JPWO2019130473A1 - 車両制御装置、車両制御方法、およびプログラム - Google Patents

Abstract

自車両の周辺環境を認識する認識部と、前記認識部による認識結果を参照して前記自車両の運転制御を行う運転制御部であって、前記自車両が走行する第１走行路において前記自車両の前方を走行する第１車両と、前記第１車両の前方に存在する障害物とが前記認識部により認識された場合、前記第１車両が前記障害物を操舵によって回避した先の第２走行路の状態に基づいて、前記第１車両に追従して前記自車両を走行させるか、前記第２走行路を走行する第２車両に追従して前記自車両を走行させるかを決定する運転制御部と、を備える車両制御装置。

Description

本発明は、車両制御装置、車両制御方法、およびプログラムに関する。

従来、車両を先行車両に追従させる追従制御を行う車両制御手段を備える車両制御システムであって、前記先行車両が車線変更したか否かを判定する先行車両判定手段と、前記車両の周囲が車線変更可能な状況であるか否かを判定する状況判定手段と、を備え、前記車両制御手段は、前記先行車両が車線変更し、かつ、前記車両の周囲が車線変更可能な状況である場合、車線変更を行った前記先行車両に前記車両を追従させて車線変更させる、車両制御システムの発明が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５−１６０５５４号公報

しかしながら、従来の技術では、他車両に追従することによって障害物を回避する場面において、進入先の走行路を走行する別の他車両の存在によってどのように制御を切り替えるかについて考慮されていなかった。このため、スムーズな障害物回避を実現することができない場合があった。

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、よりスムーズな障害物回避を実現することができる車両制御装置、車両制御方法、およびプログラムを提供することを目的の一つとする。

（１）：自車両の周辺環境を認識する認識部（１３０）と、前記認識部による認識結果を参照して前記自車両の運転制御を行う運転制御部（１５０、１６０）であって、前記自車両が走行する第１走行路において前記自車両の前方を走行する第１車両と、前記第１車両の前方に存在する障害物とが前記認識部により認識された場合、前記第１車両が前記障害物を操舵によって回避した先の第２走行路の状態に基づいて、前記第１車両に追従して前記自車両を走行させるか、前記第２走行路を走行する第２車両に追従して前記自車両を走行させるかを決定する運転制御部と、を備える車両制御装置（１００）。

（２）：（１）において、前記認識部は、前記第２車両の状態に基づいて、前記第２車両に前記第１車両に追従する意図があるか否かを推定し、前記運転制御部は、前記認識部により、前記第２車両に前記第１車両に追従する意図があると推定された場合、前記第２車両に追従して前記自車両を走行させると決定するもの。

（３）：（２）において、前記認識部は、前記第１車両と前記第２車両との距離が、第１距離未満であり、且つ第１の変化程度以上で減少している場合、前記第２車両に前記第１車両に追従する意図があると推定するもの。

（４）：（２）において、前記認識部は、前記第１車両と前記第２車両との距離が、第２距離未満であり、かつ第２の変化程度以内で推移している場合、前記第２車両に前記第１車両に追従する意図があると推定するもの。

（５）：（２）において、前記認識部は、前記第１車両と前記第２車両との距離が、第３の変化程度以上で増加している場合、前記第２車両に前記第１車両に追従する意図が無いと推定するもの。

（６）：（２）において、前記認識部は、前記第２車両が前記自車両よりも後ろを走行しており、且つ前記第２車両の外部点灯装置が所定の動作をしている場合、前記第２車両に前記第１車両に追従する意図が無いと推定するもの。

（７）：（２）において、車車間通信を行う通信部が前記第２車両から所定の情報を受信した場合、前記第２車両に前記第１車両に追従する意図が無いと推定するもの。

（８）：（１）において、前記運転制御部は、前記第２車両に追従して前記自車両を走行させると決定した後、前記第２走行路の状態に基づいて、前記第２車両に追従するのが困難であるか否かを判定し、前記第２車両に追従するのが困難であると判定した場合、前記第２走行路において前記第２車両よりも後ろを走行する第３車両に追従して前記自車両を走行させるもの。

（９）：（８）において、前記運転制御部は、前記第２走行路における前走車両との距離が第３距離以上である車両を、前記第３車両として選択するもの。

（１０）：（１）において、前記運転制御部は、前記第２走行路の状態に基づいて、前記第２走行路に進入するのが困難であると判定した場合、前記自車両の進行方向を前記第２走行路側に向ける動作、または前記自車両の横位置を前記第２走行路側に寄せる動作を行わせるもの。

（１１）：（１）において、前記運転制御部は、前記第２走行路の状態に基づいて、前記第２走行路に進入するのが困難であると判定した場合、前記自車両に加減速を繰り返させるもの。

（１２）：（１０）または（１１）において、前記運転制御部は、前記第２走行路の状態に基づいて、前記第２走行路に進入するのが困難であると判定した後、前記第２走行路に進入するのが困難でなくなった場合、前記自車両を前記第２走行路に進入させるもの。
請求項１０または１１記載の車両制御装置。

（１３）：認識部が、自車両の周辺環境を認識し、前記認識部による認識結果を参照して前記自車両の運転制御を行う運転制御部が、前記自車両が走行する第１走行路において前記自車両の前方を走行する第１車両と、前記第１車両の前方に存在する障害物とが前記認識部により認識された場合、前記第１車両が前記障害物を操舵によって回避した先の第２走行路の状態に基づいて、前記第１車両に追従して前記自車両を走行させるか、前記第２走行路を走行する第２車両に追従して前記自車両を走行させるかを決定する、車両制御方法。

（１４）自車両に搭載されたコンピュータに、前記自車両の周辺環境を認識させ、前記認識の結果を参照して前記自車両の運転制御を行わせ、前記自車両が走行する第１走行路において前記自車両の前方を走行する第１車両と、前記第１車両の前方に存在する障害物とが認識された場合、前記第１車両が前記障害物を操舵によって回避した先の第２走行路の状態に基づいて、前記第１車両に追従して前記自車両を走行させるか、前記第２走行路を走行する第２車両に追従して前記自車両を走行させるかを決定させる、プログラム。

（１）〜（１４）によれば、よりスムーズな障害物回避を実現することができる。

（２）〜（７）によれば、第２車両の挙動などに応じて第２走行路への進入可否を適切に判定することができる。

（８）、（９）によれば、第２車両に追従困難な場合でも、スムーズに次の制御に移行することができる。

（１０）〜（１２）によれば、自車両Ｍの意図を明らかにすることで、第２走行路に進入できる確率を高めることができる。

第１実施形態に係る車両制御装置を利用した車両システム１の構成図である。 第１制御部１２０および第２制御部１６０の機能構成図である。 障害物回避制御部１５２により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。 走行路が道路区画線で区画されている場面を例示した図である。 走行路が道路区画線で区画されていない場面を例示した図である。 第１車両ｍ１と第２車両ｍ２の関係を示す図である。 追従制御について説明するための図である。 意図推定部１３４による処理の内容の一例を示すフローチャートである。 第２車両に追従するのが困難であるか否かを判定する処理について説明するための図である。 図３のフローチャートの続きである。 割込みを主張する動作を例示した図（その１）である。 割込みを主張する動作を例示した図（その２）である。 第２実施形態の障害物回避制御部１５２により実行される処理の流れの一例を示すフローチャート（その１）である。 第２実施形態の障害物回避制御部１５２により実行される処理の流れの一例を示すフローチャート（その２）である。 各実施形態の自動運転制御装置１００のハードウェア構成の一例を示す図である。

以下、図面を参照し、本発明の車両制御装置、車両制御方法、およびプログラムの実施形態について説明する。

＜第１実施形態＞
［全体構成］
図１は、第１実施形態に係る車両制御装置を利用した車両システム１の構成図である。車両システム１が搭載される車両は、例えば、二輪や三輪、四輪等の車両であり、その駆動源は、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンなどの内燃機関、電動機、或いはこれらの組み合わせである。電動機を備える場合、電動機は、内燃機関に連結された発電機による発電電力、或いは二次電池や燃料電池の放電電力を使用して動作する。

車両システム１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、車両センサ４０と、ナビゲーション装置５０と、ＭＰＵ（Map Positioning Unit）６０と、運転操作子８０と、自動運転制御装置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、ヘッドライト装置２５０とを備える。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。

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、車両システム１が搭載される車両（以下、自車両Ｍと称する）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、周期的に繰り返し自車両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。

レーダ装置１２は、自車両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、自車両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。

ファインダ１４は、ＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging）である。ファインダ１４は、自車両Ｍの周辺に光を照射し、散乱光を測定する。ファインダ１４は、発光から受光までの時間に基づいて、対象までの距離を検出する。照射される光は、例えば、パルス状のレーザー光である。ファインダ１４は、自車両Ｍの任意の箇所に一つまたは複数が取り付けられる。ファインダ１４は、物体検出装置の一例である。

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装置１００に出力する。また、物体認識装置１６は、必要に応じて、カメラ１０、レーダ装置１２、およびファインダ１４の検出結果をそのまま自動運転制御装置１００に出力してよい。

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、自車両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各種サーバ装置と通信する。

ＨＭＩ３０は、自車両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。

車両センサ４０は、自車両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、自車両Ｍの向きを検出する方位センサ等を含む。

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５１は、ＧＮＳＳ衛星から受信した信号に基づいて、自車両Ｍの位置を特定する。自車両Ｍの位置は、車両センサ４０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により特定された自車両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（以下、地図上経路）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により決定された地図上経路は、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により決定された地図上経路に基づいて、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、乗員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地図上経路を取得してもよい。

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、自車両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。

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。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。

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、異形ステア、ジョイスティック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、自動運転制御装置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のうち一部または全部に出力される。

自動運転制御装置１００は、例えば、第１制御部１２０と、第２制御部１６０とを備える。第１制御部１２０と第２制御部１６０は、それぞれ、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのハードウェア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、これらの構成要素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）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などのハードウェア（回路部；circuitryを含む）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。自動運転制御装置１００は、車両制御装置の一例である。

図２は、第１制御部１２０および第２制御部１６０の機能構成図である。第１制御部１２０は、例えば、認識部１３０と、行動計画生成部１５０とを備える。第１制御部１２０は、例えば、ＡＩ（Artificial Intelligence；人工知能）による機能と、予め与えられたモデルによる機能とを並行して実現する。例えば、「交差点を認識する」機能は、ディープラーニング等による交差点の認識と、予め与えられた条件（パターンマッチング可能な信号、道路標示などがある）に基づく認識とが並行して実行され、双方に対してスコア付けして総合的に評価することで実現される。これによって、自動運転の信頼性が担保される。

認識部１３０は、カメラ１０、レーダ装置１２、およびファインダ１４から物体認識装置１６を介して入力される情報に基づいて、自車両Ｍの周辺状況を認識する。例えば、認識部１３０は、自車両Ｍの周辺にある物体の位置、および速度、加速度等の状態を認識する。物体の位置は、例えば、自車両Ｍの代表点（重心や駆動軸中心など）を原点とした絶対座標上の位置として認識され、制御に使用される。物体の位置は、その物体の重心やコーナー等の代表点で表されてもよいし、表現された領域で表されてもよい。物体の「状態」とは、物体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。認識部１３０は、カメラ１０の撮像画像に基づいて、自車両Ｍがこれから通過するカーブの形状を認識する。認識部１３０は、カーブの形状をカメラ１０の撮像画像から実平面に変換し、例えば、二次元の点列情報、或いはこれと同等なモデルを用いて表現した情報を、カーブの形状を示す情報として行動計画生成部１５０に出力する。

認識部１３０は、例えば、自車両Ｍが走行している車線（走行車線）を認識する。例えば、認識部１３０は、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、走行車線を認識する。認識部１３０は、道路区画線に限らず、道路区画線や路肩、縁石、中央分離帯、ガードレールなどを含む走路境界（道路境界）を認識することで、走行車線を認識してもよい。この認識において、ナビゲーション装置５０から取得される自車両Ｍの位置やＩＮＳによる処理結果が加味されてもよい。また、認識部１３０は、一時停止線、障害物、赤信号、料金所、その他の道路事象を認識する。

認識部１３０は、走行車線を認識する際に、走行車線に対する自車両Ｍの位置や姿勢を認識する。認識部１３０は、例えば、自車両Ｍの基準点の車線中央からの乖離、および自車両Ｍの進行方向の車線中央を連ねた線に対してなす角度を、走行車線に対する自車両Ｍの相対位置および姿勢として認識してもよい。これに代えて、認識部１３０は、走行車線のいずれかの側端部（道路区画線または道路境界）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。

認識部１３０は、上記の認識処理において、認識精度を導出し、認識精度情報として行動計画生成部１５０に出力してもよい。例えば、認識部１３０は、一定期間において、道路区画線を認識できた頻度に基づいて、認識精度情報を生成する。

認識部１３０は、例えば、走行路設定部１３２と、意図推定部１３４とを備える。これらの機能部は、例えば、行動計画生成部１５０の障害物回避制御部１５２からの依頼を受けて処理を行う。これらについては後述する。

行動計画生成部１５０は、原則的には推奨車線決定部６１により決定された推奨車線を走行し、更に、自車両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。行動計画生成部１５０は、起動したイベントに応じて、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、複数の軌道点と、速度要素とを含んでいる。例えば、目標軌道は、自車両Ｍの到達すべき地点（軌道点）を順に並べたものとして表現される。軌道点は、道なり距離で所定の走行距離（例えば数［ｍ］程度）ごとの自車両Ｍの到達すべき地点であり、それとは別に、所定のサンプリング時間（例えば０コンマ数［ｓｅｃ］程度）ごとの目標速度および目標加速度が、目標軌道の一部として生成される。また、軌道点は、所定のサンプリング時間ごとの、そのサンプリング時刻における自車両Ｍの到達すべき位置であってもよい。この場合、目標速度や目標加速度の情報は軌道点の間隔で表現される。

行動計画生成部１５０は、例えば、障害物回避制御部１５２を備える。これについては後述する。

第２制御部１６０は、行動計画生成部１５０によって生成された目標軌道を、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、ブレーキ装置２１０、およびステアリング装置２２０を制御する。行動計画生成部１５０と第２制御部１６０を合わせたものが、「運転制御部」の一例である。

第２制御部１６０は、例えば、取得部１６２と、速度制御部１６４と、操舵制御部１６６とを備える。取得部１６２は、行動計画生成部１５０により生成された目標軌道（軌道点）の情報を取得し、メモリ（不図示）に記憶させる。速度制御部１６４は、メモリに記憶された目標軌道に付随する速度要素に基づいて、走行駆動力出力装置２００またはブレーキ装置２１０を制御する。操舵制御部１６６は、メモリに記憶された目標軌道の曲がり具合に応じて、ステアリング装置２２０を制御する。速度制御部１６４および操舵制御部１６６の処理は、例えば、フィードフォワード制御とフィードバック制御との組み合わせにより実現される。一例として、操舵制御部１６６は、自車両Ｍの前方の道路の曲率に応じたフィードフォワード制御と、目標軌道からの乖離に基づくフィードバック制御とを組み合わせて実行する。

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、第２制御部１６０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。

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、第２制御部１６０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、第２制御部１６０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。

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、第２制御部１６０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。

［障害物回避制御］
以下、車両システム１による障害物回避制御について説明する。障害物回避制御部１５２は、認識部１３０の認識結果を参照し、自車両Ｍの走行路の前方に障害物が存在する場合、これを回避するための制御を行う。以下の説明において、「距離」とは、前方にいる物体の後端部と後方にいる物体の前端部との間の距離、すなわち「間隔」を意味するものとする。換言すると、「距離」とは「車間距離」と同等の概念である。

図３は、障害物回避制御部１５２により実行される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、認識部１３０により自車両Ｍの前方に障害物が認識されたときに開始される。前方とは、自車両Ｍの走行路上において自車両Ｍから所定範囲内（例えば１００［ｍ］以内）をいう。障害物とは、認識部１３０により認識された物体のうち、静止に近い状態であり、且つ自車両Ｍが乗り越え困難な高さを有するものをいう。自車両Ｍ以外の車両には、四輪車両、二輪車両、自転車などが含まれる。走行路については後述する。

まず、障害物回避制御部１５２は、認識部１３０の認識結果を参照し、現在の走行路と障害物を回避した先の走行路とが道路区画線で区画されているか否かを判定する（ステップＳ１００）。現在の走行路と障害物を回避した先の走行路とが道路区画線で区画されていない場合、障害物回避制御部１５２は、走行路設定部１３２に走行路の設定を依頼する（ステップＳ１０２）。

図４は、走行路が道路区画線で区画されている場面を例示した図である。図中、Ｌ１は、道路区画線ＬＭ１とＬＭ２で区画された車線であり、Ｌ２は、道路区画線ＬＭ２とＬＭ３で区画された車線であり、Ｌ３は、道路区画線ＬＭ３とＬＭ４で区画された車線であり、Ｌ４は、道路区画線ＬＭ４とＬＭ５で区画された車線である。車線Ｌ１とＬ２は自車両Ｍの進行方向に沿った車線であり、車線Ｌ３とＬ４は対向車線である。対向車線である車線Ｌ３を他車両ｍが走行している。自車両Ｍは車線Ｌ１を走行しており、車線Ｌ１における自車両Ｍの前方には障害物ＯＢ（図では停止している大型車両）が存在する。自車両Ｍの現在の走行路は車線Ｌ１であり、障害物ＯＢを回避した先の走行路は車線Ｌ２となる。図４に示す場面では、障害物回避制御部１５２は、現在の走行路と障害物を回避した先の走行路とが道路区画線で区画されていると判定する。図４以降の図において、車両に接続された矢印は、その車両の進行方向を示しているものとする。

図５は、走行路が道路区画線で区画されていない場面を例示した図である。図示する道路は、車両が２台ないし３台並走可能な幅を有するが、両端の道路区画線ＬＭ６およびＬＭ７以外に道路区画線が設けられていない道路である。図５に示す場面では、障害物回避制御部１５２は、現在の走行路と障害物を回避した先の走行路とが道路区画線で区画されていないと判定する。この場合、走行路設定部１３２は、例えば、自車両Ｍの車幅を基準として仮想車線ＶＬ１およびＶＬ２を設定する。

以下、図４で示す場面における車線Ｌ１または図５で示す場面における仮想車線ＶＬ１は、「第１走行路」の一例であり、図４で示す場面における車線Ｌ２または図５で示す場面における仮想車線ＶＬ２は、「第２走行路」の一例である。第１走行路は、自車両Ｍが走行している走行路であり、第２走行路は、第１走行路と同じ方向の走行路であり、障害物ＯＢを回避すると走行することになる走行路である。

図３に戻り、障害物回避制御部１５２は、第２走行路の状態を認識部１３０から取得する（ステップＳ１０４）。次に、障害物回避制御部１５２は、第１走行路において障害物ＯＢの手前側、且つ自車両Ｍの前方を走行する前走車両（以下、第１車両）が存在するか否かを判定する（ステップＳ１０６）。第１車両であるためには、自車両Ｍとの距離が所定距離以内であることを条件としてもよい。

第１車両が存在しない場合、障害物回避制御部１５２は、第２走行路に、回避制御に干渉する車両（以下、第２車両）が存在するか否かを判定する（ステップＳ１０８）。ステップＳ１０８における回避制御に干渉する車両とは、例えば、自車両Ｍが第２走行路に車線変更を行った場合の将来の各時点において、自車両Ｍとの距離が所定距離以内となることが予想される車両である。なお、本明細書では、対向車両との干渉に関しては説明を省略する。

第２走行路に第２車両が存在しない場合、障害物回避制御部１５２は、自車両Ｍを第２走行路に車線変更させる（ステップＳ１１０）。この場合、障害物回避制御部１５２は、例えば、自車両Ｍの位置および速度、第２走行路における目標到達地点などをパラメータとしたスプライン曲線を複数生成し、障害物ＯＢとの最小接近距離や最大操舵角を最適化するスプライン曲線を選択して目標軌道とする。

ステップＳ１０６において第１車両が存在すると判定された場合、障害物回避制御部１５２は、第２走行路に、回避制御に干渉する車両（以下、第２車両）が存在するか否かを判定する（ステップＳ１１２）。ステップＳ１０８における回避制御に干渉する車両とは、例えば、第１車両に追従して第２走行路に進入すると仮定した場合の将来の各時点において、自車両Ｍとの距離が所定距離以内となることが予想される車両である。図６は、第１車両ｍ１と第２車両ｍ２の関係を示す図である。図中、Ｄｘ（１２）は第１車両ｍ１と第２車両ｍ２との進行方向に関する距離である。これについては後述する。本図以降、自車両Ｍは第１走行路と第２走行路が道路区画線ＬＭで区画されている道路を走行しているものとし、対向車線の図示を省略する。

ここで、「追従する」とは、前走車両に対して、他車両が間に入るのが困難な程度の車間距離を保ちながら、横位置を合わせて走行することをいう。横位置とは、道路の幅方向の変位をいう。図７は、追従制御について説明するための図である。図中、Ｄｘ（Ｍ１）は自車両Ｍと第１車両ｍ１との進行方向に関する距離（車間距離）であり、Ｄｙ（Ｍ１）は自車両Ｍと第１車両ｍ１との横位置の差である。Ｄｙ（Ｍ１）は、それぞれの車両の代表点（重心や駆動軸中心など）同士を比較することで認識される。第１車両ｍ１に追従する場合、障害物回避制御部１５２は、例えば、距離Ｄｘ（Ｍ１）を一定値Ｘ１に近づけ、横位置の差Ｄｙ（Ｍ１）をゼロに近づけるようなフィードバック制御を行う。この追従制御は、自ら種々の要素を考慮して目標軌道を生成するよりも容易なものであるため、障害物回避のような複雑な状況で追従制御を行うことで、自動運転車両としての処理負荷を軽減することができる。なお、自車両Ｍと第１車両ｍ１が進行方向に関して重なる、或いは自車両Ｍが第１車両ｍ１よりも前を走行しているなど、直ちに横方向に移動できない場面も生じるが、その場合は車間距離の調節を優先し、横方向に移動できるようになるまで待つ。

ステップＳ１１２において第２車両が存在しないと判定された場合、障害物回避制御部１５２は、自車両Ｍに、第１車両に追従して障害物ＯＢを回避させる（ステップＳ１１４）。

ステップＳ１１２において第２車両が存在すると判定された場合、障害物回避制御部１５２は、意図推定部１３４に推定を依頼し、第２車両は第１車両に追従する意図があるか否かを判定する（ステップＳ１１６）。

図８は、意図推定部１３４による処理の内容の一例を示すフローチャートである。まず、意図推定部１３４は、車車間通信によって第２車両から進路を「譲る」旨の情報を受信したか否かを判定する（ステップＳ２００）。車車間通信によって第２車両から進路を「譲る」旨の情報を受信した場合、意図推定部１３４は、第２車両は第１車両に追従する意図が無いと推定する（ステップＳ２１２）。

ステップＳ２００で否定的な判定を得た場合、意図推定部１３４は、第２車両が自車両Ｍよりも後ろを走行しており、且つ外部点灯装置が所定の動作をしているか否かを判定する（ステップＳ２０２）。「第２車両が自車両Ｍよりも後ろ」とは、例えば第２車両の前端部が自車両Ｍの後端部よりも進行方向に関して後ろ側にあることをいう。「外部点灯装置が所定の動作をしている」とは、例えば、ヘッドライトはロービームの状態からハイビームの状態に何度か切り替えられたこと、或いは、ハザードランプが動作していることをいう。ステップＳ２０２で肯定的な判定を得た場合、意図推定部１３４は、第２車両は第１車両に追従する意図が無いと推定する（ステップＳ２１２）。これらの動作は、第２車両の運転者が自車両Ｍに対して、先に第１車両の後ろに入ることを許容していることを示すメッセージと考えられるからである。

ステップＳ２０２で否定的な判定を得た場合、意図推定部１３４は、第１車両と第２車両との距離が、第３の変化程度以上で増加しているか否かを判定する。具体的に、意図推定部１３４は、第１車両と第２車両との距離Ｄｘ（１２）の基準時間内における変化量ΔＤｘ（１２）が閾値＃Ｄ３以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０４）。第１車両と第２車両との距離Ｄｘ（１２）の基準時間内における変化量ΔＤｘ（１２）が閾値＃Ｄ３以上である場合、意図推定部１３４は、第２車両は第１車両に追従する意図が無いと推定する（ステップＳ２１２）。第１車両と第２車両との距離Ｄｘ（１２）が急速に増加している場合、第２車両は第１車両に追従する意図が無いと推定されるからである。

ステップＳ２０４で否定的な判定を得た場合、意図推定部１３４は、第１車両と第２車両との距離が、第１距離未満であり、且つ第１の変化程度以上で減少しているか否かを判定する。具体的に、意図推定部１３４は、第１車両と第２車両との距離Ｄｘ（１２）が閾値Ｄ１未満であり、且つ距離Ｄの基準時間内における変化量ΔＤｘ（１２）が閾値＃Ｄ１以下であるか否かを判定する（ステップＳ２０６）。閾値＃Ｄ１は、負の値である。ステップＳ２０６で肯定的な判定を得た場合、第２車両は第１車両との車間距離を詰めている最中であるから、意図推定部１３４は、第２車両は第１車両に追従する意図があると推定する（ステップＳ２１０）。

ステップＳ２０６で否定的な判定を得た場合、意図推定部１３４は、第１車両と第２車両との距離が、第２距離未満であり、かつ第２の変化程度以内で推移しているか否かを判定する。具体的に、意図推定部１３４は、第１車両と第２車両との距離Ｄｘ（１２）が閾値Ｄ２未満であり、且つ距離Ｄｘ（１２）の基準時間内における変化量ΔＤｘ（１２）の絶対値｜ΔＤｘ（１２）｜が閾値＃Ｄ２以下であるか否かを判定する（ステップＳ２０８）。ステップＳ２０８で肯定的な判定を得た場合、第２車両は既に第１車両との車間距離を詰めており、その状態を維持しているのであるから、意図推定部１３４は、第２車両は第１車両に追従する意図があると推定する（ステップＳ２１０）。一方、ステップＳ２０８で否定的な判定を得た場合、意図推定部１３４は、第２車両は第１車両に追従する意図が無いと推定する（ステップＳ２１２）。

ここで、閾値Ｄ１＞閾値Ｄ２である。また、閾値＃Ｄ１の絶対値＞閾値＃Ｄ２であり、閾値＃Ｄ３の絶対値＞閾値＃Ｄ２である。閾値＃Ｄ１の絶対値と閾値＃Ｄ３の絶対値はどちらが大きくてもよい。

図３に戻り、ステップＳ１１６において、意図推定部１３４による推定の結果、第２車両は第１車両に追従する意図が無いと判定された場合、障害物回避制御部１５２は、自車両Ｍに、第１車両に追従して障害物ＯＢを回避させる（ステップＳ１１４）。

一方、ステップＳ１１６において、意図推定部１３４による推定の結果、第２車両は第１車両に追従する意図があると判定された場合、または、ステップＳ１０８において第２走行路に第２車両が存在すると判定された場合、障害物回避制御部１５２は、第２車両に追従するのが困難であるか否かを判定する（ステップＳ１１８）。

図９は、第２車両に追従するのが困難であるか否かを判定する処理について説明するための図である。図中、第２走行路である車線Ｌ２において、第２車両ｍ２の直後を第３車両ｍ３が走行している。このような場面において、障害物回避制御部１５２は、例えば、第２車両ｍ２と第３車両ｍ３との距離Ｄｘ（２３）が閾値以上であり、且つ、自車両Ｍと第３車両Ｍ３との距離Ｄｘ（Ｍ３）を自車両Ｍと第３車両Ｍ３との相対速度ΔＶ（第３車両ｍ３の速度マイナス自車両Ｍの速度）で除算した値が閾値以上である場合に、第２車両に追従するのが困難で無いと判定し、第２車両ｍ２と第３車両ｍ３との距離Ｄｘ（２３）が閾値未満である、または、自車両Ｍと第３車両Ｍ３との距離Ｄｘ（Ｍ３）を自車両Ｍと第３車両Ｍ３との相対速度ΔＶで除算した値が閾値未満である場合に、第２車両に追従するのが困難であると判定する。

第２車両に追従するのが困難でないと判定した場合、障害物回避制御部１５２は、自車両Ｍに、第２車両に追従して障害物ＯＢを回避させる（ステップＳ１２０）。第２車両に追従するのが困難であると判定された場合については、図１０を参照して説明する。

図１０は、図３のフローチャートの続きである。ステップＳ１１８において第２車両に追従するのが困難であると判定した場合、障害物回避制御部１５２は、第２走行路に、後続車両との車間距離が閾値Ｄ３（第３距離）以上の車両（第３車両）が存在するか否かを判定する（ステップＳ３００）。

後続車両との車間距離が閾値Ｄ３以上の車両が存在する場合、障害物回避制御部１５２は、当該車両を選択し、自車両Ｍに、当該車両に追従して障害物ＯＢを回避させる（ステップＳ３０２）。

一方、第２走行路に、後続車両との車間距離が閾値Ｄ３以上の車両が存在しないと判定した場合、障害物回避制御部１５２は、自車両Ｍに、割込みを主張する動作を行わせ（ステップＳ３０４）、ステップＳ３００に処理を戻す。

図１１および図１２は、割込みを主張する動作を例示した図である。図１１に示すように、障害物回避制御部１５２は、自車両Ｍに、追従する車両が決まっていない段階で、自車両Ｍの進行方向を第２走行路側に向け、且つ／または自車両Ｍの横位置を第２走行路側に寄せる動作を、割込みを主張する動作として行わせてもよい。

また、図１２に示すように、障害物回避制御部１５２は、自車両Ｍに、追従する車両が決まっていない段階で、自車両Ｍに加減速を繰り返す動作を、割込みを主張する動作として行わせてもよい。

このような割り込みを主張する動作を行うことで、第２走行路を走行する車両は、自車両Ｍが第２走行路に進入する予定であることを認識することができる。この結果、いずれかの車両が前走車両との車間距離を広くし、自車両Ｍが第２走行路に進入できるようにしてくれることが期待される。この結果、自車両Ｍが第２走行路に進入できる確率を高めることができる。

以上説明した第１実施形態の車両制御装置によれば、よりスムーズな障害物回避を実現することができる。

＜第２実施形態＞
第１実施形態では、意図推定部１３４を備え、図３のフローチャートにおけるステップＳ１１６の判定は、図８のフローチャートで示す意図推定部１３４の推定結果に基づくものとして説明した。第２実施形態では、意図推定部１３４を省略し、図８のフローチャートと同等の処理を障害物回避制御部１５２が行う。

図１３及び図１４は、第２実施形態の障害物回避制御部１５２により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。図１３および図１４において、図３および図８のフローチャートと同じステップ番号を付したステップにおいては、図３および図８のフローチャートと同様の処理が行われるため、個別の説明は省略する。

図１３において、第２走行路に、回避制御に干渉する車両（第２車両）が存在すると判定した場合、障害物回避制御部１５２は、図１４のフローチャートに示す処理を実行する。障害物回避制御部１５２は、ステップＳ２００、Ｓ２０２、Ｓ２０４のうちいずれかにおいて肯定的な判定を得た場合、ステップＳ１１８に処理を進める。障害物回避制御部１５２は、ステップＳ２００、Ｓ２０２、およびＳ２０４において否定的な判定を得た場合であり、且つ、ステップＳ２０６、Ｓ２０８のいずれかにおいて肯定的な判定を得た場合、ステップＳ１１４に処理を進める。障害物回避制御部１５２は、ステップＳ２０６およびＳ２０８において否定的な判定を得た場合、ステップＳ１１８に処理を進める。

第２実施形態は、以下のように表現することができる。
（Ａ）自車両の周辺環境を認識する認識部と、
前記認識部による認識結果を参照して前記自車両の運転制御を行う運転制御部であって、前記自車両が走行する第１走行路において前記自車両の前方を走行する第１車両と、前記第１車両の前方に存在する障害物とが前記認識部により認識された場合、前記第１車両が前記障害物を操舵によって回避した先の第２走行路の状態に基づいて、前記第１車両に追従して前記自車両を走行させるか、前記第２走行路を走行する第２車両に追従して前記自車両を走行させるかを決定する運転制御部と、を備える車両制御装置。

（Ｂ）前記運転制御部は、前記第１車両と前記第２車両との距離が、第１の変化程度以上で減少している場合、前記第２車両に追従して前記自車両を走行させる、（Ａ）の車両制御装置。

（Ｃ）前記運転制御部は、前記第１車両と前記第２車両との距離が、第１距離未満であり、かつ第２の変化程度以内で推移している場合、前記第２車両に追従して前記自車両を走行させる、（Ａ）の車両制御装置。

（Ｄ）前記運転制御部は、前記第１車両と前記第２車両との距離が、第３の変化程度以上で増加している場合、前記第１車両に追従して前記自車両を走行させる、（Ａ）の車両制御装置。

（Ｅ）前記運転制御部は、前記第２車両の外部点灯装置が所定の動作をしている場合、前記第１車両に追従して前記自車両を走行させる、（Ａ）の車両制御装置。

（Ｆ）車車間通信を行う通信部が前記第２車両から所定の情報を受信した場合、前記第１車両に追従して前記自車両を走行させる、（Ａ）の車両制御装置。

以上説明した第２実施形態の車両制御装置によれば、第１実施形態と同様、よりスムーズな障害物回避を実現することができる。

＜ハードウェア構成＞
図１５は、各実施形態の自動運転制御装置１００のハードウェア構成の一例を示す図である。図示するように、自動運転制御装置１００は、通信コントローラ１００−１、ＣＰＵ１００−２、ワーキングメモリとして使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）１００−３、ブートプログラムなどを格納するＲＯＭ（Read Only Memory）１００−４、フラッシュメモリやＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの記憶装置１００−５、ドライブ装置１００−６などが、内部バスあるいは専用通信線によって相互に接続された構成となっている。通信コントローラ１００−１は、自動運転制御装置１００以外の構成要素との通信を行う。記憶装置１００−５には、ＣＰＵ１００−２が実行するプログラム１００−５ａが格納されている。このプログラムは、ＤＭＡ（Direct Memory Access）コントローラ（不図示）などによってＲＡＭ１００−３に展開されて、ＣＰＵ１００−２によって実行される。これによって、認識部１３０および行動計画生成部１５０のうち一方または双方が実現される。

＜その他＞
上記各実施形態では、車両制御装置は、速度制御、障害物回避、車線変更などを自動的に行う、いわゆる自動運転を制御するものとして説明したが、車両制御装置は、ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）やＬＫＡＳ（Lane Keeping Assist System）、ＡＬＣ（Auto Lane Change）などの運転支援制御を行う装置をベースとしたものであってよい。この場合、車両制御装置は、例えば、ＡＣＣを実行中に第１走行路に障害物を検出した場合、ＡＣＣの機能を利用して第１車両に追従して障害物を回避するか、ＡＬＣの機能を利用して第２走行路に車線変更するかを切り替えてもよい。

また、上記各実施形態は、以下のように表現することができる。
プログラムを記憶した記憶装置と、
ハードウェアプロセッサと、を備え、
前記ハードウェアプロセッサは、前記記憶装置に記憶されたプログラムを実行することにより、
自車両の周辺環境を認識し、
前記認識の結果を参照して前記自車両の運転制御を行い、
前記自車両が走行する第１走行路において前記自車両の前方を走行する第１車両と、前記第１車両の前方に存在する障害物とが前記認識部により認識された場合、前記第１車両が前記障害物を操舵によって回避した先の第２走行路の状態に基づいて、前記第１車両に追従して前記自車両を走行させるか、前記第２走行路を走行する第２車両に追従して前記自車両を走行させるかを決定する、
ように構成されている、車両制御装置。

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。

１０ カメラ
１２ レーダ装置
１４ ファインダ
１６ 物体認識装置
５０ ナビゲーション装置
６０ ＭＰＵ
８０ 運転操作子
１００ 自動運転制御装置
１２０ 第１制御部
１３０ 認識部
１３２ 走行路設定部
１３４ 意図推定部
１５０ 行動計画生成部
１５２ 障害物回避制御部
１６０ 第２制御部
１６２ 取得部
１６４ 速度制御部
１６６ 操舵制御部
２００ 走行駆動力出力装置
２１０ ブレーキ装置
２２０ ステアリング装置

Claims (14)

1. 自車両の周辺環境を認識する認識部と、
   前記認識部による認識結果を参照して前記自車両の運転制御を行う運転制御部であって、前記自車両が走行する第１走行路において前記自車両の前方を走行する第１車両と、前記第１車両の前方に存在する障害物とが前記認識部により認識された場合、前記第１車両が前記障害物を操舵によって回避した先の第２走行路の状態に基づいて、前記第１車両に追従して前記自車両を走行させるか、前記第２走行路を走行する第２車両に追従して前記自車両を走行させるかを決定する運転制御部と、
   を備える車両制御装置。
2. 前記認識部は、前記第２車両の状態に基づいて、前記第２車両に前記第１車両に追従する意図があるか否かを推定し、
   前記運転制御部は、前記認識部により、前記第２車両に前記第１車両に追従する意図があると推定された場合、前記第２車両に追従して前記自車両を走行させると決定する、
   請求項１記載の車両制御装置。
3. 前記認識部は、前記第１車両と前記第２車両との距離が、第１距離未満であり、且つ第１の変化程度以上で減少している場合、前記第２車両に前記第１車両に追従する意図があると推定する、
   請求項２記載の車両制御装置。
4. 前記認識部は、前記第１車両と前記第２車両との距離が、第２距離未満であり、かつ第２の変化程度以内で推移している場合、前記第２車両に前記第１車両に追従する意図があると推定する、
   請求項２記載の車両制御装置。
5. 前記認識部は、前記第１車両と前記第２車両との距離が、第３の変化程度以上で増加している場合、前記第２車両に前記第１車両に追従する意図が無いと推定する、
   請求項２記載の車両制御装置。
6. 前記認識部は、前記第２車両が前記自車両よりも後ろを走行しており、且つ前記第２車両の外部点灯装置が所定の動作をしている場合、前記第２車両に前記第１車両に追従する意図が無いと推定する、
   請求項２記載の車両制御装置。
7. 車車間通信を行う通信部が前記第２車両から所定の情報を受信した場合、前記第２車両に前記第１車両に追従する意図が無いと推定する、
   請求項２記載の車両制御装置。
8. 前記運転制御部は、前記第２車両に追従して前記自車両を走行させると決定した後、前記第２走行路の状態に基づいて、前記第２車両に追従するのが困難であるか否かを判定し、前記第２車両に追従するのが困難であると判定した場合、前記第２走行路において前記第２車両よりも後ろを走行する第３車両に追従して前記自車両を走行させる、
   請求項１記載の車両制御装置。
9. 前記運転制御部は、前記第２走行路における後続車両との距離が第３距離以上である車両を、前記第３車両として選択する、
   請求項８記載の車両制御装置。
10. 前記運転制御部は、前記第２走行路の状態に基づいて、前記第２走行路に進入するのが困難であると判定した場合、前記自車両の進行方向を前記第２走行路側に向ける動作、または前記自車両の横位置を前記第２走行路側に寄せる動作を行わせる、
    請求項１記載の車両制御装置。
11. 前記運転制御部は、前記第２走行路の状態に基づいて、前記第２走行路に進入するのが困難であると判定した場合、前記自車両に加減速を繰り返させる、
    請求項１記載の車両制御装置。
12. 前記運転制御部は、前記第２走行路の状態に基づいて、前記第２走行路に進入するのが困難であると判定した後、前記第２走行路に進入するのが困難でなくなった場合、前記自車両を前記第２走行路に進入させる、
    請求項１０または１１記載の車両制御装置。
13. 認識部が、自車両の周辺環境を認識し、
    前記認識部による認識結果を参照して前記自車両の運転制御を行う運転制御部が、前記自車両が走行する第１走行路において前記自車両の前方を走行する第１車両と、前記第１車両の前方に存在する障害物とが前記認識部により認識された場合、前記第１車両が前記障害物を操舵によって回避した先の第２走行路の状態に基づいて、前記第１車両に追従して前記自車両を走行させるか、前記第２走行路を走行する第２車両に追従して前記自車両を走行させるかを決定する、
    車両制御方法。
14. 自車両に搭載されたコンピュータに、
    前記自車両の周辺環境を認識させ、
    前記認識の結果を参照して前記自車両の運転制御を行わせ、
    前記自車両が走行する第１走行路において前記自車両の前方を走行する第１車両と、前記第１車両の前方に存在する障害物とが認識された場合、前記第１車両が前記障害物を操舵によって回避した先の第２走行路の状態に基づいて、前記第１車両に追従して前記自車両を走行させるか、前記第２走行路を走行する第２車両に追従して前記自車両を走行させるかを決定させる、
    プログラム。

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