（１）制限速度についての情報：基本走行モードにおける加減速の判断（λcの更新）、更に追従走行／規制速度走行に関係する切り替えパラメータσlimの更新に利用
（２）道路の曲率：走行中の速度に応じた自動的なステアリングに利用
（３）車線数の変化：適切な車線への移動に利用
（４）前方交差点の位置：交差点付近の基本走行支援、右左折動作の支援−自車と交差点間の交通状況把握とそれに基づく適切な運転動作の生成に利用
（５）前方交差点の形状：右左折動作生成時に、交差点付近の形状に応じた適切なステアリングパターンの生成に利用
（６）走行中の道路周囲の混雑度合い：目的地までの適切な経路選択に利用−適切な車線への移動を含む
がある。
【０１５８】
ＧＰＳ情報以外に必要な補助情報としては、
（１）進行方向直近の交差点の信号管制状況
（２）進行方向直近の交差点と同交差点に最接近中の対向車（複数車線道路の場合は、全ての車線の車両）との関係（距離と接近速度）
があり、ＧＰＳ情報以外に必要な補助情報の利用形態としては、
（１）進行方向直近の交差点の信号管制状況：信号指令に応じた適切な運転動作の生成に利用
（２）進行方向直近の交差点と同交差点に最接近中の対向車（複数車線道路の場合は全ての車線の車両）との関係（距離と接近速度）：これらの情報は、交差点内に配置されたセンサによって検出され、交差点周囲に接近中の車両に情報を送信する。これらのデータは右左折支援方策における判断材料に用いられる。
【０１５９】
センシング装置１１は複数のセンサにより構成され、ユーザ車両周囲の状況分析に必要なデータを収集する。本実施形態では、図２に示したように、少なくとも、「自車線の前方対象物との相対位置、相対速度」、「隣接車線の前方対象物との相対位置、相対速度」、「隣接車線の後方対象物との相対位置、相対速度」、「対向車線の車両との相対位置、相対速度」、「交差点内横断歩道上の対象物の有無」の検出を目的とする複数のセンサを車両の前後左右に配置し、これらのセンサから収集されたデータは、運転動作生成手段格納部１４に格納されている、運転動作生成手段（図５〜図１３で説明した各運転動作の選択を行うためのプログラムなど）における判断や、運転動作生成手段が運転動作モデル格納部１３に格納された動作モデルを使用して走行支援信号を指定するために利用される。また、センシング装置１１の測定結果は、データ格納部２３に格納され、必要に応じて、過去の測定結果と現在の測定結果とを比較して、走行支援信号の生成に役立てるようにしても良い。更に、センシング装置１１は、交差点から出力される交差点に関する情報、例えば、交差点の大きさや、交差点の形状に関する情報、交差点に設置された信号機の信号の色に関する情報などを受信できるように、無線受信機の機能を備えるようにすることも可能であり、これらの受信情報はデータ格納部２３に格納され、必要に応じて走行支援信号生成部１２に読み出される。
【０１６０】
走行支援信号生成部１２は、前述の入力装置１０により指定された所望する行動（障害物回避、分合流、車線変更など）を実現するため、センシング装置１１により収集されたデータを用いて、走行支援信号を生成する。このとき、運転動作生成手段格納部１４に格納されている運転動作生成手段（図５〜図１３を用いて説明した、標準、車線変更、右左折、追い越しの各運転動作決定処理を実行する手段であり、例えば、プログラムである）を起動し、運転動作モデルを用いて走行支援信号を生成する。具体的には、入力装置１０からの指定された行動に対応して運転動作生成手段格納部１４から運転動作生成手段を読み出し、これを実行する。運転動作生成手段の実行時には、行動時の安全性確保を目的とした判断基準による評価を行うが、その際、センシング装置１１により収集されたデータを呼び出し、これを処理する。そして、該判断基準による安全性評価を通じ、所望する運転行動の実行が可能になった時点で、運転動作生成手段により指定された走行支援信号を生成する。このとき、走行支援信号の生成に必要な運転動作モデルを運転動作モデル格納部１３から読み出し、該運動動作モデルとセンシング装置１１により収集されたデータを用いて、運動動作生成手段を実行し、具体的な運転行動パターンを生成する。そして、この運転行動パターンを走行支援信号として出力する。走行支援信号生成部１２は、入力装置１０から特に指示を受けていない場合には運転動作モデル格納部１３から縦方向動作モデルを読み出し、これに基づく運転行動パターンを走行支援信号として出力する。
【０１６１】
運転自動化が想定されていない場合、走行支援信号生成部１２は、運転動作生成手段の実行により、安全性確保を目的とする判断基準による評価を実行している間、出力装置１５へ注意信号を送信する。すなわち、安全確保の評価が決定していない間に、車両が危険状態に陥らないように、現在の運転動作を維持する旨などの制御を行う。また、前方障害物との距離が基準距離を下回った際には出力装置１５へ危険信号を送信する。
【０１６２】
運転動作モデル格納部１３には、本実施形態において走行支援信号を生成するための基本運動行動パターンとなる運転動作モデルが格納されている。すなわち、縦方向動作モデル、及び横方向動作モデルが格納されている。
【０１６３】
運転動作生成手段格納部１４には、前述の標準モード動作生成、車線変更動作生成、右折動作生成、左折動作生成、追い越し動作生成の各動作を生成するための運動動作生成手段が格納されている。これらの動作生成手段は、例えば、プログラムである。
【０１６４】
出力装置１５では、走行支援信号生成部１２から入力される走行支援信号を基に、運転者３０に対し、視覚、音声情報さらに力覚情報（振動など）の形で該走行支援信号に対応する推奨動作を告知する。具体的には、（１）運転の自動化を想定せず、道路地図案内システム２０との協調も考慮しない場合、走行支援信号生成部１２により生成された走行支援信号は、運転者３０に対し「車線変更／右折／左折が可能」、「要減速」というメッセージにより告知される。（２）運転を自動化しないが、道路地図案内システム２０との協調を想定する場合、運転者３０には適宜「車線変更／右折／左折」を推奨の上、「車線変更／右折／左折が可能」、「要減速」のメッセージを告知する。（３）運転の自動化を想定する場合、走行支援信号生成部１２からの出力は出力装置１５を介して制御装置２４に運転動作指令信号として送られ、駆動部２５（アクセル、ブレーキ、ステアリング）に対する制御情報として入力される。制御装置２４はこれを基に適切な制御信号を生成し、駆動部２５（アクセル、ブレーキ、ステアリング）を操作する。その際、運転者３０には、出力装置１５により「車線変更／右折／左折」実行中の提示がなされる。なお、自動運転時には「危険信号」の告知はなされない。ただし、走行支援信号により駆動部２５が作動中であっても、これらの自動運転動作は運転者３０からの運転介入により随時、解除されるようにしておくことが望ましい。
【０１６５】
図１５は、少なくとも走行支援信号生成部１２、運転動作モデル格納部１３、及び運転動作生成手段格納部１４を備えるシステムのハードウェア構成の一例を示す図である。
【０１６６】
ＣＰＵ４０は、バス４１を介して、運転動作モデル格納部１３や運転動作生成手段格納部１４に対応する記憶装置４４から、運転動作モデル（プログラム）や運転動作生成手段（プログラム）をＲＡＭ４３にロードし、ＲＡＭ４３にロードされたプログラムを実行することによって、走行支援信号を生成する。また、走行支援信号の生成に必要な道路環境を含む外界からの情報を、Ｉ／Ｏインタフェース４７を介してセンシング装置１１から受け取ると共に、同じくＩ／Ｏインタフェース４７を介して入力装置１０から希望運転動作を指示する信号を受け取る。ＣＰＵ４０、ＲＯＭ４２、及びＲＡＭ４３からなる走行支援信号生成部１２が読み込む運転動作モデルや運転動作生成手段は、通常運転を始める前に、記憶装置４４からＲＡＭ４３にロードされるが、これらのプログラムをＣＤ−ＲＯＭやフロッピーディスク、ＤＶＤ、ＭＯなどの可搬記録媒体に記録しておき、運転者３０が、運転動作を始める前に、記録媒体読み取り装置４５から該プログラムを読み込ませ、ＣＰＵ４０に実行させるようにしても良い。あるいは、ＲＯＭ４２に運転動作モデルと運転動作生成手段を書き込んでおき、車両のエンジンの起動と共に、ＣＰＵ４０が実行可能なようにすることも可能である。ただし、ＲＯＭ４２に書き換えができないので、新しいプログラムを走行支援に使用する場合には、やはり、記憶装置４４あるいは可搬記録媒体４６に新しいプログラムを記録し、これを読み込ませて実行させるようにしなければならない。なお、ＲＯＭ４２の代わりに強誘電性メモリを用いるようにすれば、プログラムの変更が可能である。ＣＰＵ４０の演算結果は、Ｉ／Ｏインタフェース４７を介して、出力装置１５に出力される。
【０１６７】
このように、走行支援信号生成に必要なプログラムは、ＲＯＭ４２もしくは強誘電性メモリに記録して、ファームウェアのように使用しても良いし、記憶装置４４や可搬記録媒体４６に記録しておき、必要に応じてＲＡＭ４３にロードして使用するようにしても良い。また、無線通信インタフェースを介して、インターネットや衛星通信を介して、ダウンロードすることも可能である。
【０１６８】
以上から明らかなように、走行支援信号を生成する運転動作モデルと運転動作生成手段とは、プログラムで実現可能であり、車両の運転動作を決定するので、これらを交通流のシミュレーションに使用することも可能である。すなわち、オブジェクト指向プログラミングにより、個々の車両を表すオブジェクトの属性と行動（メソッド）を本実施形態の運転動作モデルと運転動作生成手段に基づいて記述することにより、コンピュータ上でより現実の交通流に近い交通流シミュレーションを実現することができる。このための具体的なシミュレーションのプログラミングに関しては、当業者によれば容易に理解されるであろう。
【０１６９】
【発明の効果】
本発明によれば、交差点での右左折や追い越しなどの運転動作のための指令信号を自動生成できるので、一般道における多様な周囲の状況に応じた規範運動行動パターンを生成し、安全走行支援のために必要な情報を運転者に教示することが可能になる。また、他の車載システム（例えば、カーナビゲーション・システム）と一体化させることにより、運転者の目的に応じた経路選択や車線選択を自動化し、これに応じた運転の自動化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】基本モデルに使用される自車と他車の位置を表すパラメータの定義を示す図である。
【図２】基本モデルを実現する場合に想定される、センサとその測定範囲の一例を示す図である。
【図３】左側通行システムにおいて右折支援を記述するモデルを構築するにあたり用いた位置座標の説明図である。
【図４】右左折運動記述における記号を説明する図である。
【図５】前方車との相対速度が利用できる場合のλcの更新手続きを示すフローチャートである。
【図６】前方車との距離データのみしか利用できない場合のλcの更新手続きを示すフローチャートである。
【図７】基本走行を実現するための処理を示すフローチャートである。
【図８】右折動作を実現するための処理を示すフローチャートである。
【図９】車線変更を実現するための処理を示すフローチャート（その１）である。
【図１０】車線変更を実現するための処理を示すフローチャート（その２）である。
【図１１】追い越し動作を実現するための処理を示すフローチャート（その１）である。
【図１２】追い越し動作を実現するための処理を示すフローチャート（その２）である。
【図１３】追い越し動作を実現するための処理を示すフローチャート（その３）である。
【図１４】本実施形態の走行支援装置を実現する構成例を示すブロック図である。
【図１５】走行支援信号生成部１２及び、運転動作モデル格納部１３、運転動作生成手段格納部１４のシステムが備えるべきハードウェア構成の一例を示す図である。
【符号の説明】
１０      入力装置
１１      センシング装置
１２      走行支援信号生成部
１３      運転動作モデル格納部
１４      運転動作生成手段格納部
１５      出力装置
２０      道路地図案内システム
２１      位置標定部
２２      地図データベース
２３      データ格納部
２４      制御装置
２５      駆動部
３０      運転者
３２      スイッチ
４０      ＣＰＵ
４１      バス
４２      ＲＯＭ
４３      ＲＡＭ
４４      記憶装置
４５      記録媒体読み取り装置
４６      可搬記録媒体
４７      Ｉ／Ｏインタフェース
【図１】
0003973008.tif 000058
【図２】
0003973008.tif 000059
【図３】
0003973008.tif 000060
【図４】
0003973008.tif 000061
【図５】
0003973008.tif 000062
【図６】
0003973008.tif 000063
【図７】
0003973008.tif 000064
【図８】
0003973008.tif 000065
【図９】
0003973008.tif 000066
【図１０】
0003973008.tif 000067
【図１１】
0003973008.tif 000068
【図１２】
0003973008.tif 000069
【図１３】
0003973008.tif 000070
【図１４】
0003973008.tif 000071
【図１５】
0003973008.tif 000072